張成坤， 肖志波

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綜 述

ADSCs在整形美容外科的應(yīng)用與臨床轉(zhuǎn)化

張成坤， 肖志波

脂肪來(lái)源干細(xì)胞具有增殖和多向分化的能力,已被廣泛應(yīng)用于組織工程研究。脂肪來(lái)源干細(xì)胞不僅可以應(yīng)用于組織的修復(fù),而且在細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)和基因治療中均發(fā)揮著重要作用。但在脂肪來(lái)源干細(xì)胞的應(yīng)用過(guò)程中仍存在許多問(wèn)題，隨著對(duì)脂肪來(lái)源干細(xì)胞的深入研究，更多的生物學(xué)特性將會(huì)被發(fā)現(xiàn)，脂肪來(lái)源干細(xì)胞在組織修復(fù)、細(xì)胞治療以及基因治療中的應(yīng)用前景將會(huì)更加廣泛?，F(xiàn)對(duì)脂肪來(lái)源干細(xì)胞在整形美容外科領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀、作用機(jī)制及臨床轉(zhuǎn)化存在的問(wèn)題進(jìn)行綜述。

整形美容外科； 脂肪來(lái)源干細(xì)胞； 應(yīng)用現(xiàn)狀； 臨床轉(zhuǎn)化

脂肪來(lái)源干細(xì)胞(adipose derived stem cells, ADSCs)因取材方便、來(lái)源充足、不良反應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)，引起醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。任何一項(xiàng)基礎(chǔ)或臨床實(shí)驗(yàn)研究,最終目的都要轉(zhuǎn)化到臨床應(yīng)用;轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)是將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與臨床診療相結(jié)合,將科研成果迅速、有效地轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐,在實(shí)驗(yàn)室與臨床床之間架起一條快速雙向通道。筆者基于目前基礎(chǔ)及臨床的實(shí)驗(yàn)研究成果,對(duì)ADSCs在整形美容外科領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀、作用機(jī)制及臨床轉(zhuǎn)化存在的問(wèn)題進(jìn)行綜述。

1 ADSCs在整形外科的應(yīng)用及作用機(jī)制

1.1 ADSCs加速創(chuàng)面愈合 創(chuàng)面愈合過(guò)程十分復(fù)雜。早期覆蓋創(chuàng)面、減少瘢痕形成、盡快恢復(fù)功能、最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)面解剖與功能的完美修復(fù)是整形外科的治療目的。已有大量研究報(bào)道，ADSCs加速創(chuàng)面愈合,可能與ADSCs分化為皮膚組織相關(guān)細(xì)胞而加速皮膚創(chuàng)面愈合，以及ADSCs促進(jìn)角朊細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的增殖和遷移，促進(jìn)膠原蛋白產(chǎn)生，促進(jìn)再上皮化和新生血管形成等機(jī)制有關(guān)[1-4]。

Rigotti等[5]對(duì)20例放射治療后嚴(yán)重(LENT-SOMA分級(jí)3級(jí))和不可逆(LENT-SOMA分級(jí)4級(jí))皮膚損傷患者，應(yīng)用自體吸脂產(chǎn)物離心純化后多次注射。隨訪18～33個(gè)月，除了1例患者無(wú)明顯改善外，其余患者LENT-SOMA分級(jí)降低，外形和癥狀均得到了顯著改善。在這項(xiàng)研究中，作者認(rèn)為促進(jìn)創(chuàng)面愈合的關(guān)鍵性因素是ADSCs分泌的血管生長(zhǎng)因子，促進(jìn)早期階段新生血管形成，從而加速創(chuàng)面愈合。Jeong[6]將ADSCs接種到合成真皮替代物上，覆蓋于髕骨區(qū)骨外漏開(kāi)放性傷口創(chuàng)面，2～3周新生肉芽組織再生，為后期植皮提供了良好條件。ADSCs不僅加速皮膚損傷愈合,Lu等[7]還發(fā)現(xiàn)，ADSCs能夠提高全厚皮膚移植成活率，可能與ADSCs增加皮瓣的血液供應(yīng)有關(guān)。另外，ADSCs在治療糖尿病慢性皮膚潰瘍方面，也取得了良好效果[8]。

