间充质干细胞疗法丨处理修复烧伤的新希望

近日，波兰卢布林医科大学在国际著名期刊《MDPI》杂志上发表一篇关于间充质干细胞在治疗处理烧伤创面时的临床试验综述。该文献的主要目的是尝试收集有关使用干细胞治疗烧伤创面的现有文献。分析中包括81项研究。这些研究在设计、烧伤模型、干细胞来源、和细胞治疗应用的方法。没有重大副作用的报道，细胞疗法缩短了烧伤伤口的愈合时间。很少有关于人体模型的病例报告没有报告任何严重的不良事件。

简介：大面积烧伤，超过全身表面积 (TBSA) 的20%，是一种危及生命的情况，因为皮肤屏障丧失，因此会导致体液流失、严重的代谢变化和感染性并发症。在全层烧伤中，皮肤的整个深度都会受损，包括真皮、腺体和毛囊。如图1所示，只有部分皮层烧伤具有自愈的潜力。

深度烧伤伤口自愈的可能性有限，在大多数情况下需要去除坏死组织，然后植皮或使用皮肤替代品。在临床实践中，深度烧伤需要去除烧伤焦痂，并用植皮或皮肤替代品替换烧伤的皮肤。当大面积皮肤被烧伤时，最常见的问题之一是缺乏自体皮肤来覆盖烧伤伤口。市场上有许多敷料和皮肤替代品；但是，没有一种理想的解决方案。

图1：热灼伤深度

随着干细胞与再生医学研究的不断深入，干细胞治疗烧伤目前已经成为医学研究中的一个热点，尤其是间充质干细胞，间充质干细胞的再生潜力以及可及性，使细胞疗法成为伤口治疗（包括烧伤）中有前途的治疗选择。成体干细胞几乎存在于所有成体组织中，包括骨髓、脂肪组织、肝脏、胰腺、脾脏、胸腺、骨骼肌、牙髓和真皮，其中骨髓和脂肪组织最为常见使用的MSC来源（图2）。

图2：生物工程中使用的成体干细胞的主要来源

方法：两名独立研究人员筛选了医学数据库（PubMed、PubMed Central、MEDLINE）中可用的文章。包含过滤器是“烧伤”或“烧伤伤口”和“干细胞”或“MSC”或“脂肪来源的干细胞”。过滤英文标题、摘要和全文，选择描述烧伤创面病理和残余干细胞作用，以及干细胞在烧伤创面愈合中的实验和临床应用的原创文章和综述。研究方法的广泛异质性和可比研究的数量很少阻碍了可靠的统计分析。

搜索策略确定了800条记录，其中81项研究被纳入研究。我们进行了简单的文献综述。

真皮层中残留有间充质干细胞 (MSC)，负责皮肤修复。它们存在于毛囊隆起区域、菌毛肌 、汗腺、神经末梢和皮脂腺的插入处。随着年龄的增长，皮肤结构发生变化，干细胞数量减少，这可能导致老年烧伤患者的愈合时间延长。

烧伤发生后，细胞因子，如肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、白细胞介素 (IL-1β)、干扰素 IFN-γ IL-6和IL-12被分泌。干细胞可以转移到受伤的上皮细胞并刺激再生。

在伤口愈合的初始阶段，MSC促进巨噬细胞群从M1到M2的转变，并刺激抗炎TNF的分泌。

在后期阶段，MSCs通过分泌生长因子刺激血管生成，包括血管内皮生长因子 (VEGF)、血小板衍生生长因子 (PDGF)、肝细胞生长因子 (HGF)、成纤维细胞生长因子 (b-FGF)、SDF-1、转化生长因子β (TGF-β)、血管生成素-1和生长分化因子11 (GDF11) 。

MSC通过细胞外囊泡的旁分泌作用在调节炎症反应中起着至关重要的作用。外泌体含有信号活性物质，例如核酸、氨基酸和蛋白质。

MSC分泌的外泌体也含有mRNA，例如miR-125a，可加速血管形成。在增殖期，MSCs通过刺激成纤维细胞促进ECM蛋白、糖胺聚糖、内源性透明质酸(HA)、胶原蛋白I、II、III和V、木糖醇、纤连蛋白和弹性蛋白的分泌。干细胞对金属蛋白酶 (MMP) 和ECM重塑的影响如图3所示。

图3：创伤后，CXCR-4的表达增加，毛囊、汗腺和神经末梢区域残留的脂肪来源干细胞被募集来调节局部炎症反应。SDF-1蛋白的过度表达负责伤口愈合早期的细胞迁移。ADSC促进巨噬细胞群从M1转移到M2，并刺激抗炎 TNF和IL-10的分泌。

在全身或创面局部应用间充质干细胞治疗可促进损伤皮肤的修复并提高愈合质量，增进创面愈合过程中血管的生成，缩短患者的康复时间。

人体研究仍然有限，主要涉及病例报告。不同类型的干细胞已成功用于减少烧伤面积、缩短愈合时间以及防止收缩疤痕（表2）。

表2：干细胞在烧伤伤口愈合中的人体研究。

研究中没有报告严重的副作用，这可能表明该疗法是安全的。然而，使用了不同类型的干细胞（脐带、骨髓、脂肪来源）和不同来源（自体、同种异体）。研究和病例报告的异质性阻碍了对所描述疗法的恰当比较。每种干细胞类型都具有各自的特点，但在体内它们的作用类似于调节细胞。

