移植腎纖維化的診斷和治療優(yōu)化方案

王浩鈞 孫澤家 王瑋

慢性移植物功能障礙是同種異體移植腎中發(fā)生的纖維化、血管和腎小球損傷的組織學(xué)描述，其組織學(xué)特征是間質(zhì)纖維化和腎小管萎縮，是同種異體移植腎丟失的主要原因之一[1]。盡管過去二十年急性排斥反應(yīng)的發(fā)生率有所下降，但同種異體移植物的長期存活率尚未明顯改善[2-3]。纖維化在許多腎臟病理狀態(tài)中普遍存在，但在同種異體移植腎中尤其突出[4]，在腎移植手術(shù)后，特別是早期階段，纖維化往往迅速發(fā)展，這導(dǎo)致隨后的同種異體移植腎功能障礙甚至失功[5]。因此，提高移植腎長期存活率仍然是腎移植受者和醫(yī)療界共同面臨的挑戰(zhàn)。

1 移植腎纖維化的流行病學(xué)特點和病因

腎小管間質(zhì)纖維化的嚴(yán)重程度與腎功能高度相關(guān)，并且與腎小管萎縮有很強的關(guān)聯(lián)，腎纖維化的程度是大多數(shù)腎病進(jìn)展的最佳預(yù)測指標(biāo)。因此，腎小管間質(zhì)纖維化/腎小管萎縮以前被包括在慢性移植腎病變這一術(shù)語中，在移植腎中很常見[6]。在腎移植術(shù)后1年內(nèi)，腎小管間質(zhì)纖維化/腎小管萎縮可在25%的移植腎中檢測到[7]，在2～5年內(nèi)約65%[5]，在移植后10年內(nèi)達(dá)90%[5]，但是中度或重度纖維化可能較少見（5年內(nèi)為17%）[8]。無腎小管間質(zhì)纖維化/腎小管萎縮受者的10年移植物存活率為95%，而有腎小管間質(zhì)纖維化/腎小管萎縮和移植血管病變的患者僅為41%[9]。腎小管間質(zhì)纖維化/腎小管萎縮區(qū)域間質(zhì)炎癥程度與移植物存活率之間存在很強的相關(guān)性。間質(zhì)炎癥越嚴(yán)重，移植物的存活率越低[10]。Shimizu 等[11]的研究表明，排斥反應(yīng)會導(dǎo)致30%～40%的腎移植受者出現(xiàn)腎小管間質(zhì)纖維化/腎小管萎縮，對同種異體移植腎功能的惡化有顯著影響。

據(jù)既往研究報道，caveolin-1 和SHROOM3 等基因多態(tài)性推動腎纖維化的形成并增加同種異體移植腎失敗的風(fēng)險，提示遺傳因素在腎移植纖維化的探索中十分重要[12-13]。Liu 等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-33 的基因多態(tài)性rs10975519 與移植腎纖維化發(fā)展相關(guān)。這一過程可能與IL-33 誘導(dǎo)的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）和p38 絲裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）信號通路的持續(xù)激活有關(guān)。IL-33 可以調(diào)節(jié)骨髓成纖維細(xì)胞積聚、炎癥細(xì)胞浸潤以及細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)，在缺血-再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury，IRI）誘導(dǎo)的腎纖維化的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用[15]。因此，IL-33 可能通過多種途徑影響移植腎纖維化的形成。

多項研究表明醛固酮在推動腎間質(zhì)纖維化中發(fā)揮重要作用[16-17]，Yuan 等[18]的研究發(fā)現(xiàn)，醛固酮通過上調(diào)同種異體移植炎癥因子1（allograft inflammatory factor 1，AIF-1）的表達(dá)加速腎間質(zhì)纖維化，具體機制可能涉及蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）和氧化應(yīng)激信號傳導(dǎo)。醛固酮還可以通過激活鹽皮質(zhì)激素受體和上調(diào)轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β1表達(dá)，誘導(dǎo)M1 型巨噬細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致腎纖維化[19-20]。細(xì)胞通訊網(wǎng)絡(luò)因子 2（cellular communication network factor 2，CCN2）過度表達(dá)與DNA 損傷反應(yīng)相關(guān)，進(jìn)而導(dǎo)致移植腎的腎功能喪失和腎小管間質(zhì)纖維化[20]。

