李文珂 孫宇航 齊淑靜 吳澤義 袁好軍
[摘要]瘢痕是機(jī)體創(chuàng)傷修復(fù)后的必然產(chǎn)物。創(chuàng)傷愈合時創(chuàng)面上成纖維細(xì)胞大量甚至過度增殖,創(chuàng)面局部膠原大量沉積,細(xì)胞外基質(zhì)成分形成、降解失衡導(dǎo)致病理性瘢痕。如何有效抑制瘢痕增生一直是整形科、燒傷科和皮膚科等臨床科室積極研究的熱點(diǎn)問題。近年來,自體脂肪移植用于促進(jìn)創(chuàng)面愈合、抑制瘢痕增生取得了良好的臨床效果,其機(jī)制的研究一直是臨床學(xué)者們致力研究的熱點(diǎn)?,F(xiàn)就自體脂肪移植技術(shù)的歷史進(jìn)展、自體脂肪移植治療瘢痕的機(jī)制、脂肪移植在瘢痕治療中的優(yōu)勢與不足進(jìn)行綜述。
[關(guān)鍵詞]自體脂肪移植;自體脂肪注射;脂肪干細(xì)胞;瘢痕;瘢痕防治
[中圖分類號]R619+.6? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A? ? [文章編號]1008-6455(2021)05-0169-04
Research Progress of Autologous Fat Grafting in Inhibiting Scar Formation
LI Wen-ke1,SUN Yu-hang2, QI Shu-jing2,WU Ze-yi1,YUAN Hao-jun2
(1.School of Clinical Medicine, Hebei University of Engineering,Handan 056000,Hebei,China; 2.Department of Plastic Surgery,Affiliated Hospital of Hebei University of Engineering,Handan 056000,Hebei,China)
Abstract: Scar is the inevitable product of the body after wound repair. During wound healing, a large number or even excessive proliferation of fibroblasts on the wound surface,a large amount of local collagen deposition on the wound surface,formation of extracellular matrix components and imbalance of degradation lead to pathological scar. How to effectively inhibit scar has been a hot topic in plastic surgery, burn surgery, dermatology and other clinical departments.In recent years, autologous fat grafting has achieved good clinical results in promoting wound healing and inhibiting scar, and its mechanism has been the focus of clinical researchers.This paper reviews the historical progress of autologous fat transplantation, the mechanism of autologous fat grafting in the treatment of scar, and the advantages and disadvantages of fat grafting in the treatment of scar.
Key words: autologous fat grafting; autologous fat injection;adipose derived stem cells; scar; prevention and treatment of scar
燒傷、外傷及外科手術(shù)后組織愈合,患處體表??梢姴±硇择:坌纬?。明顯的瘢痕不僅影響體表外觀,關(guān)節(jié)部位嚴(yán)重的瘢痕增生甚至可能造成機(jī)體的功能障礙。對患者的生理、心理健康造成極大的負(fù)面影響。傳統(tǒng)的瘢痕治療方法有外用硅酮類藥物、彈力帶壓迫、激素注射、干擾素注射及手術(shù)切除等。雖然有一定的效果,但術(shù)后效果不穩(wěn)定、術(shù)后并發(fā)癥的困擾,使得學(xué)者們尋求新的治療方式。自體脂肪移植注射在瘢痕防治中表現(xiàn)出良好的臨床療效,不僅能夠改善瘢痕的外觀,而且使瘢痕的質(zhì)地逐漸接近正常膚質(zhì)。自體脂肪移植技術(shù)是病理性瘢痕防治方法的一項(xiàng)新突破?,F(xiàn)就自體脂肪移植對瘢痕的防治研究進(jìn)展做一綜述。