1.2 ADSCs抑制瘢痕形成 創(chuàng)傷愈合后瘢痕形成和瘢痕攣縮,在外觀和功能上為患者帶來(lái)巨大的生理和心理影響。瘢痕的形成機(jī)制尚不清楚，可能與炎癥反應(yīng)、ECM分解、肌成纖維細(xì)胞生成等機(jī)制有關(guān)。研究表明,ADSCs可被創(chuàng)面炎癥環(huán)境激發(fā),啟動(dòng)免疫調(diào)節(jié),減輕炎癥反應(yīng),減少瘢痕形成；ADSCs分泌的細(xì)胞因子，抑制TGF-β1及膠原表達(dá),促進(jìn)MMPs表達(dá)，加速ECM分解,抑制纖維化；ADSCs分泌的HGF抑制成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化；ADSCs除通過(guò)分泌抗纖維化細(xì)胞因子抑制瘢痕增生外,還存在其他抑制瘢痕形成機(jī)制。ADSCs通過(guò)早期新血管形成,加速創(chuàng)面愈合并抑制瘢痕形成[9-10]。

Oh等[11]對(duì)80例硅膠假體隆鼻術(shù)后鼻攣縮畸形患者進(jìn)行研究，59例患者在鼻修復(fù)整形術(shù)前進(jìn)行ADSCs注射，ADSCs注射到瘢痕處皮下組織，21例患者注射生理鹽水作為對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組鼻攣縮畸形和鼻尖凹陷畸形顯著改善，未見(jiàn)進(jìn)一步瘢痕攣縮。作者認(rèn)為，這與ADSCs促進(jìn)血管生成和膠原蛋白生成相關(guān)。Martins等[12]對(duì)18例腹部整形患者進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)臨床對(duì)照試驗(yàn)，將ADSCs注射到創(chuàng)面周?chē)嫫そM織內(nèi)，結(jié)果證明ADSCs注射組創(chuàng)面愈合良好，且瘢痕表面積、顏色和柔軟性都有所改善。Sung等[13]報(bào)道了2例鼻部創(chuàng)面皮下和真皮層局部注射ADSCs,6個(gè)月后皮膚只留下不明顯線狀瘢痕,無(wú)瘢痕攣縮,未出現(xiàn)不對(duì)稱或畸形。

1.3 ADSCs增加移植脂肪成活率 細(xì)胞輔助脂肪移植(cell-assisted lipotransfer, CAL)是將ADSCs 與脂肪移植相結(jié)合[14]，為整形外科醫(yī)師提供了一種新的治療方法，為軟組織缺損治療帶來(lái)新的希望。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)ADSCs 進(jìn)行了大量研究,ADSCs增加游離脂肪移植脂肪存活率的作用機(jī)制可能為：ADSCs直接分化為脂肪細(xì)胞；ADSCs分化為內(nèi)皮細(xì)胞和血管壁細(xì)胞,促進(jìn)早期新生血管形成；ADSCs可以通過(guò)分泌細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子,形成利于游離脂肪成活的微環(huán)境[15-16]。

