腸-腎軸在新月體腎炎發病機制中的研究進展

尹歡歡，施瀟瀟，陳麗萌

(中國醫學科學院 北京協和醫學院 北京協和醫院 腎內科， 北京 100730)

新月體腎炎(crescentic glomerulonephritis, CreGN)是指腎臟病理中超過50%的腎小球出現大新月體(新月體面積超過腎小球面積的50%)，臨床表現為急進性腎小球腎炎綜合征，具體包括進行性少尿、腎功能惡化和貧血等，多快速進展為腎衰。其發病主要與免疫反應相關，但具體機制并不完全清楚。近期證據表明，腸道和腸道菌群在包括CreGN[1]在內的多種免疫相關腎臟病中發揮重要作用。腸道與腎臟之間的緊密關系被稱為“腸-腎軸”，并廣受關注[2]。本文對“腸-腎軸”參與CreGN發病的新進展進行綜述。包括腸道菌群可促進輔助性T 細胞17(T helper cell 17，Th17)等淋巴細胞亞群增殖及募集到腎臟，影響腎內免疫應答；通過分子模擬破壞免疫耐受，觸發CreGN異常的自身免疫反應等。

1 新月體腎炎的免疫致病機制

根據腎臟免疫病理可將CreGN主要分為3型，包括抗腎小球基底膜(glomerular basement membrane，GBM)病(Ⅰ型)、免疫復合物型(Ⅱ型)和寡免疫復合物型(Ⅲ型)。目前認為抗GBM病主要是由體液免疫引起。特異性抗體攻擊GBM和肺泡膜中Ⅳ型膠原α-3鏈的非膠原1域[α3-chain of type Ⅳ collagen，α3(Ⅳ)-NC1]，激活補體和免疫細胞，導致腎小球損傷[3]。近期證據表明，細胞免疫也在其中發揮重要作用，T細胞也可直接導致腎小球損傷[4]。另外，人類白細胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)基因與抗GBM病易感性高度相關[5]；并且疾病進程中存在免疫球蛋白G(immunoglobulin G，IgG)抗體亞型的轉換，均提示T細胞參與其中。Ⅱ型CreGN的特征是免疫復合物顆粒狀沉積于腎小球系膜區及毛細血管壁。多種疾病可導致Ⅱ型CreGN[6]，包括急性鏈球菌感染后腎小球腎炎、狼瘡性腎炎和IgA腎病等。Ⅲ型CreGN又稱抗中性粒細胞胞質抗體(anti-neutrophil cytoplasmic antibody，ANCA)相關腎小球腎炎，是ANCA相關血管炎 (ANCA-associ-ated vasculitis, AAV)的腎臟表現。經典的ANCA激活中性粒細胞是其核心發病機制。外來抗原可導致Th17細胞[7]和補體等途徑激活，形成大量ANCA。結合ANCA的中性粒細胞可黏附并穿透血管壁，釋放大量活性氧和水解酶，形成中性粒細胞胞外誘捕網，導致小血管損傷。盡管3種類型的CreGN具體病因不同，但最終都導致GBM損傷和新月體形成，且細胞免疫在其中發揮重要作用。目前CreGN的治療仍限于非特異性免疫抑制劑、細胞毒性藥物及血漿置換，其預后與診治是否及時有關。進一步闡明其發病機制，對改善預后具有重要意義。

2 腸道菌群與腸-腎軸

人的腸道內定居有100萬億個微生物組成的復雜群落，包括細菌、真菌、病毒及古細菌等，其中1 000多種細菌構成了腸道菌群。人一生中60%～70%的腸道菌群都相對穩定，但在受到飲食或生活方式改變、抗生素治療和胃腸道感染等因素影響時，可能導致腸道菌群失調，影響宿主的免疫反應和代謝過程，與多種疾病發生發展相關。

