自体脂肪基质血管成分的临床研究进展

温立霞，吴为民

(三峡大学人民医院 宜昌市第一人民医院烧伤整形外科，湖北 宜昌 443000)

脂肪来源自体脂肪基质血管成分(stromal vascular fraction，SVF)由Rodbell和Jones[1]于1996年首次报道，SVF是脂肪组织经过酶原消化、离心等得到的具有祖细胞活性的细胞群，包括脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells，ASCs)、内皮祖细胞、T细胞、巨噬细胞、平滑肌细胞以及血管周皮细胞等。各个细胞亚群在再生医学中通过多种不同的机制发挥不同的作用。自2001年Zuk等[2]首次对ASCs进行鉴定以来，ASCs的多能性、旁分泌效应以及对再生医学的意义得到了广泛研究。ASCs可分泌多种可溶性因子，具有抗炎、免疫调节和镇痛作用。SVF中的内皮祖细胞具有通过释放血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和胰岛素样生长因子-1等诱导血管生成的能力[3]。SVF中的巨噬细胞和单核细胞通过多种细胞因子的表达介导免疫应答，这些巨噬细胞受T细胞调控，具有免疫抑制特性，且可以分化为成骨细胞、脂肪细胞及软骨细胞[2,4-5]。而血管生成、免疫调节、细胞分化和细胞外基质分泌是SVF促进再生和愈合的主要途径。目前正在研究SVF的多种临床适应证，包括在脂肪移植、骨与软骨再生、糖尿病相关并发症、神经再生以及烧伤创面等方面的应用。许多相关研究尚处于临床前阶段或正在转向人体试验中。现就SVF的临床研究进展予以综述。

1 SVF在软骨再生中的临床研究

骨关节炎(osteoarthritis，OA)是肥胖、劳损、创伤等多种病因引起的关节软骨退化损伤。目前治疗肌肉骨骼疾病的研究多集中于再生细胞疗法。SVF应用于软骨修复有两种方法，即悬浮在富含血小板血浆(platelet-rich plasma，PRP)中注射于关节腔内和手术移植。PRP既可提供生长因子帮助干细胞更好地增殖，又能作为支架将细胞附着到软骨损伤部位。据报道，与移植相比，注射具有侵袭性小、患者依从性好、成本低等优点[6]。目前，仅有一项SVF在骨科应用的随机临床试验是可行的[7]。因此，SVF尚不能作为一种常规治疗方法。Pak[8]开展了第一个自体SVF治疗OA患者的研究，术后3个月患者的视觉模拟评分、功能评分指数及活动度均有改善，符合软骨再生。在一项回顾性队列研究中，Pak等[9]将PRP、透明质酸和SVF一起注射到OA患者的膝关节、髋关节和股骨关节中，观察到活动度和视觉模拟评分有明显改善，磁共振成像证实了软骨缺损的显著再生，且在3个月的随访中也有类似的疗效，但一些不良反应(如肿胀和肌腱炎)可能在某种程度上限制了SVF在患者中的使用。有研究证实，SVF治疗后，磁共振成像显示软骨厚度增加[8,10-11]。在不同的研究中，SVF移植术还可通过关节镜检查进行评估[12]。仅一项研究在关节的组织学分析中显示出玻璃样再生，且这一结果只在高剂量SVF治疗中出现[10]，其他的研究均显示软骨厚度有所改善。Koh等[11]对18例膝关节OA患者在关节镜下清创后采用自体SVF和PRP治疗，无严重并发症报告，与单独接受PRP治疗的患者相比，接受SVF+PRP治疗的患者疼痛和症状指数轻度改善。此外，关节镜检查结果显示，接受SVF和PRP治疗的患者纤维软骨再生较单纯接受PRP治疗的患者更多[12]。Pak等[13]发现，自体脂肪细胞外基质与SVF、PRP联合使用，可以提高治疗效果，经过3个月的治疗，所有患者的功能评分指数、活动度和视觉模拟评分均有改善。Fodor和Paulseth[14]报道，8例OA患者在接受自体SVF治疗后，活动完全改善，疼痛减轻，评分改善维持了1年，且磁共振成像未发现显著的结构差异。但SVF促进软骨再生修复的机制、不良反应及远期临床疗效仍需进一步研究。

