炎癥在糖尿病腎病中的致病性及其治療的研究進(jìn)展

賀楓，劉遠(yuǎn)方，楊睿斐，劉媛媛，路興華，王金羊

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2.鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院腎內(nèi)科，河南 鄭州 450052；3.甘肅省人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，甘肅 蘭州 730000）

糖尿病腎?。╠iabetic kidney disease，DN）是1型和2 型糖尿病的常見(jiàn)并發(fā)癥，也是慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）的主要原因，增加了慢性腎臟疾病的發(fā)病率及糖尿病患者的死亡率。DN是一種多因素疾病，其特征在于高血糖水平、晚期糖基化終產(chǎn)物（advanced glycation end products，AGEs）和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（RAAS）的激活等血流動(dòng)力學(xué)和代謝因素的復(fù)雜的相互作用。目前糖尿病患者的治療主要是嚴(yán)格控制血糖、血壓及血脂。然而，這些干預(yù)措施并不能阻止患者CKD 進(jìn)展[1]。因此，尋找針對(duì)DN 的新治療方法迫在眉睫。炎癥是一種響應(yīng)有害物質(zhì)而激活以維持組織穩(wěn)態(tài)和完整性的反應(yīng)機(jī)制。然而，炎癥反應(yīng)的慢性激活會(huì)引發(fā)附帶的傷害作用[2]。研究發(fā)現(xiàn)[3]，炎癥反應(yīng)在糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生和進(jìn)展中的具有關(guān)鍵作用。因此，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)已成為預(yù)防及減輕糖尿病腎病的潛在方法。這些治療方法主要是基于抑制參與炎癥反應(yīng)的粘附分子、趨化因子、細(xì)胞因子、免疫細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路[4]。因此，本文主要對(duì)炎癥反應(yīng)與DN 的關(guān)系以及免疫細(xì)胞、免疫炎癥介質(zhì)和細(xì)胞信號(hào)通路在DN 中的作用作一綜述，以期為DN 的預(yù)防和治療提供理論支撐。

1 炎癥反應(yīng)與DN 的關(guān)系

在DN中，高血糖促進(jìn)受損的腎小球和腎小管細(xì)胞表達(dá)炎癥介質(zhì)（趨化因子和細(xì)胞因子），這些促炎因子可通過(guò)NF-κB、JAK/STAT、TGFβ/Smad 等信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)沉積和肌成纖維細(xì)胞的分化、增殖，從而導(dǎo)致腎損傷[5，6]。炎癥病灶滲入后，與腎小球和腎小管細(xì)胞相互作用，激活基質(zhì)腎細(xì)胞并釋放趨化因子、細(xì)胞因子和促纖維化因子，從而放大炎癥反應(yīng)加重腎損傷[7]。

此外，在DN 中氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)之間存在密切的關(guān)系。氧化應(yīng)激可通過(guò)NF-κB 和激活蛋白-1（activating protein-1，AP-1）來(lái)促進(jìn)促炎因子的釋放。并且，葡萄糖會(huì)增加患者血漿中的IL-6、IL-18的濃度，而抗氧化劑谷胱甘肽則會(huì)降低促炎因子的表達(dá)[8]。同時(shí)，在糖尿病患者中發(fā)現(xiàn)[9]，氧化應(yīng)激標(biāo)志物與細(xì)胞間粘附分子（intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1）和其他炎癥介質(zhì)之間存在強(qiáng)烈且獨(dú)立的關(guān)系。因此，細(xì)胞粘附分子、趨化因子和細(xì)胞因子在與DN 相關(guān)的腎損傷中起關(guān)鍵作用。

2 免疫細(xì)胞在DN 中的作用

2.1 巨噬細(xì)胞 巨噬細(xì)胞作為DN 發(fā)生過(guò)程中被早期招募的免疫細(xì)胞，與疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。巨噬細(xì)胞通過(guò)激活活性氧、促炎細(xì)胞因子、趨化因子等誘導(dǎo)DN 腎損傷。此外，巨噬細(xì)胞活化和積累與高血糖、腎小球/腎小管損傷、內(nèi)皮活化和腎功能下降呈正相關(guān)，且巨噬細(xì)胞還可誘導(dǎo)蛋白尿和腎小球硬化[10]。在DN 的早期和中期，浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞主要是單核細(xì)胞，并分化成促炎性M1 表型。M1 巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量的TNF-α，加速DN 的炎癥過(guò)程[11]。此外研究證實(shí)[12]，促炎的M1 巨噬細(xì)胞與糖尿病腎損傷密切相關(guān)?？傊奘杉?xì)胞表型和功能最終決定了DN 的結(jié)局。然而，M2 巨噬細(xì)胞分泌IL-10，具有有效的抗炎作用[12]。因此，誘導(dǎo)M2 表型一直是DN免疫治療的關(guān)鍵目標(biāo)之一。

