李恒亦 李冬冬 梁 鳴

華南理工大學(xué)附屬第二醫(yī)院，廣州市第一人民醫(yī)院腎內(nèi)科(廣州 510180)

慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD)是由原發(fā)性慢性腎炎、高血壓、糖尿病等多種病因?qū)е碌囊环N進(jìn)展性、不可逆的腎臟排泄功能惡化的慢性疾病群，臨床表現(xiàn)為腎小球?yàn)V過(guò)率下降、血液和尿液成分異常、影像學(xué)檢查異常等慢性腎臟結(jié)構(gòu)和功能障礙[1- 2]。慢性腎臟病在全球范圍患病人數(shù)廣、發(fā)病率和死亡率高。根據(jù)2017年全球流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)，慢性腎臟病患病率約為9.1%，在造成人類死亡病因中排名第12位，每年直接導(dǎo)致120萬(wàn)患者死亡，140萬(wàn)人死于其相關(guān)性疾病；預(yù)計(jì)到2040年，這一數(shù)字將上升至220～400萬(wàn)[3]。慢性腎臟病的最終發(fā)展結(jié)果是終末期腎衰竭，即尿毒癥，此時(shí)患者表現(xiàn)為無(wú)尿、水電解質(zhì)和酸堿失衡，只能依靠血液透析或腎臟移植來(lái)維持生命。慢性腎臟病在發(fā)展至終末期腎衰竭過(guò)程中會(huì)發(fā)生腎臟纖維化，主要表現(xiàn)為大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)至腎臟組織、肌成纖維細(xì)胞被激活和細(xì)胞外基質(zhì)的過(guò)度堆積，誘發(fā)腎小球硬化、腎小管萎縮和腎間質(zhì)纖維化，從而導(dǎo)致正常腎臟組織結(jié)構(gòu)和功能喪失[4]。臨床上主要針對(duì)導(dǎo)致慢性腎臟病的病因進(jìn)行治療，如主要干預(yù)腎素-血管緊張素-系統(tǒng)控制血壓或降糖藥控制血糖[5]。但這些療法并非是專門(mén)針對(duì)腎間質(zhì)纖維化，其療效和安全性往往由慢性腎臟病的類型和分期、患者的病史等多種因素決定。因此，開(kāi)發(fā)新型慢性腎臟病治療策略，干預(yù)腎間質(zhì)纖維化具有重要實(shí)際意義。

多種小分子藥物或核酸類藥物具有干預(yù)腎間質(zhì)纖維化的能力。但是小分子藥物或核酸類藥物大都不具備腎靶向特異性，并有在多組織器官富集、生物利用率低、副作用大等缺點(diǎn)[6- 7]。近年來(lái)蓬勃發(fā)展的納米技術(shù)為上述難題提供了新的解決思路。利用納米技術(shù)可以制備用于治療慢性腎臟病纖維化的納米藥物，即利用物理或化學(xué)相互作用將小分子藥物、核酸類藥物等與有機(jī)或無(wú)機(jī)材料結(jié)合，制備成具有納米尺寸的藥物[8]。這些納米載體藥物具備許多傳統(tǒng)藥物不具備的優(yōu)點(diǎn)，如增加水溶性和穩(wěn)定性、提高生物利用度、改善體內(nèi)藥物動(dòng)力學(xué)等，同時(shí)降低系統(tǒng)的毒副作用，提高藥物療效[9]。目前，已經(jīng)有多種基于小分子藥物或核酸類納米載體藥物被批準(zhǔn)用于臨床癌癥、神經(jīng)病變、血液疾病和新冠肺炎等疾病的預(yù)防、診斷和治療。本文主要綜述高分子納米材料、無(wú)機(jī)納米材料、生物基納米材料遞送小分子藥物、核酸藥物等在慢性腎臟病治療中的應(yīng)用。

1 腎臟纖維化病理和生理機(jī)制

慢性腎臟病發(fā)展過(guò)程中，腎間質(zhì)纖維化是由細(xì)胞外基質(zhì)合成或降解失衡導(dǎo)致的過(guò)度沉積造成的。通常而言，多種誘導(dǎo)因子(如多種生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子和趨化因子等)均會(huì)導(dǎo)致胞外基質(zhì)過(guò)度表達(dá)，表現(xiàn)為腎小管間質(zhì)的膠原蛋白、纖維連接蛋白、層黏連蛋白、糖蛋白和多糖等合成增多，形成腎瘢痕，造成腎小管和管周毛細(xì)血管的失功、完整的腎元減少和腎功能喪失[10- 11]?？偟膩?lái)說(shuō)，細(xì)胞外基質(zhì)在腎臟纖維化過(guò)程中具有雙重作用：其異常合成時(shí)會(huì)形成疤痕組織，降解時(shí)會(huì)釋放多種炎癥信號(hào)分子。

