肾病综合征足细胞损伤机制及中医药干预研究进展*

谢雨涵，王圣治

1 辽宁中医药大学 辽宁沈阳 110847

2 辽宁中医药大学附属医院 辽宁沈阳 110032

肾病综合征（NS）是肾脏病中较常见的一种综合征，临床以大量蛋白尿、低蛋白血症、高度水肿以及高脂血症为主要特点[1]。以足细胞损伤为主的原发性肾病综合征（PNS）解剖组织学分类包括三种：膜性肾病（membranous nephropathy，MN）、局灶节段性肾小球硬化（focal segmental glomerulosclerosis，FSGS）及微小病变型肾病（minimal change nephropathy，MCD）[2]。本病以大量蛋白尿＞3.5g/d为主要症状，大量蛋白尿的出现标志着肾组织的损伤，同时也加快了慢性肾脏病病情的发展，长期蛋白丢失、肾组织受损、微小血管硬化等，最终会发展为终末期肾病，引起肾衰竭。[3]为了预防和延缓NS的病程进展需要尽早进行有效的干预。生理情况下，肾小球基底膜（GBM）毛细血管上的足细胞之间密切联系，从而形成肾小球滤过屏障，对大小分子进行滤过筛选。细胞结构改变或足细胞受损可导致肾小球滤过屏障功能降低，将会导致大分子蛋白质无法滤过，最终出现大量蛋白尿。足细胞的损伤与蛋白尿形成及多种肾小球疾病关系密切，如MN、FSGS及MCD等。进一步研究NS足细胞损伤相关因素，可为中医药治疗和预防NS提供新的思路和方法。

代谢紊乱、基因改变、自体免疫、药毒等因素均可影响正常足细胞功能。包括引起足细胞自噬抑制、足细胞脱落与凋亡、足突融合消失和足细胞骨架的改变而使肾小球滤过屏障完整度降低，出现大量蛋白尿，最终导致肾小球硬化。

1 足细胞凋亡机制

成熟足细胞是终未分化的上皮细胞，增殖分化能力低，多种有害因素皆易影响到它的增殖。[4]IL-2是一种调控T、B细胞生长分化的细胞因子，IL-2在肾近端小管上皮细胞和足细胞中表达，IL-2受体的激活增加了这两种细胞的凋亡，足细胞在表达IL-2的同时产生促炎细胞因子也会增强炎症，导致足细胞损伤和蛋白尿发展。[5]GADD45基因家族在多种足细胞损伤模型中均有差异表达，但其在足细胞中的作用尚不明确。既往研究中，Masao Koshikawa等[6]揭示了p38 MAPK激活与足细胞损伤、凋亡、自噬和细胞骨架改变等的机制相关，且临床上NS患者的足细胞中p38 MAPK磷酸化增强尤为明显。Z Chen等[7]通过体外培养足细胞发现GADD45B表达在足细胞损伤早期显著上调，GADD45B过表达加重了TGF-β和嘌呤霉素氨基核苷（PAN）诱导的足细胞凋亡，此外，他们的研究证实了ROS介导足细胞中的GADD45B上调，GADD45B与MAPK上游激酶MTK1/MEKK4相互作用，导致p38或c-junN末端激酶信号通路的激活，通过GADD45B建立了ROS与p38激活的联系，阐明了一个新的导致足细胞损伤凋亡的分子途径。

2 足细胞自噬机制

自噬是细胞蛋白质大量降解发生的过程，细胞质成分被自噬体的双膜结构包围，递送至溶酶体中，在细胞质中形成液泡，随后将溶酶体中的分解产物再循环回细胞质。细胞自噬通过代谢功能维持着细胞生命的稳定，若自噬过及常会引起II型程序性细胞凋亡；
若自噬不及又会加重足细胞损伤，促使其凋亡。[8]Ayu Ogawa-Akiyama等[9]的研究证实了足细胞细胞质中积累的颗粒结构是自噬体和含有降解podocin的自溶酶体，表明podocin通过自噬降解导致足细胞的裂缝膜（SD）破坏和足突消失。研究表明，雷帕霉素复合物1（mTORC1）不仅可以通过P70S6激酶1（P70S6K）和eIF4E结合蛋白（4EBP）的磷酸化促进蛋白质的合成，还可以抑制其分解代谢促进细胞生长，mTORC1也是自噬的传感器和主要负调控因子。[10]体外模型小鼠试验表明，足细胞自噬水平与受损足细胞中的mTOR活化呈负相关，并且低水平mTOR和高水平自噬的mTOR自噬平衡无明显联系，抑制mTOR/P70S6K/4EBP1信号通路可增强足细胞自噬并减少凋亡，实验结果表明，细胞自噬功能在保护足细胞稳定方面占有重要地位[11]。

