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碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）是由Gospodarowicz于1974年最初从牛脑垂体中分离纯化出来的一种细胞生长因子，因对成纤维细胞有明显的促分裂增殖作用而得名。后来发现，bFGF广泛分布于脑、心、肝、骨、肾上腺、胎盘等组织中，能够促进多种来自中胚层和神经外胚层细胞的生长、增殖和分化。近年来，对bFGF生物活性的研究日益受到重视，且基因重组bFGF已应用于临床皮肤病和神经系统疾病的治疗。同样，不少基础研究及临床前研究均已证实:bFGF在骨组织再生修复过程中处于十分重要的地位。本文就bFGF对骨组织再生修复作用的临床研究进展综述如下。
1 bFGF的诱导成骨作用
bFGF对骨形成具有强效的促进作用，它不仅能够促进骨细胞和类骨细胞的有丝分裂，而且对成骨细胞表型和细胞外基质的基因表达发挥调控作用，而成骨细胞也能够合成和分泌bFGF。大量的动物实验观察到了bFGF的诱导成骨活性 ［1］ 。例如:1991年，Aspenberg等报道，bFGF在脱钙骨基质移植物中增加钙含量，并且在体内外促进软骨细胞增殖和分化。1992年，bFGF盐溶液鸡胚注射观察到成骨增加。1993年Perman将bFGF、自体红骨髓与羟基磷酸灰石（HA）复合治疗绵羊胫骨缺损，发现bFGF能够增加HA中的骨质形成量。1994年，bFGF与胶原复合注射在鼠腓骨骨折部位，1～5周内观察到成骨量增加。Kawaguchi ［2］ 研究发现，给予bFGF治疗的所有动物在伤后6周骨连接全部完成，而对照组在伤后10周仍有40%未完成;并且治疗组皮质骨含量和密度在伤后6周以后较对照组显著增加，提示bFGF对骨折已愈合的机械性能也有影响。同样，在其他研究中也被证实，bFGF加速了非人灵长类动物的骨愈合过程。近年来，bFGF的生物学活性的研究倍受重视，且应用基因工程技术生产的重组合bFGF已被应用于临床创伤修复、慢性创面、溃疡病及Parkinson病等神经系统疾病的治疗。在骨科领域，bFGF的临床应用研究也鲜有报道。李亚非等1994年10月～1995年12月采用经皮注射bBMP和rhbFGF作为治疗四肢长骨干新鲜骨折、延迟愈合及骨不连的辅助方法，对20例临床患者进行试用，均顺利愈合。但bFGF在骨科领域的临床应用还需设立严格随访对照，疗效应进一步观察，其安全性有待在未来的随机化研究中得到进一步评估。
2 bFGF的诱导成血管作用
除直接促进成骨作用外，bFGF在体内或体外均能明显促进新生血管形成，它对血管形成的多个环节有促进作用，可趋化血管内膜的各类细胞，并诱导这些细胞表达组织重建所需的血浆酶原激活剂、胶原酶、蛋白水解酶等，这些酶类促使血管内皮肌膜降解和刺激内膜各类细胞增殖与迁移，诱导血管内皮细胞长入骨胶原基质中形成管腔，并促进神经元与新生血管共同长入 ［3］ 。Scully等报道在鼠骨折愈合初期的肉芽组织中即有bFGF基因表达，而且bFGF能够刺激鼠骨折区毛细血管形成、骨痂增大和矿化。随后，Mon-tesano等 ［4］ 通过实验认为:bFGF能够刺激微血管形成，而微血管形成对软骨形成至关重要。已经证实:bFGF能够促进骨折部位和骨移植物中的血管形成。在髋关节置换的髓腔间隙内，应用bFGF复合移植物填充，bFGF可加强人工关节与股骨之间连接的稳定性。Wang JS等 ［1］ 研究也证实:bFGF能够诱导血管向移植物内长入，当由于血管受损而产生骨不连时，bFGF的应用可能对骨不连的愈合具有促进作用。由于bFGF骨移植物血供重建，含有bFGF的移植物可能会增加骨移植的有效性，从而解决某些骨移植新骨替代慢的问题。
3 bFGF的成软骨作用
1984年Kato首次在体外实验中证实bFGF具有刺激软骨细胞增殖和分化功能。1990年Jingushi通过免疫组化方法在鼠骨折模型的软骨细胞增殖活跃区检测到bFGF。An-dreshak等 ［5］ 证实bFGF在小鼠股骨骨折模型中能够促进透明软骨和血管生成。1993年Mayahara深入研究了全身应用bFGF对骨再生修复过程的影响，发现每日给鼠注射bFGF不仅能够刺激皮质骨和松质骨的软骨内成骨，而且能够增加骨细胞中内源性转化生长因子β（TGF-β）的数量，表明bFGF的软骨内成骨作用是部分通过TGF-β介导的 ［2］ 。
4 bFGF的剂量依赖性
近年来，许多学者对不同剂量的bFGF在诱导成骨中的作用进行了探讨。1995年Nagai发现向生长发育期的鼠静脉内连续注射低剂量bFGF［0.1mg/（kg·d）］7天后，胫骨干骺端软骨细胞数量及胫骨纵向生长率明显提高，而骨膜成骨率受到抑制;剂量增加到0.3mg/（kg·d）时，胫骨内成骨率和纵向生长率反而受到抑制，这可能是由于bFGF对成骨细胞内Ⅰ型胶原蛋白基因表达具有抑制作用所致。Wang JS认为 ［1］ ，不同剂量的bFGF对成骨细胞的增殖和分化产生双相剂量反应曲线。每个载体中含有bFGF8～200ng是诱导新骨形成的最佳剂量区间。过低剂量不能刺激新骨形成，过高剂量不但不能刺激新骨形成，反而会加速纤维组织的侵袭，可能是高剂量bFGF有利于纤维组织形成，或者对成纤维细胞有更大的影响。
5 bFGF的适宜载体