肌成纖維細(xì)胞是參與細(xì)胞外基質(zhì)合成的最主要的細(xì)胞群。腎臟組織中成纖維細(xì)胞長(zhǎng)期暴露于炎性因子(如TGF-β1等)下，會(huì)被激活分化為肌成纖維細(xì)胞，分泌大量以I、III、IV型膠原及纖維連接蛋白為主的促纖維化細(xì)胞外基質(zhì)；同時(shí)也會(huì)分泌基質(zhì)金屬蛋白酶抑制物，降低基質(zhì)金屬蛋白降解活性，使得細(xì)胞外基質(zhì)降解減少[12- 13]。正是這種綜合作用導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)在腎間質(zhì)中合成增加、降解減少，促使細(xì)胞外基質(zhì)持續(xù)在腎間質(zhì)沉積，造成正常腎組織結(jié)構(gòu)被破壞、腎功能受損，誘發(fā)腎間質(zhì)纖維化。因此，抑制腎組織細(xì)胞中肌成纖維細(xì)胞激活和活化，干預(yù)其在腎臟中轉(zhuǎn)分化，可為腎臟纖維化的防治提供新的策略。

腎單元是腎臟組織的基本結(jié)構(gòu)單位，由腎小球和腎小管組成。腎小球由一簇毛細(xì)血管和系膜(包括系膜細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì))構(gòu)成，腎小球?yàn)V過(guò)屏障分為三層結(jié)構(gòu)：腎小球內(nèi)皮細(xì)胞(第一層)、腎小球基底膜(第二層)和足細(xì)胞(第三層)。腎小球的每一層結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出不同的孔徑和功能：第一層由內(nèi)皮細(xì)胞糖萼組成，含有大量的跨細(xì)胞孔，間隙大約為60～80 nm，通過(guò)絲狀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)負(fù)電荷限制血漿成分進(jìn)入內(nèi)皮細(xì)胞膜；第二層由300 nm厚度的結(jié)締組織膜構(gòu)成，含有大量IV型膠原蛋白、層黏連蛋白、氮原和帶負(fù)電荷的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖，孔徑一般為2～8 nm，通過(guò)產(chǎn)生的相互交織網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)電荷和分子大小進(jìn)行過(guò)濾；第三層由足細(xì)胞構(gòu)成，其牢固地附著在腎小球基底膜上，足突交錯(cuò)，形成20～30 nm寬的間隙[14- 18]。研究表明，尺寸小于10 nm的納米顆粒能夠穿透腎小球?yàn)V過(guò)屏障被腎小管上皮細(xì)胞攝取；處于75 nm左右的納米顆粒可以靶向腎系膜；較大尺寸的納米顆粒(～400 nm)可以通過(guò)腎小管管周毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)選擇性靶向近端腎小管，并被近端腎小管上皮細(xì)胞攝取[19- 20]。正是因?yàn)槟I臟組織的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，允許不同尺寸的納米載體進(jìn)入，藥物能夠在腎臟組織有效富集。

2 納米載體藥物用于治療慢性腎臟病

2.1 高分子納米載體遞送系統(tǒng)

可降解的高分子聚合物材料具有良好的生物相容性，廣泛應(yīng)用于慢性腎臟病治療研究，主要包括天然高分子材料(如殼聚糖等)和人工合成高分子材料(如聚乳酸、聚乳酸-己交酯、聚氨基酸等)。

殼聚糖是天然多糖甲殼素脫除部分乙?；漠a(chǎn)物，作為藥物載體廣泛應(yīng)用于多種疾病治療。其優(yōu)點(diǎn)包括：1)殼聚糖化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有氨基、伯羥基和仲羥基，易于改性修飾；2)殼聚糖可以溶解在酸性水溶液中，制備納米顆粒不需要有機(jī)試劑；3)殼聚糖具有pH響應(yīng)性，能夠在酸性環(huán)境下控制藥物釋放；4)陽(yáng)離子聚合物殼聚糖能夠與帶負(fù)電的聚合物材料、細(xì)胞膜或黏膜層等通過(guò)靜電作用結(jié)合，改善藥物包封、細(xì)胞攝取和胞內(nèi)滯留等[21]。除了天然聚合物外，聚合物納米顆粒還可以由人工合成的材料制備，這些高分子材料易通過(guò)不同的單體或前驅(qū)體制備，并進(jìn)行多組分修飾，精準(zhǔn)調(diào)控納米顆粒的特征。

