ADSCs在整形美容外科的应用与临床转化

张成坤， 肖志波



综 述

ADSCs在整形美容外科的应用与临床转化

张成坤， 肖志波

脂肪来源干细胞具有增殖和多向分化的能力,已被广泛应用于组织工程研究。脂肪来源干细胞不仅可以应用于组织的修复,而且在细胞免疫调节和基因治疗中均发挥着重要作用。但在脂肪来源干细胞的应用过程中仍存在许多问题，随着对脂肪来源干细胞的深入研究，更多的生物学特性将会被发现，脂肪来源干细胞在组织修复、细胞治疗以及基因治疗中的应用前景将会更加广泛。现对脂肪来源干细胞在整形美容外科领域的应用现状、作用机制及临床转化存在的问题进行综述。

整形美容外科； 脂肪来源干细胞； 应用现状； 临床转化

脂肪来源干细胞(adipose derived stem cells, ADSCs)因取材方便、来源充足、不良反应小等优点，引起医学界的广泛关注。任何一项基础或临床实验研究,最终目的都要转化到临床应用;转化医学是将基础实验与临床诊疗相结合,将科研成果迅速、有效地转化为临床实践,在实验室与临床床之间架起一条快速双向通道。笔者基于目前基础及临床的实验研究成果,对ADSCs在整形美容外科领域的应用现状、作用机制及临床转化存在的问题进行综述。

1 ADSCs在整形外科的应用及作用机制

1.1 ADSCs加速创面愈合 创面愈合过程十分复杂。早期覆盖创面、减少瘢痕形成、尽快恢复功能、最终实现创面解剖与功能的完美修复是整形外科的治疗目的。已有大量研究报道，ADSCs加速创面愈合,可能与ADSCs分化为皮肤组织相关细胞而加速皮肤创面愈合，以及ADSCs促进角朊细胞和成纤维细胞的增殖和迁移，促进胶原蛋白产生，促进再上皮化和新生血管形成等机制有关[1-4]。

Rigotti等[5]对20例放射治疗后严重(LENT-SOMA分级3级)和不可逆(LENT-SOMA分级4级)皮肤损伤患者，应用自体吸脂产物离心纯化后多次注射。随访18～33个月，除了1例患者无明显改善外，其余患者LENT-SOMA分级降低，外形和症状均得到了显著改善。在这项研究中，作者认为促进创面愈合的关键性因素是ADSCs分泌的血管生长因子，促进早期阶段新生血管形成，从而加速创面愈合。Jeong[6]将ADSCs接种到合成真皮替代物上，覆盖于髌骨区骨外漏开放性伤口创面，2～3周新生肉芽组织再生，为后期植皮提供了良好条件。ADSCs不仅加速皮肤损伤愈合,Lu等[7]还发现，ADSCs能够提高全厚皮肤移植成活率，可能与ADSCs增加皮瓣的血液供应有关。另外，ADSCs在治疗糖尿病慢性皮肤溃疡方面，也取得了良好效果[8]。

1.2 ADSCs抑制瘢痕形成 创伤愈合后瘢痕形成和瘢痕挛缩,在外观和功能上为患者带来巨大的生理和心理影响。瘢痕的形成机制尚不清楚，可能与炎症反应、ECM分解、肌成纤维细胞生成等机制有关。研究表明,ADSCs可被创面炎症环境激发,启动免疫调节,减轻炎症反应,减少瘢痕形成；ADSCs分泌的细胞因子，抑制TGF-β1及胶原表达,促进MMPs表达，加速ECM分解,抑制纤维化；ADSCs分泌的HGF抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞分化；ADSCs除通过分泌抗纤维化细胞因子抑制瘢痕增生外,还存在其他抑制瘢痕形成机制。ADSCs通过早期新血管形成,加速创面愈合并抑制瘢痕形成[9-10]。

Oh等[11]对80例硅胶假体隆鼻术后鼻挛缩畸形患者进行研究，59例患者在鼻修复整形术前进行ADSCs注射，ADSCs注射到瘢痕处皮下组织，21例患者注射生理盐水作为对照组，实验组鼻挛缩畸形和鼻尖凹陷畸形显著改善，未见进一步瘢痕挛缩。作者认为，这与ADSCs促进血管生成和胶原蛋白生成相关。Martins等[12]对18例腹部整形患者进行了一项随机临床对照试验，将ADSCs注射到创面周围真皮组织内，结果证明ADSCs注射组创面愈合良好，且瘢痕表面积、颜色和柔软性都有所改善。Sung等[13]报道了2例鼻部创面皮下和真皮层局部注射ADSCs,6个月后皮肤只留下不明显线状瘢痕,无瘢痕挛缩,未出现不对称或畸形。

