结束语和未来的研究方向

近年来，医学领域的发展可谓史无前例，惊喜不断。亚里士多德早在2500年前就在《形而上学》开篇指出：人类的天性就是渴望求知。16世纪的Francis Bacon将其拓展为利用科学的力量改善人类健康。

早期的医学实践在很大程度上局限于对病痛的姑息治疗。随着科学的发展，应用药物改变人体生理功能、采用种痘防止传染性疾病发生、施行手术切除病变组织，已经成为标准的医疗方法。

直到最近，大多数科学家和医师都还相信人类的受损或疾病组织只能用供体移植或人工合成部件替代。组织工程为器官或者组织的修复、替代、再生提供了更先进的技术方法。这一方法也可以满足单纯器官移植不能解决的临床需要。正如所有的科学研究一样，仅仅获得对组织工程技术所能提供可能性进行预期的能力，就需要研究者们在黑暗中跋涉漫漫的长路。组织工程科学的发展始于20世纪70年代中期，之后在这一领域相继出现了大量的相关文献。新型研究工具的发展以及围绕细胞分化旁路崭新知识的归纳积累，为应用细胞移植疗法治疗人类疾病开辟了新的道路。

吸脂术的设计是应用小切口，去除人体的脂肪以达到安全美容的目的（见第3章和第4章）。近年来随着这一手术操作技术的不断改善，吸脂术逐渐成为全球范围内应用最广的美容手术。自体脂肪也因其种种优势而成为软组织充填的理想填充剂。这些优势包括生物相容性、通用万能性、填充后效果自然、获取方便、来源丰富、造价低廉、对供区创伤极小、可以重复提取等（第5章）。在过去的25年间，人们发展了多种脂肪注射技术，以矫正臀部、大转子凹陷、隆乳、瘢痕凹陷、大腿和小腿畸形、面部细小皱纹和下垂、鼻唇沟、乳房外上象限、吸脂术后遗症等（第6章）。吸脂手术可以轻易收获大量脂肪组织。与骨髓相似，从脂肪抽吸物中可以提取出大量间充质干/祖细胞。因此，脂肪组织已经被列为再生医学所应用的成体干细胞潜在来源。在过去的10年间，脂肪组织衍生干细胞的很多特性，包括其生理功能和分布位置都逐渐趋于明朗（第7章）。在临床实践中人们已经开始应用富含基质的脂肪移植物，并且已经证明其效果比传统的自体脂肪移植更好（第16章）。

横跨各学科的生物工程师、生命科学家、重建外科医师和内科医师将在各自领域积累的经验，包括细胞培养技术、组织转移、细胞分化、血管再生、计算机模型以及高分子化学等技术紧密结合在一起，应用脂肪组织作为组织再生和填充的基础。图24-1描述了组织工程的原则。脂肪组织正像一个等待开发的新大陆。它不是一个“懒惰的”只储存脂肪的区域，而是一个动态的努力工作的组织（第1章）。它像一个宝藏，有着无限潜能，也是细胞治疗专家应用的最丰富肥沃和容易获得的组织。在基础和临床研究支持下，脂肪组织似乎已经逐渐成为一种具有特殊意义的组织。越来越多的临床试验也将脂肪衍生干细胞（脂肪组织衍生干细胞）作为首选细胞，后者也将成为未来10年细胞疗法的优选细胞类型。大量实验数据证明人类和其他种属的脂肪组织衍生干细胞具有多向分化潜能。应用含有干细胞的组织工程方法形成脂肪组织可能为患者应用自体的健康细胞进行组织重建提供一种新的选择。可用于组织工程的理想生物材料应该具备的性能见图24一2。

图24-1　组织工程的原则

脂肪组织具有活跃的内分泌功能，也是细胞因子分泌的来源（第10章）。从基础科学研究获得的证据以及脂肪组织衍生干细胞分泌多种生物因子的能力，都有助于脂肪组织衍生干细胞在组织工程和器官再生中扮演主要的角色。脂肪组织衍生干细胞对肥胖症的治疗性干预可以通过如下机制完成：通过血管生成抑制因子作用于脉管系统使脂肪中己经存在的血管退化，从而使脂肪块收缩；分离和移植同质脂肪组织衍生干细胞群体可以生成成熟的棕色脂肪；体外诱导多能干细胞可以造成脂肪因子的过度表达，抑或促进棕色脂肪细胞的效应（第13章）。

