脂肪來源干細胞用于乳房整形手術的研究進展

乳房整形手術主要包括隆乳、巨乳縮小、乳頭縮小等美容手術和乳房再造、乳頭內陷矯正以及男性乳房發育切除等修復重建手術[1]。自19世紀80年代以來，關于乳房整形手術的技術、方法和材料經歷了從液體石蠟注射隆乳，硅油、硅膠假體乳房置入到自體脂肪移植，再到最近的研究熱點脂肪來源干細胞輔助移植，發展迅速。然而液體石蠟和硅油、硅膠假體等容易造成許多相關并發癥[2]，包括乳房變硬、注射物移位、變形、異物肉芽腫、反復破潰等，嚴重影響了效果。自體脂肪移植存在移植的脂肪細胞容易被吸收以及存活率低等問題。而人體脂肪來源干細胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）是一種自體的具有多向分化潛能的間充質干細胞。這種多能干細胞由于其取材容易，來源廣泛，體內儲備量大，適宜自體移植，近年來被廣泛用于整形外科和再生醫學，其在乳房整形手術方面的研究也正在逐步深入。本文針對此方面予以綜述，講述國內外脂肪來源干細胞在乳房整形手術特別是隆乳和乳房再造術中應用的研究進展， 并對相關問題進行討論。

1 脂肪來源干細胞的分離和鑒定

脂肪來源干細胞由Zuk等[3]于2001年首次從人吸脂術的脂肪懸液中，經消化、離心和洗滌等處理分離得到，經過細胞表面抗原蛋白免疫表型鑒定，排除了混雜有間充質干細胞的可能，證實了脂肪干細胞的存在。體外和體內實驗證明人類脂肪來源干細胞可以分化成脂肪細胞[4]、成骨細胞[5-9]、軟骨細胞[10-12]、肌肉細胞[13-14]、心肌細胞[15-16]和神經細胞[17-19]等。

2 脂肪來源干細胞協同脂肪顆粒移植（CAL）的提出

2006年，日本學者Yoshimura[20]實驗室首先提出CAL（Cell Assisted Lipotransfer，CAL）的概念，即脂肪來源干細胞協同脂肪顆粒移植（或者是富含干細胞的自體脂肪移植）。他首先從腹部吸脂術得到的脂肪中提取出含有脂肪干細胞的血管基質組分（stroma vascular fraction，SVF），然后同時將SVF協同（CAL）和不協同（non-CAL）人體脂肪顆粒移植到免疫缺陷小鼠體內，實驗結果顯示，CAL可使脂肪細胞成活率較non-CAL（即單純脂肪顆粒移植）高35%，并且CAL技術明顯地減少移植脂肪纖維化、囊腫和鈣化。這一小鼠模型上的實驗結果揭示：與傳統的自體脂肪移植比較，脂肪來源干細胞協同脂肪顆粒移植（CAL）提高了移植脂肪的成活率，為CAL的臨床應用打下了研究基礎。

3 國外脂肪來源干細胞在乳房整形術中的應用

2007年， Yoshimura等[21]首次報道了40例運用脂肪來源干細胞輔助脂肪移植（CAL）技術進行隆乳術的臨床研究。其中8例是乳房切除后再造術。含有脂肪干細胞的基質血管組分（SVF）從吸脂術得到的脂肪中新鮮提取，協同自體的脂肪顆粒移植。結果顯示，移植2個月之后移植的脂肪均未發生明顯的萎縮。但是其中有4例患者脂肪移植之后出現了囊腫和微鈣化等并發癥。這一初步的臨床應用證明CAL可以有效地運用于隆乳和乳房再造術，但是還需要進一步的研究來判斷此技術的效果。進一步地，2009年，Yoshimura等[22]繼續報道了15例用脂肪來源干細胞輔助脂肪移植（CAL）技術來進行隆乳術美容或者是乳房填充物（假體）去除之后的乳房再造的臨床研究。與2007年相同，含有脂肪干細胞的基質血管組分（SVF）從吸脂術得到的脂肪中提取，協同自體的脂肪顆粒移植。結果顯示，移植2個月后移植的脂肪均未發生明顯的萎縮，移植12個月后的乳房磁共振成像和鉬靶檢查未發現異常，15例患者對于治療效果都十分滿意。這些臨床應用證明CAL可以成為乳房假體置入的良好替代品，但是缺少適當的對照組。不過，與傳統的脂肪顆粒注射方式相比較，脂肪來源干細胞輔助脂肪移植技術進行乳房整形手術的效果變佳。

