高糖致腹膜纤维化的机理及防治

顾 佳，钟逸斐*

（上海中医药大学附属龙华医院，上海 200032）

随着腹膜透析龄的增长，腹膜纤维化（peritoneal fibrosis，PF）成为困扰腹膜透析远期疗效的最主要问题。其中高糖因素是引起腹膜相关组织功能改变的重要原因[1]，造成间皮损伤、坏死、脱落，引起纤维组织增生而导致的腹膜纤维化[2]。因此了解高糖致腹膜纤维化的发病机制并据此探讨防治策略延长患者腹膜功能具有重要意义。本文试图从西医及中医两个角度对腹膜纤维化机理及防治进行阐述。

根据最近的估计，全世界有超过272000人接受腹膜透析治疗，而中国是世界上腹膜透析人口最多的国家[3]，腹膜透析治疗的相关研究受到越来越多学者的关注。高糖腹透液可提高腹膜渗透压，从而达到清除毒素、脱水、纠正酸中毒和电解质紊乱的目的，但长期使用高糖透析液使腹膜对物质通透性增加，致使腹膜纤维增生，导致腹膜超滤功能衰竭，制约了腹膜透析的顺利进行，使患者不得不放弃腹膜透析治疗。

1 高糖对腹膜间皮细胞的作用

现代医学证实，间皮细胞损伤是腹膜纤维化的始动因素，高糖参与腹膜纤维化的发生发展。与多种内外因素、炎症因子、细胞因子、生长因子、基因组等有着密切关系[4]。

1.1 基因转录组作用机制

近年来从基因转录组方面研究腹膜纤维化的机制得到广大学者的关注。长链非编码RNA（IncRNA）是基因组在转录过程中生成的一类非编码RNA，它在机体生物信息的传递中发挥着重要的转录后调控作用，可以促进间皮细胞的表型转换及增殖，对腹膜纤维化造成影响[5]。王玉浔等[6]通过IncRNA芯片分析20只雄性小鼠腹膜转分化模型，并在转录组学层面提出IncRNA

参与了腹膜纤维化的病理生理过程，同时认为高糖诱导IncRNA差异表达增多，导致腹膜纤维化的发生与发展。有学者[7]在IncRNA中发现MALAT1的表达增加与高糖刺激呈正相关，且与刺激时间成正比，MALAT1分子表达增高致使腹膜纤维化程度加重。经过高糖刺激后的LncRNA-ATB表达较同等渗透压浓度的甘露醇组及不予处理的对照组表达上调了8倍多，但其发挥作用的机制仍需进一步的研究[8]。

1.2 生长因子作用机制

在高浓度葡萄糖腹膜透析液持续作用下，间皮细胞产生活性氧（ROS）、分泌炎症因子，细胞长期处于慢性炎症状态，从而启动新生血管形成及腹膜组织纤维化，导致细胞凋亡[9-10]。腹膜纤维化由细胞外基质(ECM)、促纤维化细胞转化细胞生长因子β1（TGF-β1）、结缔组织生长因子(CTGF)、血管内皮生长因子(VEGF)等多种细胞因子参与[11]。

1.2.1 TGF-β1

TGF-β1是一种强效的致纤维化因子，在肾脏、肝脏、肺等多种器官和组织纤维化过程中发挥重要作用，参与多种信号通路[12-14]。史伟文[15]连续4周给大鼠腹膜造模予腹腔注射4.25%的葡萄糖腹膜透析液观察发现，其TGF-β1水平显著高于给予等体积生理盐水腹腔注射的正常对照组，在纤维化过程中，TGF-β1具有多种生物学功能，TGF-β1表达增加，α-SMA 被激活，产生大量ROS，可导致炎症反应，反复的炎症反应加速腹膜炎症的发生，诱发腹膜纤维化的发展。高糖亦通过激活腹膜间皮细胞HMGB-1/RAGE信号通路，上调TGF-β1的表达[16]。

1.2.2 CTGF

高糖可抑制腹膜间皮细胞的增殖，CTGF作为TGF-β1的下游因子，可诱导胶原沉积、促进细胞黏附以及成纤维细胞增殖，同时促进细胞迁移诱发腹膜纤维化的发生[17-18]。孙丽霞等[19]推测高糖诱导的大鼠腹膜间皮细胞纤维化与CTGF的过度表达相关。

1.2.3 VEGF

VEGF也称为血管渗透因子，是参与血管病变的重要细胞因子，有着强大的促分裂和促新生作用，其促进腹膜血管新生的特性在腹膜纤维化中起着重要作用[20]。高糖可通过P38/MAPK信号通路促进血管平滑肌细胞（VSMCs）发生表型转化，血管内皮细胞受损或受其他因素刺激时，分化状态的VSMCs返回去分化状态，使获得增殖和迁移等能力[21]。黄雅清等[22]通过随访规律应用肾素-血管紧张素抑制剂的（RASI）0个月和6个月的CAPD患者，见RASI可以使CAPD患者腹膜VEGF的表达处于稳定状态，减轻腹膜血管新生及渗透性，减少腹透蛋白丢失。腹腔中的高糖高渗状态可促进VEGF的释放，血管内皮加速新生，影响CAPD患者腹膜溶质转运功能，致腹膜超滤衰竭[23]。CD105虽在腹膜中的表达未被证实，但其表达高于内皮细胞表面，可作为新生血管的一个良好的观察指标[24]。

