自體脂肪及其衍生物移植在瘢痕治療中的應用進展

黃宗霖 朱叢笑 劉安娜 韓雪峰

【提要】瘢痕是皮膚創(chuàng)傷后異常修復的結果，可造成功能障礙及外貌損毀，而現(xiàn)有瘢痕治療方法的臨床效果存在一定的局限性。近年來的多項研究發(fā)現(xiàn)，自體脂肪及其衍生物（納米脂肪、基質血管成分膠狀物）的移植可有效改善瘢痕外觀、質地和局部癥狀。其機制可能與自體脂肪含有的多種細胞及其分泌物有關，這些組分可通過多種通路及機制干預瘢痕形成、改善瘢痕組織結構。本文就自體脂肪及其衍生物移植在瘢痕治療中的應用進展，及其可能的作用機制進行歸納總結。

瘢痕不僅可造成局部的功能障礙、外貌損毀，還常伴有疼痛、瘙癢、感覺異常、癌變等合并癥。由于瘢痕的發(fā)病機制仍無明確定論，導致治療上存在諸多困難。目前，瘢痕的治療方法主要有手術切除、光電治療、壓力療法、放射治療、瘢痕內藥物注射及外用抗瘢痕藥物等[1]。上述方法雖有一定療效，但均存在諸如療效不穩(wěn)定、恢復期長、再生重塑效果有限等缺點。近年來，隨著自體脂肪移植在再生醫(yī)學領域的研究逐漸深入，將自體脂肪及其衍生物用于治療瘢痕取得了積極的進展。本文就自體脂肪及其衍生物移植在瘢痕治療中的臨床應用及可能機制進行綜述。

1 自體脂肪移植在瘢痕治療中的應用進展

1893 年，首次有報道使用自體脂肪移植治療面部瘢痕并取得了良好的效果[2]。Mojallal 等[3]通過動物實驗證明，自體脂肪移植不僅能補充皮下組織容量，還能改善皮膚質地。目前認為，脂肪組織的這種修復能力可能與其中的基質血管成分（Stromal vascular fraction，SVF）及其富含的脂肪源性間充質干細胞（Adipose-derived stem cells，ADSC）有關。多項研究表明，自體脂肪移植不僅能顯著改善瘢痕外觀和質地、緩解瘢痕造成的疼痛和瘙癢等局部癥狀，還可以軟化、松解瘢痕組織與深部筋膜的粘連，為進一步的脂肪填充與組織再造創(chuàng)造可能[4-5]。

不同于直徑較大的傳統(tǒng)顆粒脂肪（1 mm 以上），使用小孔徑（≤1 mm）吸脂針吸得的微顆粒脂肪（Microfat，MF），直徑0.5～1 mm，可用于真皮內及瘢痕內淺表精細化注射。這有利于脂肪組織發(fā)揮其再生效應，且能避免注射后表面皮膚不平等并發(fā)癥[6-7]。對于存在明顯攣縮的瘢痕組織，Pallua 等[8]先在瘢痕局部注射腫脹液，并利用鈍針松解瘢痕與深層組織間的纖維粘連，再行MF 皮下注射，取得了優(yōu)異的療效。Li 等[9]先用小鉤刀及刮刀松解患者剖腹產瘢痕下脂肪組織與腹壁肌肉間的粘連，在松解后形成的層面內行MF 注射，術后患者腹部瘢痕的色澤、紋理及活動度均得到顯著改善，且瘢痕的凹陷程度也明顯減輕。研究發(fā)現(xiàn)，移植的脂肪組織對于瘢痕皮下組織粘連的重塑作用可在術后1 年內持續(xù)存在，且這一改善效果隨時間延長而變得更為明顯[10]。MF 較適用于存在局部粘連的瘢痕，松解粘連后，瘢痕的凹陷外觀得到緩解，即可通過注射MF 補充局部組織容量不足。MF 顆粒相對較小，可行更為精細的淺表填充。除此之外，MF 所含有的細胞組分（如SVF、ADSC 等）也有助于改善瘢痕的外觀和質地。

增生性瘢痕及瘢痕疙瘩是典型的病理性瘢痕，現(xiàn)有治療方法效果欠佳。由于病理性瘢痕組織的纖維排列致密，傳統(tǒng)顆粒脂肪難以實施瘢痕內注射。因為過高的注射壓力不僅會使患者劇烈疼痛，還會對顆粒脂肪細胞造成損傷。因此，瘢痕內注射更傾向于選用MF 或脂肪衍生物[11]。Erol 等[12-13]將非剝脫性點陣激光與MF 聯(lián)合使用以治療燒傷后增生性瘢痕，所有患者均獲得不同程度改善。該研究發(fā)現(xiàn)，脂肪組織可促進膠原形成及真皮組織增生、減少成纖維細胞數(shù)量、促進皮下彈力纖維再生，并使真皮內膠原排列趨整齊；經過脂肪填充的瘢痕組織，其皮膚結構增生模式、膠原沉積模式均趨于正常皮膚組織，更適合行毛發(fā)移植等進一步美容手術。

