脂肪干細(xì)胞在難愈性創(chuàng)面治療中的應(yīng)用研究進(jìn)展*

江 瀾，曾元臨 綜述，辛國(guó)華 審校

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院燒傷研究中心 330006)

·綜 述· doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2017.04.044

脂肪干細(xì)胞在難愈性創(chuàng)面治療中的應(yīng)用研究進(jìn)展*

江 瀾，曾元臨 綜述，辛國(guó)華△審校

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院燒傷研究中心 330006)

慢性難愈性創(chuàng)面；脂肪干細(xì)胞；傷口愈合；組織工程

難愈性創(chuàng)面是長(zhǎng)久以來(lái)一直困擾臨床醫(yī)師的一個(gè)難題，難愈性創(chuàng)面形成機(jī)制復(fù)雜、受多種因素影響，病程長(zhǎng)，常伴有嚴(yán)重功能障礙，對(duì)患者及患者家庭的正常生活造成嚴(yán)重干擾。目前難愈性創(chuàng)面的治療往往是綜合性的，包括創(chuàng)面的保守?fù)Q藥治療、全身營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的調(diào)整和基礎(chǔ)疾病的治療等。近年來(lái)臨床治療中不斷引進(jìn)新技術(shù)如超聲清創(chuàng)機(jī)、負(fù)壓封閉引流技術(shù)等聯(lián)合外科手術(shù)治療難愈性創(chuàng)面，雖然優(yōu)于傳統(tǒng)方法但最終治療效果仍稱不上理想。近年來(lái)，脂肪細(xì)胞來(lái)源的干細(xì)胞(Adipose-derived stem cells ADSCs)的體外培養(yǎng)及誘導(dǎo)分化技術(shù)愈發(fā)成熟，結(jié)合組織工程技術(shù)治療難愈性創(chuàng)面也成為研究的熱點(diǎn)。本文就ADSCs在難愈性創(chuàng)面治療中的應(yīng)用研究的進(jìn)展作一綜述。

1 難愈性創(chuàng)面

1.1 難愈性創(chuàng)面的定義 難愈性創(chuàng)面，亦稱為慢性難愈性創(chuàng)面，嚴(yán)格地說(shuō)目前醫(yī)學(xué)界對(duì)難愈性創(chuàng)面并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的定義，一般認(rèn)為持續(xù)在8周以上，經(jīng)過(guò)正規(guī)治療無(wú)法通過(guò)有序及時(shí)的修復(fù)過(guò)程使組織恢復(fù)解剖和功能完整性的創(chuàng)面稱為慢性難愈性創(chuàng)面[1-2]。常見(jiàn)的難愈性創(chuàng)面包括：大面積燒傷晚期殘余創(chuàng)面，糖尿病足，壓瘡，下肢靜脈潰瘍及放射性皮膚潰爛等。

1.2 難愈性創(chuàng)面的形成 創(chuàng)面的愈合是一個(gè)復(fù)雜有序的過(guò)程，大致可分為3個(gè)階段，即炎癥期、增殖期、重塑期。凡是影響創(chuàng)面修復(fù)的因素均可中斷或打亂以上任一階段，導(dǎo)致創(chuàng)面延遲愈合甚至不能愈合，形成慢性難愈性創(chuàng)面[3]。究其原因主要可分為以下4種。

1.2.1 組織缺血缺氧 氧氣在創(chuàng)面愈合各個(gè)過(guò)程中作用明顯，缺氧可導(dǎo)致活性氧簇(ROS)減少，延長(zhǎng)創(chuàng)面愈合過(guò)程。陳欣欣等[4]通過(guò)對(duì)30例慢性不愈創(chuàng)面患者進(jìn)行臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)證明氧療能夠降低創(chuàng)面炎性反應(yīng)，加速愈合過(guò)程。同時(shí)，創(chuàng)面愈合的過(guò)程有大量生長(zhǎng)因子[如血小板源性生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)等]參與調(diào)控[5]；Kim等[6]報(bào)道稱，在低氧微環(huán)境下慢性創(chuàng)面的修復(fù)、細(xì)胞增生及生長(zhǎng)因子轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)低下，各種生長(zhǎng)因子呈低活性，從而導(dǎo)致創(chuàng)面纖維細(xì)胞、表皮細(xì)胞的增殖和遷移，并最終形成難愈性創(chuàng)面。

1.2.2 感染、細(xì)菌滋生及壞死物質(zhì)殘留 不論何種原因造成的難愈性創(chuàng)面，細(xì)菌滋生及創(chuàng)面感染均伴隨著創(chuàng)面治療的全過(guò)程。難愈性創(chuàng)面中的致病菌能夠釋放多種蛋白酶類(lèi)和毒素降解生長(zhǎng)因子，侵蝕正常組織，形成阻止創(chuàng)面修復(fù)、細(xì)胞增殖移動(dòng)和上皮再生化的物理屏障，即形成細(xì)菌生物膜。細(xì)菌生物膜通過(guò)抵御抗菌藥物、對(duì)抗機(jī)體的免疫防御機(jī)制及釋放大量炎性因子等方式，使創(chuàng)面處于長(zhǎng)期炎性反應(yīng)階段，而肉芽組織與表皮組織無(wú)法形成，最終致難愈性創(chuàng)面的形成[7]。