1.2.4 细胞外基质（ECM）与纤维链接蛋白（FN）

腹膜间皮内结缔组织增多，是指细胞减少，ECM大量合成致腹膜纤维化，在这过程中TGF-β1直接参与ECM聚集，刺激ECM的沉积从而减少ECM的降解[25]。FN与ECM中各种如胶原、肝素、纤维蛋白等大分子结合，并与包括在TGF-β1内的多种细胞因子相互作用，引起ECM的过度沉积[26]。

1.3 腹膜间皮细胞转分化（EMT）作用机制

最近有研究提出腹膜透析时间越长，腹膜间皮细胞越易转变为成纤维化细胞，发生EMT，而纤维化过程中的热休克蛋白47（HSP47）参与早期EMT促进腹膜纤维化[27]。杨丽娜等[28]认为miR-29a在多种器官纤维化的调控中发挥着重要的作用，高糖能够使其表达的上调，促进EMT标志物α-SMA和FN表达上调。

1.4 细胞自噬

细胞自噬的主要作用是保障细胞正常增殖、分化、凋亡等，然而纤维化的细胞在某种刺激因子的作用下分泌大量的细胞外基质，ECM过度沉积，而导致脏器的纤维化[31]。段仁全等[32]认为细胞炎症自噬与糖浓度和时间正相关，致ECM的降解过程被抑制，FN、活化蛋白表达增加，造成腹膜间皮出现脱落、细胞间隙增宽、胶原纤维表达增加、细胞排列紊乱。自噬通过调节细胞的内环境，导从而对腹膜纤维化产生一定的影响。Yang等[31]发现在高糖腹膜透析液中25羟维生素D3通过mTOR信号通路可减弱高糖诱导的腹膜间皮自噬作用。

2 对其他组织的的影响

腹膜溶质转运功能增强可加快腹腔中葡萄糖重吸收过程，继发腹膜超滤动能下降。高糖腹透液的使用与腹透相关性腹膜炎的发生独立相关[32]。长期使用高糖透析液的腹膜组织异常糖酵解，形成晚期糖基化终产物(AGEs)，参与血管硬化，Kihm LarsP等[33]认为乙二醛酶（Glo-1）在形成AGEs 的生成方面起关键作用，腹膜组织长期暴露在高糖腹透液中，导致糖酵解发生。高糖可以使一种转录因子芳香烃受体（AhR）的表达增高，使内皮细胞迁移及小管生成活动得到抑制，导致血管缺氧的加重[34]。有实验发现，促炎症因子分泌环氧化酶-2受高糖、渗透压及血管紧张素影响，其中高糖作用过程复杂，葡萄糖降解产物增加CD3+T细胞和NF-κB的结合活性、增加凝集素、VEGF、TGFβ-1的表达，引起腹膜炎症[35]。有实验通过JNK/SAPK（c-Jun NH2-末端激酶/应激活化蛋白激酶）的通路，认为高糖腹透液参与腹膜间皮细胞凋亡，导致腹膜纤维化[36-37]。

3 中医的机理及防治

3.1 病因病机

对于腹膜纤维化，目前中医没有专有名词，多根据其临床表现归属于“水肿”、“癃闭”、“关格”、“肾劳”范畴。追踪溯源，由于慢性肾脏衰竭而进行的腹膜透析相关性腹膜纤维化，与肾脏的联系紧密。肾为先天之本，藏真阴而寓元阳，肾阳不足，不能化气行水，膀胱气化失常，开阖不利，水液内停形成水肿。《素问·至真要大论》中云“诸湿肿满，皆属于脾”，脾为后天之本，主运化水谷精微，脾性喜燥而恶湿，湿邪困脾，脾虚失运则水湿不化，聚而为肿，腹膜透析患者腹腔中每天要灌入大量的腹透液并要留腹一定时间，人为的造成“水湿困脾”的病理局面。故病位在脾肾，证属本虚标实，本虚在于久病多虚，累积脾肾，脾肾皆亏虚；标实在久病入络，水湿、浊毒、湿热、瘀血内停，日久则气机不畅，气滞血瘀，湿浊瘀血阻滞三焦[39]。天津中医院根据多年临床辨治经验认为临床长期腹透患者多以气血亏虚、脾肾阳虚、气阴两虚、阴阳两虚4证型为多见[38]。杨洪涛教授[40]认为腹膜纤维化的病机根本是气血阴阳亏虚，治疗的关键是温肾以调补阴阳，健脾以补充气血，佐以化浊，祛除浊毒、血瘀之邪，使邪去正安。