2 自體脂肪衍生物在瘢痕治療中的應用進展

2.1 納米脂肪（Nanofat，NF）

Tonnard 等[14]于2013 年提出了納米脂肪的概念并將之用于臨床治療，認為NF 在經過乳化及過濾等操作后，已不再含有存活的脂肪細胞，但卻依然保有大量的SVF，且其中的ADSC 的增殖及分化潛能并未受到明顯損傷。NF 易于制備，且無需細胞培養(yǎng)等較為復雜的且昂貴的操作，可在手術獲取脂肪組織后進行同期治療。將NF 用于眶周及口周等不需要額外容量填充的部位，取得了理想的面部年輕化療效。Sesé等[15]指出，相較于傳統(tǒng)酶解操作，經機械解離的NF 僅需1/10的脂肪組織便可制得同樣多的治療細胞量。同時，在NF 制備過程中所產生的剪切力可以上調SVF 內多能祖細胞的表達，進而改善其組織再生能力。

焦虎等[16]利用NF 治療了18 例患者的凹陷性瘢痕，其中6 例患者的瘢痕外觀在僅行一次注射后便獲得極大改善。他們發(fā)現(xiàn)，在瘢痕組織內填充NF 以增加瘢痕組織的厚度，可有效改善因瘢痕組織變薄所產生的凹陷性瘢痕。Huang 等[17]將NF 用于52 例患者的顏面部凹陷性瘢痕，91%的患者自覺瘢痕外觀較治療前有所改善，認為NF 內的ADSC 可通過旁分泌等途徑刺激成纖維細胞增殖及細胞外基質分泌以增加皮膚厚度，且ADSC 本身亦可以分化為脂肪細胞以補充容量上的缺損。然而，細針穿刺這一過程本身也可以刺激膠原及彈性蛋白的生成[18]，故仍需要進一步的研究評估機械創(chuàng)傷和NF在治療瘢痕時各自的作用大小。

Lo Furno 等[19]認為，在制備NF 時可省略最后的過濾步驟，以減少ADSC 在NF 制備過程中的損耗；這種NF 被稱為NF 2.0。相較于NF，NF 2.0 因含有更高含量的干細胞，可更快、更有效地發(fā)揮其再生能力。Xu 等[20]將NF 2.0 注射于80 例燒傷患者的增生性瘢痕內，其中67 例增生性瘢痕的質地及顏色在治療后獲得了明顯改善，8 例獲得了有效改善。此后，他們進一步在裸鼠增生性瘢痕模型上證明了NF 2.0 對增生性瘢痕的療效[21]。Jan 等[22]將NF 2.0 用于治療燒傷后的非增生性瘢痕，發(fā)現(xiàn)瘢痕的柔韌度及顏色在術后有顯著改善。鄒彥龍等[23]則將NF 2.0 與傳統(tǒng)顆粒脂肪結合進行混合移植以治療面部的凹陷性瘢痕，使NF 2.0 及顆粒脂肪各自的優(yōu)勢得以互補；相較于傳統(tǒng)單純自體顆粒脂肪移植組，混合移植組患者的外觀改善程度更高、效果維持時間更長、二次手術率明顯降低。

2.2 基質血管成分膠狀物（Stromal vascular fraction gel，SVFgel）

由于NF 中含有大量的脂肪油滴，Pallua 等[24]將NF 進行離心，獲得了ADSC 及血管內皮祖細胞含量更高的脂肪濃縮物，即SVF-gel。將其用于面部細紋去除及填充治療效果良好[25-27]。Pallua 等[8]嘗試將SVF-gel 應用于面部凹陷性瘢痕，瘢痕外觀及POSAS 評分均大幅改善。Gu 等[28]發(fā)現(xiàn)，相較于MF 移植，瘢痕內注射SVF-gel 能有效改善凹陷性瘢痕的凹陷程度；而對于不規(guī)則或片狀凹陷性瘢痕，MF 移植與瘢痕內注射SVF-gel相結合，能在提高瘢痕底面水平的同時改善瘢痕表面的凹陷。該研究還觀察到術后瘢痕組織內出現(xiàn)了皮脂腺及汗腺的再生，提示瘢痕內注射的SVF-gel 可積極參與瘢痕組織重塑并使之向正常皮膚轉化。