1.3 ADSCs增加移植脂肪成活率 细胞辅助脂肪移植(cell-assisted lipotransfer, CAL)是将ADSCs 与脂肪移植相结合[14]，为整形外科医师提供了一种新的治疗方法，为软组织缺损治疗带来新的希望。国内外学者对ADSCs 进行了大量研究,ADSCs增加游离脂肪移植脂肪存活率的作用机制可能为：ADSCs直接分化为脂肪细胞；ADSCs分化为内皮细胞和血管壁细胞,促进早期新生血管形成；ADSCs可以通过分泌细胞因子和生长因子,形成利于游离脂肪成活的微环境[15-16]。

Yoshimura等[17]首次报道应用CAL对40例患者进行了隆乳术。初步证明，ADSCs辅助移植脂肪可以获得更高的成活率。其后,国内外专家进行了大量研究,Koh等[18]对10例Parry-Romberg综合征患者进行脂肪移植，实验组接受ADSCs复合脂肪移植，对照组接受单纯脂肪移植填充面部凹陷，术后使用三维相机和三维CT扫描，客观地对患者进行评估。术后平均随访15个月，发现ADSCs可增加移植脂肪成活率，认为其不仅适用于Parry-Romberg综合征的治疗，同样适用于需要进行脂肪移植的其他临床应用，如在单纯隆乳、乳房重建、丰臀等方面均取得了良好进展。虽然样本量有限，缺乏有效的随机双盲对照试验，且治疗效果存在个体差异，缺乏统一的治疗和评价标准，但CAL的应用无疑为ADSCs的临床转化带来无限希望。

1.4 ADSCs改善皮肤老化 皮肤老化过程中，胶原蛋白合成减少，细胞外基质降解增加，出现皮肤松弛变薄、皱纹形成、色素过度沉着等。ADSCs能促进皮肤成纤维细胞增殖和迁移，并刺激大量胶原蛋白生成，分泌SOD、PEDF等抗氧化蛋白，抵抗氧自由基侵害，保护真皮成纤维细胞最终达到消除皱纹的目的[19-20]。ADSCs改善色素沉着,影响黑色素形成。Kim等[21]证实，ADSCs的分泌蛋白主要受TGF-β1调控, TGF-β1降低酪氨酸酶的活性，下调TRP1的表达,抑制黑色素合成；还有研究认为,TGF-β1还影响黑素小体,减少黑色素形成[22]。ADSCs分泌IL-6调控MITF,也可以抗黑色素形成，起到皮肤美白的作用。

Park等[23]在光老化皮肤女性志愿者身上进行了研究，将含20%～30%ADSCs的纯化细胞皮内注入眼周皱纹处,2个月后眼周鱼尾纹变浅、皮肤质地改善、真皮层增厚。黄金龙等[24]将ADSCs注射到75例患者颞部、额部、眉间和颈部皱纹真皮浅层，组织学检查显示，真皮厚度增加，胶原纤维及毛细血管增加。其后王世勇[25]又对46例面部整形美容患者进行自体ADSCs治疗，面部皱纹变浅，纹理细腻，随访6～12个月患者满意率高达97.8%。Chang等[26]通过动物实验证实，将ADSCs悬液皮内注射到鼠耳后,并通过紫外线照射,结果显示ADSCs注射组黑色素合成减少。

2 优化ADSCs的治疗方法

基础研究的最终目的是转化于临床并更好地服务于临床,根据ADSCs的作用机制,探索更为优化的治疗方法。

2.1 转基因疗法 将ADSCs与基因疗法结合,将外源性基因转入ADSCs，多向分化后仍有外源性基因的表达。焦自钊等[27]成功克隆了目的基因VEGF165片段，通过构建慢病毒-血管内皮生长因子165( VEGF165) 载体，转染ADSCs，转染后可在体内、外稳定表达VEGF165，成功获得了用于基因治疗的载体细胞，为缺血性疾病的基因治疗研究奠定了基础。王成先等[28]应用EGF腺病毒转染ADSCs,提高了ADSCs分泌创面愈合相关因子的能力,加速创面愈合；转染VEGF的ASDCs注射可以通过增加血管形成提高皮瓣成活率；王和庚等[29]应用缺氧诱导因子1α基因转染ADSCs,促进血管再生,增加移植脂肪成活率。关于基因疗法与ADSCs结合在整形美容外科领域的应用仍在探索中，动物模型的结果令人对转基因疗法充满希望，认为其应用于临床确实可行，但仍有人认为基因转染有插入突变的风险，若广泛应用到临床还需要不断地探索完善。