许多骨生长因子都必须与适宜的载体结合后才能发挥作用，否则极易被体液稀释转运吸收，或被迅速降解［6］ 。目前，对固体性载体的研究较多，而对可溶性载体的研究较少。Wang JS研究证实以透明质酸盐作为载体的bFGF处理植骨块，能够增加植骨块中骨质的再生，加速爬行替代过程，而在生理盐水中用bFGF处理植骨块却不能加速骨质再生修复。同样，Aspenberg等 ［4］ 发现，bFGF的水溶液与脱钙骨基质复合后并未增加BMP的诱导成骨量，而以羧甲基纤维素凝胶作bFGF的载体后，BMP的诱导成骨量明显增加。杜俊杰等 ［7］ 采用聚乙烯吡咯啉酮（PVP）作为bFGF的可溶性载体，实验结果表明，bFGF复合PVP后明显增强了rhBMP-2的诱导成骨作用。在体内，bFGF存在于细胞外基质中，并和氨基葡聚糖相结合，氨基葡聚糖可保护和稳定bFGF的生物活性。PVP溶液具有增稠、助溶、助悬、分散及络合等作用，应用PVP作为水溶性bFGF的载体，可能是PVP与bFGF以氢键相结合，起到体内氨基葡聚糖的作用。而牛松质骨等并不是bFGF的适宜载体，因为bFGF在松质骨孔隙内未能和生物大分子相结合而被迅速降解 ［8］ 。Tabata等 ［9］ 将bFGF与水凝胶复合后植入鼠皮下，在植入物周围可见新血管形成，以无bFGF的水凝胶、bFGF的水溶剂作对照，未见新血管形成，他们认为可能与bFGF从植入被迅速消除有关。
6 bFGF与基因治疗
最近证实质粒DNA能被细胞有效吸收，并且当质粒出现在材料表面时，其编码的基因可以在细胞中表达。关于以质粒为载体的bFGF基因治疗已有报道。Lee等 ［10］ 经过研究证实，转导有bFGF基因的质粒能够在体内被靶细胞有效吸收并表达。但是，相对而言，bFGF的基因治疗的实验研究目前开展得还不多，这里的关键问题在于发展用于基因转导的质粒，因为目前的质粒尚不同时具有生物安全性及有效性。随着分子生物学及细胞生物学的发展以及对bFGF基因载体及靶细胞研究的不断深入，相信bFGF的基因治疗将会成为今后基础研究及临床应用的一个重要方向。
参考文献
1 Wang JS.Basic fibroblast growth factor for stimulation of bone formation in osteoinduction or conductive implants.Acta Orthop Scand，1996，67:1-32.
2 Kawaguchi H，Nakamura K，Tabata Y，et al.Acceleration of fracture healing in nonhuman primates by fibroblast growth factor-2.J Clin En-docrinol Metab，2001，86（2）:875-880.
3 Gospodarowicz D.Fibroblast growth factor.Clin Orthop，1990，257:231.
4 Aspenberg P，Lohmander LS.Fibroblast growth factor stimulates bone formation:Bone induction studied in rats.Acta Orthop Scand，1989，60（4）:473-476.
5 Yoon ST，Boden SD.Osteoinductive molecules in orthopaedics:basic sci-ence and preclinical studies.Clin Orthop，2002，395:33-43.
6 Miyamoto S，Takaoka K，Okada T，et al.Polylactic acid-polyethylene glycol block copolymer:A new biodegradable synthetic carrier for bone morphogenetic protein.Clin Orthop，1993，294:333.
7 杜俊杰，胡蕴玉，罗卓荆，等.碱性成纤维细胞生长因子增强人重组骨形态发生蛋白-2诱导成骨的调节机制.中国矫形外科杂志，1999，6（7）:526-528.
8 杜俊杰，罗卓荆，胡蕴玉，等.碱性成纤维细胞生长因子促进rhBMP-2诱导成骨的载体.第四军医大学学报，2000，21（12）:1489-1491.
9 Tabata Y，Yamada K，Hong L，et al.Vascularization effect of basic fi-broblast growth factor released form gelatin hydrogels with different biodegradabilities.Biomaterials，1999，19:807.
10 Lee S，Feldman AM.Gene therapy for therapeutic myocardial angiogen-esis:A promising synthesis of two emerging technologies.Nat Med，1998，4:739.
（编辑商志伟）
作者单位:650032云南昆明医学院第一附属医院骨科