自體脂肪基質(zhì)血管成分的臨床研究進(jìn)展

溫立霞，吳為民

(三峽大學(xué)人民醫(yī)院 宜昌市第一人民醫(yī)院燒傷整形外科，湖北 宜昌 443000)

脂肪來源自體脂肪基質(zhì)血管成分(stromal vascular fraction，SVF)由Rodbell和Jones[1]于1996年首次報(bào)道，SVF是脂肪組織經(jīng)過酶原消化、離心等得到的具有祖細(xì)胞活性的細(xì)胞群，包括脂肪來源干細(xì)胞(adipose-derived stem cells，ASCs)、內(nèi)皮祖細(xì)胞、T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞以及血管周皮細(xì)胞等。各個(gè)細(xì)胞亞群在再生醫(yī)學(xué)中通過多種不同的機(jī)制發(fā)揮不同的作用。自2001年Zuk等[2]首次對(duì)ASCs進(jìn)行鑒定以來，ASCs的多能性、旁分泌效應(yīng)以及對(duì)再生醫(yī)學(xué)的意義得到了廣泛研究。ASCs可分泌多種可溶性因子，具有抗炎、免疫調(diào)節(jié)和鎮(zhèn)痛作用。SVF中的內(nèi)皮祖細(xì)胞具有通過釋放血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1等誘導(dǎo)血管生成的能力[3]。SVF中的巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞通過多種細(xì)胞因子的表達(dá)介導(dǎo)免疫應(yīng)答，這些巨噬細(xì)胞受T細(xì)胞調(diào)控，具有免疫抑制特性，且可以分化為成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及軟骨細(xì)胞[2,4-5]。而血管生成、免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞分化和細(xì)胞外基質(zhì)分泌是SVF促進(jìn)再生和愈合的主要途徑。目前正在研究SVF的多種臨床適應(yīng)證，包括在脂肪移植、骨與軟骨再生、糖尿病相關(guān)并發(fā)癥、神經(jīng)再生以及燒傷創(chuàng)面等方面的應(yīng)用。許多相關(guān)研究尚處于臨床前階段或正在轉(zhuǎn)向人體試驗(yàn)中?，F(xiàn)就SVF的臨床研究進(jìn)展予以綜述。

1 SVF在軟骨再生中的臨床研究

骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)是肥胖、勞損、創(chuàng)傷等多種病因引起的關(guān)節(jié)軟骨退化損傷。目前治療肌肉骨骼疾病的研究多集中于再生細(xì)胞療法。SVF應(yīng)用于軟骨修復(fù)有兩種方法，即懸浮在富含血小板血漿(platelet-rich plasma，PRP)中注射于關(guān)節(jié)腔內(nèi)和手術(shù)移植。PRP既可提供生長(zhǎng)因子幫助干細(xì)胞更好地增殖，又能作為支架將細(xì)胞附著到軟骨損傷部位。據(jù)報(bào)道，與移植相比，注射具有侵襲性小、患者依從性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)[6]。目前，僅有一項(xiàng)SVF在骨科應(yīng)用的隨機(jī)臨床試驗(yàn)是可行的[7]。因此，SVF尚不能作為一種常規(guī)治療方法。Pak[8]開展了第一個(gè)自體SVF治療OA患者的研究，術(shù)后3個(gè)月患者的視覺模擬評(píng)分、功能評(píng)分指數(shù)及活動(dòng)度均有改善，符合軟骨再生。在一項(xiàng)回顧性隊(duì)列研究中，Pak等[9]將PRP、透明質(zhì)酸和SVF一起注射到OA患者的膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)和股骨關(guān)節(jié)中，觀察到活動(dòng)度和視覺模擬評(píng)分有明顯改善，磁共振成像證實(shí)了軟骨缺損的顯著再生，且在3個(gè)月的隨訪中也有類似的療效，但一些不良反應(yīng)(如腫脹和肌腱炎)可能在某種程度上限制了SVF在患者中的使用。有研究證實(shí)，SVF治療后，磁共振成像顯示軟骨厚度增加[8,10-11]。在不同的研究中，SVF移植術(shù)還可通過關(guān)節(jié)鏡檢查進(jìn)行評(píng)估[12]。僅一項(xiàng)研究在關(guān)節(jié)的組織學(xué)分析中顯示出玻璃樣再生，且這一結(jié)果只在高劑量SVF治療中出現(xiàn)[10]，其他的研究均顯示軟骨厚度有所改善。Koh等[11]對(duì)18例膝關(guān)節(jié)OA患者在關(guān)節(jié)鏡下清創(chuàng)后采用自體SVF和PRP治療，無嚴(yán)重并發(fā)癥報(bào)告，與單獨(dú)接受PRP治療的患者相比，接受SVF+PRP治療的患者疼痛和癥狀指數(shù)輕度改善。此外，關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果顯示，接受SVF和PRP治療的患者纖維軟骨再生較單純接受PRP治療的患者更多[12]。Pak等[13]發(fā)現(xiàn)，自體脂肪細(xì)胞外基質(zhì)與SVF、PRP聯(lián)合使用，可以提高治療效果，經(jīng)過3個(gè)月的治療，所有患者的功能評(píng)分指數(shù)、活動(dòng)度和視覺模擬評(píng)分均有改善。Fodor和Paulseth[14]報(bào)道，8例OA患者在接受自體SVF治療后，活動(dòng)完全改善，疼痛減輕，評(píng)分改善維持了1年，且磁共振成像未發(fā)現(xiàn)顯著的結(jié)構(gòu)差異。但SVF促進(jìn)軟骨再生修復(fù)的機(jī)制、不良反應(yīng)及遠(yuǎn)期臨床療效仍需進(jìn)一步研究。

