...总生存率(OS)和无进展生存率?-慢性粒细胞白血病的TKI靶向治疗
邱尧 岳毅刚 邵家松 霍群 张敏
[摘要]慢性创面愈合过程机制复杂，涉及炎性反应、成纤维细胞异常增殖、胶原的形成与沉积、创面血管化和皮肤再上皮化等过程，目前临床缺乏理想的治疗方法。近年来，干细胞的应用在慢性创面的治疗方面备受瞩目，其主要优点是避免了潜在的有害的外科手术过程，避免皮肤移植或皮瓣等手术带来的负荷等。本文就胚胎干细胞、骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞、诱导多能干细胞对慢性创面的治疗机制及相关研究进展作一综述。
[关键词]慢性创面；干细胞；血管化；再生；愈合
[中图分类号]R622 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2018）04-0148-04
Research Progress of Stem Cells in the Treatment of Chronic Wound Healing
QIU Yao， YUE Yi-gang， SHAO Jia-song， HUO Qun， ZHANG Min
（Department of Plastic Surgery of Affiliated Hospital of Guilin Medical University， Guilin 541001， Guangxi， China）
Abstract： The mechanism of chronic wound healing is complex， which involves inflammatory reaction， abnormal proliferation of fibroblasts， collagen formation and deposition， wound vascularization and skin re epithelialization. At present， there is no ideal treatment method in clinic. In recent years， the application of stem cells has attracted much attention in the treatment of chronic wounds. Its main advantages are avoiding potential harmful surgical procedures and avoiding skin graft or flap operation. In this paper， the treatment mechanism， advantages and disadvantages of embryonic stem cells， bone mesenchymal stem cells， adipose-derived stem cells and induced pluripotent stem cells in chronic wounds were reviewed.
Key words： chronic wound； stem cells； vascularization； regeneration； healing
慢性难愈性创面简称慢性创面，是指经规范临床治疗4～8周后仍难愈合或不愈合的创面。在中国，伴随着人口老龄化及生活水平的提高，糖尿病、下肢静脉溃疡等发病率逐年上升，慢性创面发生率越来越高。近年来，干细胞的应用在慢性创面的治疗方面备受瞩目，干细胞治疗的主要优点是可取代部分手术治疗，从而避免皮肤移植或皮瓣等手术为老年患者带来的身体负担及并发症。干细胞的应用可为有效治疗创伤性皮肤缺损和严重烧伤导致的软组织缺损以及治疗如糖尿病、下肢静脉性溃疡等疾病导致的慢性创面提供新的治疗方法。本文就近年来难愈创面的各种慢性创面的干细胞治疗技术，如：胚胎干细胞（Embryonic Stem Cells，ESCs）、间质干细胞（Mesenchymal Stem Cells，MSCs）尤其骨髓间充质干细胞（Bone Mesenchymal Stem Cells，BMSCs）、脂肪干细胞（Adipose-Derived Stem Cells，ADSCs）、诱导多能干细胞（Induced Pluripotent Stem Cells，IPSCs）等研究進展作一综述。
1 胚胎干细胞
