肾性贫血机制和治疗的研究进展

沈海燕 综述，刘孝琴审校

(1.牡丹江医学院，黑龙江 牡丹江 157011；2.牡丹江医学院附属红旗医院，黑龙江 牡丹江 157011)

多数慢性肾脏病(CKD)患者有轻至中度贫血，称为肾性贫血。透析人群中肾性贫血的发生率高达90%。贫血是慢性肾脏病患者的主要并发症。近年来，有关肾性贫血的研究虽取得重要进展、相关研究有所增加，但仍处于瓶颈期。CKD患者贫血的控制率仍不令人满意。本文通过引用近年文献并加以分析总结发现，低氧诱导因子脯氨酰羟化酶抑制剂(HIF-PHI)是近年研究热点。作者目前对于肾性贫血的发生机制了解尚不全面，CKD患者因炎症导致的贫血这一机制尚不够明确，在治疗上更是少有人关注。因此建议进行大规模的临床试验，以确定其具体机制，并希望有相关药物可以投入临床。

1 肾性贫血的机制

1.1促红细胞生成素(EPO)减少 EPO由肾脏产生并分泌，作用于骨髓的红系组细胞，是促进红细胞生成的必需激素，可保护分化成熟的红细胞免受凋亡。肾皮质的边缘髓质区域有一种传感器，可以感知局部组织氧含量来调节EPO的分泌。在CKD的发展过程中，局部组织氧含量低于正常值，导致EPO生成减少并参与肾纤维化的形成，而肾纤维化又会影响EPO的产生，进入恶性循环[1]。

1.2造血物质缺乏

1.2.1铁缺乏 铁是人类细胞生理的重要组成部分，其被整合到许多蛋白质中，包括血红蛋白、过氧化氢酶、脂氧合酶、核糖核苷酸还原酶和细胞色素等，并参与广泛的生化过程，例如氧气运输、能量产生、DNA合成、免疫防御、基因调控、类固醇和激素合成，以及药物代谢等。为了维持体内适当的铁水平，细胞、组织和全身水平均受到严格调节。铁对红细胞生成有2个相反作用：通过提供铁直接激活红系分化，但通过刺激铁调素和增强氧化应激间接抑制红细胞分化。

功能性铁缺乏是导致肾性贫血的一个相关方面，CKD患者中观察到铁调素水平升高。铁调素是由肝脏合成并分泌的富含半胱氨酸的抑菌多肽，在机体内起到负性调节铁平衡的作用。当机体铁调素水平升高，可减少小肠上皮细胞和巨噬细胞向血液中输送铁，导致功能性铁缺乏和贫血。在一项旨在确定铁调素水平与肾性贫血相关性的试验中，纳入了90例慢性肾功能不全的贫血患者与40例健康者，将两组铁调素水平进行比较，结果发现慢性肾功能不全的贫血患者的铁调素水平显著高于对照组[2]。

铁的丢失是导致肾性贫血的另一个方面。根据BESARAB等[3]的研究，血液透析患者每年铁的损失达到1～3 g，CKD患者容易因出血和医源性原因而导致铁流失，例如频繁抽血和透析机体外系统的血液流失。铁稳态的功能障碍是导致CKD患者贫血的重要原因。

1.2.2叶酸缺乏 叶酸和维生素B12缺乏可导致CKD患者发生巨幼细胞性贫血。在CKD 患者中，尿毒症环境可导致5-甲基四氢叶酸的肠道吸收障碍，从而导致肾性贫血的发生。

1.3炎症对肾性贫血的影响 CKD患者常伴有慢性炎症，这与多种潜在因素有关，如高感染率、氧化应激、促炎性细胞因子水平升高、尿毒症毒素的累积等。较高水平的炎症标志物如白细胞介素-6(IL-6)、C反应蛋白(CRP)等与CKD患者的存活率降低有关，低CRP值与更好的血红蛋白控制相关。炎性细胞因子可抑制骨髓红系增殖、缩短红细胞寿命，导致EPO反应低下[4]。炎症相关性贫血具有以下特征：铁蛋白水平升高，铁减少和铁结合能力及骨髓中铁含量升高。这表明了炎症状态影响贫血发展的机制可能与铁调素有关，炎症主要通过IL-6引起铁调素表达升高，从而降低机体对铁的利用。炎症导致了过氧化物酶释放，使患者持续处于白细胞激活和氧化应激状态，进一步增加肾性贫血的发生率[5]。

