1、影響慢性腎病和糖尿病病人的腎臟病變惡化與逆轉(zhuǎn)的機制上海明珠腎病醫(yī)院專家王培順介紹中醫(yī)名家之后，幼承祖訓(xùn)，世代懸壺。畢業(yè)于濰坊醫(yī)學(xué)院，后攻讀于北京醫(yī)科大學(xué)。博士生導(dǎo)師，曾獲國家最高醫(yī)學(xué)成就獎，被推崇為“中國腎臟病理學(xué)權(quán)威”。摘要慢性腎臟病在全球的發(fā)病率逐步上升，成為威脅人類健康的主要醫(yī)學(xué)問題之一。其中，基因在人類對腎病的易感性和腎病進展中起到作用，而蛋白尿則是影響預(yù)后的獨立預(yù)測因素。結(jié)合不同藥物的治療對尿蛋白加以控制，同時在膳食中注意蛋白量的攝入，可以控制糖尿病/非糖尿病腎病病人的腎功能減退，阻止疾病的進展，并已在動物實驗甚至人類中觀察到腎臟病變的逆轉(zhuǎn)。在動物模型中，腎小球結(jié)構(gòu)的逆轉(zhuǎn)改變和腎小球

2、結(jié)構(gòu)的重建相關(guān)。該研究對腎小球毛細血管簇的三維重建，可對經(jīng)治療后硬化比例的消除和毛細血管的再生進行量化測量。其中，對毛細血管段的再生而言，居留細胞，以及腎源和腎外的祖細胞可能都起到了作用。本文陳述了我們對腎病變逆轉(zhuǎn)起到最終作用的機制和可調(diào)節(jié)因子的最新理解。歷史回顧在慢性腎臟病病人中，發(fā)展到終末期腎衰竭(ESRD)是常見現(xiàn)象，甚至不由初始病理決定。1830年開始，出現(xiàn)蛋白尿和血生化指標改變的腎功能不全定義為Brights疾病。1931年，Thomas Addis在其著作Brights疾病的腎臟病變中，提出對尿進行研究會對腎臟結(jié)構(gòu)疾病的分類有益的觀點。1939年，Addis提出了“滲透工作”的觀念

3、，并計算出該“工作”如何隨著膳食中蛋白量的變化而變化。這些研究的一個提示是限制膳食蛋白可能對腎病病人有益。同時，1932年Alfred Chanutin和Eugene Ferris觀察到，若將老鼠腎臟的四分之三去掉，剩余腎單位的功能將逐步惡化，出現(xiàn)進展性的氮質(zhì)血癥和腎小球硬化。剩余腎臟的腎小球病變與異常的腎小球濾過和蛋白尿相關(guān)。同時，蛋白尿被認為是腎小球的損害程度指標，盡管Franz Volhard和Theodor Fahr在1914年，以及Wilhelm von Mollendorf和Philopp Stohr在1924年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)腎損害與尿中蛋白過多相關(guān)。1954年Jean Oliver和

4、他的同事們發(fā)現(xiàn)了腎小管細胞的細胞質(zhì)中存在的蛋白小滴。他們認為這可能是腎小管對血漿蛋白質(zhì)的重吸收過程出現(xiàn)損害的結(jié)果，并提出蛋白尿可能會在結(jié)構(gòu)上和功能上都對腎單位造成損害。Robert Platt在倫敦皇家醫(yī)師學(xué)院的第二次Lumleian講座中，報告說“我們已知在人類腎臟病中出現(xiàn)的功能性損害與動物實驗中發(fā)現(xiàn)的一致，是可工作腎單位數(shù)量減少的結(jié)果。移除了80%腎組織的老鼠的剩余腎單位出現(xiàn)過度肥大現(xiàn)象，因為這些腎單位在正常情況下不會超負荷工作。”Shimamura和Morrison發(fā)現(xiàn)實驗中，切掉動物的六分之五腎臟時，腎小球的透明樣變化。六十年代末，Brenner取到了許多老鼠腎臟皮質(zhì)層的腎小球，并研究

