脂肪來源干細胞在勃起功能障礙治療中的研究進展

周哲 綜述 盧慕峻 審校

上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院泌尿外科（上海 200001）

脂肪來源干細胞在勃起功能障礙治療中的研究進展

周哲 綜述 盧慕峻 審校

上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院泌尿外科（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，世界范圍內的發病率約為10%～20%，其對病人及其伴侶的生活質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不到預期效果等原因中斷服藥。由于PDE5-i的治療效應依賴于NO信號通路的完整性，某些ED（如嚴重糖尿病ED、前列腺癌根治術后ED、動脈粥樣硬化ED、高齡性ED、性腺功能低下ED）患者體內可用性NO明顯減少，因此PDE5-i治療上述ED患者收效甚微。其他的傳統替代治療ED方法，如：海綿體內藥物注射、真空負壓吸引裝置、陰莖假體植入等因其耐受性等問題不能廣泛應用，而且這些治療旨在緩解ED癥狀，并不是病因學治療。

近年來，基于干細胞的治療逐漸成為研究熱點。脂肪來源干細胞（adipose-derived stem cells, ADSCs）是從脂肪組織的基質血管成分中分離的多能祖細胞，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易于培養和擴增，具有表面抗原和相關標志物，逐漸成為治療ED的理想干細胞來源。

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。為結合臨床應用，最常用的ED模型為海綿體神經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]，另外高脂相關性ED模型[7]、煙草相關性ED模型[8]也被用于研究。干細胞移植的方式主要為海綿體內注射（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，然后記錄海綿體內壓（intracavernous pressure，ICP） 變化或者海綿體內壓/平均動脈壓（intracavernosal pressure/mean arterial pressure，ICP/ MAP）的變化。此外，內皮細胞、平滑肌細胞、神經性一氧化氮合酶（neuronal nitric oxide synthase，nNOS）、內皮性一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase， eNOS）、平滑肌膠原比率及凋亡相關指標的組織學和分子水平的變化，也被用來作為治療有效性的評價標準[5,6]。

二、ADSCss在ED治療中的應用

2010年，Garcia首次將自體ADSCs進行ICI治療糖尿病性ED，3周后實驗組陰莖背神經中nNOS的含量明顯多于對照組，且實驗組具有更高的ICP/ MAP，上述結果表明，ADSCs海綿體內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微結構的改變[10]。隨后，Albersen等用同樣的方法檢測了ADSCs及ADSCs裂解產物對CNI-ED的治療效應，他們發現ADSCs及ADSCs裂解產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發生，進一步拓寬了治療ED的ADSCs的來源。研究表明ADSCs還能促進高脂相關性ED[7]及煙草相關性ED[8]的勃起功能恢復。另外，接種自體靜脈支架[13]、偶聯生長因子[2,4]、低氧預處理[5]和磁化處理[14]后的ADSCs均較單純ADSCs更好地促進了勃起功能的恢復。

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]首次進行了自體原代ADSCs 治療前列腺癌根治術后ED的一期臨床實驗，邁出了ADSCs治療ED從基礎研究到臨床轉化的第一步。共有17例藥物治療無效的前列腺癌根治術后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，術后5～18個月開始應用ADSCs海綿體內注射進行治療，治療后6個月，8例患者恢復了勃起功能并可以完成性交，且該8例患者從術后3個月開始國際勃起功能指數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）的明顯提高出現在術后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，只有5例患者出現與抽脂和細胞注射部位相關的輕度并發癥，如局部紅腫、腹痛，經簡單對癥處理后好轉。該研究表明自體原代ADSCs 對治療前列腺癌根治術后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注射的數量從840萬到3720萬不等，差異較大，會對結果造成直接影響，且在安全性評估中，未對全身進行系統性的評估，僅僅評估了抽脂和細胞注射部位，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手術的信息，所以不能判定勃起功能的恢復是ADSCs治療的效果還是保留性神經的手術后的自行恢復，因為保留性神經的手術術后24個月仍然存在勃起功能的自行恢復，而該研究中ADSCs的平均治療時間點為術后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同其他干細胞一樣，具有多項分化功能，且在體外可以分化成神經樣細胞、內皮細胞、平滑肌細胞，而上述3種細胞是陰莖勃起的結構基礎，這是研究者認為ADSCs通過分化作用治療ED的基礎。Bella等報道ADSCs可以改善CNI大鼠的勃起功能，部分BrdU標記的ADSCs在勃起組織內轉化成了內皮細胞和平滑肌細胞[17]。Kim等在CNI大鼠的CN內檢測到了ADSCs向神經細胞轉化，同時發現NGF-水凝膠的聯合應用可以極大的促進這種轉化作用[18]。

