慢性腎臟病促紅細胞生成素抵抗原因分析及研究進展

李海男，印 璞，金玉芬，任雪嬌，于 庭*

(1.吉林大學第二醫院,吉林 長春130041；2.吉林省臨床檢驗中心)

慢性腎臟病(CKD)的發病率在近年來逐漸上升。貧血是CKD患者的常見并發癥，可以發生在疾病的早期，并隨著腎功能的下降而加重，通常使慢性腎臟病的最后階段復雜化進而導致生活質量的下降和死亡率的上升。嚴重的貧血(血紅蛋白<90 g/L)又與心血管并發癥的發生和死亡風險的增加有關，更容易出現左心室肥厚和其他心血管疾病[1]。

促紅細胞生成素簡稱為促紅素(EPO)，是由腎臟分泌的一種活性糖蛋白，與紅系祖細胞表面的受體結合后促進紅細胞的增殖和分化。CKD患者貧血的最主要原因是EPO生成減少。在20世紀90年代，第一代紅細胞生成刺激劑ESA(ESAs)，即重組人紅細胞生成素(r-HuEPO)的開發及其顯著的應用效果，一度解決了腎性貧血的治療問題。但其用量在十余年間發生了巨大的變化，已經從治療慢性腎衰竭患者的嚴重貧血的低劑量療法發展到近年來使用高劑量治療輕度和中度貧血[2]。在一項前瞻性研究中[3]，當CKD患者的血紅蛋白在100-110 g/L時使用促紅素治療可能比低于90 g/L時使用的效果更好，能更有效的降低腎臟事件的風險。

在臨床實際應用過程中，患者對促紅素治療反應不一，5%-10%的患者經充分治療后，血紅蛋白仍無法達到或維持靶目標值(110-120 g/L)，即為促紅細胞生成素抵抗，常用促紅素抵抗指數(ERI)來評估。因發生促紅素抵抗的患者心血管事件和其他原因死亡的風險更高[4]，必須加以鑒別?？紤]到促紅素抵抗的病因是復雜的，那么對其病因的認真分析和適當干預非常必要[5]，通過提前采取相應措施，可以將促紅素使用的負面影響降到最低，使其發揮最大治療作用。

現已明確導致EPO抵抗的原因有：鐵缺乏、感染/炎癥狀態、營養不良和抗EPO抗體的產生等[6]，其中最主要的因素是鐵缺乏和炎癥狀態。最近幾年的研究進一步發現了多種新的可能因素。本文就慢性腎臟病患者促紅細胞生成素抵抗的相關原因及其研究進展作一綜述。

1 鐵缺乏

鐵缺乏是發生促紅素抵抗的重要原因。健康人每天從飲食中吸收1-2 mg鐵用以補償非特異性鐵損失。而腎臟病人不可避免的透析失血、常規實驗室檢查、隱匿性胃腸道失血或使用導管通路等因素會加重鐵損失，因此沒有接受補鐵治療的CKD患者很容易出現負的鐵平衡和組織中鐵儲存的耗竭。

Holger[7]等人的研究中指出，CKD患者體內有3種鐵代謝的情況：(1)真性鐵缺乏/絕對缺鐵：特征是循環鐵水平和總鐵貯存量均顯著降低。(2)功能性鐵缺乏：特征是鐵結合和運輸能力減弱以及不能調動儲存鐵。(3)炎癥性鐵缺乏：通常由潛在的炎癥狀態導致，鐵劑療法可能對其無效。在臨床上，功能性鐵缺乏需與炎癥性鐵缺乏相鑒別，Canavesi[8]等人的研究也證明了這一點。

真性缺鐵、功能性缺鐵或兩者兼而有之是ESA有效治療的主要障礙，補鐵已成為CKD貧血管理的重要組成部分。2015年的慢性腎臟病管理指南中建議：接受EPO治療的患者應定期監測鐵狀態，且監測頻率須考慮到貧血的治療階段，即最初糾正貧血或維持血紅蛋白的目標范圍、補鐵的頻率和方式、慢性腎臟病的狀況、可能導致鐵儲存耗竭的臨床情況(如出血或手術)以及共存的感染狀態導致鐵參數變化等，來確保患者保持鐵水平，從而使紅細胞最有效生成。

