引用本文： 陳君哲, 鄧呈亮. 干細胞治療淋巴水腫的基礎及臨床應用研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2024, 38(1): 99-106. doi: 10.7507/1002-1892.202309045 復制
淋巴水腫是由于先天性淋巴系統發育不良或繼發性淋巴管輸送功能障礙引發淋巴液聚集于組織間隙，導致進行性組織腫脹、炎癥和纖維化發生[1]。全球淋巴水腫患者數量高達2.5億[2]，與內源性基因突變的原發性淋巴水腫相比，外源性因素導致的繼發性淋巴水腫更為常見。外源性因素包括放療、腫瘤、感染、創傷等，隨著惡性腫瘤發病率增高，腫瘤相關性淋巴水腫是目前最常見類型[3]。淋巴水腫嚴重影響患者生活質量，是迫切需要解決的臨床疾病。
目前，淋巴水腫的治療極為困難。臨床上主要治療方式有非手術治療和手術治療。非手術治療包括綜合消腫療法、彈力壓迫、空氣壓縮治療、紅外線療法、烘綁療法、藥物治療等[4-5]。非手術治療貫穿淋巴水腫治療全過程，常作為手術的輔助治療，療程較長，需要患者長時間堅持。手術治療包括生理性手術和減負荷手術。生理性手術依賴顯微外科技術，醫生培訓周期較長，遠期療效存在爭議[6]。減負荷手術不能從根本上解決淋巴回流問題，需要長期依賴彈力壓迫治療。隨著再生醫學發展，干細胞因具有多向分化潛能和旁分泌功能被廣泛應用于組織和器官修復等方面，且已有較多文獻報道其在淋巴水腫治療領域發揮重要作用。本文擬對干細胞治療淋巴水腫的機制及當前基礎研究和臨床應用進行綜述，為淋巴水腫的干細胞治療提供參考資料。
1 干細胞治療淋巴水腫的機制
哺乳動物有兩個循環系統，即血液系統和淋巴系統。淋巴系統起源于靜脈，通過單向導管，將過濾后的間質液和組織代謝物返回血液循環，在免疫監視、脂質吸收和維持組織液平衡等方面起著重要作用[7-8]。淋巴系統由毛細淋巴管和較大的集合淋巴管組成。毛細淋巴管是由單層松散連接的淋巴管內皮細胞（lymphatic endothelial cell，LEC）組成的薄壁高滲透性盲管，缺乏連續的基底膜和血管周圍壁細胞，例如周細胞和平滑肌細胞。毛細淋巴管內的LEC為不連續的紐扣狀連接，有助于間質液和大分子吸收[9]。毛細淋巴管借助錨定細絲與細胞外基質相固定，通過感知間質壓力的變化，調節紐扣連接處“瓣閥”的開關以允許液體進入[10]。所有這些特征使得毛細淋巴管對大分子、病原體和免疫細胞具有高度滲透性。集合淋巴管則是借助有方向的瓣膜控制淋巴液單向流動，隨即匯合為淋巴干，即胸導管和右淋巴導管，最終匯入血液系統。
目前國際上淋巴水腫的分期主要依據淋巴水腫患者疾病進展過程的臨床癥狀，包括隱匿期、可逆性水腫期、不可逆性水腫期、淋巴滯留象皮腫期[11]。這與淋巴水腫病理生理變化相對應，包括淋巴管擴張、瓣膜功能失調、局部組織炎癥、脂肪增生和纖維化。炎癥是淋巴水腫形成的啟動因素，淋巴水腫組織炎癥主要由巨噬細胞和Th2亞型的CD4+ T細胞參與。巨噬細胞通過抑制淋巴管收縮能力來減弱淋巴正常引流功能，以及分泌脂肪組織炎癥因子促進脂質沉積效應[1]。Th2通過分泌抗淋巴生成因子抑制LEC形成淋巴管結構，以及分泌促纖維化因子促進肌成纖維細胞增殖和分化，引發細胞外基質沉積和纖維化，影響淋巴管泵收縮減少淋巴引流，從而加重組織水腫[12-13]。
干細胞治療淋巴水腫的機制包括旁分泌各種細胞因子及分化效應。干細胞分泌各種抗炎抗纖維化的外囊泡，通過多種途徑調節細胞外基質重塑，如具有轉運miR-132或血管生成素2功能的外泌體，通過抑制TGF-β1/Smad介導的成纖維細胞膠原纖維分泌、加快膠原降解速率、恢復膠原重排等過程，減緩纖維化進程[14-18]。干細胞還能分泌多種生長因子，包括VEGF、FGF、肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）等。其中VEGF-C通過VEGF-C/VEGFR3通路可增強LEC遷移、增殖、分化及瓣膜形成能力，促進淋巴管生成[19-20]；FGF通過FGF/FGFR1通路誘導淋巴管生成[21]；HGF通過HGF/MET通路促進LEC增殖、遷移及形成淋巴管[22]。此外，干細胞還能局部分化為淋巴管組成部分，包括自身直接分化LEC和募集淋巴內皮祖細胞間接分化LEC，通過構建淋巴管恢復淋巴管網絡組織回流功能。
2 干細胞治療淋巴水腫的基礎研究
干細胞包括胚胎干細胞和成體干細胞，胚胎干細胞受倫理限制，目前研究較多的是成體干細胞，已有多種成體干細胞應用于淋巴水腫的治療。
2.1 脂肪來源干細胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）
ADSCs屬于成體干細胞，臨床可來源于抽脂手術丟棄的脂肪。脂肪組織由成熟脂肪細胞、基質血管片段（stromal vascular fraction，SVF）和細胞外基質組成，其中SVF是混合細胞群，包括ADSCs、脂肪前體細胞、內皮細胞、巨噬細胞等。較多文獻報道單獨或聯合應用ADSCs或SVF移植可治療淋巴水腫。
2.1.1 ADSCs或SVF單獨應用
