基于PI3K/Akt/mTOR通路探討水蛭對IgA腎病的作用機制

曹 響，謝麗萍，趙 潔，江志雄，徐霜霜

(1.廣西中醫藥大學，廣西 南寧 530001；2.廣西中醫藥大學第一附屬醫院 腎內科，廣西 南寧 530023)

IgA腎病的病理改變是以腎小球系膜區IgA免疫復合物異常沉積為特征，腎小球系膜區IgA免疫復合物異常沉積會引起腎小球系膜細胞增殖和活化，從而釋放大量的炎性因子和趨化因子，它們之間相互作用會引起腎小管損傷及腎小球硬化，這些病理變化逐漸使腎纖維化、使腎小球濾過率下降，最終導致慢性腎衰竭[1-2]。在我國IgA腎病占原發腎小球疾病的二分之一，近幾年來比例有明顯上升的趨勢[3]。當前，眾多的藥理學研究證實水蛭及水蛭素等均具有明顯的抗腎纖維化的作用，并展現出良好發展前景[4-6]。這些年來，隨著對腎纖維化機制不斷深入研究，現代醫學在緩解腎纖維化，延緩慢性腎臟病的發展方面已取得一些進步。和西醫相比，中醫藥著眼于整體宏觀的干預與調控，對慢性腎臟病辨證論治，在抗腎纖維化方面已取得良好的效果，在某種方面上彌補了化學合成藥物單一靶點的瑕疵。現對基于PI3K/Akt/mTOR通路探討水蛭對IgA腎病的作用機制及近幾年的研究進展進行總結，以期為臨床防治慢性腎臟病腎纖維化提供更加真實有效的依據。

1 IgA腎病的中醫癥型分析

IgA腎病無特定的中醫病名，根據其臨床特征可歸入“水腫”“尿血”“腰痛”“尿濁”“腎風”“虛勞”等范疇[7]。《金匱要略》中記載：“少陽脈卑，少陰脈細，男子則小便不利，婦人則經水不通，經為血，血不利則為水，名曰血分。”《血證論》中記載：“瘀血化水，亦發水腫，是血瘀而兼水腫。”宋朝時期《仁齋直指方》提及“血與水，上下內外，皆相濟而行，故病血者，未嘗不病水；病水者，亦未嘗不病血也。”清朝時期《讀醫隨筆》提及“陰血虛一則脈到不充，一則陰虛火旺，煎灼津液成瘀。”均提示瘀血和水腫病關系密切。現代各大醫家也紛紛表示“腎絡瘀阻”是貫穿IgA腎病始終的基本病機[8-9]，腎絡瘀阻證除腎絡損傷引致離經之血和久病入絡外，還可指腎絡內的血液，如血過于濃黏聚凝，導致血液運行不暢，從而產生瘀血。王玉林教授認為IgA腎病是由于本體稟賦不足、后天失養、勞倦內傷、外邪侵襲、邪伏正虛而發病，瘀血和濕邪是發病的關鍵因素[10]。陳香美等[11]多年臨床研究發現IgA腎病中氣陰兩虛證患者最多(41.5%)，隨著年齡的增長，脾肺氣虛證的比例稍有下降，脾腎陽虛證的比例上升，兼證中以濕熱和血瘀證最為常見(分別占31.6%和28.9%)。張雪楠等[12]依據將67位IgA腎病患者分為青年組、中年組、老年組，分別研究各年齡段證候分布的規律，隨著年齡的增長腎氣虛證、脾腎兩虛證的占比呈下降趨勢，脾腎兩虛兼濕濁血瘀證的占比則有上升趨勢，可以看出IgA腎病屬本虛標實之證，但以本虛為主，脾腎兩臟的虛損是腎臟疾病之本，濕濁、瘀血則為疾病之標。史大卓教授[13]認為IgA腎病的基本病機是氣陰兩虛、痰熱互結、瘀血阻絡，又指出IgA腎病始終兼夾瘀血，治療此病活血化瘀必不可少。金今東等[14]認為腎小球硬化、以及小管間質纖維化和萎縮等病理改變都是“瘀”的結果，提出為提高腎小球濾過率、改善腎功能，活血化瘀應該貫穿治療始終。綜上所述，可以看出瘀血是IgA腎病的重要邪實之一，也是疾病發展轉歸的重要因素。

