腹膜透析腹膜纖維化防治研究進展

萬靜芳 陳客宏

陸軍軍醫大學大坪醫院腎內科（重慶400000）

慢性腎臟疾病（chronic kidney disease，CKD）是全球重要的公共衛生問題，全球CKD 患者近7 億，患病率為9.1%，2017年中國有1.3 億CKD 患者，終末期腎臟疾病患病率也逐年增多，給社會和家庭造成了巨大的經濟負擔，腹膜透析（peritoneal dialysis，PD）作為腎臟替代治療方式之一，具有保護殘腎功能、操作簡便、成本低、社會回歸率高等優勢，是我國現在腎臟替代治療的重要方式之一［1］。腹膜纖維化（peritoneal fibrosis，PF）是PD 相關的一系列炎癥和感染事件導致腹膜進行性改變的終點，最終出現超濾失敗（UFF）和PD 退出［2］，因此，如何有效防治PF 是避免患者PD 失敗的關鍵。目前認為尿毒癥相關毒素、腹膜透析液刺激以及反復發生的腹膜炎是PD 患者發生PF 的主要因素。PF 的機制雖未完全明確，但腎臟病學者進行了諸多探索，現已有初步認識。此篇綜述簡單回顧了PF 的機制，從抑制腹膜炎癥、抗纖維化因子、基因治療、干細胞治療等方面總結了腹膜纖維化的防治新進展，以期進一步延長PD 的技術生存率、改善生存質量、提高社會回歸率。

1 腹膜透析腹膜纖維化的定義

PF是指由長期腹膜透析后出現腹膜間皮細胞層完整性被破壞，腹膜間皮下致密區（submesothelial compact zone，SMC）纖維化伴增厚，廣義的SMC是指由間皮層與腹膜脂肪層之間的區域，SMC 纖維化在病理學上表現為膠原纖維束的減少及透明樣變，同時伴血管壁的玻璃樣改變伴或不伴血管腔狹窄。導致PF 的玻璃樣變是腹膜透析相關多因素的綜合結果，比如：炎癥、缺血、尿毒癥毒素、物理或化學刺激及生物相容性差的腹膜透析液、晚期糖基化產物（advanced glycation end Product，AGE）沉積等，上述因素反復刺激腹膜，導致腹膜促炎因子、促纖維化因子及血管增生因子等不斷產生，相互作用，導致腹膜結構變化及功能喪失，最終退出PD［1-3］。

腹膜透析腹膜纖維化具體機制尚不明確，目前公認的機制大致分為3 個方面：持續不斷的腹膜慢性炎癥加速纖維化進程；慢性炎癥刺激引起的腹膜血管病及血管新生，導致腹膜功能改變；促纖維化因子的不斷產生導致SMZ 的纖維改變，最終出現腹膜纖維化及腹膜功能衰竭。有學者認為［4］：代謝組學方法來鑒定與腹膜透析相關的代謝物和代謝途徑，然后將這些知識與功能和機制生物學研究相結合，對于PF 的機制的研究及治療有著積極意義，有望進一步明確PF 的具體機制。目前腹膜透析腹膜纖維化防治方向主要集中在抑制腹膜慢性炎癥、抑制腹膜血管改變及抗腹膜纖維化因子釋放，以及近幾年出現的腹膜休息、基因治療、干細胞治療等。