脐带和胎盘干细胞：2016年，中国人民解放军总医院首席研究员傅小兵发表了一项为期6个月的《脐带间充质干细胞凝胶治疗难治性皮肤溃疡愈合疗效》试验，该试验共招募20名皮肤溃疡难以愈合的患者，随机分为脐带间充质干细胞组和其他治疗组，通过伤口愈合时间的情况决定采用二次治疗，观察临床疗效和安全性，证明了脐带间充质干细胞具有促进创面愈合的作用。

2020年，一项人体研究报告了使用羊膜干细胞的案例。基塔拉等人。介绍了一名40岁女性的案例，深度烧伤 (IIb°/III°/IV°) 为37%TBSA。在脱细胞真皮基质 (ADM) 替代品下应用羊膜干细胞。烧伤创面清创后，移植干细胞并用ADM覆盖。伤口在12天内完全愈合。没有副作用的报道。

骨髓来源的干细胞：2019年，Jeschke等人报道了一例覆盖70% 体表的全层烧伤患者，其中使用了同种异体骨髓干细胞。清洗烧伤创面后，他们将干细胞和纤维蛋白胶涂抹在烧伤创面表面，然后拆解同种异体移植物。大约一半的移植物愈合。在接下来的程序中，伤口边缘被注射同种异体骨髓干细胞的商业悬浮液，同种异体移植物被破坏，导致大约90%的伤口闭合。

脂肪来源的干细胞：AD-MSC具有免疫调节和旁分泌功能以及分泌多种生物活性分子的能力，例如细胞因子、趋化因子和抗氧化剂。它们产生血管内皮生长因子、肝细胞生长因子、成纤维细胞生长因子2和IGF-1等生长因子，这些因子在血管生成的启动、脂肪组织再生和整个愈合过程中都很重要。

在一些报告中，ADSCs被注射到烧伤伤口或烧伤伤口边缘。在 2021年，Rezai等人的一项研究中，皮内注射同种异体ADSC以改善伤口愈合并减少伤口中炎症细胞的数量。ADSCs促进VEGF基因表达和TGF-β的分泌。ADSC还促进了真皮成纤维细胞的增殖。皮内注射同种异体脂肪干细胞在14天后减少了烧伤面积，同时减少了淋巴管并影响了III型胶原蛋白的浓度。

截止2022年12月，在美国国立卫生研究院的最大临床试验注册库clinicaltrials.gov网站上注册的有关干细胞治疗烧伤的临床研究项目有23项。

其中在中国进行干细胞治疗烧伤的备案医院有：

• 解放军中央战区空军医院-中国山西大同；

• 中国云南昆明医学院第二附属医院；

• 中国广东省广州市暨南大学第一附属医院；

• 郑州市第一人民医院，其中郑州市第一人民医院在2020年已经完成“人胎盘间充质干细胞治疗烧伤患者中厚供皮区创面的随机对照临床研究” 国家干细胞临床研究备案，正式开展临床研究。

疤痕不仅是外观问题，而且最重要的是功能性问题。疤痕形成有四个阶段：止血、炎症（第1-3天）、增殖（第4-21天）和重塑（从第21天到一年）。

间充质干细胞可用于防止收缩疤痕的形成（表3)。

表3。考虑在烧伤后疤痕中使用自体药物的临床研究。

2021年，Zahorec等人描述了一个烧伤后增生性疤痕的病例，通过手术切除矫正，然后进行脂肪填充和注射自体分离和培养的脂肪干细胞。获得的疤痕质量改善表明温哥华疤痕评分 (VSS) 在6个月的随访中从7.63分降至2.38。

结论：大量临床治疗表明，干细胞可以促进创面愈合，为烧伤、烫伤、难治性皮肤溃疡等各种难以愈合的创面治疗带来希望。此外，随着科研工作者们对干细胞治疗皮肤损伤项目的不断深入科研，发现干细胞改善妊娠纹、剖腹产顽固性疤痕、剖宫产疤痕等也具有良好效果。

不过目前只有少数关于人类的病例报告报告了乐观的结果并且没有副作用。由于有限的证据和随机研究，不推荐常规使用干细胞治疗烧伤。应对更多患者进行进一步研究，以分析干细胞在烧伤创面管理中的安全性和有效性，并确定最合适的细胞类型、来源和应用方式。

随着科研工作者们对干细胞治疗皮肤损伤项目的不断深入研究，相信在未来干细胞会造福更多的烧伤患者。

参考资料：

Surowiecka, A.; Chrapusta, A.; Klimeczek-Chrapusta, M.; Korzeniowski, T.; Drukała, J.; Strużyna, J. Mesenchymal Stem Cells in Burn Wound Management. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23,15339.https://doi.org/10.3390/ijms232315339.