5、出一種新的微創(chuàng)穿刺技術(shù)。通過這些方法，Brenner和同事們闡明了腎單位損失后腎臟自適應(yīng)調(diào)節(jié)的病理生理學(xué)。他們發(fā)現(xiàn)在移除掉大部分腎臟后，參與腎小球的小動脈阻力降低而血漿流量上升。傳入細動脈的彈性比起傳出細動脈的彈性大大降低，提高了對腎小球毛細血管的壓力，造成每個腎單位要承擔(dān)更多的濾過任務(wù)。“這些改變提高參與腎單位的濾過能力，最小化了腎功能的降低，但卻是有害的”。Brenner也發(fā)現(xiàn)對此類自適應(yīng)調(diào)解進行控制的療法可以降低GFR的下降和減少對腎臟的結(jié)構(gòu)性損害。當(dāng)時并未建立腎小球性高血壓和蛋白尿之間的可能聯(lián)系。不過，Cameron已經(jīng)發(fā)現(xiàn)腎病綜合癥病人的病情進展比那些沒有腎病綜合癥的人要快的多。這于

6、Habib先前的發(fā)現(xiàn)一致。Habb發(fā)現(xiàn)局灶節(jié)段性硬化的病人若經(jīng)皮質(zhì)激素降低其尿蛋白，則不會發(fā)展到腎衰竭。1986年，老鼠實驗推翻了認為尿蛋白本身有腎毒性并和損害進展相關(guān)的舊觀點。此后，Eddy和Michael在一個腎病實驗?zāi)Ｐ椭校l(fā)現(xiàn)蛋白尿和間質(zhì)細胞浸潤的數(shù)量相關(guān)。有兩項研究通過白蛋白的腹膜注射或移植垂體瘤在老鼠身上產(chǎn)生大量蛋白尿。在兩項研究中，都對老鼠的腎小管產(chǎn)生了損害，并造成了巨噬細胞和T-淋巴細胞的間質(zhì)炎癥。當(dāng)前培養(yǎng)出的(有著不同腎小球上皮細胞的)細胞讓我們可以研究血漿蛋白對足細胞的功能影響;目前人們認為足細胞對腎臟病變的進展其到關(guān)鍵影響。上海明珠腎病醫(yī)院專家又進一步講到： 腎臟疾病的進

7、展性 某些腎臟疾病，包括快速進展型血管球性腎炎，盡管很少見，但是惡化迅速，可以快速進入不可逆轉(zhuǎn)的ESRD階段。更多的常見腎病則進展不快，但依然有不同地惡化至ESRD的比率。 遺傳性腎臟疾病如常染色體多囊腎病中，惡化至ESRD的比率隨基因分類而有很大不同。有多囊腎病1（PKD1）突變的病人病情更為嚴重，通常在54時會發(fā)展至ESRD，而PKD2突變的病人的腎功能衰竭大約要比前者遲20年。當(dāng)腎功能低于正常的75%時，惡化會加快，可能在5到10年時間內(nèi)需要替代療法。 在1型或2型的糖尿病病人中，有20-40%的病人在10到15年的腎功能穩(wěn)定甚至超濾期后，會在尿中出現(xiàn)少量蛋白，范圍大概是20200 g/

8、m或30300 mg/d（微量蛋白），提示存在早期的腎臟病變。若不予治療，則有微量尿蛋白的1型糖尿病病人的80-100%，以及2型糖尿病病人的20-40%會發(fā)展到表現(xiàn)型腎病，如尿蛋白上升（UAE200 g/min 或 300 mg/d），GFR下降，以及出現(xiàn)心血管疾病。出現(xiàn)大量尿蛋白時，GFR的下降速度是每年平均10-12/ml/min。已有表現(xiàn)型腎病的病人中，至少有三分之二會在發(fā)展到ESRD之前因CVD（發(fā)病率比正常人群高5到8倍）而去世。而接受透析的病人中，有21%會在1年內(nèi)死去。 長達25年的跟蹤發(fā)現(xiàn)，非糖尿病的腎小球疾病病人中，包括IGA腎病，有30%的人會發(fā)展到ESRD。另外20%的

9、腎功能將遭受損害，并一直惡化。膜性腎病的進展過程各有不同，有腎病蛋白尿者預(yù)后尤其不佳。長期來看，約有30%的病人會出現(xiàn)自發(fā)緩解，而剩余的三分之二則會存在不同程度的蛋白尿一些人較不嚴重，腎功能可正?；虮３址€(wěn)定但另一些人則會最終發(fā)展到ESRD。總的來看，在診斷出腎病的10-15年后，約有30-40%的人會出現(xiàn)嚴重的腎功能衰退。 系膜增生性腎小球腎炎的和孤立血尿的絕大多數(shù)病人可以長期保持腎功能正常。尿蛋白很少的病人也有較好的長期預(yù)后，但存在大量尿蛋白的病人則可能發(fā)展到腎功能不全。原發(fā)性局灶節(jié)段腎小球硬化的非腎病病人有著良好的預(yù)后。實際上，這些病人中，在診斷出腎病的10年后，有超過80%的人都可以保持

