周更专栏 | 重组生长因子在美容和抗衰老医学中的应用
结论
目前,世界范围内含有表皮生长因子(EGF,epidermal growth factor)的化妆品销量增长活跃。其直接的生物学功能是强化表皮的代谢过程。随着年龄的增长,皮肤本身相当多的关键细胞,如成纤维细胞、血管细胞、免疫系统细胞等,需要得到相应支持。使用生长因子和细胞因子(FGF、VEGF、GM‑CSF等)的混合物,提供和刺激皮肤下层或真皮细胞就是解决方案。
多靶点鸡尾酒法(multitarget cocktail)可以针对皮肤细胞功能的关键机制:胶原蛋白合成、血管结构正常化,克服对个别病原体的免疫力,从而解决目前美容实践中最常见的问题皮肤干燥、刺激、机械损伤、侵蚀、皱纹、衰老等。鸡尾酒中持续作用的生长因子(GF.growth factor)可形成恢复营养所需的血管床,从而实现最佳康复,尤其是在创伤性手术后。此外,它还有助于优化上皮及细胞外基质的形成。
多靶点鸡尾酒法在抗衰老手术、疤痕、修复方面具有明显的优势和特点:
- 再生潜力低的未代偿患者可以得到治疗,即无法执行激光消融、点阵微针射频治疗和其他创伤性手术者
- 可以实现最佳(最快)康复,比使用传统乳膏和精华液至少快2倍,甚至高参数分段消融也只需周末即可完成
- 无色素过度沉着的问题
在疤痕治疗和预防方面,它可以实现与原生皮肤最佳的颜色和弹性匹配;在头发修复过程中,3次治疗后脱发减少,第5次治疗后头发生长刺激,头发厚度平均增加10%,色素头发生长,即使在没有局部治疗6至12个月的情况下也能保持效果。
简介
本章将从生长因子在皮肤抗衰中的作用开始,介绍抗衰老和美容医学中生长因子应用的传统和前沿方法。
生长因子
细胞间的信号分子
一般来说,器官可以被认为是不同类型的细胞和组织的集合,这些细胞和组织在内部执行特定的功能。对于任何器官能成功发挥作用,在组织之间的单个细胞之间建立正确的相互作用至关重要。如果我们把器官比作工厂,那么细胞外基质就是生产车间,细胞就是工人。信号分子在工人之间起着信息的作用,所有信息的多样性构成了工厂内部的通讯系统。
这些信号分子在大多数情况下是蛋白质,即细胞因子和生长因子。在人体内,这些分子与细胞受体相互作用,以确保健康的组织功能。它们能启动一系列生化反应,协调细胞的生长、发育、分裂、分化过程,以及释放必要的调节分子和细胞的特定功能,即成纤维细胞的胶原蛋白产生。
细胞因子和生长因子在生物调节、化学调节、免疫调节以及维持体内器官和组织的细胞平衡中发挥着重要作用。生长因子(GF,growth factor)和靶细胞上受体之间的相互作用被称为“钥匙和锁相互作用”[1](图1)。尽管调节构成伤口愈合过程的组织重塑的机制仍不完全清楚,但过去数年,生长因子和细胞因子特性的鉴定、分离、克隆和表征以及它们在伤口愈合模型中的应用取得了显著的进展。从它们的使用中学到的最重要的一点,似乎是生长因子和细胞因子在启动和加速从损伤到修复的正常过程。生长因子是“触发器”,可顺序激活下游通路,这对于进行性组织重塑以实现伤口愈合至关重要。而人类GF是唯一能够开启人体内这种锁定机制的信号分子,在信号传导通路上,需要发挥不同功能的多个GF(PDGF血小板衍生生长因子,转化生长因子β,EGF,FGF成纤维细胞生长因子,FGF-7角质形成细胞生长因子,IGF-1类胰岛素样生长因子-1,VEGF血管内皮生长因子)。

图1:GF与其受体之间的键锁相互作用
单个GF协调特定细胞之间的相互作用。同时,GF是具有复杂活性的分子:多个GF可以靶向一种细胞类型,这些细胞类型可以相互增强(所谓的多效性效应)。多个GF混合物可以成功地完成多个细胞、组织之间的通讯,完成下列任务:
- 恢复成纤维细胞的健康功能
- 恢复细胞蛋白质的自然合成,包括弹性蛋白和胶原蛋白以及透明质酸
- 使微循环正常化,影响血管/血管壁的质量,激活内皮细胞的工作
- 成功激活毛囊细胞的成熟,恢复头发健康生长
皮肤老化伴随生长因子分泌减少
随着年龄的增长,身体会因氧化应激和紫外线照射而累积损伤。这种损害以多种方式显着阻碍了组织工厂的工作流程,例如ECM降解、信号通路损伤和整体细胞活动。细胞没有接收到足够的信号,因此不会对信号分子的刺激表现出适当的反应,因此无法正常发挥作用。多项研究显示年龄和生长因子浓度之间的相关性[2][3]。如根据体表面积校正的EGF血清水平从7岁到50岁以上下降了10倍,30岁后大幅下降[4]。尽管GF浓度随年龄下降的机制存在争议,但毫无疑问的是,皮肤工厂的“内部通讯系统”多年后产生的信号越来越少,GF浓度降低是衰老的标志。幸运的是,再生和抗衰老医学专家找到了合理的方法来克服这种与年龄相关的衰退。
GF的来源
富血小板血浆 (PRP) 程序是获得人类蛋白质混合物的传统且最流行的方法。PRP的有效性取决于血小板脱粒过程以及随后释放的GF和细胞因子。临床研究表明,PRP对于有美容问题(抗衰老手术、脱发、痤疮和痤疮后治疗)的年轻患者相当有效(编译者注:本专栏第10章已详细介绍),但对于50岁以上的患者和未代偿的患者,PRP 的有效性大大降低。这是因为一方面,PRP混合物中的蛋白质浓度是不可重复的,即使PRP在一名患者身上的有效性得到证实,医生无法确定该手术在另一名患者身上是否具有相同的有效性;另一方面,随着年龄的增长,除了GF浓度降低,还会含有更多的促炎细胞因子。当然,PRP与生俱来的弱点就是无法量产。
大量稳定获得GF,必须依靠制药企业的重组技术。自20世纪80年代以来,制药商已经可以不需处理人体组织的方法来生产人类蛋白质。胰岛素的量产就是最好的例子。原文中有重组技术如何获得GF的详细阐述,限于篇幅,此处隐去。