NS发病与毛细血管内皮、GBM和足细胞的三层结构密不可分。在超微结构上，肾小球滤过屏障由内皮细胞（EC）、GBM和足细胞调节，足细胞足突相互联结构成裂隙隔膜，成为电荷滤过选择性屏障，阻止蛋白的流失。[12]虽然NS发病机制存在特异性，但足细胞损伤是所有NS的共同结局。

1 足细胞损伤与膜性肾病

MN是40岁以上非糖尿病成年人NS的最常见原因，据统计，50%原发性膜性肾病（PMN）患者继发为NS。MN主要以GBM结构变化和毛细血管壁增厚为特点，足细胞和GBM上皮下之间形成免疫复合物，这些物质会影响正常的足细胞屏障滤过功能，导致NS的发生。[13]PMN是一种针对足细胞抗原的自身免疫反应，m型磷脂酶a2受体（PLA2R）、含血小板反应蛋白1型结构域7A（THSD7A）、外泌素（EXT）和神经表皮生长因子1蛋白（NELL-1）均为足细胞抗原，其中，PLA2R是PMN的靶抗原。[14]PLA2R抗原主要与IgG4共同存在于PMN患者的上皮下沉积物中，肾小球PLA2R表达与血清PLA2R抗体阳性表现有关。[15]THSD7A参与GBM粘附的静电机制，其诱导足细胞足突从GBM上脱离的过程主要由于钙/钙调蛋白裂解的参与，抗THSD7A主要连接到HEK293中THSD7A n端作为免疫表位的C1和C2结构域，识别表位数量减少时蛋白尿出现减少，说明了抗THSD7A抗体参与调控蛋白尿的出现。[16]证实抗PLA2R与THSD7A水平与减少蛋白尿、NS缓解时间、肾功能转归和治疗预后有关。近期研究中还发现在MN中，抗体致病性有额外的补体独立机制，例如抗PLA2R1抗体干扰细胞对IV型胶原的粘附，抗HSD7A抗体诱导的细胞骨架重排和粘附信号改变以及抗NEP抗体对靶抗原酶活性的抑制作用。[17]基于Heymann肾炎模型的研究表明，诱导MN蛋白尿的关键步骤是补体系统部分激活后，膜攻击复合物C5b-9损害足细胞，C5b-9插入足细胞膜的亚溶激动效应又激活了许多信号通路，这些信号通路共同作用将会出现裂缝膈膜破裂、足细胞凋亡、DNA损伤以及细胞代谢障碍等[18]。

