鐘小冬 楊軍平

CKD目前已成為全球性的公共衛(wèi)生問題,隨著人口老齡化及各種慢性病的高發(fā),CKD的發(fā)病率也呈上升的趨勢[1]。全球疾病負(fù)擔(dān)研究指出,2017年CKD的全球患病率為9.1%,而中國作為CKD的主要發(fā)病國家之一,占據(jù)了總患病人數(shù)的近五分之一[2]。RIF是終末期腎病的共同表現(xiàn),深入研究RIF的發(fā)生機(jī)制和關(guān)鍵信號(hào)通路,尋找診斷和評估RIF的特異性檢驗(yàn)指標(biāo),尤其是具有早期診斷價(jià)值的血清學(xué)特異性指標(biāo),對積極防治或延緩RIF的發(fā)生有著重要的意義。

1 腎間質(zhì)纖維化的發(fā)生機(jī)制

RIF病理過程大致分為4個(gè)階段,第1階段是各種原發(fā)因素引發(fā)炎癥,釋放各種促炎癥和促纖維化因子,進(jìn)而激活成纖維細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞;第2階段是持續(xù)的炎癥刺激,使得成纖維細(xì)胞持續(xù)活化,并出現(xiàn)腎小管上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelialmesenchymal transition, EMT),進(jìn)而轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞(Myofibroblast,MF);第3階段是MF形成后,首先合成分泌纖連蛋白(FN),組成細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular matrix,ECM)支架結(jié)構(gòu),然后隨著Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型膠原成分的合成,ECM在腎間質(zhì)形成;第4階段是終末期已經(jīng)轉(zhuǎn)分化的MF持續(xù)增殖,從而導(dǎo)致了ECM合成與降解的失調(diào),形成大量ECM不易被降解而積聚,取代正常的腎單位而形成瘢痕[3]。

2 腎間質(zhì)纖維化的關(guān)鍵信號(hào)通路

2.1 TGF-β信號(hào)通路轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)可通過經(jīng)典Smad途徑來影響腎纖維化進(jìn)展,TGF-β包括TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3 3種同工型,3者都以同源二聚體形式與TGF-βRⅡ結(jié)合,TGF-βRⅡ再反式磷酸化激活TGF-βRⅠ,TGF-βRⅠ再激活Smad2和Smad3,Smad2和Smad3磷酸化后再與Smad4結(jié)合,形成三聚體轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核,經(jīng)過進(jìn)一步結(jié)合和修飾后,對TGF-β靶基因進(jìn)行正向或負(fù)向調(diào)控,從而影響腎纖維化[4]。除此以外,TGF-β還可以通過非經(jīng)典途徑對腎纖維化的進(jìn)程進(jìn)行調(diào)控,如TGF-β1介導(dǎo)的ERK信號(hào)通路。TGF-β信號(hào)通路調(diào)節(jié)RIF的主要機(jī)制是對肝細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)合成和降解進(jìn)行調(diào)控,誘導(dǎo)腎固有細(xì)胞變性和凋亡,促進(jìn)成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞等向MF轉(zhuǎn)分化。張明昊等[5]研究發(fā)現(xiàn)復(fù)方丹參片可以有效降低TGF-β1、Smad2、Smad3、TIMP-1蛋白的表達(dá),改善腎臟功能,可能是通過抑制TGF-β1/Smad通路來實(shí)現(xiàn)對腎纖維化大鼠的保護(hù)作用。

2.2 Wnt信號(hào)通路Wnt經(jīng)典途徑是由β-連環(huán)蛋白(β-catenin)介導(dǎo)的,正常情況下細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的β-catenin水平較低,腎損傷后Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可被重新激活,在細(xì)胞核內(nèi)誘導(dǎo)激活T細(xì)胞因子(TCF)/淋巴增強(qiáng)劑結(jié)合因子(LEF),從而影響Wnt靶基因的轉(zhuǎn)錄。Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有著雙面性,該途徑的短期活化是腎損傷后再生和修復(fù)的先決條件,但持續(xù)不受控制的活化可導(dǎo)致腎纖維化。在Wnt/β-catenin信號(hào)通路的調(diào)控下,促進(jìn)炎癥的發(fā)生,ECM沉積及EMT,進(jìn)一步導(dǎo)致RIF的發(fā)生[6]。劉武等[7]使用建中補(bǔ)腎消癥湯作用于單側(cè)輸尿管梗阻(UUO)小鼠,發(fā)現(xiàn)小鼠β-catenin相關(guān)蛋白含量明顯下降,認(rèn)為是通過調(diào)控Wnt/β-catenin通路起到改善腎纖維化的作用。