2.2 樹(shù)突狀細(xì)胞 樹(shù)突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）是許多器官中的單核吞噬細(xì)胞。在腎臟中，DC 充當(dāng)先天免疫和適應(yīng)性免疫之間的橋梁，并在DN 進(jìn)展過(guò)程中參與腎小管間質(zhì)免疫細(xì)胞串?dāng)_。成熟的DC產(chǎn)生細(xì)胞因子激活T 淋巴細(xì)胞和腎巨噬細(xì)胞，從而介導(dǎo)炎癥和腎損傷[13]。研究發(fā)現(xiàn)[14]，F(xiàn)ms 樣酪氨酸激酶3 抑制劑，可減少DC 的數(shù)量和成熟，并改善炎癥和CKD。

2.3 淋巴細(xì)胞 研究表明[15]，糖尿病患者腎間質(zhì)中活化的CD4+、CD8+T 細(xì)胞增加，并促進(jìn)IFN-γ 和TNF-α 的釋放，進(jìn)而激活巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞促進(jìn)炎癥反應(yīng)，并導(dǎo)致纖維細(xì)胞的纖維化，增加白蛋白尿。研究發(fā)現(xiàn)[16]，CTLA4-Fc 通過(guò)阻斷全身T 細(xì)胞激活來(lái)改善糖尿病腎病。其中，CD4+T 細(xì)胞中的調(diào)節(jié)性T（Tregs）和T 輔助亞型17（Th17）細(xì)胞與DN 的腎損傷密切相關(guān)[14]。靶向Th17 細(xì)胞的霉酚酸酯可減輕DN 小鼠的蛋白尿和腎小管間質(zhì)纖維化[17]。此外，B細(xì)胞在T1DM 發(fā)展過(guò)程中也發(fā)揮重要作用，然而B(niǎo)細(xì)胞在糖尿病腎病中的作用尚不清楚，可能通過(guò)抗原提呈、抗體產(chǎn)生、免疫復(fù)合物產(chǎn)生和或細(xì)胞因子產(chǎn)生等方面的作用參與糖尿病腎病的發(fā)展[18]。

3 免疫炎癥介質(zhì)在DN 中的作用

3.1 ICAM ICAM 參與血液和組織之間的白細(xì)胞運(yùn)輸。這些分子介導(dǎo)白細(xì)胞在血管內(nèi)皮細(xì)胞上的滾動(dòng)，并將它們緊密粘附在內(nèi)皮上，從而進(jìn)一步被募集到炎癥病灶。因此，ICAM 介導(dǎo)白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞之間的相互作用，在DN 中起關(guān)鍵作用。有許多ICAM 參與糖尿病相關(guān)腎損傷的發(fā)生和發(fā)展，ICAM-1 與糖尿病患者的尿白蛋白排泄率或微量白蛋白尿有關(guān)、血管細(xì)胞粘附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）水平與蛋白尿相關(guān)[19]。另有研究表明，血管粘附蛋白-1（vascular adhesion protein-1，VAP-1）與eGFR 下降和白蛋白尿有關(guān)。此外研究發(fā)現(xiàn)[20]，口服VAP-1 抑制劑ASP8232 聯(lián)合RAS 阻斷劑可延緩腎損傷的進(jìn)展。

3.2 趨化因子 趨化因子是參與腎小球和腎小管間質(zhì)炎癥的可溶性小信號(hào)蛋白。這些分子由腎細(xì)胞招募和激活白細(xì)胞而釋放的。在DN 患者腎活檢中發(fā)現(xiàn)了大量的趨化因子，如CCL2、CCL5、CXCL5、CXCL8、CXCCR2、CCR4、CX3CR1。隨著巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)、蛋白尿和腎功能下降，趨化因子的表達(dá)逐漸升高。因此，許多趨化因子參與糖尿病腎病的進(jìn)展。研究報(bào)道[21]，在糖尿病動(dòng)物模型中，趨化因子及其受體的拮抗藥物具有減緩腎損傷的作用。

