中药结肠透析治疗慢性肾脏病3～4期湿浊证患者的临床效果及作用机制研究

郑 鑫 邓跃毅 严梦婷 归楚滢 林 钐

(1 上海市中西医结合医院,上海,200082; 2 上海中医药大学,上海,200032)

NICHOLSON等[1]最早于1999年首次提出了代谢组学概念。代谢组学技术主要是通过利用生物组织和体液的磁共振成像波谱提供生物体内全部小分子代谢物信息,而后对生物组织和体液进行系统分析及检测,将代谢信息与生理病理过程中的某些生物学事件相互联系,以确定发生变化的靶器官及作用位点,最后确定具有特异型的生物标志物。代谢组学近年来在国内外受到广泛而密切的关注,并已成为疾病研究的热点,对于疾病的生理病理变化、诊断的精确度、疾病疗效的判定、药理作用机制及中医中药研究等多领域的探索具有重要的意义[2]。目前有关中医药干预慢性肾脏病的代谢组学研究已经进展了一部分,本研究运用气相色谱-飞行时间质谱联用(Gas Chromatography-time-of-flight/Mass Spectrometry,GC-TOF/MS)技术分析中药结肠透析治疗前后的慢性肾脏病3～4期湿浊证患者血清样本代谢物的变化,通过对代谢组的定性定量结果进行单变量统计分析和多元变量统计分析,筛选出显著差异的代谢物;在基础数据分析的基础上,对显著差异的代谢物进行一系列生物信息学的分析。评估中药结肠透析对体内代谢异常调节作用,更好地为临床疗效机制判定提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年8月1日至2021年1月31日上海中医药大学附属龙华医院肾病科门诊或住院就诊的慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease,CKD)3～4期湿浊证患者60例;健康组10例来源于本院健康体检者。本研究获得上海中医药大学附属龙华医院医学伦理委员会批准实施(伦理审批号:2018LCSY026)。采用Excel软件生成随机数字表,由随机数字表按时间顺序给入组病患编号,0号患者编入对照组,奇数号患者编入观察组。对照组30例,观察组30例。另外,收集10例健康空白组体检人员进行血清代谢组学分析。2组一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。见表1。

表1 60例CKD3～4期湿浊证患者一般资料

1.2 诊断标准

1.2.1 西医诊断标准 CKD诊断标准参照K/DIGO(Kidney Disease:Improving Global Outcomes)指南[3]。指任何原因所致的肾脏病理学异常或血、尿、影像学检查异常或肾小球滤过率[流行病学协作(Epidemiology Collaboration,EPI)公式]:估算肾小球滤过率(Estimated Glomerular Filtration Rate,eGFR)<60 mL/(min·1.73 m2),并持续3个月,包括各类肾小球、肾小管间质或肾血管疾病。

分期标准:CKD1期:eGFR≥90 mL/(min·1.73 m2);CKD2期:eGFR 60～89 mL/(min·1.73 m2);CKD3期:eGFR 30～59 mL/(min·1.73 m2);CKD4期:eGFR 15～29 mL/(min·1.73 m2);CKD5期:eGFR<15 mL/(min·1.73 m2)或透析。

1.2.2 中医辨证标准 参照《中药新药临床研究指导原则》中慢性肾衰的诊断标准[4]。湿浊证:主症为恶心呕吐,肢体困重,食少纳呆;次症为脘腹胀满,口中黏腻,舌苔厚腻。

1.3 纳入标准 1)符合CKD的诊断标准者;2)年龄18～65岁者;3)CKD3～4期,eGFR 15～59 mL/(min·1.73 m2);4)符合中医辨证,属慢性肾衰湿浊证者;5)患者对该研究知情,签署知情同意书者。健康空白组纳入标准:1)年龄18～60岁,无心、脑、肝和造血系统等严重原发性疾病者;2)无乙肝、结核等传染病史,无高血压、糖尿病、冠心病、慢性支气管炎等慢性疾病史者;3)无输血史者。