2 抑制腹膜慢性炎癥

2.1 腹膜炎的防治 腹膜炎仍然是PD 的主要并發癥，并且是PD 患者技術失敗和死亡的主要原因，腹膜炎癥反應會導致間皮細胞微絨毛部分或完全喪失、細胞-細胞接觸的溶解等，出現間皮細胞退行性變化、間皮細胞脫落和底層基底膜的丟失，并促進廣泛的間質纖維化，最終導致腹膜纖維化［1-2，5］。有研究發現抗補體5a 互補肽（AcPepA）可對真菌感染引起的腹膜損傷具有治療作用，予以AcPepA 處理酵母聚糖（Zy）誘導的腹膜炎大鼠模型后，觀察到腹膜厚度減少，中性粒細胞、CD68陽性巨噬細胞均顯著降低，纖維蛋白沉積消失，腹膜纖維化減輕［6］。在高糖腹膜透析液誘導的腹膜炎小鼠模型中，本課題組在第28 天和35 天分別予以小鼠腹腔注射外泌體200 μg/kg，可有效減輕腹膜炎癥水平，改善腹膜超濾功能［7］。術前/圍手術期靜脈注射萬古霉素可降低早期腹膜炎的風險，口服制霉菌素或氟康唑可降低抗生素療程后發生真菌性腹膜炎的風險［8］。提高腹膜透析液生物相容性，亦可改善PD 相關PF［9］。

2.2 抑制/阻斷促炎因子 PD 患者腹膜長期暴露于高糖等環境中，可誘導toll 樣受體（toll-like receptor，TLRs），激活核因子- kb（nuclear factor-kB，NF-kB）信號通路，并隨后分泌大量炎癥細胞因子，包括IL-6、IL-17、IL-1β、IL-8、TNF-α、單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemattractant protein-1，MCP-1）、巨噬細胞炎性蛋白2，誘發慢性炎癥，間皮細胞從腹膜表面消失，間皮下組織中發生進行性ECM 產生和血管生成，最終腹膜纖維化、伴隨功能喪失。

IL-17A 是T 輔助（Th）17 免疫細胞的標志性細胞因子，ESRD 患者腹膜活檢中，在炎癥細胞浸潤的間皮下區域發現免疫染色的IL-17A。長期暴露于腹膜透析液會誘導間皮下產生IL-17A，從而激活腹膜細胞，上調促炎細胞因子，如IL-6或MCP-1，這些細胞因子會導致持續性炎癥，引發促纖維化因子的產生，間接導致纖維化。有證據表明IL-17A 介導的炎癥可能導致腹透液誘導的PD 實驗模型中的腹膜損傷［10-11］。IL-17A 阻斷劑可改善因暴露于PD 液體而引起的纖維化［12］。抑制促炎因子IL-6、IL-17 的釋放能夠改善腹膜纖維化［13］，外源性IL-17 的重復腹腔給藥導致幾種纖維化相關基因的表達增加，而與抗IL-17 中和則減輕了腹膜纖維化的程度［14］。通過中和抗體阻斷IL-17A 現已進入臨床開發階段，旨在解決IL-17A 阻斷作為減輕PD 患者慢性腹膜透析液暴露引起的腹膜損傷的作用。盡管IL-17A 阻斷劑在治療腹膜損傷方面有諸多優勢，但是PD 患者IL-17A 反應的主要驅動因素尚不明確，還需進一步探索具體機制，尋求更加精準的靶向治療。

2.3 阻斷自噬 自噬是一種維持細胞環境穩態的自我保護機制，由溶酶體介導，降解受損的蛋白質或細胞器［15］。自噬與組織纖維化的發病機制和發展密切相關，如心臟［16］、腎臟［17］等。但是自噬在PF 中的作用存在爭議，有動物實驗證實了自噬對PF 有保護作用［18-19］，但是也有研究提示自噬在長期PD 期間促進了腹膜的纖維化和細胞凋亡［20］，SHI 等［21］研究發現，4.25%腹膜透析液和0.1%葡萄糖酸氯己定（CG）誘導的兩種PF 大鼠模型的纖維化腹膜中的自噬高度激活，用3-甲基腺嘌呤（3-MA）阻斷自噬可有效預防兩種模型中的PF，并通過下調TGF-β/Smad3 信號通路和下游核轉錄因子Slug 和Snail 逆轉上皮間質轉化（EMT）。用3-MA 治療還抑制了PF 期間EGFR/ERK1/2 信號通路的激活。盡管自噬在PF 中的作用仍有爭議，但大多數研究提示自噬可促進PF，但是3-MA 尚未被臨床批準用于治療PF，其療效和安全性仍有待進一步研究。