“腸-腎軸”常用來描述腸道與腎臟之間的緊密關系。腸道是人體最大的免疫器官，腸道相關淋巴組織(gut-associated lymphoid tissue，GALT)能夠不斷向腸上皮提供成熟的免疫細胞、產生細胞因子，并與腸道菌群相互作用，影響腸局部及全身的免疫反應[8]。目前已報道的與腸道菌群失調相關的腎臟病包括腎結石、腎移植排斥反應、IgA腎病、狼瘡性腎炎和CreGN等[1, 9-10]。其中腸道菌群可能通過擴增腎內T細胞亞群、腸源性代謝產物入血以及調節全身炎性反應等多種途徑來觸發和加重腎損傷[11-12]。盡管腸道菌群失調與腎臟疾病的因果關系并不明確，但現有證據表明腸道菌群失調可能加劇腎損傷。靶向腸道菌群是當前熱點研究方向，包括抗生素、益生菌、糞便移植等，但目前并無腎臟疾病患者獲益的明確臨床證據。

3 腸-腎軸與新月體腎炎

CreGN的發病與腸道菌群有關。腸道菌群失調導致的異常免疫反應可能加重腎損傷，而感染可能是這一異常免疫反應的重要誘發因素。

3.1 腸源性免疫細胞

細胞免疫在CreGN腎損傷中的作用近年內廣受關注。在CreGN患者的腎臟中，初期Th17細胞達到峰值[1]，之后輔助性T 細胞1(T helper cell 1，Th1)和調節性T細胞(regulatory T cells，Treg)逐漸增多。Th17分泌的細胞因子，如白細胞介素17A(interleukin，IL-17A)可直接導致腎組織損傷；Th17也可通過促進腎臟中趨化因子的表達，募集其他免疫細胞間接導致腎損傷[1]。與野生型小鼠相比，在IL-17A敲除小鼠中誘導CreGN，幾乎沒有新月體形成，腎內白細胞浸潤也明顯減少[13]。Treg是限制免疫反應的主要細胞，Th17/Treg失衡是導致慢性炎性反應的重要原因[14]。這些研究支持T細胞在CreGN發病中起關鍵作用，但浸潤到腎臟的T細胞的發育起源仍具有爭議。

腸道是腎內浸潤淋巴細胞(如Th17和Treg)的重要來源，提示腎內的細胞免疫與腸道菌群關系密切。首先，腸道是Th17最大的“儲備庫”，其發育依賴于腸道菌群。如分段絲狀桿菌可特異性促進Th17增殖[15]。其次，Th17的趨化因子CC型趨化因子配體20(CC chemokine ligand 20,CCL20)及CC型趨化因子受體6(CC chemokine receptor 6,CCR6)是GALT的重要成分，可能介導腸道免疫細胞遷移至腎臟。CCR6在腎小管上皮細胞和腎小球毛細血管內皮細胞均有表達，且在CreGN患者腎臟浸潤的B和T細胞中均為陽性[16]。CCR6可將Th17和Treg募集到腎臟，目前已有直接和間接證據證明腸道是這些腎內免疫細胞的來源之一[1]。在Kaede轉基因小鼠中誘導腎毒性腎炎(nephrotoxic nephritis，NTN)模型，進行光轉化后Kaede可標記腸道細胞，提示CCL20/CCR6將腸Th17通過血液循環募集到腎臟，加劇新月體形成、腎小管間質損傷和腎功能喪失。在無菌小鼠中用4種抗生素組合(氨芐青霉素、甲硝唑、新霉素和萬古霉素)處理小鼠后，腸道菌群缺失或被耗竭，腸Th17即相應減少，腎內Th17浸潤和腎組織損傷均顯著減輕。單獨使用萬古霉素治療NTN小鼠，可以選擇性地耗竭能促進腸Th17增殖的梭狀芽胞桿菌，減輕腎內中性粒細胞浸潤。用嚙齒類檸檬酸桿菌感染NTN小鼠，可擴增腸Th17，腎內中性粒細胞浸潤增加，加劇新月體形成和腎小管間質損傷。該研究證明腸道菌群可誘導腸Th17遷移到腎臟，參與腎內免疫，標記腸道細胞也為腸-腎軸的研究提供了新思路。