2011年，日本學者Kamakura和Ito[23]報道了20例運用脂肪來源干細胞輔助脂肪移植技術（CAL）進行隆乳術的臨床研究。注射器吸脂術后，脂肪組織運用Celution 800系統R（美國）清洗并分離提取出脂肪干細胞（ADSCs）。與術前相比較，移植9個月之后測量乳房大小發現平均有3.3cm的增加，醫生手術滿意度為69%，患者滿意度為75%。但是其中有2例術后出現了囊腫。這些結果證明通過自動化系統處理得到的高細胞活力的脂肪干細胞輔助脂肪移植的技術是安全有效的，所有患者術后的效果均得到明顯改善。但是此項臨床研究也是沒有適當的對照，沒有與傳統的自體脂肪移植隆乳術對照。并且只是測量乳房大小，沒有運用更精確的三維乳房掃描的技術，也沒有觀測術后1年或者更長時間乳房的變化。值得注意的是，這次臨床研究中，首次運用到一種細胞自動化培養系統，即Celution 800系統R。此系統首先從少量脂肪組織中提取再生性干細胞，然后將提取干細胞與通過吸脂獲取的脂肪組織進行混合，從而形成適用于軟組織修復的細胞增強脂肪移植物，減少脂肪移植過程中的外部感染，極大地提高了脂肪移植的成活率。

2012年，韓國學者申東辰等[24]報道了脂肪來源干細胞（ADSCs）輔助的自體脂肪移植隆乳術的臨床效果。他們選取2008年11月～2009年12月于韓國首爾TIARA整形外科醫院接受ADSCs輔助的自體脂肪移植隆乳術的患者100例，對其臨床效果進行研究和分析。所有患者均自下腹或大腿部抽取脂肪組織，經消化、離心和洗滌等處理分離得到脂肪來源干細胞（ADSCs），與填充用脂肪組織均勻混合后注射于患者乳房內。結果顯示，100例患者乳腺整形手術均順利完成，未出現嚴重的并發癥，絕大多數患者對隆乳效果表示滿意。這一結果證明脂肪來源干細胞（ADSCs）輔助的自體脂肪移植隆乳術臨床效果確切可靠。術后3個月乳房內保存的移植脂肪基本成功存活，之后乳房的隆起效果保持穩定。但是，此項臨床研究只觀測了術后6個月，沒有觀測更長時間乳房的隆起效果，也沒有觀測乳房磁共振成像和鉬靶檢查是否正常。

4 國內脂肪來源干細胞在乳房整形術中的應用

在國外，脂肪來源干細胞在乳房整形術中的應用已經報道上述175例，只有6例患者術后出現了囊腫，其他169例在術后1年內均安全可靠。2012年，王琳等[25]報道了18例運用脂肪來源干細胞輔助脂肪移植技術（CAL）進行隆乳術的臨床研究。他們選取于2009年6月～2010年11月進行CAL隆乳術患者18例，其中10例患者隨訪達6個月。他們應用韓國Lipokit脂肪移植機自患者大腿、側腰和下腹部抽取脂肪，經消化、離心和洗滌等處理，獲取含有脂肪干細胞的基質血管組分（stromal vascular fraction，SVF），協同自體的脂肪顆粒移植。結果顯示，術后3個月內，乳房體積縮小明顯，之后乳房體積保持基本穩定，并較術前明顯增大，形態明顯改善，所有患者乳房磁共振成像未見囊腫或鈣化表現，證明CAL隆乳術安全有效。這一臨床應用中使用的是韓國lipokit脂肪移植機，提純的SVF細胞群中具有較高比例的ADSCs，并具有成脂、成骨、成軟骨的功能特征。此設備的使用最大程度地減少了膨脹液注入體積，減少了脂肪移植過程中的外部感染，極大地提高了脂肪移植的成活率。2013年，閏俊靈等[2]報道了15例脂肪來源干細胞介導自體脂肪移植隆胸的臨床研究。脂肪移植隆乳過程分為兩期：一期是分離與擴增脂肪干細胞（ADSCs），抽出10～20ml脂肪，用膠原酶I消化，貼壁培養獲得脂肪干細胞，擴增至第2代，并進行細胞免疫表型，分化及遺傳穩定性鑒定；二期是抽取300～450 ml脂肪，脂肪混合脂肪干細胞用于移植填充。結果顯示，術后3～6個月，15例患者均無明顯脂肪吸收現象，無感染、疼痛、上肢活動受限等不良反應，隆乳效果良好。這一臨床研究中，作者發現第2代自體脂肪干細胞（ADSCs）具有典型的間充質干細胞的特征，通過自體脂肪干細胞（ADSCs）輔助的自體脂肪注射隆乳，明顯提高移植脂肪細胞的成活率，促進移植脂肪的血管再生。但是，此項臨床研究只觀測了術后6 個月乳房的效果，沒有觀測更長時間乳房磁共振成像和鉬靶檢查是否正常。

