周志紅，史玉倉(cāng)，廖思牡，李展鵬（綜述），吳志遠(yuǎn)（審校）

（廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院整形外科，廣東 湛江，524000）

病理性瘢痕(pathological scars)主要分為兩種：即瘢痕疙瘩和增生性瘢痕。病理性瘢痕是皮膚的纖維增生性疾病，由受傷或受刺激的皮膚的異常愈合引起[1]。增生性瘢痕可定義為弱致炎的病理性瘢痕，瘢痕疙瘩可定義為強(qiáng)發(fā)炎的病理性瘢痕[2]，其病變部位主要表現(xiàn)成纖維細(xì)胞過(guò)度增生伴細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度沉積，以及Ⅰ、Ⅲ膠原蛋白合成與分解失衡、膠原蛋白不規(guī)則堆積導(dǎo)致真皮纖維化，最終形成病理性癱痕[3]，臨床常表現(xiàn)為呈“螯足腫”樣凸起。目前普遍認(rèn)為與膠原合成與降解失調(diào)、細(xì)胞因子功能失調(diào)、炎癥、免疫反應(yīng)和遺傳等多種因素共同作用導(dǎo)致的結(jié)果，但均無(wú)法完全解釋瘢痕疙瘩的生物學(xué)特性，其發(fā)病機(jī)制并不明確。其治療一直是整形外科界乃至醫(yī)學(xué)界的難題。隨著再生醫(yī)學(xué)的高速發(fā)展，自體脂肪移植及脂肪干細(xì)胞（ADSCs）治療瘢痕增生受到越來(lái)越多研究者及臨床醫(yī)生青睞。其因自身脂肪干細(xì)胞來(lái)源豐富，易于分離，并具有分泌多種細(xì)胞因子、促進(jìn)膠原合成、改善局部微循環(huán)[4-5]、促進(jìn)創(chuàng)面愈合、緩解疼痛、對(duì)組織的再生及重塑有重要作用的優(yōu)勢(shì)，為瘢痕治療提供了一個(gè)新思路。

1 自體脂肪移植其來(lái)源干細(xì)胞治療瘢痕

自體脂肪移植術(shù)（Autologous Fat Transplantation，AFT）是將患者自身某些部位的皮下脂肪組織移植到需要進(jìn)行軟組織填充的部位，從而達(dá)到修復(fù)先天或后天軟組織缺損的目的，在修復(fù)缺損、改善形態(tài)的同時(shí)還可以達(dá)到體態(tài)塑形的效果。因其來(lái)自于自身組織，不存在排斥過(guò)敏反應(yīng)，具有較好的生物相容性，且組織來(lái)源充分、取材易、費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)。1893年Neuber[6]首次對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行描述，20世紀(jì)80年代，Illouz等人提出 了脂肪抽吸技術(shù)和脂肪顆粒移植理論；直到1995年由Coleman[7]改良脂肪抽吸和注射移植技術(shù)，保證了脂肪移植存活的穩(wěn)定，使得以自體脂肪移植來(lái)修復(fù)組織缺損這項(xiàng)技術(shù)被廣泛接受。1999年，Javier de Benito研究發(fā)現(xiàn)，自體顆粒脂肪移植在治療凹陷性瘢痕時(shí)能夠改善瘢痕質(zhì)地，同時(shí)還能夠松解瘢痕組織與深部筋膜的粘連。Maione[8]等以使用硬度計(jì)測(cè)量和通過(guò)改良的疤痕評(píng)估量表（POSAS）評(píng)估自體脂肪移植治療疤痕中的療效，除瘙癢程度未有效緩解外，其瘢痕色澤、范圍、質(zhì)地等均較術(shù)前有明顯改善。2014年，Bollero[9]等通過(guò)引用超聲技術(shù)，超聲檢查對(duì)比發(fā)現(xiàn)，術(shù)后皮下組織增厚，血管密度增加，瘢痕的大小和外觀、皮膚厚度及表面的光滑度和色澤均有改善。此后大量學(xué)者報(bào)道自體脂肪移植能改善瘢痕的外觀和皮膚特性。經(jīng)臨床和組織學(xué)檢查證實(shí)，注射區(qū)可恢復(fù)至與正常皮膚相似的皮膚特征[10-13]。

