腹膜透析腹膜纤维化防治研究进展

万静芳 陈客宏

陆军军医大学大坪医院肾内科（重庆400000）

慢性肾脏疾病（chronic kidney disease，CKD）是全球重要的公共卫生问题，全球CKD 患者近7 亿，患病率为9.1%，2017年中国有1.3 亿CKD 患者，终末期肾脏疾病患病率也逐年增多，给社会和家庭造成了巨大的经济负担，腹膜透析（peritoneal dialysis，PD）作为肾脏替代治疗方式之一，具有保护残肾功能、操作简便、成本低、社会回归率高等优势，是我国现在肾脏替代治疗的重要方式之一［1］。腹膜纤维化（peritoneal fibrosis，PF）是PD 相关的一系列炎症和感染事件导致腹膜进行性改变的终点，最终出现超滤失败（UFF）和PD 退出［2］，因此，如何有效防治PF 是避免患者PD 失败的关键。目前认为尿毒症相关毒素、腹膜透析液刺激以及反复发生的腹膜炎是PD 患者发生PF 的主要因素。PF 的机制虽未完全明确，但肾脏病学者进行了诸多探索，现已有初步认识。此篇综述简单回顾了PF 的机制，从抑制腹膜炎症、抗纤维化因子、基因治疗、干细胞治疗等方面总结了腹膜纤维化的防治新进展，以期进一步延长PD 的技术生存率、改善生存质量、提高社会回归率。

1 腹膜透析腹膜纤维化的定义

PF是指由长期腹膜透析后出现腹膜间皮细胞层完整性被破坏，腹膜间皮下致密区（submesothelial compact zone，SMC）纤维化伴增厚，广义的SMC是指由间皮层与腹膜脂肪层之间的区域，SMC 纤维化在病理学上表现为胶原纤维束的减少及透明样变，同时伴血管壁的玻璃样改变伴或不伴血管腔狭窄。导致PF 的玻璃样变是腹膜透析相关多因素的综合结果，比如：炎症、缺血、尿毒症毒素、物理或化学刺激及生物相容性差的腹膜透析液、晚期糖基化产物（advanced glycation end Product，AGE）沉积等，上述因素反复刺激腹膜，导致腹膜促炎因子、促纤维化因子及血管增生因子等不断产生，相互作用，导致腹膜结构变化及功能丧失，最终退出PD［1-3］。

腹膜透析腹膜纤维化具体机制尚不明确，目前公认的机制大致分为3 个方面：持续不断的腹膜慢性炎症加速纤维化进程；慢性炎症刺激引起的腹膜血管病及血管新生，导致腹膜功能改变；促纤维化因子的不断产生导致SMZ 的纤维改变，最终出现腹膜纤维化及腹膜功能衰竭。有学者认为［4］：代谢组学方法来鉴定与腹膜透析相关的代谢物和代谢途径，然后将这些知识与功能和机制生物学研究相结合，对于PF 的机制的研究及治疗有着积极意义，有望进一步明确PF 的具体机制。目前腹膜透析腹膜纤维化防治方向主要集中在抑制腹膜慢性炎症、抑制腹膜血管改变及抗腹膜纤维化因子释放，以及近几年出现的腹膜休息、基因治疗、干细胞治疗等。

2 抑制腹膜慢性炎症

2.1 腹膜炎的防治 腹膜炎仍然是PD 的主要并发症，并且是PD 患者技术失败和死亡的主要原因，腹膜炎症反应会导致间皮细胞微绒毛部分或完全丧失、细胞-细胞接触的溶解等，出现间皮细胞退行性变化、间皮细胞脱落和底层基底膜的丢失，并促进广泛的间质纤维化，最终导致腹膜纤维化［1-2，5］。有研究发现抗补体5a 互补肽（AcPepA）可对真菌感染引起的腹膜损伤具有治疗作用，予以AcPepA 处理酵母聚糖（Zy）诱导的腹膜炎大鼠模型后，观察到腹膜厚度减少，中性粒细胞、CD68阳性巨噬细胞均显著降低，纤维蛋白沉积消失，腹膜纤维化减轻［6］。在高糖腹膜透析液诱导的腹膜炎小鼠模型中，本课题组在第28 天和35 天分别予以小鼠腹腔注射外泌体200 μg/kg，可有效减轻腹膜炎症水平，改善腹膜超滤功能［7］。术前/围手术期静脉注射万古霉素可降低早期腹膜炎的风险，口服制霉菌素或氟康唑可降低抗生素疗程后发生真菌性腹膜炎的风险［8］。提高腹膜透析液生物相容性，亦可改善PD 相关PF［9］。