5 脂肪來源干細胞用于乳房整形術中的安全隱患

雖然國內外有200多例關于運用脂肪來源干細胞進行乳房整形術的成功病例，但是，脂肪來源干細胞用于乳房整形術存在安全隱患[26]，有許多相關基礎實驗研究報道。2010年，Razmkhah等[27]通過實時定量PCR的方法檢測比較乳腺癌細胞和脂肪干細胞中相關分子表達量的高低，提出脂肪干細胞通過產生胰島素樣生長因子，肝細胞生長因子，血管內皮生長因子和趨化因子白細胞介素-8等一系列生長因子和調控分子，促進乳腺腫瘤細胞的生長，保護乳腺腫瘤細胞免受機體免疫機制的清除。因此，脂肪干細胞為乳腺癌細胞生長的微環境提供了許多有利條件[28]。Gehmert等[29]運用乳腺癌細胞培養液誘導脂肪干細胞的實驗證明，含有腫瘤的細胞培養液可以通過血小板源性生長因子受體（PDGF-BB/PDGFR-beta）信號通路誘導脂肪干細胞的遷移。這些研究證明脂肪干細胞與乳腺癌細胞之間可以相互作用，相互影響。2011年，美國學者Zimmerlin等[30]指出，脂肪來源干細胞可以促進乳腺癌細胞的生長。他們運用6～8周小鼠進行轉移性胸腔積液細胞與脂肪干細胞共移植，與單獨移植脂肪干細胞比較，移植6個月之后犧牲小鼠進行觀測。靜息期的轉移性胸腔積液細胞與脂肪干細胞共同移植之后出現腫瘤的概率為4/40，但是腫瘤體積沒有變大。活躍期的轉移性胸腔積液細胞與脂肪干細胞共同移植之后出現腫瘤的概率為17/40。這一實驗結果證明脂肪干細胞可以增強活躍期而不是靜息期轉移性胸腔積液細胞的腫瘤發生。因此，運用脂肪干細胞進行輔助脂肪移植還需要推遲，亟待更多的臨床實驗證據來排除產生疾病的可能性。

6 結語

脂肪來源干細胞在隆乳術或是乳房再造術中起四個方面的作用。首先，脂肪干細胞可以分化成脂肪細胞并在脂肪組織中起到再生的作用；第二，脂肪干細胞可以分化成內皮細胞和血管壁細胞，從而促進血管生成和移植脂肪的成活率，減少移植脂肪組織的被吸收率；第三，脂肪干細胞可以在缺氧和其他條件下釋放血管生長因子，從而誘導移植過程中脂肪周圍的組織血管發生；第四，也是脂肪干細胞的主要作用，是保障原始脂肪干細胞（脂肪祖細胞）的存活。正常情況下，脂肪干細胞存在于脂肪細胞之間或是細胞外基質，特別是血管附近，促進脂肪組織的分化，需要2年或者更多的時間。但是，在移植過程中損傷導致的暫時性缺血的刺激下，脂肪干細胞向脂肪分化的時間變短，只需要2～3個月。因此，吸脂術中得到的脂肪干細胞的活性直接影響脂肪移植后隆乳或者乳房再造術的效果。