2.1.1 遞送小分子藥物 小分子藥物是分子量低于900道爾頓的分子，在治療高血壓、癌癥、感染、糖尿病等方面具有悠久的歷史。近年來(lái)，許多抑制肌成纖維細(xì)胞起源和活化的小分子藥物在基礎(chǔ)研究中表現(xiàn)出良好的抗腎臟纖維化的治療效果，如天然活性小分子化合物、抗腎臟纖維化抑制劑等，提示小分子藥物可能是慢性腎臟病一種有效治療策略。

雷公藤紅素是從衛(wèi)矛科植物雷公藤根皮中提取的天然活性物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗氧化、抗炎和抗腫瘤作用[22]。Li等[23]使用具有特異性腎靶向功能五肽CREKA修飾的聚乙二醇化脂質(zhì)體負(fù)載小分子藥物雷公藤紅素(celastrol，Cel)，構(gòu)建了直徑約110 nm的靶向納米顆粒(CREKA-Lip)。CREKA-Lip對(duì)雷公藤紅素的包封率高達(dá)90%以上，且保持良好的顆粒穩(wěn)定性。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CREKA-Lip/Cel能夠被激活的大鼠腎成纖維細(xì)胞NRK- 49F更多地?cái)z取，有效抑制NRK- 49F細(xì)胞的活化和增殖。將CREKA-Lip/Cel注射到單側(cè)輸尿管梗阻誘導(dǎo)的腎臟纖維化(unilateral ureteral obstruction，UUO)小鼠體內(nèi)，靶向納米顆粒能更多地富集在纖維化腎臟，并被肌成纖維細(xì)胞內(nèi)吞。經(jīng)過(guò)14天治療，CREKA-Lip負(fù)載雷公藤紅素的載藥納米顆粒能夠顯著緩解腎臟纖維化、損傷和炎癥反應(yīng)；與小分子雷公藤紅素相比，使用靶向修飾脂質(zhì)體納米載體遞送藥物能夠顯著降低小分子藥物對(duì)主要器官的毒性，增強(qiáng)抗纖維化治療效果(圖1A)[23]。

丹酚酸B是傳統(tǒng)中草藥丹參中含量最為豐富、活性最強(qiáng)的水溶性物質(zhì)，具有抗氧化、抗炎和抗腫瘤等功效，參與多種細(xì)胞保護(hù)。有文獻(xiàn)報(bào)道，丹酚酸B通過(guò)抑制TGF-β1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，阻止體內(nèi)誘導(dǎo)管狀上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化[24- 25]。然而，丹酚酸B在體內(nèi)呈現(xiàn)非特異性生物分布，大大限制了其應(yīng)用潛力。Li等[26]使用兒茶酚改性的低分子量殼聚糖、鈣離子和丹酚酸B通過(guò)配體驅(qū)動(dòng)組裝形成直徑約65 nm的納米復(fù)合物(HChi-Ca-Sal B)，在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)HChi-Ca-Sal B能夠逆轉(zhuǎn)TGF-β1誘導(dǎo)的HK- 2上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)體內(nèi)成像發(fā)現(xiàn)HChi-Ca-Sal B能夠在腎臟特異性富集，增強(qiáng)藥物在靶標(biāo)部位的遞送效率；在UUO小鼠模型中HChi-Ca-Sal B能夠顯著降低腎小管間質(zhì)中形態(tài)損傷和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白表達(dá)水平，增強(qiáng)了抗纖維化治療效果(圖1B)[26]。

大黃素是從大黃、虎杖等中草藥中提取的天然化合物，具有抗氧化、抗炎和抗腫瘤等藥理作用。Qiao等[27]使用鄰苯二酚修飾的低分子量殼聚糖、Mn2+和活性藥物分子大黃素通過(guò)配體驅(qū)動(dòng)作用組裝成納米復(fù)合物(HCA-Chi-Zn-Emodin)，在酸性環(huán)境中能夠釋放出藥物。通過(guò)尾靜脈注射后，小鼠體內(nèi)分布表明納米復(fù)合物能夠在腎臟組織中特異性蓄積；在單側(cè)輸尿管阻塞誘導(dǎo)的腎間質(zhì)纖維化模型中HCA-Chi-Zn-Emodin明顯減弱了腎間質(zhì)纖維化進(jìn)程，表現(xiàn)出良好的治療效果(圖1C)。

