蔣如如 李 欣 李 潔 蔡小玲 楊 波 哈小琴1，

(1 甘肅中醫(yī)藥大學臨床醫(yī)學院，蘭州市 730030，電子郵箱：jiangruru123@163.com；2 蘭州大學公共衛(wèi)生學院，甘肅省蘭州市 730030；3 人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第940醫(yī)院檢驗科，甘肅省蘭州市 730050)

【提要】 內皮祖細胞(EPC)是一種能直接分化為血管內皮細胞的前體細胞，其在血管內皮襯里的再生和傷口修復中起重要作用。目前已證實組織工程中的EPC可作為血管生成的來源，而整形外科手術中常常需要豐富的血運支撐，因此，EPC在整形外科中具有良好的應用前景。本文就EPC在整形外科中的研究進展進行綜述。

內皮祖細胞(endothelial progenitor cell，EPC)是一種能直接分化為血管內皮細胞的前體細胞。EPC在胚胎期胚外造血時開始生成，胚外造血時卵黃囊的胚外中胚層的部分間充質細胞逐漸聚集成條索或團塊狀，形成血島，血島出現(xiàn)腔隙化改變，中央的細胞分化成造血干細胞，外周的細胞則分化為EPC[1]。在內皮細胞應激或激活過程中，EPC在循環(huán)系統(tǒng)中被動員，數(shù)量隨之增加，EPC參與維持和修復血管內皮的正常功能[2]。研究表明，EPC已成為聯(lián)系穩(wěn)態(tài)缺陷、內源性修復機制和血管功能障礙的重要樞紐[3]。目前，EPC廣泛應用于缺血組織的血運重建，例如心肌梗死、中風、急性肢體缺血等，在整形外科中，吸脂術、脂肪填充、皮膚組織工程、皮瓣存活、肌腱愈合、神經再生、骨折愈合和潰瘍治療都需要豐富的血運支撐，因此，EPC在整形外科中也具有良好的應用前景。本文就EPC在整形外科中的研究進展進行綜述。

1 EPC與血運重建

新血管形成是修復和維護組織創(chuàng)傷的主要機制。研究表明，后天新生血管的形成主要依賴于血管生成，即通過內皮細胞的激活、增殖和遷移至創(chuàng)口形成新血管的過程[4]。EPC是血液中的循環(huán)干細胞，作為血管前體細胞，在介導血管重建和恢復血運方面發(fā)揮著重要的作用。EPC可被受損部位細胞分泌的趨化因子募集，定居到血管損傷部位并分化，誘導血運重建[5]。研究發(fā)現(xiàn)，EPC可作為心血管疾病的生物標志物，其數(shù)量和功能障礙與缺血性疾病密切相關[6]。也有研究證實，在治療缺血性疾病中，EPC移植具有誘導血管生成、血管重建以及產生有效的旁分泌效應的潛力[7]。

2 EPC在整形外科中的應用

EPC可用于構建血管移植物，直接注射或輸注EPC至缺血或血管損傷部位，可誘導細胞因子和生長因子的產生，進而改善缺血區(qū)域的血液流動，抑制細胞凋亡，改善器官功能[8]。此外，EPC已被證實具有廣泛的可塑性，可根據(jù)微環(huán)境轉分化為新的細胞系，如心肌細胞、肝細胞或神經元等[9]。因此，EPC可用于增強患者臨床修復的效力，其與組織工程載體基質相結合有助于傷口愈合和缺血修復中的治療性血管生成[10]。

2.1 血管移植物 血管組織工程中最關鍵的是開發(fā)具有抗血栓性和高通暢性的小直徑血管移植物，血管移植物低通暢性的主要原因是移植物內血栓形成和內膜增生[11]，早期建立健康的內皮細胞可減少上述問題發(fā)生的風險。血管移植物可使所接種的細胞在植入前分化成熟。由于成人內皮細胞存在增殖能力低以及供體部位發(fā)病率高等問題，使用EPC進行血管愈合的方法受到越來越多的關注。研究表明，自體血管中提取和分離天然內皮細胞常常受到內皮細胞數(shù)量的限制，而EPC則表現(xiàn)出更好的增殖潛力，且目前分離和大規(guī)模擴增EPC的技術也逐漸發(fā)展成熟[12-13]。Melchiorri等[11]成功將EPC增殖、浸潤、分化為內皮樣細胞，并接種于組織工程血管移植物上，提供了一種簡便且有效地增強內皮化的方法，這一方法可以減少移植物內血栓形成和內膜增生。