胚胎干细胞（ESCs）是最早用于慢性创面愈合方面研究的干细胞，其惊人的增殖能力表明，对胚胎干细胞的研究可能会帮助人们进一步了解再生过程并提供最佳治疗。ESCs来源于受精卵发育到囊胚或胚泡时期内细胞团，不能从患者身上获得，直接使用将涉及到同种异体移植的所有缺点以及与胚胎组织有关的伦理问题。虽然ESCs本身不太适合组织移植，但它们确实提供了通过旁分泌机制增强生理愈合过程的潜力。例如：ESCs衍生的内皮细胞分泌多种细胞因子促进伤口愈合[1]。ESCs移植目前已应用于动物创面治疗，可明显加速创面愈合，为利用ESCs对皮肤修复的非凡再生潜力，Guenou等[2-3]将ESCs分化为全功能角质化细胞，随后用于表皮的再构造。尽管有这些有希望的发现，但由于潜在的免疫原性和致瘤性，胚胎干细胞的广泛临床应用目前是难以捉摸的。与此同时，伦理学的冲突及免疫排斥问题依然限制着干细胞治疗的发展。
2 骨髓间充质干细胞
骨髓间充质干细胞（BMSCs），即最早发现的间充质干细胞，是另一个很有希望的修复或替换受损组织的候选细胞。众所周知，它们有能力分化成多个谱系，如：内皮细胞、神经细胞、肝细胞等。此外，Mikako等[4]研究表明，BMSCs可分化为多种类型的皮肤细胞，将有助于创面的修复。现已证实BMSCs能够分化为角质化细胞、内皮细胞、周细胞和单核细胞。
除了自身分化潜力， BMSCs还通过自分泌及旁分泌等途径促创面愈合。BMSCs分泌的生长因子和细胞因子结合能成功地诱导血管生成，减少炎性细胞浸润，促进成纤维细胞迁移和胶原蛋白的产生，为慢性创面的治疗提供了一种新窗口。早在2007年，Wu等[5-6]在糖尿病和非糖尿病小鼠实验中发现，BMSCs释放血管生成因子加速伤口的闭合过程，并通过其旁分泌机制释放旁分泌因子，使CD14+单核细胞、角质细胞和内皮细胞聚集至伤口，从而促进伤口愈合。各种研究已经表明，当MSCs受到低氧条件时，会通过促进生长、调节细胞因子和对低氧因子（HIF-1）的释放及稳定性，以增强其再生治疗的能力[7]。不仅如此，其旁分泌机制还可在伤口修复过程中诱导细胞分化、增殖；调节免疫反应和抑制过度的炎症反应，使创面能快速愈合而不因过度纤维化形成瘢痕组织[8-9]。Arsalan等[10]证明，MSCs可通过一种剂量依赖性的方式增强无细胞接触的成纤维细胞迁移，从而促进正常和慢性创面成纤维细胞的生长和迁移，并在体外诱导血管生成。此外，MSCs通过抗菌因子的分泌配合免疫细胞的功能，在创面修复过程显示杀菌特性。基于上述功能，MSCs已被证实能在多种损伤模型中加强组织修复和炎症反应的减弱及血管化的改善[11]。在另一项研究中，MSCs的外体被证明是伤口愈合的介质[10]。联合移植的MSCs和ESCs已被证实可以显著改善糖尿病伤口愈合[12]和改善复杂骨缺损的愈合[13]。
尽管MSCs已经证明了在各种不同的情况下提高伤口愈合率的一致能力，但其疗法仍然存在一些局限性，这些局限性包括需要改善细胞的传递方式、细胞的存活率、MSC制剂的异质性等。在广泛的临床应用之前，需要进一步的大型临床试验来建立MSCs的安全性。因此，使用MSCs的疗法应该谨慎，它的许多作用和机制还有待进一步挖掘及改善[1-2，14]。
3 脂肪干细胞
脂肪源干细胞（ADSCs）也是间充质干细胞的一种，可分化成脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞和肌原细胞等。可以说与BMSCs有几乎相同的潜力，但由于它们的广泛可用性和相对容易获得足够的细胞数量而更受欢迎。作为具有分化潜能的干细胞，ADSCs具有上皮分化的潜能，局部注射的ASCs可以通过分化为角质细胞的作用加速伤口的上皮化。此外，ADSCs还被证明可以通过分化和血管生成来增强伤口愈合，可为临床的慢性创面治疗提供一种可行的治疗方法[15-16]。
ADSCs同样通过在伤口愈合过程中分泌大量生长因子和细胞因子来增加巨噬细胞招募，加快成纤维细胞和角化细胞的体外增殖[17]，增强胶原蛋白的生成，继而形成肉芽组织，改善血管形成，最终提高伤口愈合率。ADSCs被证明可以释放许多强有力的血管生成因子，也可以通过分化为内皮细胞重建血管[6]。另一项研究显示，在缺氧条件下ASCs可显著增加胶原的合成水平，将有助于减少创面面积[8]。ADSCs已经在伤口愈合的多个临床试验中进行了测试，证明可显著增强皮肤伤口愈合和增加血管的形成，在创面修复和组织再生方面的应用也已经在体外和体内的许多实验模型中得到了证实[1]。在大鼠的全厚度切除损伤模型中，ADSCs可通过VEGF-A、肝生长因子和fgf-2[18]的分泌来促进新生血管生成，加速伤口的闭合，从而促进角质形成细胞或真皮成纤维细胞的后续血管生成和增殖[19]。此外，在人类和最近一期的临床试验中，富含脂肪干细胞的脂肪移植物其生存率明显升高，证实了ADSCs在治疗关键肢体缺血时的有益作用[20]。Lee等[21]利用肌肉注射ADSCs来治疗血栓闭塞性脉管炎患者和糖尿病足患者，可观察到大多数患者的疼痛评分及步行距离都有所改善。