3.3 細(xì)胞因子 TNF-α 影響白細(xì)胞的招募和激活，加劇DN 相關(guān)的炎癥反應(yīng)。在糖尿病腎臟中，TNF-α 及其受體TNFR1 和TNFR2 參與細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的合成，并介導(dǎo)對(duì)足細(xì)胞、系膜細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞的多種細(xì)胞毒性作用。此外，在DN中，患者的血清和尿中TNF-α水平升高且與糖尿病患者的蛋白尿密切相關(guān)，表明TNF-α 是DN 潛在的預(yù)后生物標(biāo)志物。臨床研究發(fā)現(xiàn)[22]，可溶性TNF-α 拮抗劑（TNFR:Fc）可降低尿中TNF-α 的濃度以及減緩DN 相關(guān)的腎損傷。IL-6 是一種在炎癥病理中起關(guān)鍵作用的細(xì)胞因子。研究發(fā)現(xiàn)[23]，IL-6 增加了2 型糖尿病患者發(fā)生腎病的風(fēng)險(xiǎn)，并且在DN 患者尿液中IL-6 水平升高，因此IL-6與DN 的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。IL-18 是IL-1 細(xì)胞因子家族的成員，由炎癥小體激活，可誘導(dǎo)與細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激、血管生成和細(xì)胞粘附相關(guān)的另一種細(xì)胞因子和促炎基因的表達(dá)，如NOX-4、p53、Il-8、TNF-α、VEGF 和ICAM-1。糖尿病患者腎小管上皮細(xì)胞中MAPK 信號(hào)通路的激活可上調(diào)IL-18 的表達(dá)，并且IL-18 已是血清和尿液中的DN 的預(yù)測(cè)標(biāo)志物[24]。以上研究結(jié)果表明，任何能夠抑制IL-18 表達(dá)的藥物都可能成為預(yù)防或治療糖尿病腎病的潛在治療因素。

4 DN 中相關(guān)炎癥反應(yīng)信號(hào)通路

4.1 NOD 樣受體 核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域（nucleotide-binding oligomerization domain，NOD）樣受體（NLR）是模式識(shí)別細(xì)胞質(zhì)受體，與糖尿病中的先天免疫、炎癥和代謝密切相關(guān)。其中，含核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域的蛋白1（NOD1）和NOD2 是導(dǎo)致DN炎癥的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的關(guān)鍵成員。高葡萄血濃度增加了系膜細(xì)胞中NOD1 和NF-κB 的表達(dá)，然而NOD1 抑制劑ML130 降低了炎癥反應(yīng)。此外，高血糖激活了腎小球血管內(nèi)皮細(xì)胞中NOD2 的表達(dá)，從而以MEK/ERK 介導(dǎo)的方式促進(jìn)了內(nèi)皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化[25]。

NLRP 家族含有pyrin 結(jié)構(gòu)域的蛋白（NLRP），由NLRP1、NLRP3、NLRP6 和NLRC4 組成，它們是不同炎癥小體的關(guān)鍵成分。炎癥小體與代謝紊亂相關(guān)，如糖尿病、肥胖癥和動(dòng)脈粥樣硬化等。其中，NLRP3 炎性體的激活參與了DN 中炎癥反應(yīng)的產(chǎn)生和持續(xù)炎癥。另外，高血糖會(huì)增加NLRP3 的表達(dá)并激活Caspase-1，從而誘導(dǎo)IL-1β 和IL-18 的釋放。在糖尿病小鼠中，阻斷NLRP3 基因后改善了腎功能和炎癥以及Smad3 信號(hào)通路的激活[25，26]。

4.2 Toll 樣受體 Toll 樣受體（TLR），尤其是TLR2 和TLR4 在DN 中的重要作用。TLRs 通過(guò)NF-κB 信號(hào)通路誘導(dǎo)腎損傷和纖維化。因此，減少與TLRs 相關(guān)的炎癥反應(yīng)可能為糖尿病腎病提供新的治療方法。在晚期DN 小鼠模型中，給予TLR4 拮抗劑CRX526可顯著降低白蛋白尿、血尿素氮、腎小球肥大、腎小球硬化和腎小管間質(zhì)損傷[25]。