2 足细胞损伤与局灶节段性肾小球硬化

FSGS是诱发儿童和成人NS的主要原因之一，也是肾小球肾病中最常见、最严重的疾病之一，若不积极治疗常发展为终末期肾病。[19]FSGS是一种以毛细血管硬化、玻璃样变、细胞浸润、足细胞空泡化和足细胞前体增殖为特征的组织学损伤类型，病理学中涉及的进行性结构变化包括足细胞凋亡、肾小球基底膜受损、细胞结构改变以及肾小球系膜基质增生等。[4]肌动蛋白结合域中的突变是导致足细胞功能障碍发展为FSGS的重要因素。肌动蛋白结合蛋白如α-actinin-4（actinin-4）交联丝状（F）-actin和Rho GTP酶从而调节细胞骨架组建以及裂隙隔膜内或附近蛋白质包括nephrin、podocin及CD2AP等的定位。[20]Martin R.Pollak等[21]通过研究证实了肌动蛋白结合域的K255E突变增加了actinin-4二聚体对肌动蛋白丝的结合力，这不仅改变了actinin-4与肌动蛋白的相互作用和体外交联肌动蛋白丝的行为，同时还改变了肾小球足细胞的生物力学行为，表达该突变的actinin-4足细胞脆性增加并在拉伸状态下呈现细胞骨架渐进式衰竭。CD2AP是一种在T细胞信号传导中具有重要作用的衔接蛋白，其与足细胞nephrin及podocin结合而形成裂隙隔膜的重要组成部分。早在1999年，Shaw等[22]的研究中就指出了小鼠CD2AP基因缺失会导致先天性NS并揭示了CD2AP在肾小球通透性中的重要作用。Tomoko Takano等[23]又运用全外显子测序在患有FSGS和终末期肾病的三兄妹体内发现了CD2AP的纯合移码突变（p.S198fs），通过基因编码在小鼠中引入相同的p.S198fs时，小鼠发展为FSGS和肾衰竭，这些结果证实了CD2AP的纯合突变会引发FSGS。

3 足细胞损伤与微小病变型肾病

MCD是指发生NS时，肾活检肾小球无异常，但在电子显微镜下可见足细胞足突呈弥漫性消失状态，这也是成人PNS的主要原因之一。[24]在临床用药治疗，约95%的患者服用糖皮质激素有明显效果 。一项近期研究也表明了血管生成素-4（ANGPTL4）在糖皮质激素敏感性NS中的作用。ANGPTL4在人体肝脏和脂肪组织中广泛表达，基于高脂血症是NS的主要特征之一，研究人员研究了ANGPTL4在MCD中的表达，并发现MCD患者的足细胞中ANGPTL4表达增加，ANGPTL4的过表达直接引发足细胞骨架重排、足突消失、突触素表达降低以及GBM电荷丢失，提示ANGPTL4的增加诱导着足细胞损伤及MCD发作。[25]Shalhoub[26]在既往研究中指出MCD是由T细胞介导的免疫系统紊乱引起的。CD80是一种跨膜蛋白，在抗原呈递细胞（APCs）、自然杀伤细胞和B细胞上表达。Takuji Ishimoto和他的同事在研究中发现，去除CD80基因的小鼠免受足细胞形态改变和蛋白尿的影响，同时，在临床实验中，他们发现MCD受试者尿液中来自足细胞的CD80显著增加，对MCD受试者的活检也证实了其足细胞中存在CD80，证明CD80可能会使足细胞形态发生改变并诱发蛋白尿。[27]此外，赵冰[28]的研究结果证实了类固醇敏感型MCD患者的尿CD80浓度高于类固醇抵抗型MCD患者，为临床应用糖皮质激素治疗MCD提供了新思路。

1 单味中药及其提取物

1.1 雷公藤及其提取物 雷公藤主要针对自身免疫性疾病及炎症性疾病的治疗，大量试验和临床研究表明，其活化成分雷公藤甲素、雷公藤内酯、雷公藤多苷等具有抗炎、调节免疫、抗肿瘤的作用[29-30]。Wang L等[31]研究表明雷公藤甲素抑制NF-κB/GADD45B/p38 MAPK信号通路而减少足细胞凋亡及蛋白尿的产生，雷公藤甲素还表现出很强的抗炎活性，抑制ROS的产生从而抑制足细胞凋亡。同时，雷公藤甲素可抑制P-mTOR/mTOR从而调节足细胞自噬，加速LC3-I转化为LC3-II的进程，并消除p62[32]。此外，不同浓度的雷公藤内酯（50～200μg/ml）均能显著上调podocin的表达水平，不仅能抑制足细胞的凋亡还能恢复细胞生存[33]。最新研究表明，雷公藤多苷及由雷公藤多苷制备而成的雷公藤多苷组分n2（TG-N2）均能抑制肾组织中凋亡关键蛋白酶caspase-3的活性，抑制足细胞凋亡而发挥治疗NS的作用。[34]雷公藤多苷也可通过PI3K途径显著增加足细胞自噬体，降低p62的表达，上调自噬而保护足细胞免受损伤。[35]然而，根据中国食品药品监督管理局（CFDA）的数据表明，随着雷公藤的广泛使用，其毒副作用也得到了证实，且其临床使用范围小、不良作用多也限制了它的临床应用。[29]

