【原】人体的瑰宝：脂肪中的干细胞

干细胞者说 2021-11-25

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撰文：南山小仙

来源：干细胞者说

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一直以来，脂肪组织都被认为是一个能量储存器官，最大的内分泌器官，软组织填充物和吸脂后的废弃物质，脂肪组织更新很缓慢，它和骨髓组织一样，均起源自中胚层。脂肪组织日益得到临床医师的青睐，一是因为容易获得，二是临床应用广泛。今天，南山小仙要聊的就是脂肪里的宝藏——脂肪干细胞！

脂肪干细胞研究简史

脂肪组织存在于所有的哺乳动物和部分非哺乳动物体内，主要分布在皮下组织、腹膜内区域以及多种重要器官表面。脂肪干细胞（adipose derived stem cells，ADSCs）具备分化成各种脂肪细胞的能力，是由血管基质片段（stromal vascular fraction，SVF）中分离提取而来，一般认为在塑料器皿上能够贴壁生长的梭形细胞，常常表达CD31-CD34+等分子标记。

脂肪干细胞的分离培养

我们了解一下脂肪干细胞的研究历史：

1926年和1929年，Wassermann等对前脂肪细胞进行描述。
1955年，Hausberger提出了前脂肪细胞或称脂肪间充前体细胞的概念，他认为脂肪组织中含有一种类似成纤维细胞样的贴壁细胞，体积小、分化程度低、比脂肪细胞耐受力对创伤和缺氧更好。
1964年， Rodbell等采用蛋白酶消化和梯度离心法，从脂肪组织中分离得血管基质片段成分（stromal vascular fraction，SVF），对其进行分析发现，含有成纤维细胞，肥大细胞等。
1987年，证实这种“前脂肪细胞”在条件培养基培养时候可以向脂肪细胞转化。
2001年，Zuk等首次从抽脂术抽取的脂肪组织中分离获得一种具有多向分化潜能的细胞，与骨髓间充质干细胞形态相似的，将其命名为脂肪干细胞(adipose-derived stem cells, ADSCs)。
Yoshimura等人发明了细胞辅助的脂肪移植技术（CLA）。通过增加移植脂肪中血管基质片段（SVF）细胞的浓度，从而提高了移植脂肪的存活率。在2003-2008年，对307例患者实施了CLA手术。结果显示，患者对移植后皮肤的自然纹理、柔软度、软组织填充后的塑形等都很满意。
2017年，鲁峰等通过纯物理方法提取SVF-gel，虽然有产量低（<15%）的不足，但未添加外源性胶原酶，提高了临床应用的安全性。

脂肪干细胞，因其来源于脂肪组织，可以通过常规的吸脂术中获取。同时，具有免疫源性低、不涉及伦理问题等优势，获得了越来越多临床研究者的青睐。

脂肪细胞的采集位置

脂肪干细胞的作用机制

目前认为，脂肪干细胞作用机制有两种：第一，脂肪干细胞进入人体后，在适宜的成脂微环境下进行分化实现组织修复再生；第二，脂肪干细胞具有免疫调节作用，其通过与免疫细胞的直接作用或旁分泌的作用，影响免疫细胞的分化和活化，重建机体的免疫平衡。通常两种机制是协同发挥作用的。

组织修复作用

在损伤修复中，脂肪干细胞不可以分化成脂肪细胞，而且可通过旁分泌作用调节损伤组织周围的微环境，从而起到促进损伤组织愈的合作用。

补充脂肪细胞

移植后，脂肪干细胞分化为体积较大的成熟脂肪细胞，补充损伤坏死的脂肪细胞，是保障移植后长期疗效的关键。因此，可以作为填充物或者混合脂肪组织用于乳房重建、隆胸、面部年轻化或者增生性瘢痕的治疗。有研究显示，如果将脂肪干细胞和脂肪组织混合后填充，可以提高脂肪组织移植的存活率。单纯的脂肪移植没有脂肪干细胞介导的细胞内外环境，容易出现脂肪颗粒吸收、液化、感染等并发症。脂肪干细胞可增加了移植物的自我修复和减少脂肪吸收。

改善移植物血供

建立新的血供是脂肪移植成功的关键。有研究表明，脂肪干细胞在一定的微环境中，可促进血管内皮细胞增殖。在低氧条件下，脂肪干细胞分泌更丰富的细胞因子，可促进血管生长、抑制细胞凋亡、抗缺血、抗炎修复的作用。

免疫调控作用

对于一些免疫性疾病，比如如系统性红斑狼疮、银屑病、风湿性关节炎、多发性硬化、炎性肠病（克罗恩病和溃疡性结肠炎）等，脂肪干细胞可以通过调节T细胞的表达以及分泌细胞因子，如IDO1、IL-10、IL-6等在治疗中发挥重要作用。

此外，脂肪干细胞通过旁分泌作用也可调节免疫微环境，这也是促进组织修复的一个重要因素。

脂肪干细胞的临床研究

全世界针对脂肪干细胞的临床研究方兴未艾，截至2021年6月，以关键词“ adipose stem cells（包含 adipose derived stem cells）”检索，在ClinicalTrials.gov 网站上注册的脂肪干细胞临床研究项目已达428项，排名前三的地区分别是美国、欧洲和东亚。

