采用微型抽脂技术获取人体皮下脂肪组织样本

摘要

该论文及配套视频展示了一种经皮活检技术，用于获取脐周区域皮下脂肪组织的样本。该方法是一种低风险且高效的手段，可用于研究脂肪组织内的多种参数（如基因或蛋白质表达、酶活性、脂质含量）。

摘要

脂肪组织的研究有助于理解代谢及其他相关疾病。人体皮下脂肪组织易于获取。经过适当培训并严格遵守无菌操作技术，研究人员可在非临床环境中安全、高效地获取皮下脂肪样本。在脐部外侧给予局部麻醉后，将连接5 mL或10 mL注射器的14 G针头穿过皮肤进入皮下组织。在持续负压下，通过往复切割运动移动注射器，以分离脂肪组织碎片。仅需回抽活塞即可使脂肪组织碎片经针头吸入注射器内。一次活检可采集约200 mg组织。该活检技术对受试者和研究人员均非常安全。活检后，受试者可恢复大多数日常活动，但应避免在48小时内游泳或进行过度剧烈的活动，以防出血过多。受试者在同一天内可安全接受两次活检，因此该技术适用于前后对比的急性干预研究。

引言

脂肪组织可提供有关人体代谢功能的有用信息。人体皮下脂肪组织易于获取。一种用于提取皮下脂肪组织的技术最早于20世纪80年代中期被描述¹；此后，初始方案已得到改进，以提高产量并改善研究参与者的耐受性。皮下脂肪组织可从多个部位获取，最常见的是臀部¹和腹部区域²。后者的样本可能更具价值，因为在与代谢疾病相关的研究背景下，其提供的信息更为重要³。

采用微型抽脂法进行皮下脂肪组织活检可在非临床环境中安全高效地实施。在经过认证的医师进行适当培训并严格遵循无菌技术操作的前提下，研究人员可常规开展此类活检，对受试者和研究者均具有极低的风险。活检团队必须至少由两人组成：一人负责执行活检操作，另一人担任助手。

负责活检的人员需确认受试者的身份，评估受试者是否可安全接受该操作（见下文操作步骤2.1–2.4），确保受试者在整个操作过程中保持舒适，维持无菌操作技术，执行操作过程，并向受试者提供口头和书面的术后护理指导。助手的职责是处理并快速处理获取的脂肪组织，以用于后续分析和/或储存。助手还需协助完成以下工作：作为 "非无菌的手" 并在整个过程中确保受试者舒适。本视频和论文的目的是详细描述安全获取腹部皮下脂肪组织的逐步活检操作流程。

方案

注意：以下所述的活检程序已获得斯特灵大学NHS、侵入性或临床研究委员会的批准。所有使用该程序的研究项目必须经过适当的独立伦理委员会审批。操作活检的人员必须根据所在机构的要求，完成对该技术的正式培训。通常情况下，培训包括由经认证的执业医师示范所述的脂肪组织活检技术，随后进行在监督下的实践操作。培训人员在志愿者受试者身上完成10次在监督下的脂肪组织活检实践操作后，需接受经认证的执业医师的考核，以确保其充分掌握该操作的技术知识与实践能力。考核通过后，经认证的执业医师将向其签发书面考核合格证明文件。

1. 实验室房间准备

1. 确保实验室配备有适当私密的房间，房间内具有清洁、可擦拭的无孔表面，以及一张清洁、舒适（最好是无孔材料制成）的床，供受试者仰卧。使用70%乙醇喷雾和洁净纸巾清洁所有活检操作所需的表面。如有需要，提供洁净的枕头或垫子以支撑受试者。
2. 在进行活检操作的区域附近，以及操作人员易于触及的位置，放置合适的锐器废弃物容器和生物危害废物袋。
3. 在受试者到达实验室前，准备好操作所需设备，并将其放置于已清洁的医用推车上（图1）。有关所需耗材的完整清单，请参见材料表。

