中醫藥調節硫酸吲哚酚相關機體損傷干預慢性腎臟病及其并發癥的研究進展

錢恩惠 蔣文澤 侯雅婷 魯科達

1.浙江中醫藥大學第一臨床醫學院，浙江杭州 310053；2.浙江中醫藥大學附屬第三醫院腎病科，浙江杭州 310005

慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）被定義為各種原因引起的腎臟結構或功能異常（持續時間＞3 個月），并對健康產生影響的慢性疾病。目前有超過8 億人患有CKD，是全球死亡的主要原因，預計到2040 年將成為死亡率第五高的原因[1-2]。硫酸吲哚酚（indoxyl sulfate，IS）是主要的蛋白結合型尿毒癥毒素（protein-bound uremic toxins，PBUTs）之一，也是近年來研究最為廣泛的腸源性尿毒癥毒素（gut-derived uremic toxins，GUTs）[3]。臨床上，較高的血清IS 水平與腎功能下降獨立相關，也與心血管事件發生率相關，并能預測CKD 的全因死亡率[4-5]。因此，改變IS 的代謝途徑，減輕其直接或間接引起的腎損傷對于CKD及其并發癥的臨床治療具有重要的意義。而近年來，中醫藥通過減輕IS 所致機體多系統損傷來延緩CKD進展的研究呈上升趨勢，故本文現擬系統梳理中醫藥通過直接或間接調節IS 干預CKD 及其并發癥的研究進展。

1 中醫藥調節IS 相關腎功能損傷

近年來，中醫藥調節腸道菌群及相關代謝產物來緩解CKD 的進展已有多項臨床試驗證實[6-12]。中醫藥多靶點、多成分、多通路的特點已被多數學者認可，中藥復方可以聯合開啟多項通路，激活多方位作用靶點，降低單作用導致的高傾向副作用，從而達到增效減毒之功。故此，中醫藥可以通過降低血清IS 濃度、阻止相關通路的啟動等以緩解IS 誘導的腎臟損傷，同時達到“減少其生成、抑制其吸收、促進其排泄”之效，多維度改善CKD 腎功能。

黃芪甲苷素Ⅳ（astragaloside Ⅳ，AS-Ⅳ）是從黃芪根中提取的主要成分，具有抗纖維化和抗氧化應激等藥理作用[13-14]。一項研究發現，AS-Ⅳ雖然沒有降低血清IS 水平，但是卻抑制了IS 誘導的腎小管間質損傷[15]。進一步的機制研究首次顯示，AS-Ⅳ通過阻斷腎小管上皮細胞中的IS/芳香烴受體（aryl hydrocarbon receptor，AhR）信號通路來改善IS 誘導的氧化應激損傷[16]。益腎清利活血方是治療CKD 的有效中藥復方，有研究證實，其通過調節AhR/snai1 信號傳導來減輕IS 誘導的CKD 腎纖維化，其中可能主要通過落婦新苷發揮藥理作用[17]。有研究使用大黃灌腸干預5/6 腎切除腎病大鼠，結果顯示，可以顯著降低血清IS 和肌酐水平，抑制超敏C 反應蛋白（hypersensitive C-reactive protein，hs-CRP）、NF-CR 的表達，改善腎臟氧化應激和炎癥損傷及腎小管間質纖維化[18]。有進一步地對腸道菌群16s-RNA 測序發現，大黃還可以通過影響腸道微生物群功能來阻止IS 前體吲哚的產生[19]。

綜上，目前中醫藥對IS 誘導的腎功能的干預通路研究較多的主要為AhR 信號通路，AhR 是一種配體激活的轉錄因子，可調節氧化應激基因的表達和（reactive oxygen species，ROS）的產生，來自各個生物醫學學科的研究已經證明，其與多種疾病和病癥的發病機制密切相關，包括自身免疫、炎癥性疾病、內分泌紊亂、早衰和癌癥等，故IS/AhR 通路可成為AhR 通路家族新的成員，但此通路仍需進一步的分子機制探索以更精準定位。另外，大黃一方面可以灌腸的形式直接作用于腸道，促進腸道蠕動以增加IS 的排泄；另一方面可通過調整腸道微生物群減少IS 的生成。

2 中醫藥調節IS 相關機體損傷干預CKD 并發癥

CKD 在持續進展的過程中，會伴有多個身體系統的損傷，主要有心血管損傷、骨營養不良、肌肉減少癥、認知功能障礙等。這些并發癥對患者的生存預后和生活質量都有極大的影響，故針對CKD 所引起的多系統損害的治療是延緩CKD 進程的關鍵環節。近年來，中醫藥在該領域的探索已取得了可觀的進展。

