尿毒清治疗慢性肾脏病的基础和临床研究进展

2015-01-25 13:26庄振起周广宇王雪婷
中成药 2015年11期
关键词:尿毒纤维化氧化应激

庄振起, 周广宇*, 尹 敏, 王雪婷, 王 弟

(1.吉林大学中日联谊医院肾内科,吉林长春130033;2.吉林省珲春市医院内分泌肾内科,吉林珲春133300)

尿毒清治疗慢性肾脏病的基础和临床研究进展

庄振起1, 周广宇1*, 尹 敏1, 王雪婷1, 王 弟2

(1.吉林大学中日联谊医院肾内科,吉林长春130033;2.吉林省珲春市医院内分泌肾内科,吉林珲春133300)

尿毒清颗粒(uremic clearance granule,UCG)是治疗慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的有效中成药,它在改善肾功能、降低尿蛋白、改善肾性贫血,纠正脂质代谢、钙磷代谢紊乱,阻止肾小球硬化和肾间质纤维化等方面均显示出诸多药理活性。本文将从治疗作用及药理机制两方面,对近年来UCG治疗CKD的基础和临床研究进展作一综述。

尿毒清;慢性肾脏病;研究进展

各种慢性肾脏病可进展为慢性肾衰竭(chronic renal failure,CRF),最终导致尿毒症。肾小球高灌注、高压力、高滤过状态、蛋白尿、肾素-血管紧张素-醛固酮系统 (renin-angiotensin-aldosterone system,RAAS)激活、高血压及脂质代谢紊乱等均是促进不同病因CKD进展的重要机制。CKD的病因主要有原发性和继发性肾小球肾炎、高血压肾小动脉硬化、糖尿病肾病、肾小管间质病变、梗阻性肾病、缺血性肾病及遗传性肾病等。CKD进展至CRF可出现多种并发症,如水电解质紊乱和酸碱失衡、高脂血症、肾性贫血、心衰、尿毒症脑病及肾性骨病等,严重影响CKD患者生活质量,死亡率高。祖国医学的复方制剂——尿毒清颗粒,由大黄、黄芪、白术、茯苓、何首乌、川芎、丹参等十六味中药组成,含多种有效生物活性成分,如异黄酮、大黄素、黄芪甲苷、芍药苷、丹酚酸A等[1]。这些成分的协同作用可以多靶点、多途径地改善肾功能、有效延缓CKD进展,因此尿毒清颗粒被临床广泛应用。本文对UCG治疗CKD的基础研究和临床研究新进展作一综述。

1 尿毒清对CKD的治疗作用研究

1.1 改善肾功能 基础研究表明尿毒清可降低CRF模型大鼠的血肌酐、增加尿量、降低尿蛋白,从而延缓肾衰竭进程[2]。针对CKD常见原因的糖尿病肾病(diabetic kidney disease,DKD),UCG既能减少晚期糖基化终末产物在DKD大鼠的聚积、减少Ⅳ型胶原的表达、改善肾功能,又可发挥降血糖、降蛋白尿、降血脂、抗氧化应激等多重治疗作用[3]。多项临床研究也报道UCG具有改善CRF患者的肾功能、抗肾小球硬化和肾间质纤维化的疗效,并对DKD患者内皮功能有保护作用[4-5]。且由于UCG是无糖剂型,可在DKD患者中安全应用。分析UCG改善肾功能的机制,可归因于其主要中药成分的药理作用:(1)大黄促进代谢产物排泄、改善氮质血症、抑制氧自由基和中分子毒素产生、纠正脂代谢和钙磷代谢异常等,其所含大黄酸可抑制系膜细胞的增生;(2)黄芪具有减轻蛋白尿、改善脂质和糖代谢、降低血小板聚集、抗氧自由基、抗肾间质纤维化等多种作用;(3)川芎、丹参可抑制血小板聚集、激活纤溶系统、减轻肾脏纤维化程度、延缓肾小球硬化进展等。

