近日,波蘭盧布林醫(yī)科大學(xué)在國際著名期刊《MDPI》雜志上發(fā)表一篇關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞在治療處理燒傷創(chuàng)面時的臨床試驗(yàn)綜述。該文獻(xiàn)的主要目的是嘗試收集有關(guān)使用干細(xì)胞治療燒傷創(chuàng)面的現(xiàn)有文獻(xiàn)。
分析中包括81項研究。這些研究在設(shè)計、燒傷模型、干細(xì)胞來源、和細(xì)胞治療應(yīng)用的方法。沒有重大副作用的報道,細(xì)胞療法縮短了燒傷傷口的愈合時間。很少有關(guān)于人體模型的病例報告沒有報告任何嚴(yán)重的不良事件。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療丨處理修復(fù)燒傷的新希望
簡介:大面積燒傷,超過全身表面積 (TBSA) 的20%,是一種危及生命的情況,因?yàn)槠つw屏障喪失,因此會導(dǎo)致體液流失、嚴(yán)重的代謝變化和感染性并發(fā)癥。在全層燒傷中,皮膚的整個深度都會受損,包括真皮、腺體和毛囊。如圖1所示,只有部分皮層燒傷具有自愈的潛力。
深度燒傷傷口自愈的可能性有限,在大多數(shù)情況下需要去除壞死組織,然后植皮或使用皮膚替代品。在臨床實(shí)踐中,深度燒傷需要去除燒傷焦痂,并用植皮或皮膚替代品替換燒傷的皮膚。當(dāng)大面積皮膚被燒傷時,最常見的問題之一是缺乏自體皮膚來覆蓋燒傷傷口。市場上有許多敷料和皮膚替代品;但是,沒有一種理想的解決方案。
干細(xì)胞與燒傷
隨著干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究的不斷深入,干細(xì)胞治療燒傷目前已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)研究中的一個熱點(diǎn),尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞,間充質(zhì)干細(xì)胞的再生潛力以及可及性,使細(xì)胞療法成為傷口治療(包括燒傷)中有前途的治療選擇。成體干細(xì)胞幾乎存在于所有成體組織中,包括骨髓、脂肪組織、肝臟、胰腺、脾臟、胸腺、骨骼肌、牙髓和真皮,其中骨髓和脂肪組織最為常見使用的MSC來源(圖2)。
方法:兩名獨(dú)立研究人員篩選了醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(PubMed、PubMed?Central、MEDLINE)中可用的文章。包含過濾器是“燒傷”或“燒傷傷口”和“干細(xì)胞”或“MSC”或“脂肪來源的干細(xì)胞”。過濾英文標(biāo)題、摘要和全文,選擇描述燒傷創(chuàng)面病理和殘余干細(xì)胞作用,以及干細(xì)胞在燒傷創(chuàng)面愈合中的實(shí)驗(yàn)和臨床應(yīng)用的原創(chuàng)文章和綜述。研究方法的廣泛異質(zhì)性和可比研究的數(shù)量很少阻礙了可靠的統(tǒng)計分析。
搜索策略確定了800條記錄,其中81項研究被納入研究。我們進(jìn)行了簡單的文獻(xiàn)綜述。
殘留干細(xì)胞對熱損傷的反應(yīng)
真皮層中殘留有間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC),負(fù)責(zé)皮膚修復(fù)。它們存在于毛囊隆起區(qū)域、菌毛肌 、汗腺、神經(jīng)末梢和皮脂腺的插入處。隨著年齡的增長,皮膚結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,干細(xì)胞數(shù)量減少,這可能導(dǎo)致老年燒傷患者的愈合時間延長。
燒傷發(fā)生后,細(xì)胞因子,如腫瘤壞死因子-α?(TNF-α)、白細(xì)胞介素?(IL-1β)、干擾素?IFN-γ?IL-6和IL-12被分泌。干細(xì)胞可以轉(zhuǎn)移到受傷的上皮細(xì)胞并刺激再生。