2 感染/炎癥狀態

在積極補鐵和充分透析的患者中，炎癥狀態是導致EPO抵抗的最主要原因。在慢性腎臟病患者中持續性感染、亞臨床感染、心力衰竭、透析膜及導管和晚期糖基化終末產物的積聚都可能導致炎癥。CKD患者的炎癥狀態是全身性且持續存在的，體現在循環中則是炎癥標志物的升高。這種炎癥狀態與EPO治療反應性低下相關，而EPO抵抗最終會增加心血管疾病風險，降低患者的生存率。

2.1 C-反應蛋白

在所研究的多種炎癥標志物中，C-反應蛋白(C-Reactive Protein,CRP)應用時間最長、最為廣泛。在正常情況下，CRP由肝細胞以相對較低速率生成，大部分被內質網保留。在CKD患者中，升高的CRP水平已被證明可以預測心血管事件、住院時間和全因死亡率，可能與共病和并發癥有關。CRP是一種非特異性急性時相反應蛋白，隨著腎功能的下降而升高，在患者到達終末期腎病之前就已在較高水平。已有研究證明CRP水平與EPO劑量之間存在很強的相關性[9,10]。在一項涵蓋1754名CKD患者的研究中，CRP的升高與隨后3個月的EPO劑量需求之間存在強關聯[11]。對CRP水平的監測和研究可以為后續的EPO治療提供指導。

2.2 細胞因子

CKD患者的炎癥狀態使免疫細胞活化從而誘導免疫效應，在此過程中產生多種細胞因子，一般分為具有促進炎癥和抵抗炎癥調節作用的兩類。細胞因子通過與靶細胞膜上的特定受體結合，觸發信號轉導途徑，啟動相應效應，從而對EPO治療反應性產生不同的影響。

促炎細胞因子包括IL-1、IL-6、γ-干擾素和腫瘤壞死因子-α等，可以促進炎癥過程的激活。促炎細胞因子介導的促炎信號影響EPO的活性，干擾EPO介導的信號通路，拮抗EPO的抗凋亡作用。而且促炎細胞因子抑制紅系祖細胞的增殖和分化。多種效應機制降低了EPO使用的敏感性，CKD患者中促炎細胞因子的升高與EPO抵抗顯著相關[10]。

抗炎細胞因子如IL-4、IL-10和轉化生長因子-β等通過減少促炎細胞因子和抑制單核細胞活化來減輕炎癥反應，從而對EPO的治療有積極作用[12]。

2.3 晚期糖基化終末產物及其受體

晚期糖基化終末產物(AGEs)是糖與蛋白質的游離胺殘基經過縮合、脫水、環氧化及重排修飾形成的分子產物。腎臟從循環中清除AGEs的能力降低，導致其水平從CKD 3期開始明顯增加，因AGEs的形成不可逆，會在體內逐漸積累。AGEs在慢性腎臟病患者中顯著升高，可刺激炎癥介質合成增加，還可直接或通過激活單核細胞間接刺激肝細胞產生C-反應蛋白，加重炎癥反應，從而導致EPO抵抗[13]。

晚期糖基化終末產物受體(RAGE)是一種多配體模式識別受體，屬于免疫球蛋白超家族，廣泛分布于多種細胞中，在人類疾病中可異常上調或下調。RAGE參與調節AGEs的內吞和降解,且能夠與多種促炎配體如高遷移率族蛋白B1(HMGB-1)、S100結合鈣蛋白、β-淀粉樣蛋白等結合并激活。大多數RAGE配體由單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞分泌，則表明RAGE在炎癥反應的啟動和增殖中起關鍵作用[14]。大量研究表明，急性和慢性炎癥狀態下RAGE表達上調，與促炎配體結合能力增強，導致下游免疫和炎癥反應的傳播[15]。

AGEs的積累會引起炎癥并且促進炎癥的發展，削弱抗氧化防御，損害DNA修復機制。其次，AGEs通過與RAGE的結合引起下游炎癥信號級聯的激活產生多種炎癥因子，而且RAGE和配體的相互作用是正反饋循環，更進一步的放大組織炎癥和損傷[16]。因此，減少AGEs形成和/或抑制RAGE激活有助于減輕炎癥反應，進而提高CKD患者對EPO治療的反應性，降低患者EPO的劑量需求。