大量基礎研究顯示ADSCs通過旁分泌途徑促進淋巴管再生[4]。然而，有趣的是，ADSCs治療淋巴水腫具有顯著的亞群特異性。Dai等[23]通過追蹤平足蛋白（Podoplanin，PDPN）陽性和PDPN陰性ADSCs的發育軌跡，檢測到ADSCs能分泌抗纖維化因子和促淋巴管生成因子，還發現具有旁分泌功能的ADSCs約90%為PDPN陰性，而具備更強旁分泌功能及分化效應的PDPN陽性ADSCs占比較低。該研究表明ADSCs用于淋巴水腫治療中，選用PDPN陽性細胞亞群能更好地發揮其生物學效能，為最佳細胞類型的選擇提供依據。此外，ADSCs旁分泌作用具有濃度依賴性。Yoshida等[24]通過對小鼠后肢淋巴水腫模型分別注射不同數量（1×104、1×105、1×106個）ADSCs，觀察到隨細胞量增加，ADSCs促進小鼠后肢淋巴管和集合淋巴管再生能力逐漸增強，其作用機制可能是高濃度ADSCs旁分泌更多VEGF-C誘導LEC形成淋巴管。盡管該研究揭示了ADSCs移植數量與淋巴水腫緩解效果具有相關性，但是并未確定能產生最佳療效的最低細胞量。ADSCs除了能旁分泌促進淋巴管再生的VEGF-C，還能通過分泌其細胞因子發揮作用。Shimizu等[25]觀察到ADSCs通過旁分泌VEGF-C和肝細胞生長因子募集骨髓來源M2巨噬細胞。募集的M2巨噬細胞不僅能旁分泌VEGF-C，還可作為前體細胞分化為LEC協同促進淋巴管再生，這表明ADSCs還能通過免疫調節途徑影響淋巴管再生調控淋巴系統修復。此外，ADSCs還能通過調節細胞外基質緩解淋巴水腫纖維化進程。Ogino等[15]于小鼠后肢淋巴水腫模型中移植ADSCs，結果顯示ADSCs移植不僅能促進LEC增殖，還可改善淋巴管纖維化和擴張，機制可能為ADSCs抑制成纖維細胞分泌膠原纖維和抑制炎癥因子TGF-β1作用，從而改善淋巴水腫的纖維化進程。TGF-β1能激活成纖維細胞為膠原合成能力和纖維化能力更強的肌成纖維細胞，而活化的肌成纖維細胞又能正反饋分泌TGF-β1激活成纖維細胞，從而不斷加重淋巴水腫纖維化過程[26]。因此，ADSCs通過降低TGF-β1水平阻止肌成纖維細胞激活失控，從而調控淋巴水腫纖維化進程。綜上，ADSCs通過旁分泌機制促進淋巴管再生和改善組織纖維化，療效與移植的細胞量有關，然而最佳移植濃度需要進一步探索。
SVF是脂肪組織通過消化、過濾、離心，去除成熟脂肪細胞和細胞外基質后得到的富含ADSCs的混合細胞群[27]。Bucan等[28]的研究應用SVF和ADSCs局部移植治療小鼠后肢淋巴水腫模型，結果顯示相對于ADSCs局部移植，8周內兩者局部移植對于肢體體積的改善差異無統計學意義，但SVF移植能夠使擴大淋巴管快速縮小。此外，相比ADSCs，SVF無需在體外擴增培養，提取后就能直接注射，減少了生物學污染可能性，具有更好的臨床可行性。
近來有文獻報道脂肪來源的微血管片段（microvascular fragments，MVF）局部移植可加速血管新生。MVF是采取較短消化時間獲取的新生脂肪移植物，不僅包含SVF細胞，還包含大量微血管片段。移植MVF可促進淋巴管新生，增加淋巴管密度[29-31]。Frueh等[32]在小鼠后肢開展了一項實驗，將取自雙側附睪脂肪墊的MVF注射于后肢腘窩淋巴結切除處，與不含MVF的對照組相比，注射后14 d和28 d均觀察到淋巴水腫腫脹部位體積減小及真皮回流明顯改善，同時還觀察到新生淋巴管。上述研究表明，相較于ADSCs通過旁分泌或局部分化作用參與淋巴管生成，MVF中富含的淋巴管碎片能被直接用于構建淋巴管，加快淋巴回流功能的恢復，但MVF和SVF治療淋巴水腫的療效差異還需進一步研究。
2.1.2 聯合應用ADSCs治療淋巴水腫的基礎研究
生長因子或富含生長因子的移植物聯合ADSCs治療淋巴水腫可發揮協同作用。文獻報道，VEGF-C聯合ADSCs移植能促進ADSCs局部分化LEC，形成更密集的淋巴管網絡[33]。Hwang等[34]在小鼠后肢淋巴水腫模型中移植含ADSCs和VEGF-C的水凝膠，結果顯示聯合組淋巴水腫腫脹程度明顯降低，作用機制可能是在水凝膠緩釋VEGF-C下，ADSCs能持續向LEC分化和釋放更多淋巴管生成因子，且未出現VEGF-C局部濃度過高導致淋巴管過度增殖。此外，通過水凝膠支架的錨定作用，ADSCs表現出更好的增殖和分化功能。富血小板血漿（platelet rich plasma，PRP）作為一種濃縮血小板制劑，富含多種可以修復組織損傷和促進淋巴管再生的生長因子[35]。Ackermann等[36]在鼠尾淋巴水腫模型中聯合移植PRP及ADSCs，觀察到相對于單獨移植PRP，聯合組淋巴水腫腫脹消退更快、淋巴新生更多。其機制可能是在PRP提供的營養支持下，ADSCs可分泌更多促進LEC增殖的淋巴管生長因子和抗纖維化因子。上述研究結果表明，生長因子衍生物可以增強ADSCs移植的治療效能，然而不同類型生長因子增強ADSCs的功能也不盡相同，需要后續研究繼續探索生長因子誘導ADSCs功能的機制。