1? 自體脂肪移植應(yīng)用于臨床的歷史進(jìn)展
歷經(jīng)了一百多年歷史演變的脂肪移植技術(shù)從最早的大塊狀脂肪移植逐漸演變?yōu)樾K狀、碎片狀、粗大顆粒狀、小顆粒狀、乳糜狀及干細(xì)胞水平。早在1889年,Meulery報道了首例自體脂肪移植,將自體的脂肪和網(wǎng)膜游離至膈肌和肝臟之間,良好的術(shù)后效果,成功地打開了脂肪移植技術(shù)的“大門”。1893年,Gustav Neuber提出應(yīng)用自體塊狀脂肪組織移植技術(shù)填充軟組織缺損導(dǎo)致的局部凹陷,取得良好愈后效果。1895年,Czemy從臀部游離出脂肪組織用于雙乳的修復(fù)重建,這一技術(shù)的開展為廣大乳腺癌根治術(shù)后乳房重建帶來新的術(shù)式。1909年,Lexer[1]將腹部游離出的塊狀脂肪墊填充在凹陷眼眶周圍或鼻唇溝區(qū)域,并取得良好的修復(fù)效果,這是首次將自體脂肪移植技術(shù)應(yīng)用于頜面外科。隨后,很多學(xué)者相繼將這一技術(shù)應(yīng)用于面部凹陷或面部萎縮的修復(fù),均取得較好的整復(fù)效果[2]。1956年,Peer[3]發(fā)現(xiàn)塊狀自體脂肪移植后,對于移植區(qū)血供吸收較差,脂肪存活率僅50%,遂提出將脂肪制成碎片狀進(jìn)行移植,大大減少脂肪的吸收率。1986年,Illouz[4]提出將脂肪制成顆粒狀進(jìn)行移植的理論,同年,Ellenbogen[5]通過應(yīng)用脂肪微粒注射移植技術(shù)修復(fù)顏面部萎縮,脂肪注射技術(shù)的應(yīng)用大大減少了受區(qū)的術(shù)后瘢痕。1979年,Kehinde等將脂肪進(jìn)行轉(zhuǎn)化,得到脂肪前體細(xì)胞,將這些組織制成混懸液注射給鼠的腹腔內(nèi),一段時間后解剖實(shí)驗(yàn)鼠發(fā)現(xiàn)注射部位有成熟脂肪細(xì)胞成活,并形成體積較小的脂肪墊。1987年,Bircoll[6]首次提出對脂肪移植供區(qū)行腫脹麻醉,利用局部抽吸的方式開展吸脂技術(shù),這使得供區(qū)切開取脂成為歷史,并減輕供區(qū)術(shù)后瘢痕。Moscona和 Robeito[7-8]提出多位點(diǎn)、小劑量的脂肪注射。同年,很多學(xué)者相繼應(yīng)用脂肪微粒注射移植技術(shù)進(jìn)行修復(fù)重建,使得局部注射脂肪技術(shù)逐漸得到完善。1995年,Coleman[9]將脂肪移植抽吸和注射技術(shù)進(jìn)一步改良,脂肪的存活率得到革命性提高。1999年,Javier de Benito[10]發(fā)現(xiàn)凹陷性瘢痕局部注射顆粒脂肪后,不僅使瘢痕外觀得到改善,而且使瘢痕質(zhì)地接近正常膚質(zhì),避免瘢痕組織與皮下筋膜粘連導(dǎo)致局部外觀障礙。這一重大發(fā)現(xiàn)為后續(xù)學(xué)者們對于瘢痕的防治提供了新思路。
自發(fā)現(xiàn)脂肪移植技術(shù)可抑制瘢痕增生以來,該技術(shù)歷經(jīng)幾十年的發(fā)展,已成功實(shí)現(xiàn)應(yīng)用乳糜化脂肪、脂肪干細(xì)胞水平或脂肪組織的外泌體來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,并取得突破性進(jìn)展。
2? 自體脂肪注射治療瘢痕的機(jī)制
機(jī)體脂肪組織中含有大量成熟的脂肪細(xì)胞、脂肪前體細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì),以及這些細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)通過內(nèi)分泌、旁分泌、自分泌的方式分泌的各種細(xì)胞因子。這些成分在抑制瘢痕增生過程中起到關(guān)鍵性作用。
2.1 調(diào)節(jié)免疫機(jī)制,促進(jìn)創(chuàng)面愈合:傷口愈合的機(jī)制是相當(dāng)復(fù)雜的,這個過程依次為:炎癥反應(yīng)期、增生期(肉芽期)和重塑期。然而免疫調(diào)節(jié)機(jī)制的紊亂常常導(dǎo)致?lián)p傷組織嚴(yán)重的炎癥反應(yīng),致使傷口愈合時間延長,形成明顯的病理性瘢痕。有研究發(fā)現(xiàn),將脂肪組織注射至傷口邊緣時,脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞迅速被傷口周圍的炎癥環(huán)境激活,與T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞相互作用,免疫調(diào)節(jié)功能被迅速啟動,然后通過上調(diào)前列腺素E2(prostaglandin E-2,PGE2)的表達(dá),增加環(huán)氧化酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)的活性,從而抑制創(chuàng)面的炎癥反應(yīng),促進(jìn)傷口的愈合[11]。