10、正常的腎功能。但若病人存在腎病蛋白尿，則疾病將是惡性的，有50%的人將在6到8年內(nèi)發(fā)展到ESRD。嚙齒動物和人類身上的基因研究 腎臟疾病部分地是由基因決定的。因此，那些有著家族腎病史的人群發(fā)展到ESRD的風(fēng)險比其它人要高3到9倍。不過，尋找與腎臟疾病相關(guān)的基因的工作并不太成功，只確定了幾種單一的疾病基因類型，如多囊腎、芬蘭型腎病綜合癥，以及局灶節(jié)段腎小球硬化。在慢性進展型的腎病中，由于腎素-血管緊張素系統(tǒng)在腎臟血液動力學(xué)、鈉代謝以及腎小球的蛋白滲透性中的關(guān)鍵作用，所以，ACE的基因編碼（描述突增/缺失的多態(tài)性），得到了特別的研究關(guān)注。ACE DD基因類型已表明可以提示IgA腎病的進展。類似地，

11、D等位基因也是1型和2型糖尿病病人的發(fā)病和進展的獨立風(fēng)險因素，雖然其它研究沒有發(fā)現(xiàn)在突增/缺失多態(tài)性和糖尿病腎病中不存在任何關(guān)系。ACE突增/缺失多態(tài)性與其說是預(yù)測疾病進展的因素，不如說是（非糖尿病蛋白尿型）腎病病人的ACE抑制相關(guān)腎臟保護的預(yù)測因素。 一項前瞻性的大范圍研究，共涵蓋了超過10,000名的有或無糖尿病的腎病病人（基線值無嚴重腎功能不全），表明阿樸脂蛋白的等位基因是預(yù)測慢性腎臟病疾病進展的因素，獨立于糖尿病狀態(tài)、人種以及血脂含量。 關(guān)聯(lián)研究測試了有腎病家族史病人的共同繼承的染色體域，對整個基因組進行探查。在染色體3q、10q以及18q上確定了幾個腎臟疾病的基因座。對許多有2型糖尿

12、病的日本病人進行超過80,000個的單個核苷多態(tài)基因座分型確定坍陷和細胞活動性1（ELMO1）基因?qū)儆趯μ悄虿∧I病的易感基因（S15）。 在確定腎臟疾病定量特性基因座（QTL）的一項研究中，F(xiàn)HH高血壓鼠、MWF鼠、以及Dahl鈉敏感鼠基于腎病抗性分類進行雜交，并對后代進行基因分型，確定腎損害指標。最后發(fā)現(xiàn)有十五個基因組與老鼠的腎病相關(guān)，其中有12個基因組在不同雙親品性的雜交鼠中出現(xiàn)。染色體2和3上的一個QTL基因座（稱為Rf-2）與比馬印第安人的腎病QTL相同，而染色體11上的老鼠QTL2則與非裔美國人和白人的人類染色體3q27上的肌酐清除率2QTL相同。老鼠的腎病QTL也許可以幫助確定人類

13、身上的相應(yīng)疾病基因位置。蛋白尿的關(guān)鍵地位以及使用RAS抑制劑降低蛋白尿蛋白尿的預(yù)測價值 超濾蛋白不僅僅是腎臟損害的簡單指標（70），同時也對腎臟危害很大。對糖尿病和非糖尿病的腎病病人而言，從蛋白尿可以看出腎病進展和最終結(jié)果。在REIN（雷米普利在腎病治療中的功效）研究中，共有274名非糖尿病慢性腎病病人和出現(xiàn)臨床蛋白尿的病人接受觀察，與GFR的下降和到ESRD的進展相關(guān)的唯一基線因素是尿蛋白含量?，F(xiàn)在在2型糖尿病病人身上也有類似發(fā)現(xiàn)（76）。在一項大規(guī)模的白人研究中，發(fā)現(xiàn)蛋白尿可以獨立預(yù)測ESRD風(fēng)險和整體的死亡率。對澳大利亞原著民的研究也發(fā)現(xiàn)尿蛋白提示著更高的ESRD和心血管疾病死亡率。在對

