順鉑致腎損傷中炎癥介質(zhì)作用機(jī)制的研究進(jìn)展

張啟龍，聶克 (山東中醫(yī)藥大學(xué)，濟(jì)南 250355)

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·綜述·

順鉑致腎損傷中炎癥介質(zhì)作用機(jī)制的研究進(jìn)展

張啟龍*，聶克 (山東中醫(yī)藥大學(xué)，濟(jì)南 250355)

摘要：炎癥介質(zhì)可以通過介導(dǎo)氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)、線粒體功能障礙等多種作用機(jī)制在順鉑致腎損傷的過程發(fā)揮重要作用，其中主要的炎癥介質(zhì)有血管活性胺、前列腺素、溶酶體成分、細(xì)胞因子、一氧化氮、神經(jīng)肽、激肽、補(bǔ)體等。

關(guān)鍵詞：順鉑；腎損傷；炎癥介質(zhì)

順鉑是目前臨床上最常用的一線化療藥物，其抗腫瘤機(jī)制是抑制腫瘤細(xì)胞DNA的合成、轉(zhuǎn)錄，損傷細(xì)胞膜的正常結(jié)構(gòu)，但是它在殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)對人體正常組織細(xì)胞有很強(qiáng)的毒副作用，包括腎毒性、耳毒性、胃腸道反應(yīng)、骨髓抑制、神經(jīng)毒性、過敏反應(yīng)等。其中以腎毒性最為常見和嚴(yán)重，臨床上約有三分之一的患者在接受化療后出現(xiàn)不同程度的腎損傷。順鉑的腎毒性成為限制其臨床用藥劑量的最主要原因。順鉑導(dǎo)致的腎損傷與氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)、線粒體功能障礙等多種機(jī)制有關(guān)[1]。炎癥介質(zhì)是炎癥過程中產(chǎn)生的并介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，根據(jù)產(chǎn)生炎癥介質(zhì)位置的不同將其分為組織源性與血漿源性。多種炎癥介質(zhì)在腎損傷的發(fā)生機(jī)制中起重要作用。現(xiàn)就順鉑致腎損傷中炎癥介質(zhì)的作用機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1組織源性炎癥介質(zhì)的作用機(jī)制

1.1血管活性胺類5-羥色胺(5-HT)是一種常見的血管活性胺，它能刺激血管的收縮，增加血管壁的通透性，而多巴胺(DA)在低濃度的情況下對血管有舒張作用。實(shí)驗(yàn)[2]表明，5-HT與DA含量的動(dòng)態(tài)平衡可以調(diào)節(jié)腎臟血管的壓力，順鉑可以刺激胃腸道嗜鉻細(xì)胞釋放5-HT，大幅升高血液中5-HT的含量，破壞5-HT與DA之間的動(dòng)態(tài)平衡，導(dǎo)致腎臟血壓升高，入球小動(dòng)脈血管收縮，腎血流量減少，腎小球損傷。應(yīng)用5-HT2A拮抗劑，如沙格雷酯可以有效降低腎臟的血壓，改善腎臟慢性缺血，同時(shí)可以很好地抑制腎成纖維細(xì)胞纖維化，緩解腎損傷[3]。

1.2花生四烯酸(AA)的代謝產(chǎn)物AA的主要成分是存在于細(xì)胞膜磷脂內(nèi)的不飽和脂肪酸，在環(huán)氧化酶2(COX-2)的作用下被轉(zhuǎn)化成前列腺素(PG)。PG可以提高血管通透性，同時(shí)具有致痛和發(fā)熱的作用。通過對前列腺素E合成酶1(mPGES-1)敲除的小鼠注射順鉑與正常的順鉑腎損傷小鼠對比發(fā)現(xiàn)，mPGES-1敲除小鼠腎損傷程度有所減輕，體內(nèi)TNF-α、IL-1β、NADPH、硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)含量明顯降低，同時(shí)發(fā)現(xiàn)mPGES-1敲除小鼠不會發(fā)生再灌注和內(nèi)毒素所致的急性腎損傷[4]，說明PG參與了順鉑致腎損傷的過程。研究[5]發(fā)現(xiàn)，COX-2除可以生成PG外，COX-2過度表達(dá)可以降低腫瘤細(xì)胞對順鉑的敏感性，其作用機(jī)制可能與上調(diào)抗凋亡Bcl-2蛋白的表達(dá)有關(guān)。應(yīng)用COX-2選擇性抑制劑可以有效改善順鉑所致腎損傷，降低體內(nèi)PG、TNF-α等炎癥介質(zhì)的含量，同時(shí)還能防止順鉑誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞浸潤到腎間質(zhì)區(qū)[6]。