2 SVF在骨再生中的临床研究

近年来，有学者已在努力进行SVF或ASCs促进骨再生的临床试验[15]，干细胞介导的骨修复技术已应用于促进颅颌面缺损的再生、减缓股骨头坏死患者的骨退变过程以及预防胫骨远端骨折的临床试验研究，这些研究的成功为SVF在骨骼修复治疗中的广泛应用提供了依据。有研究表明，虽然ASCs能在体外沉积为矿物质并激活成骨基因，促进血管生成反应且具有营养功能[16]，但不能自发形成异位骨[17]。Prins等[18]证实，SVF可安全、有效地促进人类骨再生。SVF不依赖于体外培养或植入前细胞的“启动”，因此有学者支持SVF联合骨支架用于治疗骨缺损[19]。Mehrkens等[20]利用重组人骨形态发生蛋白-2诱导SVF细胞向成骨细胞谱系分化，生成新的骨组织，证明了SVF的成骨潜能。在一项研究中，4例颅骨成形术患者用植入ASCs的磷酸三钙颗粒作为支架，结果显示骨化效果满意，无临床相关并发症发生[21]。另一项研究则用磷酸三钙、重组人骨形态发生蛋白-2以及ASCs形成的支架替换了一个10 cm的下颌前缺损，移植体在10个月的时间内成熟，此时移植物已充分骨化，可以成功地移植到供区[22]。但SVF要广泛应用于修复骨再生，还有许多基础和临床研究需要探索。

3 SVF在跟腱病中的临床研究

跟腱是人体最脆弱的肌腱之一[23-24]，常受肌腱病变影响。肌腱病是一种多因素疾病，主要与过度使用、退化以及血管生成不良有关，占所有运动相关损伤的30%～50%[25]。临床前研究表明，ASCs在治疗肌腱病变方面效果显著，这意味着SVF在肌腱病中应用于临床的可能性[26-27]。Usuelli等[28]研究证实，PRP和SVF治疗顽固性跟腱病变均安全有效，且SVF治疗的患者恢复得更快。因此，对于那些需要尽早恢复日常活动或运动的患者，可考虑SVF治疗，SVF能够显著缓解疼痛和促进功能恢复，治疗后可以维持至少6个月的效果。这是第一个评估SVF治疗跟腱病变有效性的随机临床试验，如何更好地诱导SVF的成肌腱能力，将其成功应用于肌腱修复，未来需进一步研究。

4 SVF在脂肪移植中的临床研究

早期血管化对自体脂肪移植的存活很重要。SVF细胞是理想的种子细胞，VEGF和SVF细胞均可促进新生血管的形成。然而，VEGF的半衰期(约50 min)太短，不足以维持足够的局部浓度。有学者研究了VEGF-聚乳酸(poly lactic acid，PLA)纳米缓释微球结合SVF细胞是否能改善移植脂肪组织的新生血管形成和存活，结果显示，SVF+VEGF-PLA移植组毛细血管密度和VEGF表达水平均显著高于对照组，提示加入VEGF-PLA纳米缓释微球和SVF细胞可提高移植脂肪组织的存活率和质量[29]。脂肪移植后脂肪组织的存活可能与SVF细胞中的ASCs有关。此外，SVF细胞的免疫调节功能可能间接参与脂肪移植的重塑，导致SVF富集的脂肪移植[30]。

Matsumoto等[31]在实验中提出了细胞辅助脂肪移植(cell assisted lipotransfer，CAL)的概念，从一半抽脂液中分离出的新鲜SVF与另一半抽脂液中制备的脂肪移植物结合，作为嵌入SVF的支架；与无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，并表现出更显著的微血管结构，提示了CAL的临床应用潜力。随后，Yoshimura等[32]将CAL应用于隆胸美容，平均注射270 mL，结果显示乳房体积增加100～200 mL，且CAL使乳房纹理和轮廓自然，大多数患者对结果满意，表明与传统的脂肪转移相比，CAL安全有效。Li等[33]揭示了SVF细胞群CAL在面部整形手术中的临床疗效，CAL显著提高了脂肪存活率。Tanikawa等[34]使用SVF细胞群CAL，成功增加了小颅畸形患者的软组织。虽然早期关于SVF细胞群CAL在促进脂肪移植物保留方面的安全性和有效性的发现是积极的，但尚需进一步研究。Peltoniemi等[35]对18例接受隆胸手术的女性进行了调查，发现CAL在水动力抽脂后未显示出对脂肪的改善。

目前，在乳腺癌切除后乳房重建中使用CAL存在争议。Chatterjee等[36]在体外证明，SVF是乳腺组织中上皮祖细胞扩张的一个强有力的辅助物，与来自同一研究对象的对侧乳腺组织或来自健康供体的脂肪组织相比，这种影响在乳腺肿瘤附近的脂肪组织中要大得多。虽然有研究支持在乳腺癌切除后的重建中使用SVF作为一种替代或辅助手段，以达到预期的美观效果，但必须注意的是，SVF中发现的ASCs可能是乳腺癌细胞增殖、迁移和转移的来源[37-39]。然而，在没有癌症的情况下，有临床研究显示了CAL用于人类的治疗潜力，如Charles-de-Sá等[40]对6例患者进行了小型临床试验，比较了SVF和ASCs在面部皮肤抗衰老治疗中的作用，研究人员通过两种不同的方法对每位患者的腹部脂肪进行处理，以获得SVF和扩增的ASCs，并分别连同脂肪移植物注射于同一患者的左右耳周皮下；结果发现，SVF和ASCs显示出相似的临床治疗效果，且SVF组和ASCs组的组织学表现(包括减少弹性组织变性、新的弹性纤维形成、血管增生以及胶原重塑等)均与衰老相反，而在临床中两种治疗方法均能使面部皮肤更加水化，恢复活力。SVF细胞群CAL在临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临的巨大挑战。