Yoshimura等[17]首次報(bào)道應(yīng)用CAL對(duì)40例患者進(jìn)行了隆乳術(shù)。初步證明，ADSCs輔助移植脂肪可以獲得更高的成活率。其后,國(guó)內(nèi)外專家進(jìn)行了大量研究,Koh等[18]對(duì)10例Parry-Romberg綜合征患者進(jìn)行脂肪移植，實(shí)驗(yàn)組接受ADSCs復(fù)合脂肪移植，對(duì)照組接受單純脂肪移植填充面部凹陷，術(shù)后使用三維相機(jī)和三維CT掃描，客觀地對(duì)患者進(jìn)行評(píng)估。術(shù)后平均隨訪15個(gè)月，發(fā)現(xiàn)ADSCs可增加移植脂肪成活率，認(rèn)為其不僅適用于Parry-Romberg綜合征的治療，同樣適用于需要進(jìn)行脂肪移植的其他臨床應(yīng)用，如在單純隆乳、乳房重建、豐臀等方面均取得了良好進(jìn)展。雖然樣本量有限，缺乏有效的隨機(jī)雙盲對(duì)照試驗(yàn)，且治療效果存在個(gè)體差異，缺乏統(tǒng)一的治療和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但CAL的應(yīng)用無(wú)疑為ADSCs的臨床轉(zhuǎn)化帶來(lái)無(wú)限希望。

1.4 ADSCs改善皮膚老化 皮膚老化過(guò)程中，膠原蛋白合成減少，細(xì)胞外基質(zhì)降解增加，出現(xiàn)皮膚松弛變薄、皺紋形成、色素過(guò)度沉著等。ADSCs能促進(jìn)皮膚成纖維細(xì)胞增殖和遷移，并刺激大量膠原蛋白生成，分泌SOD、PEDF等抗氧化蛋白，抵抗氧自由基侵害，保護(hù)真皮成纖維細(xì)胞最終達(dá)到消除皺紋的目的[19-20]。ADSCs改善色素沉著,影響黑色素形成。Kim等[21]證實(shí)，ADSCs的分泌蛋白主要受TGF-β1調(diào)控, TGF-β1降低酪氨酸酶的活性，下調(diào)TRP1的表達(dá),抑制黑色素合成；還有研究認(rèn)為,TGF-β1還影響黑素小體,減少黑色素形成[22]。ADSCs分泌IL-6調(diào)控MITF,也可以抗黑色素形成，起到皮膚美白的作用。

Park等[23]在光老化皮膚女性志愿者身上進(jìn)行了研究，將含20%～30%ADSCs的純化細(xì)胞皮內(nèi)注入眼周皺紋處,2個(gè)月后眼周魚(yú)尾紋變淺、皮膚質(zhì)地改善、真皮層增厚。黃金龍等[24]將ADSCs注射到75例患者顳部、額部、眉間和頸部皺紋真皮淺層，組織學(xué)檢查顯示，真皮厚度增加，膠原纖維及毛細(xì)血管增加。其后王世勇[25]又對(duì)46例面部整形美容患者進(jìn)行自體ADSCs治療，面部皺紋變淺，紋理細(xì)膩，隨訪6～12個(gè)月患者滿意率高達(dá)97.8%。Chang等[26]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，將ADSCs懸液皮內(nèi)注射到鼠耳后,并通過(guò)紫外線照射,結(jié)果顯示ADSCs注射組黑色素合成減少。