吉非替尼是表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)絡(luò)氨酸激酶抑制劑，可與三磷酸腺苷爭(zhēng)奪絡(luò)氨酸激酶催化結(jié)構(gòu)域的結(jié)合位點(diǎn)，從而抑制EGFR的激活，阻斷信號(hào)傳導(dǎo)，阻止細(xì)胞浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移[28]。然而，吉非替尼水溶性差、生物利用度低、會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的生物毒性，限制其臨床應(yīng)用。Wang等人合成了聚乙二醇-聚氨基酸作為納米載體負(fù)載疏水性吉非替尼，制備了尺度約20 nm的核-殼結(jié)構(gòu)納米載體藥物，在120天內(nèi)能保持良好的穩(wěn)定性并保留80%的活性藥物。通過(guò)尾靜脈給藥后，小鼠活體成像發(fā)現(xiàn)其能夠通過(guò)腎小球?yàn)V過(guò)膜，在腎臟組織富集，并被腎小管上皮細(xì)胞攝取，增強(qiáng)富集效率。體內(nèi)治療結(jié)果表明，該藥物在7天時(shí)間內(nèi)有效減少了約40%的腎小管間質(zhì)纖維化面積和68%的膠原蛋白Ⅰ表達(dá)，并且在該劑量下要達(dá)到同等治療效果需要10倍劑量的游離吉非替尼，表明該納米載體藥物具有顯著的抗纖維化能力(圖1D)[29]。

腎間質(zhì)纖維化進(jìn)程中成纖維細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)積累主要是由TGF-β1信號(hào)通路介導(dǎo)[30]。過(guò)氧化物酶體增殖因子激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ)是一種配體特異性轉(zhuǎn)錄因子，選擇性表達(dá)于腎髓集合管、腎小球和近端腎小管細(xì)胞?；罨腜PARγ可通過(guò)阻斷TGF-β1信號(hào)通路抑制炎性細(xì)胞因子的分泌，阻止細(xì)胞外基質(zhì)的合成，在各種腎臟疾病中均表現(xiàn)出抗炎、抗纖維化作用。羅格列酮是我國(guó)臨床上治療糖尿病常用的噻唑烷二酮類降血糖藥，也是受體激動(dòng)劑PPARγ，但其水溶性差、半衰期短，導(dǎo)致生物利用率低，且存在一些潛在的毒副作用，如肝毒性、液體潴留、增加充血性心力衰竭、心肌梗死和膀胱癌的風(fēng)險(xiǎn)，限制了其臨床應(yīng)用[31]。Wei等[32]使用聚乳酸-羥基乙酸共聚物(聚乳酸-己交酯，F(xiàn)DA批準(zhǔn)藥用輔料)、聚乙烯亞胺和PPARγ受體激動(dòng)劑羅格列酮，制備成表面帶正電荷的直徑約600 nm大尺寸納米載體藥物(PLNPs-RSG)，通過(guò)靜電相互作用在納米顆粒表面包覆一層脂質(zhì)單層膜殼，得到尺寸約2 μm的微米級(jí)載藥復(fù)合物(PLNPs-RSG-MBs)。該微米復(fù)合物具有良好的均勻性和分散性，能夠較好地在纖維化腎臟富集，并被靶細(xì)胞攝取。在大鼠UUO模型中PLNPs-RSG-MBs聯(lián)合超聲微泡技術(shù)能夠顯著降低TGF-β1、α-SMA、Collagen I蛋白水平，減輕腎間質(zhì)纖維化水平，增強(qiáng)抗纖維化治療效果(圖1E)[32]。

2.1.2 遞送核酸類藥物 慢性腎臟病的發(fā)生、發(fā)展與基因有著密切關(guān)系?；蛑委熓窃诤怂崴綄?duì)細(xì)胞生理機(jī)能進(jìn)行干預(yù)，通過(guò)導(dǎo)入正?；蛞蕴娲笔Щ虍惓Ｍ蛔兊幕?，或抑制非正常的內(nèi)源性基因的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的有效治療[32- 33]。核酸類藥物可分為RNA藥物和DNA藥物，主要包括小干擾RNA(siRNA)、小RNA(microRNA)、短發(fā)卡RNA(shRNA)、信使RNA(mRNA)、質(zhì)粒DNA(pDNA)和反義寡核苷酸。然而，核酸類藥物的體內(nèi)遞送面臨諸多屏障，如體內(nèi)穩(wěn)定性差、易降解，難以高效進(jìn)入靶細(xì)胞發(fā)揮作用[34]。近年來(lái)，利用納米載體遞送核酸藥物在慢性腎臟病的治療方面逐漸展現(xiàn)潛力。

