A型肉毒毒素在皮瓣移植中应用的研究进展

孟宪熙 王先成 孙杨 李文波

本文来源：《中华整形外科杂志》2023年9月 第39卷 第9期

DOI:10. 3760 / cma.j.cn114453-20210802-00329

作者单位：中南大学湘雅二医院整形美容外科（烧伤科）， 长沙410011

通信作者：王先成，Email：[e-mail]

引用本文

孟宪熙,王先成,孙杨,等. A型肉毒毒素在皮瓣移植中应用的研究进展[J]. 中华整形外科杂志,2023,39(09)：1035-1038. DOI:10.3760/cma.j.cn114453-20210802-00329

【摘要】 

A型肉毒毒素在医疗美容中有着广泛应用，如除皱、面部精细提升，以及改善面部、肩部、小腿轮廓等。近年来随着研究的深入，学者们发现A型肉毒毒素在改善皮瓣血运方面也存在着一定的作用。该文回顾了近年发表的相关文献，总结A型肉毒毒素在体内及体外实验中的应用进展，并分析其作用机制，如改善皮瓣灌注、减少血栓形成、促进血管新生、抑制炎症反应等。A型肉毒毒素的成功应用可为临床治疗提供一种更为简便、可靠的改善皮瓣血运的方法，对改善患者的预后、缩短住院时间、减少住院费用均有积极意义。

【关键词】肉毒毒素类；外科皮瓣；血运；血管新生

Research progress of botulinum toxin A in flap transplantation

Meng  Xianxi, Wang  Xiancheng, Sun  Yang, Li  Wenbo

Department of Plastic and Aesthetic (Burn) Surgery, the Second Xiangya Hospital of Central South University, Changsha 410011, China

Corresponding author: Wang Xiancheng, Email:  [e-mail]

  【Abstract】

Botulinum toxin A is of extensive application in medical cosmetology, such as wrinkle removal, facial lift, and improving the contour of face, shoulder, calf and so on. Recent studies have found that botulinum toxin A also plays a certain role in improving the blood supply of flaps. This paper reviews the relevant articles published in recent years, summarizes the application of botulinum toxin A in vivo and in vitro. The potential mechanism, for example, improving flap perfusion, reducing thrombogenesis, promoting angiogenesis and inhibiting inflammatory response are also analyzed in the paper. The successful application of botulinum toxin A can provide a more convenient and reliable method to improve the blood supply of the flap for clinical treatment, and that will make efforts to improve the prognosis of patients, shorten the hospitalization time and reduce the hospitalization expenses.

【Key words】Botulinum toxins; Surgical flaps; Blood supply; Angiogenesis

Disclosure of Conflicts of Interest: The authors have no financial interest to declare in relation to the content of this article.

    A型肉毒毒素可以抑制神经肌肉接头的神经轴突释放乙酰胆碱，从而达到化学去神经的效果。利用这一机制，A型肉毒毒素在医学美容领域有着广泛的应用，如面部除皱、面部精细提升、腋臭治疗，以及改善面部、肩部、小腿轮廓等。随着研究的深入，近年来发现A型肉毒毒素在整形美容外科中还具有改善皮瓣血运的作用，本文对相关文献综述如下。

     一、A型肉毒毒素相关体内研究

    A型肉毒毒素在改善皮瓣血运方面的研究始于2005年，Yildirim等[ 1 ]将A型肉毒毒素作为一种化学延迟的方法，注射在大鼠背部随意皮瓣的中远端皮下以提高皮瓣成活率。以后陆续有学者将A型肉毒毒素的应用推广到其他类型的皮瓣或作为术中处理手段，丰富了研究方向。

     (一)随意型皮瓣

    Kim等[ 2 ]在大鼠背侧设计2 cm×8 cm随意型皮瓣，掀起皮瓣后分别将A型肉毒毒素0.5、1.0、1.5、2.5 IU注射于皮瓣近1/3的真皮层中，再将皮瓣原位缝合。术后通过观察发现在1.5 IU组皮瓣存活面积最大，且不同剂量组的皮瓣最终存活面积不同，提示A型肉毒毒素改善皮瓣血运的作用存在着剂量依赖性。Ghanbarzadeh等[ 3 ]在大鼠背部设计2 cm×10 cm随意型皮瓣，并在术前2周均匀地将A型肉毒毒素注射于皮瓣内，术后规律涂抹硝酸甘油软膏。结果发现A型肉毒毒素注射组比单纯使用硝酸甘油软膏组皮瓣存活率更高，两者联用组的皮瓣存活率并无显著提高。El Shaer等[ 4 ]研究了在不同长宽比的随意型皮瓣中A型肉毒毒素以及利多卡因对皮瓣成活情况的影响，结果发现A型肉毒毒素在长宽比为2∶1及3∶1的随意型皮瓣中均可明显减少皮瓣远端的坏死情况，而利多卡因的作用则不明显。Camargo等[ 5 ]在糖尿病大鼠模型及吸烟暴露大鼠模型中也进行了相关研究，结果发现A型肉毒毒素在糖尿病大鼠中可明显提高随意型皮瓣成活率，而在吸烟暴露大鼠中并无显著改善。但在随后的实验中Camargo等[ 6 ]又证实A型肉毒毒素也可改善吸烟暴露大鼠的局部皮瓣血运。近年多项动物实验均证实A型肉毒毒素对随意型皮瓣的血运有显著改善作用，且可能优于传统药物。