1.2 降低蛋白尿 蛋白尿是加速肾小球硬化和肾功能恶化的重要因素。基础和临床研究均证实UCG可降低DKD大鼠和DKD患者的尿白蛋白和尿总蛋白[3-6]。分析认为生活指导及西医基础治疗对于减少DKD尿蛋白及改善肾功能至关重要,如在此常规治疗基础上,加用UCG则能进一步改善微量白蛋白尿及临床蛋白尿,达到更理想的治疗DKD降尿蛋白效果。

1.3 改善肾性贫血 研究应用尿毒清治疗尿毒症家兔发现,尿毒清中的主药大黄能通过改善肾功能,清除体内毒素,从而减轻毒素对网状内皮细胞系统的损害,从而达到纠正贫血的功效[7]。临床上也证实口服UCG在纠正尿毒症贫血方面优于单用西药[8]。最新报道UCG还可以有效改善透析患者的促红素抵抗[9],可见UCG能通过多途径改善肾性贫血。

1.4 改善脂质代谢紊乱 CKD合并脂代谢紊乱,可通过多种机制导致肾小球损伤。目前基础和临床研究均表明,尿毒清可显著降低血脂、减少心血管并发症[10-11]。但需注

意的是,其对早、中期CRF的疗效较好,而对终末期肾脏病的疗效不明显,因此提示在CRF疾病早期即加用UCG,才能有助于CRF患者脂代谢紊乱的改善。

1.5 纠正钙磷代谢紊乱 钙磷代谢紊乱是CKD患者的常见并发症,含钙的磷结合剂大量服用可导致钙负荷,不含钙的磷结合剂价格昂贵,导致我国透析患者的钙磷代谢紊乱情况难以合理解决。研究表明UCG治疗CKD对于尿量>400 mL/d的患者,可使血钙显著上升、血磷及甲状旁腺素显著下降,对尿量<400 mL/d的CKD 5期患者则无改善,故推测UCG可能通过改善肾功能来达到调节钙磷代谢的作用[12]。针对透析患者加用UCG治疗,可降低透析间期的血磷水平,这又提示UCG有独立于改善肾功能之外的调节钙磷作用[13]。还有研究发现,行透析的尿毒症伴主动脉钙化患者钙磷代谢紊乱突出,表明血液透析对磷的清除远远不够,而UCG治疗后血磷和甲状旁腺素均明显下降[14]。因此,尿毒症期患者在规律透析基础上,如加用UCG不仅有助于改善钙磷代谢紊乱,还可减少含钙的磷结合剂摄入,从而降低钙负荷风险,为透析患者提供经济、有效、安全的高磷血症治疗措施。

1.6 调节糖代谢和改善胰岛素抵抗 动物实验和临床研究都表明尿毒清治疗DKD除改善肾功能,还降低血糖,调节糖代谢[3-6]。而且应用UCG能减少DKD患者的胰岛素用量,明显改善CRF患者的胰岛素敏感指数[15]。这些均揭示了尿毒清针对DKD可发挥多重治疗效果,其改善肾功能的作用可能与改善胰岛素抵抗有关。

2 尿毒清治疗CKD的药理机制研究

2.1 尿毒清的抗纤维化作用机制 近年研究提示肾脏纤维化的机制是炎症细胞浸润、肾脏固有细胞发生表型改变、细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)产生和降解失调而使其过度积聚,导致正常结构和功能永久丧失。目前普遍认为,基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)/金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of matrix metalloproteinases,TIMPs)和纤溶酶原激活物(plasminogen activator,PA)/纤溶酶原激活物抑制物(plasminogen activator inhibitor,PAI)是ECM的重要调节酶系统。研究证明,尿毒清可通过影响ECM降解酶表达、调节MMPs基因转录、抑制MMPs相关信号转导等多种途径干预ECM的降解[16]。具体的UCG抗纤维化机制如下。

