《Aesthetic Plastic Surgery》:Changes of Tissue Reactions on Various HA Filler Under Immune Stress Status: An In Vivo Study
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背景(Background):新冠感染及疫苗接种后,透明质酸(hyaluronic acid, HA)填充剂注射引发过敏(anaphylaxis)的报告有所增加。目的(Objective):本研究旨在探讨不同交联技术制备的HA填充剂在免疫应激条件下诱导的组织反
背景(Background):新冠感染及疫苗接种后,透明质酸(hyaluronic acid, HA)填充剂注射引发过敏(anaphylaxis)的报告有所增加。目的(Objective):本研究旨在探讨不同交联技术制备的HA填充剂在免疫应激条件下诱导的组织反应差异。方法(Methods):采用致敏豚鼠(sensitized guinea pig)模型评估不同HA填充剂的过敏反应(anaphylactic responses),通过苏木精—伊红(hematoxylin and eosin, H&E)染色评估注射部位生物反应,采用流变学测试(rheological testing)表征HA填充剂的材料学特性。结果(Results):将HA填充剂注入致敏豚鼠后,过敏反应强度各异;过敏反应发生概率随HA填充剂交联度(degree of cross-linking)升高而增加,且反应主要局限于皮内(intradermal)注射部位;组织病理学分析显示各实验组出现不同程度的淋巴细胞浸润(lymphocyte infiltration)等病理改变;不同技术制备的HA凝胶表现出不同的流变学特性(rheological properties)。结论(Conclusion):HA填充剂的交联度及生产工艺显著影响其免疫刺激下临床反应的发生,提示在免疫应激背景下应审慎考虑HA填充剂的注射。证据等级未分配(No Level Assigned)。
研究背景与目的
后新冠(COVID-19)时代,透明质酸(hyaluronic acid, HA)真皮填充剂注射后发生I型超敏反应(即速发型过敏反应,Type I hypersensitivity,由免疫球蛋白E即IgE介导)的报道明显增多,推测与全身免疫系统被激活有关。天然HA本身无免疫原性,但为延长体内留存时间需经化学交联(常用交联剂为1,4-丁二醇二缩水醛即BDDE)及添加辅料改性,不同交联度和交联工艺可能影响植入后的局部组织反应。目前尚不明确不同交联技术及添加羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)等辅料是否会在免疫应激状态下影响过敏反应的发生。为此,研究人员利用牛血清白蛋白(bovine serum albumin, BSA)致敏的豚鼠模型模拟临床免疫激活状态,比较同种交联技术不同交联度、三种不同市售交联技术HA填充剂及含HPMC辅料的HA产品,在免疫应激下诱发急性过敏反应和组织炎症的差异,并结合流变学表征探讨材料属性与生物学反应的关系。本研究为《Aesthetic Plastic Surgery》接收发表。
主要关键技术方法
研究人员建立BSA致敏豚鼠模型(8周龄雄性Hartley豚鼠,第1、3、5天皮下注射BSA 10 mg/kg建立致敏,检测血清IgE确认致敏状态),于末次致敏后第7天在动物背部行皮内(0.1 mL)及皮下(0.5 mL)注射待测样品,分组为低交联HA(HA-Low)、高交联HA(HA-High)、TRI-HYAL技术的HA-1(FillMed)、PNET技术的HA-2(Dongbang)、含低浓度HPMC的BDDE交联HA-3与含高浓度非交联HA及HPMC的HA-4、生理盐水对照,每组n=6。注射后观察记录红斑、肿胀、溃疡等临床过敏反应,14天后取材行H&E染色并按ISO 10993-6标准半定量评分组织炎症反应;同时测定各HA凝胶的储能模量G′、损耗模量G″、损耗角正切tanδ、流动性、挤出力、溶胀因子及内聚性。统计采用Fisher精确检验、t检验及单因素方差分析(one-way ANOVA)。