目前，脂肪來源干細胞輔助脂肪移植的方法有兩種：①吸脂術得到的脂肪運用自動化設備Celution 800系統R清洗并分離提取出脂肪干細胞（ADSCs），或者是從脂肪組織中運用人工手段分離、培養脂肪來源干細胞，將得到的脂肪干細胞與自體脂肪組織進行混合再移植；②運用自動化設備Lipokit脂肪移植機得到脂肪，或者是吸脂術得到的脂肪，經消化、離心和洗滌等處理，獲取含有脂肪干細胞的基質血管組分（stromal vascular fraction，SVF），不分離和培養ADSCs，將SVF協同自體的脂肪顆粒移植。臨床上這兩種脂肪來源干細胞輔助脂肪移植的方法在國內外都有醫生使用[31]，沒有統一的標準。劉乃軍等[32]提出濕性脂肪干細胞輔助自體脂肪移植術，即直接利用人體脂肪抽吸物靜置后注射器內脂質和液體部分富含未經分離新鮮ADSCs和SVF復合白體脂肪顆粒移植。但這些移植物中含有多少量ADSCs和SVF及對體內移植脂肪顆粒構建脂肪組織過程中確切輔助作用機制，亟待進一步研究。

總之，脂肪來源干細胞在乳房整形技術中的應用，最關鍵的兩點是：①確保脂肪來源干細胞的提取和純化過程安全，避免操作過程的污染，提高脂肪干細胞的成活率；②確保脂肪來源干細胞移植至體內之后的長期安全性，即防止其促進腫瘤發生的可能，這一點需要大量的、長期的基礎和臨床實驗驗證，需要設立適當的對照組實驗來完成。另外，注射的脂肪組織成活的機制，調控脂肪干細胞分化的機制以及脂肪干細胞的命運調控機制仍然未知。令人鼓舞的是上述很多問題正在被解決，所以脂肪來源干細胞在未來乳房整形手術中的廣泛應用是值得期待的。

[參考文獻]

[1]郭樹忠.乳房整形美容手術進展[J].中國美容醫學，2005，14（4）：409-412.

[2]閆俊靈，狄國虎，丁紅，等.脂肪干細胞介導的自體脂肪移植隆胸[J].中國組織工程研究，2013，17（5）：878-885.

[3]Zuk PA，Zhu M， Mizuno H， et al. Multilineage cells from human adipose tissue： implications for cell-based therapies[J]. Tissue Eng，2001，7（2）：211-228.

[4]Zuk PA，Zhu M，Ashjian P，et al.Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells[J].Mol Biol Cell，2002，13（12）：4279-4295.

[5]Halvorsen YC， Wilkison WO，Gimble JM. Adipose-derived stromal cells--their utility and potential in bone formation[J].Int J Obes Relat Metab Disord，2000，24 Suppl 4：S41-S44.

[6]Dragoo JL，Samimi B，Zhu M，et al.Tissue-engineered cartilage and bone using stem cells from human infrapatellar fat pads[J]. J Bone Joint Surg Br，2003，85（5）：740-747.

[7]Hicok KC，Du Laney TV，Zhou YS，et al. Human adipose-derived adult stem cells produce osteoid in vivo[J].Tissue Eng，2004，10（3-4）：371-380.

[8]Cowan CM，Shi YY，Aalami OO，et al. Adipose-derived adult stromal cells heal critical-size mouse calvarial defects[J].Nat Biotechnol，2004，22（5）：560-567.

[9]Peterson B，Zhang J，Iglesias R，et al.Healing of critically sized femoral defects， using genetically modified mesenchymal stem cells from human adipose tissue[J].Tissue Eng，2005，11（1-2）：120-129.

[10]Erickson GR，Gimble JM，Franklin DM，et al.Chondrogenic potential of adipose tissue-derived stromal cells in vitro and in vivo[J]. Biochem Biophys Res Commun，2002，290（2）：763-769.

[11]Awad HA，Halvorsen YD，Gimble JM，et al.Effects of transforming growth factor beta1 and dexamethasone on the growth and chondrogenic differentiation of adipose-derived stromal cells[J].Tissue Eng，2003，9（6）：1301-1312.

[12]Huang JI，Zuk PA，Jones NF，et al.Chondrogenic potential of multipotential cells from human adipose tissue[J].Plast Reconstr Surg，2004，113（2）：585-594.

[13]Mizuno H，Zuk PA，Zhu M，et al.Myogenic differentiation by human processed lipoaspirate cells[J]. Plast Reconstr Surg，2002，109（1）：199-209，210-211.