2 自體脂肪移植在瘢痕治療中的機(jī)制研究

自體脂肪移植不僅僅單純用來(lái)填補(bǔ)瘢痕皮下脂肪層缺失,改善瘢痕與周圍組織的粘連,更重要在于自體脂肪移植能改善瘢痕的外觀和皮膚特性，恢復(fù)了與正常皮膚相似的皮膚特征[14]。

2.1 抑制病理性瘢痕成纖維細(xì)胞增生

病理性瘢痕(pathological scars)是皮膚的纖維增生性疾病，由受傷或受刺激的皮膚的異常愈合引起[15]。表現(xiàn)為病變部位成纖維細(xì)胞過(guò)度增生、活性增強(qiáng)并向周圍正常皮膚組織遷移、侵襲性生長(zhǎng)。故通過(guò) ADSCs抑制瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的遷移和增殖將是抑制增生性瘢痕的重要方向。

TGF-β/Smad 軸作為創(chuàng)面愈合的經(jīng)典調(diào)控通路，對(duì)瘢痕的形成與發(fā)展起著關(guān)鍵的作用，TGF-β有三種異構(gòu)體，即 TGF-β1、β2、β3分別具有不同的功能以維持平衡，一旦平衡被打破將會(huì)導(dǎo)致組織器官的纖維化[16]。TGF-β1是目前認(rèn)為促纖維化形成最重要的因子。研究表明證實(shí)自體脂肪移植后TGF-β1的低表達(dá)[17]和TGF-β3的高表達(dá)[18]。Sultan等[19]在鼠模型中證明了脂肪移植后的燒傷疤痕中TGF-β1的呈低表達(dá) 。Borovikova等發(fā)現(xiàn)ADSCs主要由旁分泌信號(hào)傳導(dǎo)介導(dǎo)，旁分泌信號(hào)傳導(dǎo)開啟各種抗纖維化分子途徑，調(diào)節(jié)TGF-β/ Smad途徑的活性，并使成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞的功能正?；?。Spikeman[20]等證明脂肪組織來(lái)源的基質(zhì)細(xì)胞以旁分泌方式抑制TGF-β1誘導(dǎo)的人真皮成纖維細(xì)胞增殖。ADSCs通過(guò)抑制促纖維化因子 TGF-β1表達(dá),阻斷TGF-β1向下游的信號(hào)傳導(dǎo),同時(shí)降低 α-平滑肌肌動(dòng)蛋白 及金屬蛋白酶抑制劑-1水平來(lái)對(duì)抗瘢痕形成。通過(guò)上調(diào)TGF-β3基質(zhì)金屬蛋白酶-1 表達(dá),從而對(duì)瘢痕局部膠原組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行重塑，使其從無(wú)序狀態(tài)變?yōu)橛行驙顟B(tài)，此過(guò)程可能是ADSCs抗纖維化過(guò)程的重要原因之一。此外，Park等[21]通過(guò)抑制上皮間充質(zhì)過(guò)渡和調(diào)節(jié)炎癥和血管生成，證明了ADSC在肌肉損傷后的抗纖維化作用[22]。Lee等[22]顯示了ADSC對(duì)肺纖維化的抑制作用。

2.2 抑制病理性瘢痕膠原蛋白及ECM 合成

增生性瘢痕其纖維化的特征是膠原蛋白和其他ECM成分的過(guò)度積累。

p38/MAPK信號(hào)通路與炎癥和纖維化密切相關(guān)[24]。P38/MAPK作為真皮成纖維細(xì)胞中膠原蛋白合成的正調(diào)節(jié)劑，可促進(jìn)ECM的產(chǎn)生。同時(shí)P38/MAPK參與細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化過(guò)程，該過(guò)程通過(guò)TGFβ1/Smad2/3途徑在HS纖維化中被激活[25]。Li[26]在ADSC-CM處理的成纖維細(xì)胞和培養(yǎng)的HS組織中加入茴香霉素后發(fā)現(xiàn)能抑制p38/MAPK信號(hào)通路，導(dǎo)致Col1，Col3和α-SMA的蛋白質(zhì)表達(dá)下調(diào)，抑制成纖維細(xì)胞向成肌纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化，降低其膠原蛋白的沉積。Sultan[27]利用脂肪組織來(lái)源的基質(zhì)細(xì)胞條件培養(yǎng)基培養(yǎng)瘢痕成纖維細(xì)胞可抑制TGF-β1誘導(dǎo)的肌成纖維細(xì)胞收縮和膠原III基因表達(dá)。Li等[28]證明脂肪組織干細(xì)胞條件培養(yǎng)基通過(guò)抑制p38/MAPK信號(hào)通路減少膠原蛋白沉積，抑制肥厚性瘢痕纖維化。Hoerst K等[29]研究發(fā)現(xiàn)脂肪細(xì)胞可激活BMP-4和PPARγ信號(hào)傳導(dǎo)，引發(fā)成肌纖維細(xì)胞重編程、重塑，顯著降低肌成纖維細(xì)胞標(biāo)記物α-SMA和Ecm成分的表達(dá)。