血管化淋巴結移植（vascularized lymph node transfer，VLNT）聯合ADSCs治療淋巴水腫具有協同效應。VLNT通過移植帶血供的淋巴結至淋巴水腫患肢，存活淋巴結分泌生長因子促進淋巴管再生和/或移植淋巴結發揮泵吸作用，引流組織液重新進入血液循環，達到緩解淋巴水腫目的[37]。Haiyashida等[38]在小鼠后肢淋巴水腫模型中行ADSCs移植聯合VLNT，結果顯示聯合組腫脹顯著緩解，淋巴管密度顯著增加，移植淋巴結有效引流淋巴液，其機制可能是ADSCs可促進移植的淋巴結與受區毛細淋巴管更快連接。在此基礎上聯合VEGF-C治療，能誘導淋巴管出芽和生長，加快淋巴管新生速率，淋巴回流功能恢復更早[39]。綜上，ADSCs能提高VLNT移植淋巴結的質量。此外，在VEGF-C刺激下，ADSCs聯合VLNT治療淋巴水腫表現出更好的引流效果，還需進一步探索引流改善機制以指導臨床研究。
總之，ADSCs局部移植通過免疫調控、促進淋巴管再生等功能改善淋巴水腫，ADSCs因其體內來源豐富、易于獲取等優點，逐漸成為治療淋巴水腫的研究熱點。
2.2 BMSCs
BMSCs是一種來源于骨髓中胚層，具有多向分化潛能和自我增殖能力的成體干細胞，是最早應用于淋巴水腫治療的干細胞類型。2009年，Conrad等[40]通過在鼠尾淋巴水腫模型移植BMSCs，術后27 d觀察到淋巴水腫顯著緩解，術后56 d觀察到移植部位淋巴回流通暢，治療機制包括BMSCs直接分化為LEC參與形成功能性淋巴管，或上調CC基序趨化因子受體7募集淋巴上皮祖細胞參與淋巴管再生。單獨移植BMSCs治療淋巴水腫有一定效果，但隨后研究表明BMSCs聯合手術治療可產生協同作用減輕淋巴水腫。2018年，Beerens等[41]在小鼠前肢淋巴水腫模型中移植BMSCs聯合VLNT，結果發現16周后淋巴水腫組織體積顯著減小，且大量LEC圍繞移植淋巴結，分析其肢體腫脹緩解機制可能為BMSCs旁分泌VEGF-C促進淋巴管新生，移植淋巴結通過新生的淋巴管更快連接受區淋巴網，改善淋巴回流。Asaad等[42]將VEGF-C直接用于淋巴水腫動物，研究發現超生理劑量的VEGF-C局部聚集通過刺激淋巴管生成減少淋巴水腫腫脹體積；然而局部直接移植VEGF-C易降解，且可能導致不可預料的增殖風險。2011年，Zhou等[43]將BMSCs與外源性VEGF-C共同移植于兔后肢淋巴水腫模型中，觀察到淋巴水腫腫脹顯著緩解，作用機制為VEGF-C誘導BMSCs旁分泌促進LEC增殖，以顯著提高淋巴管密度。然而，VEGF-C也會隨著降解逐漸失效，單次移植的BMSCs聯合VEGF-C不能長期持續刺激BMSCs旁分泌。2023年，Michalaki等[44]將能過表達VEGF-C的BMSCs移植于鼠尾淋巴水腫模型中，觀察到鼠尾腫脹體積顯著減少，作用機制為持續高表達的VEGF-C不僅能維持淋巴管生成，還能顯著加快淋巴管收縮頻率，改善淋巴引流情況。但目前構建能過表達VEGF-C的BMSCs需借助病毒載體，在生物體內缺乏安全性，需進一步探索其長期安全有效途徑，維持干細胞治療微環境中VEGF-C濃度。
2.3 其他干細胞治療淋巴水腫的動物研究
肌肉來源干細胞（muscle derived stem cells，MDSCs）是存在于骨骼肌間質的成體干細胞，主要借助預貼壁法分離制備，通過分化和旁分泌途徑發揮功能，由于骨骼肌占人體總質量約1/3，故MDSCs來源豐富且易于獲取。Park等[45]為更好地還原慢性病理生理過程，在注射MDSCs的小鼠后肢淋巴水腫模型中聯合單次4 500 cGy高放射劑量（通常單次不超過3 000 cGy）干預，術后8周內未發現肢體腫脹消退，但觀察到淋巴回流功能恢復及淋巴水腫區域淋巴管再生，結果提示在放療后淋巴水腫組織中，干細胞仍能新生淋巴管。組織腫脹未得到明顯改善原因為本研究中高放射劑量抑制了放射區域正常的淋巴管再生和側支循環。綜上，MDSCs在高放射劑量干預模型中表現出淋巴管再生潛力，仍需后續研究繼續探索不同放射劑量下MDSCs緩解淋巴水腫的有效性。此外，盡管放療干預能延緩局部愈合，重現慢性淋巴水腫病理生理情況，但放射劑量尚缺乏統一標準，需要后續研究繼續探索最佳劑量[4，46]。
3 干細胞治療淋巴水腫的臨床應用
干細胞治療淋巴水腫目前主要停留在基礎研究階段，僅有少量臨床研究，且集中在ADSCs、BMSCs等成體干細胞的應用。
3.1 ADSCs