2001年,Zuk等[12]從制作的脂肪懸液中提出脂肪組織來源干細(xì)胞。隨后在第二屆國際脂肪應(yīng)用技術(shù)年度會議上正式將人脂肪來源干細(xì)胞命名為脂肪干細(xì)胞(Adipose-derived stem cells,ADSCs)。研究發(fā)現(xiàn),ADSCs不僅具有多向分化潛能,而且具有自分泌、旁分泌功能。可以分泌各種趨化因子、炎性因子、細(xì)胞外基質(zhì)類及生長因子類物質(zhì)[13]。ADSCs可分泌各種免疫調(diào)節(jié)劑,如:IL-10、IL-6、IDO、PGE2、HLA-G5、TGF-β、HGF、NO及LIF等[14]。Pilny E[15]等發(fā)現(xiàn)在損傷的組織中注射入脂肪組織后,ADSCs分泌的IL-6可刺激促血管生成的具有M2表型的巨噬細(xì)胞,調(diào)節(jié)免疫機(jī)制,抑制炎癥反應(yīng),激活損傷組織血管生成、修復(fù)。Manning等[16]通過研究證實(shí)ADSCs抑制炎癥主要通過下調(diào)白三烯和其他炎癥趨化因子,如IL-1、IL-6、IL-12、TNF-α,早期抑制白細(xì)胞游走聚集,因此傷口局部的炎癥反應(yīng)被削弱,創(chuàng)面實(shí)現(xiàn)盡早上皮化,減小瘢痕增生的風(fēng)險。研究發(fā)現(xiàn)ADSCs中組織相容性復(fù)合體MHC2 II類分子及CD40等低表達(dá)或不表達(dá),抑制了T細(xì)胞活化,免疫原性減小,但仍可有效抑制CD4+、CD8+ T淋巴細(xì)胞增殖,并通過細(xì)胞自身的分泌的吲哚2,3-雙加氧酶、IL-10、NO、PGE2等細(xì)胞因子,調(diào)節(jié)免疫,加速創(chuàng)面愈合由炎癥反應(yīng)期向肉芽期過度,減輕瘢痕的增生[17]。
2.2 抗過度纖維化作用:病理性瘢痕組織學(xué)特點(diǎn)為成纖維細(xì)胞過度增殖,膠原生成增多、降解減少,平衡機(jī)制被打破,導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積。Khouri等[18]發(fā)現(xiàn)脂肪組織注射至瘢痕處,可有效抑制膠原過度沉積進(jìn)而改善瘢痕的外觀及并發(fā)癥的產(chǎn)生。α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)廣泛分布于肌肉和血管平滑肌中,但當(dāng)它處于過度表達(dá)的異常狀態(tài)時,可促進(jìn)肌成纖維細(xì)胞成熟,在促進(jìn)創(chuàng)面愈合的同時,合成分泌大量膠原、生長因子、酶類物質(zhì),使細(xì)胞外基質(zhì)分泌、降解失衡,大量細(xì)胞外基質(zhì)沉積,導(dǎo)致病理性瘢痕[19]。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞合成核心蛋白聚糖(DCN)能夠顯著抑制成纖維細(xì)胞增殖[20]。DNC還可以與轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)結(jié)合,降低其活性,從而抑制成纖維細(xì)胞活性[21],DNC亦可降低α-SMA活性,起到抗纖維化,抑制瘢痕增生作用。根據(jù)這些作用機(jī)制,近期有學(xué)者通過將ADSCs注射至兔耳增生性瘢痕發(fā)現(xiàn),ADSCs可顯著抑制α-SMA的mRNA和蛋白的表達(dá),促進(jìn)DNC蛋白及其mRNA的表達(dá),對創(chuàng)傷愈合修復(fù)起到抗過度纖維化的作用[22]。Verhoekx等[23]發(fā)現(xiàn)ADSCs通過下調(diào)α-SMA的水平來抑制掌腱膜攣縮病中的成纖維細(xì)胞。Yun等[24]發(fā)現(xiàn)ADSCs在注射至瘢痕組織中,早期MMP1、TGF-β3表達(dá)增高,晚期α-SMA和MMP1的高表達(dá)被抑制,進(jìn)而抑制創(chuàng)面過度纖維化。Zhang等[25]通過向兔耳增生性瘢痕局部注射ADSCs發(fā)現(xiàn)其降低α-SMA和I型膠原基因的表達(dá),減少膠原在創(chuàng)面局部的沉積,局部抗纖維化,治療病理性瘢痕。Hu等[26]發(fā)現(xiàn)來自ADSCs的外泌體(ADSCs-EXO)可以下調(diào)膠原蛋白的表達(dá),減少膠原組織的局部聚集,減小瘢痕增生幾率,促進(jìn)創(chuàng)面愈合。Shen等[27]研究發(fā)現(xiàn)ADSCs-EXO中有豐富的MiR-19a,ADSC-EXO-miR19a通過抑制HIPK2的表達(dá),抑制角膜角細(xì)胞向成纖維細(xì)胞分化,還可以降低角化細(xì)胞中α-SMA和細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)蛋白水平,這均提示著ADSCs-EXO的抗纖維化作用,可以在瘢痕防治中起到關(guān)鍵性作用。
