原发性肾病综合征的治疗机制研究进展

陈琪，朱彩凤，朱斌

（1.浙江中医药大学，浙江 杭州 310053；2.杭州市中医院 肾内科，浙江 杭州 310007）

·综 述·

原发性肾病综合征的治疗机制研究进展

陈琪1，朱彩凤2，朱斌2

（1.浙江中医药大学，浙江 杭州 310053；2.杭州市中医院 肾内科，浙江 杭州 310007）

大量的动物实验及临床研究证实足细胞损伤是肾病综合征(NS)发病的关键性因素，并且足细胞的减少是永久性的、不可再生的。近年来有学者发现了多种调节足细胞结构和功能的蛋白及其相关的信号通路，并且发现这些蛋白及通路在肾脏病中的发病、进展，以及在激素及免疫抑制剂的治疗反应中扮演决定性的角色。这些发现为治疗原发性NS，尤其是难治型NS提供了新的思路。本文就近些年有关原发性NS的治疗机制研究成果，特别是有关足细胞方面的进展做一综述。

肾病综合征；足细胞；治疗机制；综述

肾病综合征（nephrotic syndrome，NS）是由各种原因引起的肾小球滤过屏障通透性增高，血浆蛋白从尿中丢失而导致的一种临床症候群，是肾小球疾病的常见表现，临床上以大量蛋白尿、严重低蛋白血症、明显水肿和高脂血症为特点。肾小球滤过屏障至少由5层结构组成:内皮细胞表面膜结构、内皮细胞及内皮细胞窗孔、肾小球基底膜（glomerular basement membrane，GBM）、足细胞下间隙和足细胞。这5层结构既独立行使其功能，又相互影响。尽管它们中任何一层功能障碍都会影响到滤过屏障的完整性，但是，足细胞损伤是导致蛋白尿的关键环节，因此，足细胞的保护及治疗成为了近些年治疗NS的主流理念。

1 P38MAPK、MK2和PKCα信号通路

丝裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）是细胞内的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是信号从细胞表面传导至内部的重要传递者，包括ERK1/2、JNK、p38MAPK等亚基，其中p38MAPK通路主要通过磷酸化MAPKAPK2（又称MK2，为p38MAPK信号通路下游的一个底物）来发挥作用，其在细胞分化和衰老、肿瘤细胞增殖和凋亡以及各类肾脏病中都发挥着极其重要的作用。在肾损伤的动物模型和肾小球疾病患者中都发现存在p38MAPK信号通路的激活，而抑制此信号通路可以有效减少肾小球的损伤[1-2]。在对各类成人肾小球疾病的组织病理学研究中发现，足细胞p38MAPK表达的增加与肾功能恶化密切相关，这表明p38MAPK通路的激活在肾脏病进展中发挥了重要作用[3]。此外，在体外培养的足细胞中也发现p38MAPK和MK2在足细胞损伤时都有表达，抑制其任何一种表达都能使足细胞免受氨基甘嘌呤霉素（puromycin aminonucleoside，PAN）诱导的损伤[4]。

在足细胞中，不同的蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）亚型有不同的功能，比如，小鼠非典型PKCλ/ι的缺失会引起裂孔隔膜的定位错误以及足细胞极性缺陷，从而导致NS[5]，而在糖尿病肾病小鼠模型中PKCα的丢失会对足细胞起保护作用[6]。与野生型足细胞株相比，PKCα敲除的足细胞株在TGF-β刺激后PI3K/AKT、ERK1/2和Smad通路的抗凋亡活性增加，而促凋亡的p38MAPK信号通路活性却降低[7]。因此，PKCα似乎对足细胞的存活与凋亡起调控作用，而在某些肾小球疾病的发病中发挥重要作用。足细胞p38MAPK的激活点位于PKCα的下游，这两种蛋白激酶都可由TGF-β活化[8]。因此，抑制PKCα、p38MAPK或MK2将会从不同水平影响同一条信号通路，这对于成人和儿童的NS来说都是未来可能的治疗靶点。事实上，已有学者在研究针对这些靶蛋白激酶的抑制剂（包括翻译引物）[4]。此外，有最新研究表明MAPKAPK3（又称MK3，为p38MAPK信号通路下游的另一个底物），与MK2共同在调节肾脏应激反应和肾小球疾病的进展中发挥关键作用[9]，因此MK3同样有可能成为未来的治疗靶点。

