促紅細胞生成素與腎損傷的研究進展

姜 丹，許春花

(延邊大學附屬醫院兒科，吉林 延吉 133000)

腎損傷是一種由諸多因素引起的腎功能快速下降而出現的一系列臨床綜合征，其病因復雜，發病率高，是腎臟病的一種常見急危重癥。腎臟損傷，尤其是急性腎損傷(acutekidneyinjury，AKI)其病發機制多樣，病死率高。當前對腎臟疾病的診斷及治療取得了一定的研究進展，但對腎損傷仍缺乏有效的特異性治療。相關文獻[1]顯示促紅細胞生成素(erythropotin，EPO)對腎臟具有保護作用，可以抑制腎小管損傷，緩解腎臟組織和結構的功能損失。本研究經過本院醫學倫理委員會同意，就EPO在腎損傷的臨床治療可行性及相關研究進展展開綜述。

1 腎損傷發病機制

腎損傷以腎功能喪失為最大特點，腎臟功能持續喪失可引起血液循環異常、腦細胞供氧不足、動脈粥樣硬化等全身各個系統的相關性疾病。腎臟缺血及腎毒性物質均可導致腎臟結構和功能的損害，當腎臟血流灌注不足、血壓過低超過自我調節能力時腎小球濾過率(GFR)即會下降，而腎臟發生缺血/再灌注(I/R)損傷時可損傷腎小管上皮細胞，刺激血管收縮，導致管內壓增高，損害腎自主調節功能。受損的上皮細胞產生炎癥介質(IL-6、IL-8、TNFα、MCP-1、RANTES等)使內皮細胞產生炎癥反應，炎癥反應又使腎組織進一步損傷，GFR持續下降，腎功能逐漸衰竭，如此惡性循環導致腎臟無法代償，形成無法逆轉的損耗。

2 EPO和促紅細胞生成素受體(EPO-R)的表達

EPO是一種由腎皮質近曲小管管周細胞分泌的由165個氨基酸組成的糖蛋白[2],分子量為34kda。其首要生理功能便是增進紅細胞的生成及釋放。然而，相關研究[3]表明EPO還具有抑制凋亡細胞死亡、刺激細胞再生、抑制有害途徑和促進恢復等額外的非造血作用，其功能的發揮主要依賴于EPO-EPOR的基因表達。經典的EPO-EPOR信號轉導理論[4]認為：EPO和EPOR聯合會激活JAK2產生磷酸化，然后磷酸化的JAK2經由信號傳導子及轉錄激活子(STAT)通路、磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)-AKT通路、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路、核因子κB(NF-κB)等途徑完成EPOR的激活，激活的EPO-EPOR具備抗凋亡、抗炎癥作用。

2.1EPO抑制細胞凋亡：細胞凋亡是多基因嚴格監控下進行的病理生理反應，其凋亡程序與BCL家族、抑癌基因P53等有著密不可分的關系。Ruscher等通過使用(PI3K)抑制劑LY294002降低了EPO誘導的細胞保護作用并促進凋亡BCL家族成員Bad的磷酸化，當腎小管細胞釋放促紅細胞生成素，激活EPO受體，繼而激活JAK-2，從而激活PI3K，PI3K-AKT通路介導的磷酸化可抑制細胞凋亡[5]。EPO介導的細胞內信號轉導在STAT轉錄因子中，STAT5是JAK2磷酸化最顯著的底物，而磷酸化STAT3和STAT1僅見于某些細胞中。Han-Tan等[6]研究證實EPO降低了凋亡指數的表達水平，激活了JAK2-STAT通路，活化的STAT進入細胞核后會產生大量的抗凋亡蛋白，抑制線粒體釋放細胞色素C，發揮EPO的抗凋亡作用。EPO的抗凋亡作用是多通路多途徑的，最新研究[7]提出EPOR基因的敲減可能早于EPO發揮作用，EPO及EPOR基因下調使斑馬魚胚胎的腎臟凋亡細胞及壞死細胞增多，所以阻止EPO基因下調有可能會成為醫治腎臟疾病的新方向。