2 優(yōu)化ADSCs的治療方法

基礎(chǔ)研究的最終目的是轉(zhuǎn)化于臨床并更好地服務(wù)于臨床,根據(jù)ADSCs的作用機(jī)制,探索更為優(yōu)化的治療方法。

2.1 轉(zhuǎn)基因療法 將ADSCs與基因療法結(jié)合,將外源性基因轉(zhuǎn)入ADSCs，多向分化后仍有外源性基因的表達(dá)。焦自釗等[27]成功克隆了目的基因VEGF165片段，通過(guò)構(gòu)建慢病毒-血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子165( VEGF165) 載體，轉(zhuǎn)染ADSCs，轉(zhuǎn)染后可在體內(nèi)、外穩(wěn)定表達(dá)VEGF165，成功獲得了用于基因治療的載體細(xì)胞，為缺血性疾病的基因治療研究奠定了基礎(chǔ)。王成先等[28]應(yīng)用EGF腺病毒轉(zhuǎn)染ADSCs,提高了ADSCs分泌創(chuàng)面愈合相關(guān)因子的能力,加速創(chuàng)面愈合；轉(zhuǎn)染VEGF的ASDCs注射可以通過(guò)增加血管形成提高皮瓣成活率；王和庚等[29]應(yīng)用缺氧誘導(dǎo)因子1α基因轉(zhuǎn)染ADSCs,促進(jìn)血管再生,增加移植脂肪成活率。關(guān)于基因療法與ADSCs結(jié)合在整形美容外科領(lǐng)域的應(yīng)用仍在探索中，動(dòng)物模型的結(jié)果令人對(duì)轉(zhuǎn)基因療法充滿希望，認(rèn)為其應(yīng)用于臨床確實(shí)可行，但仍有人認(rèn)為基因轉(zhuǎn)染有插入突變的風(fēng)險(xiǎn)，若廣泛應(yīng)用到臨床還需要不斷地探索完善。

2.2 誘導(dǎo)分化后移植 ADSCs體內(nèi)分化效率不高,ADSCs在體外培養(yǎng)過(guò)程中加入不同的刺激因子可以誘導(dǎo)ADSCs成為具有各種表型的細(xì)胞，分化后再植入體內(nèi)。將ADSCs在誘導(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行體外培養(yǎng)或通過(guò)與表皮細(xì)胞共培養(yǎng)、基因轉(zhuǎn)染等方式，將ADSCs向表皮細(xì)胞誘導(dǎo)分化，加速創(chuàng)面愈合。王成先等[28]應(yīng)用EGF腺病毒轉(zhuǎn)染的ADSCs體外向表皮細(xì)胞誘導(dǎo)分化,誘導(dǎo)后細(xì)胞植入創(chuàng)面，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)面愈合速度加快；目前，體外誘導(dǎo)ADSCs多采用添加血管生成因子的方法向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化。VEGF是其中促血管生成效應(yīng)最強(qiáng)的因子，ADSCs還可以向平滑肌細(xì)胞誘導(dǎo)分化，促進(jìn)血管生成,加速創(chuàng)面愈合和提高游離脂肪成活率。

2.3 組織工程復(fù)合支架移植 ADSCs應(yīng)用于組織工程主要通過(guò)兩種方式，一種是將ADSCs接種于支架上進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，然后用于移植；另一種是將ADSCs與復(fù)合支架先移植到體內(nèi),體內(nèi)誘導(dǎo)目標(biāo)組織形成。這些生物材料應(yīng)該具有生物相容性、可降解性及一定機(jī)械強(qiáng)度等特性，對(duì)ADSCs的黏附、增殖、維持分化潛能具有十分重要的作用。將ADSCs移植入不同支架，如Ⅰ型膠原、纖維蛋白膠、透明質(zhì)酸、人脫細(xì)胞羊膜、人脫細(xì)胞真皮基質(zhì)等，可以不同程度地加速創(chuàng)面愈合；采用組織工程支架與ADSCs聯(lián)合應(yīng)用修復(fù)組織缺損，填充軟組織缺損同時(shí)，為脂肪組織的重建提供支撐作用。Neuss 等[30]將人ADSCs接種于Ⅰ型膠原蛋白，顯示ADSCs可黏附于Ⅰ型膠原蛋白支架，且增殖生長(zhǎng)能力較好，既可以增加肉芽的厚度，也可以增加毛細(xì)血管密度。Verseijden等[31]將ADSCs與纖維蛋白膠復(fù)合植入小鼠體內(nèi)，結(jié)果顯示，注射組形成的脂肪組織微血管密度明顯增高。

3 臨床應(yīng)用存在的問(wèn)題

關(guān)于ADSCs的研究碩果累累,近年來(lái)眾多研究成果已逐步從實(shí)驗(yàn)室向臨床應(yīng)用過(guò)渡,取得了階段性的進(jìn)展；但目前這一研究仍處在初始階段,病例數(shù)不多，且多為病例報(bào)道，仍屬于探索性臨床研究，要真正應(yīng)用于臨床,仍有很長(zhǎng)的路要走。