2.3 Notch信號(hào)通路Notch信號(hào)通路在腎臟生成過程中處于激活狀態(tài),隨著出生和成長該信號(hào)通路逐漸被抑制,在腎臟發(fā)生損傷時(shí)又可以被重新激活。Notch信號(hào)通路可以通過激活細(xì)胞的凋亡和核轉(zhuǎn)錄因子-κB等信號(hào),從而誘導(dǎo)腎臟的炎癥、激活EMT及腎臟成纖維細(xì)胞,進(jìn)一步影響細(xì)胞的增殖和增加ECM的產(chǎn)生,進(jìn)而導(dǎo)致纖維化[8]。李均等[9]發(fā)現(xiàn)丹參酮ⅡA配伍DAPT可影響Notch1/Jagged1 的信號(hào)通路分子 Notch1、Jagged1 的表達(dá),從而緩解RIF,改善腎功能。

2.4 Hedgehog信號(hào)通路Hedgehog(Hh)信號(hào)通路包括Hh配體、Patched受體、共受體、換能器Smo和Gli等成分。Hh蛋白有SHH、DHH和IHH 3種類型,SHH與腎臟的發(fā)育和腎臟損傷后修復(fù)關(guān)系密切[10]。Hh信號(hào)通路的經(jīng)典途徑主要依賴Hh配體發(fā)揮作用,生理狀態(tài)下Hh蛋白水平較低,腎臟結(jié)構(gòu)和功能的損傷可以激活Hh信號(hào)通路。Hh信號(hào)通路的作用機(jī)制主要有促進(jìn)腎肌成纖維細(xì)胞的增殖與活化[11]。Hh信號(hào)通路還可以通過與其他信號(hào)通路的交互作用來調(diào)節(jié)RIF的進(jìn)程。駱言等[12]采用腎衰靈方作用于UUO大鼠,發(fā)現(xiàn)采用腎衰靈方可以明顯降低SHH、Gli1、Snai1蛋白水平,從而抑制腎間質(zhì)纖維化。

各種信號(hào)通路有各自的作用機(jī)制,TGF-β、Wnt、Notch信號(hào)通路都主要作用于腎小管上皮細(xì)胞,通過EMT等過程間接加重腎纖維化[13],而Hedgehog 信號(hào)通路可直接作用于腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞[14]。而且各信號(hào)通路間還存在交互作用,如TGF-β可通過下調(diào)內(nèi)源性Wnt來抑制Wnt信號(hào)通路的激活[15];過表達(dá)的Notch可提高TGF-β1的水平,Notch 信號(hào)還可通過Snail來進(jìn)一步加強(qiáng)TGF-β1誘導(dǎo)EMT;Shh可以上調(diào)Wnt2b、Wnt5a和JAG2,從而通過其他幾種關(guān)鍵信號(hào)通路來調(diào)控腎纖維化過程。

3 腎間質(zhì)纖維化的血清學(xué)檢驗(yàn)指標(biāo)

目前臨床上腎組織活檢是診斷RIF的金標(biāo)準(zhǔn),但腎組織活檢具有一定創(chuàng)傷性,有腎組織活檢禁忌證者無法進(jìn)行;另外對醫(yī)療條件也有一定要求,基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)難以開展;而且難以通過重復(fù)多次的活檢來動(dòng)態(tài)觀察病情[16]。血清學(xué)檢驗(yàn)取材簡單,對患者的創(chuàng)傷性小,可以在疾病的發(fā)生發(fā)展過程中進(jìn)行多次檢驗(yàn),對腎纖維化的臨床診斷、療效觀察和預(yù)后判斷有著重要意義;不足之處是目前大部分血清學(xué)檢測指標(biāo)具有診斷意義時(shí),患者的病情往往已進(jìn)展至中、晚期,早期診斷價(jià)值不高。故而需要尋找與RIF早期進(jìn)展密切相關(guān)的新型血清學(xué)指標(biāo)。