siRNA是由20～25個(gè)堿基對(duì)組成的雙鏈RNA分子，可以通過(guò)干擾與之互補(bǔ)的核苷酸序列特定基因的轉(zhuǎn)錄后降解mRNA，阻止翻譯[35]。2001年《Science》雜志將RNA干擾技術(shù)評(píng)為當(dāng)年的十大科學(xué)技術(shù)進(jìn)展之一。siRNA介導(dǎo)的基因沉默是治療炎癥性疾病一種有前途的治療方法。在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域siRNA療法已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)用于各種臨床腎臟疾病的治療，包括急性腎損傷、糖尿病腎病和原發(fā)性腎小球疾病等[36]。通過(guò)siRNA技術(shù)能夠在mRNA水平敲低促炎細(xì)胞因子，實(shí)現(xiàn)治療的目的。Yang等[37]使用天然高分子聚合物殼聚糖通過(guò)靜電相互作用絡(luò)合siRNA COX- 2制備成納米顆粒。通過(guò)影像學(xué)觀察，殼聚糖/siRNA納米顆粒富集在纖維化腎臟的巨噬細(xì)胞。小鼠UUO模型中，注射殼聚糖/siRNA COX- 2納米顆粒3天后可以顯著減少COX- 2表達(dá)水平，同時(shí)纖維化腎臟中巨噬細(xì)胞降低了COX- 2的免疫反應(yīng)性；另外研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)殼聚糖/siCOX- 2納米顆粒組小鼠的組織病理學(xué)顯示腎小管損害減輕，TNF-α和IL- 6 mRNA表達(dá)水平降低。此外，YANG[37]還發(fā)現(xiàn)殼聚糖/siCOX- 2處理后的腎纖維化小鼠的血紅素加氧酶- 1和caspase- 3減少，表明小鼠腎臟組織的氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡較小。該研究表明，使用殼聚糖/siCOX- 2能夠有效敲低特定于巨噬細(xì)胞的COX- 2，預(yù)防腎臟損傷(圖2A)[37]。

microRNA是內(nèi)源性編碼長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，通過(guò)與靶標(biāo)mRNA的3′-非翻譯區(qū)域的互補(bǔ)堿基配對(duì)，介導(dǎo)mRNA切割和翻譯抑制，在生理和病理過(guò)程中發(fā)揮重要作用[38]。研究發(fā)現(xiàn)miR- 21、miR- 29家族廣泛參與多種纖維化器官的發(fā)展進(jìn)程，包括心臟、肝、腎和肺等[39- 40]。其中，miR- 21、miR- 29b在健康腎臟中高度保守，但是在各種腎纖維化動(dòng)物模型中顯著下調(diào)，這表明miR- 29b在延緩或逆轉(zhuǎn)纖維化腎臟方面可能是重要的治療靶點(diǎn)。miR- 29b在體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)與其他治療性核酸類似，存在血液中半衰期短、膜通透性差、難以被靶細(xì)胞內(nèi)化等問(wèn)題[41- 42]。Xu等[43]使用陽(yáng)離子牛血清白蛋白與陰離子miR- 29b制備成納米復(fù)合物cBSA/miRNA，進(jìn)一步利用金剛烷修飾的透明質(zhì)酸和β-環(huán)糊精修飾的F127通過(guò)主-客體相互作用制備超分子水凝膠，包覆納米復(fù)合物cBSA/miRNA。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)通過(guò)劑量依賴性方式特異性抑制成纖維細(xì)胞活化；小鼠UUO模型中，通過(guò)局部單次注射載有cBSA/miR- 29b的水凝膠到腎臟組織，顯著下調(diào)纖維化相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)水平，有效抑制成纖維細(xì)胞激活，減少細(xì)胞外基質(zhì)沉積，降低巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，且不會(huì)影響正常的肝、腎功能。這種局部給藥策略大大減少了陽(yáng)離子載體與血漿蛋白接觸幾率，克服了miRNA壽命短等缺點(diǎn)，增強(qiáng)了治療效果(圖2B)[43]。Geng等[44]使用低分子量殼聚糖與聚乳酸-己內(nèi)酯共混負(fù)載陽(yáng)離子miR- 21抑制劑，制備成具有腎臟特異性靶向和高效抗纖維化的納米顆粒(miRi-PCNPs)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PCNPs能夠有效防止miRi被核酸酶降解，具有良好的生物相容性、更高的細(xì)胞攝取效率和選擇性腎臟靶向能力；通過(guò)Western bloting、病理染色和RT-qPCR實(shí)驗(yàn)分析，miRi-PCNPs主要通過(guò)抑制TGF-β1/Smad3和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶/絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路抑制miR- 21表達(dá)，發(fā)揮治療腎臟纖維化的功效(圖2C)[44]。