現有研究報道顯示，ADSCs用于臨床治療可改善淋巴水腫組織中的淋巴循環。最早于2015年，Pe?a Quián等[47]首次報道了2例慢性淋巴水腫患者移植自體ADSCs ［（1.0～2.2）×109個］ 的臨床研究，6個月后通過淋巴閃爍造影觀察到患側淋巴結和淋巴管引流功能部分恢復；但該研究僅定性描述了ADSCs治療淋巴水腫的效果，并未對患肢周徑、水腫組織體積變化等方面進行定量評估。后續研究表明ADSCs能降低患者對保守治療的依賴，并改善主觀癥狀。Toyserkani等[48]使用SVF聯合脂肪抽吸物（ADSCs約4.07×107個）注射于1例乳腺癌相關淋巴水腫（breast cancer related lymphedema，BCRL）患者腋窩下，術后1、4個月隨訪發現患者主觀癥狀改善伴隨上肢體積減小，并能使用更便捷的壓力服替代每日間斷加壓治療，極大地改善了患者生活質量，并且隨訪過程中未發現術后并發癥和不良事件。為進一步研究ADSCs治療淋巴水腫的安全可行性，該機構隨后對10例納入的BCRL患者進行研究，其中國際淋巴學會（ISL）分期Ⅰ期2例、Ⅱ期8例，通過腋窩注射脂肪抽吸物后注射ADSCs細胞懸液（約5×107個細胞），在6個月隨訪期間借助周徑測量和雙能X線吸收掃描觀察到腫脹肢體體積縮小但并不顯著；術后1、4年隨訪時肢體水腫體積和淋巴引流功能無明顯改善，但觀察到部分患者對保守治療依賴及主觀癥狀改善，其中淋巴水腫進展較輕患者更明顯，除源于移植的ADSCs，還與長期保守治療及脂肪注射帶來的瘢痕松解有關；此外，4年隨訪中未觀察到腫瘤轉移或任何不良事件，表明ADSCs治療具有長期安全性[49-51]。總的來說，采用富含ADSCs的脂肪提取物治療淋巴水腫能降低患者對保守治療的依賴，但不同分期的淋巴水腫療效存在差異，需進一步探究以確定最佳治療時期和主要受益人群。
3.2 BMSCs
BMSCs是最早用于臨床治療淋巴水腫的干細胞。目前已有多項研究通過與保守治療比較，證明BMSCs治療效果具有長期性和有效性。最早于2008年，Hou等[52]報道了一項50例BCRL患者參與的為期12個月回顧性研究，將自體BMSCs ［細胞量（3～10）×109個］ 移植與綜合消腫治療（complete decongestion therapy，CDT）進行比較，結果顯示治療早期（前3個月）兩組肢體體積下降率和疼痛評分變化差異無統計學意義；但隨著研究進展，BMSCs組肢體腫脹緩解和疼痛改善效果逐漸升高，最終顯著高于CDT組。類似地，Maldonado等[53]開展了一項20例BCRL患者為期12個月的回顧性研究，通過比較自體BMSCs ［細胞量（7～56）×106個］移植與壓力袖套治療（compression sleeve therapy，CST）對淋巴水腫的療效，結果顯示兩組肢體腫脹體積改善差異無統計學意義，且CST組治療效果依賴于不間斷CST治療，而BMSCs組僅需單次BMSCs移植，體積改善效果就能持續整個隨訪周期；此外，BMSCs還能緩解肢體敏感性、肢體活動度、疼痛等影響患者生活質量的淋巴水腫伴隨癥狀。但上述兩項均為非隨機化的回顧性研究。2018年Ismail等[54]開展了一項BMSCs治療淋巴水腫的臨床隨機對照試驗，為評估BMSCs治療淋巴水腫的有效性提供了高級別循證醫學證據。與保守治療相比，BMSCs組患者肢體腫脹周徑顯著減小，患者主觀評估也得到改善，而保守治療組淋巴水腫隨著治療中斷而復發；此外，通過活檢發現BMSCs組有顯著新生毛細淋巴管。
綜上，BMSCs雖然無法治愈淋巴水腫，但是能通過提高毛細淋巴管密度，長期有效縮小患者腫脹淋巴水腫組織及減輕相關癥狀以提高生活質量。相比長期持續保守治療，BMSCs具有效果更顯著、患者依從性更好等優勢；相比廣泛研究的ADSCs，BMSCs表現出更好的治療效果。但BMSCs來源相對較少且取材復雜，限制了其臨床廣泛應用。
3.3 其他類型干細胞
造血干細胞是來源于血液或骨髓的成體干細胞，通過骨髓穿刺或外周血中使用血細胞單采術提取，除了局部分化和旁分泌機制，還能通過細胞融合促進低增殖能力的高分化細胞重新進入細胞周期，促進細胞增殖，發揮組織修復作用。Ehyaeeghodraty等[55]將外周血中提取的低細胞量（2×106個）造血干細胞（干細胞移植量通常為2.2×107～1.0×1010個）移植到10例原發性淋巴水腫患者肢體，結果顯示，術后6個月淋巴管密度增加，約一半患者觀察到肢體腫脹減輕。結合之前研究認為干細胞療效在一定范圍內隨細胞量增加而增強，需要后續研究探討其他濃度造血干細胞治療淋巴水腫的療效差異，尋找最適治療濃度，節約制備成本。此外，還需進一步研究探索造血干細胞治療淋巴水腫是否存在細胞融合機制，以完善干細胞治療淋巴水腫的機制研究。
4 結論與展望
淋巴水腫的治療較為困難，干細胞移植是最有前景的治療手段之一，目前已有多種干細胞用于淋巴水腫治療，其中研究最多的是ADSCs和BMSCs。近年來，基于干細胞治療淋巴水腫的策略已經取得一定成果，但最佳移植細胞類型、最適移植濃度、移植時機等問題仍需進一步研究明確。因此，未來需要更多臨床前試驗及大樣本隨機對照臨床研究，為標準化干細胞治療淋巴水腫提供更多證據。
再生醫學和組織工程的快速發展為干細胞治療淋巴水腫提供了新的思路，有學者將干細胞聯合納米纖維支架和生物支架制備組織工程淋巴組織，取得了一定治療效果[56-58]。研究表明，干細胞可以利用支架高生物相容性、低免疫原性和完整的三維結構等優勢，不僅能提高體內存活率，而且能更好地保留干細胞及其活性旁分泌物質，還能通過構建功能性淋巴系統，預防淋巴水腫發生[59-61]。因此，將干細胞聯合支架生成的功能性淋巴組織整合到患者淋巴網絡恢復淋巴引流功能，有望成為未來淋巴水腫治療研究方向之一。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；基金項目經費支持沒有影響文章觀點