3.1 轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)TGF-β1是致纖維化最重要和最強(qiáng)效的細(xì)胞因子,能介導(dǎo)炎癥,促進(jìn)EMT,從而促進(jìn)ECM的合成和聚積,同時(shí)還可以介導(dǎo)多種細(xì)胞因子的致纖維化作用,共同促進(jìn)RIF的發(fā)生。黃東華等[17]在使用腎絡(luò)通湯治療慢性腎小球腎炎氣虛血瘀證時(shí)發(fā)現(xiàn),治療后患者血清TGF-β1有所下降,腎功能得到明顯改善,認(rèn)為可能是通過TGF-β1的調(diào)節(jié)抑制了腎纖維化。

3.2 纖維連接蛋白(FN)FN是存在于ECM的主要非膠原性糖蛋白,廣泛參與細(xì)胞的遷移、黏附、增殖和組織修復(fù)等過程,其含量可間接表明纖維化程度。汪泉等[18]研究丹參酮ⅡA(TanⅡA)對慢性腎衰大鼠RIF的影響時(shí),通過觀察實(shí)驗(yàn)組FN的變化,發(fā)現(xiàn)TanⅡA可以有效改善腎臟功能,延緩RIF進(jìn)展。

3.3 透明質(zhì)酸(HA)HA由肝內(nèi)皮細(xì)胞攝取分解,部分HA也可以經(jīng)腎小球?yàn)V過。有研究表明,腎臟功能受損時(shí),血清HA含量有所升高,而且隨著腎臟損害程度的加重HA的量呈增長趨勢[19]。黃東華等[17]發(fā)現(xiàn)腎絡(luò)通湯作用于慢性腎小球腎炎患者,可以降低血清HA,減輕臨床癥狀,改善腎功能。

3.4 層粘連蛋白(LN)LN是構(gòu)成細(xì)胞間質(zhì)的一種非膠原糖,其水平常與Ⅳ型膠原、HA等相平行。胡興榮等[20]研究發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病患者血清LN顯著增高。方媛等[21]使用潛陽育陰顆粒作用于自發(fā)性高血壓病的大鼠,治療后檢測大鼠LN發(fā)現(xiàn)使用該藥物使大鼠腎纖維化程度有所減輕,改善了腎臟功能。

3.5 Ⅲ型前膠原蛋白(PC-Ⅲ)PC-Ⅲ是Ⅲ型膠原的前體,在RIF發(fā)展過程中腎小管上皮細(xì)胞可轉(zhuǎn)化為Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原,是腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化的重要標(biāo)志。劉珊等[22]觀察梗阻性腎病患者血清中PCⅢ的變化時(shí)發(fā)現(xiàn),血清中PCⅢ的水平與腎臟的纖維化程度相關(guān),特別是對重度腎纖維化有著較好預(yù)測的價(jià)值。

3.6 Ⅳ型膠原(Ⅳ-C)Ⅳ-C是基底膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的主要成分,Ⅳ-C以前膠原形式直接參與ECM的形成和積聚[23],Ⅳ-C還作為支架有助于基膜內(nèi)其他成分的沉積,支撐腎基底膜中毛細(xì)血管壁。宋瑋等[24]研究表明白皮杉醇可以降低血清Ⅳ-C含量,減輕大鼠腎纖維化。

RIF是CKD發(fā)展到腎功能衰竭的主要原因,而腎臟疾病在早期往往臨床癥狀不是很明顯,具有一定的隱匿性,早期如得不到重視,等其進(jìn)一步發(fā)展到終末期腎病時(shí),治療方法有限,患者生存質(zhì)量差,而且對家庭和社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)較重。因此深入研究RIF進(jìn)程中的關(guān)鍵信號(hào)通路,尋找有效且具有早期診斷價(jià)值血清學(xué)檢驗(yàn)指標(biāo),有助于RIF的早期診斷、進(jìn)展觀察和療效判斷。