2.2 抑制/阻断促炎因子 PD 患者腹膜长期暴露于高糖等环境中，可诱导toll 样受体（toll-like receptor，TLRs），激活核因子- kb（nuclear factor-kB，NF-kB）信号通路，并随后分泌大量炎症细胞因子，包括IL-6、IL-17、IL-1β、IL-8、TNF-α、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemattractant protein-1，MCP-1）、巨噬细胞炎性蛋白2，诱发慢性炎症，间皮细胞从腹膜表面消失，间皮下组织中发生进行性ECM 产生和血管生成，最终腹膜纤维化、伴随功能丧失。

IL-17A 是T 辅助（Th）17 免疫细胞的标志性细胞因子，ESRD 患者腹膜活检中，在炎症细胞浸润的间皮下区域发现免疫染色的IL-17A。长期暴露于腹膜透析液会诱导间皮下产生IL-17A，从而激活腹膜细胞，上调促炎细胞因子，如IL-6或MCP-1，这些细胞因子会导致持续性炎症，引发促纤维化因子的产生，间接导致纤维化。有证据表明IL-17A 介导的炎症可能导致腹透液诱导的PD 实验模型中的腹膜损伤［10-11］。IL-17A 阻断剂可改善因暴露于PD 液体而引起的纤维化［12］。抑制促炎因子IL-6、IL-17 的释放能够改善腹膜纤维化［13］，外源性IL-17 的重复腹腔给药导致几种纤维化相关基因的表达增加，而与抗IL-17 中和则减轻了腹膜纤维化的程度［14］。通过中和抗体阻断IL-17A 现已进入临床开发阶段，旨在解决IL-17A 阻断作为减轻PD 患者慢性腹膜透析液暴露引起的腹膜损伤的作用。尽管IL-17A 阻断剂在治疗腹膜损伤方面有诸多优势，但是PD 患者IL-17A 反应的主要驱动因素尚不明确，还需进一步探索具体机制，寻求更加精准的靶向治疗。

2.3 阻断自噬 自噬是一种维持细胞环境稳态的自我保护机制，由溶酶体介导，降解受损的蛋白质或细胞器［15］。自噬与组织纤维化的发病机制和发展密切相关，如心脏［16］、肾脏［17］等。但是自噬在PF 中的作用存在争议，有动物实验证实了自噬对PF 有保护作用［18-19］，但是也有研究提示自噬在长期PD 期间促进了腹膜的纤维化和细胞凋亡［20］，SHI 等［21］研究发现，4.25%腹膜透析液和0.1%葡萄糖酸氯己定（CG）诱导的两种PF 大鼠模型的纤维化腹膜中的自噬高度激活，用3-甲基腺嘌呤（3-MA）阻断自噬可有效预防两种模型中的PF，并通过下调TGF-β/Smad3 信号通路和下游核转录因子Slug 和Snail 逆转上皮间质转化（EMT）。用3-MA 治疗还抑制了PF 期间EGFR/ERK1/2 信号通路的激活。尽管自噬在PF 中的作用仍有争议，但大多数研究提示自噬可促进PF，但是3-MA 尚未被临床批准用于治疗PF，其疗效和安全性仍有待进一步研究。

2.4 微粒体前列腺素E 合酶-1（mPGES-1）靶向治疗 mPGES-1 的最终产物前列腺素E2（PGE2）是炎症的主要介质，PGE2 通过激活NLRP3 炎症小体在PD 相关腹膜纤维化中起关键作用，有研究证实：mPGES-1 的表达随着腹膜纤维化的加重而增加，腹膜中PGE2 的分泌与PD 持续时间呈正相关，抑制mPGES-1 改善了高糖诱导的腹膜间皮细胞外基质蛋白的表达，因此靶向mPGES-1 可能提供一种治疗PD 期间腹膜纤维化的新策略［22］，但该研究未在PD 动物模型中评估靶向mPGES-1 的治疗效果，同时没有研究PGE2 受体在NLRP3 炎性体激活和腹膜纤维化过程中的作用。

3 新的药物治疗

3.1 尼达尼布 尼达尼布是美国食品和药物管理局（FDA）批准的多种酪氨酸激酶抑制剂，近期有研究发现：尼达尼布减轻PF 的机制有抑制多种促炎因子、促纤维化因子表达，减少巨噬细胞的浸润，抑制间皮到间充质转化、减轻腹膜炎症和减少血管生成，从而减轻腹膜纤维化［23］。尼达尼布主要在肝脏代谢，只有极少量由肾脏排泄，提示腹膜透析患者肾功能下降可能不会导致尼达尼布的潜在毒性。但目前尼达尼布治疗PF 的临床研究数据有限，需要进行临床试验来测试其在PD 患者中的适用性。

