慢性肾脏疾病中免疫功能障碍的研究进展

顾琳婷，刘大军

0 引言

慢性肾脏疾病(Chronic kidney disease,CKD)是一种临床综合性病变，常继发于肾脏结构和功能改变,包括肾小球滤过率(GFR)下降(<60 ml/min)超过3个月或至少持续3个月的肾脏损害标志物异常，或两者兼有。其重要特征是不可逆性和缓慢进展。相对于一般人群，肾功能不全的患者常会出现明显的免疫功能障碍，感染是CKD患者发病和死亡的主要原因[1]。CKD患者出现的免疫功能障碍是多因素的,包括先天性和适应性免疫功能障碍，炎症，氧化应激，肠道菌群失调，尿毒症毒素，营养不良，维生素D缺乏等[2-3]。本文综述了慢性肾脏疾病中免疫功能障碍的研究进展。

1 CKD中的先天免疫

先天性免疫系统是免疫系统中最基础的中坚力量，涉及抗原的识别、吞噬和消化，炎症的诱导以及抗原的呈递。在持续的慢性炎症下，肾损伤最终发展为CKD。肾脏损伤后，损伤相关分子模式(DAMP)触发炎症反应，它们在先天免疫系统的许多效应细胞上表达，包括树突细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞[4]。因此，先天免疫细胞与驻留的树突状细胞一起，在损伤和修复中起相应的作用。研究表明，肾细胞死亡释放出的内源性细胞因子，趋化因子，氧化应激和DAMPs促进了CKD的免疫细胞浸润和活化[5]。

1.1 中性粒细胞 中性粒细胞是先天性免疫细胞，其细胞核具有多态，是最早迁移到损伤或感染部位的免疫细胞之一[6]。它能够通过结合黏附分子从而分泌蛋白酶，产生活性氧(ROS)以及分泌促炎症细胞因子进一步加重肾脏损伤。此外，中性粒细胞可以释放中性粒细胞胞外诱捕网(Neutrophil extracellular trap,NET)，NET主要由中性粒细胞DNA和颗粒状抗菌蛋白组成。NET相关的组蛋白可以充当DAMP，与肾小管细胞上TLR2和TLR4受体结合，从而促进炎性细胞因子的释放和细胞凋亡，从而加剧肾脏损伤[7-8]。

1.2 树突细胞 肾脏中的树突细胞(DC)是一个多功能的集体，参与先天免疫诱导、免疫耐受和肾脏损伤修复，通常以CD11c和MHC-H的高表达为特征，但也能表达CD11b和F480[9]。其中，CD11b阳性的DC具有促炎症功能。有动物实验表明，正构CD11b/CD18抑制剂mAb107可预防性灭活CD11b/CD18、改善肾脏微血管灌注，减少肾脏内促炎介质生成，具有长期保护肾脏功能的作用[10]。

1.3 天然杀伤细胞(NK细胞) NK细胞是先天性淋巴细胞的特殊亚群之一，不仅在抗病毒和肿瘤防御中起关键作用，在周围组织的稳态和炎症过程中也具有重要作用[11]。流式细胞术确定细胞表面标志物存在与否的能力是免疫表型的基础。通常CD56表面表达可决定NK细胞的水平。CD56+NK细胞通常在肾小管间质中积累，并在慢性肾脏病和纤维化中分泌IFN-γ，促使肾小管上皮细胞释放其他促炎介质[12]。这些因子能够诱导同种异体反应性T细胞的趋化因子，并上调目标供体细胞的HLA同种异体抗原，使其对肾细胞产生强大的细胞毒性，进而导致肾纤维化的进一步恶化[13]。