2.4 微粒體前列腺素E 合酶-1（mPGES-1）靶向治療 mPGES-1 的最終產物前列腺素E2（PGE2）是炎癥的主要介質，PGE2 通過激活NLRP3 炎癥小體在PD 相關腹膜纖維化中起關鍵作用，有研究證實：mPGES-1 的表達隨著腹膜纖維化的加重而增加，腹膜中PGE2 的分泌與PD 持續時間呈正相關，抑制mPGES-1 改善了高糖誘導的腹膜間皮細胞外基質蛋白的表達，因此靶向mPGES-1 可能提供一種治療PD 期間腹膜纖維化的新策略［22］，但該研究未在PD 動物模型中評估靶向mPGES-1 的治療效果，同時沒有研究PGE2 受體在NLRP3 炎性體激活和腹膜纖維化過程中的作用。

3 新的藥物治療

3.1 尼達尼布 尼達尼布是美國食品和藥物管理局（FDA）批準的多種酪氨酸激酶抑制劑，近期有研究發現：尼達尼布減輕PF 的機制有抑制多種促炎因子、促纖維化因子表達，減少巨噬細胞的浸潤，抑制間皮到間充質轉化、減輕腹膜炎癥和減少血管生成，從而減輕腹膜纖維化［23］。尼達尼布主要在肝臟代謝，只有極少量由腎臟排泄，提示腹膜透析患者腎功能下降可能不會導致尼達尼布的潛在毒性。但目前尼達尼布治療PF 的臨床研究數據有限，需要進行臨床試驗來測試其在PD 患者中的適用性。

3.2 雷帕霉素 雷帕霉素是一種常用的免疫抑制劑，雷帕霉素抗纖維化的關鍵作用之一是通過減少膽固醇攝取和增加膽固醇流出來維持細胞內脂質穩態，最終預防脂質紊亂介導的器官纖維化。LIU 等［24］發現高糖腹膜透析液明顯增加腹膜間皮細胞體內和體外的脂質沉積，用雷帕霉素處理后，細胞內膽固醇沉積和α-SMA 及膠原蛋白Ⅰ的蛋白質表達水平均降低，研究認為雷帕霉素通過改善細胞內脂質穩態的破壞，對高糖腹膜透析液誘導的腹膜纖維化顯示出的保護作用。但是目前研究僅限于動物實驗，還需進一步研究該藥物的安全性及有效性，探索具體藥物劑量及治療方案等。

4 巨噬細胞靶向治療

研究發現［25］，反復暴露于腹膜透析液的小鼠腹膜微環境會導致巨噬細胞表型的逐漸變化以及腹膜常駐巨噬細胞細胞的激活反應，從而對炎癥觸發的反應更加強烈。巨噬細胞隨著細菌性腹膜炎顯著增加，并能促進過氧化物和促炎細胞因子的釋放，持續暴露于腹膜透析液會改變常駐腹膜巨噬細胞表型和活化傾向，導致PD 患者易患腹膜炎和纖維化［26］。GSDMD 阻斷劑可以通過抑制巨噬細胞GSDMD/IL-1β 軸調節周細胞向腹膜纖維化的轉變［27］。線粒體酸5（mitochonic acid-5，MA-5）可以通過抑制巨噬細胞浸潤和氧化應激，從而恢復線粒體功能，改善腹膜纖維化［28］。LI 等［29］發現，巨噬細胞耗竭后，小鼠的腹膜纖維化得到整體抑制。因此巨噬細胞靶向治療可能是一種潛在干預腹膜纖維化的手段之一。