1.4 排除标准 1)慢性肾脏病已经开始肾脏替代治疗者;2)诊断为急性肾损伤者;3)合并心、脑、肝和造血系统等严重原发性疾病者;4)肠道内及肛区肿瘤、炎症、出血、腹泻或肛裂者;5)有严重的心力衰竭及合并感染者;6)无法合作,依从性差者,如精神病者;7)妊娠或哺乳期妇女。

1.5 脱落与剔除标准 1)病例不符合纳入标准。2)未曾进行试验干预。3)在入组后无任何试验数据。数据统计分析前,由课题负责人及主要研究者判定病例是否予以剔除。

1.6 治疗方法

1.6.1 对照组 1)基础治疗。饮食与营养:参照中国《慢性肾脏病蛋白质营养疗法专家共识》,蛋白质摄入量为0.6～0.8 g/(kg·d),其中高生物价蛋白质>50%。使用低蛋白饮食时,热量摄入应保持在30～35 kcal/(kg·d)。控制血压:对血压增高者,参照JNCⅤⅡ和肾脏疾病质量倡议(Kidney Disease Outcomes Quality Initiative,KDOQI)K/DOQI推荐标准,根据尿蛋白情况,尽量将血压降至130/80 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)或125/75 mm Hg以下。降压药物首先应用血管紧张素转化酶抑制剂(Angiotensin Converting Enzyme Inhibitor,ACEI)或血管紧张素受体拮抗剂(Angiotensin Receptor Blocker,ARB)类,在应用该类药物仍不能将血压控制到靶目标者,则加用钙离子拮抗剂类或其他降压药物。另外:若初诊时血肌酐高于250 μmol/L时,肾脏灌注不足者,慎用ACEI或ARB类降压药物,谨防高血钾症及急性肾损伤的发生,密切关注患者容量及肌酐升高幅度;控制血脂:对血脂增高者,参照1997年我国血脂防治建议和美国2001年5月公布的美国胆固醇教育计划成人观察组第三次报告(National Cholesterol Education Program Third Report of the Adult Treatment Group,NCEP ATPⅢ)标准,使总胆固醇(Total Cholesterol,TC)<5.72 mmol/L,低密度脂蛋白(Low Density Lipoprotein,LDL)<3.64 mmol/L,三酰甘油<2.26 mmol/L。调脂药物首选他汀类降脂药。控制血糖:对糖尿病的患者,参照2013年中国2型糖尿病防治指南的标准,空腹血糖(Fasting Plasma Glucose,FPG)控制在7.0 mmol/L以下,随机血糖控制在10.0 mmol/L以下,糖化血红蛋白(Glycosylated Hemoglobin,HbA1c)控制在7.0%以下。老年患者可适当放宽控制标准,谨防出现低血糖所导致的肾功能急剧恶化。

2)中医辨证论治疗:根据本虚证采用中医辨证治疗,口服中药辨证汤剂,每日1剂,分早晚2次服。脾肾气虚证:上海中医药大学附属龙华医院肾内科协定方尿C方(黄芪、黄精、杜仲、寄生、葛根)等。有阳虚症状加附子、桂枝等;有阴虚症状加熟地黄、生地黄、山茱萸等;有气虚症状加党参、白术、茯苓、山药等。有湿热症状加黄芩、黄连等。有瘀血症状加当归、川芎、红花等。

1.6.2 观察组 在对照组慢肾衰一体化基础治疗上加用中药结肠透析治疗。慢肾衰灌肠方:上海中医药大学附属龙华医院肾病科经验方,由生大黄30 g、生龙骨30 g、生牡蛎30 g、蒲公英30 g、六月雪30 g、当归15 g组成,煎成200 mL的灌肠液进行中药常规保留灌肠。