2 Notch信号通路

Notch信号通路由受体、配体和DNA结合蛋白3部分组成。相邻细胞上的受体和配体结合后导致受体构象改变暴露出蛋白水解酶的酶切位点，Notch受体的细胞内结构域（Notch-ICD）被γ分泌酶裂解，从而转移到细胞核内，在那里与转录抑制子RBP-J结合，激活下游靶基因，参与调控细胞的分化、增殖和凋亡[10]。

Notch信号通路对于肾脏发育过程中细胞的分化至关重要。Niranjan等[11]发现转基因小鼠的成熟足细胞中过多地表达Notch-ICD会导致蛋白尿和肾小球硬化的发生，这与p53的激活和足细胞凋亡有关。相反的，敲除糖尿病小鼠足细胞下游的Rbpj基因可以减少蛋白尿，效果类似于PAN诱导蛋白尿的大鼠使用了针对上游γ-分泌酶的药物抑制剂。在另一项研究中还发现，小鼠胚胎足细胞异位表达Notch-ICD与蛋白尿和肾小球硬化的发生密切相关[12]。这两项研究表明，异常增加的Notch信号表达与足细胞的去分化有关。Notch介导的不恰当的足细胞增殖可能会导致有丝分裂失败而促使足细胞凋亡。此外，有研究表明，Notch信号通路可能是通过诱导对足细胞nephrin蛋白的内吞作用，从而引起NS的发生[13]。

概括来说，Notch信号通路似乎在肾脏发育过程中起着至关重要的作用，但是在发育完成后大部分Notch信号通路就不表达了，而当肾脏受到损伤时Notch信号通路会被重新激活。在这种情况下，抑制成熟足细胞的Notch通路成为治疗足细胞损伤的新机遇。潜在的可作用的靶位点包括抑制γ分泌酶介导的Notch受体的裂解，或抑制配体与选择性受体的结合[14]。特别值得关注的是γ分泌酶抑制剂已经被开发并用于临床试验。

3 靶向抑制IL-13

虽然到目前为止并没有某个细胞因子被证明是NS发生的直接始动因素，但一些研究表明IL-13是一个潜在的重要因子。例如，激素敏感型肾病综合征（steroid-sensitive nephrotic syndrome，SSNS）儿童在NS复发过程中其CD4+和CD8+T细胞的IL-13表达是增高的。同样，SSNS儿童与正常儿童相比，血清中的IL-13和外周血单个核细胞的IL-13 mRNA水平也都是增高的，并且在甲强龙冲击治疗后其IL-13基因的转录和翻译均减少[15]。在大鼠实验中，IL-13蛋白的过多表达会导致类似于微小病变NS的肾脏损伤表现[16]，这为IL-13是NS发生的始因之一提供了进一步的支持。总之，越来越多的证据表明抑制IL-13对于NS（至少是SSNS）是一个潜在的治疗方案。目前，IL-13的一种抗体—lebrikizumab已经被开发，并证明在哮喘治疗中有效[17]，因此，lebrikizumab或选择性IL-13抑制剂可能会成为NS未来的治疗方案之一。

4 抑制未折叠蛋白反应

内质网（endoplasmic reticulum，ER）是调节蛋白质合成、折叠及组装的重要场所。各种原因如ER中Ca2+缺乏均可引起ER功能紊乱，使蛋白质从ER向高尔基体的转运受阻，最终引发内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）。应激反应对内质网内蛋白折叠的干扰，称为未折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR），这被认为是许多后天获得性或遗传性疾病的基本病理机制，包括神经元和肌肉的退化、心脏疾病、肿瘤、免疫和炎症疾病、糖尿病等[18]。UPR是一种为了维持体内蛋白质折叠稳态的应激适应性信号反应。这些过程涉及到分子伴侣的诱导、翻译的衰减和蛋白降解的激活。在严重的应激压力下，折叠稳态将不能继续维持，自噬和/或凋亡程序就会被激活。

这种细胞的应激反应可能在某些形式的NS中扮演了极其重要的角色。在局灶节段性肾小球硬化（focal segmental glomurular sclerosis，FSGS）、新月体性肾炎、膜性肾病（membranous nephropathy，MN），以及膜增生性肾小球肾炎（membranoproliferative glomerulonephritis，MPGN）的成人NS患者的肾组织活检标本中发现，像HSPA5（又称GRP78）、DDIT3（又称GADD-153）等UPR的标志物与微小病变型肾病（minimal change disease， MCD）患者相比都是上调的，而抗凋亡基因Bcl-2表达却是下降的[19]。此外，在PAN诱导的NS大鼠模型的肾小球中HSPA5的表达是上调的，同时eIF2α（UPR的另一个标志物）的磷酸化表达也是上调的，这表明UPR与肾脏损伤有关[20]。UPR由哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）调控，而在PAN诱导的NS大鼠模型中蛋白尿可被mTORC1的抑制剂依维莫司（临床上应用的雷帕霉素的衍生物）所抑制。有研究证明UPR也参与那些由于编码nephrin、podocin和α-actinin-4蛋白的基因突变引起的遗传性NS[21]。