2. 受试者准备

1. 确保所有参与者在接受操作前，按照机构独立伦理委员会要求的规程签署书面知情同意书。此外，要求参与者填写书面问卷，以确认其对操作中使用材料（即镍、铬、局部麻醉剂、碘、贝类和胶布）无过敏反应。
2. 确认参与者身份，确保其理解将要进行的操作及可能的继发性不良反应，包括瘀伤、疼痛和感染（表1）。除先前获得的书面知情同意外，还需获取其口头同意。
3. 向参与者说明操作的具体实施过程，重点描述麻醉剂注射及活检操作时的感受。确保参与者对继续操作感到舒适。
   注意：局部皮下麻醉会产生短暂的刺痛感，类似于蜜蜂蜇刺。许多参与者表示，麻醉注射是该技术中最不适的部分。麻醉起效后，活检过程中仅会感到轻微牵拉感。
4. 确认参与者对局部麻醉剂（如使用利多卡因或类似药物，特指氨基酰胺类）无过敏反应，对某些金属（镍和铬）及贝类（如使用含碘溶液）无过敏史。此外，需确认参与者未服用任何抗凝药物。
5. 为参与者提供机会，必要时排空膀胱，以确保其在步骤4.1中无需中断操作或产生不必要的不适。

3. 活检操作——活检执行者的操作说明

1. 受试者仰卧位躺好后，确定穿刺活检部位，位置大约在脐部外侧 5-10 cm 处。
   注意：如果受试者在同一天需接受多次活检，每次活检应选择脐部对侧的部位，以确保各活检部位之间距离最大化。
2. 根据标准医疗指南，用肥皂和温水洗手⁴。
3. 将无菌巾铺在已清洁的推车或工作区域上，注意仅接触无菌巾的外缘部分。
4. 采用规范的无菌技术佩戴无菌外科手套。让助手以不接触或污染器械的方式打开其余设备，使其直接落入已准备好的无菌巾上。确保助手在取出器械时避免触碰无菌包装内的物品。
5. 指示助手在操作台面上的无菌纱布上倾倒少量含碘溶液（避免过度浸润纱布）。
6. 使用无菌纱布和含碘溶液对选定活检部位周围约 5-10 cm² 的皮肤区域进行消毒。确保以螺旋方式从拟活检部位中心向外周擦拭清洁皮肤。重复皮肤清洁步骤两次。用新的无菌纱布擦拭，去除多余液体（例如从无菌区域流下的液体）。
7. 与助手共同口头确认局部麻醉药瓶内的内容物（本方案中为 2% 利多卡因）及其是否在有效期内。指示助手将打开的药瓶倒置，使用 21 G 针头抽取 5 mL 局部麻醉药至注射器中。将针头弃入锐器盒，并确保注射器内无气泡。
8. 将 26 G 针头连接至注射器，排出所有气泡。轻轻捏起腹部皮肤及脂肪组织，使其与腹壁分离。然后将针头以不超过皮肤表面 10° 的角度水平刺入皮下组织。
   1. 再回抽注射器活塞约 0.5 mL（以确认针头未进入血管）。若注射器内出现血液，应拔出针头并以不同角度重新穿刺。
   2. 形成直径为 2-4 mm 的皮丘，以麻醉穿刺区域。
   3. 将针头继续推进至皮下组织，并以扇形方式注射约 1 mL 利多卡因（图 2），每次注射前均需回抽活塞以确认无血液回流。
   4. 取下并弃去 26 G 针头，换上 21 G 针头，排出任何气泡，再以扇形方式注射剩余的约 4 mL 利多卡因（图 2），每次注射前同样需回抽活塞以确认安全。
9. 等待约 5 分钟，使局部麻醉药起效。使用无菌手术刀轻刺活检区域，以 i) 确认局部麻醉已生效，ii) 明确麻醉区域的边界。如有必要，额外等待一至两分钟并重新评估。
10. 确认局部麻醉有效后，轻轻捏起皮肤和脂肪组织（如步骤 3.8 所述），使用无菌手术刀在皮肤上做一个 1-2 mm 的小切口。
    注意：切口仅需足够使 14 G 针头顺利进入，且必须足够小，无需缝合即可闭合。自此点开始可能出现少量出血，可用一块无菌纱布控制。
11. 首先，将 14 G 针头连接至 5 或 10 mL 注射器。然后，在轻轻捏起皮肤和脂肪组织的同时，将针头通过切口缓慢穿入麻醉区域中央的脂肪组织，穿刺角度相对于皮肤表面不超过 10°。
    注意：在步骤 3.11 中所有针头推进操作时，必须保持注射器角度不超过 10°。
    1. 通过回抽活塞至约 2.5 mL 刻度处施加负压。通过快速前后移动针头切割脂肪组织碎片的方式获取活检样本。约 30 秒后，将针头和注射器旋转 90°，重复该操作以进一步破碎脂肪组织碎片，使其在负压作用下被吸入注射器内。
       ​注意：也可使用其他规格的注射器。研究人员必须选择一种既能牢固握持、又能舒适维持活塞回拉以保持负压的注射器尺寸。可选用带锁定装置的注射器，其能维持负压，有助于提高针头控制性，并降低操作者感知的操作难度⁵。
    2. 在完成约 45-60 秒的步骤 3.11.1 后，拔出针头，将注射器内容物排至覆盖在称量皿上的一层纱布上。确保针头管腔朝下，以避免潜在的血液飞溅。
    3. 重复步骤 3.11.1 和 3.11.2，最多三次。每次重复前，需确认受试者同意继续操作。
    4. 在执行步骤 3.11.1 和 3.11.2 的同时，指示助手对样本进行处理并准备用于分析或储存（见第 5 节）。