1.4 巨噬细胞 巨噬细胞是一类高度异质化的细胞，在肾损伤、炎症和纤维化中具有重要的作用。在不同类型的肾脏疾病中，巨噬细胞受局部微环境中刺激，从而表现出独特的表型和功能特征。根据活化状态和发挥功能的不同，通常将其分为促炎性M1型和抗炎性M2型。促炎性M1巨噬细胞已被证明可通过分泌多种炎症介质，包括iNOS、TNF-α、IL-1β、IL-6和ROS，促进肾脏炎症的发生。在肾脏愈合后期，M1巨噬细胞可以通过分泌抗炎细胞因子(如IL-10)将其表型切换为M2并参与组织修复[14]。M2巨噬细胞分泌诱导成纤维细胞分化和存活的因子，如TGF-β和Galectin-3[15]。有小鼠实验表明，β-catenin从TCF转移到Foxo1介导的转录过程中，不仅抑制了β-catenin/ TCF介导的TGF-β纤维化作用，还增强了其抗炎作用。未来，我们或可以治疗性地使用TGF -β，通过改变骨髓来源的巨噬细胞的变化以部分减轻炎症和纤维化[16]。

2 CKD中的适应免疫

T细胞属于适应性免疫系统，主要由胸腺中的CD8+T细胞和CD4+T细胞构成。CD8+T细胞通过在MHC I类分子上表达识别抗原，以对抗被病毒感染的细胞和肿瘤细胞。CD8+细胞参与肾小球肾炎疾病的进展，其中CD4+细胞调节CD8+细胞的浸润。CD4+T细胞发育成不同的辅助亚型，如Th1细胞、Th2细胞和Th17细胞。Th1细胞表达转录因子T-bet，并分泌IFN-γ、IL-2和TNF-β等细胞因子，通过激活巨噬细胞和细胞毒性T细胞来驱动炎症。Th2细胞分泌细胞因子如IL-4、IL-5、IL-13和IL-10等。Th1细胞通过产生IFN-γ参与新月体GN的形成，从而导致疾病进展[17]。而Th2细胞参与膜性GN的形成。Th17细胞的特征是转录因子ROR-t和趋化因子受体CCR6的表达。其分泌IL-17、IL-21、IL-22。Th17细胞是实验性GN引起肾脏炎症和阻止损伤的重要参与者。Th17通过释放TNF和趋化因子吸引其他炎症细胞而参与肾脏炎症反应[18]。

3 调节性T细胞

Treg细胞又称为CD4+CD 25+调节性T细胞，对固有免疫和适应免疫都十分重要，还可以在肾损伤中调节非免疫细胞的功能。其功能是通过抑制性调节CD4+和CD8+T细胞的活化与增殖，达到免疫的负调节作用。Tregs可以防止整个生命周期中免疫系统的异常激活，从而防止自身免疫和炎症性疾病。在大多数炎症性疾病研究中，包括急性和慢性肾脏疾病，Tregs的消耗会使疾病恶化，而Tregs的补充则提供了有力的保护作用[19]。为了解肾脏Tregs中特定基因的功能，Sakai等[20]开发了一种针对T细胞缺陷小鼠的新型T细胞呈递系统，结果表明，Tregs中的ST2、Areg和CCR4有助于GATA3 Tregs在肾脏中的聚集以及修复肾脏损伤。

4 CKD中的补体系统

补体系统是免疫防御的重要组成部分，是先天免疫和适应性免疫之间的联系。它可以增强吞噬细胞和抗体清除微生物和受损细胞的能力。补体途径失控的激活会导致间接的免疫介导的肾脏疾病[21]。除了在介导广泛的肾小球疾病中发挥重要作用外，补体激活还导致进行性肾小球硬化和间质纤维化。补体过度激活与C3肾小球疾病和非典型溶血性尿毒症综合征的发病机制有关[22]。补体系统还参与了急性肾损伤的发展以及急性肾损伤后转向慢性肾脏疾病的风险。此外，补体激活也可导致全身性炎症，导致远端器官损伤[23-24]。

5 CKD的肠道菌群和免疫异常

肾功能不全会影响肠腔内部的环静，从而促进病原体过度生长。进行性肾功能衰竭导致血液中尿素浓度升高。肠道细菌通过胃肠道分泌物接触尿素，高浓度的尿素会导致含有尿素酶的细菌过度生长，包括对甲苯基硫酸酯和硫酸吲哚酚[25]。肾脏疾病中的毒素会对代谢紊乱造成影响，会导致肠道营养不良。肠道微生物群的生长得不到正常维持，进而影响肠道免疫。肠道营养不良的CKD患者，可见肠道病原体过度生长，其常见诱因包括：代谢性酸中毒、尿毒症毒素的潴留，肠壁充血引起的容量超负荷以及频繁使用抗生素和口服铁剂。有研究表明，血清IL-6和C反应蛋白的升高与肠道细菌的移位有关[26]。活细菌和细菌成分易位的增加可能会激活固有免疫和全身性的炎症反应。针对上述情况，可能会允许使用更具针对性的抗菌药或基于饮食的治疗方法。