3.1 安全性問(wèn)題 ADSCs應(yīng)用于臨床應(yīng)首要解決的就是安全性問(wèn)題，也是人們最關(guān)注的問(wèn)題。目前ADSCs臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用還存在以下3方面風(fēng)險(xiǎn)：⑴不可控增生和致癌風(fēng)險(xiǎn)。ADSCs分裂次數(shù)過(guò)多，加大了致癌風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)了癌癥轉(zhuǎn)移[32-33]。⑵異常分化。非定向分化、分化紊亂。⑶基因突變和基因組疾病的風(fēng)險(xiǎn)?；蛐揎椀腁DSCs,可能導(dǎo)致基因突變,向不可控方向發(fā)展[34]。由于這些安全性問(wèn)題還存在巨大爭(zhēng)議，尚無(wú)統(tǒng)一說(shuō)法，因此，對(duì)這些問(wèn)題還需要進(jìn)一步地謹(jǐn)慎驗(yàn)證。

3.2 統(tǒng)一分離、提取標(biāo)準(zhǔn) 缺乏統(tǒng)一、有效的分離和提取方法，也是阻礙ADSCs向臨床轉(zhuǎn)化的重要原因。國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，ADSCs提取過(guò)程中的常規(guī)步驟大致相同，但采用的制備方法和設(shè)備、相關(guān)試劑、提取環(huán)境、質(zhì)量控制不盡相同，產(chǎn)率也差異較大。因此目前要生產(chǎn)出大量臨床級(jí)ADSCs，還需建立符合動(dòng)態(tài)藥品生產(chǎn)管理規(guī)范統(tǒng)一、有效的分離提取標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 治療效果評(píng)價(jià)問(wèn)題 每一種新藥物或新療法都需要進(jìn)行大量的基礎(chǔ)和臨床實(shí)驗(yàn)，證實(shí)確有療效后才可以轉(zhuǎn)化到臨床應(yīng)用。雖然目前動(dòng)物臨床前實(shí)驗(yàn)已經(jīng)充分證實(shí)，ADSCs應(yīng)用于整形美容外科的療效，但由于細(xì)胞數(shù)量不足及缺乏符合條件的患者等原因,導(dǎo)致臨床實(shí)驗(yàn)療效評(píng)價(jià)無(wú)法滿足隨機(jī)、雙盲對(duì)照和大樣本等要求,使臨床實(shí)驗(yàn)效果無(wú)法做到完全公正客觀,阻礙了ADSCs的臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

4 展望

2015年8月，衛(wèi)計(jì)委、CFDA聯(lián)合發(fā)布了干細(xì)胞管理相關(guān)文件,規(guī)范了干細(xì)胞臨床研究的相關(guān)問(wèn)題,一定程度推動(dòng)了行業(yè)發(fā)展。隨著我們對(duì)干細(xì)胞基礎(chǔ)科學(xué)的認(rèn)識(shí)不斷深入,作為一名合格的整形外科醫(yī)師，應(yīng)該在積極著眼于基礎(chǔ)研究，解決上述問(wèn)題的同時(shí)，也要在臨床工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)反映給實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更深入地研究，為干細(xì)胞療法的轉(zhuǎn)化和臨床應(yīng)用做好充足的準(zhǔn)備,以促進(jìn)干細(xì)胞臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程。而干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)也需要有統(tǒng)一的治療標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的審批監(jiān)管制度,在保證安全有效的大前提下,為推動(dòng)ADSCs的應(yīng)用轉(zhuǎn)化共同努力。

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150086 黑龍江 哈爾濱，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 整形美容科 第一作者：張成坤(1990-)，女，黑龍江綏化人，碩士研究生. 通信作者：肖志波，150086，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 整形美容科，電子信箱：xiaozhibodoctor@126.com

10.3969/j.issn.1673-7040.2016.12.016

2016-07-13)