1.3溶酶體成分溶酶體的種類繁多作用廣泛，在細(xì)胞中介導(dǎo)細(xì)胞的自噬功能。順鉑的細(xì)胞毒性作用可以使腎小管上皮細(xì)胞(RTE)產(chǎn)生活性氧、降低線粒體膜電位、導(dǎo)致溶酶體在細(xì)胞裂解時(shí)發(fā)生泄漏[7]。從而推斷順鉑可以增強(qiáng)溶酶體成分在RTE氧化應(yīng)激反應(yīng)中的作用，最終導(dǎo)致溶酶體釋放消化蛋白酶、磷脂酶以及線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)開放誘發(fā)細(xì)胞色素C的釋放，進(jìn)而激活Caspase級聯(lián)反應(yīng)，引起細(xì)胞凋亡。不過也有研究[8]表明，一定程度的自噬作用可以緩解腎損傷，應(yīng)用常用的Caspase阻斷劑(如zVAD-fmk)會出現(xiàn)加重順鉑損傷的現(xiàn)象，但是自噬作用減少順鉑腎損傷的機(jī)制尚未闡明。

1.4細(xì)胞因子炎癥發(fā)生時(shí)，激活的淋巴細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞會產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，細(xì)胞因子可以激活淋巴細(xì)胞并促進(jìn)其增殖分化、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、激活巨噬細(xì)胞并對白細(xì)胞有趨化作用。其中最主要的細(xì)胞因子是TNF和IL。

根據(jù)產(chǎn)生TNF細(xì)胞的不同可以將其分為兩類，即TNF-α和TNF-β。目前對順鉑導(dǎo)致腎損傷的研究主要集中在TNF-α。通過對小鼠注射順鉑發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)TNF-α的含量大量升高，應(yīng)用TNF-α拮抗劑或敲除相關(guān)基因發(fā)現(xiàn)腎損傷可以得到明顯的緩解[9]，這說明TNF-α在順鉑腎損傷中起到重要作用。TNF-α不僅參與炎癥反應(yīng)，同時(shí)也可以介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。TNF-α誘導(dǎo)產(chǎn)生活性氧簇(ROS)，ROS可以激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB，而NF-κB可以上調(diào)TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8等炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)，加重炎癥反應(yīng)[10]。TNF-α與NF-κB還可以協(xié)同增強(qiáng)順鉑對c-Jun氨基末端激酶(JNK)的活化從而導(dǎo)致RTE壞死[11]。同時(shí)ROS也可以通過激活Bcl-2家族、NF-κB及MAPKS家族、Caspase家族等途徑引起細(xì)胞凋亡[12]。

IL的種類很多，目前研究參與順鉑腎損傷的IL主要是IL-1β、IL-6與IL-18。Adams等[13]應(yīng)用基因捕獲的方法產(chǎn)生突變小鼠，該突變小鼠體內(nèi)IL-1β含量明顯高于野生小鼠，而TNF-α、IL-6的水平與野生小鼠無明顯差異，對該突變小鼠注射順鉑制備腎損傷模型，通過應(yīng)用IL-1β抑制劑發(fā)現(xiàn)其腎損傷分子(HAVCR1)表達(dá)降低，血清肌酐含量下降，提示IL-1β參與了順鉑所致腎損傷的發(fā)生。Faubel等[14]通過對小鼠注射順鉑發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)IL-1β、IL-6、IL-18的表達(dá)升高，但是對于IL-6、IL-18基因敲除的小鼠并沒有出現(xiàn)對順鉑腎損傷的保護(hù)作用。一些研究發(fā)現(xiàn)IL-6缺乏不僅不會對腎損傷起到保護(hù)作用，反而加重了腎損傷的發(fā)生。Mitazaki等[15]通過對IL-6基因敲除小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，順鉑可以增加其體內(nèi)COX-2、4-HNE的表達(dá)、加劇ERK的磷酸化，同時(shí)明顯降低體內(nèi)SOD的含量，推斷IL-6可能通過上調(diào)RTE抗氧化應(yīng)激的水平在腎損傷中起積極作用。樂兵[16]通過對臨床肺癌合并腎功能衰竭患者的治療發(fā)現(xiàn)，治療前腎衰竭患者體內(nèi)IL-18的含量明顯高于其他患者，經(jīng)過血液透析治療后，腎衰竭情況緩解的同時(shí)患者體內(nèi)IL-18的水平大幅下降。這表明IL-18可以促進(jìn)順鉑導(dǎo)致的腎損傷，同時(shí)監(jiān)測IL-18的表達(dá)可以在早期預(yù)測腎功能。

1.5一氧化氮(NO) NO是內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和腦內(nèi)某些神經(jīng)細(xì)胞在一氧化氮合成酶(NOS)的作用下合成的。通過對順鉑大鼠血清尿素氮和腎皮質(zhì)勻漿中NO水平測定，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值明顯高于空白大鼠，表明NO參與了順鉑腎損傷的過程[17]。順鉑可以激活線粒體NOS(mNOS)，mNOS可以使NO-的表達(dá)上調(diào)，而NO-介導(dǎo)的氧化和硝基化作用會導(dǎo)致細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的改變和細(xì)胞凋亡。實(shí)驗(yàn)研究[18]發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用特定NOS抑制劑(L-NPA)、過氧化亞硝酸鹽清除劑(FeTMPyP)和過氧化亞硝酸陰離子供體(SIN-1)可以很好地抑制NO-的合成以及過氧化亞硝酸鹽(OONO-)的含量，對腎損傷起到了一定程度的保護(hù)作用。mNOS上調(diào)是發(fā)生順鉑腎損傷一個(gè)關(guān)鍵組成部分，OONO-的形成直接參與了腎損傷的過程。

