抗腫瘤藥物所致腎小管間質(zhì)性腎炎機(jī)制研究進(jìn)展

潘智蕙 袁辰怡 丁曉宇 朱 斌

腎小管間質(zhì)性腎炎（tubulointerstitial nephritis，TIN）是以腎間質(zhì)炎性細(xì)胞浸潤、水腫及纖維化和腎小管功能障礙為主要特點的臨床病理綜合征。由于腎小管、腎間質(zhì)具有較高的代謝環(huán)境和相對低氧的微環(huán)境，故較腎臟其他部位更容易發(fā)生TIN，臨床上多表現(xiàn)為急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）。近年來，抗腫瘤藥物研發(fā)興起，大大提高了腫瘤患者的生存期，但其腎損傷風(fēng)險也不可忽視。一項來自安德森癌癥研究中心的數(shù)據(jù)表明，12%的抗腫瘤治療的住院患者出現(xiàn)TIN，其中約25%患者需要透析[1]。最新研究發(fā)現(xiàn)，免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitors，ICIs）相關(guān)腎損傷發(fā)生率約為2.2%，其中TIN 占比約92%[2-3]。抗腫瘤藥物所致TIN 影響腫瘤患者疾病治療及預(yù)后。因此，充分認(rèn)識抗腫瘤藥物所致TIN 的發(fā)生機(jī)制，做到個體化處理，有助于臨床獲益。本文就抗腫瘤藥物所致TIN 的病理機(jī)制研究展開論述，為該病防治工作提供可靠的參考依據(jù)。

1 細(xì)胞毒性作用

抗腫瘤藥物尤其是化療藥物能損及細(xì)胞膜、改變膜的通透性和離子傳輸功能，或破壞胞漿線粒體，抑制酶活性和蛋白合成，導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞損傷。

1.1 誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡 氧化損傷、鈣穩(wěn)態(tài)失衡和線粒體損傷是腎小管上皮細(xì)胞凋亡的主要病理生理機(jī)制，與Bcl-2 基因家族、半胱氨酸蛋白酶（Caspase）家族的表達(dá)密切相關(guān)。Bcl-2 蛋白主要調(diào)控線粒體膜通透性，阻止細(xì)胞色素C 自線粒體釋放到胞質(zhì)，抑制Caspase 活化和細(xì)胞凋亡；而Bax 是Bcl-2 蛋白家族的一種促凋亡蛋白，在腎小管上皮細(xì)胞上廣泛表達(dá)，它能與Bcl-2 蛋白形成異二聚體，對Bcl-2 蛋白產(chǎn)生抑阻作用，促進(jìn)細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)因子（AIF）生成并觸發(fā)細(xì)胞程序性死亡。既往研究顯示，順鉑可以促進(jìn)Caspase-3 的活化及增加Bax/Bcl-2蛋白比值，誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡[4]。隨著人們對細(xì)胞凋亡研究的不斷深入，抗腫瘤藥物與腎小管上皮細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)之間的聯(lián)系也被發(fā)現(xiàn)，這可能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的細(xì)胞色素P450、鈣離子穩(wěn)態(tài)失衡有關(guān)[5]。此外，某些化療藥物能通過調(diào)控腫瘤壞死因子（TNF）與TNF 受體系統(tǒng)，上調(diào)死亡因子與死亡因子配體系統(tǒng)表達(dá)，促進(jìn)Caspase-3 酶級聯(lián)活化和核因子（nuclear factor，NF）-κB 的降解，最終導(dǎo)致近端小管上皮細(xì)胞應(yīng)激損傷?？鼓[瘤藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡與內(nèi)源性細(xì)胞凋亡途徑、外源性細(xì)胞途徑及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑有關(guān)，但不同藥物的信號傳導(dǎo)途徑又有所區(qū)別。如紫杉醇主要通過調(diào)節(jié)lnc-MALAT1/微小RNA（microRNA，miR）-370-3p/高遷移率族蛋白1（high mobility group box protein-1，HMGB-1）軸來發(fā)揮腎小管損傷作用，順鉑相關(guān)腎小管損傷則與負(fù)向調(diào)節(jié)miR-192-5p/Notch3 受體、上調(diào)活性氧（reactive oxygen species，ROS）/caspase/gasdermin E（GADME）軸的表達(dá)密切相關(guān)[6-8]。值得注意的是，現(xiàn)已有多項試驗證實了微小RNA 及其靶基因在腎組織損傷和修復(fù)中起著重要作用，微小RNA 或能成為治療抗腫瘤藥物所致腎損傷的新靶點。

