自體脂肪基質血管成分的臨床研究進展

溫立霞，吳為民

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

脂肪來源自體脂肪基質血管成分(stromal vascular fraction，SVF)由Rodbell和Jones[1]于1996年首次報道，SVF是脂肪組織經過酶原消化、離心等得到的具有祖細胞活性的細胞群，包括脂肪來源干細胞(adipose-derived stem cells，ASCs)、內皮祖細胞、T細胞、巨噬細胞、平滑肌細胞以及血管周皮細胞等。各個細胞亞群在再生醫學中通過多種不同的機制發揮不同的作用。自2001年Zuk等[2]首次對ASCs進行鑒定以來，ASCs的多能性、旁分泌效應以及對再生醫學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、免疫調節和鎮痛作用。SVF中的內皮祖細胞具有通過釋放血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和胰島素樣生長因子-1等誘導血管生成的能力[3]。SVF中的巨噬細胞和單核細胞通過多種細胞因子的表達介導免疫應答，這些巨噬細胞受T細胞調控，具有免疫抑制特性，且可以分化為成骨細胞、脂肪細胞及軟骨細胞[2,4-5]。而血管生成、免疫調節、細胞分化和細胞外基質分泌是SVF促進再生和愈合的主要途徑。目前正在研究SVF的多種臨床適應證，包括在脂肪移植、骨與軟骨再生、糖尿病相關并發癥、神經再生以及燒傷創面等方面的應用。許多相關研究尚處于臨床前階段或正在轉向人體試驗中。現就SVF的臨床研究進展予以綜述。

1 SVF在軟骨再生中的臨床研究

骨關節炎(osteoarthritis，OA)是肥胖、勞損、創傷等多種病因引起的關節軟骨退化損傷。目前治療肌肉骨骼疾病的研究多集中于再生細胞療法。SVF應用于軟骨修復有兩種方法，即懸浮在富含血小板血漿(platelet-rich plasma，PRP)中注射于關節腔內和手術移植。PRP既可提供生長因子幫助干細胞更好地增殖，又能作為支架將細胞附著到軟骨損傷部位。據報道，與移植相比，注射具有侵襲性小、患者依從性好、成本低等優點[6]。目前，僅有一項SVF在骨科應用的隨機臨床試驗是可行的[7]。因此，SVF尚不能作為一種常規治療方法。Pak[8]開展了第一個自體SVF治療OA患者的研究，術后3個月患者的視覺模擬評分、功能評分指數及活動度均有改善，符合軟骨再生。在一項回顧性隊列研究中，Pak等[9]將PRP、透明質酸和SVF一起注射到OA患者的膝關節、髖關節和股骨關節中，觀察到活動度和視覺模擬評分有明顯改善，磁共振成像證實了軟骨缺損的顯著再生，且在3個月的隨訪中也有類似的療效，但一些不良反應(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，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移植術還可通過關節鏡檢查進行評估[12]。僅一項研究在關節的組織學分析中顯示出玻璃樣再生，且這一結果只在高劑量SVF治療中出現[10]，其他的研究均顯示軟骨厚度有所改善。Koh等[11]對18例膝關節OA患者在關節鏡下清創后采用自體SVF和PRP治療，無嚴重并發癥報告，與單獨接受PRP治療的患者相比，接受SVF+PRP治療的患者疼痛和癥狀指數輕度改善。此外，關節鏡檢查結果顯示，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]發現，自體脂肪細胞外基質與SVF、PRP聯合使用，可以提高治療效果，經過3個月的治療，所有患者的功能評分指數、活動度和視覺模擬評分均有改善。Fodor和Paulseth[14]報道，8例OA患者在接受自體SVF治療后，活動完全改善，疼痛減輕，評分改善維持了1年，且磁共振成像未發現顯著的結構差異。但SVF促進軟骨再生修復的機制、不良反應及遠期臨床療效仍需進一步研究。

2 SVF在骨再生中的臨床研究

近年來，有學者已在努力進行SVF或ASCs促進骨再生的臨床試驗[15]，干細胞介導的骨修復技術已應用于促進顱頜面缺損的再生、減緩股骨頭壞死患者的骨退變過程以及預防脛骨遠端骨折的臨床試驗研究，這些研究的成功為SVF在骨骼修復治療中的廣泛應用提供了依據。有研究表明，雖然ASCs能在體外沉積為礦物質并激活成骨基因，促進血管生成反應且具有營養功能[16]，但不能自發形成異位骨[17]。Prins等[18]證實，SVF可安全、有效地促進人類骨再生。SVF不依賴于體外培養或植入前細胞的“啟動”，因此有學者支持SVF聯合骨支架用于治療骨缺損[19]。Mehrkens等[20]利用重組人骨形態發生蛋白-2誘導SVF細胞向成骨細胞譜系分化，生成新的骨組織，證明了SVF的成骨潛能。在一項研究中，4例顱骨成形術患者用植入ASCs的磷酸三鈣顆粒作為支架，結果顯示骨化效果滿意，無臨床相關并發癥發生[21]。另一項研究則用磷酸三鈣、重組人骨形態發生蛋白-2以及ASCs形成的支架替換了一個10 cm的下頜前缺損，移植體在10個月的時間內成熟，此時移植物已充分骨化，可以成功地移植到供區[22]。但SVF要廣泛應用于修復骨再生，還有許多基礎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，占所有運動相關損傷的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在肌腱病中應用于臨床的可能性[26-27]。Usuelli等[28]研究證實，PRP和SVF治療頑固性跟腱病變均安全有效，且SVF治療的患者恢復得更快。因此，對于那些需要盡早恢復日常活動或運動的患者，可考慮SVF治療，SVF能夠顯著緩解疼痛和促進功能恢復，治療后可以維持至少6個月的效果。這是第一個評估SVF治療跟腱病變有效性的隨機臨床試驗，如何更好地誘導SVF的成肌腱能力，將其成功應用于肌腱修復，未來需進一步研究。