1.2 黄芪及其提取物 黄芪对免疫系统、神经系统及肝、肾器官有多方面的保护作用被广泛应用于临床治疗中。其含有多糖、皂苷、黄酮类、黄芪甲苷（AS-IV）等化合物，有研究证实，AS-IV具有抗炎、抗病毒、抗纤维化和调节免疫的作用。[36]黄芪甲苷通过抑制线粒体释放细胞色素c、降低线粒体膜电位和逆转caspase-3的裂解来抑制足细胞凋亡。[37]此外，黄芪甲苷还可通过抑制足细胞凋亡和阻断TGF-β/Smad信号通路来改善肾间质纤维化。[38]Lu R等[39]证实了黄芪甲苷通过抑制P13K/AKT/AS160的过度激活，使LC3-II表达增加并降低P62表达而激活自噬。黄芪从多方面保护肾小球功能、减少蛋白尿的产生、减轻了肾脏的病理学损害。

1.3 黄芩及其提取物 黄芩有抗炎、利尿、调节免疫、抑菌等多种作用，西医临床研究表明黄酮是黄芩的主要有效成分之一，包括黄芩苷、黄芩素等。黄芩素具有提高细胞活性的作用，黄芩素能调控肾脏基质金属蛋白酶9（MMP9）、血管内皮生长因子（VEGFA）、白细胞介素-6（IL6）、肿瘤坏死因子（TNF）及前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）等靶点以改善足细胞凋亡及细胞骨架破坏从而减轻GBM损伤，减少蛋白尿，保护肾脏。[40]但由于黄芩素的水溶性和口服生物利用度较差，因此在应用到临床治疗的过程中应该选择不同的剂量或剂型以降低副作用，将药物疗效发挥到最大。

2 中药复方

防己黄芪汤为祛湿剂，具有益气祛风，健脾利水的功效，由防己、黄芪、甘草和白术组成。研究表明，防己黄芪汤可降低大鼠尿蛋白，但使血浆蛋白、胆固醇及三酰甘油水平升高，其机制尚未明确，但有试验结果提出其可能通过调节肾小球足细胞特异蛋白podocin、nephrin酶的表达以及改善脂质代谢紊乱来保护肾脏功能[41-42]。《金匮要略》中记载的当归芍药散，主治妇人妊娠或经期，肝脾两虚证。李曼曼等[43]的在体实验表明，当归芍药散可通过拮抗Ang II/TRPC6通路引起的钙信号异常，减少足细胞凋亡和结构异常，修复肾小球滤过屏障。此外，临床上广泛应用的中医处方也对NS足细胞损伤有一定的疗效。李双[44]等的研究结果表明，采用张昱教授的加味黄芪赤风汤干预肾小球足细胞后，足细胞损伤超微结构改善、凋亡水平下降，提示加味黄芪赤风汤保护足细胞的机制可能是抑制足细胞的过度凋亡。然而，目前的临床治疗中关于NS足细胞损伤的中医处方中药味及用量的加减对足细胞保护的机制和作用暂无明确报道。

明确足细胞损伤机制，尽早进行针对性治疗，将帮助减缓患者发展为肾小球硬化的速度，为肾脏病患者的治疗争取更多机会。掌握诱导足细胞损伤的细胞因子和信号通路可能会为临床治疗提供新靶点新思路。中医药干预NS足细胞损伤的治疗有一定的优势，目前单味中药及其提取物中针对雷公藤及黄芪干预NS足细胞损伤的研究机制较多，其他单味药及多味中药联合治疗NS足细胞损伤的研究机制较少。此外，关于中医药治疗NS足细胞损伤的研究大多为动物实验，针对患者的临床实验较少，也成为了NS足细胞损伤机制研究局限性的因素。进一步深入研究中医药治疗NS足细胞损伤机制，将为NS的防治开拓更为广阔的前景。