2.1.1 对致纤维化因子表达的影响 转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β1是ECM沉积、肾纤维化的重要调节因子,它能刺激ECM的产生,又能促进TIMP-1、PAI-1的表达进而抑制ECM降解。研究揭示,尿毒清延缓肾脏纤维化的机制与降低肾组织中TGF-β1 mRNA的表达从而减少ECM的沉积密切相关[17]。结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)是TGF-β1致纤维化作用的下游因子,它可刺激ECM合成,在肾脏纤维化病程中起重要作用[18]。研究发现,尿毒症血清能明显上调肾小管上皮细胞CTGFmRNA的表达,尿毒清含药血清能部分抑制这种作用[19],提示尿毒清治疗CRF的机制可能与下调CTGFmRNA的表达有关。

2.1.2 促进TGF-β1启动子的甲基化 Miao X H等发现UCG治疗可使CRF模型大鼠肾皮质的TGF-β1蛋白及mRNA表达均明显降低,并促进TGF-β1基因启动子甲基化,导致TGF-β1mRNA低水平表达[20]。这一研究提示TGF-β1基因启动子低甲基化可能是TGF-β1过度表达导致肾小球硬化的机制之一,UCG抗纤维化的作用与促进TGF-β1基因启动子甲基化有关。

2.1.3 抑制肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化 Lu Z Y等对UCG抑制单侧输尿管结扎大鼠肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化的研究发现,体内实验中治疗后肾小管间质纤维化明显降低;体外实验中,含UCG的血清能部分抑制TGF-β1介导的肾小管上皮细胞株 (HK-2)向成纤维细胞表型转化[21]。进一步分析表明上述治疗作用与UCG增加E-钙黏蛋白表达、抑制波形蛋白及α-平滑肌肌动蛋白表达有关。该研究表明UCG的抗纤维化作用与抑制肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化有关。

2.1.4 抑制肾小管Toll样受体-4的表达 研究发现单侧输尿管梗阻大鼠还可能通过激活Toll样受体-4,诱导核转录因子kappa B(nuclear factor-kappa B,NF-κB),来促进肾间质纤维化,应用UCG可降低肾小管Toll样受体-4和NF-κB的表达,抑制肾间质纤维化[22]。因此提示UCG的抗纤维化作用还可能与抑制肾小管Toll样受体-4有关。

2.2 对足细胞的影响 足细胞是肾小球滤过屏障的重要成分,CKD状态下足细胞密度降低或者绝对数量减少均可诱发肾小球硬化。研究发现UCG可改善DKD大鼠肾脏病理特征,减轻足突融合,并可维持足细胞膜蛋白分子如nephrin、podocin的分布与表达[23]。这项研究揭示,尿毒清不仅能抗增殖、抗纤维化,还具有修复足细胞损伤的作用。

2.3 对血液流变学和内皮功能的影响 CKD患者存在高凝状态、肾内微循环障碍,一氧化氮(nitric oxide,NO)合成不足、内皮素(Endothelin,ET)升高引起的血流动力学变化和内皮功能异常可能是CRF进行性恶化的机制之一。尿毒清的复方成分具有通腑降浊、活血化瘀的功效,应用UCG可明显改善CRF大鼠的血液流变学[24]。最新研究也发现UCG可降低老龄自发性高血压大鼠的血压、血脂及改善血黏度[10]。临床研究也证实尿毒清可改善CRF患者NO与ET的失衡状态,从而改善血流动力学和病理结构的变化[25]。另外,P-选择素作为血小板活化的标志,可在DKD肾组织中高表达,参与肾小管间质病变。研究发现UCG对P-选择素有抑制作用[26]。这提示UCG可能通过抗血小板活化降低肾组织内P-选择素水平,缓解由凝血系统参与的炎症反应对肾组织的损伤作用。UCG还可通过抑制糖尿病大鼠NF-κB、NO合酶及血管内皮细胞生长因子的表达,对内皮损伤起到保护作用[27];并可保护老年DKD患者的内皮功能[8]。

