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研究背景:瘢痕是烧创伤及外科手术术后愈合过程中的一种常见并发症,其本质是由于过度的愈合反应导致的以成纤维细胞异常增殖和细胞外基质过度沉积为特点的皮肤纤维增生性疾病。在各种线性手术切口中,胸骨正中切口是最容易产生增生性瘢痕的部位之一。有研究表明在亚洲人群中超过50%的胸骨正中切口患者会出现增生性瘢痕或瘢痕疙瘩,伴随瘢痕出现的疼痛、局部瘙痒等症状常使此类患者寻求皮肤科或整形科医师帮助。A型肉毒毒素(Botulinum toxin type A,BTA)是肉毒杆菌在繁殖过程中分泌的一种神经毒素,其由一条重链和一条轻链经二硫键连接而构成。目前一些研究表明BTA对增生性瘢痕有一定的预防和治疗作用,但多为回顾性临床研究,其具体作用机制尚不明确。研究目的:本研究通过设计一项前瞻性、随机、安慰剂对照试验,阐明BTA在胸骨正中切口瘢痕防治中的疗效,并通过体外培养人增生性瘢痕来源的成纤维细胞(Hypertrophic scar-derived human fibroblasts,HSFs)探索其防治瘢痕的作用机制。希望通过BTA早期干预明显减少或减轻外科术后瘢痕,以期实现在瘢痕预防领域的突破,同时为外科术后瘢痕防治提供新的科学参考依据。研究方法:1.设计一项单中心、前瞻性、随机对照试验评估术后早期注射BTA防治胸骨正中切口瘢痕的疗效。所有入选病例的胸骨正中切口等分为上、下两部分,采用自身配对设计,随机分为实验组及对照组,实验组注射BTA,对照组注射生理盐水。随访6个月后,采用温哥华瘢痕量表评估实验组及对照组瘢痕情况,并测量实验组和对照组瘢痕宽度,同时对患者满意度进行评价。2.体外培养HSFs,观察BTA对TGF-β1诱导的胶原及α-SMA表达的变化,探讨BTA防治瘢痕的作用机制。HSFs分为空白对照、TGF-β1、TGF-β1+2u/ml BTA和TGF-β1+4u/ml BTA四组。采用天狼星红染色观察各组胶原总量的变化,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测上清液中CollagenⅠ和CollagenⅢ的含量,蛋白质印迹法(Western blot)检测细胞内CollagenⅠ、CollagenⅢ和α-SMA的蛋白表达量,实时定量PCR检测细胞内CollagenⅠ、CollagenⅢ和α-SMA的mRNA表达量。研究结果:1.17名经胸骨正中切口开胸患者完成临床研究。随访6个月后BTA组温哥华瘢痕量表评分为3.44±1.68,生理盐水对照组温哥华瘢痕量表评分为6.29±2.39,两者差异有统计学意义(P<0.05);BTA组瘢痕宽度为2.73±1.44 mm,生理盐水对照组瘢痕宽度为5.23±2.75 mm,两者差异有统计学意义(P<0.05);BTA组满意度评分为1.41±0.62,生理盐水对照组满意度评分为2.71±0.85,两者差异有统计学意义(P<0.05)。2.BTA(2u/ml或4u/ml)可以降低TGF-β1诱导的HSFs胶原总量,可以显著拮抗TGF-β1刺激引起的CollagenⅠ、CollagenⅢ、α-SMA蛋白和mRNA表达水平的上调,并可以抑制细胞上清液中CollagenⅠ和CollagenⅢ的分泌。在一定浓度范围内,BTA的效应呈剂量依赖性。研究结论:1.术后早期注射BTA可以减少胸骨正中切口瘢痕增生,可明显降低瘢痕宽度,且切口外观可以获得更高的满意度。2.BTA可以降低TGF-β1诱导的胶原表达,抑制成纤维细胞至肌成纤维细胞的分化,减少胶原合成。3.BTA防治瘢痕操作简单,效果较好,副作用少,为外科术后早期瘢痕防治提供了新的途径。