14、100,000名健康人進行了長達17年的跟蹤后，我們發(fā)現(xiàn)在基線蛋白尿和ESRD之間存在正相關(guān)關(guān)系。降低尿蛋白的腎臟保護作用 非糖尿病腎病臨床實驗證據(jù)。降低尿蛋白總是可以延緩腎病進展?！澳I病膳食調(diào)節(jié)研究（MDRD）”發(fā)現(xiàn)蛋白尿的降低總是可以讓GFR下降速度減慢。REIN研究表明存在腎病蛋白尿的病人的GFR下降速度是那些蛋白尿較少病人的2到3倍。積極治療總是可以在很大程度上保護好腎臟（雷米普利治療后的GFR下降率每月0.39ml/min，安慰劑是每月0.89ml/min）。最后的結(jié)果是比起安慰劑，雷米普利可以降低50%的透析風(fēng)險。ACE抑制的腎臟保護功能很可能是通過對尿蛋白的作用實現(xiàn)的，因為兩組病

15、人的血壓類似。同時，殘存尿蛋白越多，尿蛋白下降越快。REIN研究還發(fā)現(xiàn)，ACE抑制療法在女性中的療效比男性中要好。 1型和2型糖尿病的臨床實驗證據(jù)。Bjorck等人發(fā)現(xiàn)雷米普利比-受體阻滯藥更能減緩GFR下降率。在另一項包含409名1型糖尿病病人的實驗中，雷米普利可以顯著減少惡化到ESRD病人的人數(shù)。對2型糖尿病而言也是如此。在一項“厄貝沙坦治療糖尿病腎病的實驗”(IDNT)中，比起氨氯地平和安慰劑，發(fā)展到肌酐翻倍、ESRD或死亡的人數(shù)也顯著減少。ACE抑制劑實驗的綜合分析證據(jù)。進展性腎臟疾病ACE抑制綜合分析確定蛋白尿是慢性腎臟病進展的強風(fēng)險因素，病人的病情越重，使用ACE抑制劑的好處越大。

16、此外，已有研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)治療后尿蛋白的早期變化和疾病的最終結(jié)果存在強關(guān)聯(lián)，這再次確認了先前發(fā)現(xiàn)。腎小球硬化是否可以逆轉(zhuǎn)？對人類的初步觀察 一例全身性紅斑狼瘡病人。在一位有腎病蛋白尿和全身性紅斑狼瘡的年輕女孩身上，針對尿蛋白的多藥物治療控制了她的蛋白尿并穩(wěn)定了她的長期GFR。她服用一種ACE抑制劑以將舒張壓控制在90mmHg以下。她的尿蛋白得到了顯著減少。三年后，24小時尿蛋白又升到了24小時9克，該女孩得了嚴重的腎功能不全，同時沒有指標顯示存在活動的紅斑狼瘡。除了膳食中限制鈉和蛋白外，該女孩同時服用一種ACE抑制劑和一種ARB，以及一種他汀藥物，劑量視情況調(diào)整。6個月內(nèi)蛋白尿得到了完全控制。7年后

17、，24小時尿蛋白是0.1-0,2g，腎功能也得到了提升。該病例表明現(xiàn)在可以穩(wěn)定甚至逆轉(zhuǎn)疾病進展，甚至是在疾病的晚期階段也是如此。 胰腺移植病例。在一些經(jīng)胰腺移植的1型糖尿病病人中，血糖控制在正常范圍10年后，觀察到了腎小球結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，雖然腎功能沒有恢復(fù)到移植前的水平。這些發(fā)現(xiàn)表明血糖正?？梢詫?dǎo)致糖尿病腎小球腎病病變的逆轉(zhuǎn)，這將先前從動物實驗上得到的數(shù)據(jù)擴展到了人類身上。 REIN隨訪研究。REIN研究中接受雷米普利治療的腎病病人繼續(xù)2年的隨訪后（REIN隨訪研究的組成），他們的GFR下降速度又減慢到了每年1ml/min(96，97)。在78位接受ACE抑制劑治療的病人中，有10位病人的GFR得

18、到了改善，并且從來沒有發(fā)展到ESRD(97)。另外有16位病人的GFR得到了穩(wěn)定，或下降得非常緩慢（在他們的預(yù)期自然壽命內(nèi)不會腎衰）。從傳統(tǒng)治療改為雷米普利的病人在隨訪時表現(xiàn)出病情的繼續(xù)改善。因此，ESRD的風(fēng)險降低從最早研究的50%（18個月）提高到了300%（3-4年），這與ACE可以逆轉(zhuǎn)疾病但需長期服用的功效一致（此處圖表顯示，經(jīng)治療4年后，一些病人的GFR濾過率從30ml/min上升到40ml/min）。與病情的改善相應(yīng)的，是尿蛋白的持續(xù)降低。 糖尿病病人的長期隨訪。對108位合并1型糖尿病和腎病蛋白尿的雷米普利研究的綜合分析發(fā)現(xiàn)，在超過3年的隨訪期中，服用雷米普利的42位病人中有7位

