肾移植后肾间质纤维化和肾小管萎缩研究进展

陈 烽 任 雨 姚许平

(宁波大学附属泌尿肾病医院，浙江 宁波 315000)

肾移植后肾间质纤维化和肾小管萎缩研究进展

陈 烽 任 雨 姚许平

(宁波大学附属泌尿肾病医院，浙江 宁波 315000)

间质纤维化；肾小管萎缩；肾移植术后；移植肾功能丧失

慢性移植肾肾病(CAN)被认为是导致移植肾晚期功能丧失(失功)的主要原因，但由于其没有特异性的临床表现和组织学特征，不能充分有效地阐明疾病潜在的发展过程，间质纤维化和肾小管萎缩坏死(IF/TA)不能完全代替CAN，但其有具体性的移植肾失功的组织形态学改变特征，便于研究移植肾晚期失功的形成原因，本文就移植术后的IF/TA发病机制、诊断及治疗进行综述，并介绍其相关的研究进展。

1 发病机制

1.1免疫抑制剂药物毒性 常用的免疫抑制药物如环孢素和他克莫司等与IF/TA的发生发展密切相关，虽然它们作用的靶细胞为免疫应答细胞，但同时也会对肾小管上皮细胞、内皮细胞和间充质细胞等产生毒性作用。研究发现，长期使用钙调磷酸酶抑制剂(CNI)是导致移植肾晚期功能丧失的主要原因之一，引起移植肾动脉透明样变性，管壁增厚、管腔变窄、最终引起肾小球硬化、萎缩和间质纤维化，导致CAN。环孢素和他克莫司作用于血管内皮细胞，刺激内皮素-1，激活肾素-血管紧张素系统，增加血栓素A2释放，引起肾动脉等全身动脉血管收缩，同时减少一氧化氮和前列环素等血管扩张剂的产生〔1〕。同时，环孢素还可通过解耦联线粒体氧化磷酸化作用，抑制三羧酸循环，激活细胞无氧酵解产生氧化应激，导致肾缺血缺氧。此外，CNI还会引起免疫转化生长因子(TGF)-β的mRNA表达增加，TGF-β通过促进细胞外基质(ECM)蛋白的合成并抑制其降解最终导致肾间质纤维化的发生〔2〕。

1.2抗体介导损伤(AMR) AMR或疑似AMR被认为是移植肾失功的首要原因〔3〕，它的发生显著降低了肾移植患者的长期存活率，AMR通过直接或间接途径作用于血管内皮细胞，激活补体系统或抗体依赖细胞的细胞毒作用，启动细胞及体液免疫，最终导致肾小管周围毛细血管基底膜分层、动脉内膜纤维化，移植肾呈肾小球病样改变〔4〕。报道显示在一大部分肾移植术后患者体内发现了抗主要组织相容性复合体(MHC)抗体及供者特异性抗体(DSA)的存在。DSA 是指患者接受组织或器官移植后体内产生的针对供体抗原的特异性抗体，主要包括抗人白细胞抗原(HLA)抗体和抗非HLA抗体。其中抗HLA 抗体在AMR发生中仍然占据着主导地位，而抗血管内皮细胞抗体(AECA)等抗非 HLA抗体导致的AMR近年来也得到越来越多的关注〔5〕。研究证实，AECA 是一种针对血管内皮细胞的非HLA抗体，可介导免疫排斥反应的发生，是移植肾失功的独立危险因素〔6〕。

人补体片段(C)4d 是补体经典活化途径中的裂解成分，会在移植肾肾小管周围毛细血管(PTC)内大量沉积，被认为是补体在参与免疫反应后所遗留下来的“指纹”，是AMR重要的免疫学证据。Kikic等〔7〕发现C4d阳性的移植肾患者长期存活率明显低于C4d阴性的患者，认为C4d是导致AMR发生、移植肾失功的独立危险因素。然而有研究〔8〕表明，一些AMR患者肾小管周围毛细血管内并未发现有沉积的C4d，因此把C4d作为AMR的一个标志物具有一定的局限性。另外，Sis等〔9〕认为采用DSA滴度来评估移植肾的情况比C4d具有更高的灵敏度和精确度。但不是所有的DSA都会引起排斥反应并影响肾功能，其机制有待进一步研究。

1.3肾小管上皮间充质转分化(EMT) 研究发现，EMT与包括肾脏在内的多种脏器纤维化的发生发展有密切关联。EMT是肌成纤维细胞(MFB)的主要来源,也是一种重要的致纤维化机制。EMT主要包括4个阶段：①各种病理因素损伤肾小管上皮细胞，上皮细胞黏附分子如E-钙黏蛋白等表达降低，整合素连接酶等表达上调。②MFB标记物包括成纤维细胞特异性蛋白(FSP)-1、α-平滑肌肌动蛋白(SMA)合成增加；③基质蛋白酶系统(MMP)-2、MMP-9被激活，溶解肾小管基底膜；④肾小管上皮细胞形成MFB，细胞迁徙和侵袭能力增加，参与ECM的合成。TGF-β/Smad 信号通路是目前研究参与EMT发生的最主要的信号通路〔10〕。最新研究发现磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信号通路及Wnt信号通路等也参与了EMT的过程〔11,12〕。