pDNA是存在于原核生物、真菌和少數(shù)植物細(xì)胞的一種核外遺傳物質(zhì)，擁有自己的復(fù)制起始序列，可獨(dú)立于核DNA進(jìn)行復(fù)制，含有少量編碼蛋白基因能夠改變細(xì)胞的某些性狀[45]。近期研究表明，利用納米載體遞送pDNA到慢性腎臟病病灶部位，通過(guò)瞬時(shí)組織轉(zhuǎn)染升高基因表達(dá)水平能改變組織微環(huán)境，發(fā)揮治療功效。Midgley等[46]使用天然高分子聚合物殼聚糖和透明質(zhì)酸制備包裹BMP7或NGF/NKI的質(zhì)粒DNA，制備成直徑在100 nm左右的納米顆粒。在體外實(shí)驗(yàn)中，納米顆粒表面的透明質(zhì)酸能夠介導(dǎo)CD44+細(xì)胞內(nèi)吞，抑制細(xì)胞內(nèi)纖維化基因表達(dá)。基因納米顆粒通過(guò)尾靜脈注射到單側(cè)輸尿管梗阻小鼠模型中，成功在腎臟組織富集且有45%左右的基因被體內(nèi)腎臟攝取。該納米顆粒局部遞送抗纖維化BMP7和HGF/NK1的DNA質(zhì)粒，BMP7的基因表達(dá)逆轉(zhuǎn)了纖維化和再生小管的進(jìn)展，HGF/NK1 的表達(dá)通過(guò)消除膠原纖維沉積阻止了慢性腎臟病進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了利用在腎小球、腎小球附近的腎皮質(zhì)中高表達(dá)目的基因，預(yù)防和治療腎纖維化。此外，在進(jìn)行性腎纖維化的小鼠模型中，靜脈注射CS/HA pDNA納米?？梢杂行б种颇I纖維化的發(fā)展，并保護(hù)腎臟結(jié)構(gòu)和功能(圖2D)。

2.2 無(wú)機(jī)納米載體遞送系統(tǒng)

無(wú)機(jī)納米載體具有獨(dú)特的光、電和磁等性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于多種疾病成像檢測(cè)和治療。近期研究發(fā)現(xiàn)許多無(wú)機(jī)納米顆粒本身具有抗氧化、抗炎等性質(zhì)，無(wú)需負(fù)載小分子或核酸類藥物，即可發(fā)揮治療慢性腎臟病的作用[47]。

氧化鈰(CeO2)是一種貴金屬氧化物，其納米顆粒形態(tài)被發(fā)現(xiàn)具有很強(qiáng)的類酶活性，可以清除多種類型的活性氧，被認(rèn)為是一種有前景的抗氧化劑和抗炎劑，在治療活性氧和炎癥相關(guān)的疾病方面具有廣泛的應(yīng)用前景[48]。Wang等[49]利用直徑約為2.7 nm的PEG修飾氧化鈰納米顆粒(PEG-CeNP)治療單側(cè)輸尿管梗阻誘導(dǎo)的腎臟纖維化小鼠，研究結(jié)果表明PEG-CeNP能夠增加E-cadherin蛋白表達(dá)，降低腎臟組織α-SMA和纖維連接蛋白表達(dá)，改善纖維化程度(圖3A)。Saifi等[50]首次利用直徑約10 nm的商業(yè)化的氧化鈰納米顆粒，研究發(fā)現(xiàn)這種小尺寸的無(wú)機(jī)納米顆粒能夠在腎臟富集，同時(shí)抑制TGF-β1信號(hào)傳導(dǎo)和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，消除腎間質(zhì)纖維化(圖3B)。

硒(Se)是人體所必須微量元素，也是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的主要成分。由硒構(gòu)成的納米顆粒具有較強(qiáng)的抗氧化能力。Zheng等[51]利用多孔SiO2包覆Se納米點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞內(nèi)自由基和活性氧減少，抑制氧化應(yīng)激，減輕炎癥相關(guān)蛋白和細(xì)胞因子表達(dá)，減緩腎小管萎縮和纖維化，防止急性腎損傷向慢性腎臟病轉(zhuǎn)變。