19、完全控制住了尿蛋白。這些病人的腎功能最后得到了穩(wěn)定。在沒有阻斷尿蛋白的病人中，GFR惡化了。經(jīng)過長達8年的擴展隨訪期后，6位病人的GFR依然穩(wěn)定，24小時尿蛋白在1g以下。這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了有腎病蛋白尿的糖尿病人一定會發(fā)展到ESRD的無情論斷，表明該疾病是可以得到阻斷甚至逆轉(zhuǎn)的。只要經(jīng)過治療，尿蛋白得到了控制，那么這些病人的腎功能就不會再有損失。動物實驗幫助闡明人類發(fā)現(xiàn)的意義 動物實驗中發(fā)現(xiàn)控制膳食蛋白和ACE移植可以逆轉(zhuǎn)蛋白尿和腎小球硬化。當(dāng)在進展性腎病基因模型中結(jié)合ACE和ARB時，腎小球硬化的減少就更為明顯了，尤其是對那些硬化的初始比例不高的腎小球而言。這表明腎小球的重構(gòu)是可能的，其中的原因

20、可能是毛細血管網(wǎng)某種形式的再生。 在硬化中起到作用的不良因子中，血漿酶原催化劑抑制劑1（PAI-1）似乎是其中之一。它的壞作用是由RAS誘導(dǎo)抑制基質(zhì)的退化（即PAI-1是硬化的罪魁）。PAI-1（免疫染色顯示）在硬化發(fā)展時日益增加，而在接受ACE抑制劑治療的老鼠身上，則觀察到了PAI-1的減少。在所有上述研究中，基于半定量法進行硬化定量。不過，單個病理樣本的二維分析會高估正常腎小球的數(shù)量，低估腎小球的實際硬化比例。因此，當(dāng)前我們說不出實際受到硬化影響的腎小球毛細血管數(shù)量有多少，以及治療后硬數(shù)量得到了什么程度的有效減少。來自三維重構(gòu)研究的潛在答案 在一個老鼠模型中，為量化硬化比例以及治療后毛細血

21、管的再生，對數(shù)百個腎小球的整個毛細血管簇進行了三維重構(gòu)。毛細血管簇的三維分析用以闡明，晚期腎病老鼠接受高劑量ACE抑制劑治療后，硬化的消除率和毛細血管組織的再生性。治療顯著減少了絕大多數(shù)腎小球的硬化比例，只有那些幾乎已完全硬化的腎小球沒什么改變。ACE抑制劑也擴大了達40%的完好毛細血管的容量。這些結(jié)構(gòu)改變顯示腎臟可以慢慢恢復(fù)功能?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)的解析 消除硬化的機制包括對TGF-的抑制以及PAI-1的減少。不過，目前還未知在硬化阻止的消除中其到作用的是哪些細胞。腎小球細胞、內(nèi)皮細胞以及系膜細胞在一些條件下都可以增生。不過目前公認差異較大的足細胞一般不會增生，因此新的節(jié)段構(gòu)造似乎不可能僅通過居留細胞

22、的復(fù)制重新生成。不過，足細胞可以通過刺激腎小球內(nèi)皮細胞的增生和移動來促進毛細血管的生成。 腎小球簇毛細血管段的再生可能依靠其它細胞。骨髓細胞在嚙齒動物中起到腎小球系膜細胞庫的作用，而從幼鼠到年長老鼠的骨髓移植可以部分恢復(fù)因年老而出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)病變。腎小球硬化和腎小球阻止的新生確實與腎臟或腎外的祖細胞相關(guān)。 干細胞也存在成人腎臟中，理論上可以修復(fù)病變。腎臟中存在一組表現(xiàn)為波形蛋白（腎臟成長過程中通常表現(xiàn)為后腎間葉細胞）的類似祖細胞的獨特細胞。這些細胞存在近端和末梢腎小管以及腎小管周圍的毛細血管中，有進行有絲分裂的潛力。局部缺血時，這些細胞進入細胞周期，分類，并移動到損害區(qū)域。腎臟乳突也可能是腎臟干細胞居留的環(huán)境，可以在腎臟缺血后啟動增生程序。 骨髓肝細胞，不管是造