[14]Rodriguez AM，Pisani D，Dechesne CA，et al.Transplantation of a multipotent cell population from human adipose tissue induces dystrophin expression in the immunocompetent mdx mouse[J]. J Exp Med，2005，201（9）：1397-1405.

[15]Planat-Benard V，Menard C，Andre M，et al.Spontaneous cardiomyocyte differentiation from adipose tissue stroma cells[J].Circ Res，2004，94（2）：223-229.

[16]Strem BM，Zhu M，Alfonso Z，et al.Expression of cardiomyocytic markers on adipose tissue-derived cells in a murine model of acute myocardial injury[J]. Cytotherapy，2005，7（3）：282-291.

[17]Safford KM，Hicok KC，Safford SD，et al. Neurogenic differentiation of murine and human adipose-derived stromal cells[J].Biochem Biophys Res Commun，2002，294（2）：371-379.

[18]Ashjian PH，Elbarbary AS，Edmonds B，et al.In vitro differentiation of human processed lipoaspirate cells into early neural progenitors[J].Plast Reconstr Surg，2003，111（6）：1922-1931.

[19]Kang SK，Lee DH，Bae YC，et al.Improvement of neurological deficits by intracerebral transplantation of human adipose tissue-derived stromal cells after cerebral ischemia in rats[J].Exp Neurol，2003，183（2）：355-366.

[20]Matsumoto D，Sato K，Gonda K，et al.Cell-assisted lipotransfer：supportive use of human adipose-derived cells for soft tissue augmentation with lipoinjection[J].Tissue Eng，2006，12（12）：3375-3382.

[21]Yoshimura K，Sato K，Aoi N，et al.Cell-assisted lipotransfer for cosmetic breast augmentation： supportive use of adipose-derived stem/stromal cells[J].Aesthetic Plast Surg，2008，32（1）：48-55，56-57.

[22]Yoshimura K，Asano Y，Aoi N，et al.Progenitor-enriched adipose tissue transplantation as rescue for breast implant complications[J].Breast J，2010，16（2）：169-175.

[23]Kamakura T，Ito K.Autologous cell-enriched fat grafting for breast augmentation[J]. Aesthetic Plast Surg，2011，35（6）：1022-1030.

[24]申東辰，陳月光，劉炎鋒，等. 脂肪干細胞輔助的自體脂肪移植隆乳術臨床療效分析[J].中國現代普通外科進展，2012，15（8）：621-626.

[25]王琳，陸毅，羅旋，等. 細胞輔助的脂肪移植法隆乳術：18例報告[J].中華整形外科雜志，2012，28（1）：1-6.

[26]Wang YY，Ren GS，Petit JY，et al.Oncological risk after autologous lipoaspirate grafting in breast cancer patients： from the bench to the clinic and back[J].J Craniofac Surg，2013，24（3）：700-702.

[27]Razmkhah M，Jaberipour M，Hosseini A，et al. Expression profile of IL-8 and growth factors in breast cancer cells and adipose-derived stem cells （ASCs） isolated from breast carcinoma[J].Cell Immunol，2010，265（1）：80-85.

[28]Razmkhah M，Jaberipour M，Ghaderi A.Bcl-2 and Fas expressions correlate with proliferative specificity of adipose-derived stem cells （ASCs） in breast cancer[J].Immunol Invest，2011，40（3）：290-298.

[29]Gehmert S，Gehmert S，Prantl L，et al. Breast cancer cells attract the migration of adipose tissue-derived stem cells via the PDGF-BB/PDGFR-beta signaling pathway[J]. Biochem Biophys Res Commun，2010，398（3）：601-605.

[30]Zimmerlin L，Donnenberg AD，Rubin JP，et al. Regenerative therapy and cancer： in vitro and in vivo studies of the interaction between adipose-derived stem cells and breast cancer cells from clinical isolates[J].Tissue Eng Part A，2011，17（1-2）：93-106.

[31]Gir P，Oni G，Brown SA，et al.Human adipose stem cells： current clinical applications[J]. Plast Reconstr Surg，2012，129（6）：1277-1290.

[32]劉乃軍，管延萍，王艷，等. 濕性脂肪干細胞輔助自體脂肪移植術[J].中國美容醫學，2011，20（7）：1178-1180.

[收稿日期]2013-05-18 [修回日期]2013-06-25

編輯/李陽利