基于PI3K/Akt/mTOR通路探讨水蛭对IgA肾病的作用机制

曹 响，谢丽萍，赵 洁，江志雄，徐霜霜

(1.广西中医药大学，广西 南宁 530001；2.广西中医药大学第一附属医院 肾内科，广西 南宁 530023)

IgA肾病的病理改变是以肾小球系膜区IgA免疫复合物异常沉积为特征，肾小球系膜区IgA免疫复合物异常沉积会引起肾小球系膜细胞增殖和活化，从而释放大量的炎性因子和趋化因子，它们之间相互作用会引起肾小管损伤及肾小球硬化，这些病理变化逐渐使肾纤维化、使肾小球滤过率下降，最终导致慢性肾衰竭[1-2]。在我国IgA肾病占原发肾小球疾病的二分之一，近几年来比例有明显上升的趋势[3]。当前，众多的药理学研究证实水蛭及水蛭素等均具有明显的抗肾纤维化的作用，并展现出良好发展前景[4-6]。这些年来，随着对肾纤维化机制不断深入研究，现代医学在缓解肾纤维化，延缓慢性肾脏病的发展方面已取得一些进步。和西医相比，中医药着眼于整体宏观的干预与调控，对慢性肾脏病辨证论治，在抗肾纤维化方面已取得良好的效果，在某种方面上弥补了化学合成药物单一靶点的瑕疵。现对基于PI3K/Akt/mTOR通路探讨水蛭对IgA肾病的作用机制及近几年的研究进展进行总结，以期为临床防治慢性肾脏病肾纤维化提供更加真实有效的依据。

1 IgA肾病的中医症型分析

IgA肾病无特定的中医病名，根据其临床特征可归入“水肿”“尿血”“腰痛”“尿浊”“肾风”“虚劳”等范畴[7]。《金匮要略》中记载：“少阳脉卑，少阴脉细，男子则小便不利，妇人则经水不通，经为血，血不利则为水，名曰血分。”《血证论》中记载：“瘀血化水，亦发水肿，是血瘀而兼水肿。”宋朝时期《仁斋直指方》提及“血与水，上下内外，皆相济而行，故病血者，未尝不病水；病水者，亦未尝不病血也。”清朝时期《读医随笔》提及“阴血虚一则脉到不充，一则阴虚火旺，煎灼津液成瘀。”均提示瘀血和水肿病关系密切。现代各大医家也纷纷表示“肾络瘀阻”是贯穿IgA肾病始终的基本病机[8-9]，肾络瘀阻证除肾络损伤引致离经之血和久病入络外，还可指肾络内的血液，如血过于浓黏聚凝，导致血液运行不畅，从而产生瘀血。王玉林教授认为IgA肾病是由于本体禀赋不足、后天失养、劳倦内伤、外邪侵袭、邪伏正虚而发病，瘀血和湿邪是发病的关键因素[10]。陈香美等[11]多年临床研究发现IgA肾病中气阴两虚证患者最多(41.5%)，随着年龄的增长，脾肺气虚证的比例稍有下降，脾肾阳虚证的比例上升，兼证中以湿热和血瘀证最为常见(分别占31.6%和28.9%)。张雪楠等[12]依据将67位IgA肾病患者分为青年组、中年组、老年组，分别研究各年龄段证候分布的规律，随着年龄的增长肾气虚证、脾肾两虚证的占比呈下降趋势，脾肾两虚兼湿浊血瘀证的占比则有上升趋势，可以看出IgA肾病属本虚标实之证，但以本虚为主，脾肾两脏的虚损是肾脏疾病之本，湿浊、瘀血则为疾病之标。史大卓教授[13]认为IgA肾病的基本病机是气阴两虚、痰热互结、瘀血阻络，又指出IgA肾病始终兼夹瘀血，治疗此病活血化瘀必不可少。金今东等[14]认为肾小球硬化、以及小管间质纤维化和萎缩等病理改变都是“瘀”的结果，提出为提高肾小球滤过率、改善肾功能，活血化瘀应该贯穿治疗始终。综上所述，可以看出瘀血是IgA肾病的重要邪实之一，也是疾病发展转归的重要因素。