2.1 中醫藥調節IS 相關心血管損傷

白藜蘆醇是一種天然存在的多酚，具有抗炎、抗氧化和抗動脈粥樣硬化特性[20]。白藜蘆可以恢復腸上皮緊密連接蛋白，從而增強腸道上皮完整性，白藜蘆醇改變的腸道微生物群和微生物代謝物都有助于降低腸腔中的IS，它還通過抑制肝臟磺基轉移酶以減少IS的合成，對心臟提供直接的保護作用[21]。（+）-芝麻素和相關芝麻木脂素是細菌L-色氨酸吲哚裂解酶（tryptophan indole lyase，TIL）的競爭性抑制劑，可顯著減少IS 前體的產生[22]。山柰酚是一種次生植物代謝物，存在于多種食用和藥用植物中，通過抑制γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）依賴性免疫代謝途徑來劑量依賴性抑制色氨酸的分解代謝，減少IS 的產生[23]。

大黃素是常用中藥大黃主要的活性成分，有抗炎、抗氧化、抗腫瘤等多種藥理作用。有研究使用大黃素對大鼠心肌細胞進行體外研究發現，IS 處理后的心肌細胞活力下降，而大黃素可劑量依賴性地恢復細胞活力，同時還能通過升高Bcl-2 蛋白及基因表達，抑制線粒體凋亡途徑，降低細胞內活性氧ROS 水平，減少細胞凋亡，起到保護心血管系統的作用[24]。一項以黃芪多糖為干預因素的體外研究也得到了和上述實驗相似的結論，黃芪多糖干預的IS 處理心肌細胞胞內ROS 水平下降，線粒體凋亡途徑被抑制[25]。

有體內、體外實驗發現益腎緩衰方可通過降低動脈粥樣硬化性腎病（atherosclerotic renal disease，ARD）小鼠血清IS 的水平并改善IS 對血管內皮的損傷，減輕腎小管間質微血管荒廢，進而緩解小管間質纖維化。而IS 對ARD 小鼠的血管保護作用可能與該方抑制IS 誘導AhR/NOX4 通路的激活，進而改善氧化應激和炎癥反應有一定的關系[26]。定心方Ⅳ降低了HFD（21%脂肪+0.15%膽固醇）處理過的小鼠的血清總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白水平，氧化應激相關指標下降，內源性抗氧化劑SOD 增強，而擬桿菌/厚壁菌比（F/B 比值）下降，產氧化三甲胺、IS 等GUTs 的菌屬比例下降[27]。

綜上，中醫藥可以通過降低產GUTs 的細菌比例、抑制底物的分解代謝及相關酶的功能來減少IS 的產生，而在“抑制其吸收”方面主要有修復腸上皮緊密連接蛋白以恢復腸道屏障完整性以減少IS 通過“腸漏”途徑入血，阻斷AhR/NOX4 通路激活來改善氧化應激狀態，抑制線粒體凋亡途徑等方式。目前，暫時未見以中藥為干預對象通過增加IS 的排泄來減緩CKD 并發心血管損傷的相關文獻報道。

2.2 中醫藥調節IS 相關骨營養不良

肉桂酸（cinnamic acid，CA）是從肉桂皮中提取而出，具有多種藥理作用，包括抗肥胖、抗氧化、降血糖等。有研究發現CA 處理后可誘導成骨細胞分化，體內外成骨標志物升高，另外，CA 給藥恢復了腸道微生物組的多樣性，降低了產IS 等GUTs 的菌群比例，這些變化伴隨著BMP/TGF 些變化伴隨著信號的增強[28]。葛根是豆科植物葛根的干燥根，在臨床前和臨床研究中廣泛用于預防骨質疏松、緩解心血管疾病等，而葛根素被證明通過對腸道菌群的干預來降低IS、pCS 的膳食底物——色氨酸、亮氨酸的降解，從而維持腸道穩態，減少炎癥反應，發揮抗骨質疏松作用[29]。