4.3 NF-κB NF-κB 是一種普遍存在的轉(zhuǎn)錄因子，可調(diào)節(jié)趨化因子、細(xì)胞因子和粘附分子的表達(dá)。目前可通過(guò)靶向受體、上游激活激酶、蛋白質(zhì)降解、銜接分子、核易位和DNA 結(jié)合等方法抑制NF-κB 的表達(dá)。研究表明[26]，抑制NF-κB 在DN 相關(guān)的病理生理過(guò)程具有潛在的有益作用。如Celastrol 是NF-κB 抑制劑，可改善胰島素抵抗、體重、腎損傷、促炎細(xì)胞因子水平和系膜基質(zhì)細(xì)胞擴(kuò)大[27]。

5 新型糖尿病藥物在DN 中的抗炎作用

鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（SGLT2）抑制劑可減少腎小管對(duì)葡萄糖的重吸收。有證據(jù)表明[28]，新型的口服降糖治療改善了2 型糖尿病患者的腎損傷。臨床試驗(yàn)表明，SGLT2 抑制劑（SGLT2i）對(duì)DN 的炎癥反應(yīng)具有抗炎作用。如達(dá)格列凈可降低腎臟巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，減少炎癥因子，改善腎功能[29]。在臨床領(lǐng)域，已經(jīng)開(kāi)展了一些關(guān)于SGLT2i 在糖尿病患者中的作用研究，且其效果得到臨床認(rèn)可。Hiruma S等[30]對(duì)CVD 高風(fēng)險(xiǎn)的T2DM 患者進(jìn)行研究，結(jié)果顯示予以恩格列凈治療可降低DN 的發(fā)生率和腎功能的損傷。另有研究表明[31]，經(jīng)二甲雙胍和卡格列凈治療后，患者TNFR1、IL-6、金屬蛋白酶7 和纖連蛋白1水平降低。因此，SGLT2i 有助于逆轉(zhuǎn)與炎癥、細(xì)胞外基質(zhì)更新和纖維化相關(guān)的分子過(guò)程。此外，二肽基肽酶4 抑制劑（DPP4i）對(duì)糖尿病腎病的保護(hù)作用也已得到證實(shí)。其中，西格列汀具有腎保護(hù)作用，包括抗氧化、脂毒性介導(dǎo)的炎癥和抗纖維化作用[32]，其在治療T2DM 方面具有顯著效果。GLP-1 受體激動(dòng)劑可增強(qiáng)葡萄糖依賴(lài)性胰島素合成和分泌、β 細(xì)胞增殖、抑制β 細(xì)胞凋亡、延遲胃排空和通過(guò)減輕體重的飽腹效應(yīng)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)食欲，并通過(guò)飽腹感影響食欲與減輕體重，從而控制肥胖和T2DM 患者的代謝，還可減少白蛋白尿和組織學(xué)腎損傷，并下調(diào)與炎癥相關(guān)的基因（NF-κB、TNF-α、MCP-1）[33]?？傊?，這些新型抗糖藥物對(duì)糖尿病患者心血管和腎臟并發(fā)癥的治療提供了更多選擇。

6 總結(jié)與展望

DN 是導(dǎo)致CKD 及ESRD 的主要原因之一。目前糖尿病患者的治療方法包括控制血糖、膽固醇和高血壓，但對(duì)ESRD 和心血管風(fēng)險(xiǎn)提供不完全的保護(hù)。因此，迫切需要對(duì)DN 患者應(yīng)用更有效的治療方法?？傊?，新興的DN 治療方法集中于調(diào)節(jié)控制DN功能和結(jié)構(gòu)異常的炎癥通路上，如控制某些趨化因子及其受體、細(xì)胞因子、NF-κB、NOD1、NOD2、NLRP3 炎性小體、TLR4 和TLR2 通路可有效減緩DN的發(fā)展。此外，巴瑞替尼和卡那單抗在DN 患者治療中取得了良好的效果。盡管最近SGLT2i 和GLP-1 RA 的臨床試驗(yàn)已經(jīng)對(duì)DN 患者產(chǎn)生了有益的影響，但其他特定的抗炎作用需要進(jìn)一步研究，使患者可以從中受益。