1.4氧化应激 氧化应激是指活性氧(ROS)产生过度和(或)抗氧化防御能力降低。CKD患者的酶促抗氧化系统和非酶促抗氧化系统都发生了改变且尿毒症和透析相关的因素通过促炎状态进一步促进氧化应激[6]。血红蛋白的自氧化作用是红细胞中自由基产生的主要途径，导致阴离子超氧化物的形成，并释放出过氧化氢(H2O2)。缺氧时，上述过程加强使更多的H2O2扩散出来，可导致微血管内皮炎症的产生和红细胞的老化。胞质中以较高浓度存在的硫酸谷胱甘肽(GSH)对于维持红细胞氧化还原这一稳态十分重要，然而血液透析患者中GSH含量减少约一半，能够促使H2O2排出的抗氧化剂酶，例如谷胱甘肽过氧化物酶，在CKD患者的红细胞和血浆中也表现出降低的活性[5]。

氧化应激通过抑制钙ATP酶，从而导致红细胞膜电位和阳离子(主要是钙离子)渗透性发生变化，导致磷脂酰丝氨酸暴露于红细胞膜的小叶上，该过程最终导致加密，即红细胞的程序性凋亡。磷脂酰丝氨酸的易位是该过程的重要步骤，CKD患者上述过程加强[7]。

1.5尿毒症毒素 CKD患者中累积的尿毒症毒素有丙烯醛、甲基乙二醛和硫酸吲哚酚(IS)等。IS是一种典型的尿毒症毒素，通过其微管毒性作用导致CKD恶化，不能通过血液透析有效去除。IS通过依赖羟化酶的方式损害了红细胞生成，在缺氧状态下限制了EPO基因的转录。此外，IS增加氧化应激，降低抗氧化能力并刺激铁调素的表达，这导致了肾小管间质的损伤和铁利用障碍。受损的肾小管细胞是转化生长因子-β1(TGF-β1)的主要来源，同时IS上调转录3磷酸化的信号转导导子和激活剂，然后增加TGF-β1。IS可将受损肾脏中残留的肾细胞诱导成纤维细胞转变，募集炎性细胞，导致间质性炎症和肾纤维化，并导致肾性贫血的发生、发展[8]。

1.6钙、磷代谢紊乱 在晚期非透析依赖型CKD(NDD-CKD)患者中，钙和磷的循环水平与贫血密切相关。钙和磷在肠道中吸收，并由肠和肾排泄。体内钙和磷的结合形成碳酸钙，碳酸钙是骨骼的组成部分。钙和磷的水平受1,25-(OH)2D3，甲状旁腺激素(PTH)和降钙素的影响。当肾功能受损时，1,25-(OH)2D3的水平显著降低，钙和磷浓度异常，从而导致继发性甲状旁腺功能亢进和贫血的发生。高血磷一方面通过上调软骨细胞分化标志物直接促进血管内皮细胞钙化；另一方面直接或间接刺激PTH释放导致贫血的发生，提示磷元素可能通过多种途径影响血红蛋白的合成。成纤维细胞生长因子23(FGF23)是主要的磷酸盐调节激素，在CKD的三、四阶段与血红蛋白水平呈负相关[9]。

1.7血脂异常 血脂异常是慢性肾脏病患者常见的营养代谢异常。长期的脂质代谢紊乱会导致脂肪在心脏、骨骼肌、肾脏等器官中分布(脂毒性)。脂质异位在肾脏与肾性贫血的发生有一定相关性。代表性饱和脂肪酸棕榈酸(PA)结合的牛血清白蛋白(BSA)或高PA饮食抑制了EPO的产生。这是因为PA激活了一种响应氨基酸饥饿和内质网应激的自噬关键调节剂(ATF4)，由此降低肾间质细胞生成和释放EPO[10]，凸显了内质网应激和缺氧之间的联系在肾性贫血发生和发展中的重要性。

