周志紅，史玉倉，廖思牡，李展鵬（綜述），吳志遠（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發(fā)炎的病理性瘢痕[2]，其病變部位主要表現(xiàn)成纖維細胞過度增生伴細胞外基質(zhì)過度沉積，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。目前普遍認為與膠原合成與降解失調(diào)、細胞因子功能失調(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，但均無法完全解釋瘢痕疙瘩的生物學(xué)特性，其發(fā)病機制并不明確。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胞（ADSCs）治療瘢痕增生受到越來越多研究者及臨床醫(yī)生青睞。其因自身脂肪干細胞來源豐富，易于分離，并具有分泌多種細胞因子、促進膠原合成、改善局部微循環(huán)[4-5]、促進創(chuàng)面愈合、緩解疼痛、對組織的再生及重塑有重要作用的優(yōu)勢，為瘢痕治療提供了一個新思路。

1 自體脂肪移植其來源干細胞治療瘢痕

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行軟組織填充的部位，從而達到修復(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)的同時還可以達到體態(tài)塑形的效果。因其來自于自身組織，不存在排斥過敏反應(yīng)，具有較好的生物相容性，且組織來源充分、取材易、費用低等優(yōu)勢。1893年Neuber[6]首次對這項技術(shù)進行描述，20世紀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修復(fù)組織缺損這項技術(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能夠改善瘢痕質(zhì)地，同時還能夠松解瘢痕組織與深部筋膜的粘連。Maione[8]等以使用硬度計測量和通過改良的疤痕評估量表（POSAS）評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]等通過引用超聲技術(shù)，超聲檢查對比發(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，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制研究

自體脂肪移植不僅僅單純用來填補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胞過度增生、活性增強并向周圍正常皮膚組織遷移、侵襲性生長。故通過 ADSCs抑制瘢痕疙瘩成纖維細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導(dǎo)致組織器官的纖維化[16]。TGF-β1是目前認為促纖維化形成最重要的因子。研究表明證實自體脂肪移植后TGF-β1的低表達[17]和TGF-β3的高表達[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 。Borovikova等發(fā)現(xiàn)ADSCs主要由旁分泌信號傳導(dǎo)介導(dǎo)，旁分泌信號傳導(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，并使成纖維細胞和角質(zhì)形成細胞的功能正常化。Spikeman[20]等證明脂肪組織來源的基質(zhì)細胞以旁分泌方式抑制TGF-β1誘導(dǎo)的人真皮成纖維細胞增殖。ADSCs通過抑制促纖維化因子 TGF-β1表達,阻斷TGF-β1向下游的信號傳導(dǎo),同時降低 α-平滑肌肌動蛋白 及金屬蛋白酶抑制劑-1水平來對抗瘢痕形成。通過上調(diào)TGF-β3基質(zhì)金屬蛋白酶-1 表達,從而對瘢痕局部膠原組織結(jié)構(gòu)進行重塑，使其從無序狀態(tài)變?yōu)橛行驙顟B(tài)，此過程可能是ADSCs抗纖維化過程的重要原因之一。此外，Park等[21]通過抑制上皮間充質(zhì)過渡和調(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成分的過度積累。

p38/MAPK信號通路與炎癥和纖維化密切相關(guān)[24]。P38/MAPK作為真皮成纖維細胞中膠原蛋白合成的正調(diào)節(jié)劑，可促進ECM的產(chǎn)生。同時P38/MAPK參與細胞的轉(zhuǎn)分化過程，該過程通過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信號通路，導(dǎo)致Col1，Col3和α-SMA的蛋白質(zhì)表達下調(diào)，抑制成纖維細胞向成肌纖維細胞的轉(zhuǎn)分化，降低其膠原蛋白的沉積。Sultan[27]利用脂肪組織來源的基質(zhì)細胞條件培養(yǎng)基培養(yǎng)瘢痕成纖維細胞可抑制TGF-β1誘導(dǎo)的肌成纖維細胞收縮和膠原III基因表達。Li等[28]證明脂肪組織干細胞條件培養(yǎng)基通過抑制p38/MAPK信號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)脂肪細胞可激活BMP-4和PPARγ信號傳導(dǎo)，引發(fā)成肌纖維細胞重編程、重塑，顯著降低肌成纖維細胞標記物α-SMA和Ecm成分的表達。