腹膜纤维化虽然为相对独立的疾病，但在某一阶段的基本病理改变，分子发生机制相同，根据中医异病同治理论，吕仁和教授[41]以中医的络病理论为基础，结合现代肾脏病理的研究，提出的肾络微型癥瘕理论，用来解释肾脏病的病因、病机和转归，并在此理论指导下使用频率较高的活血药物，说明瘀血在肾络微型癥瘕的形成中起重要的作用。孟立锋[42]认为病久经络气血耗损，气病及血，血行不畅，痰浊结聚，气滞血瘀络阻，最终导致腹络微型癥积形成，出现腹膜纤维化。

3.2 中药的防治

3.2.1 单味药及其提取物的研究

早期有学者通过动物研究认为，使用冬虫夏草可降低高糖作用下的腹膜间皮细胞TGF-β1和FN的表达[43]。在此基础上，王健[44]观察了80例腹膜透析患者加用百令胶囊（主要成分是冬虫夏草）的临床疗效，其治疗后尿量及KT/V指标优于未使用百令胶囊的对照组。姚素花等[45]论证百令胶囊抑制腹膜纤维化的机制在于降低TGF-β1的表达，抑制FN及VEGF的合成，减少ECM的沉积，从而减少腹膜组织中毛细血管的形成。赵俊丽等[46]发现运用姜黄素可逆转高糖作用下的腹膜间皮细胞的增殖，根据姜黄素浓度（20、40、80 μmol/L）的不同对TGF-β1、CTGF表达有不同的影响，可下调TGF-β1、CTGF的表达，对高浓度（80umol/L）的姜黄素更具依赖性，可以终止炎性介质的转录，减少ECM的蓄积，从而延缓腹膜纤维化。苦参碱可以抑制腹膜间皮细胞miR-29b和mir-129-5-p的表达水平，对EMT有抑制作用（P＜0.01），为减轻腹膜纤维化及防治提供了潜在的理论依据[47]。腹膜间皮加入丹参酮ⅡA磺酸钠注射液可以提高细胞的存活率，促进ECM降解，下调TIMP1的转录水平，发挥保护腹膜细胞和拮抗腹膜纤维化的作用[48]。大黄素通过Notch信号通路，可降低腹膜间胶原沉积，抑制腹膜增厚，相应蛋白腹膜超滤量增加明显，增厚的腹膜部分被逆转，从而改善腹膜纤维化[49-50]。

3.2.2 中药复方及中成药的研究

黄琳等[51]使用尿毒康合剂（黄芪、白术、茯苓、大黄、川芎、红花、丹参、地榆）可降低FN、TGF-β1表达，同时有效提高腹膜透析患者的透析效能。有学者认为加味六君子汤（黄芪、党参、白术、茯苓、半夏、陈皮、炙甘草、川芎、丹参、菟丝子）有健脾益气，理气化痰兼有活血之功，可以有效保护腹膜间皮细胞形态结构，抑制EMT进程[52]。长期腹膜透析患者久病损络，易瘀易滞，杨洪涛团队通过扶肾颗粒（黄芪、当归、淫羊藿、陈皮、半夏、丹参、熟大黄加减）对通路的不同影响，可抑制TGF-β1、CTGF、Vimentin和α-SMA的基因表达，同时可减少腹膜AGEs的生成，下调RAGE以及EGFR的表达水平，延缓腹膜超滤衰竭[53-54]。王玉浔等[55]使用肾康注射液（大黄、黄芪、丹参、红花）可延缓大鼠腹膜间皮细胞纤维化，其机理与通过促进E-cadherin、抑制α-SMA的表达，抑制EMT相关。

以上诸多研究说明单味中药、中药提取物、中药合剂等可通过不同途径对减缓腹膜纤维化发生发挥了确切作用，而且单味中药就具有多靶点、多途径的抗纤维化作用。

4 总 结

腹膜透析因其方便，可操作性强，现今已是终末期肾衰竭治疗不可或缺的一种选择，其利用率在不断增加。长期应用高糖高渗腹透液导致间皮细胞磷脂分泌、毛细血管基膜折弯，腹膜损伤致腹膜纤维化[56]。因此探究其发生机制并对其积极干预是亟待解决的问题。中医药在防治腹膜纤维化中的研究取得了一定的成果，但目前缺乏不同药物之间疗效的对比，缺乏中药与目前认为同样有抑制腹膜纤维化作用的西药等对照研究。探究高糖所致腹膜纤维化的机制，将为临床上防治腹膜纤维化提供更多的选择途径。中医药对腹膜纤维化的深入可以寻找延长患者的腹膜透析时间，望高糖致腹膜纤维化防治的难题有望获得解决。