2 肾性贫血治疗的研究进展

2.1铁剂治疗肾性贫血 当铁蛋白小于100 μg/L,转铁蛋白饱和度(TSAT)<20%，表明铁绝对缺乏，需补足铁剂。铁蛋白大于100 μg/L，TSAT>20%表示不缺铁，单用EPO治疗即可。铁蛋白大于100 μg/L，TSAT<20%，表明体内铁相对缺乏，可用EPO治疗的同时补充铁剂。CKD患者口服铁如硫酸亚铁，可能导致便秘和恶心等胃肠道症状。静脉滴注铁可改善药物依从性但可能导致罕见且严重的不良反应。如果口服铁剂1～3个月未能达到补铁的目标，则应考虑静脉滴注补铁。试验表明，患者通过口服柠檬酸亚铁补充铁耐受良好且有效[11]。但是，最佳的给药频率尚不确定。有学者认为静脉铁剂治疗对血红蛋白水平的耐受性优于口服铁剂[12]。有部分学者则认为，在静脉注射铁治疗的患者中，包括传染病和心血管事件在内的严重不良事件的风险相对增加，并且倾向于间歇性静脉铁剂给药而不是连续给药。在一项临床试验中，将2 141例维持性血液透析患者随机分为接受大剂量蔗糖铁(每月400 mg，铁蛋白浓度大于700 μg/L或转铁蛋白饱和度为大于或等于40%暂时中止治疗)1 093例，和低剂量蔗糖铁静脉滴注每月0～400 mg，铁蛋白浓度小于200 μg/L或转铁蛋白饱和度小于20%可触发补铁)1 048例。结果发现高剂量组共有320例患者(29.3%)发生了主要终点事件，而低剂量组则有338例(32.3%)发生了主要终点事件(危险比为0.85，95%CI为0.73～1.00)。此试验表明，对于血液透析患者而言，大剂量、主动静脉铁疗法优于低剂量、被动疗法[13]。此外，血清铁蛋白与血清铁调素和铁的储存紧密相关，依靠血清铁蛋白来调节铁的施用，能够降低不良事件的发生率[14]。

对于肾性贫血患者视情况给予叶酸和维生素B12也是可行的，但补充维生素似乎对改善贫血没有必要，但与延缓肾病的进展和降低心血管风险有关[15]。

2.2促红细胞生成素刺激剂(ESA) 在开始相应治疗之前，应排除CKD以外的其他贫血原因，包括铁和其他血红蛋白缺乏症，慢性炎症，恶性肿瘤和药物[16]。在排除贫血的可逆原因后，可以考虑重组人促红细胞生成素(rHuEPO)治疗，避免血红蛋白下降至90 g/L以下，血红蛋白上升至110～120 g/L即达标，不建议维持血红蛋白大于130 g/L。非透析患者若血红蛋白小于100 g/L,建议基于血红蛋白下降率评估相关风险后，个体化决定是否使用rHuEPO治疗，现倾向小剂量rHuEPO疗法。试验证明，低剂量的ESA与较低的死亡率和住院风险相关。应根据贫血的严重程度或CKD的分期，单独制定ESA方案，实现个体化，以减少不良事件的发生[17]。

EPO低反应性被认为是rHuEPO治疗肾性贫血疗效不佳的重要因素，研究表明红细胞生成抵抗指数(ERI)的增加可能与炎症和死亡率增加有关。透析前CRP和肌酐是维持性血液透析患者EPO反应性的独立相关因素，ERI值较高的患者死亡率和心血管死亡率均较高[18]，如何通过降低炎症水平和ERI值作为降低透析患者顽固性高死亡率的潜在手段，仍需进一步探讨。现有一种新的ESA：darbepoetin，相比于传统的rHuEPO具有更长的半衰期，每月2次或每月1次使用。但需要注意的是，通过增加红细胞的生成导致铁池耗尽，从而导致铁相对缺乏。因此用darbepoetin治疗的患者需维持足够的铁储量[19]。

2.3HIF-PHI 20世纪末,有研究发现了低氧诱导因子(HIF)，阐述了有关缺氧条件下细胞氧传感的机制，为该研究肾性贫血提供了新方向。HIF是体内检测和调节细胞氧浓度的关键转录因子，由α、β 2个亚基组成。HIF-1α的降解受氧依赖途径调控，当细胞内氧含量正常时，HIF-1α会被脯氨酰羟化酶结构域(PHD)修饰，此羟化作用将HIF-1α对pVHL蛋白的亲和力提高，从而导致HIF-1α进入蛋白酶体，从而使其降解。相反，当细胞处于缺氧状态时，脯氨酸羟基化收到抑制，HIF-1a易位至细胞核，与HIF-1b和其他辅助激活剂(如辅因子p300)形成功能复合物，该复合物与缺氧反应原件结合，最终导致对缺氧的转录反应，如促使红细胞生成，血管生成[20]。由上述过程可以获得启示，PHD抑制剂通过激活HIF刺激EPO的产生，是用于治疗肾性贫血的新型治疗剂。