     (二)带蒂皮瓣

    Schweizer等[ 7 ]在小鼠背侧设计带蒂皮瓣并保留旋髂动脉灌注，术前24 h在蒂部附近皮下注射A型肉毒毒素，根据分组在术中再次注射A型肉毒毒素，术后通过测量皮瓣血流量、组织氧饱和度、组织代谢情况、皮瓣坏死率等发现A型肉毒毒素对轴型皮瓣的血运有明显改善作用。Arnold等[ 8 ]在大鼠腹侧设计基于左腹壁浅动脉的带蒂皮瓣，术中在蒂部皮下注射2 IU A型肉毒毒素，术后发现皮瓣存活率显著高于对照组。Kim等[ 9 ]在大鼠腹部设计5 cm×3 cm的腹壁下动脉穿支皮瓣，并于皮瓣掀起前3 d在皮瓣近端及远端皮下共注射12 IU A型肉毒毒素，掀起皮瓣后分别将蒂部旋转180°或360°再原位缝合，结果发现蒂部旋转后治疗组比对照组的皮瓣存活率显著提高。尽管实验设计各有不同，但多个研究均证实A型肉毒毒素对带蒂皮瓣的存活率有着积极影响。

     (三)肌皮瓣

  横行腹直肌肌皮瓣(transverse rectus abdominous musculocutaneous flap，TRAM)是临床上常用的皮瓣之一，其在动物实验中也备受研究者的青睐。Park等[ 10 ]以大鼠右侧腹直肌为蒂设计了TRAM皮瓣并根据血供情况将其分为4个区，在掀起皮瓣5 d前皮下注射8 IU A型肉毒毒素，术后0、1、3、5 d观察皮瓣存活情况。结果发现无论是蒂部同侧还是蒂部对侧的皮瓣存活情况，治疗组均显著优于对照组。Temiz等[ 11 ]在大鼠腹侧设计TRAM皮瓣，并根据处理方法不同分为对照组、假治疗组、化学延迟组、手术延迟组、手术+化学延迟组。对照组不进行特殊处理；假治疗组术前1个月在右侧腹直肌中注射0.2 ml生理盐水；化学延迟组术前1个月在右侧腹直肌中注射10 IU A型肉毒毒素；手术延迟组术前2周结扎右侧腹壁动脉；手术+化学延迟组同时使用上述2组的方法进行皮瓣延迟。结果发现3个延迟组的皮瓣坏死率均低于对照组和假治疗组，而3个延迟组之间比较差异无统计学意义，且激光多普勒超声显示术后化学延迟组的血流情况显著优于对照组及假治疗组。

     (四)血管吻合皮瓣

    对于血管吻合皮瓣研究的数量相较于前述皮瓣类型明显减少，但学者们也获得了积极的研究成果。Fathi等[ 12 ]用20 IU A型肉毒毒素在家兔耳部进行皮下注射7 d后测量动静脉直径；离断血管后进行吻合，再以冰盐水冲洗使血管痉挛、收缩以促进血栓形成。结果发现治疗组的动静脉直径均明显大于对照组，吻合后动静脉通畅度也显著高于对照组。Clemens等[ 13 ]在大鼠股动脉附近皮下注射10 IU A型肉毒毒素，另一侧以盐水皮下注射作为对照，5 d后切断股动静脉并重新吻合，然后全身性应用血管收缩药及肌内注射去氧肾上腺素，并进行局部冰浴，结果显示，1 h后A型肉毒毒素组血管通畅率显著高于对照组。

     二、A型肉毒毒素相关体外研究

    皮瓣血运相关的体内研究目前仅限于动物实验，尚无临床试验，而体外研究则多以人体来源的成纤维细胞或内皮细胞为研究对象。Park等[ 14 ]培养人真皮成纤维细胞，以不同浓度的A型肉毒毒素处理24 h后发现在1 IU组，RhoA的表达显著增高，而在5和10 IU组，RhoA、Rac1、CDC42表达均显著增高，且10 IU组与对照组差异最大。Shi等[ 15 ]收集人真皮微血管内皮细胞(human dermal microvascular endothelial cells，HDMECs)以不同浓度A型肉毒毒素处理12 h,再置于低氧环境中处理8 h，最后在高氧浓度环境中处理24 h，建立体外缺血再灌注损伤模型。结果发现，缺氧复氧处理会明显促进HDMECs凋亡，而高浓度的A型肉毒毒素可缓解细胞凋亡。Shi等[ 16 ]在后续的研究中又发现A型肉毒毒素可能通过促进细胞自噬而减轻缺血再灌注损伤。Tanyeli等[ 17 ]以A型肉毒毒素或罂粟碱处理桡动脉移植物片段后再以5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)或内皮素-1(endothelin-1，ET-1)处理，观察血管移植物收缩情况，结果发现A型肉毒毒素对5-HT或ET-1引起的血管收缩有明显的抵抗作用，且其作用不像罂粟碱一样随时间递减。