值得注意的是，對于上述學說也存在質疑。首先Kaede系統對小腸的光轉化率低于75%，且時間較短，不能證明腎內Th17完全來源于腸道。其次，驅動腸Th17遷移至腎臟的上游啟動信號仍不清楚，可能與腎臟局部趨化因子有關。另外，萬古霉素誘導特定腸道菌群變化從而改善CreGN進程可能是潛在的新療法，但能否減輕CreGN患者的腎損傷仍有待研究。

3.2 微生物感染與分子模擬

感染可能是觸發遺傳易感個體的自身免疫反應、導致CreGN的始動因素，其核心機制是分子模擬學說。分子模擬是指自身抗原與非自身抗原具有相同或類似的表位，導致非自身抗原刺激機體產生的免疫反應，直接作用于結構類似的自身抗原。比如肉毒梭菌肽可通過模仿T細胞表位導致嚴重的抗GBM病[17]。另一些微生物肽也可模擬α3(IV)NC1的關鍵表位。大多數抗GBM病患者的血漿中存在針對這些微生物肽的抗體[18]，并且微生物肽抗體陽性的患者血肌酐和新月體形成比例更高。分子模擬也是ANCA腎炎免疫機制的新突破。抗溶酶體膜蛋白-2(lysosomal membrane protein-2，LAMP)是ANCA新亞型[19]，與ANCA腎炎密切相關。腸革蘭陰性細菌鞭毛Fim H蛋白P72-80與人LAMP-2 P41-49具有100%高度同源性，提示Fim H入侵人體后啟動針對LAMP-2的自身免疫反應是ANCA腎炎的機制之一。由此可見，分子模擬機制可打破CreGN患者的免疫耐受，導致自身免疫反應。

腸道共生菌群是最大的非自身抗原庫。一些腸道革蘭陰性病原菌均存在Fim H，如大腸埃希菌屬、克雷伯菌屬和變形桿菌屬等[20]。因此，腸道菌群可能是分子模擬機制的重要的一環，對腸道微生物的異常免疫應答可能是觸發CreGN中自身抗體形成的初始步驟。但仍需更多和更深入的研究證實。

3.3 腸黏膜屏障損傷

腸道黏膜損傷給“腸-腎軸”參與CreGN腎損傷創造了條件。一方面，部分疾病可同時出現胃腸道和腎臟受累。除CreGN外，胃腸道血管炎也是AAV常見臨床癥狀，導致胃腸道出血和炎性反應，腸黏膜屏障破壞，腸道通透性增加[21]。另一方面，腸道菌群失調和腸道疾病可破壞腸黏膜屏障。例如腸道革蘭陰性菌產生的脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)，LPS[22]可破壞腸道上皮的緊密連接，引起腸道或全身炎性反應。其中LPS與CreGN自身免疫反應有關，LPS會以劑量依賴的方式明顯加重CreGN模型的腎小球損傷[23]。多種腸道疾病均可導致腸黏膜屏障受損，如炎性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)，是遺傳易感個體對腸道菌群的異常免疫應答所致。在218例IBD患者中，有32例(14.7%)為CreGN，且與ANCA是否陽性顯著相關[24]。盡管IBD并發CreGN的病理機制不清，但推測腸黏膜屏障損傷導致抗原甚至腸道細菌移位到腎臟是可能的病因。腸道菌群失調[25]、系統性疾病或腸道疾病所致的腸黏膜損傷，給細菌抗原和自身抗原發生交叉反應提供了可能性，使個體更容易發生自身免疫性疾病[22]。

CreGN作為急需治療的少見病，進行大規模前瞻性研究較為困難。除了動物模型中，目前尚無關于CreGN患者腸道菌群結構和功能變化的相關研究報道。另外由于部分患者經驗性使用了抗生素治療前期發熱，也增加了研究難度。

4 問題與展望

新月體腎炎起病急，預后差，自身免疫反應的驅動因素仍不清楚。目前認為腸道菌群可通過腸源性免疫細胞、分子模擬、破壞腸黏膜屏障等途徑參與CreGN的發生發展。但“腸-腎軸”介導腎內具體的免疫反應機制仍有待探索，深入研究 CreGN中GALT和腸道菌群的作用，有助于理解其發病機制，并為其防治提供新思路。