氯化鈷(CoCl2)是乏氧誘導(dǎo)因子(hypoxic inducible factor，HIF)的穩(wěn)定劑。研究表明，HIF能夠保護(hù)腎臟對(duì)抗缺血或毒性造成的損傷，激活的HIF可以通過(guò)上調(diào)糖轉(zhuǎn)運(yùn)體1和輔酰胺羥化酶3，降低血漿中的丙二醛，同時(shí)上調(diào)過(guò)氧化氫酶來(lái)降低氧化應(yīng)激、炎癥和纖維化[52- 53]。然而，CoCl2毒性大大地限制了臨床應(yīng)用。Tan等[54]利用多肽修飾的金納米粒子，通過(guò)配位作用耦合大量的Co2+，制備成小尺寸的金屬納米顆粒GLAuNPs-Co。該納米顆粒能夠靶向運(yùn)輸至腎臟，進(jìn)而特異性地被腎小管上皮細(xì)胞攝取，進(jìn)入胞內(nèi)后溶酶體的酸性環(huán)境促使Co2+釋放，激活HIF。在體外實(shí)驗(yàn)中，GLAuNPs-Co可以顯著降低Co離子毒性；在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，GLAuNPs-Co顯著降低了單側(cè)輸尿管梗阻模型小鼠的腎臟炎癥、氧化應(yīng)激狀態(tài)、細(xì)胞凋亡和纖維化程度(圖3C)。

2.3 生物基納米載體遞送系統(tǒng)

生物基載體材料是源于生物體內(nèi)的一種無(wú)毒可降解的納米材料，能夠有效避免其體內(nèi)富集造成的長(zhǎng)期毒性。近年來(lái)在腎臟病治療領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，這些生物基載體材料主要來(lái)源于細(xì)胞分泌的胞外囊泡、白蛋白等。

細(xì)胞外囊泡，一種由細(xì)胞釋放的具有功能活性的天然小顆粒，具有復(fù)雜的雙層膜結(jié)構(gòu)。根據(jù)尺寸大小可分為外泌體(50～150 nm)、微泡(100～1 000 nm)和凋亡小體(1 000～5 000 nm)，在生物體內(nèi)發(fā)揮細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)作用，可作為化療藥物、核酸藥物和抗炎藥物的有效載體[55]。Tang等[56]使用Raw264.7巨噬細(xì)胞衍生的微泡作為載體負(fù)載抗炎藥物地塞米松，制備成直徑約140 nm的納米顆粒(MV-DEX)。研究結(jié)果表明，巨噬細(xì)胞來(lái)源的微泡表面具有整合素αLβ2(LFA- 1)和α4β1(VLA- 4)促使其與腎臟細(xì)胞粘附，發(fā)揮“歸巢效應(yīng)”將地塞米松有效遞送至炎癥性腎臟組織；該體系顯著降低了地塞米松的全身毒性，在脂多糖和阿霉素誘導(dǎo)的腎病小鼠模型中表達(dá)很好的治療效果，抑制了腎臟炎癥和纖維化程度(圖4A)[56]。此外，來(lái)源于間充質(zhì)干細(xì)胞的外泌體本身就是一種再生醫(yī)學(xué)的新型納米材料，可用于組織修復(fù)。Ji等[57]使用人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體(hucMSC-Ex)調(diào)控絡(luò)氨酸激酶1δ和E3泛素連接酶β-TRCP，促進(jìn)YAP泛素化和降解，改善單側(cè)輸尿管梗阻誘導(dǎo)的膠原沉積和腎間質(zhì)纖維化(圖4B)。

蛋白質(zhì)納米籠是由蛋白質(zhì)亞基自組裝成的藥物遞送平臺(tái)，其能夠模擬真實(shí)病毒的整體結(jié)構(gòu)和特征而自身不含有病毒遺傳物質(zhì)，可通過(guò)跨越多種生物屏障與靶細(xì)胞發(fā)生特異性相互作用[58]。Zhang等[59]利用具有腎臟組織靶向能力的多肽K3修飾的乙型肝炎核心蛋白(hepatitis B virus core protein，HBc)解組裝后得到的K3-HBc單體與雷公藤紅素納米點(diǎn)發(fā)生靜電相互作用，將納米點(diǎn)封裝在蛋白空腔形成直徑約30 nm的納米顆粒(K3-HBc/CLT NCs)。K3-HBc/CLT NCs通過(guò)與巨蛋白表面的配體高親和力結(jié)合，特異性靶向腎小管上皮細(xì)胞。治療2周后，UUO模型小鼠的腎纖維化程度顯著減輕，并且降低了全身毒性。RNA測(cè)序結(jié)果表明，該納米顆粒通過(guò)p21Cip1和p16Ink4a通路抑制腎小管上皮細(xì)胞的過(guò)早衰老，發(fā)揮抗纖維化作用，為腎臟纖維化治療提供了新的方案(圖4C)[59]。