1.2 腎小管上皮細(xì)胞的生理功能紊亂 一些抗腫瘤藥物能抑制DNA 復(fù)制、RNA 轉(zhuǎn)錄和酶活性，介導(dǎo)一系列特定級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞凋亡。異環(huán)磷酰胺一方面在細(xì)胞色素P450 作用下代謝產(chǎn)生氯乙醛，抑制腎小管上皮細(xì)胞的DNA 復(fù)制和細(xì)胞增殖；另一方面抑制腎臟硫還氧蛋白還原酶的釋放，促進(jìn)氧化應(yīng)激，引起腎小管上皮細(xì)胞凋亡。喜樹堿是從珙桐科植物喜樹中分離得到的天然生物堿，屬于拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ抑制劑，它能阻止撲異構(gòu)酶對腎小管上皮細(xì)胞DNA 的修復(fù)，影響細(xì)胞增殖。順鉑則能干擾線粒體DNA、RNA 生成原料如蛋白質(zhì)、磷脂的合成，阻礙細(xì)胞分裂。

1.3 活性氧（reactive oxygen species，ROS）增多及氧化應(yīng)激 ROS 是機(jī)體氧化還原反應(yīng)后產(chǎn)生的一類具有高反應(yīng)活性的含氧物質(zhì)。近來研究發(fā)現(xiàn)，低濃度ROS 能發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)和增殖作用，而高濃度ROS 促進(jìn)氧化應(yīng)激，加速細(xì)胞凋亡[9]。細(xì)胞應(yīng)激損傷使ROS含量劇增，誘導(dǎo)凋亡誘導(dǎo)因子釋放并上調(diào)Caspase 的表達(dá)，導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞死亡。有研究表明，順鉑可以提高煙酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸酶和煙酰胺氧化酶2 活性、下調(diào)抗氧化酶如谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性，導(dǎo)致腎小管間質(zhì)氧化應(yīng)激損傷[10-11]。谷胱甘肽是一種抗氧化酶，丁硫氨酸亞砜亞胺、鉑類藥物通過抑制谷胱甘肽連接酶的合成、與谷胱甘肽殘基共價結(jié)合等方式，破壞機(jī)體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)，發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)。

2 免疫應(yīng)答機(jī)制

免疫應(yīng)答是抗腫瘤藥物導(dǎo)致TIN 的又一重要機(jī)制，臨床上以ICIs 多見。ICIs 是一類針對程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）、程序性死亡蛋白配體-1（programmed death-ligand 1，PD-L1）和細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4）靶點的抗體，能正向調(diào)控T 細(xì)胞免疫應(yīng)答，發(fā)揮強(qiáng)大的抗腫瘤活性。與此同時，ICIs 針對的靶點與近端腎小管上皮細(xì)胞、腎間質(zhì)淋巴細(xì)胞共享表位，所以也可導(dǎo)致腎小管間質(zhì)免疫反應(yīng)。ICIs 相關(guān)TIN 機(jī)制尚未完全闡明，基于小鼠模型和ICIs 相關(guān)TIN 的特點，學(xué)者們提出多種發(fā)病機(jī)制。

2.1 免疫系統(tǒng)非特異性及特異性激活 ICIs 直接阻斷免疫檢查點與其配體結(jié)合，恢復(fù)T 淋巴細(xì)胞的活化與增殖，促進(jìn)非特異性免疫細(xì)胞如單核巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞浸潤，進(jìn)而導(dǎo)致腎間質(zhì)炎癥、纖維化。除此之外，ICIs 也能發(fā)揮特異性免疫作用，該過程與CD8+T 淋巴細(xì)胞、CD4+T 淋巴細(xì)胞的活化有關(guān)，促進(jìn)腎小管氧化應(yīng)激及細(xì)胞凋亡[12]。PD-1 抑制劑主要調(diào)控腎近端小管上皮細(xì)胞上的PD-L1，兩者結(jié)合不僅直接誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，還抑制效應(yīng)T 細(xì)胞轉(zhuǎn)變成調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cell，Treg），促進(jìn)CD8+T 細(xì)胞表達(dá)，誘發(fā)腎小管間質(zhì)免疫損傷。CTLA-4 是T 細(xì)胞活化的負(fù)性調(diào)節(jié)蛋白，在活化抗原呈遞細(xì)胞及抑制CD8+T淋巴細(xì)胞、CD4+T 淋巴細(xì)胞活化上起著關(guān)鍵作用?？笴TLA-4 抗體與CD28 共同競爭CTLA-4 位點，促進(jìn)區(qū)域淋巴結(jié)中CD4+、CD8+T 細(xì)胞活化，增強(qiáng)腎小管免疫反應(yīng)。