作者貢獻聲明 鄧呈亮：綜述構思及設計、論文審校；陳君哲：文獻收集及文章撰寫
淋巴水腫是由于先天性淋巴系統發育不良或繼發性淋巴管輸送功能障礙引發淋巴液聚集于組織間隙，導致進行性組織腫脹、炎癥和纖維化發生[1]。全球淋巴水腫患者數量高達2.5億[2]，與內源性基因突變的原發性淋巴水腫相比，外源性因素導致的繼發性淋巴水腫更為常見。外源性因素包括放療、腫瘤、感染、創傷等，隨著惡性腫瘤發病率增高，腫瘤相關性淋巴水腫是目前最常見類型[3]。淋巴水腫嚴重影響患者生活質量，是迫切需要解決的臨床疾病。
目前，淋巴水腫的治療極為困難。臨床上主要治療方式有非手術治療和手術治療。非手術治療包括綜合消腫療法、彈力壓迫、空氣壓縮治療、紅外線療法、烘綁療法、藥物治療等[4-5]。非手術治療貫穿淋巴水腫治療全過程，常作為手術的輔助治療，療程較長，需要患者長時間堅持。手術治療包括生理性手術和減負荷手術。生理性手術依賴顯微外科技術，醫生培訓周期較長，遠期療效存在爭議[6]。減負荷手術不能從根本上解決淋巴回流問題，需要長期依賴彈力壓迫治療。隨著再生醫學發展，干細胞因具有多向分化潛能和旁分泌功能被廣泛應用于組織和器官修復等方面，且已有較多文獻報道其在淋巴水腫治療領域發揮重要作用。本文擬對干細胞治療淋巴水腫的機制及當前基礎研究和臨床應用進行綜述，為淋巴水腫的干細胞治療提供參考資料。
1 干細胞治療淋巴水腫的機制
哺乳動物有兩個循環系統，即血液系統和淋巴系統。淋巴系統起源于靜脈，通過單向導管，將過濾后的間質液和組織代謝物返回血液循環，在免疫監視、脂質吸收和維持組織液平衡等方面起著重要作用[7-8]。淋巴系統由毛細淋巴管和較大的集合淋巴管組成。毛細淋巴管是由單層松散連接的淋巴管內皮細胞（lymphatic endothelial cell，LEC）組成的薄壁高滲透性盲管，缺乏連續的基底膜和血管周圍壁細胞，例如周細胞和平滑肌細胞。毛細淋巴管內的LEC為不連續的紐扣狀連接，有助于間質液和大分子吸收[9]。毛細淋巴管借助錨定細絲與細胞外基質相固定，通過感知間質壓力的變化，調節紐扣連接處“瓣閥”的開關以允許液體進入[10]。所有這些特征使得毛細淋巴管對大分子、病原體和免疫細胞具有高度滲透性。集合淋巴管則是借助有方向的瓣膜控制淋巴液單向流動，隨即匯合為淋巴干，即胸導管和右淋巴導管，最終匯入血液系統。
目前國際上淋巴水腫的分期主要依據淋巴水腫患者疾病進展過程的臨床癥狀，包括隱匿期、可逆性水腫期、不可逆性水腫期、淋巴滯留象皮腫期[11]。這與淋巴水腫病理生理變化相對應，包括淋巴管擴張、瓣膜功能失調、局部組織炎癥、脂肪增生和纖維化。炎癥是淋巴水腫形成的啟動因素，淋巴水腫組織炎癥主要由巨噬細胞和Th2亞型的CD4+ T細胞參與。巨噬細胞通過抑制淋巴管收縮能力來減弱淋巴正常引流功能，以及分泌脂肪組織炎癥因子促進脂質沉積效應[1]。Th2通過分泌抗淋巴生成因子抑制LEC形成淋巴管結構，以及分泌促纖維化因子促進肌成纖維細胞增殖和分化，引發細胞外基質沉積和纖維化，影響淋巴管泵收縮減少淋巴引流，從而加重組織水腫[12-13]。
干細胞治療淋巴水腫的機制包括旁分泌各種細胞因子及分化效應。干細胞分泌各種抗炎抗纖維化的外囊泡，通過多種途徑調節細胞外基質重塑，如具有轉運miR-132或血管生成素2功能的外泌體，通過抑制TGF-β1/Smad介導的成纖維細胞膠原纖維分泌、加快膠原降解速率、恢復膠原重排等過程，減緩纖維化進程[14-18]。干細胞還能分泌多種生長因子，包括VEGF、FGF、肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）等。其中VEGF-C通過VEGF-C/VEGFR3通路可增強LEC遷移、增殖、分化及瓣膜形成能力，促進淋巴管生成[19-20]；FGF通過FGF/FGFR1通路誘導淋巴管生成[21]；HGF通過HGF/MET通路促進LEC增殖、遷移及形成淋巴管[22]。此外，干細胞還能局部分化為淋巴管組成部分，包括自身直接分化LEC和募集淋巴內皮祖細胞間接分化LEC，通過構建淋巴管恢復淋巴管網絡組織回流功能。
2 干細胞治療淋巴水腫的基礎研究
干細胞包括胚胎干細胞和成體干細胞，胚胎干細胞受倫理限制，目前研究較多的是成體干細胞，已有多種成體干細胞應用于淋巴水腫的治療。
2.1 脂肪來源干細胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）
ADSCs屬于成體干細胞，臨床可來源于抽脂手術丟棄的脂肪。脂肪組織由成熟脂肪細胞、基質血管片段（stromal vascular fraction，SVF）和細胞外基質組成，其中SVF是混合細胞群，包括ADSCs、脂肪前體細胞、內皮細胞、巨噬細胞等。較多文獻報道單獨或聯合應用ADSCs或SVF移植可治療淋巴水腫。
2.1.1 ADSCs或SVF單獨應用