具体操作步骤:采用结肠透析机进行序贯式高位结肠透析,分为3个步骤:肠道清洗-结肠透析-中药高位保留灌肠。首先使用干净的温水重复整个肠道的灌洗,直到洗脱液澄清且没有粪便,然后将结肠透析液添加到结肠中透析,充分透析后停止,约1 h后拔管。指导患者排便,排尽肠中剩余水分,然后将制备好的中药汤剂通过结肠透析治疗机注入高位结肠,然后拔出肛管。指导患者尽可能长时间肠内保留慢肾衰灌肠方中药汤剂。观察组患者进行中药结肠透析频率:隔日1次,共25次,治疗8周。女性月经期暂停中药结肠透析。

1.7 观察指标 1)生物学指标、诊断性指标于治疗前后检测观察并记录。2)主要疗效指标及中医证候积分共检查3次。采集时间点:治疗前,36 d,60 d。次要疗效指标(代谢组学)于治疗前后各检查1次,采集时间点:治疗前,60 d。3)安全性指标:粪隐血于每次访视时间点均检查1次,采集时间点:治疗前,36 d,60 d。4)终点事件:进入肾脏替代治疗,具体包括血液透析、腹膜透析、肾移植。

1.8 血清代谢组学研究方案

1.8.1 取材 空白健康组于2020年12月30日清晨,空腹采集全血样品。收集的血样品于室温,3 000 r/min,离心15 min,离心半径15 cm,离心后提取3 mL血清,分别装于1.5 mL Ep管中于-80 ℃冰箱中储存。检测前,样品于冰水中解冻,在室温下3 000 r/min,离心15 min,离心半径15 cm,取上层血清供检测。

1.8.2 试剂与仪器 样本检测于上海百趣生物医学科技有限公司,气相色谱仪器(Agilent公司,美国,型号:7890A),质谱仪(LECO公司,美国,型号:PEGASUS HT),色谱柱[Agilent公司,美国,型号:DB-5MS(30 m×250 μm×0.25 μm)],离心机(Thermo Fisher Scientific公司,德国,型号:Heraeus Fresco17),超低温冰箱(Thermo Fisher Scientific公司,德国,型号:Forma 900 series),烘箱(上海一恒科学仪器有限公司,型号:DHG-9023A),干燥仪(太仓市华美生化仪器厂,型号:LNG-T98)。本实验中所用试剂:甲氧铵盐(Adamas公司,货号:M0343),核糖醇(Adamas公司,货号:C10046500),吡啶(Adamas公司,货号:P111511),甲醇(Adamas公司,货号:4.000306.4000),氯仿(Adamas公司,货号:10071631)。实验由上海百趣生物医学科技有限公司完成。

1.8.3 代谢物提取 取样本50 μL于1.5 mL EP管中,后加入200 μL预冷甲醇及5 μL核糖醇,离心30 s(血清),有效离心半径16 cm;超声10 min;再将样本4 ℃,12 000 r/min,离心15 min,离心半径15 cm;移取180 μL上清液于1.5 mL EP管中,每个样本各取50 μL混合成质控样本;后干燥提取物;再向代谢物中加入50 μL甲氧胺盐试剂,混匀后,80 ℃孵育30 min;将每个样品中加入70 μL BSTFA,将混合物70 ℃孵育1.5 h;冷却至室温后,向混合的样本中添加5 μL FAMEs;最后进行上机检测。

1.8.4 上机检测 检测条件:进流量1 μL,Splitless Mode分流,3 mL/min隔垫吹扫流速。色谱柱:DB-5MS(30 m×250 μm×0.25 μm),1 mL/min柱流速,柱箱升温50 ℃ 1 min,升至310 ℃(升高10 ℃/min)保持8 min,前进样口温度、传输线温度均为280 ℃,电压-70 eV,扫描速率:12.5 spectra/s。溶剂延迟：4.8 min(血清)。离子源温度：250 ℃。质量范围：m/z：50～500。为确保本次实验研究的精确性，此次研究进行全程数据质控、过程质控、系统质控，从3个方面对检测方法进行验证。结果显示，系统稳定性：良好。实验方法：良好。样本质量：良好。