在傷口愈合的初始階段,MSC促進(jìn)巨噬細(xì)胞群從M1到M2的轉(zhuǎn)變,并刺激抗炎TNF的分泌。
在后期階段,MSCs通過分泌生長因子刺激血管生成,包括血管內(nèi)皮生長因子?(VEGF)、血小板衍生生長因子?(PDGF)、肝細(xì)胞生長因子?(HGF)、成纖維細(xì)胞生長因子?(b-FGF)、SDF-1、轉(zhuǎn)化生長因子β?(TGF-β)、血管生成素-1和生長分化因子11?(GDF11)?。
MSC通過細(xì)胞外囊泡的旁分泌作用在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。外泌體含有信號活性物質(zhì),例如核酸、氨基酸和蛋白質(zhì)。
MSC分泌的外泌體也含有mRNA,例如miR-125a,可加速血管形成。在增殖期,MSCs通過刺激成纖維細(xì)胞促進(jìn)ECM蛋白、糖胺聚糖、內(nèi)源性透明質(zhì)酸(HA)、膠原蛋白I、II、III和V、木糖醇、纖連蛋白和彈性蛋白的分泌。干細(xì)胞對金屬蛋白酶 (MMP) 和ECM重塑的影響如圖3所示。
在全身或創(chuàng)面局部應(yīng)用間充質(zhì)干細(xì)胞治療可促進(jìn)損傷皮膚的修復(fù)并提高愈合質(zhì)量,增進(jìn)創(chuàng)面愈合過程中血管的生成,縮短患者的康復(fù)時間。
干細(xì)胞治療燒傷的臨床研究案例
人體研究仍然有限,主要涉及病例報告。不同類型的干細(xì)胞已成功用于減少燒傷面積、縮短愈合時間以及防止收縮疤痕(表2)。
研究中沒有報告嚴(yán)重的副作用,這可能表明該療法是安全的。然而,使用了不同類型的干細(xì)胞(臍帶、骨髓、脂肪來源)和不同來源(自體、同種異體)。研究和病例報告的異質(zhì)性阻礙了對所描述療法的恰當(dāng)比較。每種干細(xì)胞類型都具有各自的特點(diǎn),但在體內(nèi)它們的作用類似于調(diào)節(jié)細(xì)胞。
臍帶和胎盤干細(xì)胞:2016年,中國人民解放軍總醫(yī)院首席研究員傅小兵發(fā)表了一項為期6個月的《臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞凝膠治療難治性皮膚潰瘍愈合療效》試驗(yàn),該試驗(yàn)共招募20名皮膚潰瘍難以愈合的患者,隨機(jī)分為臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞組和其他治療組,通過傷口愈合時間的情況決定采用二次治療,觀察臨床療效和安全性,證明了臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞具有促進(jìn)創(chuàng)面愈合的作用。
2020年,一項人體研究報告了使用羊膜干細(xì)胞的案例。基塔拉等人。介紹了一名40歲女性的案例,深度燒傷 (IIb°/III°/IV°) 為37%TBSA。在脫細(xì)胞真皮基質(zhì) (ADM) 替代品下應(yīng)用羊膜干細(xì)胞。燒傷創(chuàng)面清創(chuàng)后,移植干細(xì)胞并用ADM覆蓋。傷口在12天內(nèi)完全愈合。沒有副作用的報道。
骨髓來源的干細(xì)胞:2019年,Jeschke等人報道了一例覆蓋70%?體表的全層燒傷患者,其中使用了同種異體骨髓干細(xì)胞。清洗燒傷創(chuàng)面后,他們將干細(xì)胞和纖維蛋白膠涂抹在燒傷創(chuàng)面表面,然后拆解同種異體移植物。大約一半的移植物愈合。在接下來的程序中,傷口邊緣被注射同種異體骨髓干細(xì)胞的商業(yè)懸浮液,同種異體移植物被破壞,導(dǎo)致大約90%的傷口閉合。
脂肪來源的干細(xì)胞:AD-MSC具有免疫調(diào)節(jié)和旁分泌功能以及分泌多種生物活性分子的能力,例如細(xì)胞因子、趨化因子和抗氧化劑。它們產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長因子、肝細(xì)胞生長因子、成纖維細(xì)胞生長因子2和IGF-1等生長因子,這些因子在血管生成的啟動、脂肪組織再生和整個愈合過程中都很重要。