1.2.3 糖尿病 2型糖尿病患者的疾病進(jìn)展過(guò)程中常伴有微血管損害，有學(xué)者[8]研究證實(shí)2型糖尿病伴有微血管并發(fā)癥的患者出現(xiàn)糖尿病足的風(fēng)險(xiǎn)顯著增高。有研究報(bào)道高血糖水平患者創(chuàng)面的缺氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia-inducible factors-1α，HIF-1α)蛋白水平和轉(zhuǎn)錄活性明顯下降，HIF-1α可促進(jìn)血管重塑為成熟的功能性血管，HIF-1α缺乏可導(dǎo)致糖尿病患者創(chuàng)面的不愈合[9]。

1.2.4 細(xì)胞衰老及全身營(yíng)養(yǎng)不良 慢性難愈性創(chuàng)面一般在老年群體高發(fā)，患者年齡大、各臟器功能低下、組織供血減少、細(xì)胞修復(fù)能力降低、合并基礎(chǔ)病均易導(dǎo)致難愈性創(chuàng)面的形成。

2 ASDCs的培養(yǎng)及生物學(xué)特性

ASDCs是存在于脂肪中，類(lèi)似骨髓基質(zhì)細(xì)胞的間充質(zhì)干細(xì)胞，具備自我更新能力與多向分化潛能，遺傳背景相當(dāng)穩(wěn)定，體內(nèi)植入后免疫排斥少。

2.1 ADSCs的來(lái)源與培養(yǎng) 2001年，Zuk等首次從人脂肪抽吸物中采用膠原酶消化的方法分離出ADSCs 。Storck等[10]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)基中培養(yǎng)ADSCs 不僅可以加速誘導(dǎo)分化前的生長(zhǎng)速度，而且可以明顯縮短ADSCs 的誘導(dǎo)分化時(shí)間。

2.2 ADSCs的生物學(xué)特性 ADSCs具有多向系分化的潛能。ADSCs不僅可誘導(dǎo)分化為間充質(zhì)來(lái)源的脂肪、骨、軟骨及骨骼肌，還可以分化為具有功能性的血管內(nèi)皮細(xì)胞[11-12]。孫楠等[13]證實(shí)ADSCs在表皮細(xì)胞抽提物的誘導(dǎo)作用下能表達(dá)表皮細(xì)胞表型，這一結(jié)果提示ADSCs具有參與皮膚創(chuàng)面修復(fù)的潛能。

