经过数十年的美容修复手段后,研究人员正利用干细胞、智能支架和分子信号工程化构建活性毛囊,逐步将脱发转变为可逆病症。
引言
毛囊是一种周期性微型器官,其生长与更新依赖于上皮-间充质紧密协调的交互作用、免疫稳态和机械生物学机制。然而,脱发问题(主要是雄激素性脱发(AGA)和斑秃(AA))极为普遍,并带来沉重的心理社会和经济负担。
当前疗法涵盖米诺地尔、5-α还原酶抑制剂、富血小板血浆、低强度激光及毛发移植等,主要作用是增厚现有毛发纤维或重新分布毛囊,无法生成新毛囊。真正的再生意味着形成新毛囊,而非仅仅延长生长期。生物技术正进入转型阶段,细胞疗法、类器官系统、工程化生物材料、分子通路调控和外泌体疗法正在融合,推动治疗从症状管理转向毛囊层面的再生。
本文阐释脱发的负担及为何需要真正的毛囊再生(而非仅增厚发丝);随后综述细胞疗法、毛囊类器官、智能生物材料、靶向通路调控和外泌体方法的进展,这些进展正推动护理向毛囊层面修复迈进。
脱发的负担与生物学复杂性
脱发在AGA和AA中广泛存在,带来不成比例的心理社会负担,焦虑、自信心丧失和生活质量下降往往堪比更严重的慢性疾病。压力既可引发静止期脱发,又会加剧现有疾病,形成脱发与心理 distress 的恶性循环。生物学上,毛囊作为微型器官在严格分子和细胞调控下经历生长期、退行期和休止期循环。真皮乳头和隆突干细胞与周围上皮和间充质区域协调运作,而脂肪细胞和免疫信号则调节阶段转换。
经典通路包括Wnt/β-连环蛋白通路、骨形态发生蛋白(BMP)、Hedgehog、成纤维细胞生长因子(FGF)、转化生长因子β(TGF-β)和Notch,它们共同调控毛囊诱导、器官发生和细胞分化,决定毛囊命运和循环节奏。
在生长期,基质-上皮对话维持基质增殖和毛干生成;在退行期,凋亡和炎症程序修剪毛囊下部;在休止期,微环境信号使静止干细胞为重返生长期做好准备。
临床上,大多数获批或辅助治疗仅延长生长期或增厚微型化毛发,无法重建耗竭的毛囊单位。真正的再生需要重建毛囊结构并恢复真皮乳头、干细胞微环境与其细胞外基质间的双向信号传导,而非仅延长生长期。
现有药物、辅助及手术治疗的局限性
当前脱发治疗主要聚焦于修饰现有结构而非生成新毛囊。外用米诺地尔可增厚毛发,但6-12个月后效果有限且停药后易逆转。非那雄胺和度他雄胺能适度减缓微型化,但存在依从性和副作用担忧。局部或全身性皮质类固醇提供短期控制,但伴随局部萎缩或全身代谢影响,其他免疫抑制剂缺乏随机对照试验证据。
在自身免疫性AA中,JAK抑制剂如托法替尼和芦可替尼可触发多数患者的显著再生。然而,持久性仍是挑战,治疗停止后数周至数月内常复发,且外用制剂效果通常不如口服疗法。
副作用通常轻微且暂时,常见上呼吸道感染、痤疮样皮疹或短暂实验室指标异常,这强调这些药物仅调节免疫活性而未能实现长期免疫耐受。
辅助治疗包括低强度光疗、微针和富血小板血浆,在研究中显示效果不一致且改善有限,无法突破毛囊数量设定的生物学限制。毛发移植手术重新分配有限的供体毛囊,但效果受限于供体数量、瘢痕形成和持续的脱发模式进展。当前药物、辅助和手术选择仅能减缓微型化、减少炎症或美容性重新分配覆盖区域,无法生成新毛囊或可靠恢复免疫特权。
毛囊再生的生物技术路径
新兴毛囊再生生物技术路径围绕五大支柱展开。
细胞基础通过恢复真皮乳头诱导性、将毛囊干细胞与支持性微环境细胞配对,以及利用伤口诱导的毛囊新生重新激活上皮-间充质程序。最近使用人类真皮乳头球体在微流体或3D打印支架中的临床前研究表明,成功在小鼠体内诱导了类毛囊结构。
毛囊类器官利用诱导多能干细胞衍生皮肤形成带附属器的类器官,现可模拟原基到胚芽的转变,为测试和未来移植提供可扩展的"毛囊胚芽"工厂。虽然人类衍生毛囊类器官已实现早期概念验证,但完整终毛形成目前仅限于小鼠系统。
智能生物材料如模拟细胞外基质的水凝胶、脱细胞基质和3D生物打印,创建具有调控刚度和配体呈递的空间有序微环境,以维持真皮乳头信号传导、对齐上皮和间充质,并实现自动化微凝胶生产。
分子调控利用Wnt、FGF、TGF-β、音猬因子(SHH)、BMP和JAK通路上的时序化信号引导形态发生、谱系选择和循环。小分子调控剂如GSK3β抑制剂(激活Wnt/β-连环蛋白)和BMP拮抗剂,已被证明可启动新生毛囊胚芽形成。
外泌体疗法探索从可诱导细胞中提取标准化细胞外囊泡内容物,以增强真皮乳头活性、血管生成、免疫静止和移植物存活,同时减少全细胞方法的变异性。这些策略共同旨在将治疗重心从增厚现有毛发转向形成具备循环能力的毛囊。
临床转化:要求、风险与展望
临床转化可能需要组合产品:整合到生物相容性支架中的治疗细胞,由时序化形态发生信号引导,并可选外泌体增强以促进血管生成、存活和诱导性。制造必须转向可扩展的药品生产质量管理规范(GMP)工作流程,具备验证的效力检测、严格的放行标准,并持续关注成本,确保剂量价格可承受。
安全性和持久性要求免疫兼容性策略、严格的致瘤性和生物分布测试,以及跨多个毛发周期的维持证明。由于分泌组和外泌体组成因来源和工艺而异,标准化对控制变异性至关重要。
临床开发应使用客观影像终点,如光毛发图、毛发计数、毛干直径和整体摄影,从获益-风险比有利的分阶段适应症开始,然后逐步扩展。
与监管机构不断发展的先进治疗药物产品框架和ISO干细胞标准的整合,对实现跨国监管协调至关重要。工程化方法加上精心分阶段的试验,可将实验室再生转化为一致的患者获益。
结论
新兴平台令人鼓舞,但目前尚无任何方法能在常规实践中提供可扩展、持久的毛囊新生。最可行的路径是组合方法:诱导性细胞与指导性支架配对,由时序化分子信号协调,辅以标准化外泌体作为可选增强剂。
关键障碍仍然存在,如血管整合、免疫兼容性、长期循环持久性和制造可重复性。开发路径应通过谨慎的分阶段适应症、严谨的试验、验证的效力检测以及互操作性强、注重质量的制造来推进。通往真正再生的合理路径正在形成,但广泛可靠的临床应用仍在前方,需要严谨的执行。
参考文献与延伸阅读
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