4. 活检后操作步骤

1. 获得满意的脂肪组织样本（即约200 mg）后，将1至2层无菌纱布覆盖于穿刺伤口上，再于其上放置冰袋，施加牢固压力约10分钟，以诱导止血。
2. 止血完成后，用无菌纱布擦去碘溶液或干涸的血液，并在穿刺部位贴上带吸收垫的粘性伤口敷料。确认受试者感觉良好，并提供关于活检部位护理的口头和书面指导。
   1. 强调受试者在接下来的几天内可能会出现一定程度的淤青。告知他们这种情况可能较为明显，但通过步骤4.1中使用冰袋可将其减轻，且淤青会自行消退，不会留下持久影响。
   2. 建议参与者在麻醉作用消退后，若感到任何不适或疼痛，可按照药品说明书服用对乙酰氨基酚等镇痛药，但应避免使用具有抗凝血作用的镇痛药（如布洛芬或阿司匹林）。
   3. 解释活检部位出现肿胀、发红或渗液是感染的征兆。一旦出现这些体征或症状（尽管可能性极小），应立即指导受试者向医生或当地急诊科寻求医疗建议 & 急诊科。告知受试者，如果他们寻求医疗建议，必须同时通知研究团队。
      注意：作为研究人员，活检操作者和助手均不得提供医疗建议或治疗；但研究团队必须了解并记录所有由活检操作引起的并发症情况。
   4. 建议受试者在切口闭合前48小时内避免游泳或过于剧烈的活动。
3. 将使用过的锐器和受污染的材料清除至指定的锐器和/或医疗废物容器中。
4. 使用70%乙醇喷雾和洁净的纸巾清洁活检操作中使用的所有表面。将一次性及非一次性床上用品分别放入相应的临床废弃物袋中，用于丢弃或清洁处理。

5. 样品处理——助理操作指南

1. 使用无菌镊子和0.9%生理盐水冲洗脂肪组织样本，以去除可见污染物（如血液、血管组织）。然后使用电子天平称量脂肪组织样本。用无菌镊子将组织分割成适合后续分析的大小，并放入相应的储存管中。将含有脂肪组织活检样本的管子浸入-190 °C的液氮中进行速冻，随后储存在-80 °C条件下。
   注意：助手必须尽快完成样本处理，通常在样本抽取后3分钟内完成，以尽量减少样本可能发生的降解。

结果

本文所述的脂肪组织活检方法是一种高效且低风险的技术，可供研究人员从人类志愿者中获取皮下脂肪组织样本。我们对11名健康的正常体重女性（年龄27.4 ± 3.3岁；体重指数（BMI）22.6 ± 1.5 kg/m²）采用该方法共进行了39次皮下脂肪组织活检。所有受试者均在禁食8-12小时后于07:00至10:00之间到实验室接受操作。采用该脂肪组织活检方法获得的样本量为192.0 ± 97.1 mg（范围=32.8-393.6 mg）（图4）。我们未观察到活检样本量与受试者BMI之间存在相关性（p = 0.643），尽管所有受试者的BMI均处于正常体重范围内（范围=21.1-25.4 kg/m²）。通常在进行2-3轮组织采集（即步骤3.11.1和3.11.2重复操作）后即可获得足够的样本重量。在脂肪组织活检后，所有受试者均出现瘀青，但无一人出现无法通过止痛药缓解的剧烈疼痛，也未发生其他不良反应（表1）。这与既往报道的脂肪组织活检并发症发生率一致^1,...