他克莫司構(gòu)成了實體器官移植術(shù)后大多數(shù)免疫抑制方案的基礎(chǔ)，但由于其可引起不可逆性腎損傷（特征為腎纖維化），他克莫司的使用受到限制[21]。Ume 等[22]的研究發(fā)現(xiàn)，他克莫司在腎成纖維細(xì)胞中抑制鈣調(diào)神經(jīng)酶/活化T 細(xì)胞核因子軸，同時誘導(dǎo)TGF-β1配體的分泌和受體激活。這導(dǎo)致異常的TGF-β受體激活，進(jìn)一步刺激Smad 介導(dǎo)的肌纖維細(xì)胞標(biāo)志物的產(chǎn)生，加速成纖維細(xì)胞到肌纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)換。這一特征在他克莫司誘導(dǎo)的腎纖維化中表現(xiàn)為促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的擴張。這些研究結(jié)果還確認(rèn)了腎成纖維細(xì)胞到肌纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)換的過程是通過TGF-β 依賴機制介導(dǎo)。在另一項研究中，他克莫司上調(diào)DNA 損傷激活的非編碼RNA（noncoding RNA activated by DNA damage，NORAD）與微小RNA（microRNA，miRNA，miR）-136-5p 競爭，導(dǎo)致miR-136-5p 表達(dá)減少，進(jìn)而激活TGF-β1/Smad3 通路，最終導(dǎo)致腎纖維化加重[23]。此外，在先前的研究中，通過深度測序發(fā)現(xiàn)，miR-21a-5p 在具有腎小管間質(zhì)纖維化/腎小管萎縮跡象的腎移植受者的活組織檢查（活檢）中顯著升高[24]，提示miR-21a-5p 參與了腎纖維化的發(fā)展過程。

管周毛細(xì)血管（peritubular capillary，PTC）網(wǎng)絡(luò)的破壞以及這種網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)行性喪失，是導(dǎo)致慢性腎小球腎炎中間質(zhì)纖維化和移植物功能障礙的重要因素，也可能在慢性腎病的發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用[25]。這種網(wǎng)絡(luò)的破壞導(dǎo)致腎小球周圍的氧供應(yīng)不足和毒素積聚，從而引發(fā)炎癥反應(yīng)和纖維化過程。TGF-β1信使RNA（messenger RNA，mRNA）表達(dá)與腎移植物間質(zhì)纖維化之間顯著關(guān)聯(lián)。TGF-β1是參與組織修復(fù)的細(xì)胞因子級聯(lián)中的重要成員，并且有大量的數(shù)據(jù)支持其成纖維性特性[26-27]。年齡相關(guān)的CpG 位點的甲基化狀態(tài)與腎小球硬化（34.4%）、間質(zhì)纖維化（0.9%）和移植物功能相關(guān)，但與腎小管萎縮和動脈硬化無關(guān)[28]。表觀基因組的廣泛關(guān)聯(lián)研究表明，腎臟衰老的表觀遺傳學(xué)變化與腎小球和間質(zhì)的進(jìn)行性纖維化之間存在關(guān)聯(lián)。

值得注意的是，急性排斥反應(yīng)不會增加移植腎活檢腎小球中纖維化相關(guān)基因的表達(dá)[29]。這表明急性排斥反應(yīng)引起的炎癥反應(yīng)和損傷可能與纖維化過程的直接關(guān)聯(lián)較弱，而纖維化往往是由長期慢性損傷和炎癥反應(yīng)逐漸發(fā)展而來。供者腦死亡、IRI、排斥反應(yīng)、感染和慢性同種異體移植物功能障礙等多種因素可能會誘發(fā)腎移植中的炎癥狀態(tài)。炎癥狀態(tài)的另一個主要后果是慢性缺氧的發(fā)展，通過IL-1、IL-6、血管緊張素Ⅱ和TGF-β 的介導(dǎo)，可引起細(xì)胞外基質(zhì)過度積累，從而破壞和取代功能性腎實質(zhì)，導(dǎo)致間質(zhì)纖維化和慢性同種異體移植功能障礙[30]。研究發(fā)現(xiàn)，冷缺血時間較長、移植物功能延遲恢復(fù)、24 h 高蛋白尿水平以及較高的平均血液鈣調(diào)磷酸酶水平是導(dǎo)致腎移植受者出現(xiàn)間質(zhì)纖維化和腎小管萎縮等移植物功能不良的主要危險因素[31]。IRI 后自發(fā)進(jìn)行性腎小管間質(zhì)纖維化是由長期未解決的 DNA 損傷反應(yīng)演變而來的細(xì)胞衰老驅(qū)動的[20]。更深入的研究這些關(guān)鍵因子的調(diào)控機制將有助于我們加深對纖維化過程的理解，并為開發(fā)針對腎纖維化的治療策略提供新的思路。