     三、A型肉毒毒素改善血运的机制

    尽管近年来对A型肉毒毒素改善皮瓣血运的机制进行了多方面的研究，但其具体机制尚不明确，主要包括改善皮瓣灌注、减少血栓形成、促进血管新生、抑制炎症反应等。

     (一)改善皮瓣灌注

    在神经突触中突触小泡与质膜融合主要受到突触小泡蛋白受体(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor，SNAREs)或突触小体相关蛋白(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment proteins，SNAP)调控。A型肉毒毒素可与SNAREs结合，其轻链的锌依赖性内切蛋白酶切割SNAP25，阻碍了突触小泡与质膜的融合及乙酰胆碱的释放[ 18 ]。因此，A型肉毒毒素可以阻止刺激信号传到肌肉，抑制肌皮瓣肌肉组织以及血管平滑肌的收缩，进而产生血管舒张、小动脉扩张、增加血管管腔直径等作用[ 9 ]。A型肉毒毒素也可以促进降钙素基因相关肽(calcitonin gene related peptide，CGRP)的释放[ 19 ]，后者是目前已知最强的扩血管物质。此外，A型肉毒毒素还可以抑制去甲肾上腺素的释放，减少血管痉挛[ 20 ]。以上各方面的的综合作用最终表现为皮瓣灌注的增加。

     (二)减少血栓形成

    研究发现应用A型肉毒毒素可以减少吻合口血栓的形成，部分学者将其归因为动静脉管径的扩大[ 12 , 13 ]。也有学者表示扩大的管径可以显著减少吻合手术所需的时间，减少麻醉时间，促进术后恢复[ 21 ]。另外A型肉毒毒素可促进内皮细胞生成一氧化氮(nitric oxide，NO)，抑制血管内血小板聚集，减少血栓的形成[ 22 ]。

     (三)促进血管新生

    A型肉毒毒素所产生的的血管新生作用与血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)息息相关。VEGF可特异性地作用于血管内皮细胞，促进血管新生并维持新生血管的稳定性。研究发现A型肉毒毒素可能通过多条信号通路调节VEGF的表达，如核因子-κ(nuclear factor-kappa B，NF-κb)/缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1 alpha，HIF-1α)/VEGF通路、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of tapamycin，mTOR)/HIF-1α/VEGF通路等。此外，部分研究发现A型肉毒毒素也可以激活mTOR/蛋白激酶B(protein kinase B，PKB)/NO通路[ 9 ]及MAPK通路[ 14 ]产生血管新生作用。

     (四)抑制炎症反应

    内皮细胞可以产生NO，起到清除氧自由基、减少白细胞在内皮的附着等作用。有学者发现A型肉毒毒素的应用可以减少组织中的髓过氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)，增加NO含量，从而减少由中性粒细胞介导的炎症反应，而且还有一定的舒张血管、抑制血小板聚集的作用[ 22 ]。另有研究表明，A型肉毒毒素可减少组织内白介素-1及肿瘤坏死因子mRNA表达，进一步减轻炎症反应[ 23 ]。

     四、问题及展望

    现阶段对A型肉毒毒素改善皮瓣血运方面的研究主要处于动物实验阶段，仅Strickland等[ 24 ]报道了3例颅内外血管搭桥术中使用A型肉毒毒素抑制血栓形成的病例，但其在术中使用的是血管移植物，并非皮瓣。尽管大多数动物实验均获得了良好的结果，但动物实验很少能直接转化为大型临床试验，主要因为临床试验与动物实验间的设计差距较大[ 21 ]，以及伦理方面的问题。而且动物实验中也存在着诸多争议，同样以大鼠为实验对象，给药剂量从0.5到20 IU，给药时机从术前2 d到术前1个月，观察时间从术后3 d到术后14 d,给药方式、给药频次等尚无定论，因此最佳的注射时机、剂量、长期结果等尚需进一步的研究。在作用机制方面也需要更深入的研究，为进一步的动物实验、临床试验提供依据。A型肉毒毒素的给药方式较为简单，如果在临床应用中也可获得良好的效果，则可为临床治疗提供一种更为简便、可靠的改善皮瓣血运的方法，减少静脉使用传统活血药物所带来的相关并发症，并有望替代手术皮瓣延迟方法，对改善患者的预后、缩短住院时间、减少住院费用均有积极意义。

参考文献

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