2 SVF在骨再生中的臨床研究

近年來，有學(xué)者已在努力進(jìn)行SVF或ASCs促進(jìn)骨再生的臨床試驗(yàn)[15]，干細(xì)胞介導(dǎo)的骨修復(fù)技術(shù)已應(yīng)用于促進(jìn)顱頜面缺損的再生、減緩股骨頭壞死患者的骨退變過程以及預(yù)防脛骨遠(yuǎn)端骨折的臨床試驗(yàn)研究，這些研究的成功為SVF在骨骼修復(fù)治療中的廣泛應(yīng)用提供了依據(jù)。有研究表明，雖然ASCs能在體外沉積為礦物質(zhì)并激活成骨基因，促進(jìn)血管生成反應(yīng)且具有營(yíng)養(yǎng)功能[16]，但不能自發(fā)形成異位骨[17]。Prins等[18]證實(shí)，SVF可安全、有效地促進(jìn)人類骨再生。SVF不依賴于體外培養(yǎng)或植入前細(xì)胞的“啟動(dòng)”，因此有學(xué)者支持SVF聯(lián)合骨支架用于治療骨缺損[19]。Mehrkens等[20]利用重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2誘導(dǎo)SVF細(xì)胞向成骨細(xì)胞譜系分化，生成新的骨組織，證明了SVF的成骨潛能。在一項(xiàng)研究中，4例顱骨成形術(shù)患者用植入ASCs的磷酸三鈣顆粒作為支架，結(jié)果顯示骨化效果滿意，無臨床相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生[21]。另一項(xiàng)研究則用磷酸三鈣、重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2以及ASCs形成的支架替換了一個(gè)10 cm的下頜前缺損，移植體在10個(gè)月的時(shí)間內(nèi)成熟，此時(shí)移植物已充分骨化，可以成功地移植到供區(qū)[22]。但SVF要廣泛應(yīng)用于修復(fù)骨再生，還有許多基礎(chǔ)和臨床研究需要探索。

3 SVF在跟腱病中的臨床研究

跟腱是人體最脆弱的肌腱之一[23-24]，常受肌腱病變影響。肌腱病是一種多因素疾病，主要與過度使用、退化以及血管生成不良有關(guān)，占所有運(yùn)動(dòng)相關(guān)損傷的30%～50%[25]。臨床前研究表明，ASCs在治療肌腱病變方面效果顯著，這意味著SVF在肌腱病中應(yīng)用于臨床的可能性[26-27]。Usuelli等[28]研究證實(shí)，PRP和SVF治療頑固性跟腱病變均安全有效，且SVF治療的患者恢復(fù)得更快。因此，對(duì)于那些需要盡早恢復(fù)日常活動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的患者，可考慮SVF治療，SVF能夠顯著緩解疼痛和促進(jìn)功能恢復(fù)，治療后可以維持至少6個(gè)月的效果。這是第一個(gè)評(píng)估SVF治療跟腱病變有效性的隨機(jī)臨床試驗(yàn)，如何更好地誘導(dǎo)SVF的成肌腱能力，將其成功應(yīng)用于肌腱修復(fù)，未來需進(jìn)一步研究。