慢性腎臟病炎癥是多因素綜合作用的結果。某些細胞因子作為提示EPO低反應性和CKD進展的生物標志物是有潛力的，在臨床中應盡可能的使用這些參數一并考慮，以此來評估患者潛在感染或炎癥來源，尋找方法清除細胞因子以及使用抗炎特性的藥物治療。這些潛在問題的解決有助于改善患者狀況，提高EPO治療反應性，從而改善貧血和不良預后。

3 營養狀況

營養不良是慢性腎臟病患者的共同特征，主要由于患者飲食攝入不足，尿毒癥毒性引起惡心嘔吐、靜息能量消耗增加、透析相關的營養丟失等原因導致。通常表現為體重減輕，能量(脂肪組織)耗盡，低肌肉質量、血清蛋白標志物和其他內臟蛋白水平下降。

在一項縱向研究中[17],血清白蛋白水平與BMI的增加與EPO治療的反應性增強有關，而二者是重要的營養狀況指標。在另一項研究中[18]，體重不足的患者需要更高劑量的促紅素來達到血紅蛋白水平，而且對EPO治療無反應者比例較高。

這些研究均證實了營養不良會降低促紅素治療的反應性。因為CKD患者營養不良和炎癥狀態傾向于共存，所以在促紅素反應性的研究中，納入營養標記物是控制炎癥和營養不良等因素造成混雜的有效方法。在臨床上，通過改善營養狀況會對EPO反應性和患者預后的改善產生積極影響。

4 循環促紅細胞生成素抑制劑

EPO與骨髓紅系祖細胞表面的特異性EPO受體(EPOR)結合從而促進紅細胞的生成，對EPO生物學效應的抵抗可能是被循環中的抗EPO抗體(EPO-Ab)中和而失活。調整潛在的混雜因素后，EPO-Ab為EPO低反應性的獨立因素。EPO抗原性改變是誘導抗EPO抗體產生主要原因，可能與下列因素有關：①穩定劑成分 ②藥品包裝 ③皮下給藥途徑等。EPO-Ab的檢測方法有很多，其中酶聯免疫吸附法(ELISA)或放射免疫分析(RIPA)方法靈敏且可靠。一般停用促紅素藥物后循環中的抗體可迅速下降[19]。

近年來，某些CKD患者血清中可檢測到抗EPOR抗體(Anti-Erythropoietin Receptor Antibodies)，提示了抗EPOR抗體阻斷了EPO與EPOR的結合，干擾了紅系祖細胞的增殖和分化，導致EPO低反應性。在一項橫斷面研究[20]中，Akinori等人發現抗EPOR抗體陽性患者的促紅素劑量和ERI均大于無抗體患者，此抗體的存在是ESA低反應性的一個獨立且顯著的因素。

綜上所述，循環促紅細胞生成素抑制物的存在可以幫助臨床醫生診斷促紅素低反應性，并確定其原因，從而為患者提供個性化的貧血管理方案。但是其產生和對貧血及預后的影響有待進一步研究。

5 非鐵微量元素缺乏

非鐵微量元素缺乏作為一個潛在因素在促紅素抵抗中的作用常被低估。

5.1 維生素D缺乏

維生素D來自皮膚合成或是飲食營養，其主要循環形式是在肝臟中生成D-[25(OH)D3]，在腎臟被1ɑ-羥化酶羥基化形成有活性的1,25(OH)2D3，可作用于礦物質和骨骼代謝。在慢性腎臟病患者中，隨著腎小球濾過率逐漸下降，腎臟巨蛋白的表達減少，最終導致1,25(OH)2D3形成減少。慢性腎臟病患者的陽光暴露不充足、營養不良、腎病的尿液丟失和透析損耗等原因導致維持1,25(OH)2D3的能力下降[21]。在CKD患者中，天然和活性維生素D的缺乏刺激骨髓微環境中的免疫細胞產生促炎細胞因子，從而抑制紅細胞的生成。這一炎癥機制導致促紅素抵抗[22]。另一個潛在機制是，1,25(OH)2D3水平降低已被證明促進繼發性甲狀旁腺功能亢進，進一步導致促紅素抵抗[23]。

一項前瞻性研究表明[24]，維生素D的缺乏或不足在CKD患者中發生率高，補充維生素D可以顯著降低CRP水平和EPO劑量。一項橫斷面研究中[25]，發現CKD患者維生素D的缺乏與EPO抵抗存在關聯，且此關聯獨立于其他混雜因素。這些研究總體上支持了維生素D在促進CKD人群正常紅細胞生成以及減輕促紅素抵抗的作用。需要進一步的干預和實驗研究來揭示這些聯系的機制，從而確定補充維生素D及其類似物是慢性腎臟病患者促紅素抵抗的預防或治療藥物。