Wang[29]將SVF-gel 用于治療增生性瘢痕，發(fā)現(xiàn)SVF 不僅可以改善瘢痕外觀，還可修復瘢痕下的脂肪組織、減少巨噬細胞浸潤，并降低炎性因子白介素-6 的表達、減輕炎癥反應，進而減少膠原沉積、抑制瘢痕發(fā)展。Foubert 等[30]將SVF 用于豬增生性瘢痕模型，發(fā)現(xiàn)其可顯著增加真皮乳頭層網嵴的數(shù)量，使增生性瘢痕組織結構向正常皮膚結構轉變。研究顯示，經冷凍保存的SVF-gel 在復溫后依然能保持良好的細胞活性[31-32]，這將有利于在滿足患者多次注射治療需求的同時，降低重復采集患者脂肪組織所帶來的操作風險。

瘢痕是創(chuàng)傷愈合期的最終產物。SVF 除應用于瘢痕的治療外，其對于創(chuàng)傷愈合期瘢痕形成的早期干預作用同樣是當前的研究熱點[33]。在分子生物學方面，SVF 內的細胞成分具有較高的干細胞表面標記物表達水平，且細胞遷移率和COL1A的基因表達水平也較高，這意味著SVF 具有良好的創(chuàng)傷愈合特性[34]。在體外實驗方面，SVF 能夠促進高糖微環(huán)境下成纖維細胞的活性，顯著升高了24 h 內細胞平均閉合間隙百分比，理論上能夠加速創(chuàng)面的愈合[35]。體內研究方面，SVF 更顯露出了促進創(chuàng)面愈合的良好應用前景。Fran?ois 等[36]的研究顯示，SVF 可以通過促進小鼠皮膚創(chuàng)面的血管生成，從而加快創(chuàng)面的愈合。

3 自體脂肪移植治療瘢痕的可能作用機制

SVF 內的ADSC 具有很強的自我更新、多向分化和旁分泌功能，這些特性使ADSC 在再生醫(yī)學領域發(fā)揮著重要作用[37]。因此，大量研究將ADSC 單獨分離出來并加以應用，以探明其介導的諸多生物學效應。研究證實，ADSC 可以抑制瘢痕疙瘩成纖維細胞（Keloid fibroblasts，KFs）和增生性瘢痕成纖維細胞的增殖、遷移和侵襲，而這可能與其所分泌的眾多細胞因子有關[38-39]；目前的研究更傾向于關注這些細胞因子的協(xié)同作用，因此多數(shù)研究主要集中于ADSC 條件培養(yǎng)基（ADSCs-conditioned medium，ADSCs-CM）。

ADSCs-CM 是ADSC 分泌體的直接產物，其內的細胞因子在細胞外基質重塑、角質細胞遷移及血管生成等組織再生過程中發(fā)揮重要作用[40]。ADSCs-CM 可抑制KFs 內細胞外基質相關基因表達、抑制KFs 增殖及侵襲、減少異常膠原沉積并抑制瘢痕疙瘩內血管形成，從而抑制KFs 活性、減少瘢痕疙瘩增生[39]。Ma 等[41]發(fā)現(xiàn)，ADSCs-CM 可劑量依賴地降低Ⅰ/Ⅲ型膠原比值、降低金屬肽酶抑制劑-1 水平、上調基質金屬蛋白酶-1 的表達；并可通過抑制p38 MAPK 信號通路以減輕增生性瘢痕纖維化[42]。

Zhang 等[43]在兔耳增生性瘢痕模型上分別注射ADSC 及ADSCs-CM，觀察到ADSCs-CM 組可取得大致與ADSC 組相同的療效，提示ADSC 所分泌的細胞因子在治療瘢痕增生方面起到了大部分作用。將凍干濃縮的ADSCs-CM 與多糖水凝膠整合后應用于兔耳增生性瘢痕模型上，可觀察到瘢痕內膠原蛋白分布趨均勻、皮膚附屬器再生，提示增生性瘢痕的形成被顯著抑制[44]。

然而，亦有研究認為ADSCs-CM 預防瘢痕形成的作用關鍵在于其內含有的由ADSC 生成的外泌體；Zhu 等[45]在兔耳增生性瘢痕模型上分別用僅含外泌體的培養(yǎng)液及僅含游離細胞因子的培養(yǎng)液處理瘢痕組織，發(fā)現(xiàn)外泌體培養(yǎng)液組較無外泌體培養(yǎng)液組瘢痕形成顯著減少，認為外泌體在瘢痕治療中起主導作用。