总之，这些发现都表明UPR在原发和继发性NS的进展中都扮演重要的角色。因此，未来的治疗方法可以朝着稳定足细胞的蛋白折叠系统方向探索。

5 维持氧化还原反应的平衡

氧化应激反应在各种肾脏疾病中都有出现，包括肾小球肾炎、急性肾损伤、慢性肾脏疾病、糖尿病肾病和NS，这可能与血脂的增多有关。活性氧（reactive oxygen species，ROS）已被证实通过损伤肾小球基底膜的完整性或减少足细胞蛋白多糖的合成途径从而在NS的发病中起作用[22]。在一些体内和体外实验中都证明了使用PAN干预能增加ROS的聚集、脂质的过氧化和DNA的损伤，这些都直接或间接导致了足细胞的氧化损伤[23-24]。与此同时，作为应答，足细胞诱导产生抗氧化酶，并试图通过维持氧化还原反应的稳态以减小其自身的损伤[25]。

NS发病中足细胞氧化应激损伤可能是由于过氧化的血清白蛋白增加所导致[24]。白蛋白是血清里最充足的蛋白，也是最容易在氧化应激环境下被氧化的蛋白。过氧化的白蛋白的结构会发生改变，其功能也会发生改变。FSGS患者的血清白蛋白比正常人血清中的白蛋白更容易过氧化[26]。随着足细胞的吞噬摄取和转运，这些过氧化的血清白蛋白会直接或间接损伤NS患者的足细胞[24]。

上述发现表明氧化应激反应是各类型肾脏疾病损伤进展的共同机制，包括NS。因此，制定有效的或更有针对性的策略来减少足细胞的氧化应激反应和/或维持氧化还原稳态将是减少儿童和成人NS足细胞损伤的一种十分有前景的方法。有报道称在PAN诱导的NS大鼠模型中使用自由基清除剂依达拉奉，或者在食物中添加抗氧化剂丙丁酚或vitamin E都能减少足细胞的氧化应激损伤[27]。

6 靶向抑制致病基因的表达

“原发性NS”这个“原发”表明目前这个疾病的发病机制是不明确的。然而，继第一个编码足细胞蛋白nephrin的突变基因NPHS1被鉴定出来后，人们已经发现很多可以引起NS的突变基因。涉及到的基因包括NPHS1、NPHS2、CD2AP、PLCE1、LAMB2、ACTN4、TRPC6、INF2和ARHGAP24等，以及其他一些导致非NS表现的突变基因。这些突变基因的发现解释了大部分婴幼儿NS和相当一部分儿童NS的发病原因。

了解遗传性NS的发病机制有利于促进具体治疗策略的进步。NS足细胞瞬时受体电位阳离子通道蛋白6（transient receptor potential cation channel 6，TRPC6）就是一个很好的例子。由于这个通道持续过多的钙离子聚集，导致下游NFAT依赖因子的转录和NF-κB信号通路的激活是许多足细胞病的共同路径[28]。有趣的是，环孢素能通过非免疫机制下调TRPC6 mRNA在足细胞中的表达[29]，这种方法可能对于那些由于基因突变而导致TRPC6活性增加的肾病患者有效。因此，使用抑制TRPC6表达或降低其活性的药物可能是未来一个不错的治疗基因突变型NS的治疗方案。

7 抑制血管内皮生长因子生成

一些研究证实血管内皮生长因子是肾小球滤过膜上最关键的串联因子[30]。血管内皮生长因子主要由足细胞合成，是肾小球内皮细胞维持正常功能所必需的。肾血管内皮细胞被激活后，可通过增加释放过氧化物，激活NADPH过氧化酶和p38MAPK通路，并促进NF-κB的核转录，从而加速肾脏纤维化的进展。在阿霉素肾病大鼠模型实验中发现，随着病情进展，其尿蛋白增加，血、尿、肾脏血管内皮生长因子的水平也相应增加[31]。在MCD和糖尿病肾病中，与大量蛋白尿同时出现的是血管内皮生长因子及其受体表达的上调[32]。在MN、MPGN、毛细血管内增生性肾小球肾炎、新月体性肾炎患者肾脏活检病理结果中发现其血管内皮生长因子表达在足细胞中明显上升[33]。此外，有最新研究证明促肾上腺皮质激素在减少蛋白尿，减缓肾脏病的进展的同时，患者尿液中血管内皮生长因子的含量也相应减少[34]。因此，血管内皮生长因子受体拮抗剂可能是一种潜在的治疗NS的替代药物。