Fang[30]等人發(fā)現(xiàn)在增生性瘢痕中Smad相互作用蛋白1（SIP1）表達減少，α平滑肌肌動蛋白（α-SMA）含量和膠原I/ III（Col I/ III）合成與SIP1表達成反比，進一步研究發(fā)現(xiàn)SIP1可介導(dǎo)TGF-β1/ Smad信號通路傳導(dǎo)，其機制考慮控制Smad磷酸化來改變Smad2/3促進的信號傳導(dǎo)，從而抑制成纖維細胞中的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通路在細胞的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答等過程中起到關(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。其可促進白細胞介素1、6等細胞因子的產(chǎn)生，能夠增強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]通過酵母聚糖誘導(dǎo)動物模型中發(fā)現(xiàn)，AMSC通過旁分泌機制抑制酵母聚糖誘導(dǎo)炎癥的早期過程，ADSCs可通過抑制NF-kB活化下調(diào)環(huán)氧合酶-2和mPGES-1的表達，最終導(dǎo)致白三烯、B4等趨化因子水平降低來抑制白細胞的早期遷移，從而有效抑制炎癥反應(yīng)。

脂肪源性干細胞分泌的MSCs-Exo具有抑制炎癥反應(yīng)能力，其內(nèi)源性miR-181c能抑制TLR4 信號通路,減弱脂多糖介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),使中性粒細胞、巨噬細胞等炎癥細胞數(shù)量減少,TNF-α、IL-1β等炎癥因子表達下降，IL-10抗炎癥因子表達升高[32]。Guillén等[33]發(fā)現(xiàn)ADSC-CM對巨噬細胞發(fā)揮旁分泌作用，增強抗炎細胞因子釋放，同時可降低促炎細胞因子TNFα的釋放）。Li等[34]研究表明ADSC-CM可直接升高IL-10的表達并降低促炎性細胞因子的表達，來調(diào)節(jié)巨噬細胞對LPS刺激的反應(yīng)，降低了巨噬細胞中TNF-α，IL-1和IL-6的mRNA表達水平。Li等[35]在探究ADSCs對動脈粥樣硬化影響中發(fā)現(xiàn)ADSC通過分泌cis-9，trans-11（cis-9，trans-11）來調(diào)節(jié)ox-LDL刺激的M1巨噬細胞的免疫原性及TNF-α，IL-6和IL-8的減少、IL-10的增加。目前認為IL10是一種參與瘢痕防治的抗炎性細胞因子[36]，其通過激活A(yù)kt和STAT3信號通路來發(fā)揮抗纖維化作用[37]。Yu等[38]研究表明ADSCs一方面抑制巨噬細胞浸潤并調(diào)節(jié)體內(nèi)TNF-α和TGF-β1的表達.另一方面通過旁分泌分泌C1q/TNF相關(guān)蛋白3，從而降低了未刺激巨噬細胞的趨化性。Yun 等[39]采用ADSCs治療增生性瘢痕發(fā)現(xiàn)，其組織中肥大細胞的數(shù)量明顯減少，并抑制了T細胞反應(yīng)，顯示出很強的免疫抑制力。同時ADSCs能啟動免疫調(diào)節(jié)功能，增加前列腺素-E2及環(huán)氧酶-2 的生成，促進抗炎性巨噬細胞的生成，減少抗原呈遞細胞和肥大細胞的數(shù)量，并降低CD4、CD8細胞淋巴細胞的增殖活性和巨噬細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)為細胞致密、活性強、局部炎癥反應(yīng)使氧耗量增加，導(dǎo)致該組織處于長期慢性缺氧狀態(tài)，研究結(jié)果表明低氧引起的Smad3上調(diào)導(dǎo)致TGF-β信號通路激活，而TGF-β1被認為是對瘢痕形成最關(guān)鍵的因子之一，其能促進膠原沉積，導(dǎo)致病理性性瘢痕形成。HIF-1是一種對氧依賴基因如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HIF-1α和VEGF的表達顯著升高，ADSCs通過調(diào)節(jié)HIF-1α/VEGF途徑來促進新生血管形成，改善瘢痕缺氧微環(huán)境。

ROS被作為膠原沉積的增強劑[41]，對于防止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TGF-β1/Smad通路的激活.因此推測，ADSCs可能通過抗氧作用抑制瘢痕形成。部分學(xué)者發(fā)現(xiàn)脂肪來源干細胞可分泌類胰島素生長因子、類胰島素、角化細胞生長因子、VEGF、bFGF、TGF等，一方面可以抗血管內(nèi)皮細胞凋亡和誘導(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源豐富、獲取簡便、無排斥等優(yōu)勢，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)后長期存活率、移植物吸收率等問題往往得不到有效的解決；其三，自體脂肪來源脂肪干細胞治療增生性瘢痕的具體機制,仍缺乏較全面且統(tǒng)一的認識，有待進一步的研究，因此限制了該技術(shù)進一步的推廣。相信隨著研究的不斷深入、脂肪移植手術(shù)技術(shù)完善，將會獲得更大、更廣泛的研究進展和理論支持，最終得到更廣泛的推廣應(yīng)用。