2 移植腎纖維化的診斷

移植腎穿刺活檢依然是診斷移植腎纖維化的金標(biāo)準(zhǔn)[32]。根據(jù)Banff 2019 標(biāo)準(zhǔn)，慢性排斥反應(yīng)典型的病理學(xué)特點：移植腎血管內(nèi)膜、管壁平滑肌和纖維母細(xì)胞明顯增生，管壁呈同心圓狀明顯增厚，典型時出現(xiàn)“洋蔥皮樣”外觀，最終導(dǎo)致管腔部分或完全阻塞，腎實質(zhì)缺血壞死、萎縮及纖維化。然而，需要注意的是，纖維化的程度和病理表現(xiàn)可能會因個體差異而有所不同。因此，綜合臨床癥狀、病史和其他檢查結(jié)果，結(jié)合移植腎穿刺活檢，可以更準(zhǔn)確地確診移植腎纖維化，并制定相應(yīng)的治療方案。常見的臨床合并癥狀及檢驗結(jié)果包括：（1）進(jìn)行性的腎功能下降，腎功能的惡化會導(dǎo)致血清肌酐升高、尿量減少以及貧血等；（2）蛋白尿，纖維化進(jìn)程會導(dǎo)致尿中蛋白質(zhì)的丟失，進(jìn)而引發(fā)蛋白尿；（3）高血壓，由于移植腎血管的受損，腎臟血流減少，進(jìn)而引發(fā)高血壓；（4）水、鈉潴留，腎功能低下會導(dǎo)致體內(nèi)水、鈉潴留，患者可能出現(xiàn)水腫等癥狀。

影像學(xué)方法是檢測纖維化的替代或補充方法。目前，超聲對于纖維化的檢測尚不具有說服力。Olson 等[33]的研究表示CT 檢查可以取代腎活檢來評估腎纖維化，能夠早期、快速識別，還可以降低成本并提高治療腎纖維化的安全性，但是還需要更多的研究來驗證，目前診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”依然是腎活檢。此外，MRI 在腎纖維化診斷中的應(yīng)用也被多項研究證明，多參數(shù)MRI 診斷腎纖維化具有臨床實用性[34-35]。除了超聲、CT 和MRI 之外，還有其他影像學(xué)檢查可用于移植腎纖維化的診斷。彩色多普勒超聲結(jié)合超聲波技術(shù)可以評估移植腎的血流情況，檢測血管狹窄、血栓形成等異常。聲脈沖輻射彈性成像和瞬時彈性超聲是針對組織硬度測量的方法，可評估移植腎的彈性特性，從而確定纖維化程度。這些影像學(xué)檢查提供非侵入性和定量化的纖維化評估，對于移植腎纖維化的診斷具有重要意義。具體的選擇應(yīng)基于醫(yī)師的判斷和可用設(shè)備的情況[36]。

血漿或尿液標(biāo)本中的量化生物標(biāo)志物對于評估纖維化程度具有重要價值。雖然已發(fā)現(xiàn)許多生物標(biāo)志物可反映腎功能或預(yù)測腎小球濾過率下降，但它們與腎纖維化的直接關(guān)聯(lián)尚未確立。在此方面，Huang 等[37]總結(jié)了與經(jīng)活檢確認(rèn)的腎纖維化相關(guān)的血液或尿液生物標(biāo)志物。這些生物標(biāo)志物可能有助于早期診斷移植腎纖維化，及時調(diào)整治療方案，然而目前關(guān)于移植腎纖維化的生物標(biāo)志物研究仍然處于探索階段，尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。需要大規(guī)模、多中心的臨床研究，以驗證和確立有效的生物標(biāo)志物，便于臨床應(yīng)用。

光學(xué)組織透明化方案與先進(jìn)光學(xué)顯微鏡的結(jié)合使得整個器官的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的3D 成像和分析成為可能。已有研究顯示了其在檢測患病腎臟中的多層結(jié)構(gòu)和腎移植活檢中的價值[6]。其他診斷方式包括miRNA、mRNA 等分子生物學(xué)診斷[38]。醫(yī)師需根據(jù)具體情況來選擇合適的檢查方法，以提高移植腎纖維化的早期診斷率，從而延長移植物的存活時間。