1.9 统计学方法 基于气相色谱-飞行时间质谱(Gas Chromatography-time-of-flight Mass Spectrometry,GC-TOFMS)的代谢组学项目数据分析部分进行基础数据分析,是对代谢组的定性定量结果进行单变量统计分析和多元变量统计分析,数据分析内容主要包括:单变量统计分析:t检验。多元变量统计分析:主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、正交偏最小二乘法-判别分析(Orthogonal Partial Least Squares Discriminant Analysis,OPLS-DA)、差异代谢物筛选和鉴定、差异代谢物的层次聚类分析、差异代谢物的代谢通路分析。

2 结果

2.1 2组患者治疗前后中医证候积分比较 2组患者治疗后改善中医证候均优于治疗前,差异均有统计学意义(均P<0.05);2组患者治疗后组间中医证候积分,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 2组患者CKD3～4期湿浊证患者治疗前后中医证候积分比较分)

2.2 2组患者临床疗效比较 治疗后,2组患者总有效率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 2组患者CKD3～4期湿浊证患者治疗前后有效率比较

2.3 2组患者治疗前后血肌酐、尿素氮、尿酸比较 观察组治疗后血清肌酐及尿素氮均较治疗前降低,eGFR较治疗前升高,差异有统计学意义(P<0.05)。2组患者治疗后肌酐、尿素氮、eGRF比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表4。

表4 2组患者CKD3～4期湿浊证患者治疗前后肾功能比较

2.4 2组患者治疗后粪隐血比较 2组患者治疗后粪隐血比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表5。

表5 2组患者CKD3～4期湿浊证患者治疗后粪隐血比较

2.5 代谢组学结果

2.5.1 样本信息 人血清样本共5组,分别为空白组,观察组治疗前组,观察组治疗后组,对照组治疗前组和对照组治疗后组,各组对应的生物学重复分别为10例、30例、30例、30例和30例,进行基于GC-TOFMS的代谢组学分析,共计130例样本。

2.5.2 数据分析信息

2.5.2.1 统计分析的对比信息 共进行6组对比,分别为观察组治疗前组对观察组治疗后组,对照组治疗前组对对照组治疗后组,观察组治疗前组对对照组治疗前组,观察组治疗后组对对照组治疗后组,观察组治疗前组对空白组和对照组治疗前组对空白组。

2.5.2.2 PCA 全部样本均分布于95%置信区间内。见图1～2。

图1 全部样本(包括QC样本)的PCA得分散点图注:k为空白组;jbb为观察组治疗前;jba为观察组治疗后;dbb为对照组治疗前;dba为对照组治疗后;QC为全部样本组

图2 空白组、观察组治疗前、观察组治疗后的PCA得分散点图注:k为空白组;jbb为观察组治疗前,jba为观察组治疗后

2.5.2.3 OPLS-DA得分散点图 空白组、观察组治疗前后组的OPLS-DA模型得分散点图。从OPLS-DA得分图的结果可以看出,3组样本区分非常显著,样本处于95%置信区间内。见图3。

图3 观察组治疗前后、空白组的OPLS-DA模型得分散点图注:k为空白组;jbb为观察组治疗前;jba为观察组治疗后

2.5.2.4 差异代谢物的筛选 试验中对差异性代谢物的筛选标准:PCA中的P值小于0.05,同时满足OPLS-DA中VIP值大于1。CKD3～4期湿浊证差异性代谢物为:丙酮酸、琥珀酸半醛、富马酸、柠檬酸、苹果酸及α-酮戊二酸。见表6。

表6 差异性代谢物的筛选

2.5.2.5 差异代谢物层次聚类分析 上述得到的差异性代谢物,在经过中药结肠透析后在生物学上存在组间的变化差异。此处以观察组治疗前后对比健康空白组,共70例样本进行分析。结果提示:琥珀酸半醛、苹果酸、富马酸、柠檬酸、α-酮戊二酸及丙酮酸相对表达量均较治疗前下降。见图4。

图4 观察组治疗前后差异性代谢物与空白组层次聚类分析注:jba为观察组治疗后;jbb为观察组治疗前;k空白组;横坐标代表试验分组,纵坐标代差异性代谢物,不同位置的色块颜色代表对应代谢物在本组样本中的相对表达量