4 SVF在脂肪移植中的臨床研究

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

Matsumoto等[31]在實驗中提出了細胞輔助脂肪移植(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，并表現出更顯著的微血管結構，提示了CAL的臨床應用潛力。隨后，Yoshimura等[32]將CAL應用于隆胸美容，平均注射270 mL，結果顯示乳房體積增加100～200 mL，且CAL使乳房紋理和輪廓自然，大多數患者對結果滿意，表明與傳統的脂肪轉移相比，CAL安全有效。Li等[33]揭示了SVF細胞群CAL在面部整形手術中的臨床療效，CAL顯著提高了脂肪存活率。Tanikawa等[34]使用SVF細胞群CAL，成功增加了小顱畸形患者的軟組織。雖然早期關于SVF細胞群CAL在促進脂肪移植物保留方面的安全性和有效性的發現是積極的，但尚需進一步研究。Peltoniemi等[35]對18例接受隆胸手術的女性進行了調查，發現CAL在水動力抽脂后未顯示出對脂肪的改善。

目前，在乳腺癌切除后乳房重建中使用CAL存在爭議。Chatterjee等[36]在體外證明，SVF是乳腺組織中上皮祖細胞擴張的一個強有力的輔助物，與來自同一研究對象的對側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，以達到預期的美觀效果，但必須注意的是，SVF中發現的ASCs可能是乳腺癌細胞增殖、遷移和轉移的來源[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6例患者進行了小型臨床試驗，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每位患者的腹部脂肪進行處理，以獲得SVF和擴增的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；結果發現，SVF和ASCs顯示出相似的臨床治療效果，且SVF組和ASCs組的組織學表現(包括減少彈性組織變性、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，恢復活力。SVF細胞群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。

5 SVF在放射性損傷中的臨床研究

放療通常引起血液流動的改變，從而導致治療組織缺血。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，從而增強新生血管的形成；SVF誘導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注射后發生了變異性變化，臨床上，患者在平均隨訪30個月后均出現顯著的全身改善，且疾病評分降低。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的傷口，患者首先接受直徑0.5 cm創面的清創術，然后將SVF注入創面床內及周圍，并在整個拇指內注射，SVF注射11個月后，患者基本無癥狀，皮膚完整[42]。然而，目前單獨使用SVF治療放射性損傷尚未達成共識，還需設計適當能量、控制良好的動物實驗用于評估。

6 SVF在雄激素性脫發、植皮、糖尿病創面、心臟病等疾病中的臨床研究

雄激素性脫發的特征是毛囊逐漸縮小，導致頭皮毛發密度逐漸降低，經批準的治療方案有限，且有不良反應。Stevens等[43]將富含ASCs的SVF與PRP聯合注射于頭皮作為雄激素性脫發的一種新的自體治療方案，結果發現，僅單次在雄激素性脫發患者頭皮聯合注射富含ASCs的SVF與PRP，即可在6～12周內顯著增加頭發密度。但此研究缺乏對照，還需進一步的研究來確定最佳治療方案。毛曦媛等[44]在臨床試驗的植皮區域注射自體SVF，細胞數量約為1×105cells/cm2，并于術后按時隨訪，觀察皮片的彈性、色澤、質地和回縮率，結果證實，SVF輔助皮片移植可有效改善皮片的色澤和質地，顯著減少皮片回縮。另外，SVF的再生能力可擴展到糖尿病的嚴重并發癥，即糖尿病足潰瘍、糖尿病腎病和糖尿病視網膜病變。You和Han[45]通過臨床研究證實，SVF細胞分散到去骨創面(自體移植)時能加速創面愈合，在接受SVF治療的患者中，患者傷口完全愈合率為100%，而對照者的完全愈合率只有62%，因此認為SVF可通過分泌生長因子和細胞外基質來增強再生微環境。Eto等[5]對SVF中各種巨噬細胞種群進行了表征，發現SVF中90%以上的巨噬細胞以M2型存在。而M2型巨噬細胞的抗炎特性可能有助于增強SVF治療糖尿病足潰瘍的療效。另外，鑒于SVF移植具有多種祖細胞類型的異質性，因此SVF移植可能較單獨應用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和靜脈注射SVF細胞，結果表明SVF細胞在修復受損心肌方面有效，患者心功能部分恢復，僅7 d后射血分數就從20%升高至35%，SVF修復受損心臟組織的能力表明了其心臟生成潛能[46]。目前，有關SVF在脫發、植皮、糖尿病創面、心臟等其他疾病中的臨床研究較少，個別或者少量的病例報道不能形成臨床評價的依據，因此還需要深入的臨床分期試驗。

7 小 結

自SVF首次被描述以來，研究人員就開發了不同的方案來分離和表征細胞異質混合物，這導致了不同研究中SVF確切成分和細胞表面標志物表達的適度變化。SVF可通過膠原酶化學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和細胞外基質的產物，并將其命名為脂肪來源干細胞基質膠(adipose extracellular matrix/stromal vascular fraction gel，ECM/SVF-gel)，自此在國內開啟了關于ECM/SVF-gel的研究，并將其成功應用于脂肪移植、生殖器整形等臨床試驗中[47-50]。但關于ECM/SVF-gel的研究目前尚缺乏長期的隨訪和深入的探索。