3 移植腎纖維化的治療策略

約有2/3 的纖維化在移植術(shù)后第1年內(nèi)就開始出現(xiàn)，其中間質(zhì)纖維化的程度超過了腎小管萎縮[39]。這表明早期間質(zhì)纖維化不僅僅與腎小管損傷速率有關(guān)，還涉及IRI 和直接免疫介導(dǎo)機制引起的間質(zhì)損傷。治療移植腎纖維化的策略旨在減緩纖維化的進(jìn)展、保護腎功能以及延長移植腎的存活時間。

3.1 對癥支持治療

對于早期腎纖維化及輕度纖維化患者，針對其臨床癥狀常用的藥物包括抗高血壓藥物、調(diào)脂藥物、抗貧血藥物、抗凝藥物等。這些藥物可以控制血壓、改善血液循環(huán)，減少腎臟負(fù)擔(dān)，從而減緩腎纖維化進(jìn)程。

3.2 免疫抑制藥調(diào)整

為了減少排斥反應(yīng)和防止移植腎纖維化的進(jìn)展，需要根據(jù)患者的具體情況，調(diào)整免疫抑制藥的劑量、種類或聯(lián)合應(yīng)用其他免疫調(diào)節(jié)藥物。急性腎小管壞死被認(rèn)為是慢性移植物功能障礙的預(yù)測因素，而使用嗎替麥考酚酯可能具有保護作用[5]。mTOR 是一種絲氨酸-蘇氨酸激酶，最近研究表明，mTOR 信號傳導(dǎo)在組織纖維化（包括慢性腎?。┑恼{(diào)節(jié)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用[40]。在接受mTOR 抑制劑治療的腎移植受者中，其移植腎功能保留的部分原因為mTOR 抑制劑通過調(diào)節(jié)mTOR 通路改善間質(zhì)纖維化[41]。在使用鈣調(diào)磷酸酶抑制劑（calcineurin inhibitor，CNI）預(yù)防排斥反應(yīng)的同時，也會造成不可逆損傷，如血管內(nèi)出現(xiàn)纖維化病變（小動脈透明變性）、腎小球硬化以及腎小管間質(zhì)纖維化[42]。進(jìn)而有研究表明mTOR 抑制劑（如西羅莫司）具有減輕他克莫司誘導(dǎo)的大鼠腎間質(zhì)纖維化的潛力，由于依維莫司對他克莫司引發(fā)的腎纖維化表現(xiàn)出保護作用，因此在移植或其他治療方案中與他克莫司聯(lián)合使用可能具有治療優(yōu)勢[43]。此外，貝拉西普（belatacept）、vidofludimus以及FR276457 等新型免疫抑制藥不僅適用于自身免疫性疾病的治療，還有望在器官移植領(lǐng)域發(fā)揮作用，并在減緩移植腎間質(zhì)纖維化方面顯示出巨大潛力[38]。

3.3 抗纖維化治療

使用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑或血管緊張素受體阻斷劑來阻斷腎素-血管緊張素系統(tǒng)，以預(yù)防腎移植術(shù)后的間質(zhì)纖維化和腎小管萎縮[31]。抑制CCN2 可以減輕IRI 引起的急性腎損傷，減少DNA 損傷，并降低隨后的DNA 損傷修復(fù)和纖維化過程[20]。Barrera-Chimal 等[44]的研究表明，新型非甾體類鹽皮質(zhì)激素受體拮抗劑非奈利酮對于小鼠在雙側(cè)腎臟IRI 后誘導(dǎo)的慢性功能障礙和纖維化具有保護作用[44]。此外，鈉-葡萄糖轉(zhuǎn)運體2 抑制劑可通過促進(jìn)血管內(nèi)皮生長因子依賴途徑來減輕腎損傷引起的纖維化[45]。內(nèi)皮素受體A 拮抗劑在一定程度上能阻滯內(nèi)皮素的促腎纖維化效應(yīng)[46]。TGF-β 是一把雙刃劍，既有促纖維化作用，又有抗纖維化的作用[6]。一項研究表明，骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）可抑制TGF-β 信號傳導(dǎo)，口服BMP 激動劑（THR-123）通過BMP 受體激活素樣激酶3 發(fā)揮作用，可減輕小鼠模型的腎纖維化[47]。作為E 盒結(jié)合鋅指蛋白（zinc finger E-box binding protein，Zeb）家族的轉(zhuǎn)錄因子，Zeb2 可調(diào)節(jié)TGF-β 信號通路，在急性腎損傷進(jìn)展為慢性腎病的發(fā)病機制中調(diào)節(jié)纖維化途徑[48]，抑制Zeb2 可能是腎纖維化的潛在治療策略。