大量基礎研究顯示ADSCs通過旁分泌途徑促進淋巴管再生[4]。然而，有趣的是，ADSCs治療淋巴水腫具有顯著的亞群特異性。Dai等[23]通過追蹤平足蛋白（Podoplanin，PDPN）陽性和PDPN陰性ADSCs的發育軌跡，檢測到ADSCs能分泌抗纖維化因子和促淋巴管生成因子，還發現具有旁分泌功能的ADSCs約90%為PDPN陰性，而具備更強旁分泌功能及分化效應的PDPN陽性ADSCs占比較低。該研究表明ADSCs用于淋巴水腫治療中，選用PDPN陽性細胞亞群能更好地發揮其生物學效能，為最佳細胞類型的選擇提供依據。此外，ADSCs旁分泌作用具有濃度依賴性。Yoshida等[24]通過對小鼠后肢淋巴水腫模型分別注射不同數量（1×104、1×105、1×106個）ADSCs，觀察到隨細胞量增加，ADSCs促進小鼠后肢淋巴管和集合淋巴管再生能力逐漸增強，其作用機制可能是高濃度ADSCs旁分泌更多VEGF-C誘導LEC形成淋巴管。盡管該研究揭示了ADSCs移植數量與淋巴水腫緩解效果具有相關性，但是并未確定能產生最佳療效的最低細胞量。ADSCs除了能旁分泌促進淋巴管再生的VEGF-C，還能通過分泌其細胞因子發揮作用。Shimizu等[25]觀察到ADSCs通過旁分泌VEGF-C和肝細胞生長因子募集骨髓來源M2巨噬細胞。募集的M2巨噬細胞不僅能旁分泌VEGF-C，還可作為前體細胞分化為LEC協同促進淋巴管再生，這表明ADSCs還能通過免疫調節途徑影響淋巴管再生調控淋巴系統修復。此外，ADSCs還能通過調節細胞外基質緩解淋巴水腫纖維化進程。Ogino等[15]于小鼠后肢淋巴水腫模型中移植ADSCs，結果顯示ADSCs移植不僅能促進LEC增殖，還可改善淋巴管纖維化和擴張，機制可能為ADSCs抑制成纖維細胞分泌膠原纖維和抑制炎癥因子TGF-β1作用，從而改善淋巴水腫的纖維化進程。TGF-β1能激活成纖維細胞為膠原合成能力和纖維化能力更強的肌成纖維細胞，而活化的肌成纖維細胞又能正反饋分泌TGF-β1激活成纖維細胞，從而不斷加重淋巴水腫纖維化過程[26]。因此，ADSCs通過降低TGF-β1水平阻止肌成纖維細胞激活失控，從而調控淋巴水腫纖維化進程。綜上，ADSCs通過旁分泌機制促進淋巴管再生和改善組織纖維化，療效與移植的細胞量有關，然而最佳移植濃度需要進一步探索。
SVF是脂肪組織通過消化、過濾、離心，去除成熟脂肪細胞和細胞外基質后得到的富含ADSCs的混合細胞群[27]。Bucan等[28]的研究應用SVF和ADSCs局部移植治療小鼠后肢淋巴水腫模型，結果顯示相對于ADSCs局部移植，8周內兩者局部移植對于肢體體積的改善差異無統計學意義，但SVF移植能夠使擴大淋巴管快速縮小。此外，相比ADSCs，SVF無需在體外擴增培養，提取后就能直接注射，減少了生物學污染可能性，具有更好的臨床可行性。
近來有文獻報道脂肪來源的微血管片段（microvascular fragments，MVF）局部移植可加速血管新生。MVF是采取較短消化時間獲取的新生脂肪移植物，不僅包含SVF細胞，還包含大量微血管片段。移植MVF可促進淋巴管新生，增加淋巴管密度[29-31]。Frueh等[32]在小鼠后肢開展了一項實驗，將取自雙側附睪脂肪墊的MVF注射于后肢腘窩淋巴結切除處，與不含MVF的對照組相比，注射后14 d和28 d均觀察到淋巴水腫腫脹部位體積減小及真皮回流明顯改善，同時還觀察到新生淋巴管。上述研究表明，相較于ADSCs通過旁分泌或局部分化作用參與淋巴管生成，MVF中富含的淋巴管碎片能被直接用于構建淋巴管，加快淋巴回流功能的恢復，但MVF和SVF治療淋巴水腫的療效差異還需進一步研究。
2.1.2 聯合應用ADSCs治療淋巴水腫的基礎研究
生長因子或富含生長因子的移植物聯合ADSCs治療淋巴水腫可發揮協同作用。文獻報道，VEGF-C聯合ADSCs移植能促進ADSCs局部分化LEC，形成更密集的淋巴管網絡[33]。Hwang等[34]在小鼠后肢淋巴水腫模型中移植含ADSCs和VEGF-C的水凝膠，結果顯示聯合組淋巴水腫腫脹程度明顯降低，作用機制可能是在水凝膠緩釋VEGF-C下，ADSCs能持續向LEC分化和釋放更多淋巴管生成因子，且未出現VEGF-C局部濃度過高導致淋巴管過度增殖。此外，通過水凝膠支架的錨定作用，ADSCs表現出更好的增殖和分化功能。富血小板血漿（platelet rich plasma，PRP）作為一種濃縮血小板制劑，富含多種可以修復組織損傷和促進淋巴管再生的生長因子[35]。Ackermann等[36]在鼠尾淋巴水腫模型中聯合移植PRP及ADSCs，觀察到相對于單獨移植PRP，聯合組淋巴水腫腫脹消退更快、淋巴新生更多。其機制可能是在PRP提供的營養支持下，ADSCs可分泌更多促進LEC增殖的淋巴管生長因子和抗纖維化因子。上述研究結果表明，生長因子衍生物可以增強ADSCs移植的治療效能，然而不同類型生長因子增強ADSCs的功能也不盡相同，需要后續研究繼續探索生長因子誘導ADSCs功能的機制。