2.5.2.6 差异代谢物的代谢通路分析 差异性代谢物具体参与的代谢通路主要包括:三羧酸循环及丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢。见图5。代谢通路见图6～7。

图5 观察组治疗前组对观察组治疗后组的通路分析注:气泡图可以说明通过此次中药结肠透析后,代谢物主要参与的代谢通路分析,图中横坐标表明代谢通路的拓扑分析,距离原点距离越远,影响因子越大;纵坐标表明富集分析的P值,气泡离坐标原点的距离越远,表明差异性代谢物通路在中药结肠透析中越关键

图6 三羧酸循环代谢注:图中亮蓝色表示下调

图7 丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢注:图中亮蓝色表示下调

3 讨论

3.1 CKD与肠道微生态的关系 近些年来,随着对肠道微生态的深入研究,许多专家意识到肠道微生态与慢性肾脏病之间存在一定的相关性[5]。数以百万亿计的肠道微生物成了影响慢性肾脏病发生、发展、预后及转归的重要原因。CKD患者大多存在肠道内环境及上皮屏障的变化,最终导致肠道菌群明显异于常人[6]。而肠道菌群失调及其所导致的肠源性尿毒症毒素的积蓄,又进一步加快了CKD的疾病进展,由此调节肠道微生态环境平衡用于CKD的治疗,成为控制疾病进展的新方法[7]。

3.2 中药保留灌肠的组方和药理分析 此次中药保留灌肠的方药由生大黄、生龙骨、生牡蛎、蒲公英、六月雪、当归组成,本方具有通腹泄浊,解毒化瘀的功效。生大黄的主要功效包括:泻下攻积,清热泻火,解毒,活血祛瘀等。动物试验证实:从大黄中提取物半乳糖原花青素可以降低胆固醇在体内的合成[8]。大黄的衍生物可以抑制肾小球系膜细胞的增殖,预防健全的肾小球硬化[9]。试验证实,大黄可以增加肠道毒素的排泄(包括血肌酐、尿素氮等)[10]。生龙骨、生牡蛎的主要功效包括:软坚散结,平肝潜阳,收敛固涩等。现代药理发现,生牡蛎与生大黄联合使用可以有效降低生大黄由于过度泄下而导致体内肾脏灌注不足的不良反应[11]。生龙骨、生牡蛎联合使用还具有类似碳酸钙、磷酸钙及硫酸钙的作用[12],可以增加灌肠液的渗透压,进而增加宿主中的毒素向肠道的分泌,从而有利于宿主中毒素的排泄[13]。蒲公英的主要功效包括:清热解毒,利湿通淋,凉血消肿。早在元代就有医家提出蒲公英可化热毒、散滞气、解食毒。研究证实,蒲公英具有抑菌扶正,提高人体免疫力等作用[14],并且可以抗感染、抗氧化[15]。六月雪具有清热利湿,疏风解表,活血通络等功效。在临床对于降低血肌酐、尿素氮等指标上有很好的效果[16]。现代药理研究证实,六月雪中含有鞣质、苷类、生物碱、植物甾醇、糖肪酸等有效成分[17],可以增加体液免疫及细胞免疫功能[18]。朱秋萍等[19]研究证实,六月雪提取物可以明显增加小鼠食欲,促进小鼠生长发育,提升胸腺重量及体质量。此外,六月雪还可以提升肾血流量,促进纤维物质的吸收,使荒废的肾小球得以修复,进而达到降低尿蛋白的作用。当归具有补血活血,润肠通便,调经止痛等功效。研究证实:肾小球硬化及间质纤维化是CKD共同的特征[20]。随着健全肾小球数目的减少及肾脏纤维化的增加,加剧了肾功能的降低。其机制为早期肾小球“三高”状态的出现,血流动力学发生变化,脂代谢失衡,细胞外基质过度的沉积,从而在肾脏形成“癥瘕”[21]。动物试验证实,当归可以减轻肾小管上皮细胞凋亡,降低肾脏缺血再灌注,延缓肾间质纤维化的过程[22]。研究证实,当归还可以改善血流变学的指标,进一步改善血液微循环,提升肾小球滤过率,进而保护肾功能,延缓疾病进展[23]。