2.2 皮瓣移植 皮瓣移植在覆蓋缺損、塑型重建等方面發(fā)揮著巨大的作用。近年來，隨著干細胞研究的不斷深入，基于干細胞介導的治療性血管生成和血運重建逐漸得到重視。血運障礙是皮瓣移植術后最常見的并發(fā)癥，可以導致血腫、皮瓣脫落、感染等并發(fā)癥的發(fā)生，嚴重者可導致大塊組織壞死或手術失敗[14]。EPC作為血管前體細胞，在介導血管重建和恢復血運方面發(fā)揮著重要的作用。由于 EPC具有對缺血組織定向遷移的特性，其不但可以定向聚集于心肌和缺血肢體，還可以聚集于缺血的皮瓣[15]。研究表明，增加缺血皮瓣模型損傷部位 EPC的數(shù)量能加快局部組織的血運重建，促進皮瓣的存活[16]。研究發(fā)現(xiàn)，在狹長窄蒂皮瓣模型皮下均勻注射重組人生長激素，可促進堿性成纖維細胞生長因子的表達及EPC的增殖，促進微血管形成，改善局部缺血缺氧狀態(tài)，擴大皮瓣存活面積[17]。還有研究表明，血管內皮細胞生長因子可促進縫隙連接蛋白43介導的EPC分化，增加EPC的歸巢和數(shù)量，促進 EPC內皮化，加快血管形成和血運重建，進而豐富皮瓣組織部位的血流，改善皮瓣移植的預后[18-19]。

2.3 傷口愈合 傷口愈合是一個復雜的過程，通常分為3個階段，即炎癥、增殖和重塑，這一過程需要多個細胞因子、生長因子和細胞外信號的共同作用。然而，由于缺血、糖尿病、壓力等多種因素的影響，慢性傷口通常與持續(xù)存在的炎癥、細胞功能障礙和血管新生受損等并存，導致患者需要長期的醫(yī)療護理，治療成本偏高，嚴重影響患者生活質量[20]。皮膚傷口的常規(guī)治療方法為外科清創(chuàng)術輔以傷口護理，而采用自體移植物、異種移植物或組織工程皮膚的標準手術治療具有適應證較少、需要二次手術、成本高、愈合延遲、纖維化等缺點[21]。為了克服這些困難，近年來細胞療法作為傷口愈合的有效治療方法迅速發(fā)展[22]。干細胞如間充質干細胞、EPC和上皮干細胞已被證實可用于傷口愈合的治療，其可以增強肉芽組織形成，促進血管生成，減少炎癥反應[23-25]。與其他干細胞相比，EPC在血管再生中發(fā)揮更重要的作用。Wang等[26]研究發(fā)現(xiàn)，生物活性納米纖維支架可高效地向局部遞送EPC，納米活性纖維支架與EPC的構建體可促進傷口中EPC的局部遞送和血管生成的效率和活力，促進細胞增殖活性、肉芽組織形成和膠原沉積能力的增強，表明EPC用于傷口愈合的治療具有巨大潛力和良好的應用前景。