外泌體可協(xié)助進行細胞間通訊，并能通過其內攜帶的物質調節(jié)細胞的生物學行為，如血管生成、免疫調節(jié)、細胞增殖及細胞遷移等[46-47]。雖然有實驗表明外泌體可以通過多個信號通路顯著促進傷口愈合、調節(jié)膠原重塑、減少炎癥因子生成、減輕傷口纖維化及抑制瘢痕增生[48]，但外泌體制備流程繁瑣、耗時，在體內半衰期短、清除速度快[49]，這些都暫時限制了外泌體在臨床的應用。雖然Liu 等[50]提出將外泌體固定于透明質酸上可提高治療的穩(wěn)定性，但其療效不如ADSCs 移植。Han 等[51]提出，低氧環(huán)境下處理過的外泌體可通過調節(jié)VEGF/VEGF-R 信號通路改善缺血脂肪組織的血管生成，這可能對于自體脂肪填充凹陷性瘢痕等有所裨益。Kwon 等[52]則認為，外泌體本身并無細胞成分，因此亦無干細胞療法的相關風險，可用于輔助其他瘢痕治療療法以加強療效。綜上所述，移植的脂肪組織及其分泌物可通過抑制炎癥反應，以達到抑制創(chuàng)面纖維化的發(fā)展，還可通過調節(jié)血管生成、抑制細胞外基質的異常沉積，使瘢痕組織向正常皮膚結構轉變。

4 展望

除了進一步研究脂肪組織的再生潛能，大量研究亦在探討增強自體脂肪移植療效的一些輔助手段。研究顯示，交聯(lián)的透明質酸在體外可促進細胞附著，并在長時間的細胞培養(yǎng)下保留前脂肪細胞的成脂能力，降低脂肪分解、促進脂聯(lián)素分泌，這可能與透明質酸能通過減輕細胞應激、減少炎癥因子分泌來改善脂肪細胞所在微環(huán)境有關[53]。在小鼠燒傷模型中，透明質酸支架亦能有效地承載ADSC，并改善ADSC 的再生潛能，促進新生血管生成、加速傷口愈合并減輕瘢痕形成[54]。Capella-Monsonís 等[55]指出，基于細胞外基質制成的生物材料支架能有效地提高ADSC 移植后的存活率；即使在治療開始時這些支架上固定的ADSC 數(shù)量只有對照組的一半，實驗組的ADSC 卻有著更高的定植率，提示生物支架可用于輔助ADSC 移植治療，但這仍有待進一步臨床實驗證實。

利用自體脂肪移植對瘢痕生成進行干預的最佳時機目前仍無定論。Piccolo 等[56]發(fā)現(xiàn)，如果在創(chuàng)傷的急性期進行脂肪移植，可明顯抑制增生性瘢痕的形成；即使在傷口愈合期才進行脂肪移植，亦能抑制增生性瘢痕的進展。Zahorec 等[57]在磨削或手術切除增生性瘢痕或瘢痕疙瘩后，即刻或于術后1 周內開展治療，術后6 個月隨訪時均無明顯的瘢痕增生，VSS 評分較術前顯著改善。lu 等[58]在為患者施行乳房縮小術后即刻行脂肪移植，術后6 個月隨訪時手術瘢痕較對照組明顯減輕，且無明顯并發(fā)癥。上述研究表明，在術中對手術瘢痕進行一期干預是安全可行的。研究顯示，在皮膚局部應用微針行NF 注射可達到面部年輕化的效果[59]。而在創(chuàng)傷或手術切口部位給予微針注射或單純敷涂脂肪及其衍生物是否可預防瘢痕形成，還有待于進一步研究。

此外，亦有研究嘗試將自體脂肪用于相關瘢痕性疾病的治療。Cantarella 等[60]在聲帶瘢痕內同期行MF 及NF 移植治療以填充聲帶、恢復聲帶彈性。術后患者聲門關閉度改善，發(fā)聲功能及吞咽障礙較術前明顯好轉。他們還將MF 移植用以治療腭咽閉合不全的患者，發(fā)現(xiàn)NF 能協(xié)助軟化軟腭中線處的瘢痕，并松解粘連，可作為強化療效的輔助手段[61]。這些嘗試在臨床實踐中檢驗了脂肪組織的再生特性，為眾多瘢痕相關疾病的治療帶來了新的曙光。

5 結語

脂肪組織所含有的多種組分可通過多種途徑干預瘢痕增生的過程，眾多研究也證實了自體脂肪及其衍生物對改善瘢痕外觀及局部癥狀具有顯著的效果。但是，其發(fā)揮作用的有效成分及具體機制仍未完全明晰，且目前在不同類型脂肪移植物的療效、組織處理方式、移植時機及術后效果評估標準等方面亦缺乏共識，有待大量的基礎研究及進一步的臨床實踐。此外，自體脂肪移植對瘢痕外觀、癥狀及功能的改善是否能在治療后長期維持，仍有待于進一步的觀察。