综上所述,中药保留灌肠是为了加强毒素从肠道的排泄,清除体内毒素的积蓄,为排泄人体内所残留的毒素寻找他路。

3.3 结肠透析在慢性肾脏病CKD3～4期中应用的机制 结肠具有分泌与吸收功能,尤其在后半结肠,对部分无机盐、水分以及各种维生素都具有非常强大的吸收功能,这与结肠的解剖结构及生理特性是有关的[24]。从解剖结构上说,结肠属于大肠的一部分,由升结肠、横结肠、降结肠及乙状结肠4部分组成,全长大约125 cm[25]。从结肠的生理结构来说,结肠壁上有很多囊状突起,构成了结肠所独特拥有结构——“结肠袋”,一定程度上增大了肠黏膜的接触面积。从结肠的运动形式上说,结肠袋在大肠蠕动中有着至关重要的作用,通过袋状往返运动及分节推进这2种特殊的运动方式,使肠内容物在肠道内停留,并得到充分结合,增加了结肠的吸收作用[26]。从血管分布来说,肠黏膜的下层内含有非常丰富的淋巴管网及毛细血管网,直肠周围分布着极为丰富的静脉血管丛直接汇入直肠静脉丛,最后注入髂内静脉及肠系膜下静脉,然后绕过了肝脏,最终进入人体血液循环系统[27]。

综上所述,结肠丰富的血管条件、广泛的肠黏膜接触面积、特殊的运动形式及结构特点,为无机盐、水分及各类维生素的吸收创造了优越的条件。

结肠透析法通过模仿腹膜透析原理,采用渗透、弥散及吸收等跨膜转运的机制。其本质上就是利用细胞内外不同浓度差进行跨膜物质转运[28]。结肠透析液与人体血液均包含某些相同物质的小分子,但二者由于浓度不同,因此结肠内外形成不同的浓度差[29],进而促使透析液中某些有用的离子及必要的小分子进入血液循环中,同时血液中的毒素通过肠壁的渗透压进入肠腔,最终由透析液排出体外。另外,结肠上分布的结肠袋增加了肠黏膜的接触面积,更利于透析液的贮存及与黏膜充分的接触,延长有效的吸收时间,从而提高体内毒素的排泄。从中药汤剂的吸收角度上看,其与静脉给药类似,汤剂以肠黏膜为屏障,大约3/4以上的部分经肛管静脉及直肠内膜下静脉直接进入人体血液循环,绕过肝脏,更好地避免了首过效应,提高了药物在体内的吸收浓度[30]。

3.4 中药结肠透析治疗CKD3～4期湿浊证患者潜在生物标志物及其代谢途径

本研究提示,中药结肠透析治疗CKD3～4期湿浊证患者的代谢途径主要包括:三羧酸循环及丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢。潜在生物标志物代谢途径分析如下。

3.4.1 三羧酸循环代谢 三羧酸循环是能量代谢的中心环节,同时也是脂类、糖类、氨基酸的最终代谢通路,又是3类物质代谢联系的枢纽[31]。各种物质代谢异常最终都会影响能量代谢[32]。因此,患者血液中的三羧酸循环中代谢物水平发生改变,在慢性肾脏病中这种表现尤为突出。

本研究在三羧酸循环代谢途径中检测出包括苹果酸、富马酸、柠檬酸、丙酮酸及α-酮戊二酸5种物质的变化较治疗前降低,差异有统计学意义。

苹果酸是三羧酸循环的中间体,对血管内皮细胞的损伤起到抵抗作用,同时苹果酸还可以为机体提供能量,消除人体疲劳感,提高患者免疫力,由于慢性肾脏病患者后期同时伴随免疫功能的低下,感染风险提升,感染又同时会加速疾病的进展,由此恶性循环,故苹果酸盐在维持患者免疫功能中起到重要的作用[33-36]。