目前，已有4种HIF-PHI进入Ⅲ期临床试验，分别为罗沙司他、达埔司他、伐达司他和莫利度他。在一项涉及3 289例参与者的随机对照试验中发现，HIF-PHIs改善了血红蛋白水平[加权平均差(WMD)=1.40,95%CI0.96～1.84,P<0.001]，同时降低了铁调素的水平(WMD=-40.42；95%CI-50.44～-30.39,P<0.001)。同时，没有证据显示对血清铁有影响(WMD=1.60，95%CI-3.72～6.93，P= 0.55)，也没有不良事件发生率的影响(RR=1.06，95%CI0.99～1.15，P= 0.51)或严重不良事件(SAEs)(RR=1.14，95%CI0.88～1.46，P=0.32)。该研究表明HIF-PHIs可在短期内改善肾脏贫血并改善铁代谢，且不会增加不良事件的发生[21]。罗沙司他首个已获得中国国家食品药品管理局批准，2018年12月在中国率先上市用于治疗肾性贫血的HIF-PHI药物，通过抑制T细胞克隆扩增，诱导CD4+T细胞凋亡，使CD4+T细胞分化为免疫抑制表型。罗沙司他增强了糖原合成中涉及的几种酶的表达，包括磷酸葡萄糖突变酶1、糖原合酶1和1,4-α葡聚糖分支酶，通过糖原合成的上调保护肾脏免受局部缺血[22]。不同于EPO的作用机制，其可激活机体对低氧状态产生应答，显著增加内源性EPO的产生并上调血红蛋白水平。Roxadustat可通过改善血红蛋白和铁代谢来改善NDD-CKD患者的肾脏贫血。口服罗沙司他可降低不良事件发生率，相对安全[23]。

2.4其他治疗

2.4.1左旋肉碱是一种促使脂肪转化为能量的类氨基酸 透析患者中普遍存在肉碱缺乏，容易出现与骨骼肌无力、心肌病、心力衰竭和肾性贫血相关的肉碱缺乏症。这是因为肾功能不全可导致肉碱生成减少，透析过程也会增加肉碱的丢失。研究发现，左旋肉碱可通过其抗氧化和抗炎作用帮助增加血红蛋白并减少ESA的使用，但仍需进一步的探索研究[24]。

2.4.2以胶原蛋白为基础的中国传统保健食品也被用于抗贫血治疗 猪胶原蛋白水解物(CH)通过抗炎性肾保护和HIF-2α依赖的EPO和铁调素调节，可有效纠正肾脏贫血[25]。此外，在中草药提取物中还发现了一些与HIF具有相似药理作用的大分子物质，例如大黄素、三七、三酚、厚朴酚和核苷皂苷。这些天然大分子物质在炎性反应，表观遗传修饰和自噬中起调节作用[26]。有研究表明，喂食高盐饮食的Dahl/SS大鼠，其红细胞加密作用也增强[27]。因此肾衰竭患者倡导低盐低脂，优质蛋白饮食不无道理。

2.4.3针对抑制铁调素产生的新疗法正在被研究作为潜在的贫血治疗方法[5]Ziltivekimab(一种新型的抗IL-6配体抗体)对于炎症导致的ESA低反应和胃肠外贫血具有较好疗效，以铁调素为靶点的治疗策略或许在接下来的研究中可以让更多人受益[28]。此外，己二酸(DHA)，一种膳食n-3多不饱和脂肪酸omega-3(n-3，PUFA)，研究表明DHA补充剂可作为辅助治疗和常规医疗手段一起使用，增强贫血的治疗效果，并减轻炎性反应[29]。

综上所述，该文论述了肾性贫血的相关研究，肾性贫血的发生机制可能与造血物质缺乏、炎症、氧化应激、尿毒症毒素累积等因素有关，以上因素并不是孤立存在的，发生机制间相互影响、相互关联。贫血状况的纠正可以降低死亡率和住院率。抗贫血药物主要包括造血物质补充剂、ESA、钙和磷调节剂及HIF-PHI等。HIF-PHI作为新药，研究人员尚不知其是否会引起肾纤维化，其安全性和耐受性仍有待评估。与他汀类药物合用时建议减少他汀类药物剂量，并监测他汀类药物的不良反应。对于肾性贫血的机制和治疗的研究近几年有了很大进步，但其作用机制尚不明确，对于一些药物虽知有改善肾性贫血的作用，却不了解其不良反应。一些治疗上仍有许多未知和有争议的地方，如铁剂补充方式、剂量等。从机制到治疗，研究人员往往忽略了CKD患者的炎症状态，抗炎药似乎对于ESA低反应性及铁调素拮抗是有益的，针对铁调素的新疗法也正处于实验室阶段。根据肾性贫血的发病机制来选择不同的药物，联合用药可能优于单一用药。