2.4 自體脂肪移植 自體脂肪移植廣泛用于面部衰老、面部凹陷、隆乳、體型重塑及整形美容中，但存在術后脂肪細胞存活率較低，以及脂肪壞死、感染、腫瘤發(fā)生風險增加等問題[27]，其臨床應用受到限制，而良好的血液供應在脂肪移植中起關鍵作用。研究表明，早期移植后脂肪組織無有效血管供應所需營養(yǎng)，而移植組織的血管重建最早發(fā)生于移植后48～72 h，周圍組織液滲透成為早期營養(yǎng)供應的唯一途徑，但組織液的滲透距離有限，并受移植脂肪組織的顆粒大小及壓力的影響，移植早期游離脂肪細胞未建立有效血供而導致移植脂肪大量壞死[28]。如何有效促進脂肪血管進化而提高其成活率成為困擾整形外科醫(yī)生已久的問題。EPC作為內皮細胞的前體細胞，參與血管的生理性及病理性形成，可改變脂肪移植過程中出現(xiàn)的缺血問題，提高脂肪移植的療效。王明龍利用基質細胞衍生因子1α(stromal cell-derived factor 1α，SDF-1α)修飾的脂肪干細胞作為EPC的趨化劑，用慢病毒基因載體構建的穩(wěn)定高表達SDF-1α的脂肪干細胞與抽吸獲得的人脂肪顆粒混合后注射移植至裸鼠，觀察游離移植脂肪組織的血管再建情況，結果顯示，外周血EPC數(shù)量明顯增多、血管密度增大，說明通過細胞移植可使局部高表達SDF-1α，可早期動員、趨化大量的EPC并準確定位遷移至目的組織，加速移植脂肪血管網(wǎng)絡的重建，有效提高移植脂肪成活率[29]。

2.5 組織工程 EPC來自不同組織的單核細胞，可以通過血液遷移至遠處血管，分化為成熟的內皮細胞，并替換舊的和受損的內皮細胞來參與血管修復[30]。Sun等[31]研究表明，EPC聯(lián)合間充質干細胞共同移植可促進腦血管疾病的血管生成和骨再生，加速血管血運重建和組織修復。EPC具有來源廣、高分化的優(yōu)點，使其成為構建組織工程血管的最佳種子細胞來源。有研究顯示，將由血小板膠原受體糖蛋白-Ⅳ和CD133抗體構建的復合蛋白黏附于受損的血管組織處，可促進EPC的聚集和分化，使血管損傷處快速內皮化，從而預防血管再狹窄的發(fā)生[32]。因此， EPC對抑制血管狹窄及血栓形成具有重要意義，其用于血管組織工程研究的前景非常廣闊。

2.6 皮膚燒傷 自體移植物是皮膚燒傷的標準治療方法，皮膚替代物通常將成纖維細胞和(或)角質形成細胞接種到支架中。然而，由于支架內缺乏血管形成而導致細胞缺氧死亡，限制皮膚替代物在臨床中的應用。EPC具有較大的增殖潛力，早期可誘導新血管形成。研究表明，EPC加入皮膚-表皮替代物中，可促進移植物血管形成[33]。因此，EPC在改善皮膚-表皮替代物治療燒傷中有良好的應用前景，而且EPC可以通過自體方式獲得，避免其他移植物引起的免疫排斥作用。Rignault-Clerc等[34]研究發(fā)現(xiàn)，在中度燒傷患者中，可從外周血中獲得自體功能性晚期生長內皮細胞，將其接種于皮膚替代物，可以增強皮膚替代物移植后的活力。Dai等[35]將EPC與成纖維細胞混合物接種于人血漿/氯化鈣形成的凝膠支架中，并將角質形成細胞接種到血漿凝膠表面來制備新型3D皮膚替代物，將其用于小鼠全層皮膚傷口模型的治療，結果顯示傷口愈合明顯加速，在治療后14 d可觀察到類似于正常皮膚結構；組織學分析顯示，預先血管化的凝膠支架可以很好地整合到宿主皮膚中，加速傷口區(qū)域表皮和真皮的血管形成，表明預血管化的3D凝膠支架作為新的皮膚替代品，可加速表皮遷移和增強膠原沉積，這種預先血管化的3D皮膚替代品在傷口修復的臨床應用中具有很大的潛力，揭示了EPC誘導血管形成的能力在皮膚移植方面的治療作用。

3 問題與展望

近年來，有關EPC的起源、在血管生成和病理生理過程中的作用以及潛在的治療應用等的研究逐漸深入。越來越多的研究表明EPC與血管穩(wěn)態(tài)及血管內皮損傷有關。鑒定EPC的再生潛力是臨床應用EPC細胞療法的先決條件，但其研究仍處于初級階段，而且EPC生物學的復雜性也制約其臨床應用，如何更好地利用EPC的特性來預防及治療內皮損傷值得進一步研究。相信隨著EPC研究的深入，基于EPC的細胞療法最終會成為現(xiàn)實。