细菌定植通过调控炎症反应促进病理性瘢痕形成的机制研究

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Journal of Translational Medicine 6.1

编辑推荐:

  【编辑推荐】慢性炎症与病理性瘢痕高度相关,但炎症诱因不明。本研究针对 58 例未治疗病理性瘢痕及 23 例正常皮肤,探究细菌定植影响。发现瘢痕中存在 2260 种细菌,其致病性、运动性与瘢痕增生相关,揭示细菌通过激活 TGF-β/Smad 通路促瘢痕形成,为防治提供新方向。

  在皮肤创伤愈合的漫长 journey 中,病理性瘢痕如同一个顽固的 "roadblock",困扰着无数患者和研究者。这类被视为伤口愈合 “终极大敌” 的良性纤维增生性皮肤肿瘤,表现为成纤维细胞过度增殖、细胞外基质(尤其是胶原蛋白)异常沉积、局部炎症细胞大量浸润以及真皮血管高度化,甚至会向周围正常皮肤侵袭性生长。尽管种族、皮肤张力、激素水平等因素被报道与病理性瘢痕形成相关,但其核心发病机制始终迷雾重重,尤其是慢性炎症的起源问题 —— 已知炎症因子如肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、转化生长因子 -β(TGF-β)、白细胞介素 - 1(IL-1)、白细胞介素 - 6(IL-6)等在瘢痕组织中富集,巨噬细胞等免疫细胞也大量浸润,可究竟是什么 “点燃” 了这把持续燃烧的炎症之火?临床观察发现,感染病史显著增加病理性瘢痕风险,伤口上皮化前的细菌负荷与瘢痕形成正相关,但细菌定植在瘢痕重塑阶段的直接作用却模糊不清,伤口上皮化后微生物是否仍在皮肤组织中 “作祟” 及其对瘢痕的影响更是未见报道。
为了拨开这团迷雾,空军军医大学第二附属医院的研究团队展开了一项系统性研究。他们的成果发表在《Journal of Translational Medicine》上,为病理性瘢痕的防治打开了一扇新的窗户。

研究人员采用了多维度的技术手段:首先纳入 58 例未治疗的病理性瘢痕患者(涵盖耳穿孔、烧伤、感染、手术、创伤等不同病因)和 23 例正常皮肤对照,通过严格的三步骤质控(手术室空气样本对照、手术刀片培养排除医源性污染、无菌生理盐水对照组)确保样本可靠性;运用 16S rRNA 测序、免疫组织化学(检测脂多糖 LPS、脂磷壁酸 LTA)、免疫电镜、荧光原位杂交(FISH)、活细菌原位标记(荧光 D - 丙氨酸)等技术,全面揭示瘢痕中的细菌分布与活性;构建大鼠瘢痕模型,并利用 Transwell 共培养系统、ELISA、Western blot 等方法,深入探究细菌裂解物对巨噬细胞(THP-1 细胞)和成纤维细胞的作用机制。

细菌在病理性瘢痕中的 “隐秘存在”


通过多种检测技术,研究人员在病理性瘢痕组织中发现了细菌的广泛分布 —— 它们不仅存在于细胞外,还大量藏身于巨噬细胞和成纤维细胞的细胞质内,免疫电镜下甚至观察到无细胞壁的 L 型细菌变体。16S 测序揭示瘢痕中存在 2260 种细菌,主要属于梭菌目、伯克霍尔德菌目、放线菌目和拟杆菌目。值得注意的是,瘢痕中细菌的致病性和运动性与瘢痕增生程度、侵袭性呈正相关,感染相关组和烧伤组的细菌负荷最高,而手术组最低。这表明细菌并非 “过客”,而是与瘢痕的恶性发展紧密绑定。

细菌如何 “煽风点火”:炎症因子的 “多米诺效应”


体外实验显示,痤疮丙酸杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌和金黄色葡萄球菌这四种临床相关细菌的裂解物,能显著诱导巨噬细胞分泌 IL-1、IL-6、TNF-α 和 TGF-β1 等炎症因子,且不同细菌作用强度各异(如痤疮丙酸杆菌对 IL-6 的诱导作用最强)。当将处理后的巨噬细胞上清液加入成纤维细胞培养体系时,成纤维细胞合成 Ⅰ 型 /Ⅲ 型胶原(ColⅠ/ColⅢ)的比例失调,α- 平滑肌肌动蛋白(α-SMA,成纤维细胞向肌成纤维细胞分化的标志物)表达显著增加。在大鼠瘢痕模型中,细菌注射后瘢痕组织内炎症因子和生长因子水平升高,直接激活 TGF-β/Smad 信号通路,导致 α-SMA 表达激增,进一步验证了细菌通过 “巨噬细胞 - 成纤维细胞轴” 推动瘢痕形成的机制。

细菌定植的 “个性与共性”


尽管不同病因的瘢痕中细菌群落组成存在差异(如感染组以假单胞菌属为主,创伤组以微杆菌属为主),但核心在于细菌定植本身而非特定菌种 —— 无论是革兰氏阳性菌还是阴性菌,它们通过分泌毒素、合成抗生素(如万古霉素、四环素)、影响代谢通路(如黑色素合成)等方式,共同营造了促炎、促纤维化的微环境。例如,耳穿孔、烧伤和感染相关瘢痕中的部分细菌具备合成黑色素的能力,这或许解释了这类瘢痕常伴有的色素沉着现象。

这项研究首次明确证实了细菌定植在病理性瘢痕形成中的关键作用,提出 “组织定植细菌持续激活巨噬细胞,引发慢性炎症和胶原沉积失调” 的新机制。这一发现不仅打破了 “上皮化后细菌清除” 的传统认知,更提示临床需重视瘢痕组织中的微生物因素 —— 未来可能通过检测细菌定植、开发抗生物膜疗法或靶向调控 TGF-β/Smad 通路等策略,为病理性瘢痕的预防和治疗开辟新路径。正如研究团队指出的,慢性炎症与细菌定植的 “狼狈为奸”,或许正是解开病理性瘢痕谜团的关键钥匙,而这把钥匙,正为精准医疗时代的瘢痕管理照亮方向。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号