2.2 诱导分化后移植 ADSCs体内分化效率不高,ADSCs在体外培养过程中加入不同的刺激因子可以诱导ADSCs成为具有各种表型的细胞，分化后再植入体内。将ADSCs在诱导培养基中进行体外培养或通过与表皮细胞共培养、基因转染等方式，将ADSCs向表皮细胞诱导分化，加速创面愈合。王成先等[28]应用EGF腺病毒转染的ADSCs体外向表皮细胞诱导分化,诱导后细胞植入创面，发现创面愈合速度加快；目前，体外诱导ADSCs多采用添加血管生成因子的方法向血管内皮细胞分化。VEGF是其中促血管生成效应最强的因子，ADSCs还可以向平滑肌细胞诱导分化，促进血管生成,加速创面愈合和提高游离脂肪成活率。

2.3 组织工程复合支架移植 ADSCs应用于组织工程主要通过两种方式，一种是将ADSCs接种于支架上进行细胞培养，然后用于移植；另一种是将ADSCs与复合支架先移植到体内,体内诱导目标组织形成。这些生物材料应该具有生物相容性、可降解性及一定机械强度等特性，对ADSCs的黏附、增殖、维持分化潜能具有十分重要的作用。将ADSCs移植入不同支架，如Ⅰ型胶原、纤维蛋白胶、透明质酸、人脱细胞羊膜、人脱细胞真皮基质等，可以不同程度地加速创面愈合；采用组织工程支架与ADSCs联合应用修复组织缺损，填充软组织缺损同时，为脂肪组织的重建提供支撑作用。Neuss 等[30]将人ADSCs接种于Ⅰ型胶原蛋白，显示ADSCs可黏附于Ⅰ型胶原蛋白支架，且增殖生长能力较好，既可以增加肉芽的厚度，也可以增加毛细血管密度。Verseijden等[31]将ADSCs与纤维蛋白胶复合植入小鼠体内，结果显示，注射组形成的脂肪组织微血管密度明显增高。

3 临床应用存在的问题

关于ADSCs的研究硕果累累,近年来众多研究成果已逐步从实验室向临床应用过渡,取得了阶段性的进展；但目前这一研究仍处在初始阶段,病例数不多，且多为病例报道，仍属于探索性临床研究，要真正应用于临床,仍有很长的路要走。

3.1 安全性问题 ADSCs应用于临床应首要解决的就是安全性问题，也是人们最关注的问题。目前ADSCs临床转化应用还存在以下3方面风险：⑴不可控增生和致癌风险。ADSCs分裂次数过多，加大了致癌风险,促进了癌症转移[32-33]。⑵异常分化。非定向分化、分化紊乱。⑶基因突变和基因组疾病的风险。基因修饰的ADSCs,可能导致基因突变,向不可控方向发展[34]。由于这些安全性问题还存在巨大争议，尚无统一说法，因此，对这些问题还需要进一步地谨慎验证。

3.2 统一分离、提取标准 缺乏统一、有效的分离和提取方法，也是阻碍ADSCs向临床转化的重要原因。国内外文献报道，ADSCs提取过程中的常规步骤大致相同，但采用的制备方法和设备、相关试剂、提取环境、质量控制不尽相同，产率也差异较大。因此目前要生产出大量临床级ADSCs，还需建立符合动态药品生产管理规范统一、有效的分离提取标准。

3.3 治疗效果评价问题 每一种新药物或新疗法都需要进行大量的基础和临床实验，证实确有疗效后才可以转化到临床应用。虽然目前动物临床前实验已经充分证实，ADSCs应用于整形美容外科的疗效，但由于细胞数量不足及缺乏符合条件的患者等原因,导致临床实验疗效评价无法满足随机、双盲对照和大样本等要求,使临床实验效果无法做到完全公正客观,阻碍了ADSCs的临床应用转化。

4 展望

2015年8月，卫计委、CFDA联合发布了干细胞管理相关文件,规范了干细胞临床研究的相关问题,一定程度推动了行业发展。随着我们对干细胞基础科学的认识不断深入,作为一名合格的整形外科医师，应该在积极着眼于基础研究，解决上述问题的同时，也要在临床工作中及时发现问题，并及时反映给实验室进行更深入地研究，为干细胞疗法的转化和临床应用做好充足的准备,以促进干细胞临床转化进程。而干细胞产业也需要有统一的治疗标准和严格的审批监管制度,在保证安全有效的大前提下,为推动ADSCs的应用转化共同努力。

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150086 黑龙江 哈尔滨，哈尔滨医科大学附属第二医院 整形美容科 第一作者：张成坤(1990-)，女，黑龙江绥化人，硕士研究生. 通信作者：肖志波，150086，哈尔滨医科大学附属第二医院 整形美容科，电子信箱：xiaozhibodoctor@126.com

10.3969/j.issn.1673-7040.2016.12.016

2016-07-13)