然而，很多研究表明ICI的ADSCs經過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和平滑肌的含量均高于對照組，而發生凋亡的平滑肌和內皮細胞少于對照組，說明ADSCs對ED的治療可能是通過其細胞內釋放的物質對神經的保護及細胞凋亡的抑制實現的[11]。

Yang等[19]報道，ADSCs通過促進NGF、VEGF及神經生長因子抗體3種營養因子的含量恢復，促進了神經再生，抑制了細胞凋亡，最終實現了勃起功能的恢復。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的表達均明顯增加，表明ADSCs分泌PEDF的神經營養作用及其下游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受損上調了盆腔主要神經節（major pelvic ganglia，MPG）中基質細胞衍生因子-1（stromal cell-derived factor-1，SDF-1）的表達，從而吸引海綿竇內注射的ADSCs向MPG歸巢，在MPG中ADSCs產生了修復CN的作用，進而改善勃起功能。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進行了不可逆損傷，隨后將人ADSCs注射到大鼠的陰莖海綿體，術后3個月大鼠的排尿功能和勃起功能均明顯改善，他們發現這種改善極少通過ADSCs的轉化作用實現，但是在大鼠陰莖內人來源的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揮作用，還激活了大鼠自身組織的分泌作用，兩者聯合促進了勃起功能的改善。

綜上所述，大量臨床前研究表明ADSCs在治療ED方面呈現出明顯的有效性和獨特的優勢，部分研究已進入臨床實驗階段，其治療效應主要是通過旁分泌作用實現的。ADSCs有望進一步用于臨床ED的治療，實施更多的隨機安慰劑對照臨床實驗及進一步明確其中的相關修復機制，可能是今后研究者們進一步深入探索的方向。

干細胞; 勃起功能障礙

1朱朝輝, 許文平. 中國男科學雜志 2016; 30(3): 70-72

2Lee SH, Kim IG, Jung AR, et al. Tissue Eng Part A 2014; 20(17-18): 2446-2454

3Shan H, Chen F, Zhang T, et al. PLoS ONE 2015; 10(4): e0121428

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

5Wang X, Liu C, Li S, et al. PLoS ONE 2015; 10(3): e0118951

6Li M, Li H, Ruan Y, et al. PLoS ONE 2016; 11(4): e0154341

7Huang YC, Ning H, Shindel AW, et al. J Sex Med 2010; 7(4 Pt 1): 1391-1400

8Huang YC, Kuo YH, Huang YH, et al. PLoS ONE 2016; 11(6): e0156725

9You D, Jang MJ, Lee J, et al. Prostate 2013; 73(3): 278-286

10Garcia MM, Fandel TM, Lin G, et al. J Sex Med 2010; 7(1 Pt 1): 89-98

11Albersen M, Fandel TM, Lin G, et al. J Sex Med 2010; 7(10): 3331-3340

12Fandel TM, Albersen M, Lin G, et al. Eur Urol 2012; 61(1): 201-210

13Ying C, Hu W, Cheng B, et al. Cell Mol Neurobiol 2014; 34(3): 393-402

14Lin H, Dhanani N, Tseng H, et al. J Urol 2016; 195(3): 788-795

15Haahr MK, Jensen CH, Toyserkani NM, et al. EbioMedicine 2016; 5: 204-210

16Albersen M, Bivalacqua TJ. EBioMedicine 2016; 5: 28-29

17Bella AJ, Lin G, Phonsombat S, et al. Sexual Medicine Society of North America Meeting 2008: 68

18Kim IG, Piao S, Lee JY, et al. Tissue Eng Part A 2013; 19:14-23

19Yang R, Fang F, Wang J, et al. Andrology 2015; 3(4): 694-701

20Chen X, Yang Q, Zheng T, et al. Stem Cells Int 2016; 2016: 5161248

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