血管化淋巴結移植（vascularized lymph node transfer，VLNT）聯合ADSCs治療淋巴水腫具有協同效應。VLNT通過移植帶血供的淋巴結至淋巴水腫患肢，存活淋巴結分泌生長因子促進淋巴管再生和/或移植淋巴結發揮泵吸作用，引流組織液重新進入血液循環，達到緩解淋巴水腫目的[37]。Haiyashida等[38]在小鼠后肢淋巴水腫模型中行ADSCs移植聯合VLNT，結果顯示聯合組腫脹顯著緩解，淋巴管密度顯著增加，移植淋巴結有效引流淋巴液，其機制可能是ADSCs可促進移植的淋巴結與受區毛細淋巴管更快連接。在此基礎上聯合VEGF-C治療，能誘導淋巴管出芽和生長，加快淋巴管新生速率，淋巴回流功能恢復更早[39]。綜上，ADSCs能提高VLNT移植淋巴結的質量。此外，在VEGF-C刺激下，ADSCs聯合VLNT治療淋巴水腫表現出更好的引流效果，還需進一步探索引流改善機制以指導臨床研究。
總之，ADSCs局部移植通過免疫調控、促進淋巴管再生等功能改善淋巴水腫，ADSCs因其體內來源豐富、易于獲取等優點，逐漸成為治療淋巴水腫的研究熱點。
2.2 BMSCs
BMSCs是一種來源于骨髓中胚層，具有多向分化潛能和自我增殖能力的成體干細胞，是最早應用于淋巴水腫治療的干細胞類型。2009年，Conrad等[40]通過在鼠尾淋巴水腫模型移植BMSCs，術后27 d觀察到淋巴水腫顯著緩解，術后56 d觀察到移植部位淋巴回流通暢，治療機制包括BMSCs直接分化為LEC參與形成功能性淋巴管，或上調CC基序趨化因子受體7募集淋巴上皮祖細胞參與淋巴管再生。單獨移植BMSCs治療淋巴水腫有一定效果，但隨后研究表明BMSCs聯合手術治療可產生協同作用減輕淋巴水腫。2018年，Beerens等[41]在小鼠前肢淋巴水腫模型中移植BMSCs聯合VLNT，結果發現16周后淋巴水腫組織體積顯著減小，且大量LEC圍繞移植淋巴結，分析其肢體腫脹緩解機制可能為BMSCs旁分泌VEGF-C促進淋巴管新生，移植淋巴結通過新生的淋巴管更快連接受區淋巴網，改善淋巴回流。Asaad等[42]將VEGF-C直接用于淋巴水腫動物，研究發現超生理劑量的VEGF-C局部聚集通過刺激淋巴管生成減少淋巴水腫腫脹體積；然而局部直接移植VEGF-C易降解，且可能導致不可預料的增殖風險。2011年，Zhou等[43]將BMSCs與外源性VEGF-C共同移植于兔后肢淋巴水腫模型中，觀察到淋巴水腫腫脹顯著緩解，作用機制為VEGF-C誘導BMSCs旁分泌促進LEC增殖，以顯著提高淋巴管密度。然而，VEGF-C也會隨著降解逐漸失效，單次移植的BMSCs聯合VEGF-C不能長期持續刺激BMSCs旁分泌。2023年，Michalaki等[44]將能過表達VEGF-C的BMSCs移植于鼠尾淋巴水腫模型中，觀察到鼠尾腫脹體積顯著減少，作用機制為持續高表達的VEGF-C不僅能維持淋巴管生成，還能顯著加快淋巴管收縮頻率，改善淋巴引流情況。但目前構建能過表達VEGF-C的BMSCs需借助病毒載體，在生物體內缺乏安全性，需進一步探索其長期安全有效途徑，維持干細胞治療微環境中VEGF-C濃度。
2.3 其他干細胞治療淋巴水腫的動物研究
肌肉來源干細胞（muscle derived stem cells，MDSCs）是存在于骨骼肌間質的成體干細胞，主要借助預貼壁法分離制備，通過分化和旁分泌途徑發揮功能，由于骨骼肌占人體總質量約1/3，故MDSCs來源豐富且易于獲取。Park等[45]為更好地還原慢性病理生理過程，在注射MDSCs的小鼠后肢淋巴水腫模型中聯合單次4 500 cGy高放射劑量（通常單次不超過3 000 cGy）干預，術后8周內未發現肢體腫脹消退，但觀察到淋巴回流功能恢復及淋巴水腫區域淋巴管再生，結果提示在放療后淋巴水腫組織中，干細胞仍能新生淋巴管。組織腫脹未得到明顯改善原因為本研究中高放射劑量抑制了放射區域正常的淋巴管再生和側支循環。綜上，MDSCs在高放射劑量干預模型中表現出淋巴管再生潛力，仍需后續研究繼續探索不同放射劑量下MDSCs緩解淋巴水腫的有效性。此外，盡管放療干預能延緩局部愈合，重現慢性淋巴水腫病理生理情況，但放射劑量尚缺乏統一標準，需要后續研究繼續探索最佳劑量[4，46]。
3 干細胞治療淋巴水腫的臨床應用
干細胞治療淋巴水腫目前主要停留在基礎研究階段，僅有少量臨床研究，且集中在ADSCs、BMSCs等成體干細胞的應用。
3.1 ADSCs
現有研究報道顯示，ADSCs用于臨床治療可改善淋巴水腫組織中的淋巴循環。最早于2015年，Pe?a Quián等[47]首次報道了2例慢性淋巴水腫患者移植自體ADSCs ［（1.0～2.2）×109個］ 的臨床研究，6個月后通過淋巴閃爍造影觀察到患側淋巴結和淋巴管引流功能部分恢復；但該研究僅定性描述了ADSCs治療淋巴水腫的效果，并未對患肢周徑、水腫組織體積變化等方面進行定量評估。后續研究表明ADSCs能降低患者對保守治療的依賴，并改善主觀癥狀。Toyserkani等[48]使用SVF聯合脂肪抽吸物（ADSCs約4.07×107個）注射于1例乳腺癌相關淋巴水腫（breast cancer related lymphedema，BCRL）患者腋窩下，術后1、4個月隨訪發現患者主觀癥狀改善伴隨上肢體積減小，并能使用更便捷的壓力服替代每日間斷加壓治療，極大地改善了患者生活質量，并且隨訪過程中未發現術后并發癥和不良事件。