Fang[30]等人發(fā)現(xiàn)在增生性瘢痕中Smad相互作用蛋白1（SIP1）表達(dá)減少，α平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）含量和膠原I/ III（Col I/ III）合成與SIP1表達(dá)成反比，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)SIP1可介導(dǎo)TGF-β1/ Smad信號(hào)通路傳導(dǎo)，其機(jī)制考慮控制Smad磷酸化來(lái)改變Smad2/3促進(jìn)的信號(hào)傳導(dǎo)，從而抑制成纖維細(xì)胞中的α-SMA和膠原上調(diào)，并最終抑制HS的形成。

2.3 抗炎與免疫調(diào)節(jié)作用

創(chuàng)面的持續(xù)炎癥反應(yīng)也是形成增生性瘢痕的重要原因之一。

NF-κB通路在細(xì)胞的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答等過(guò)程中起到關(guān)鍵性作用。研究發(fā)現(xiàn)核轉(zhuǎn)錄因子K B通路失調(diào)與病理性瘢痕增生有著密切關(guān)系。其可促進(jìn)白細(xì)胞介素1、6等細(xì)胞因子的產(chǎn)生，能夠增強(qiáng)TNF-α的基因轉(zhuǎn)錄。加重炎癥反應(yīng)最終導(dǎo)致瘢痕形成。研究者發(fā)現(xiàn)自體脂肪移植可調(diào)控創(chuàng)面部位的免疫及炎性反應(yīng)抑制瘢痕的形成。表現(xiàn)為抑制核因子KB通路減少ILIB、IL-6和TNF-α等炎癥介質(zhì)的釋放，減輕創(chuàng)面炎癥反應(yīng)，促使創(chuàng)面向正常組織愈合。Carceller 等[31]通過(guò)酵母聚糖誘導(dǎo)動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，AMSC通過(guò)旁分泌機(jī)制抑制酵母聚糖誘導(dǎo)炎癥的早期過(guò)程，ADSCs可通過(guò)抑制NF-kB活化下調(diào)環(huán)氧合酶-2和mPGES-1的表達(dá)，最終導(dǎo)致白三烯、B4等趨化因子水平降低來(lái)抑制白細(xì)胞的早期遷移，從而有效抑制炎癥反應(yīng)。

脂肪源性干細(xì)胞分泌的MSCs-Exo具有抑制炎癥反應(yīng)能力，其內(nèi)源性miR-181c能抑制TLR4 信號(hào)通路,減弱脂多糖介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),使中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞數(shù)量減少,TNF-α、IL-1β等炎癥因子表達(dá)下降，IL-10抗炎癥因子表達(dá)升高[32]。Guillén等[33]發(fā)現(xiàn)ADSC-CM對(duì)巨噬細(xì)胞發(fā)揮旁分泌作用，增強(qiáng)抗炎細(xì)胞因子釋放，同時(shí)可降低促炎細(xì)胞因子TNFα的釋放）。Li等[34]研究表明ADSC-CM可直接升高IL-10的表達(dá)并降低促炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，來(lái)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞對(duì)LPS刺激的反應(yīng)，降低了巨噬細(xì)胞中TNF-α，IL-1和IL-6的mRNA表達(dá)水平。Li等[35]在探究ADSCs對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化影響中發(fā)現(xiàn)ADSC通過(guò)分泌cis-9，trans-11（cis-9，trans-11）來(lái)調(diào)節(jié)ox-LDL刺激的M1巨噬細(xì)胞的免疫原性及TNF-α，IL-6和IL-8的減少、IL-10的增加。目前認(rèn)為IL10是一種參與瘢痕防治的抗炎性細(xì)胞因子[36]，其通過(guò)激活A(yù)kt和STAT3信號(hào)通路來(lái)發(fā)揮抗纖維化作用[37]。Yu等[38]研究表明ADSCs一方面抑制巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)并調(diào)節(jié)體內(nèi)TNF-α和TGF-β1的表達(dá).另一方面通過(guò)旁分泌分泌C1q/TNF相關(guān)蛋白3，從而降低了未刺激巨噬細(xì)胞的趨化性。Yun 等[39]采用ADSCs治療增生性瘢痕發(fā)現(xiàn)，其組織中肥大細(xì)胞的數(shù)量明顯減少，并抑制了T細(xì)胞反應(yīng)，顯示出很強(qiáng)的免疫抑制力。同時(shí)ADSCs能啟動(dòng)免疫調(diào)節(jié)功能，增加前列腺素-E2及環(huán)氧酶-2 的生成，促進(jìn)抗炎性巨噬細(xì)胞的生成，減少抗原呈遞細(xì)胞和肥大細(xì)胞的數(shù)量，并降低CD4、CD8細(xì)胞淋巴細(xì)胞的增殖活性和巨噬細(xì)胞分泌釋放大量促纖維化因子促纖維化作用的發(fā)生，有效抑制瘢痕的形成。