5.2 造血營養物質缺乏

造血營養物質主要包括維生素B12和葉酸，二者的生物利用度差，導致脫氧核苷酸的從頭合成減少，DNA的合成和修復受損，限制紅細胞生成速率，紅細胞生成減少和無效紅細胞生成。這一潛在因素的存在使得治療中大劑量促紅素的應用，患者卻無法達到Hb目標值。

在慢性腎臟病患者的治療中，補充維生素B12和葉酸并不常規應用。但是在一隊列研究中[26]發現，二者缺乏導致更高的促紅素需求。同樣，在Oluwatoyin[27]等人的研究中發現在補充葉酸之前，Hb值下降，EPO的需求劑量增加，在使用葉酸后，這一趨勢發生了逆轉。

因此，如果CKD患者持續貧血，對EPO和鐵劑治療均無效時，就需要考慮維生素B12和葉酸的缺乏，及時補充，以期達到EPO的最佳效果。

6 繼發性甲狀旁腺功能亢進

繼發性甲狀旁腺功能亢進(SHPT)與促紅素耐藥的相關關系在一些研究中得到證實。

經典理論是認為PTH分泌過多會導致骨髓纖維化，進而干擾紅細胞生成[28]。

Kalantar-Zadeh[29]等人研究結果顯示較高的甲狀旁腺激水平與ESA的低反應性獨立相關。一項代表性研究[30]中，分析了37名接受甲狀腺切除治療的嚴重SHPT患者的數據，發現術后EPO劑量的大幅下降，血紅蛋白水平上升。這些研究為控制CKD患者甲狀旁腺激素的分泌提供了理論基礎。未來的臨床試驗應該確定降低PTH治療對ESA劑量或血紅蛋白水平的影響作為主要終點。

7 透析相關因素

CKD患者常見的透析方式是血液透析(HD)和腹膜透析(PD)。透析液的質量和純度很重要，必須嚴格控制水處理系統的每個組件的功能，以及水和最終透析液的化學和微生物純度。傳統的透析液炎性刺激是亞臨床的，促進免疫細胞活化產生細胞因子抑制紅細胞生成。超純透析液效果優良,炎癥水平更低使得促紅素需求減少[31]。在透析充分性方面，尿毒癥毒素抑制內源性EPO的合成，加劇對外源性ESA的抵抗，高通量的透析可以更好地清除尿毒癥毒素,從而顯著減輕促紅素抵抗[32]。

8 藥物應用

8.1 血管緊張素轉換酶抑制劑/受體阻滯劑(ACEI/ARB)

在一項縱向研究中[17]，服用ACEI/ARB的患者有更高的ERI，代表了對EPO有抵抗，但其機制尚不清楚。在現階段，ACEI/ARB與促紅素抵抗關系需要更多的研究來證明。

8.2 他汀類藥物

現有的研究表明他汀類藥物對CKD患者的EPO低反應性影響是有限的。在一項小樣本研究中[33]，他汀類藥物可增強對EPO反應性。在一項觀察性研究中[34]，發現他汀類藥物在ESA低反應性中可能起作用，但是關聯尚不清楚。

綜上所述，藥物在改善CKD患者EPO反應性中的作用還不明確，需要通過大規模的隨機分層試驗進一步確定各類常用藥物對EPO耐藥的潛在作用。

9 小結

使用促紅細胞生成素的近30年來，取得了巨大的成就，也出現了各種各樣的問題。目前看來，單一候選的新藥物無法完全替代促紅素和鐵劑的治療效果。臨床上慢性腎臟病患者貧血的治療因其病因復雜多變仍是嚴峻的挑戰。通過分析患者個體促紅素抵抗的原因，盡可能有針對性的、精準的調整個體治療方案，在減輕炎癥、改善營養不良狀況以及改變透析方式、頻率等方面進行早期干預，提高患者對促紅素的反應性，減少患者的心血管并發癥發生，從而減緩慢性腎臟病進程，提高患者的生活質量和長期存活率，降低患者的經濟負擔和死亡風險。關于促紅細胞生成素抵抗的原因還需要進一步、大樣本、多層次的分析研究，為以后臨床治療提供新思路。