3.2 雷帕霉素 雷帕霉素是一种常用的免疫抑制剂，雷帕霉素抗纤维化的关键作用之一是通过减少胆固醇摄取和增加胆固醇流出来维持细胞内脂质稳态，最终预防脂质紊乱介导的器官纤维化。LIU 等［24］发现高糖腹膜透析液明显增加腹膜间皮细胞体内和体外的脂质沉积，用雷帕霉素处理后，细胞内胆固醇沉积和α-SMA 及胶原蛋白Ⅰ的蛋白质表达水平均降低，研究认为雷帕霉素通过改善细胞内脂质稳态的破坏，对高糖腹膜透析液诱导的腹膜纤维化显示出的保护作用。但是目前研究仅限于动物实验，还需进一步研究该药物的安全性及有效性，探索具体药物剂量及治疗方案等。

4 巨噬细胞靶向治疗

研究发现［25］，反复暴露于腹膜透析液的小鼠腹膜微环境会导致巨噬细胞表型的逐渐变化以及腹膜常驻巨噬细胞细胞的激活反应，从而对炎症触发的反应更加强烈。巨噬细胞随着细菌性腹膜炎显著增加，并能促进过氧化物和促炎细胞因子的释放，持续暴露于腹膜透析液会改变常驻腹膜巨噬细胞表型和活化倾向，导致PD 患者易患腹膜炎和纤维化［26］。GSDMD 阻断剂可以通过抑制巨噬细胞GSDMD/IL-1β 轴调节周细胞向腹膜纤维化的转变［27］。线粒体酸5（mitochonic acid-5，MA-5）可以通过抑制巨噬细胞浸润和氧化应激，从而恢复线粒体功能，改善腹膜纤维化［28］。LI 等［29］发现，巨噬细胞耗竭后，小鼠的腹膜纤维化得到整体抑制。因此巨噬细胞靶向治疗可能是一种潜在干预腹膜纤维化的手段之一。

5 抑制腹膜新生血管

血管的增生及血管病变导致腹膜超滤功能的改变是腹膜透析相关腹膜损伤最重要的环节之一。腹膜透析管置入、尿毒症毒素、腹膜炎、葡萄糖降解产物、糖基化终产物是血管增生的危险因素。血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）属于血小板源性生长因子超基因家族成员，以可溶形式特异地促血管内皮细胞分裂，促进血管生成，强大的促分裂和促新生作用，是目前为止被认为对血管生成有着最强作用的刺激因子，也是血管新生的始动和主要因素［30］。尼达尼布是美国食品和药物管理局（FDA）批准的酪氨酸激酶抑制，在抑制VEGF 通路发挥重要作用［23］。四甲基吡嗪（TMP）抑制转录共激活因子YAP 核转位并减弱VEGFR 从高尔基体向细胞表面的运输，改善PD 诱导的血管生成和PF［31］。DA等［9］研究发现骨化三醇通过抑制CD34/VEGF，降低CD34 和血管内皮生长因子（VEGF）的表达，调节胶原积累和血管生成，达到预防PF 的作用。但由于现有研究均为动物实验，骨化三醇虽批准用于治疗ESRD，但仍需进一步进行PD 相关PF 人体临床试验，验证上述治疗的安全性及有效性。

6 抗促纤维化因子分泌

间皮细胞间充质改变（the mesothelial-to-mesenchymal transition，MMT）被认为是腹膜纤维化的关键环节。改变后的间皮细胞（mesothelial cells，MCs）可产生细胞外基质及促进腹膜SMZ 区域的纤维化改变，最终影响腹膜功能。KIM 等［32］开发了一种新的药物递送模型：基于蛋白质转导结构域（PTD）和BMP-7 组成的PTD-BMP-7，克服了可溶性重组蛋白的限制，可以逆转PD 引起的腹膜纤维化，虽然该实验在动物模型中进行，但研究提示了可溶性rhBMP-7 通过结合PTD，可以克服rhBMP-7 的结构问题，改善其生物稳定性，有望实现从实验室到临床应用的转化。海藻糖通过促进Snail 降解和抑制间皮细胞向间充质转化来改善腹膜纤维化［33］，但该研究未评估小鼠模型中腹膜超滤与海藻糖间的关系，同时没有评估Snail1 过表达对海藻糖诱导的MMT 抑制的影响。

7 暂停腹膜透析

研究发现在大鼠暂停腹膜透析（腹膜休息）12周后，常规腹膜透析液诱导的腹膜形态和细胞改变出现了可逆性改变［34］，通过24 h 腹膜休息，可提高暴露于PD透析液的人腹膜间皮细胞的活性［35］。UEDA 等［36］发现PD 超滤在2 d 腹膜休息后显著增加，并在随后4 d 逐渐下降，短期腹膜休息后PD 超滤的反复改善，提示腹膜通透性的改变可能是由于初始透析期可逆的功能变化引起的。腹膜休息会引起腹膜超滤衰竭的功能改变，但不会引起无功能异常的腹膜的功能改变，且越早启用腹膜休息效果越好［37］。尽管予以暂停腹膜透析可改善腹膜转运功能，但针对正常腹膜功能，部分学者认为腹膜功能正常暂停腹膜透析并无意义。腹膜休息可能带来腹膜功能的改善，但是大部分数据来源于PD + HD 患者，且未充分考虑HD 条件，下一步研究可能需要考虑到HD 的透析剂量、透析模式等对腹膜超滤情况的影响。