2 血瘀证与肾脏纤维化的关系

IgA肾病多呈慢性进行性发展，每10～20年均有15%～40%的患者进入终末期肾病[3]，肾纤维化是各种因素导致慢性肾脏疾病进展到终末期肾脏病的共同经过道路，其主要包括肾小球硬化和肾间质纤维化，肾纤维化形成机制是由于肾脏固有细胞在炎症刺激和细胞因子作用下不断使肾间质中的成纤维细胞增生与分化，向肌成纤维细胞转化[15]，因此在肾纤维化形成的这个关键枢纽环节干预诊治将会减少终末期肾脏病发生。在肾纤维化病理变化过程中，体内血流动力学改变，直接导致免疫反应介导的凝血机制被激活，使凝血酶被加速活化，使纤维素在肾组织中更易沉积，刺激血小板凝集，导致血栓及形成肾脏纤维化病理学的这些改变，都归结在“内结为瘀”中[16]。肾纤维化的基本病机为肾虚血瘀，故治疗应以活血化瘀为主，有研究者通过临床试验及动物实验证明活血化瘀能明显改善肾纤维化[17-19]。危成筠等[20]在收集94例IgA肾病患者中,血瘀证占61.70%，非血瘀证占38.30%，并发现肾小球球性硬化、间质炎细胞浸润、间质纤维化、肾小管萎缩与血瘀证密切相关。有人经过临床试验研究对比血瘀证与非血瘀患者之间的纤维化相关指标间关系，发现血瘀是导致纤维化重要病因病机[21]。还有研究比较IgA肾病血瘀证患者与非IgA肾病血瘀证患者肾脏病理差异性，发现血瘀证患者的肾脏病变重于非血瘀证患者，并且肾脏病变程度与血瘀证程度成正比，无论从系膜细胞增生程度、肾小管萎缩程度，还是肾小球硬化、肾间质纤维化病变程度都更为严重[22]。王东等通过研究分析得出活血化瘀方可以抑制活化的肾成纤维细胞株和系膜细胞株的增殖，有效防治肾纤维化[23]。李康康等[24]发现通过活血通络法可以延缓慢性肾脏病早期患者肾纤维化进程，中药活血通络方能够有效延缓慢性肾脏病早期患者肾纤维化进程。综上所述，表明瘀血证在肾纤维化过程中的影响巨大。

3 PI3K/AKt/mToR通路在肾纤维化中的研究进展

现代研究表明，许多因素如某些细胞因子、血管活性物质等的激活或释放，都能够引起肾纤维化[15]。很多信号通路如转化生长因子-β(TGF-β)/Smad信号通路，哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路等等，均参与了肾纤维化细胞因子激活或释放的调节[25]。磷酯酰肌醇3激酶(PI3K)/丝氨酸及苏氨酸蛋白激酶(Akt)/mTOR信号通路是一条特殊的信号途径，在细胞存活与分化、细胞生长、运动和凋亡及炎性细胞因子的激活或释放等生理和病理过程中都起到重要作用[26-27]。通过动物实验发现从丹参植物中提取的中药丹酚酸A可以抑制PI3K/Akt/mTOR信号级联反应，以防止肝星状细胞的刺激，减少细胞外基质的合成，并调节Bcl-2/Bax和caspase-3/切割的caspase-3信号通路阻止肝细胞凋亡，减轻肝纤维化[28]。PI3K/AKt/mToR通路与肝纤维化有关系，是否与肾纤维化也有关系呢？有人通过动物实验发现川芎中的提取物川芎嗪能通过抑制PI3K/Akt/mTOR通路，从而促进肾脏的自噬，减轻系膜细胞增殖和胞外基质积聚、改善糖尿病肾病大鼠肾脏病理改变，减缓肾脏纤维化病变进展[29]。还有研究发现大黄提取物芦荟大黄素在体内抑制TGF-β1诱导的PI3K/Akt/mTOR通路的激活，改善细胞存活并降低纤维化相关蛋白的水平，抑制Akt和mTOR的磷酸化，表明芦荟大黄素通过抑制PI3K/Akt/mTOR途径减轻纤维化[26]。现代有动物实验研究表明，PI3K/Akt/mTOR通路在肾小管上皮细胞和肾间质纤维化中起着重要的作用[30-31]，在双侧肾纤维化动物模型中，磷酸化的PI3K/Akt/mTOR明显增加，抑制其通路可以明显延缓纤维化的进程[32]。