2.4 改善微炎症反应状态 CRF患者体内毒素刺激炎症因

子产生,肾脏清除能力减弱又导致体内炎症因子蓄积。研究表明UCG治疗CRF非透析患者,既能降低血肌酐,又能降低超敏C反应蛋白、TNF-α、IL-6等炎症因子[28]。还有研究证实UCG可降低血液透析和腹膜透析患者的血清IL-6、TNF-α及超敏C反应蛋白水平[29-30],揭示了UCG可改善透析和非透析患者的微炎症状态,其改善肾功能的作用可能与改善微炎症状态有关。另外最新研究还发现UCG通过下调肾损伤分子-1、NF-κB及TNF-α在肾脏中的表达,减轻造影剂肾病大鼠的炎症反应,从而对造影剂肾病有一定的防治作用[31]。

2.5 抗氧化应激作用 过多的氧自由基可直接导致细胞凋亡、组织受损。丙二醛是目前公认的反映脂质过氧化的指标,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)是人体重要的抗氧化酶。研究发现UCG可改善单侧输尿管梗阻大鼠肾间质纤维化中氧化应激变化[32],且UCG中的大黄能抑制大鼠肾脏系膜细胞增殖和肾匀浆中丙二醛的产生,具有明显的抗氧化应激作用,而且复方中药尿毒清抗氧化应激作用效果优于单味大黄[33]。应用UCG治疗CKD合并主动脉瓣膜钙化患者,可升高血清SOD和GSH-Px水平,降低丙二醛,这提示UCG可通过内在抗氧化特性清除自由基和增加SOD的活性来提高CRF患者抗氧化能力[34]。目前人们认识到氧化应激和炎症状态是CKD患者发生心血管疾病的主要机制,其中晚期氧化蛋白产物(advanced oxidation protein products,AOPP)可诱导单核细胞激活,不对称二甲基精氨酸(asymmetric dimethylarginine,ADMA)可能是内皮功能损害的新机制。AOPP为大分子物质,常规血液透析对清除AOPP能力差,而应用尿毒清可使血液透析患者血清ADMA、AOPP显著下降[35]。由此可见,UCG的抗氧化应激和抗炎是通过多途径实现的,血液透析患者服用尿毒清还可降低心血管疾病风险。

3 总结

尿毒清颗粒具有通腑降浊,健脾利湿,活血化瘀、扶正益气、祛浊解毒的作用,可以多层次、多靶点、综合发挥药效。临床一般用法为温开水冲服,每日4次,6、12、18时各服1袋,22时服2袋;也可将尿毒清颗粒2袋水煎150 mL保留灌肠30 min,每日1次,连续30 d为1个疗程。基础研究和临床研究均证实UCG可改善肾功能、缓解CKD并发症、降低尿蛋白、改善肾性贫血,纠正脂质代谢、糖代谢及钙磷代谢紊乱,减轻肾小球病理改变、阻止肾小球硬化和肾间质纤维化等。临床治疗慢性肾脏病总有效率达60%~90%。根据目前的分子学研究进展,其药理机制主要与抗纤维化、修复足细胞、改善血液流变学、保护内皮功能、改善微炎症反应、抗氧化应激等有关。因此,无论是CKD非透析患者还是透析患者,在基础西医治疗上加用尿毒清颗粒均可多重获益。但针对CKD早期肾功能正常患者,UCG是否能降低尿蛋白、延缓肾功能进展还需要临床工作者进一步研究。另外,国内的多项研究均提示进展至终末期肾病者应用UCG对肾功能缓解不明显,而对贫血、钙磷代谢紊乱等有显著改善,很少有人研究该药物独立于改善肾功能之外的减轻并发症的机制。因此中药复方制剂尿毒清颗粒的药理机制的研究还有待进一步深入。

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R287

A

1001-1528(2015)11-2482-04

10.3969/j.issn.1001-1528.2015.11.032

2014-06-15

国家自然科学基金 (81370810)

庄振起 (1989—),男,硕士,从事肾脏疾病的发病机制和临床诊治研究。Tel:(0431)84995080,E-mail:zhuangzhenqi@ 126.com

*通信作者:周广宇 (1971—),女,博士,副教授,硕士生导师,从事肾脏疾病的发病机制和临床诊治研究。Tel:(0431)84995080,E-mail:zhougy@jlu.edu.cn

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