此外，ADSCs在临床医学中具有实际的优势，因为脂肪组织是丰富易获得且很少引起捐赠部位的发病，也没有与胚胎干细胞相关的伦理考虑。截至目前，在皮肤创面愈合过程中，ADSCs的临床应用尚处于早期阶段，这类细胞目前确实存在一些限制，例如考虑到诱发癌症的风险[22]。作为干细胞，ADSCs在本质上具有多能性，不仅在移植后可能分化为脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞，也可能发展为不良组织[23]。上述的ADSCs通过分泌生长因子、细胞因子和化学引诱剂，增强血管生成，增加血液供应，这一方面可用于创面修复，另一方面也可为肿瘤细胞提供营养支持。考虑到它们的血管生成和抗炎分子的分泌，人们推测某些干细胞的数量可能刺激肿瘤的生长。然而，到目前为止，尚无发现使用ADSCs治疗的患者出现癌变的报道。对慢性伤口愈合过程中所涉及的生长因子、蛋白质和治疗路径的鉴定，可使临床治疗更加安全和快速。ADSCs在治疗慢性伤口愈合方面所展现出的潜力已经显示出了希望，为未来的再生医学提供了新的发展方向[24]。
4 诱导多潜能干细胞
诱导多能干细胞（IPSCs）自问世以来，就因其易获取、无免疫排斥性、多能分化潜能的特点，在再生医学领域受到越来越多的关注。使用IPSCs技术，可以产生从分化的成人组织衍生出来的自体多能干细胞群而不使用胚胎细胞或卵细胞，因此，没有伦理学的问题。此外，利用患者自体的体细胞制备的IPSCs是非免疫原性的。利用这些特点，Itoh等[25]在体外3-D皮肤中产生了完全由人的IPSCs衍生的角质形成细胞和成纤维细胞组成的皮肤，Sebastiano等[26]进一步成功地利用了人类角质细胞衍生的IPSCs在体外重组皮肤，以治疗隐性营养不良表皮松解。另外，Yang等[27]成功地通过IPSCs分化為人类上皮干细胞，以及再生毛囊的所有成分。这些发现都展示了IPSCs在再生领域的巨大发展前景。
IPSCs的潜力还包括在伤口愈合过程中促血管化。研究表明，从人的IPSCs衍生的间充质干细胞中提取的外泌体能促进胶原合成和血管生成，从而促进皮肤创面愈合。IPSCs已被证明可以分化为心肌、血管平滑肌和周细胞[9]。治疗性IPSCs可以从患者体内分离分化的细胞，重新编程到多能状态，然后分化为所需的细胞类型[11]。研究证明，来自IPSCs的间充质干细胞（IPSC-MSCs）兼具MSCs和IPSCs的优点，已成为干细胞移植治疗的替代资源，PSC-MSCs可大量产生，具有很强的自我活力，并能减弱组织缺血，与成人骨髓间充质干细胞相比，有更好的治疗效果[28]。
IPSCs兼具ESCs多潜能的综合优势和MSCs的可用性，但也存在很多问题：如它们在未分化的状态下通过逆转录病毒载体会促进癌症风险；低效率的细胞重编程使其产生的细胞数量较低而处理成本较高；遗传不稳定性和潜在的免疫原性等[2，29]。因此，随着该领域研究的不断进步，在IPSCs进入人体试验及广泛的临床适应之前需要改进和提高的技术还有很多，如：研究非病毒介导的重编程细胞方法。尽管存在上述担忧，IPSCs巨大的治疗前景仍然不可忽视[11]。
5 总结与展望
慢性创面是临床治疗难点，机制复杂，涉及炎性反应、成纤维细胞异常增殖、胶原的形成与沉积、创面血管化和皮肤再上皮化等过程，目前临床缺乏理想的治疗方法。近年来干细胞技术的应用在慢性创面的治疗方面取得了较大进展。
ESCs已应用于动物创面治疗，在血管化及治疗慢性创面方面体现出良好效果，但伦理学的冲突及免疫排斥问题始终是限制其发展的最大障碍；BMSCs的治疗潜力是很有希望的，它避免了胚胎干细胞相关的生物伦理问题以及在与患者分离时避免免疫原性的能力。此外，与相对稀少的ESCs数量来说，BMSCs及ADSCs的来源更加广泛易得。限制MSCs临床应用的，是其诸多尚未明确的机制及未排除的生物和肿瘤学等安全问题。IPSCs技术是干细胞研究领域的一项重大突破，不仅同样回避了ESCs细胞的伦理争议及免疫排斥问题，且IPSCs兼具ESCs多潜能的综合优势和MSCs的可用性，使干细胞向临床应用又迈进了一大步。但同MSCs相似，IPSCs早期同样受其产生机制不明、低诱导率及恶变风险的限制[30]。近年来，随着诱导多能干细胞技术的不断发展以及技术水平的不断更新[31]，使IPSCs安全性得到提高的同时，转化率大幅提升，已经能够相对安全及高效地获得，其在再生医学领域的潜力及优势也已日趋明显。
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