在近50年里，糖皮质激素一直是治疗原发性NS的主要药物，但到目前为止，它作用的靶细胞和作用机制仍不甚清楚。虽然目前有许多替代药物出现，但只有少数被确切证实有效，其中不少还有严重的不良反应。而在临床上，不管是糖皮质激素还是其替代疗法的治疗失败都会很大程度上增加患者进展为终末期肾脏病的风险。在这样严峻的形势下，开发新的治疗药物迫在眉睫，这需要一代又一代的医学工作者的共同努力。

参考文献:

[1]Sheryanna A, Bhangal G, McDaid J, et al. Inhibition of p38 mitogen-activated protein kinase is effective in the treatment of experimental crescentic glomerulonephritis and suppresses monocyte chemoattractant protein-1 but not IL-1βor IL-6[J]. J Am Soc Nephrol, 2007, 18(4): 1167-1179.

[2]赵青, 万毅刚, 王朝俊, 等. 慢性肾脏病肾组织炎症信号通路 p38MAPK 的调节机制及中药的干预作用[J]. 中国中药杂志, 2012, 37(12): 1700-1704.

[3]Polzer K, Soleiman A, Baum W, et al. Selective p38MAPK isoform expression and activation in antineutrophil cytoplasmatic antibody-associated crescentic glomerulonephritis: role of p38MAPKα[J]. Ann Rheum Dis, 2008, 67 (5): 602-608.

[4]Pengal R, Guess AJ, Agrawal S, et al. Inhibition of the protein kinase MK-2 protects podocytes from nephrotic syndrome-related injury[J]. Am J Physiol Renal Physiol, 2011, 301(3): F509-F519.

[5]Huber TB, Hartleben B, Winkelmann K, et al. Loss of podocyte aPKCλ/ιcauses polarity defects and nephrotic syndrome[J]. J Am Soc Nephrol, 2009, 20(4): 798-806.

[6]Menne J, Park JK, Boehne M, et al. Diminished loss of proteoglycans and lack of albuminuria in protein kinase C-α-deficient diabetic mice[J]. Diabetes, 2004, 53(8): 2101-2109.

[7]Tossidou I, Starker G, Krüger J, et al. PKC-alpha modulates TGF-βsignaling and impairs podocyte survival[J]. Cell Physiol Biochem, 2009, 24(5-6): 627-634.

[8]Schiffer M, Bitzer M, Roberts IS, et al. Apoptosis in podocytes induced by TGF-βand Smad7[J]. J Clin Invest, 2001, 108(6): 807-816.

[9]Guess AJ, Ayoob R, Chanley M, et al. Crucial roles of the protein kinases MK2 and MK3 in a mouse model of glomerulonephritis[J]. PloS One, 2013, 8(1): e54239.

[10]肖文珍, 桂定坤, 汪年松. Notch信号通路与足细胞损伤的研究进展[J]. 中华临床医师杂志: 电子版, 2012, 6(15): 4380-4383.

[11]Niranjan T, Bielesz B, Gruenwald A, et al. The Notch pathway in podocytes plays a role in the development of glomerular disease[J]. Nat Med, 2008, 14(3): 290-298.

[12]Waters AM, Wu MY, Onay T, et al. Ectopic notch activation in developing podocytes causes glomerulosclerosis[J]. J Am Soc Nephrol, 2008, 19(6): 1139-1157.

[13]Waters AM, Wu MY, Huang YW, et al. Notch promotes dynamin-dependent endocytosis of nephrin[J]. J Am Soc Nephrol, 2012, 23(1): 27-35.

[14]Sharma S, Sirina Y, Susztaka K. The story of Notch and chronic kidney disease[J]. Curr Opin Nephrol Hypertens, 2011, 20(1): 56-61.

[15]Jiang HK, Jiang H, Luo G. et al. Interleukin 13 expression before and after pulse treatment with methylprednisolone in children with steroid-responsive nephrotic syndrome[J]. Zhongguo Dang Dai Er Ke Za Zhi, 2007, 9(6): 533-536 .

[16]Lai KW, Wei CL, Tan LK, et al. Overexpression of interleukin-13 induces minimal-change-like nephropathy in rats[J]. J Am Soc Nephrol, 2007, 18(5): 1476-1485.