8 基因治疗

MicroRNAs（miRNAs）属于一类独特的ncRNA，在基因表达的转录后调控中发挥着至关重要的作用，每个miRNA 可以有多个靶基因，或者几个miRNA 可以一起调节一个基因。miRNA 基因家族，包括了miR-21、miR-15a-5p、miR-200a、miR-302等基因。

高糖大鼠腹膜纤维化模型中，miR-21 通过激活腹膜间皮细胞纤维化系统（Ras）-丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路Sprouty-1 以促进腹膜间皮细胞纤维化的进展［38］。人类腹膜间皮细胞中miR-15a-5p 的表达显著降低，研究发现miR-15a-5p在体外通过VEGF 参与了人腹膜间充质细胞的EMT，给予大鼠模型腹腔注射miR-15a-5p 质粒，上调miR-15a-5p 表达，可逆转大鼠PF［39］。miR-200a是与纤维化相关的多种疾病模型中的关键参与者，通过腹膜内注射将miR-200a agomir 送入4.25%葡萄糖的透析液诱导的PD 大鼠模型中观察到，miR-200a 的过表达能够抑制PD 相关的PF 并改善腹膜功能障碍，推测ZEB1/2 可能是miR-200a 过表达抑制PF 的主要靶点［40］。PD 小鼠模型腹膜纤维化过程中MicroRNA-302c（miR-302c）下调，使用慢病毒载体在PD 小鼠腹膜中过表达miR-302c，可保护腹膜免受PD 诱导的腹膜纤维化，研究发现miR-302c 过表达是通过下调结缔组织生长因子（CTGF）的表达来抑制转化生长因子-β1（TGF-β1）诱导的MMT 和腹膜纤维化［41］。芹菜素通过下调miR34a 表达抑制小鼠腹膜纤维化，机制可能还是芹菜素和miR34a 消耗诱导MMC 中EMT 和细胞凋亡［42］。

miRNA 基因家族发现了众多治疗PF 的靶点基因，但目前还仅限于体外或者动物实验，需要进一步的研究来开发临床价值，以及治疗与纤维化相关疾病的详细方法。

9 干细胞治疗

间充质干细胞（MSCs）是一组独特的未分化细胞，具有自我更新的能力，在某些条件下有能力成为具有分化功能的器官或组织特异性细胞。间充质干细胞主要来自骨髓、脂肪、脐带或者胎盘。对于MSCs 的临床使用，需要离体培养以获得足够数量的最佳条件细胞。MSCs 发挥其有益作用的机制仍存在争议，目前比较公认的是：MSCs 通过分化为替代损伤组织的功能性修复细胞或通过分泌促进修复的旁分泌因子来介导其治疗作用。YANG等［43］发现：脂肪来源的间充质干细胞通过IL-6调节巨噬细胞极化来减轻PD 诱导的PF。SIRT1 修饰的人脐带MSCs 给药，通过抑制TGF-β/Smad3 通路，减少EMT 过程，增加腹膜超滤量，恢复透析液中生物不相容因子的稳态［44］。无血清培养基中培养的MSCs，可抑制间充质细胞表达、细胞外基质蛋白沉积和炎症细胞浸润，改善腹膜功能，与血清培养的MSCs 功能相似，但无血清培养基培养MSCs，无需检查血清批次差异、缩短培养周期、更有效和稳定的细胞增殖以及降低血清衍生成分感染的风险［45］。

研究在动物模型中观察到MSCs 抗PF 较好的疗效，但MSCs 在宿主组织中的分布、寿命、功能和作用机制的仍需进一步明确。此外，各研究MSCs治疗的时间不同，有的在腹膜损伤前开始注射，有的在腹膜损伤后；MSCs 注射途径也不同，有的是静脉注射，有的腹腔注射，未来的研究应评估MSCs 的给药周期、给药方法和剂量，用于预测干细胞治疗的可行性和有效性。

10 总结与展望

腹膜透析腹膜纤维化的过程是非常复杂的，目前公认的机制有慢性炎症、血管改变及促纤维化因子产生等，目前国内外防治PF 主要在控制慢性炎症、抑制血管生成、抗促纤维化因子分泌，此外，近期的新的治疗方法还包括腹膜休息、基因治疗、干细胞治疗，但大部分干预措施都主要在动物模型上进行，尽管获得较满意结果，但大多研究具体机制尚不明确，仍需进一步在临床上进行研究，探索治疗的可行性和有效性，争取早日为腹膜透析患者带来更多福音。