4 SVF在脂肪移植中的臨床研究

早期血管化對(duì)自體脂肪移植的存活很重要。SVF細(xì)胞是理想的種子細(xì)胞，VEGF和SVF細(xì)胞均可促進(jìn)新生血管的形成。然而，VEGF的半衰期(約50 min)太短，不足以維持足夠的局部濃度。有學(xué)者研究了VEGF-聚乳酸(poly lactic acid，PLA)納米緩釋微球結(jié)合SVF細(xì)胞是否能改善移植脂肪組織的新生血管形成和存活，結(jié)果顯示，SVF+VEGF-PLA移植組毛細(xì)血管密度和VEGF表達(dá)水平均顯著高于對(duì)照組，提示加入VEGF-PLA納米緩釋微球和SVF細(xì)胞可提高移植脂肪組織的存活率和質(zhì)量[29]。脂肪移植后脂肪組織的存活可能與SVF細(xì)胞中的ASCs有關(guān)。此外，SVF細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)功能可能間接參與脂肪移植的重塑，導(dǎo)致SVF富集的脂肪移植[30]。

Matsumoto等[31]在實(shí)驗(yàn)中提出了細(xì)胞輔助脂肪移植(cell assisted lipotransfer，CAL)的概念，從一半抽脂液中分離出的新鮮SVF與另一半抽脂液中制備的脂肪移植物結(jié)合，作為嵌入SVF的支架；與無SVF脂肪相比，添加SVF的脂肪移植物具有35%以上的移植物保留率，并表現(xiàn)出更顯著的微血管結(jié)構(gòu)，提示了CAL的臨床應(yīng)用潛力。隨后，Yoshimura等[32]將CAL應(yīng)用于隆胸美容，平均注射270 mL，結(jié)果顯示乳房體積增加100～200 mL，且CAL使乳房紋理和輪廓自然，大多數(shù)患者對(duì)結(jié)果滿意，表明與傳統(tǒng)的脂肪轉(zhuǎn)移相比，CAL安全有效。Li等[33]揭示了SVF細(xì)胞群CAL在面部整形手術(shù)中的臨床療效，CAL顯著提高了脂肪存活率。Tanikawa等[34]使用SVF細(xì)胞群CAL，成功增加了小顱畸形患者的軟組織。雖然早期關(guān)于SVF細(xì)胞群CAL在促進(jìn)脂肪移植物保留方面的安全性和有效性的發(fā)現(xiàn)是積極的，但尚需進(jìn)一步研究。Peltoniemi等[35]對(duì)18例接受隆胸手術(shù)的女性進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)CAL在水動(dòng)力抽脂后未顯示出對(duì)脂肪的改善。

目前，在乳腺癌切除后乳房重建中使用CAL存在爭(zhēng)議。Chatterjee等[36]在體外證明，SVF是乳腺組織中上皮祖細(xì)胞擴(kuò)張的一個(gè)強(qiáng)有力的輔助物，與來自同一研究對(duì)象的對(duì)側(cè)乳腺組織或來自健康供體的脂肪組織相比，這種影響在乳腺腫瘤附近的脂肪組織中要大得多。雖然有研究支持在乳腺癌切除后的重建中使用SVF作為一種替代或輔助手段，以達(dá)到預(yù)期的美觀效果，但必須注意的是，SVF中發(fā)現(xiàn)的ASCs可能是乳腺癌細(xì)胞增殖、遷移和轉(zhuǎn)移的來源[37-39]。然而，在沒有癌癥的情況下，有臨床研究顯示了CAL用于人類的治療潛力，如Charles-de-Sá等[40]對(duì)6例患者進(jìn)行了小型臨床試驗(yàn)，比較了SVF和ASCs在面部皮膚抗衰老治療中的作用，研究人員通過兩種不同的方法對(duì)每位患者的腹部脂肪進(jìn)行處理，以獲得SVF和擴(kuò)增的ASCs，并分別連同脂肪移植物注射于同一患者的左右耳周皮下；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SVF和ASCs顯示出相似的臨床治療效果，且SVF組和ASCs組的組織學(xué)表現(xiàn)(包括減少?gòu)椥越M織變性、新的彈性纖維形成、血管增生以及膠原重塑等)均與衰老相反，而在臨床中兩種治療方法均能使面部皮膚更加水化，恢復(fù)活力。SVF細(xì)胞群CAL在臨床研究中已取得了部分成果，但其安全性和有效性仍是研究者面臨的巨大挑戰(zhàn)。

5 SVF在放射性損傷中的臨床研究

放療通常引起血液流動(dòng)的改變，從而導(dǎo)致治療組織缺血。Rigotti等[41]研究了異種抽脂注射液用于放療患者嚴(yán)重或不可逆功能損傷的治療，將抽脂液注射到放射性損傷組織中，可增加組織的水化、灌注和氧合，從而增強(qiáng)新生血管的形成；SVF誘導(dǎo)的新生血管替代了放療引起的較差的血管形成和纖維化，放射性損傷和纖維化組織在SVF注射后發(fā)生了變異性變化，臨床上，患者在平均隨訪30個(gè)月后均出現(xiàn)顯著的全身改善，且疾病評(píng)分降低。電離輻射引起的局部皮膚損傷治療難度較大。一名技術(shù)人員將130 kVp X射線暴露于他的非慣用右手大拇指上造成電離輻射誘導(dǎo)的傷口，患者首先接受直徑0.5 cm創(chuàng)面的清創(chuàng)術(shù)，然后將SVF注入創(chuàng)面床內(nèi)及周圍，并在整個(gè)拇指內(nèi)注射，SVF注射11個(gè)月后，患者基本無癥狀，皮膚完整[42]。然而，目前單獨(dú)使用SVF治療放射性損傷尚未達(dá)成共識(shí)，還需設(shè)計(jì)適當(dāng)能量、控制良好的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用于評(píng)估。