[17]Corren J, Lemanske RF, Hanania NA, et al. Lebrikizumab treatment in adults with asthma[J]. N Engl J Med, 2011, 365(12): 1088-1098.

[18]Chakrabarti A, Chena W, Varner JD. A review of the mammalian unfolded protein response[J]. Biotechnol Bioeng, 2011, 108(12): 2777-2793.

[19]Markan S, Kohli HS, Joshi K, et al. Up regulation of the GRP-78 and GADD-153 and down regulation of Bcl-2 proteins in primary glomerular diseases: a possible involvement of the ER stress pathway in glomerulonephritis[J]. Mol Cell Biochem, 2009, 324(1-2): 131-138.

[20]Ito N, Nishibori Y, Ito Y, et al. mTORC1 activation triggers the unfolded protein response in podocytes and leads to nephrotic syndrome[J]. Lab Invest, 2011, 91(11): 1584-1595.

[21]Henderson JM, Alexander MP, Pollak MR. Patients with ACTN4 mutations demonstrate distinctive features of glomerular injury[J]. J Am Soc Nephrol, 2009, 20(5): 961-968.

[22]Duann P, Datta PK, Pan C, et al. Superoxide dismutase mimetic preserves the glomerular capillary permeability barrier to protein[J]. J Pharmacol Exp Ther, 2006, 316(3): 1249-1254.

[23]Marshall CB, Pippin JW, Krofft RD, et al. Puromycin aminonucleoside induces oxidant-dependent DNA damage in podocytes in vitro and in vivo[J]. Kidney Int, 2006, 70 (11): 1962-1973.

[24]戴艳, 于青, 徐琦, 等. 表没食子儿茶素没食子酸酯对高糖环境下体外小鼠足细胞活性氧的影响[J]. 中华肾脏病杂志, 2009, 25(1): 31-35.

[25]Kinugasa S, Tojo A, Sakai T, et al. Selective albuminuria via podocyte albumin transport in puromycin nephrotic rats is attenuated by an inhibitor of NADPH oxidase[J]. Kidney Int, 2011, 80(12): 1328-1338.

[26]Bruschi M, Candiano G, Ciana LD, et al. Analysis of the oxido-redox status of plasma proteins. Technology advances for clinical applications[J]. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci, 2011, 879(17-18): 1338-1344.

[27]Matsumura H, Ashida A, Hirano K, et al. Protective effect of radical scavenger edaravone against puromycin nephrosis[J]. Clin Nephrol, 2006, 66(6): 405-410.

[28]Dryer SE, Reiser J. TRPC6 channels and their binding partners in podocytes: role in glomerular filtration and pathophysiology[J]. Am J Physiol Renal Physiol, 2010, 299 (4): F689-F701.

[29]Nijenhuis T, Sloan AJ, Hoenderop JG, et al. Angiotensin IIcontributes to podocyte injury by increasing TRPC6 expression via an NFAT-mediated positive feedback signaling pathway[J]. Am J Pathol, 2011, 179(4): 1719-1732.

[30]Fan Q, Xing Y, Ding J, et al. Reduction in VEGF protein and phosphorylated nephrin associated with proteinuria in adriamycin nephropathy rats[J]. Nephron Exp Nephrol, 2009, 111(4): e92-e102.

[31]邹艳红, 李静, 聂磊, 等. 血管内皮生长因子在肾病大鼠中的表达及意义[J]. 黑龙江医药科学, 2011, 34(1): 29-30.

[32]Bailey E, Bottomley MJ, Westwell S, et al. Vascular endothelial growth factor mRNA expression in minimal change, membranous, and diabetic nephropathy demonstrated by non-isotopic in situ hybridisation[J]. J Clin Pathol, 1999, 52(10): 735-738.

[33]Hohenstein B, Colin M, Foellmer C, et al. Autocrine VEGFVEGF-R loop on podocytes during glomerulonephritis in humans[J]. Nephrol Dial Transplant, 2010, 25(10): 3170-3180.

[34]Tumlin JA, Galphin CM, Rovin BH. Advanced diabetic nephropathy with nephrotic range proteinuria: a pilot Study of the long-term efficacy of subcutaneous ACTH gel on proteinuria, progression of CKD, and urinary levels of VEGF and MCP-1[J]. J Diabetes Res, 2013, doi: 10.1155/2013/ 489869. Epub 2013 Sep 12.

（本文编辑：丁敏娇）

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1000-2138（2014）01-0071-05

2013-04-22

陈琪（1987-），男，浙江杭州人，硕士生。

朱彩凤，主任医师，Email：zhcaifeng@126.com。