1.4其他 此外，肾移植后细胞免疫及慢性炎症反应引起循环中单核-巨噬细胞浸润，低氧诱导因子(HIF)-1α表达增加，导致组织损伤及间质纤维化〔13〕；趋化因子(CCL)21/趋化因子受体(CCR)7 可以通过上调结缔组织生长因子(CTGF)表达，促进CAN的发生发展〔14〕。

2 诊 断

早期诊断IF/TA 有助于临床医师更早地调整免疫抑制方案，改善移植肾的功能，提高患者长期生存率。目前移植肾穿刺活检作为肾间质纤维化诊断的“金标准”，但该方法不仅有创，而且不能随意、反复进行，这势必会给长期随访的患者带来不便，其他的辅助诊断方法低效，不准确，预测结果受限。寻找有效且无创的方法对于临床医师早期诊断及检测移植肾间质纤维化就变得尤为重要，一些血液及尿液的生物标记物被证明在早期监测移植术后肾功能中发挥着重要的作用。

2.1血液标记物 ①调铁素-25和促红素(EPO)：Wagner等〔15〕发现血浆调铁素-25和EPO的浓度能够用于肾脏慢性肾疾病的预后指标，能为慢性肾失功提供重要的依据。②丙二醛(MDA)：MDA是体内脂质氧化反应自然形成的最终产物，并引起核酸、蛋白质等大分子物质的交联聚合，能损伤细胞膜，对其有毒害作用，常被作为一种氧化应激的标志物。Fonseca等〔16〕对40例肾移植患者进行了一项前瞻性研究，研究发现移植术后第1天血清MDA的水平可作为IF/TA的早期预后指标，移植术后第7天血清MDA醛的水平对于肾移植1年后移植肾功能的预测有较大意义。③MMPs：MMPs主要由肾细胞(肾小管上皮细胞，肾小球系膜细胞，内皮细胞)产生，可被基质金属酶组织抑制剂(TIMPs)特异性抑制，MMPs与TIMPs构成的降解酶系统的异常表达与ECM代谢失调密切相关〔17〕。越来越多的证据表明MMPs和TIMPs的代谢失衡引起肾脏结构重塑，最终导致慢性移植物损伤〔18〕。研究发现IF/TA 患者血清MMP-2和MMP-7水平较移植肾功能正常者高〔19〕。Mazanowska等〔20〕提出用血浆TIMP-1水平来评估移植肾损伤程度，并认为其可能成为临床实践中监测IF/TA的发生发展的重要生物标志物。

2.2尿液标志物 ①小分子(micro)RNA：microRNA 作为一种潜在的新兴生物标志物，在靶向治疗中应用广泛。研究认为microRNA在肾间质纤维化相关的TGF-β信号传导，ECM积累与EMT过程中发挥着重要的作用。Maluf等〔21〕发现肾活检病理诊断为IF/TA的患者尿细胞颗粒中microRNA的表达有显著差异性，通过进一步分析，证实有22个microRNA与IF/TA发生有关：microRNA-203，microRNA-125b，microRNA-142-3p，microRNA-211和microRNA-204 等microRNAs参与了IF/TA的发生发展。②肾损伤分子蛋白(KIM)-1：KIM-1在肾毒性、急性缺血性肾损伤和慢性肾脏病患者受损的肾小管上皮细胞表面表达明显增加。Nogare等〔22〕对69例肾移植受者肾组织和尿中细胞的蛋白和基因水平进行评价，发现IF/TA患者尿中KIM-1蛋白的表达较钙调神经磷酸酶抑制剂造成的急性肾毒性病人相比明显增加(Plt;0.05)，且IF/TA患者肾组织中KIM-1 mRNA表达水平明显高于对照组(Plt;0.05)。认为KIM-1可以作为移植肾纤维化损伤的非侵入性生物标志物。③尿液维生素D及视黄醇结合蛋白：Mirkovic等〔23〕发现在阿霉素造成的间质炎症纤维化大鼠模型中，尿液维生素D结合蛋白排泄明显增加，认为它是评估移植肾功能的一项可靠指标。Amer等〔24〕分析了221例肾移植术后1年的病人的尿液样本，发现尿视黄醇结合蛋白是评估移植肾功能的一项敏感指标。

2.3其他 超声弹性成像能够无创，安全，迅速地反映移植肾组织的弹性变化，利用声触诊组织量化(VTQ)技术能很好地评估肾脏纤维化程度，从而为早期诊断提供重要依据〔25〕。