2.3 抗氧化作用:機(jī)體受到外傷后,局部組織的微循環(huán)被破壞,患處炎癥反應(yīng)啟動導(dǎo)致局部耗氧量增多,局部微環(huán)境處于缺氧狀態(tài),患處的中性粒細(xì)胞分泌出一種細(xì)胞毒性化合物—活性氧(ROS),ROS是導(dǎo)致膠原沉積的強(qiáng)力驅(qū)動因素,可能與創(chuàng)傷愈合后病理性瘢痕形成有關(guān)[28-30]。趙立雙等[31]發(fā)現(xiàn)ROS在慢性缺氧環(huán)境中可以激活TGF-β1/Smad通路,促進(jìn)膠原沉積,打破膠原形成和降解平衡狀態(tài),導(dǎo)致病理性瘢痕形成。研究發(fā)現(xiàn),ADSCs分泌的堿性成纖維細(xì)胞生長因子(Basic fibroblast growth factor,bFGF)、血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)等物質(zhì)可以抵抗氧自由基的形成,從而減小其對皮膚造成的損傷,起到抗氧化、調(diào)節(jié)組織再生修復(fù)作用,防治病理性瘢痕的形成[32-33]。Chae等[34]發(fā)現(xiàn)在氧濃度較低的環(huán)境中培養(yǎng)ADSCs,可以從其培養(yǎng)液中提取出具有抗氧化作用的蛋白質(zhì)。蛋白提取液的還原性,可以顯著抑制ROS在低氧環(huán)境中對TGF-β1/Smad通路的激活,減少膠原沉積。Kim等[35]發(fā)現(xiàn)對ADSCs培養(yǎng)液進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)其培養(yǎng)液中含有各種色素上皮源性因子、角化細(xì)胞生長因子、類胰島素樣生長因子、血小板源性生長因子(Platelet-derived growth factor,PDGF)、VEGF、IL-6、IL-8和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)等具有抗氧化特質(zhì)的物質(zhì)。在創(chuàng)面或者瘢痕組織中注射脂肪組織或ADSCs后,這些物質(zhì)起到強(qiáng)烈的抗氧化應(yīng)激作用,減少膠原組織過度沉積,起到抑制病理性瘢痕增生的作用。
3? 自體脂肪移植在瘢痕防治中的優(yōu)勢與不足
脂肪組織來源豐富,獲取便利,移植技術(shù)操作相對簡單,對于供區(qū)和受區(qū)造成的創(chuàng)傷較小,無需高昂的提取費(fèi)用。且注射至創(chuàng)面或者瘢痕內(nèi)的脂肪均來自于受術(shù)者自身,生物相容性好,避免排斥、過敏反應(yīng)給患者帶來的負(fù)面影響,無致瘤性,不違背倫理學(xué)原則[36]。脂肪移植形式多樣化,可以呈塊狀、顆粒狀、乳糜狀甚至細(xì)胞水平,均對瘢痕的形成起到很好的抑制作用。但脂肪移植仍存在諸多不足之處。由于術(shù)者對脂肪移植技術(shù)認(rèn)識不夠深入,導(dǎo)致手術(shù)操作不規(guī)范、適應(yīng)證把握欠缺、解剖層次認(rèn)識不足等造成脂肪移植術(shù)后移植細(xì)胞成活率低、脂肪壞死、鈣化、水腫、脂肪栓塞及無菌意識不嚴(yán)格造成的感染等[37]。這些并發(fā)癥不僅影響移植效果,造成二次損害,嚴(yán)重的感染和脂肪栓塞甚至?xí)<盎颊叩纳踩玔38]。
4? 總結(jié)與展望
綜上,自體脂肪移植技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個臨床領(lǐng)域,并在近幾年迅速發(fā)展,臨床各學(xué)科對該項(xiàng)技術(shù)的研究不斷深入。自體脂肪移植在抑制病理性瘢痕形成中發(fā)揮著巨大的潛能,但對其原理機(jī)制的研究尚處于初步階段。脂肪組織是如何通過成熟的脂肪細(xì)胞、ADSCs或脂肪組織分泌的各種物質(zhì)來促進(jìn)創(chuàng)面愈合、防治瘢痕形成?還需要更多學(xué)者給予更大關(guān)注度來揭示其中的奧妙。
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[收稿日期]2020-05-06
本文引用格式: 李文珂,孫宇航,齊淑靜,等.自體脂肪移植在抑制瘢痕形成中的研究進(jìn)展[J].中國美容醫(yī)學(xué),2021,30(5):169-172.