2.2 腎臟對內(nèi)源性抗原的耐受性喪失 免疫檢查點尤其是PD-1 通路，在維持免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和耐受性中發(fā)揮著重要作用。生理狀態(tài)下，PD-1 與PD-L1 結(jié)合后參與抑制T 細(xì)胞活化、增殖、分化及細(xì)胞因子如白介素（interleukin，IL）-10 分泌，負(fù)性調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，提升中樞及外周對抗原的耐受性。PD-1 還能促進(jìn)Treg 細(xì)胞發(fā)育并加強(qiáng)其對免疫系統(tǒng)的抑制功能[9]。抗PD-1 抗體打破機(jī)體原有免疫穩(wěn)態(tài)，誘導(dǎo)腎臟CD4+T 淋巴細(xì)胞活化。

2.3 半抗原理論 一項對858 例患者進(jìn)行的多因素Logistic 回顧研究分析了ICIs 相關(guān)AKI 發(fā)生的危險因素，結(jié)果顯示質(zhì)子泵抑制劑是ICIs 相關(guān)AKI 發(fā)生的高危因素[13]。一些學(xué)者提出的半抗原理論可解釋這一現(xiàn)象：某些藥物（如非甾體類抗炎藥、質(zhì)子泵抑制劑）經(jīng)腎臟水解后與腎間質(zhì)及腎小管基底膜結(jié)合，形成半抗原-蛋白復(fù)合物。正常機(jī)體對內(nèi)源性抗原的具有耐受性，故不會發(fā)生腎損傷，但當(dāng)抗腫瘤藥物重新激活相關(guān)的特異性T 細(xì)胞時，機(jī)體釋放炎癥因子及趨化因子，能引起炎癥反應(yīng)[14-15]。

2.4 腸道微生物組群紊亂 近期一些觀點認(rèn)為腸道菌群能通過自身與宿主免疫系統(tǒng)的直接反應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫。一項使用依普利單抗治療非小細(xì)胞肺癌患者的臨床研究結(jié)果顯示，腸道菌群種類與外周血中Treg 細(xì)胞含量、CD4+/CD8+T 細(xì)胞比例有關(guān)[16]。Matson等[17]分析了腸道微生物群與轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的抗PD-1 療效的關(guān)系，結(jié)果顯示雙歧桿菌、產(chǎn)氣莢膜桿菌、屎腸球菌可抑制Treg 細(xì)胞數(shù)量，并能提高抗PD-1 抗體對疾病的療效。綜上，我們推測腸道菌群能通過對Treg 細(xì)胞的調(diào)控產(chǎn)生腎臟免疫效應(yīng)，并與抗腫瘤藥物的療效相關(guān)。

3 炎癥反應(yīng)機(jī)制

TIN 的主要病理特征為腎間質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤。浸潤的單核巨噬細(xì)胞被激活后，可以觸發(fā)外顯體/miR-19b-3p/細(xì)胞因子信號傳導(dǎo)抑制因子1（suppressor of cyto-kine signaling 1，SOCS2）軸、線粒體DNA/干擾素基因等信號通路，表達(dá)促炎因子如TNF-α、IL-6、IL-1 和促纖維化細(xì)胞因子如轉(zhuǎn)化生長因子β（TGFβ）、堿性成纖維細(xì)胞生長因子、血小板源性生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）生成，最終誘導(dǎo)腎間質(zhì)基質(zhì)合成和成纖維細(xì)胞纖維化[18-21]。此外，肥大細(xì)胞能釋放胰蛋白酶、糜蛋白酶，也能促進(jìn)腎間質(zhì)纖維化[22]。從病理生理角度看，抗腫瘤藥物能通過多種途徑誘導(dǎo)腎小管、腎間質(zhì)炎性病變，與腎小管晶體堵塞、電解質(zhì)紊亂、缺血易感性增加等環(huán)節(jié)有關(guān)。