4 中医药水蛭对PI3K/Akt/mTOR通路的影响

水蛭是一味传统的中药，环节动物蛭纲类，俗称蚂蟥，学名水蛭。早在很多年前，许多医学大家对它的医疗效用就有所认识，《神农本草经》上记载：“水蛭味咸平，主逐恶血、淤血、月闭，破血癖积聚，无子，利水道。”《本草纲目》上记载：“咸走血，苦胜血。水蛭之咸苦，以除蓄血，乃肝经血分药，故能通肝经血。”[33]早在上世纪就有英国学者从水蛭中分离提取出具有抗凝作用的成分，并定名为水蛭素[34]。在现代医学中，还没发现肝素抗凝前，水蛭素是重要的抗凝药。经过现代医学的药理学研究发现水蛭中存在两种不同的水蛭素，但是无论是哪一种，在目前看来，水蛭素是一种安全、有效的抗凝剂，作用机制是它可以抑制凝血酶水解纤维蛋白原形成纤维蛋白，并与凝血酶结合，从而使凝血酶失去裂解纤维蛋白原为纤维蛋白的能力，进而阻滞纤维蛋白的凝固，同时抑制凝血酶催化的止血反应以及凝血酶诱导的血小板反应，达到抗凝的效果[35-36]。后有研究者通过实验证实水蛭素可以通过降低纤练蛋白基因的表达水平，从而抑制系膜细胞分泌的细胞因子数量，减缓肾间质纤维化的速度[37]。麻志恒等[38]通过动物实验，分析得出活血化瘀法可降模型小鼠PI3K/Akt/mTOR mRNA通路的表达，减轻肾脏纤维化。水蛭中的水蛭素可以改善IgA肾病模型中凋亡小体数量的增加和凋亡相关蛋白(caspase-3和caspase-9)的表达，减轻IgA肾病大鼠IL-1β，IL-6和IL-18等炎症因子的表达，从而通过抑制纤维化和炎症反应来改善IgA肾病[39]。而任现志等[40]研究水蛭对大鼠肾小球系膜细胞(GMCs)生长周期、凋亡的影响及凋亡的形态学观察，结果发现水蛭可以使大多数肾小球系膜细胞处于有丝分裂G0/G1期，阻止细胞进入有丝分裂S期从而达到抑制肾小球系膜细胞增生的作用；同时还发现水蛭有促进大鼠肾小球系膜细胞凋亡的作用。综合分析，水蛭可能通过降低PI3K/Akt/mTOR mRNA的表达，从而减轻各种炎性细胞因子的表达，减少肾小球系膜细胞的增生，增加肾小球系膜细胞调亡，进而减轻肾脏纤维化。

5 总结

IgA肾病是一种常见的原发性肾小球疾病，可导致慢性肾衰竭，进而发展为终末期肾病。IgA肾病多呈慢性进行性发展，有研究表明每过10～20年就有15%～40%的患者进入终末期肾病[3]。而肾纤维化是各种原因导致慢性肾脏疾病进展到终末期肾脏病的必经之路，因此对肾纤维化形成的这个枢纽环节干预诊治将会减少终末期肾脏病发生。肾纤维化形成机制为肾脏固有细胞在炎症刺激和细胞因子作用下导致肾间质中的成纤维细胞增生与分化，并向肌成纤维细胞转化[15]。而肾纤维化其根本本质在于络脉瘀阻，导致血瘀证的形成。而水蛭的中医功效主要为活血化瘀，所以水蛭对于肾纤维化有一定的治疗作用。水蛭能使大量肾小球系膜细胞处于有丝分裂G0/G1期，阻止细胞进入有丝分裂S期从而达到抑制肾小球系膜细胞增生的作用，研究还发现水蛭有促进大鼠肾小球系膜细胞凋亡的作用。现代已有研究证明活血化瘀法可降低小鼠PI3K/Akt/mTOR mRNA的表达，减轻肾脏纤维化。综合分析，水蛭可能通过降低PI3K/Akt/mTOR mRNA的表达，从而抑制肾小球系膜细胞增生，促进肾小球系膜细胞凋亡，从而减轻肾脏纤维化。