6 SVF在雄激素性脫發(fā)、植皮、糖尿病創(chuàng)面、心臟病等疾病中的臨床研究

雄激素性脫發(fā)的特征是毛囊逐漸縮小，導(dǎo)致頭皮毛發(fā)密度逐漸降低，經(jīng)批準(zhǔn)的治療方案有限，且有不良反應(yīng)。Stevens等[43]將富含ASCs的SVF與PRP聯(lián)合注射于頭皮作為雄激素性脫發(fā)的一種新的自體治療方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，僅單次在雄激素性脫發(fā)患者頭皮聯(lián)合注射富含ASCs的SVF與PRP，即可在6～12周內(nèi)顯著增加頭發(fā)密度。但此研究缺乏對(duì)照，還需進(jìn)一步的研究來確定最佳治療方案。毛曦媛等[44]在臨床試驗(yàn)的植皮區(qū)域注射自體SVF，細(xì)胞數(shù)量約為1×105cells/cm2，并于術(shù)后按時(shí)隨訪，觀察皮片的彈性、色澤、質(zhì)地和回縮率，結(jié)果證實(shí)，SVF輔助皮片移植可有效改善皮片的色澤和質(zhì)地，顯著減少皮片回縮。另外，SVF的再生能力可擴(kuò)展到糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥，即糖尿病足潰瘍、糖尿病腎病和糖尿病視網(wǎng)膜病變。You和Han[45]通過臨床研究證實(shí)，SVF細(xì)胞分散到去骨創(chuàng)面(自體移植)時(shí)能加速創(chuàng)面愈合，在接受SVF治療的患者中，患者傷口完全愈合率為100%，而對(duì)照者的完全愈合率只有62%，因此認(rèn)為SVF可通過分泌生長(zhǎng)因子和細(xì)胞外基質(zhì)來增強(qiáng)再生微環(huán)境。Eto等[5]對(duì)SVF中各種巨噬細(xì)胞種群進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)SVF中90%以上的巨噬細(xì)胞以M2型存在。而M2型巨噬細(xì)胞的抗炎特性可能有助于增強(qiáng)SVF治療糖尿病足潰瘍的療效。另外，鑒于SVF移植具有多種祖細(xì)胞類型的異質(zhì)性，因此SVF移植可能較單獨(dú)應(yīng)用ASCs治療更有效。有研究給1例73歲難治性心絞痛男性患者在左心尖心內(nèi)和靜脈注射SVF細(xì)胞，結(jié)果表明SVF細(xì)胞在修復(fù)受損心肌方面有效，患者心功能部分恢復(fù)，僅7 d后射血分?jǐn)?shù)就從20%升高至35%，SVF修復(fù)受損心臟組織的能力表明了其心臟生成潛能[46]。目前，有關(guān)SVF在脫發(fā)、植皮、糖尿病創(chuàng)面、心臟等其他疾病中的臨床研究較少，個(gè)別或者少量的病例報(bào)道不能形成臨床評(píng)價(jià)的依據(jù)，因此還需要深入的臨床分期試驗(yàn)。

7 小 結(jié)

自SVF首次被描述以來，研究人員就開發(fā)了不同的方案來分離和表征細(xì)胞異質(zhì)混合物，這導(dǎo)致了不同研究中SVF確切成分和細(xì)胞表面標(biāo)志物表達(dá)的適度變化。SVF可通過膠原酶化學(xué)消化和高速離心從脂肪中分離出來。有研究利用純物理方法從脂肪組織中獲得了富含SVF和細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)物，并將其命名為脂肪來源干細(xì)胞基質(zhì)膠(adipose extracellular matrix/stromal vascular fraction gel，ECM/SVF-gel)，自此在國(guó)內(nèi)開啟了關(guān)于ECM/SVF-gel的研究，并將其成功應(yīng)用于脂肪移植、生殖器整形等臨床試驗(yàn)中[47-50]。但關(guān)于ECM/SVF-gel的研究目前尚缺乏長(zhǎng)期的隨訪和深入的探索。