3.1 腎小管晶體阻塞 大劑量甲氨蝶呤及其代謝產(chǎn)物7-OH-甲氨蝶呤在低流速、低pH 環(huán)境下容易析出結(jié)晶，阻塞腎小管，同時也能收縮入球小動脈，影響腎小管功能，誘導(dǎo)炎癥級聯(lián)反應(yīng)。腫瘤溶解綜合征（tumor lysis syndrome，TLS）是腫瘤治療中最緊急的并發(fā)癥，此時大量核酸在體內(nèi)代謝成尿酸并在腎小管內(nèi)析出尿酸晶體，能促進(jìn)ROS 生成、激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)和抑制近端小管細(xì)胞增殖，導(dǎo)致氧化應(yīng)激、血管收縮，最終出現(xiàn)腎小管、腎間質(zhì)炎性損傷；此外，嚴(yán)重TLS 會引起腎間質(zhì)內(nèi)磷酸鈣沉積，也能誘發(fā)梗阻性腎炎。

3.2 電解質(zhì)紊亂 生理情況下，鎂離子被遠(yuǎn)曲小管中的鎂通道重吸收，而表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）抑制劑可降低鎂通道表達(dá)，加速鎂離子排泄，導(dǎo)致低鎂血癥。低鎂血癥作為AKI 預(yù)后不良的獨立危險因素，可促進(jìn)炎癥，加重腎間質(zhì)缺血缺氧及纖維化[23-25]。嚴(yán)重低鎂血癥可進(jìn)一步引發(fā)鈣磷代謝紊亂，致腎小管上皮細(xì)胞鈣離子內(nèi)流，通過激活磷酸酶、損害膜的通透性、破壞細(xì)胞骨架等機(jī)制導(dǎo)致腎小管壞死。異環(huán)磷酰胺在臨床上表現(xiàn)為以低鈣血癥、低磷血癥、高氯性酸中毒為主要特點的Fanconi 綜合征，它與近端小管重吸收功能障礙、溶酶體蛋白降解途徑受損、線粒體功能障礙有關(guān)，可誘導(dǎo)腎小管炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡等基本病理反應(yīng)。

3.3 缺血易感性的增加 腎小管間質(zhì)缺血容易誘發(fā)內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂及炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致血栓性微血管?。╰hrombotic microangiopathy，TMA）。v-raf 鼠類肉瘤病毒癌基因同源物B1（v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1，BRAF）抑制劑能阻斷細(xì)胞下游通路的信號傳導(dǎo)，從而增加腎小管對缺血損傷的易感性，誘導(dǎo)炎癥損傷[26]。酪氨酸激酶抑制劑如舒尼替尼，能抑制細(xì)胞上游血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、PDGF 受體及下游有絲分裂原活化蛋白激酶通路的表達(dá)，抑制新生血管生成，不利于腎臟供血，誘導(dǎo)腎小管間質(zhì)缺血壞死。

3.4 細(xì)胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS）CRS 是一種與嵌合抗原受體T 細(xì)胞（chimeric antigen receptor T-cell，CAR-T）免疫療法相關(guān)的全身炎癥反應(yīng)，其發(fā)生率高達(dá)78.3%[27]。CART 細(xì)胞識別腫瘤細(xì)胞后激活T 細(xì)胞，釋放大量炎癥因子，出現(xiàn)以毛細(xì)血管滲漏、凝血級聯(lián)反應(yīng)和炎癥級聯(lián)反應(yīng)為主要病理特征的CRS。大量炎癥因子能直接刺激腎小管間質(zhì)，出現(xiàn)小管間質(zhì)炎癥；另外，CRS能減少腎臟血流灌注、誘發(fā)高尿酸血癥，增加腎小管堵塞、缺血風(fēng)險[28-29]。

4 小 結(jié)

抗腫瘤藥物為腫瘤患者帶來福音，近年來新藥物如ICIs 的研發(fā)大幅提升了患者的生存質(zhì)量，但臨床上抗腫瘤藥物相關(guān)的TIN 報道卻層出不窮。本文概述了多種抗腫瘤藥物導(dǎo)致TIN 的發(fā)病機(jī)制，充分認(rèn)識這些病理機(jī)制和特點，不僅能幫助臨床醫(yī)生采取適當(dāng)措施減少腎損傷風(fēng)險，還有助于發(fā)掘更有效、腎毒性更小的新型抗腫瘤藥物。