脂肪干细胞的全球临床试验

目前，已有三种脂肪干细胞产品在国外被批准应用，分别是2012年在韩国上市的Cuepistem和2018年在欧盟上市的Alofisel，针对克罗恩病合并复杂性肛瘘，前者细胞来自自体，后者来自异体；AstroStem于2018年在日本福冈三一诊所批准商业化使用，适应证是阿尔兹海默症。

细胞药物：Cuepistem

2012年1月，韩国食品药品监督管理局（KFDA）批准Cuepistem用于治疗复杂性克罗恩病并发肛瘘，这是KFDA批准上市的首个脂肪干细胞药物。

临床数据显示，患者早期接受Cuepistem治疗，可延迟或不需要进行复杂肛瘘治疗手术。通过麻醉状态下缝合患者瘘管后，直接将细胞（Cuepistem）均匀注射到瘘管中，以达到治疗目的。

细胞药物：Alofisel

2018年03月，武田制药（Takeda）与TiGenix公司联合宣布，欧盟委员会（EC）批准Alofisel（即Cx601），用于成人克罗恩病患者复杂肛瘘的治疗，这使Alofisel成为欧洲市场首个获得集中上市许可批准的异体干细胞疗法。

Alofisel是一种局部给药的异体扩增脂肪干细胞（eASCs）疗法，美国FDA于2017年10月授予了Alofisel治疗CD患者CPF的孤儿药地位。

据国家药品审评中心的信息，2018年6月至今，国内共有2款脂肪间充质祖细胞新药注册申报获受理开展临床试验，适应症均为膝骨关节炎。

脂肪干细胞未来应用的思考

无细胞疗法

干细胞临床应用面临许多挑战，稳定性是一个重要因素。因为干/祖细胞经长时间体外培养容易发生变异，可能增加促瘤和免疫原性的风险。避免这些安全性问题，同时又要保留细胞治疗的优势，一种可行方法是使用分泌组（注：分泌组包含外囊泡和其他可溶性细胞因子）来代替细胞进行应用。越来越多的证据表明，成体干细胞的组织再生修复能力主要是由于它们的旁分泌活性介导的，这种旁分泌活性是依赖于各种分泌物进行的。

因此，可以运用干细胞分泌组对疾病进行治疗，比如烧伤烫伤，银屑病、系统性硬皮症、糖尿病足等。干细胞分泌组可以避免免疫反应和减少潜在可能的促瘤性风险。但是对于干细胞分泌组的稳定性和发挥效果的机理，还需要进一步研究。

如何提高治疗效果

想要提高脂肪干细胞的治疗效果，需要提高干细胞的归巢能力，那么，细胞如何能够到达受损部位，是首先要考虑的问题。

培养时间的考虑

目前条件下，干细胞长期传代会导致其干性减弱或者丢失，会影响临床治疗效果。在体外培养时间越长，细胞发生老化和氧化损伤积累的可能性就越大，细胞的增殖能力和归巢潜能有所减弱。因此，缩短干细胞在体外扩增时间，有助于提高其归巢性，可增强其临床效果。在没有完成规模化制备细胞工艺之前，应尽量选择代数/倍增次数靠前的细胞（在规模化标准化培养的条件下，群体倍增次数才是靠谱的，细胞代数只是一个不太靠谱的说法）。

给药方式的选择

干细胞目前常见的给药方式是静脉注射，动脉注射，局部注射。最常用的静脉注射方式存在发生滞留肺部影响效果的可能。因此，针对某些疾病，如果要提高疗效，如果尽量将干细胞“送到”损伤位置进行修复，比如局部注射，腰穿，介入等方法，会提高其归巢性和发挥更好的里临床效果。（具体给药的方式选择，取决于很多因素，比如适应症）

冻存细胞还是新鲜细胞的选择

目前使用的细胞有两种形式：一种是新鲜制备的细胞，一种是冷冻后复苏的细胞。相对于新鲜制备的细胞，冷冻后复苏的细胞很多生物学功能没有恢复。刚复苏的细胞，归巢性和存活率都会受到影响，黏附贴壁是移植干细胞存活、生存和有效的前提。研究发现，在移植前使干细胞的处于黏附贴壁状态会有利于移植后的细胞生存和向目标组织的归巢。因此，新鲜制备的细胞要比刚复苏后的临床效果要好（但是不利于规模化应用）。

移植数量的选择

移植时间及数量影响其归巢的效果，细胞培养越早期，移植后归巢效率越高。如果原代细胞数量足够，不经过体外培养最好。体外培养时间越短，干细胞越容易保持干性，归巢性会好。然而刚分离出的细胞往往数量稀少，通常要在体外进行大量培养扩增，以增加干细胞数量。所以，移植时间与细胞数量也是一个矛盾。这意味着，为了获取足够数量的脂肪原代细胞，体外扩增的时间就会短一些，也会有助于其发挥其临床效果。

注：原文于2020年6月8日发表于“干细胞者说”，被各大公众号转载，现进行补充一些内容。在干细胞行业日趋规范发展的今天，一些问题值得我们思考。