白蛋白，又名清蛋白，是維持血漿滲透壓的主要成分，具有良好的生物相容性、非免疫原性和可生物降解等特性。此外，白蛋白作為非專屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，能夠與難溶性或外源性物質(zhì)形成復(fù)合物，發(fā)揮藥物遞送載體的作用。目前，已經(jīng)有多種白蛋白被發(fā)現(xiàn)用作載體材料，發(fā)揮藥物遞送的功能，如人血清白蛋白、牛血清白蛋白、卵白蛋白和鼠血清白蛋白。利用白蛋白作為藥物遞送載體，具有以下優(yōu)勢(shì)：良好的生物相容性、良好的穩(wěn)定性、較好的載藥性能、病灶靶向性和較長(zhǎng)的體內(nèi)半衰期[60]。Huang等[61]利用牛血清白蛋白封裝反法尼基硫代水楊酸(trans-farnesyl thiosalicylic acid，F(xiàn)TS，原癌基因Ras抑制劑)制備成直徑約100 nm的載藥納米顆粒(AN-FTS)。體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該納米系統(tǒng)改善了FTS的溶解性和提高生物利用度，顯著抑制了大鼠成纖維細(xì)胞NRK- 49F的活化；在UUO模型小鼠中，通過(guò)尾靜脈給藥后AN-FTS優(yōu)先在纖維化腎臟富集，并通過(guò)調(diào)控Ras/Raf1/p38信號(hào)通路抑制腎上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化緩解腎間質(zhì)纖維化進(jìn)程和炎癥癥狀[61]。

3 總結(jié)與展望

本文系統(tǒng)綜述了近年來(lái)納米載體藥物遞送系統(tǒng)在慢性腎臟病纖維化治療中的應(yīng)用，包括高分子納米載體遞送系統(tǒng)、無(wú)機(jī)納米載體遞送系統(tǒng)和生物基納米載體遞送系統(tǒng)。這些納米載體遞送策略能夠解決小分子藥物、核酸類藥物的體內(nèi)遞送難題，增加腎臟病灶部位的富集效率，提高慢性腎臟病治療效果，為腎臟抗纖維化臨床治療提供有價(jià)值的參考方案。盡管這些治療策略在基礎(chǔ)研究中表現(xiàn)出了很好的治療效果，但仍存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

無(wú)論哪一種納米載體遞送系統(tǒng)通常需要復(fù)雜的制備工藝和技術(shù)，持續(xù)的大量人力、物力投入，擴(kuò)大再生產(chǎn)和臨床轉(zhuǎn)化難度大。即使在基礎(chǔ)研究中取得良好療效的納米遞送系統(tǒng)，在臨床研究中常常不盡人意。這是因?yàn)榧{米載體藥物進(jìn)入血液后，要經(jīng)歷復(fù)雜的體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，克服血液、組織和細(xì)胞三大屏障，包括：進(jìn)入血液的納米載體藥物能夠長(zhǎng)循環(huán)；在病灶部位有效富集；能夠被靶細(xì)胞高效攝??；進(jìn)入胞內(nèi)的納米載體能夠釋放出活性藥物。因此，納米載體藥物要想達(dá)到理想的治療效果，需要同時(shí)克服這些屏障，實(shí)現(xiàn)多步級(jí)聯(lián)，任何一步效率低下都會(huì)影響最終的治療效果。目前納米載體藥物對(duì)慢性腎臟病的治療研究相對(duì)較少，尚處于起步階段，其富集效率、清除機(jī)制和毒副作用尚不清楚，仍需進(jìn)一步研究。此外，現(xiàn)有開(kāi)發(fā)的納米載體藥物往往只遞送一種藥物進(jìn)行抗纖維化治療，療效十分有限。因此，需要基于慢性腎臟病病理機(jī)制，發(fā)展更多特異性的聯(lián)合療法策略，進(jìn)一步增強(qiáng)抗纖維化治療效果?？偠灾?，開(kāi)發(fā)可控制備、生物相容性良好、靶向效率高和能控制釋放的新型納米載體遞送系統(tǒng)在慢性腎臟病纖維化治療中具有重要的臨床需求和實(shí)際意義。