通过对CKD合并糖尿病患者与健康对照者的血液行靶向GC-MS分析,结果显示CKD合并糖尿病患者中与线粒体代谢相关的代谢物明显增加,提示该类患者存在线粒体功能的破坏,这些血液代谢物可作为评价肾功能的新型生物标志物[37]。此外,利用代谢组学技术对动物模型进行研究证实[38],CKD引起血液中三羧酸循环代谢物浓度升高,其中包括:柠檬酸盐、富马酸、琥珀酸、苹果酸盐。以上研究结果提示,三羧酸循环可能与CKD的发病关系密切,其代谢产物可作为CKD诊断的早期生物标志物。继而对富马酸作用机制的进一步分析结果提示,还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4通过特异性下调肾皮质中富马酸酶的表达,进而导致体内富马酸水平升高。富马酸通过竞争性抑制缺氧诱导因子-1α脯氨酸羟基化,从而抑制缺氧诱导因子-1蛋白的降解;同时富马酸还可以共价修饰半胱氨酸的残基,形成富马酸-谷胱甘肽加合物,从而影响细胞抗氧化反应。研究证实,富马酸盐在体内的积蓄是导致机体氧化应激反应的原因之一[39]。

柠檬酸是在三羧酸循环中由草酰乙酸羧和乙酰辅酶A合成,参与机体蛋白质代谢、糖代谢和脂肪代谢[40]。柠檬酸进入细胞壁,使细菌内部及外部出现pH梯度差,抑制细菌繁殖[41]。柠檬酸使胃肠道内pH下降,肠道内的益生菌得到良好的生长环境,从而维持机体肠道菌群的平衡[42]。此外,柠檬酸同样可以提升免疫机制,使机体处于相对良好的免疫状态,预防感染风险;将柠檬酸盐与抗氧化剂同时配合使用,可提高机体抗氧化效果,阻止CKD后期氧化应激反应[43]。

丙酮酸是非常重要的A-氧代羧酸之一,其不仅在机体能量代谢中起到至关重要的作用,而且还是许多营养物质的前体,丙酮酸在医药领域中具有广泛的用途[44]。丙酮酸是对机体能量代谢具有很大影响的物质,是糖酵解的终产物,也是柠檬酸循环的起始物质,通过柠檬酸循环氧化,同时伴随着异化和同化作用,是物质代谢中关键的支点[45]。通过切断或减弱丙酮酸进一步代谢的支路,可以增加其在体内的大量积蓄,加速丙酮酸的合成,去除代谢产物的反馈抑制及反馈阻遏。研究证实,饮食中适当添加含有丙酮酸盐的氧化剂,可以加快脂肪代谢速度,还可以降低因低脂饮食造成的蛋白质的无故流失[46],此外,丙酮酸对于人体的不良反应很少,许多发达国家利用丙酮酸的这一特性,研制出新型的丙酮酸钙盐,作为降脂和补钙的医疗药品[47]。研究证实,丙酮酸钙盐具有降低胆固醇及血脂的作用[48]。STANKO等[49]通过在高脂血症患者的饮食中添加适当丙酮酸钙盐,服用后发现:LDL下降5%,TC下降4%。丙酮酸钙同样是非常好的钙剂,补充体内所需钙的同时,不会加重肝脏、肾脏的压力,且无不良反应[50]。此外,丙酮酸作为一种抗氧化剂,可以有效预防缺血再灌注,刺激黏膜组织的修复,并且促进自由基清除[51]。