考虑蛋白质活性稳定,以冻干形式以单次使用剂量储存在小瓶中被认为是理想的选择(编译者注:此项选择近年来又有进步,也有溶剂形式提供的,可以最大程度保证GF均匀)。
美容医学中GF的递送方法
GF分子是否能正确地递送到它们可以发挥作用的皮肤目标层,是GF产品获得预期效果的关键所在。重组GF是大分子,如果局部使用,其穿透皮肤屏障的能力非常有限。这其中遵循基本的“500 达尔顿规则”——分子量超过500Da(0.5kDa)的分子无法有效穿过角质层,大多数GF的分子量在超出此范围(VEGF 为38.2kDa,PDGF为9‑54kDa)。为了使如此大的分子成功穿过透皮屏障,需要进行各种操作来增加其渗透性,克服生物屏障的手段包括:物理手段,包括热(激光或射频)、电(离子电渗疗法和电穿孔)和机械(微针、超声)技术;化学渗透增强剂,如生物分子、纳米粒子。
对于GF而言,独特的物理手段显然更有高效能[1],具体包括:Photothermolysis (laser ablation) 光热解(激光烧蚀),Microneedling微针,Radio-frequency microneedling射频微针,Barophoresis气压导入。其中气压导入,又称为气液输送,是使用通过喷嘴高速将压缩气体输送到皮肤中的装置进行的[6][7]。与传统的气压疗法中的侵入性方法相反,由于微粉化液滴的流动和蛋白质分子的输送的作用,进行淋巴引流按摩。可实现软组织(细胞间隙、水肿带、淋巴淤积、血肿、浸润、局部脂肪沉积、肌肉、筋膜)的深层按摩、皮肤清洁、表皮角质化细胞剥落、组织紧急保湿。通过令人愉快的非侵入性手术,可以对患者的皮肤产生深层影响,产生立竿见影的积极效果和逐渐的自然转变。

图2:增强穿透生物屏障的物理方法
蓝点代表治疗;单/双频超声下的白色圆圈代表微泡
编译者按
原书中有大量实际案例的治疗前后配图,效果一目了然,非常震撼,值得有兴趣的读者进一步仔细阅读。
参考文献:
[1] T. F. Deuel and Y. Chang, Growth Factors, Fourth Edi. Elsevier, 2013.
[2] G. Gunin, N. K. Kornilova, V. V. Petrov, and O. V. Vasilyeva, “Age changes in the number and proliferation of fibroblasts in the human skin,” Adv. Gerontol., vol. 1, no. 4, pp. 299–303, Oct. 2011.
[3] A. Malamitsi-Puchner, J. Tziotis, A. Tsonou, E. Protonotariou, A. Sarandakou, and G. Creatsas, “Changes in serum levels of vascular endothelial growth factor in males and females throughout life.,” J. Soc. Gynecol. Investig., vol. 7, no. 5, pp. 309–12.
[4] S. Meybosch et al., “Epidermal growth factor and its influencing variables in healthy children and adults,” PLoS One, vol. 14, no. 1, pp. 1–13, 2019, doi: 10.1371/journal.pone.0211212.
[5] R. Yang, T. Wei, H. Goldberg, W. Wang, K. Cullion, and D. S. Kohane, “Getting Drugs Across Biological Barriers,” Adv. Mater., vol. 29, no. 37, p. 1606596, Oct. 2017
[6] J. Golan and N. Hai, “JetPeel: A New Technology for Facial Rejuvenation,” Ann. Plast. Surg., vol. 54, no. 4, pp. 369–374,2005.
[7] T. Iannitti, S. Capone, and B. Palmieri, “Short review on face rejuvenation procedures: focus on preoperative antiseptic and anesthetic delivery by JetPeelTM-3 (a high pressure oxygen delivery device).,” Minerva Chir., vol. 66, no. 3 Suppl 1, pp. 1–8, Jun. 2011.
作者
Ivan Afanasov 助理教授
美国旧金山州立大学生物系博士
解读作者
黄力文 Jason LW. Huang
中国抗衰老临床实践培训联合创始人
香港中文大学全科预防医学博士
美国抗衰老医学科学院(A4M)认证医师
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《未完待续》