2.2EPO的炎癥調節作用：腎臟發生損傷實際上是一種炎癥反應，當腎臟血液灌注不足，損傷血管內皮，機體就會釋放補體、細胞因子、活性氧等炎癥因子，致使腎臟發生炎癥及血管損傷。EPO是細胞保護性多功能激素[8]，可以通過下調血管內皮生長因子(VEGF)，激活誘導型一氧化氮合酶(iNOS)的表達，從而刺激腎小管細胞再生。StoyanoffTania等通過免疫組織化學和Western印跡法，評估EPO-R、血管內皮生長因子系統(VEGF/VEGFR-2)、誘導型一氧化氮合酶和磷酸化的核因子-κB(NF-κB)與腎損傷的實驗[9]中，證實了EPO可通過VEGF過度表達、上調fvegf/VEGFR2、抑制iNOS的活性和NF-κB表達的減少，從而改善腎臟微血管損傷，發揮腎保護作用。

腎臟發生缺血性損害，再重新得到血液灌注，有可能會加重腎組織結構功能障礙，甚至發生不可逆性損傷，當發生缺血/再灌注損傷時，EPO可在一定程度上減少這種損傷。目前已經明確EPO可以減少心肌I/R損傷，降低腦細胞I/R炎癥[10]，通過EPO預處理對再灌注損傷的保護作用研究[11]。我們知道EPO可以提高循環內皮祖細胞的水平，有助于EPO在I/R動物模型中的有益作用，目前尚不清楚這種機制是保護腎臟免受I/R損傷，還是促進急性缺血事件后腎功能的恢復，但結果支持EPO可保護腎臟，減輕缺血/再灌注損傷。對EPO減輕腎I/R損傷的作用機理開展深入探討，進一步明確相關機制，可對腎臟缺血/再灌注損傷的治療提供重要幫助。

3 EPO在慢性腎衰竭的作用

除了急性腎損傷，慢性腎衰竭(chronic renal failure，CRF)也是腎臟疾病中不可忽視的危重癥，慢性腎臟病(CKD)是囊括了水、電解質代謝紊亂及蛋白質、脂類代謝紊亂和全身各系統癥狀的綜合征。CRF患者由于腎組織分泌EPO降低，導致不同程度的腎性貧血(Renal anemia，RA)，如不及時治療會導致心血管疾病、認知障礙等一系列并發癥的出現。EPO最主要的作用就是刺激紅細胞生成,對骨髓中的紅系祖細胞(EPCs)起主要作用，而通過外源性EPO的使用可保護腎臟，極大程度上糾正貧血。而重組人促紅細胞生成素(rhEPO)技術的發展，使腎性貧血獲得了有效的治療，過去30多年rhEPO作為一種有效的抗貧血藥物的連續使用[12]，現在rhEPO仍然是治療CKD相關貧血的最佳治療方案。但EPO細胞內促進內源性促紅細胞生成素表達的靶點將更加具有吸引力。

4 EPO在腎臟纖維化(renal fibrosis)的作用

對于一些CKD[13]而言，隨著病情發展，會出現腎臟間質纖維化及腎小球硬化，大量的細胞外基質(ECM)異常沉積，導致腎小球濾過率下降，造成腎實質逐漸硬化，進展為終末期腎病(ESRD)，直至腎臟完全失去生理功能。而促紅細胞生成素產生細胞(REPs)[14-15]在逆轉腎臟纖維化過程中發揮著重要作用，腎組織纖維化、功能衰竭讓靜息狀態下的REPs轉換為活化狀態，促進腎臟分泌EPO，但活化的REPs會促進肌成纖維細胞的REPs(MF-REPs)合成更多的ECM，加速腎臟纖維化。EPO治療腎損傷可以影響細胞因子表達、減少炎癥反應，但是否可以抑制REPs活化，較少細胞外膠原的積聚，從而減輕腎間質纖維化，發揮腎保護作用，目前仍缺乏相關研究結果。

綜上所訴，EPO與腎損傷的病理生理過程息息相關，EPO-EPOR通路產生的抗凋亡作用及抗炎作用可在一定程度上阻止腎損傷的發生與發展，外源性予以EPO可能會較少REPs的活化，進而抑制腎纖維化。EPO在治療腎損傷上有其獨特的機理，但確切的作用機制目前尚未得到有效證實。進一步研究EPO與腎損傷的關系，可以為臨床疾病的診斷及治療提供有價值的幫助，解決目前腎損傷缺乏特異性治療的困擾，促紅細胞生成素有望成為治療腎臟疾病的新靶點。