2.4 抗氧化作用

病理性瘢痕組織表現(xiàn)為細(xì)胞致密、活性強(qiáng)、局部炎癥反應(yīng)使氧耗量增加，導(dǎo)致該組織處于長(zhǎng)期慢性缺氧狀態(tài)，研究結(jié)果表明低氧引起的Smad3上調(diào)導(dǎo)致TGF-β信號(hào)通路激活，而TGF-β1被認(rèn)為是對(duì)瘢痕形成最關(guān)鍵的因子之一，其能促進(jìn)膠原沉積，導(dǎo)致病理性性瘢痕形成。HIF-1是一種對(duì)氧依賴基因如VEGF、TGF-B的有效轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，與瘢痕產(chǎn)生有關(guān)聯(lián)，Yu等[40]研究表明ADSCs可促進(jìn)HIF-1α和VEGF的表達(dá)顯著升高，ADSCs通過(guò)調(diào)節(jié)HIF-1α/VEGF途徑來(lái)促進(jìn)新生血管形成，改善瘢痕缺氧微環(huán)境。

ROS被作為膠原沉積的增強(qiáng)劑[41]，對(duì)于防止ROS的生成在預(yù)防瘢痕具有重要作用。Kim[42]等人發(fā)現(xiàn)HIF-1介導(dǎo)的缺氧巨噬細(xì)胞中的線粒體氧化呼吸轉(zhuǎn)換為糖酵解代謝，可減少ROS的生成。Chae 等[43]研究發(fā)現(xiàn),在低氧條件下從ADSCs培養(yǎng)液中提取的蛋白質(zhì)具有抗氧化能力，能夠抑制低氧狀態(tài)下ROS對(duì)TGF-β1/Smad通路的激活.因此推測(cè)，ADSCs可能通過(guò)抗氧作用抑制瘢痕形成。部分學(xué)者發(fā)現(xiàn)脂肪來(lái)源干細(xì)胞可分泌類胰島素生長(zhǎng)因子、類胰島素、角化細(xì)胞生長(zhǎng)因子、VEGF、bFGF、TGF等，一方面可以抗血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和誘導(dǎo)血管新生，改善瘢痕組織缺氧，另一方面具有抗氧化作用[44]。

3 展 望

由于自體脂肪顆粒具有來(lái)源豐富、獲取簡(jiǎn)便、無(wú)排斥等優(yōu)勢(shì)，因此其應(yīng)用于治療病理性瘢痕逐漸被大眾所接受。但自體脂肪移植局限性也較明顯，其一，自體脂肪移植需要多次手術(shù)，重復(fù)抽脂，患者往往難以接受；其二，脂肪移植術(shù)后長(zhǎng)期存活率、移植物吸收率等問(wèn)題往往得不到有效的解決；其三，自體脂肪來(lái)源脂肪干細(xì)胞治療增生性瘢痕的具體機(jī)制,仍缺乏較全面且統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，有待進(jìn)一步的研究，因此限制了該技術(shù)進(jìn)一步的推廣。相信隨著研究的不斷深入、脂肪移植手術(shù)技術(shù)完善，將會(huì)獲得更大、更廣泛的研究進(jìn)展和理論支持，最終得到更廣泛的推廣應(yīng)用。