3 ADSCs應(yīng)用于難愈性創(chuàng)面的治療及相應(yīng)機(jī)制

ADSCs經(jīng)皮內(nèi)注射或應(yīng)用組織工程技術(shù)均可促進(jìn)皮膚組織的修復(fù)。Vériter等[14]也證實(shí)自體來(lái)源的ADSCs 移植是一項(xiàng)安全可行的臨床治療手段。ADSCs 通過(guò)旁分泌機(jī)制激活成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞，從而促進(jìn)傷口的愈合。劉曉玉等[15]將原代培養(yǎng)的人脂肪干細(xì)胞(hADSCs)傳代至3代后，用磁納米顆粒對(duì)hADSCs 進(jìn)行標(biāo)記，將其經(jīng)皮內(nèi)注射的方式移植至小鼠背部皮膚損傷創(chuàng)面四周，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組第7天創(chuàng)面愈合率顯著高于對(duì)照組，初步證實(shí)了ADSCs 能促進(jìn)皮膚組織的修復(fù)，這為ADSCs 治療難愈性創(chuàng)面提供了臨床依據(jù)。隨著組織工程技術(shù)的不斷發(fā)展，不少學(xué)者利用此技術(shù)開(kāi)展了許多有益的研究。張琳等[16]的結(jié)果證實(shí)，以人ADSCs作為種子細(xì)胞，以富血小板血漿作為載體制備復(fù)合物，可促進(jìn)裸鼠放射性皮膚缺損處的微血管新生，促進(jìn)難愈性創(chuàng)面愈合。經(jīng)文獻(xiàn)回顧，ADSCs 促進(jìn)難愈性創(chuàng)面愈合主要通過(guò)以下三個(gè)方面；(1)ADSCs分泌大量生長(zhǎng)因子促進(jìn)難愈性創(chuàng)面愈合。實(shí)驗(yàn)證明ADSCs可以明顯促進(jìn)大鼠臀部放射性潰瘍創(chuàng)面愈合，其機(jī)制可能與VEGF及一成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)的代償升高有關(guān)[17]。 ADSCs通過(guò)旁分泌機(jī)制可釋放基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1(TIMP-1)，TIMP-1增強(qiáng)FGF、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)、角質(zhì)化細(xì)胞生長(zhǎng)因子(KGF)、血小板衍生因子(PDGF)、VEGF等的活性，減輕β細(xì)胞的凋亡，促進(jìn)難愈性創(chuàng)面的愈合[18]。 ADSCs 的旁分泌效應(yīng)還可改善難愈性創(chuàng)面組織的缺血缺氧帶來(lái)的變化，促進(jìn)難愈性創(chuàng)面愈合。ADSCs 培養(yǎng)液在低氧條件下可收集到多種生長(zhǎng)因子，包括HGF、FGF、粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞擊落刺激因子(GM-CSF)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、VEGF、TGF-β及多種膠原蛋白，可促進(jìn)蛋白、肉芽組織生長(zhǎng)、上皮再生及基質(zhì)形成和改變[19-20]；(2)ADSCs可減輕難愈性創(chuàng)面的炎性反應(yīng)。董瑤等[21]報(bào)道，局部注射了同種異體ADSCs 后，實(shí)驗(yàn)小鼠組織中促炎因子IL-1、IL-6和TCP-1表達(dá)下降，抗炎因子IL-10 表達(dá)上升，推測(cè)促進(jìn)皮膚愈合機(jī)制可能與ADSCs 降低了創(chuàng)面局部的炎性反應(yīng)相關(guān)；(3)ADSCs可促進(jìn)難愈創(chuàng)面的再上皮化及血管重建。Collawn等[22]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)ADSCs 可通過(guò)促進(jìn)創(chuàng)面皮膚的再上皮化從而加速傷口愈合及組織再生。徐永飛等[23]試驗(yàn)研究證明ADSCs復(fù)合透明質(zhì)酸可加速裸鼠軟組織血管化。而Shen等[24]的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)以ADSCs為種子細(xì)胞治療糖尿病創(chuàng)面效果顯著，其明顯地促進(jìn)創(chuàng)面的血管新生。有文獻(xiàn)報(bào)道，將ADSCs 移植于局部創(chuàng)面，取愈合組織進(jìn)行免疫熒光染色后發(fā)現(xiàn)，ADSCs 可表達(dá)血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物(CD31)，提示ADSCs 在體內(nèi)可分化為內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞，參與創(chuàng)面的血管重建[25]。

從目前報(bào)道中可發(fā)現(xiàn)將ADSCs 應(yīng)用于臨床治療被整形外科醫(yī)師所青睞。Sung等[26]報(bào)道中稱2例青年女性因局部注射透明質(zhì)酸后出現(xiàn)鼻部皮膚壞死的患者，在治療過(guò)程中僅用含有從自體腹部皮下脂肪組織中提取的ADSCs 懸液注射至患部皮下及真皮層，6個(gè)月后兩位患者創(chuàng)面均痊愈，僅留有愈合良好的線性瘢痕。Salibian等[27]的病例報(bào)告中用自體移植的ADSCs 聯(lián)合人工真皮及堿性FGF治療1例難愈性骶尾部放射性潰瘍的患者，在接受治療82 d后該患者創(chuàng)面全部愈合。

4 前景與展望

就目前總體來(lái)看，雖然有少數(shù)報(bào)道稱ADSCs 可用于臨床治療部分難愈性創(chuàng)面，但ADSCs應(yīng)用于難愈性創(chuàng)面的治療仍處于試驗(yàn)探索階段[28]。未來(lái)伴隨著干細(xì)胞研究的不斷深入與組織工程技術(shù)的發(fā)展，ADSCs 對(duì)難愈性創(chuàng)面的治療將更廣范圍地步入臨床應(yīng)用。如何在體外高效安全地培養(yǎng)ADSCs并定向誘導(dǎo)分化將是未來(lái)實(shí)驗(yàn)需要突破的一個(gè)難點(diǎn)。目前的實(shí)驗(yàn)研究多數(shù)選擇組織工程技術(shù)將ADSCs應(yīng)用于難愈性創(chuàng)面的治療，而選擇一種最適合、最經(jīng)濟(jì)的載體才能為ADSCs在臨床治療上打開(kāi)更大的局面，這也需要未來(lái)更多的研究來(lái)證實(shí)。鑒于ADSCs 擁有的生物特性上的優(yōu)勢(shì)并可針對(duì)難愈性創(chuàng)面的各個(gè)階段發(fā)揮作用，未來(lái)其必能在治療難愈性創(chuàng)面的臨床應(yīng)用上蓬勃發(fā)展。

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江西省衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)科技計(jì)劃項(xiàng)目(20151048)。 作者簡(jiǎn)介：江瀾(1991-)，碩士，主要從事燒傷外科學(xué)及慢性創(chuàng)面治療研究?！?/p>

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