5 SVF在放射性损伤中的临床研究

放疗通常引起血液流动的改变，从而导致治疗组织缺血。Rigotti等[41]研究了异种抽脂注射液用于放疗患者严重或不可逆功能损伤的治疗，将抽脂液注射到放射性损伤组织中，可增加组织的水化、灌注和氧合，从而增强新生血管的形成；SVF诱导的新生血管替代了放疗引起的较差的血管形成和纤维化，放射性损伤和纤维化组织在SVF注射后发生了变异性变化，临床上，患者在平均随访30个月后均出现显著的全身改善，且疾病评分降低。电离辐射引起的局部皮肤损伤治疗难度较大。一名技术人员将130 kVp X射线暴露于他的非惯用右手大拇指上造成电离辐射诱导的伤口，患者首先接受直径0.5 cm创面的清创术，然后将SVF注入创面床内及周围，并在整个拇指内注射，SVF注射11个月后，患者基本无症状，皮肤完整[42]。然而，目前单独使用SVF治疗放射性损伤尚未达成共识，还需设计适当能量、控制良好的动物实验用于评估。

6 SVF在雄激素性脱发、植皮、糖尿病创面、心脏病等疾病中的临床研究

雄激素性脱发的特征是毛囊逐渐缩小，导致头皮毛发密度逐渐降低，经批准的治疗方案有限，且有不良反应。Stevens等[43]将富含ASCs的SVF与PRP联合注射于头皮作为雄激素性脱发的一种新的自体治疗方案，结果发现，仅单次在雄激素性脱发患者头皮联合注射富含ASCs的SVF与PRP，即可在6～12周内显著增加头发密度。但此研究缺乏对照，还需进一步的研究来确定最佳治疗方案。毛曦媛等[44]在临床试验的植皮区域注射自体SVF，细胞数量约为1×105cells/cm2，并于术后按时随访，观察皮片的弹性、色泽、质地和回缩率，结果证实，SVF辅助皮片移植可有效改善皮片的色泽和质地，显著减少皮片回缩。另外，SVF的再生能力可扩展到糖尿病的严重并发症，即糖尿病足溃疡、糖尿病肾病和糖尿病视网膜病变。You和Han[45]通过临床研究证实，SVF细胞分散到去骨创面(自体移植)时能加速创面愈合，在接受SVF治疗的患者中，患者伤口完全愈合率为100%，而对照者的完全愈合率只有62%，因此认为SVF可通过分泌生长因子和细胞外基质来增强再生微环境。Eto等[5]对SVF中各种巨噬细胞种群进行了表征，发现SVF中90%以上的巨噬细胞以M2型存在。而M2型巨噬细胞的抗炎特性可能有助于增强SVF治疗糖尿病足溃疡的疗效。另外，鉴于SVF移植具有多种祖细胞类型的异质性，因此SVF移植可能较单独应用ASCs治疗更有效。有研究给1例73岁难治性心绞痛男性患者在左心尖心内和静脉注射SVF细胞，结果表明SVF细胞在修复受损心肌方面有效，患者心功能部分恢复，仅7 d后射血分数就从20%升高至35%，SVF修复受损心脏组织的能力表明了其心脏生成潜能[46]。目前，有关SVF在脱发、植皮、糖尿病创面、心脏等其他疾病中的临床研究较少，个别或者少量的病例报道不能形成临床评价的依据，因此还需要深入的临床分期试验。

7 小 结

自SVF首次被描述以来，研究人员就开发了不同的方案来分离和表征细胞异质混合物，这导致了不同研究中SVF确切成分和细胞表面标志物表达的适度变化。SVF可通过胶原酶化学消化和高速离心从脂肪中分离出来。有研究利用纯物理方法从脂肪组织中获得了富含SVF和细胞外基质的产物，并将其命名为脂肪来源干细胞基质胶(adipose extracellular matrix/stromal vascular fraction gel，ECM/SVF-gel)，自此在国内开启了关于ECM/SVF-gel的研究，并将其成功应用于脂肪移植、生殖器整形等临床试验中[47-50]。但关于ECM/SVF-gel的研究目前尚缺乏长期的随访和深入的探索。