讨论

本文所述方案及配套视频逐步介绍了从腹部区域获取皮下脂肪组织样本的微型吸脂技术。本研究团队在19个月内共完成了124例活检，参与者均未出现不良反应。只要遵循所述安全措施，该操作安全可靠，对参与者或活检团队的风险极小。实施操作的研究人员必须始终严格执行无菌技术（包括在不污染的情况下打开和取用无菌器械、正确穿戴和脱卸无菌手套、保持常规手部卫生），以最大限度降低参与者感染风险⁶。此外，将使用过的锐器妥善处理，可降低针刺伤风险，保障研究人员及后续处理医疗废物人员的安全⁷。

尽管该操作可归类为"低风险"，但仍需遵循若干关键步骤，除无菌技术和妥善处理废弃物外，以最大限度减少不良反应。首先，受试者应确认自身对氨基酰胺类局部麻醉药（例如利多卡因）或所用局部麻醉药物的类别、针头中可能含有的某些金属（铬、镍和钴）以及壳类/碘（若使用含碘皮肤消毒液，见步骤2.4）不过敏。由于受试者可能不熟悉麻醉药的具体名称，而利多卡因常用于牙科操作，因此询问其在牙科麻醉过程中是否曾出现不良反应可能更为有效。类似...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
物品：14 G 针头 14 G x 3 1/8" 210 mm x 80 mm	B Braun	4665473	每次活检：1 个
物品：21 G 针头 21 G x 1 1/2" 0.8 mm x 38 mm	Terumo	AN*2138R1	每次活检：2 个
物品：26 G 针头  26 G x 1/2" 微型采血针 0.45 mm x 13 mm	BD	303800	每次活检：2 个
物品：5 mL 注射器 5 mL 鲁尔接头	DB plastipak	302187	每次活检：2 个
物品：粘性伤口敷料 Opsite 术后敷料 9.5 x 8.5	Smith & Nephew	6600709	每次活检：1 个
物品：一次性无菌手术刀 一次性无菌刀片 10 号	Swann Morton	/0501	每次活检：1 个
物品：冰袋 BlueDot 可重复使用冷热敷包 26.5 cm x 13.0 cm	NuCare	F711	每次活检：1 个
物品：含碘消毒剂 Videne 消毒液	Ecolab Videne	3030440	每次活检：适量
物品：不含肾上腺素的 2% 利多卡因 2% 利多卡因注射液 5 mL	B Braun	3558553	每次活检：5 mL
物品：非无菌手套 Starguard 敏感型无粉腈手套	Starguard	SG-N-S	每次活检：1 双
物品：0.9% 氯化钠 0.9% w/v 氯化钠静脉输注液 BP	BBraun	S8004-5384	每次活检：适量
物品：稳定溶液* RNAlater 稳定溶液	ThermoFisher Scientific	AM7020	每次活检：适量
物品：无菌镊子 无菌镊子	Rocialle	RML109-006	每次活检：1 个
物品：无菌纱布片 无纺纱布片 无菌 7.5 x 7.5 cm	Prestige	1860	每次活检：5 片
物品：无菌手套 Prestige 柔软无粉无菌聚氯乙烯医用手套	Prestige	S: P4301 M: P3302 L: P3301	每次活检：1 双
物品：无菌微量离心管 1.5 mL 无菌微量离心管	StarLab	I1415-5510	每次活检：适量
物品：无菌铺巾 白色平纹纸 90 x 90 cm	Rocialle	RML 126-216	每次活检：1 张
物品：称量舟 菱形称量舟	Heathrow Scientific	HS1427C	每次活检：1 个
* 表示可选材料