脂肪來源干細(xì)胞在勃起功能障礙治療中的研究進(jìn)展

周哲 綜述 盧慕峻 審校

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院泌尿外科（上海 200001）

脂肪來源干細(xì)胞在勃起功能障礙治療中的研究進(jìn)展

周哲 綜述 盧慕峻 審校

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院泌尿外科（上海 200001）

陰莖不能獲得和（或）維持充分的勃起以完成滿意性交的病理狀態(tài)稱之為勃起功能障礙（erectile dysfunction，ED）。ED是一個廣泛存在的健康問題，世界范圍內(nèi)的發(fā)病率約為10%～20%，其對病人及其伴侶的生活質(zhì)量都帶來了極大的困擾。

1998年，磷酸二酯酶5抑制劑（phosphodiesterase type-5 inhibitors， PDE5-i）第一個代表藥物西地那非的問世，使ED的治療取得了突破性的進(jìn)展。該類藥物一度成為ED治療的一線用藥[1]，但是它與硝酸鹽制劑具有協(xié)同降壓作用，因此PDE5-i禁用于同時服用硝酸鹽制劑的患者。同時，該類藥物會產(chǎn)生頭痛、臉紅、鼻塞、視物模糊和消化不良等副作用[1]，有效率只有60%～70%，而且30%～50%的病人會因為花費高且達(dá)不到預(yù)期效果等原因中斷服藥。由于PDE5-i的治療效應(yīng)依賴于NO信號通路的完整性，某些ED（如嚴(yán)重糖尿病ED、前列腺癌根治術(shù)后ED、動脈粥樣硬化ED、高齡性ED、性腺功能低下ED）患者體內(nèi)可用性NO明顯減少，因此PDE5-i治療上述ED患者收效甚微。其他的傳統(tǒng)替代治療ED方法，如：海綿體內(nèi)藥物注射、真空負(fù)壓吸引裝置、陰莖假體植入等因其耐受性等問題不能廣泛應(yīng)用，而且這些治療旨在緩解ED癥狀，并不是病因?qū)W治療。

近年來，基于干細(xì)胞的治療逐漸成為研究熱點。脂肪來源干細(xì)胞（adipose-derived stem cells, ADSCs）是從脂肪組織的基質(zhì)血管成分中分離的多能祖細(xì)胞，具有自我更新及多向分化潛能，并且可以分泌多種參與組織修復(fù)的生長因子。與其他組織來源相比，脂肪組織來源豐富，取材方便，對患者損傷小。另外，ADSCs易于培養(yǎng)和擴增，具有表面抗原和相關(guān)標(biāo)志物，逐漸成為治療ED的理想干細(xì)胞來源。

一、ADSCss治療ED的評估方法

在ADSCs治療ED的臨床前研究中，大鼠是最常用的實驗動物。為結(jié)合臨床應(yīng)用，最常用的ED模型為海綿體神經(jīng)損傷性勃起功能障礙（cavernous nerve injury erectile dysfunction, CNIED）模型[2,3]和糖尿病ED模型[4-6]，另外高脂相關(guān)性ED模型[7]、煙草相關(guān)性ED模型[8]也被用于研究。干細(xì)胞移植的方式主要為海綿體內(nèi)注射（intracavernous injecte ICI），同時有研究表明，前列腺周圍注射同樣可以改善CNI-ED的勃起功能[9]。勃起功能的檢測主要是通過電刺激海綿體神經(jīng)，然后記錄海綿體內(nèi)壓（intracavernous pressure，ICP） 變化或者海綿體內(nèi)壓/平均動脈壓（intracavernosal pressure/mean arterial pressure，ICP/ MAP）的變化。此外，內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、神經(jīng)性一氧化氮合酶（neuronal nitric oxide synthase，nNOS）、內(nèi)皮性一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase， eNOS）、平滑肌膠原比率及凋亡相關(guān)指標(biāo)的組織學(xué)和分子水平的變化，也被用來作為治療有效性的評價標(biāo)準(zhǔn)[5,6]。