3 治疗

3.1新型免疫抑制剂 最新研究发现二氢乳清酸脱氢酶抑制剂(4SC-101)、泛组蛋白脱乙酰基酶抑制剂〔FR276457、曲古抑菌素(TS)A〕、贝拉西普(Belatacept)等新型免疫抑制剂不仅能够治疗自身免疫性疾病，还可用于器官移植领域，其在减轻移植肾间质纤维化方面具有很大的潜能。4SC-101能够提高移植肾的长期存活率，减轻AMR，延缓肾纤维化和蛋白尿进程〔26〕。FR276457可通过抑制单核细胞趋化蛋白1来预防肾间质纤维化〔27〕。另外最新研究，通过TSA治疗的肾缺血再灌注大鼠模型中，肾功能有明显提高，间质纤维化明显减少〔28〕。LEA29Y作为一种T淋巴细胞共刺激途径阻断剂，有抑制T细胞的活化，诱导免疫耐受的作用。与环孢素对比，Belatacept能增加叉头框蛋白(FOXO)3的表达并减少白细胞介素(IL)-17的产生，减缓IF/TA的进程，提高移植肾长期存活率〔29〕，2011年上半年美国食品药品监督管理局(FDA)已通过并批准Belatacept 可以用作预防移植术后排斥反应的临床药物，将来会在肾移植术后广泛应用。

3.2EMT拮抗剂 EMT是导致移植肾间质纤维化的一个重要因素，拮抗EMT过程可以延缓和逆转肾间质纤维化。去甲斑蝥素(NCTD)作为蛋白磷酸酶抑制剂，能抑制TGF-β/Smad3通路介导的EMT和ECM的合成〔30〕。Meredith等〔31〕证明了1，25-羟基维生素 D能通过抑制TGF-β介导的通路导致肾间质纤维化。Guan等〔32〕运用抗TGF-β单克隆抗体预防肾慢性排斥反应取得了良好的效果。

3.3间充质干细胞(MSC)治疗 MSC是一种具有强大的增殖功能和多向分化潜能的一类多能干细胞，因其在体内和体外表现出较强的组织修复能力及免疫抑制剂作用，在器官移植领域具有良好的应用前景〔33〕。许多学者在临床试验中，证实在人体中MSC灌注治疗移植肾间质纤维化是安全、可行的，并显示出其在减少肾移植后蛋白尿发挥着巨大的作用〔34,35〕。当前MSC治疗IF/TA仍然处在临床试验阶段，尽管当前尚未报告其具有主要的毒副作用，但是还需要对试验者进行长期随访后，验证MSC灌注治疗的长期效果。

3.4物理治疗 Zhao 等〔36〕发现给予供体肾脏疝气曝光后能降低肾小管细胞坏死和炎症反应，促进肾脏缺血再灌注损伤的修复，显著抑制T细胞浸润和纤维化。进一步发现使用疝气预处理能激活miR-21信号通路使其免受由脂多糖导致的急性肾损伤〔37〕。da Oliveira等〔38〕运用小剂量激光治疗输尿管梗阻的慢性肾病模型大鼠，其间质纤维化明显低于对照组，证实了小剂量激光能够减轻炎症，防止小管细胞的转分化。这些方法的确切作用，临床上有待进一步研究。

3.5其他 研究发现通过丝裂霉素C诱导的骨髓抑制细胞来替代免疫抑制剂的使用是可行和安全的，这可能给未来临床肾移植带来革命性的变化〔39〕。

综上，虽然目前对终末期肾病共同通路的研究有了较大的进展，但尚存在着一些问题：关于IF/TA机制尚不完全明确；诊断方法需要改进，灵敏度与特异度还有待提高；治疗手段局限。许多因素影响着移植肾长期存活率，了解移植肾IF/TA的共同终末通路对早期诊断、早期制定治疗方案、延长移植肾存活率具有重要的指导作用。免疫抑制药物毒性，抗体介导损伤，EMT及促炎，促纤维化因子与IF/TA发生发展密切相关。许多生化指标的引入可减少相关检测带来的不良反应，并且具有无创，可操作性高、诊断迅速等优点，而许多新型免疫抑制剂的发现，EMT拮抗剂的应用，干细胞的治疗及一些物理方法都为治疗CAN提供了新的思路和方法。

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〔2016-09-06修回〕

(编辑 苑云杰/王一涵)

R392.4

A

1005-9202(2017)22-5726-04；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.22.107

宁波市自然科学基金(No.2009A610115，2009A610143)

姚许平(1958-)，男，主任医师，硕士生导师，教授，主要从事肾移植及泌尿系肿瘤研究。

陈 烽 (1988-)，男，硕士，住院医师，主要从事肾移植研究。