研究结果
Animal Model
BSA致敏后豚鼠血清IgE水平升高并于三次致敏后达峰值,持续高水平维持两周;致敏豚鼠出现鼻痒、喘息,肺组织见肺泡间隔增厚、毛细血管充血及淋巴细胞浸润,背部拟注射区皮肤H&E未见明显病理差异,证实致敏模型构建成功且局部皮肤基线正常。
General Observation
各HA填充剂组均出现不同程度临床过敏反应(红斑、肿胀、溃疡),生理盐水组无过敏反应。HA-Low组过敏发生率16.7%(1/6),HA-High组33.3%(2/6),HA-1组100%(6/6),HA-2组50%(3/6),HA-3组33.3%(2/6),HA-4组33.3%(2/6)。整体上皮内注射层临床反应多于皮下注射层。表明不同交联技术HA在免疫应激下过敏反应发生率不同,其中TRI-HYAL技术的HA-1反应最强。
Histopathology
生理盐水组无病理改变。HA-Low组仅轻微炎细胞浸润;HA-High组皮内可见明显植入物形态伴大量炎细胞、吞噬细胞、组织细胞浸润及红细胞渗出,皮下亦见炎细胞浸润;HA-1与HA-2组皮内及皮下均见淋巴细胞、吞噬细胞、粒细胞浸润伴红细胞渗出;HA-3组仅见轻微淋巴细胞浸润;HA-4组未见明显植入物及显著炎细胞浸润。按ISO 10993-6评分:HA-Low、HA-3、HA-4皮内及皮下评分为0.0~1.7(无或极轻微反应),HA-High、HA-1、HA-2评分为3.5~8.0(轻度反应),皮内反应普遍强于皮下(HA-High组p<0.01,HA-1组p<0.05)。提示高交联度及特定交联技术HA在免疫应激下引起更显著的局部组织炎症。
Determination of HA Gel Properties
五种凝胶均为无色透明。HA-High储能模量G′最高(1462 Pa),HA-Low(66 Pa)与HA-1(93 Pa)较低;HA-High流动性最低(3 mm),HA-1流动性最高(135 mm)。HA-Low、HA-2、HA-High挤出力较大,HA-3、HA-1较小。溶胀因子HA-3(1.3)与HA-High(1.6)较低,HA-Low(2.4)、HA-2(3.1)、HA-1(3.0)较高。内聚性HA-Low(23.82 mg)与HA-3(16.09 mg)较高,HA-1(9.56 mg)、HA-2(12.55 mg)、HA-High(10.14 mg)较低。说明不同交联技术赋予HA填充剂不同流变学特征,且与体内组织反应存在关联趋势。
讨论与结论
研究人员指出,同种交联技术制备的HA填充剂,交联度越高,致敏豚猪中过敏反应概率及组织反应严重程度越高,这与既往报道一致——高交联度意味着更多BDDE残留可能及更高G′(刚度),在免疫应激时可引发更强的局部炎症。比较三种市售产品:采用TRI-HYAL技术的HA-1在模型中过敏反应最显著;采用PNET技术的HA-2也引起较明显临床与组织反应;而采用HA与HPMC协同技术(降低交联剂用量)的HA-3组织反应最轻。含不同浓度HPMC的HA-3与HA-4过敏反应率相同(均为33.3%)且HA-4几无炎症浸润,提示HPMC辅料本身未增加过敏或组织反应风险。此外,皮内注射较皮下更易诱发强烈组织反应,强调按解剖层次选择合适HA产品的重要性。研究局限性包括动物模型仅模拟部分免疫应激状态、仅纳入部分交联技术产品、样本量偏小等,需进一步在疾病特异模型及临床队列中验证。
结论(Conclusion):本研究表明HA产品的交联技术及辅料添加可影响免疫应激状态下过敏反应的发生。具体而言,化学交联度较低的HA产品反应发生率更低;含HPMC辅料未增加过敏风险;较浅的注射层次(皮内vs皮下)可能加重组织反应。在临床应用中,免疫应激背景下应慎重考量HA填充剂的交联技术与注射层次,权衡美容效果与患者安全。