脂肪组织衍生干细胞包含血管形成和血管生成细胞因子，因此具有再生特性。已有大量研究检测了脂肪组织衍生干细胞对急性功能紊乱的影响。一过性缺血损伤构成了心肌梗死、脑卒中、肾缺血、小肠功能障碍和大脑、脊髓肢体损伤相关症状的病理学基础。近期的多项研究证明了脂肪组织衍生干细胞对心肌的作用，包括对新生血管形成和心肌再生的直接参与，以及间接旁分泌对心肌的保护作用和新血管形成、神经元轴形成的作用。而且，应用脂肪组织衍生干细胞进行治疗时，心律失常的风险呈降低倾向，也没有证据显示细胞会出现不受控制的生长，以及全身并发症或者肿瘤病变的发生（第14章）。移植的脂肪组织衍生干细胞同时通过直接分化和在受体微环境中的间接再生性旁分泌信号改善心肌功能。尽管对脂肪组织衍生干细胞分化为神经元的研究尚未取得显著性成果，但是细胞可以在体内、体外分化为施万细胞，同时减少炎症反应和细胞凋亡，增强血管形成和神经再生，这些作用为将来在治疗神经细胞疾病和功能失调时，取代天然神经细胞和胶质细胞带来希望（第15章）。理论上讲，在急性发病期进行迅速干预治疗可以有效防止其向远期病理状态的发展。相反，细胞疗法对慢性疾病的疗效不甚显著。应用临床前期动物模型，脂肪组织衍生干细胞可以用来治疗先天代谢障碍所致的1型糖尿病、慢性心力衰竭、神经再生疾病。由于这些慢性疾病的治疗费用占据了国民经济医疗保健的大部分份额，将脂肪组织衍生干细胞应用到上述疾病的治疗中去，逐渐受到人们的关注。这特别表现在应用脂肪组织衍生干细胞和脂肪移植疗法治疗例如糖尿病等脂肪代谢障碍和代谢失调相关疾病。这些技术的应用安全性和有效性已经在临床前期动物模型上得到验证，这使得脂肪组织衍生干细胞在人类的重大疾病治疗中的应用成为可能。在相关疾病治疗中仅个案的成功即可给社会带来巨大的经济效益和公共卫生效益。

图24-2　组织工程中理想的生物材料应该具有的特征

在组织工程治疗中应用脂肪组织衍生干细胞的过程中还有很多问题需要解决，包括组织准备、细胞分离、细胞培养和营养支持、血管化等涉及的标准操作技术（第2章和第8章）。获取组织的方法可能影响体外培养时细胞的增殖和分化能力。已经有报道证实脂肪组织衍生干细胞移植到肾脏和膀胱后可以分别分化为表皮样细胞和平滑肌。向尿道内注射脂肪组织衍生干细胞治疗压力性尿失禁已经在动物模型和临床病例上得到证实。也有报道提出，在不同的勃起功能障碍动物模型上应用脂肪组织衍生干细胞后改善了勃起功能（第18章）。组织工程技术可以将细胞移植和适合的生物材料支架结合起来，以模仿耳、鼻、喉的独特生理和生物力学特性。也有研究报道了脂肪组织衍生干细胞在口腔组织再生中的潜能（第19章和第20章）。脂肪组织衍生干细胞在适当的刺激下可以分化为成骨细胞、软骨细胞、肌腱细胞和成肌细胞（第17章）。还有研究介绍了以脂肪组织衍生干细胞为基础的组织工程技术在生成实质组织/器官方面的发展（第21章）。

基因工程和成人干细胞的应用是未来组织工程发展的关键所在。识别或者去除特异的基因序列可以鉴定和修饰对组织发展至关重要的基因。各种基因传送系统的总体安全性也是一个重要的考虑因素（第11 章）。

第12 章讨论了脂肪衍生干细胞在肌肉萎缩症细胞疗法中的应用潜能。脂肪组织衍生干细胞具有有限的自发性生肌分化潜能。基因调控可以增强这种潜能。经胚胎成肌过程中的主宰基因修饰的脂肪组织衍生干细胞，在体外和体内都显示出和真正的成肌细胞一样的成肌性。

从此类研究衍生的创新科技几乎总是能够引起有关伦理和政治范畴上的争议。在生物医学领域的争议包括基础和临床研究的伦理学行为，以及新疗法的合理分配。从国家生命伦理委员会到机构内部审查委员会对应用人类生物材料发布了多层面的指导方针和政策法规。现有的政策涵盖了干细胞研究及其临床应用中涉及的从实验室应用的细胞株到临床受试者保护措施的各个层面。让公众了解干细胞研究和临床应用所涉及的伦理和政策问题非常必要。公众对这些问题的知情决策应该建立在对干细胞研究的理解上，这需要社会各界的参与。有关干细胞研究的政策问题本身并无特殊之处，但是它却受到公众的密切关注，对这一敏感领域研究的公开讨论将会给干细胞研究带来很大裨益（图24-3）。

图24-3　脂肪组织工程和公众认知

在过去10年里，脂肪组织衍生干细胞在工业产业部门的潜在优势逐渐明确（第22章）。不过人们还需要进行进一步的研究以解决其安全性、有效性问题，以及该细胞应用的理想方式，对此感兴趣的产业部门可能会在脂肪组织衍生干细胞的制备和应用中投入大笔资金，从而使得脂肪组织衍生干细胞在再生医学领域的应用不断向前推进。临床研究者们在发表其成果时总是要在从动物实验向临床应用发展之前提出这些重要问题。脂肪组织衍生干细胞应用国际标准化规范的制定将会明显推进其临床转化进程。下一步的工作将包括记录现有临床前和临床应用条件的可重复性，以及脂肪组织衍生干细胞在治疗一系列人类疾病时其安全性和有效性的对比实验结果（第23章）。尽管动物模型上的脂肪组织工程研究在过去的几年中进展迅速，人们仍需要对所应用的脂肪组织衍生干细胞、生长因子和生物材料之间的相互作用机制有更加全面的理解和认知，从而达到发展成品组织工程产品的最终目标。

综上所述，尽管脂肪组织衍生干细胞这一创新技术给医学界带来巨大的治疗潜能，人们对这一细胞类型的热忱还必须要与严格的科学和临床研究标准相制衡。