5 抑制腹膜新生血管

血管的增生及血管病變導致腹膜超濾功能的改變是腹膜透析相關腹膜損傷最重要的環節之一。腹膜透析管置入、尿毒癥毒素、腹膜炎、葡萄糖降解產物、糖基化終產物是血管增生的危險因素。血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）屬于血小板源性生長因子超基因家族成員，以可溶形式特異地促血管內皮細胞分裂，促進血管生成，強大的促分裂和促新生作用，是目前為止被認為對血管生成有著最強作用的刺激因子，也是血管新生的始動和主要因素［30］。尼達尼布是美國食品和藥物管理局（FDA）批準的酪氨酸激酶抑制，在抑制VEGF 通路發揮重要作用［23］。四甲基吡嗪（TMP）抑制轉錄共激活因子YAP 核轉位并減弱VEGFR 從高爾基體向細胞表面的運輸，改善PD 誘導的血管生成和PF［31］。DA等［9］研究發現骨化三醇通過抑制CD34/VEGF，降低CD34 和血管內皮生長因子（VEGF）的表達，調節膠原積累和血管生成，達到預防PF 的作用。但由于現有研究均為動物實驗，骨化三醇雖批準用于治療ESRD，但仍需進一步進行PD 相關PF 人體臨床試驗，驗證上述治療的安全性及有效性。

6 抗促纖維化因子分泌

間皮細胞間充質改變（the mesothelial-to-mesenchymal transition，MMT）被認為是腹膜纖維化的關鍵環節。改變后的間皮細胞（mesothelial cells，MCs）可產生細胞外基質及促進腹膜SMZ 區域的纖維化改變，最終影響腹膜功能。KIM 等［32］開發了一種新的藥物遞送模型：基于蛋白質轉導結構域（PTD）和BMP-7 組成的PTD-BMP-7，克服了可溶性重組蛋白的限制，可以逆轉PD 引起的腹膜纖維化，雖然該實驗在動物模型中進行，但研究提示了可溶性rhBMP-7 通過結合PTD，可以克服rhBMP-7 的結構問題，改善其生物穩定性，有望實現從實驗室到臨床應用的轉化。海藻糖通過促進Snail 降解和抑制間皮細胞向間充質轉化來改善腹膜纖維化［33］，但該研究未評估小鼠模型中腹膜超濾與海藻糖間的關系，同時沒有評估Snail1 過表達對海藻糖誘導的MMT 抑制的影響。

7 暫停腹膜透析

研究發現在大鼠暫停腹膜透析（腹膜休息）12周后，常規腹膜透析液誘導的腹膜形態和細胞改變出現了可逆性改變［34］，通過24 h 腹膜休息，可提高暴露于PD透析液的人腹膜間皮細胞的活性［35］。UEDA 等［36］發現PD 超濾在2 d 腹膜休息后顯著增加，并在隨后4 d 逐漸下降，短期腹膜休息后PD 超濾的反復改善，提示腹膜通透性的改變可能是由于初始透析期可逆的功能變化引起的。腹膜休息會引起腹膜超濾衰竭的功能改變，但不會引起無功能異常的腹膜的功能改變，且越早啟用腹膜休息效果越好［37］。盡管予以暫停腹膜透析可改善腹膜轉運功能，但針對正常腹膜功能，部分學者認為腹膜功能正常暫停腹膜透析并無意義。腹膜休息可能帶來腹膜功能的改善，但是大部分數據來源于PD + HD 患者，且未充分考慮HD 條件，下一步研究可能需要考慮到HD 的透析劑量、透析模式等對腹膜超濾情況的影響。

8 基因治療

MicroRNAs（miRNAs）屬于一類獨特的ncRNA，在基因表達的轉錄后調控中發揮著至關重要的作用，每個miRNA 可以有多個靶基因，或者幾個miRNA 可以一起調節一個基因。miRNA 基因家族，包括了miR-21、miR-15a-5p、miR-200a、miR-302等基因。