在一些報告中,ADSCs被注射到燒傷傷口或燒傷傷口邊緣。在 2021年,Rezai等人的一項研究中,皮內(nèi)注射同種異體ADSC以改善傷口愈合并減少傷口中炎癥細(xì)胞的數(shù)量。ADSCs促進(jìn)VEGF基因表達(dá)和TGF-β的分泌。ADSC還促進(jìn)了真皮成纖維細(xì)胞的增殖。皮內(nèi)注射同種異體脂肪干細(xì)胞在14天后減少了燒傷面積,同時減少了淋巴管并影響了III型膠原蛋白的濃度。
截止2022年12月,在美國國立衛(wèi)生研究院的最大臨床試驗(yàn)注冊庫clinicaltrials.gov網(wǎng)站上注冊的有關(guān)干細(xì)胞治療燒傷的臨床研究項目有23項。
其中在中國進(jìn)行干細(xì)胞治療燒傷的備案醫(yī)院有:
- 解放軍中央戰(zhàn)區(qū)空軍醫(yī)院-中國山西大同;
- 中國云南昆明醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院;
- 中國廣東省廣州市暨南大學(xué)第一附屬醫(yī)院;
- 鄭州市第一人民醫(yī)院,其中鄭州市第一人民醫(yī)院在2020年已經(jīng)完成“人胎盤間充質(zhì)干細(xì)胞治療燒傷患者中厚供皮區(qū)創(chuàng)面的隨機(jī)對照臨床研究” 國家干細(xì)胞臨床研究備案,正式開展臨床研究。
干細(xì)胞在預(yù)防治療疤痕中的臨床研究案例
疤痕不僅是外觀問題,而且最重要的是功能性問題。疤痕形成有四個階段:止血、炎癥(第1-3天)、增殖(第4-21天)和重塑(從第21天到一年)。
間充質(zhì)干細(xì)胞可用于防止收縮疤痕的形成(表3)。
表3:考慮在燒傷后疤痕中使用自體藥物的臨床研究。
2021年,Zahorec等人描述了一個燒傷后增生性疤痕的病例,通過手術(shù)切除矯正,然后進(jìn)行脂肪填充和注射自體分離和培養(yǎng)的脂肪干細(xì)胞。獲得的疤痕質(zhì)量改善表明溫哥華疤痕評分 (VSS) 在6個月的隨訪中從7.63分降至2.38。
結(jié)論:大量臨床治療表明,干細(xì)胞可以促進(jìn)創(chuàng)面愈合,為燒傷、燙傷、難治性皮膚潰瘍等各種難以愈合的創(chuàng)面治療帶來希望。此外,隨著科研工作者們對干細(xì)胞治療皮膚損傷項目的不斷深入科研,發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞改善妊娠紋、剖腹產(chǎn)頑固性疤痕、剖宮產(chǎn)疤痕等也具有良好效果。
不過目前只有少數(shù)關(guān)于人類的病例報告報告了樂觀的結(jié)果并且沒有副作用。由于有限的證據(jù)和隨機(jī)研究,不推薦常規(guī)使用干細(xì)胞治療燒傷。應(yīng)對更多患者進(jìn)行進(jìn)一步研究,以分析干細(xì)胞在燒傷創(chuàng)面管理中的安全性和有效性,并確定最合適的細(xì)胞類型、來源和應(yīng)用方式。
隨著科研工作者們對干細(xì)胞治療皮膚損傷項目的不斷深入研究,相信在未來干細(xì)胞會造福更多的燒傷患者。
參考資料:Surowiecka, A.; Chrapusta, A.; Klimeczek-Chrapusta, M.; Korzeniowski, T.; Druka?a, J.; Stru?yna, J. Mesenchymal Stem Cells in Burn Wound Management. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23,15339.https://doi.org/10.3390/ijms232315339.
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