二、ADSCss在ED治療中的應(yīng)用

2010年，Garcia首次將自體ADSCs進(jìn)行ICI治療糖尿病性ED，3周后實驗組陰莖背神經(jīng)中nNOS的含量明顯多于對照組，且實驗組具有更高的ICP/ MAP，上述結(jié)果表明，ADSCs海綿體內(nèi)注射可以明顯改善糖尿病大鼠的勃起功能，并引起了其海綿體內(nèi)微結(jié)構(gòu)的改變[10]。隨后，Albersen等用同樣的方法檢測了ADSCs及ADSCs裂解產(chǎn)物對CNI-ED的治療效應(yīng)，他們發(fā)現(xiàn)ADSCs及ADSCs裂解產(chǎn)物均改善了大鼠的勃起功能，且兩組的平滑肌和nNOS含量均高于對照組[11]。接下來，更多的實驗研究證實了自體ADSCs在治療糖尿病性ED和CNI-ED中的有效性[4,12]。另外，大量研究表明同種異體ADSCs[4,5]和異種ADSCs[2]同樣可以改善上述兩種ED大鼠的勃起功能，而無明顯排斥免疫反應(yīng)發(fā)生，進(jìn)一步拓寬了治療ED的ADSCs的來源。研究表明ADSCs還能促進(jìn)高脂相關(guān)性ED[7]及煙草相關(guān)性ED[8]的勃起功能恢復(fù)。另外，接種自體靜脈支架[13]、偶聯(lián)生長因子[2,4]、低氧預(yù)處理[5]和磁化處理[14]后的ADSCs均較單純ADSCs更好地促進(jìn)了勃起功能的恢復(fù)。

上述大量臨床前的研究均表明ADSCs對ED治療的有效性。2016年Haahr等[15]首次進(jìn)行了自體原代ADSCs 治療前列腺癌根治術(shù)后ED的一期臨床實驗，邁出了ADSCs治療ED從基礎(chǔ)研究到臨床轉(zhuǎn)化的第一步。共有17例藥物治療無效的前列腺癌根治術(shù)后ED患者納入研究，其中11例患者可以自行控尿，6例患者同時存在尿失禁，術(shù)后5～18個月開始應(yīng)用ADSCs海綿體內(nèi)注射進(jìn)行治療，治療后6個月，8例患者恢復(fù)了勃起功能并可以完成性交，且該8例患者從術(shù)后3個月開始國際勃起功能指數(shù)5（international index of erectile function-5， IIEF-5）評分明顯提高，但勃起硬度評分（erection hardness score，EHS）的明顯提高出現(xiàn)在術(shù)后6個月。另外，該8例患者全部來自可控尿組，尿失禁組患者的勃起功能無明顯改善。在治療1個月內(nèi)，只有5例患者出現(xiàn)與抽脂和細(xì)胞注射部位相關(guān)的輕度并發(fā)癥，如局部紅腫、腹痛，經(jīng)簡單對癥處理后好轉(zhuǎn)。該研究表明自體原代ADSCs 對治療前列腺癌根治術(shù)后ED有潛在療效，且該方法是安全的。但隨后評論者們[16]提出該研究中不同患者ADSCs注射的數(shù)量從840萬到3720萬不等，差異較大，會對結(jié)果造成直接影響，且在安全性評估中，未對全身進(jìn)行系統(tǒng)性的評估，僅僅評估了抽脂和細(xì)胞注射部位，存在一定缺陷。另外該研究中，未提供治療有效的8例患者是否采用了保留性神經(jīng)手術(shù)的信息，所以不能判定勃起功能的恢復(fù)是ADSCs治療的效果還是保留性神經(jīng)的手術(shù)后的自行恢復(fù)，因為保留性神經(jīng)的手術(shù)術(shù)后24個月仍然存在勃起功能的自行恢復(fù)，而該研究中ADSCs的平均治療時間點為術(shù)后10.1個月。另外，該研究缺少有效的對照，所以正如作者提到的，需要大樣本的隨機安慰劑對照實驗進(jìn)一步驗證這種治療的有效性和安全性。然而毫無疑問，該開拓性的研究為難治性ED帶來了新的希望，有廣泛的應(yīng)用前景。

三、ADSCss治療ED的作用機制

ADSCs治療ED的作用機制主要包括ADSCs的分化作用和旁分泌作用，且越來越多的研究認(rèn)為，旁分泌作用在ADSCs治療ED的過程中起到了主要作用。

ADSCs同其他干細(xì)胞一樣，具有多項分化功能，且在體外可以分化成神經(jīng)樣細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞，而上述3種細(xì)胞是陰莖勃起的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，這是研究者認(rèn)為ADSCs通過分化作用治療ED的基礎(chǔ)。Bella等報道ADSCs可以改善CNI大鼠的勃起功能，部分BrdU標(biāo)記的ADSCs在勃起組織內(nèi)轉(zhuǎn)化成了內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞[17]。Kim等在CNI大鼠的CN內(nèi)檢測到了ADSCs向神經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，同時發(fā)現(xiàn)NGF-水凝膠的聯(lián)合應(yīng)用可以極大的促進(jìn)這種轉(zhuǎn)化作用[18]。