高糖大鼠腹膜纖維化模型中，miR-21 通過激活腹膜間皮細胞纖維化系統（Ras）-絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路Sprouty-1 以促進腹膜間皮細胞纖維化的進展［38］。人類腹膜間皮細胞中miR-15a-5p 的表達顯著降低，研究發現miR-15a-5p在體外通過VEGF 參與了人腹膜間充質細胞的EMT，給予大鼠模型腹腔注射miR-15a-5p 質粒，上調miR-15a-5p 表達，可逆轉大鼠PF［39］。miR-200a是與纖維化相關的多種疾病模型中的關鍵參與者，通過腹膜內注射將miR-200a agomir 送入4.25%葡萄糖的透析液誘導的PD 大鼠模型中觀察到，miR-200a 的過表達能夠抑制PD 相關的PF 并改善腹膜功能障礙，推測ZEB1/2 可能是miR-200a 過表達抑制PF 的主要靶點［40］。PD 小鼠模型腹膜纖維化過程中MicroRNA-302c（miR-302c）下調，使用慢病毒載體在PD 小鼠腹膜中過表達miR-302c，可保護腹膜免受PD 誘導的腹膜纖維化，研究發現miR-302c 過表達是通過下調結締組織生長因子（CTGF）的表達來抑制轉化生長因子-β1（TGF-β1）誘導的MMT 和腹膜纖維化［41］。芹菜素通過下調miR34a 表達抑制小鼠腹膜纖維化，機制可能還是芹菜素和miR34a 消耗誘導MMC 中EMT 和細胞凋亡［42］。

miRNA 基因家族發現了眾多治療PF 的靶點基因，但目前還僅限于體外或者動物實驗，需要進一步的研究來開發臨床價值，以及治療與纖維化相關疾病的詳細方法。

9 干細胞治療

間充質干細胞（MSCs）是一組獨特的未分化細胞，具有自我更新的能力，在某些條件下有能力成為具有分化功能的器官或組織特異性細胞。間充質干細胞主要來自骨髓、脂肪、臍帶或者胎盤。對于MSCs 的臨床使用，需要離體培養以獲得足夠數量的最佳條件細胞。MSCs 發揮其有益作用的機制仍存在爭議，目前比較公認的是：MSCs 通過分化為替代損傷組織的功能性修復細胞或通過分泌促進修復的旁分泌因子來介導其治療作用。YANG等［43］發現：脂肪來源的間充質干細胞通過IL-6調節巨噬細胞極化來減輕PD 誘導的PF。SIRT1 修飾的人臍帶MSCs 給藥，通過抑制TGF-β/Smad3 通路，減少EMT 過程，增加腹膜超濾量，恢復透析液中生物不相容因子的穩態［44］。無血清培養基中培養的MSCs，可抑制間充質細胞表達、細胞外基質蛋白沉積和炎癥細胞浸潤，改善腹膜功能，與血清培養的MSCs 功能相似，但無血清培養基培養MSCs，無需檢查血清批次差異、縮短培養周期、更有效和穩定的細胞增殖以及降低血清衍生成分感染的風險［45］。

研究在動物模型中觀察到MSCs 抗PF 較好的療效，但MSCs 在宿主組織中的分布、壽命、功能和作用機制的仍需進一步明確。此外，各研究MSCs治療的時間不同，有的在腹膜損傷前開始注射，有的在腹膜損傷后；MSCs 注射途徑也不同，有的是靜脈注射，有的腹腔注射，未來的研究應評估MSCs 的給藥周期、給藥方法和劑量，用于預測干細胞治療的可行性和有效性。

10 總結與展望

腹膜透析腹膜纖維化的過程是非常復雜的，目前公認的機制有慢性炎癥、血管改變及促纖維化因子產生等，目前國內外防治PF 主要在控制慢性炎癥、抑制血管生成、抗促纖維化因子分泌，此外，近期的新的治療方法還包括腹膜休息、基因治療、干細胞治療，但大部分干預措施都主要在動物模型上進行，盡管獲得較滿意結果，但大多研究具體機制尚不明確，仍需進一步在臨床上進行研究，探索治療的可行性和有效性，爭取早日為腹膜透析患者帶來更多福音。