白藜蘆醇是一種AhR 拮抗劑，在屏蔽AhR 配體方面發揮保護作用，體內研究發現，白藜蘆醇改善了IS 誘導的骨干結構破壞、Runx2 抗原表達減少及骨小梁質量。又有體外數據表明，IS 通過抑制ERK 和p38絲裂原活化蛋白激酶途徑干擾成骨細胞的生成，這些途徑被發現位于AhR 的下游，而白藜蘆醇被證明通過抑制AhR 和下游信號傳導來改善IS 的抗成骨細胞作用[30]。黃芪多糖通過調節大鼠腸道內益生菌（如雙歧桿菌、乳酸桿菌）含量，同時下調一些產生IS 等GUTs 的致病菌（如腸球菌、腸桿菌）含量，逆轉骨質疏松癥大鼠中差異表達基因的表達來恢復腸道功能——降低酸性磷酸酶5 和TNF-α、IL-2 等促炎細胞因子的含量，通過抑制破骨細胞生成和預防炎癥而改善骨質疏松[31]。

在中醫藥改善IS 所引起的骨營養不良機制探索中發現，AhR 信號通路仍起到關鍵作用，而這一機制更多體現在干擾IS 的抗成骨細胞作用來促進骨形成。中藥治療后，產IS 的菌群比例及膳食底物色氨酸降解下降，不僅能促進成骨細胞誘導的骨形成，還能負面影響破骨細胞的分化來改善骨營養不良。

2.3 中醫藥調節IS 相關肌肉減少癥

熊果酸（ursolic acid，UA）以游離形式或與糖結合成苷的形式廣泛存在于女貞葉、枇杷葉、夏枯草等中藥中，具有抗炎、抗糖尿病、抗氧化等功能。UA 可逆轉IS 誘導的細胞損傷，其中，線粒體損傷被緩解，肌肉功能障礙得以改善[8]。葛根素治療后，大鼠的比目魚肌和趾長伸肌的握力、比抽搐力和強直力高于對照組，腸道微生物組中產短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）的菌群比例升高，而產IS 等菌屬比例下降[32]。補中益氣湯臨床常用于治療肌肉萎縮、肌無力等疾病。有研究發現，補中益氣湯可以恢復肌無力患者腸道微生物群的多樣性和結構，誘發微炎癥狀態的異常F/B 比例在治療后也恢復正常[33]。

截至目前，以IS 為作用靶點的中醫藥治療肌肉減少癥文獻報道有限，主要為升高有益菌菌群比例、恢復腸道微生物群多樣性及緩解線粒體損傷來改善肌肉功能障礙，現仍亟需大樣本量的臨床試驗及基礎試驗進行更為深入、全面的機制探索以明確多方位中藥作用通路可能。

2.4 中醫藥調節IS 相關認知功能障礙

巖藻多糖主要存在于褐藻（如海蘊、裙帶菜孢子葉及海帶）的表面黏液中，在干海帶中的含量為1%左右，具有神經保護、腎臟保護及抗微生物等作用。基于此，一項圍繞巖藻多糖對慢性腎病相關性認知障礙的改善及機制研究發現，巖藻多糖可以改善腺嘌呤誘導小鼠的腎功能、學習記憶能力、空間認知能力。相關機制研究發現其通過調節腸道菌群的組成來影響氨基酸代謝、脂肪代謝，從而減輕氧化應激、抑制神經炎癥來改善慢性腎病誘導的認知障礙，其中IS 的氨基酸底物——色氨酸的生物合成被抑制[34]。

IS 相關認知功能障礙為近年來相對較晚被關注到的并發癥領域，故關于中醫藥調節IS 機制的研究處于起步階段，可通行通路的假設仍未被完全證實，現階段該未知領域仍有廣闊的探索空間。

3 小結

腸源性尿毒癥毒素IS 與CKD 的發生、發展及預后密切相關，以IS 為干預對象改善腎功能是臨床治療CKD 的有效途徑之一。近年來，中藥單體、單味中藥及中藥復方對IS 的調節初有成效，CKD 的腎功能及相關靶器官受損程度均有所改善。該研究所做的系統梳理為IS 干預CKD 領域提供臨床證據，但關于機制的探索仍處于起步階段，目前主要涉及腎臟本身及心血管系統方面的機制探索，且以中藥單體為干預因素的試驗居多，中藥復方因其多通路、多靶點的用藥優勢使機制研究較難開展。未來應開展更多多中心、隨機、雙盲的大樣本量臨床試驗，并從多維度、多系統展開對IS 的分子機制探索，從而為中醫藥調節IS 相關機體損傷干預CKD 及其并發癥提供更多的臨床證據及藥理基礎。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。