6 CKD的代谢功能

肾脏除了消除毒素保留溶质外，还具有与免疫系统相关的几种代谢功能，如肾素、骨化三醇和促红细胞生成素的产生。

6.1 维生素D、钙、甲状旁腺激素和FGF23 成骨细胞在骨骼中分泌的FDF23调节肾脏排泄和磷酸盐的重吸收，并减少1,25-二羟基维生素D3的产生。FGF23与甲状旁腺激素(PTH)和1,25-二羟基维生素D3具有协同作用，三者对调节人体矿物质稳态具有重要意义。在CKD患者中，甲状旁腺激素的增多会导致FGF-23血清水平升高，肾脏中的1,25-二羟基维生素D3生成减少，肠内钙吸收减少以及高磷酸血症[27]；还可以影响B细胞的代谢和功能以及T淋巴细胞功能，从而导致细胞免疫力发生变化。PTH是FGF23重要的正调节因子。PTH激活PTH1R可诱导cAMP/PKA和转录因子NURR1,从而启动FGF23的转录[28]。骨化三醇通过与维生素D受体(VDR)/RXR复合物及FGF23启动子上的维生素D反应元件(VDRE)结合，是FGF23表达的一种有效刺激剂[29]。成骨细胞中骨化三醇和局部生成的骨化三醇都是FGF23的正转录调节因子[30]。促红细胞生成素(EPO)、缺氧诱导因子(HIFs)和各种炎症刺激都参与了FGF23的调节，与病理生理条件有关[31]。未来，我们可以进一步了解这些因素的反应机制，可能为治疗CKD提供新的思路。

6.2 EPO和铁 EPO是肾脏对细胞缺氧刺激产生反应而分泌的糖蛋白细胞因子，可刺激骨髓中红细胞的产生。EPO血清水平降低是CKD相关贫血的主要原因。铁是血红蛋白形成所需的必要条件，也是必不可少的营养素。铁疗法可降低CKD患者对EPO的需求，但会影响白细胞功能和细胞因子的产生，刺激氧化应激，促进细菌生长，并对T细胞和B细胞的基本功能造成不利影响[32]。除了促进红细胞生成功能外，EPO还具有调节免疫的功能。EPO在分化的树突状细胞中上调TLR4，使其更易于受到TLR4配体脂多糖的刺激。EPO的抗炎和抗氧化应激涉及PPARγ/TLR4/TGFβ1轴。EPO的过表达可以显著改善肾损伤和纤维化，抑制炎症因子的释放，并减轻氧化应激[33]。所以，使用rhEPO治疗对免疫防御具有积极作用，不仅能够纠正贫血，还能直接作用于免疫反应。

6.3 肾素-血管紧张素系统(RAS) RAS系统除了调节血压这个关键作用外，还参与炎症的发病机制和CKD的疾病进展。(Ang)Ⅱ发挥多种细胞作用，Ang Ⅱ以线粒体功能障碍为介质，诱导肾小管上皮细胞上NLRP3炎性体的激活[34]。肾素-血管紧张素系统(RAS)，尤其是Ang Ⅱ/血管紧张素Ⅱ 1型受体(AT1R)轴，通过增加组织中活性氧的产生，在肾脏的衰老过程中发挥重要作用。相反，血管紧张素1-7(Ang 1-7)/ Mas受体(MasR)轴可抵消Ang Ⅱ的作用，从而保护终末器官[35]。

7 结论

总之，免疫系统在肾脏疾病的发生、发展和消退中起着核心作用。对肾脏疾病潜在的各种免疫机制的深入了解，可能有助于设计未来针对性的基于免疫的疗法，以恢复免疫系统的体内平衡，而不是简单地抑制其稳态，从而促进适当的愈合并阻止肾损伤的进一步进展。