為進一步研究ADSCs治療淋巴水腫的安全可行性，該機構隨后對10例納入的BCRL患者進行研究，其中國際淋巴學會（ISL）分期Ⅰ期2例、Ⅱ期8例，通過腋窩注射脂肪抽吸物后注射ADSCs細胞懸液（約5×107個細胞），在6個月隨訪期間借助周徑測量和雙能X線吸收掃描觀察到腫脹肢體體積縮小但并不顯著；術后1、4年隨訪時肢體水腫體積和淋巴引流功能無明顯改善，但觀察到部分患者對保守治療依賴及主觀癥狀改善，其中淋巴水腫進展較輕患者更明顯，除源于移植的ADSCs，還與長期保守治療及脂肪注射帶來的瘢痕松解有關；此外，4年隨訪中未觀察到腫瘤轉移或任何不良事件，表明ADSCs治療具有長期安全性[49-51]。總的來說，采用富含ADSCs的脂肪提取物治療淋巴水腫能降低患者對保守治療的依賴，但不同分期的淋巴水腫療效存在差異，需進一步探究以確定最佳治療時期和主要受益人群。
3.2 BMSCs
BMSCs是最早用于臨床治療淋巴水腫的干細胞。目前已有多項研究通過與保守治療比較，證明BMSCs治療效果具有長期性和有效性。最早于2008年，Hou等[52]報道了一項50例BCRL患者參與的為期12個月回顧性研究，將自體BMSCs ［細胞量（3～10）×109個］ 移植與綜合消腫治療（complete decongestion therapy，CDT）進行比較，結果顯示治療早期（前3個月）兩組肢體體積下降率和疼痛評分變化差異無統計學意義；但隨著研究進展，BMSCs組肢體腫脹緩解和疼痛改善效果逐漸升高，最終顯著高于CDT組。類似地，Maldonado等[53]開展了一項20例BCRL患者為期12個月的回顧性研究，通過比較自體BMSCs ［細胞量（7～56）×106個］移植與壓力袖套治療（compression sleeve therapy，CST）對淋巴水腫的療效，結果顯示兩組肢體腫脹體積改善差異無統計學意義，且CST組治療效果依賴于不間斷CST治療，而BMSCs組僅需單次BMSCs移植，體積改善效果就能持續整個隨訪周期；此外，BMSCs還能緩解肢體敏感性、肢體活動度、疼痛等影響患者生活質量的淋巴水腫伴隨癥狀。但上述兩項均為非隨機化的回顧性研究。2018年Ismail等[54]開展了一項BMSCs治療淋巴水腫的臨床隨機對照試驗，為評估BMSCs治療淋巴水腫的有效性提供了高級別循證醫學證據。與保守治療相比，BMSCs組患者肢體腫脹周徑顯著減小，患者主觀評估也得到改善，而保守治療組淋巴水腫隨著治療中斷而復發；此外，通過活檢發現BMSCs組有顯著新生毛細淋巴管。
綜上，BMSCs雖然無法治愈淋巴水腫，但是能通過提高毛細淋巴管密度，長期有效縮小患者腫脹淋巴水腫組織及減輕相關癥狀以提高生活質量。相比長期持續保守治療，BMSCs具有效果更顯著、患者依從性更好等優勢；相比廣泛研究的ADSCs，BMSCs表現出更好的治療效果。但BMSCs來源相對較少且取材復雜，限制了其臨床廣泛應用。
3.3 其他類型干細胞
造血干細胞是來源于血液或骨髓的成體干細胞，通過骨髓穿刺或外周血中使用血細胞單采術提取，除了局部分化和旁分泌機制，還能通過細胞融合促進低增殖能力的高分化細胞重新進入細胞周期，促進細胞增殖，發揮組織修復作用。Ehyaeeghodraty等[55]將外周血中提取的低細胞量（2×106個）造血干細胞（干細胞移植量通常為2.2×107～1.0×1010個）移植到10例原發性淋巴水腫患者肢體，結果顯示，術后6個月淋巴管密度增加，約一半患者觀察到肢體腫脹減輕。結合之前研究認為干細胞療效在一定范圍內隨細胞量增加而增強，需要后續研究探討其他濃度造血干細胞治療淋巴水腫的療效差異，尋找最適治療濃度，節約制備成本。此外，還需進一步研究探索造血干細胞治療淋巴水腫是否存在細胞融合機制，以完善干細胞治療淋巴水腫的機制研究。
4 結論與展望
淋巴水腫的治療較為困難，干細胞移植是最有前景的治療手段之一，目前已有多種干細胞用于淋巴水腫治療，其中研究最多的是ADSCs和BMSCs。近年來，基于干細胞治療淋巴水腫的策略已經取得一定成果，但最佳移植細胞類型、最適移植濃度、移植時機等問題仍需進一步研究明確。因此，未來需要更多臨床前試驗及大樣本隨機對照臨床研究，為標準化干細胞治療淋巴水腫提供更多證據。
再生醫學和組織工程的快速發展為干細胞治療淋巴水腫提供了新的思路，有學者將干細胞聯合納米纖維支架和生物支架制備組織工程淋巴組織，取得了一定治療效果[56-58]。研究表明，干細胞可以利用支架高生物相容性、低免疫原性和完整的三維結構等優勢，不僅能提高體內存活率，而且能更好地保留干細胞及其活性旁分泌物質，還能通過構建功能性淋巴系統，預防淋巴水腫發生[59-61]。因此，將干細胞聯合支架生成的功能性淋巴組織整合到患者淋巴網絡恢復淋巴引流功能，有望成為未來淋巴水腫治療研究方向之一。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；基金項目經費支持沒有影響文章觀點
作者貢獻聲明 鄧呈亮：綜述構思及設計、論文審校；陳君哲：文獻收集及文章撰寫