然而，很多研究表明ICI的ADSCs經(jīng)過1個月左右已所剩無幾[19]，且植入的ADSCs會隨著時間推移逐漸減少[7]，但是大鼠的勃起功能卻明顯改善，所以旁分泌機制可能起了主要作用。Albersen等報道ADSCs裂解產(chǎn)物ICI同ADSCs一樣改善了CNI大鼠的勃起功能，同時這兩組大鼠陰莖背神經(jīng)和平滑肌的含量均高于對照組，而發(fā)生凋亡的平滑肌和內(nèi)皮細(xì)胞少于對照組，說明ADSCs對ED的治療可能是通過其細(xì)胞內(nèi)釋放的物質(zhì)對神經(jīng)的保護(hù)及細(xì)胞凋亡的抑制實現(xiàn)的[11]。

Yang等[19]報道，ADSCs通過促進(jìn)NGF、VEGF及神經(jīng)生長因子抗體3種營養(yǎng)因子的含量恢復(fù)，促進(jìn)了神經(jīng)再生，抑制了細(xì)胞凋亡，最終實現(xiàn)了勃起功能的恢復(fù)。Chen等[20]報道ADSCs在治療CNI-ED的過程中，色素上皮來源因子（pigment epithelium-derived factor, PEDF），p-Akt, and p-eNOS的表達(dá)均明顯增加，表明ADSCs分泌PEDF的神經(jīng)營養(yǎng)作用及其下游PI3K/Akt通路的激活可能是其潛在的機制。Fandel等[12]報道，在CN損毀所致的ED中，CN受損上調(diào)了盆腔主要神經(jīng)節(jié)（major pelvic ganglia，MPG）中基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1（stromal cell-derived factor-1，SDF-1）的表達(dá)，從而吸引海綿竇內(nèi)注射的ADSCs向MPG歸巢，在MPG中ADSCs產(chǎn)生了修復(fù)CN的作用，進(jìn)而改善勃起功能。而且隨著ADSCs向MPG的遷移增加，陰莖nNOS含量也逐漸增加，表明ADSCs向MPG的遷移是神經(jīng)再生不可缺少的條件。

Yiou等[21]對大鼠尿道括約肌和前列腺及尿道伴行神經(jīng)進(jìn)行了不可逆損傷，隨后將人ADSCs注射到大鼠的陰莖海綿體，術(shù)后3個月大鼠的排尿功能和勃起功能均明顯改善，他們發(fā)現(xiàn)這種改善極少通過ADSCs的轉(zhuǎn)化作用實現(xiàn)，但是在大鼠陰莖內(nèi)人來源的VEGF、HGF、 胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor-1, IGF-1）、 IGF-2、 SDF-1a、趨化因子配體1[chemokine (C-X-C motif) ligand, 1 CXCL1]、白介素-6 、e-NOS、BDNF及NGF均明顯增加，同時大鼠陰莖中自身分泌的SDF-1, IGF-1, eNOS也明顯增加，說明ADSCs不但通過自身的旁分泌作用發(fā)揮作用，還激活了大鼠自身組織的分泌作用，兩者聯(lián)合促進(jìn)了勃起功能的改善。

綜上所述，大量臨床前研究表明ADSCs在治療ED方面呈現(xiàn)出明顯的有效性和獨特的優(yōu)勢，部分研究已進(jìn)入臨床實驗階段，其治療效應(yīng)主要是通過旁分泌作用實現(xiàn)的。ADSCs有望進(jìn)一步用于臨床ED的治療，實施更多的隨機安慰劑對照臨床實驗及進(jìn)一步明確其中的相關(guān)修復(fù)機制，可能是今后研究者們進(jìn)一步深入探索的方向。

干細(xì)胞; 勃起功能障礙

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4Liu T, Peng Y, Jia C, et al. Growth factors 2015; 33(4): 282-289

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21Yiou R, Mahrouf-Yorgov M, Trébeau C, et al. Stem Cells 2016; 34(2): 392-404

（2017-01-08收稿）

:10.3969/j.issn.1008-0848.2017.02.016

R 698.1