1.6神經(jīng)肽P物質(zhì)是一種常見的神經(jīng)肽，具有傳遞疼痛信號、引起血管壁通透性增高、參與免疫調(diào)節(jié)、刺激內(nèi)分泌細(xì)胞分泌等功能。研究[19]發(fā)現(xiàn)，SP可以調(diào)節(jié)多種細(xì)胞因子的釋放，如TNF-α、IL-1β等。通過對順鉑腎損傷模型小鼠應(yīng)用NK-1受體拮抗劑發(fā)現(xiàn)，模型組相對于治療組腎間質(zhì)巨噬細(xì)胞浸潤、腎小球硬化和腎小管間質(zhì)損傷及纖維化的情況更為明顯[20]，從而推斷SP含量的升高可能會從增加氧化應(yīng)激和巨噬細(xì)胞浸潤方面引發(fā)腎損傷。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)[21]發(fā)現(xiàn)，SP可以誘發(fā)多種腫瘤細(xì)胞的增殖與遷移，應(yīng)用NK-1受體拮抗劑可以在一定程度上抑制腫瘤細(xì)胞的生長。

2血漿源性炎癥介質(zhì)的作用機(jī)制

2.1激肽系統(tǒng)激肽可以擴(kuò)張血管，增加血管通透性，并有致痛作用。目前對激肽系統(tǒng)在順鉑腎損傷的研究范圍主要集中在激肽的B1、B2受體以及血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)。對小鼠注射順鉑發(fā)現(xiàn)可以引起腎巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞遷移加劇，血清肌酐及血尿素水平升高，激肽B1受體mRNA上調(diào)和促炎癥細(xì)胞因子表達(dá)增加。激肽B1受體基因敲除小鼠血清肌酐及血尿素水平下降，細(xì)胞凋亡減少，炎癥成分表達(dá)降低[22]。激肽B2受體在參與由順鉑介導(dǎo)的RTE壞死過程的同時(shí)可以調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的表達(dá)，增加TNF-α、IL-1β等炎癥細(xì)胞因子的釋放，導(dǎo)致腎功能下降。實(shí)驗(yàn)[23]表明，對激肽B2受體基因敲除的小鼠注射順鉑RTE受損程度明顯低于普通順鉑腎損傷小鼠，應(yīng)用激肽B2受體拮抗劑發(fā)現(xiàn)可以有效降低血清肌酐及血尿素水平，緩解腎損傷。在化療過程中，體內(nèi)AngⅡ的含量也會相應(yīng)升高，AngⅡ作為生長調(diào)節(jié)因子會誘導(dǎo)RTE及間葉細(xì)胞轉(zhuǎn)變和成纖維細(xì)胞發(fā)生纖維化，而且AngⅡ還可以促進(jìn)TNF-α、IL-1β等細(xì)胞因子的釋放以及誘導(dǎo)激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB，進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)。

2.2補(bǔ)體系統(tǒng)補(bǔ)體系統(tǒng)中與免疫和炎癥反應(yīng)最密切的是C3、C5。接受順鉑治療的患者尿中白蛋白、β2-微球蛋白升高的同時(shí)尿液中膜攻擊復(fù)合體(MAC)水平也相應(yīng)增高，這表明補(bǔ)體系統(tǒng)參與了順鉑所致腎損傷的過程。目前已知補(bǔ)體C3在急性腎炎、慢性腎炎、尿毒癥、腎病綜合征、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、糖尿病等多種腎損傷疾病中都有表達(dá)。但是對C3a、C3ar及其受體在順鉑所致腎損傷中作用機(jī)制尚未闡明。而通過對補(bǔ)體C5基因敲除小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，C5a與C5ar結(jié)合可以激活下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，引起炎癥細(xì)胞因子釋放、中性粒細(xì)胞浸潤、凋亡信號Caspase表達(dá)和NF-κB活化，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)的發(fā)生，通過阻斷C5ar可以減輕順鉑對腎臟的損傷。

順鉑導(dǎo)致腎損傷的發(fā)生機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的過程，包括細(xì)胞毒性、氧化應(yīng)激損傷、炎癥反應(yīng)、線粒體損傷、細(xì)胞凋亡等多個(gè)方面，而每個(gè)方面都有不同炎癥介質(zhì)參與，甚至有些炎癥介質(zhì)可以同時(shí)參與多個(gè)損傷機(jī)制的發(fā)生過程。因此，對不同炎癥介質(zhì)作用機(jī)制的研究對于防治順鉑導(dǎo)致的腎損傷具有重要意義，可以為臨床治療提供新的思路和理論依據(jù)。

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(收稿日期：2015-09-24)

中圖分類號：R453

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-266X(2016)11-0090-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.11.036

通信作者：聶克(E-mail： nicknk@hotmail.com)

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81373828)；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2012HM058)；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金聯(lián)合資助課題(20123731110004)。

*山東中醫(yī)藥大學(xué)2014級碩士研究生