3.4 干細(xì)胞治療

干細(xì)胞治療是一種新興的治療方法，由于其免疫調(diào)節(jié)、抗炎和抗纖維化特性，間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cell，MSC）正在成為一種有效的細(xì)胞療法，可治療多種纖維化疾病[49]。MSC 輸注似乎對腎臟再生有效，未來可能會成為腎缺血后纖維化患者的革命性治療方法[50]。此外，脂肪來源的MSC（adipose-derived MSC，AMSC）也被用于治療腎纖維化。研究表明，AMSC 可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)變，從而減輕腎臟中的炎癥反應(yīng)。此外，AMSC 還可以釋放生長因子和細(xì)胞外囊泡，有助于減緩腎纖維化的進(jìn)程[51]。但初步研究結(jié)果顯示AMSC 治療在改善腎纖維化方面具有潛力，具體機制仍需進(jìn)一步探索。

3.5 基因治療

基因治療旨在通過修復(fù)、替換、添加或抑制特定基因來糾正或緩解纖維化的進(jìn)展[52]。許多miRNA 與腎小管間質(zhì)纖維化/腎小管萎縮有關(guān)，基于序列特異性的小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）已在腎移植領(lǐng)域得到應(yīng)用，用以針對特定的mRNA 轉(zhuǎn)錄物進(jìn)行消除[53]。在Tang 等[53]的研究中，靶向p65 和Snai1 的siRNA 通過下調(diào)腎小管Pp65 和Snai1 的表達(dá)減輕小管間質(zhì)炎癥和纖維化，顯著改善IRI 和單側(cè)輸尿管梗阻誘導(dǎo)的腎損傷，進(jìn)一步緩解缺血性急性腎損傷的慢性進(jìn)展?；罨疶 細(xì)胞核因子（nuclear factor of activated T cell，NFAT）是一類在免疫細(xì)胞中主要表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子，參與細(xì)胞因子基因和其他對免疫反應(yīng)至關(guān)重要的基因的轉(zhuǎn)錄。使用NFAT 肽抑制劑11R-VIVIT 可抑制腎小管上皮細(xì)胞中的NFAT2 激活，為預(yù)防腎纖維化提供了一種有前途的新治療策略[54]。

3.6 其他治療

拉德米爾森是一種靶向miR-21 的藥物。研究證明，促纖維化通路TGF-β1/Smad3 能促進(jìn)miR-21 的表達(dá)。抑制miR-21 可以提高Alport 小鼠的存活率，并減少腎小球硬化、間質(zhì)纖維化、腎小管損傷和炎癥。吡非尼酮相關(guān)研究表明，其可抑制TGF-β 的表達(dá)以及下游促纖維化通路的激活。迄今為止規(guī)模最大的關(guān)于吡非尼酮治療腎纖維化的研究目前正在進(jìn)行第二階段試驗，通過使用影像學(xué)和尿液標(biāo)志物評估腎纖維化的程度，將決定吡非尼酮是否能在臨床實踐中應(yīng)用于腎纖維化的治療[46]。麻醉領(lǐng)域廣泛使用的惰性氣體氙氣（Xe）顯示出潛在的益處。研究表明，氙氣可以減輕移植腎IRI，并減少腎小管細(xì)胞的凋亡和炎癥反應(yīng)。此外，氙氣還可抑制T 淋巴細(xì)胞的浸潤和減少間質(zhì)纖維化[55]。這些治療方法的研究和臨床試驗為腎纖維化的治療提供了新的希望，但仍需要進(jìn)一步的研究來驗證其安全性和有效性。

4 小結(jié)與展望

移植腎纖維化是移植腎術(shù)后的嚴(yán)重并發(fā)癥，對患者預(yù)后產(chǎn)生顯著影響。然而，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和對纖維化病理機制了解的加深，移植腎纖維化治療方案不斷優(yōu)化。早期診斷和密切監(jiān)測對纖維化干預(yù)和治療調(diào)整至關(guān)重要，及時治療可以更好地控制和減輕纖維化進(jìn)展，延長移植腎存活時間。靶向miR-21、吡非尼酮和氙氣等新策略顯示了治療纖維化的潛力，但仍需更多研究驗證其安全性和有效性。盡管存在挑戰(zhàn)，隨著研究和實踐的進(jìn)展，有望開發(fā)更準(zhǔn)確、個體化的治療策略，改善移植腎纖維化受者的預(yù)后和生活質(zhì)量。