α-酮戊二酸:α-酮戊二酸是戊二酸的2种带酮基的衍生物中的其中一种,其可参与人体内三羧酸循环,并生成人体必需氨基酸,故可作为膳食补充品[52-53]。研究证实,α-酮戊二酸可以结合体内多余的氨,从而减少血液透析患者氨中毒的风险[54]。研究证实,α-酮戊二酸含机体所需的必要氨基酸和酮基类似物,可以及时补充患者体内缺乏的氨基酸,改善患者由于疾病控制饮食后的蛋白质代谢紊乱[55]。此外,α-酮戊二酸还可以提高酯酶活性,降低胰岛素抵抗,进而改善患者糖脂代谢紊乱[56-57]。既往研究证实:α-酮戊二酸是肾小管损伤的重要标志物,肾功能不全患者后期肾小管萎缩,间质纤维化,肾小管重吸收能力下降,导致电解质紊乱及代谢性酸中毒不可避免[58-59]。所以,及时补充体内α-酮戊二酸可以缓解由于肾小管损伤所导致的一系列临床症状。

3.4.2 丙氨酸、天冬氨酸,谷氨酸代谢 丙氨酸、谷氨酸与天冬氨酸从氨基酸合成关系分析:由于这3种氨基酸相比其他氨基酸更早地合成,因此,这3种酮酸在糖类、脂类、能量物质代谢等过程中具有重要的地位。

氨基酸代谢是人体重要的代谢途径。通过蛋白质水解生成的氨基酸在机体内部代谢途径包括:一是合成人体本身所特有的多肽、蛋白质及其他含氮物质;二是可以通过脱氨与转氨作用,联合脱羧或脱氨作用,分解为胺类、α-酮酸及CO2。氨基酸分解生成α-酮酸可以转变为脂类、糖或其他人体内非必需氨基酸,也可以通过三羧酸循环生成水和CO2,并释放能量[60]。既往研究证实:CKD由于肾功能下降,营养摄入不足,饮食控制,尿毒症毒素在体内积蓄,机体代谢酶的数量及活力的下降,内分泌功能失调,肠道菌群紊乱等因素引起患者氨基酸代谢的紊乱[61]。此外,氨基酸代谢也会影响T细胞的活化、增殖和存活。氨基酸代谢对免疫细胞的分化与成熟也具有重要的作用。大多数氨基酸可以通过三羧酸循环代谢,而通过利用氨基酸或脂肪酸,幼稚的B细胞可以产生ATP,通过糖酵解而产生IgA的浆细胞可以进行三羧酸循环[62]。氨基酸还对巨噬细胞产生一氧化氮和细胞因子尤为重要;氨基酸的分解代谢还可以抑制病原体和T细胞的增殖。进而起到保护机体及提高免疫力的功效[63]。

本研究结果提示,通过中药结肠透析治疗后,患者血清中琥珀酸半醛、富马酸、α-酮戊二酸、柠檬酸及丙酮酸水平较治疗前降低,差异有统计学意义。

之前在三羧酸循环中,已详细阐述了丙酮酸,富马酸、柠檬酸及α-酮戊二酸在治疗CKD3～4期湿浊证的作用。而丙氨酸、天冬氨酸,谷氨酸代谢中除了检测出上述的4类代谢物较治疗前后的变化具有统计学意义之外,还发现治疗后在患者体内琥珀酸半醛的水平也较治疗前下降,差异有统计学意义。

琥珀酸半醛的增多会导致4-羟基丁酸升高,从而影响多巴胺、γ-氨基丁酸、血清素、乙酰胆碱等多个神经递质系统的破坏[64]。琥珀酸半醛是由α-酮戊二酸脱羧酶催化α-酮戊二酸所生成的,然后经过琥珀酸半醛脱氢酶催化使琥珀酸半醛转化为琥珀酸,完成三羧酸循环[65]。本研究发现:通过降低琥珀酸半醛在体内的积蓄,进一步优化了三羧酸循环的平衡,使患者的能量代谢紊乱得到改善。

综上所述,中药结肠透析可以提升CKD3～4期湿浊证患者的肾小球滤过率,延缓疾病进展,改善临床症状;其作用机制主要表现为:缓解机体氧化应激,增加能量代谢,平衡丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸代谢紊乱,提高机体免疫功能及维护肠道菌群平衡等。

利益冲突声明:无。