2 血瘀證與腎臟纖維化的關系

IgA腎病多呈慢性進行性發展，每10～20年均有15%～40%的患者進入終末期腎病[3]，腎纖維化是各種因素導致慢性腎臟疾病進展到終末期腎臟病的共同經過道路，其主要包括腎小球硬化和腎間質纖維化，腎纖維化形成機制是由于腎臟固有細胞在炎癥刺激和細胞因子作用下不斷使腎間質中的成纖維細胞增生與分化，向肌成纖維細胞轉化[15]，因此在腎纖維化形成的這個關鍵樞紐環節干預診治將會減少終末期腎臟病發生。在腎纖維化病理變化過程中，體內血流動力學改變，直接導致免疫反應介導的凝血機制被激活，使凝血酶被加速活化，使纖維素在腎組織中更易沉積，刺激血小板凝集，導致血栓及形成腎臟纖維化病理學的這些改變，都歸結在“內結為瘀”中[16]。腎纖維化的基本病機為腎虛血瘀，故治療應以活血化瘀為主，有研究者通過臨床試驗及動物實驗證明活血化瘀能明顯改善腎纖維化[17-19]。危成筠等[20]在收集94例IgA腎病患者中,血瘀證占61.70%，非血瘀證占38.30%，并發現腎小球球性硬化、間質炎細胞浸潤、間質纖維化、腎小管萎縮與血瘀證密切相關。有人經過臨床試驗研究對比血瘀證與非血瘀患者之間的纖維化相關指標間關系，發現血瘀是導致纖維化重要病因病機[21]。還有研究比較IgA腎病血瘀證患者與非IgA腎病血瘀證患者腎臟病理差異性，發現血瘀證患者的腎臟病變重于非血瘀證患者，并且腎臟病變程度與血瘀證程度成正比，無論從系膜細胞增生程度、腎小管萎縮程度，還是腎小球硬化、腎間質纖維化病變程度都更為嚴重[22]。王東等通過研究分析得出活血化瘀方可以抑制活化的腎成纖維細胞株和系膜細胞株的增殖，有效防治腎纖維化[23]。李康康等[24]發現通過活血通絡法可以延緩慢性腎臟病早期患者腎纖維化進程，中藥活血通絡方能夠有效延緩慢性腎臟病早期患者腎纖維化進程。綜上所述，表明瘀血證在腎纖維化過程中的影響巨大。

3 PI3K/AKt/mToR通路在腎纖維化中的研究進展

現代研究表明，許多因素如某些細胞因子、血管活性物質等的激活或釋放，都能夠引起腎纖維化[15]。很多信號通路如轉化生長因子-β(TGF-β)/Smad信號通路，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路等等，均參與了腎纖維化細胞因子激活或釋放的調節[25]。磷酯酰肌醇3激酶(PI3K)/絲氨酸及蘇氨酸蛋白激酶(Akt)/mTOR信號通路是一條特殊的信號途徑，在細胞存活與分化、細胞生長、運動和凋亡及炎性細胞因子的激活或釋放等生理和病理過程中都起到重要作用[26-27]。通過動物實驗發現從丹參植物中提取的中藥丹酚酸A可以抑制PI3K/Akt/mTOR信號級聯反應，以防止肝星狀細胞的刺激，減少細胞外基質的合成，并調節Bcl-2/Bax和caspase-3/切割的caspase-3信號通路阻止肝細胞凋亡，減輕肝纖維化[28]。PI3K/AKt/mToR通路與肝纖維化有關系，是否與腎纖維化也有關系呢？有人通過動物實驗發現川芎中的提取物川芎嗪能通過抑制PI3K/Akt/mTOR通路，從而促進腎臟的自噬，減輕系膜細胞增殖和胞外基質積聚、改善糖尿病腎病大鼠腎臟病理改變，減緩腎臟纖維化病變進展[29]。還有研究發現大黃提取物蘆薈大黃素在體內抑制TGF-β1誘導的PI3K/Akt/mTOR通路的激活，改善細胞存活并降低纖維化相關蛋白的水平，抑制Akt和mTOR的磷酸化，表明蘆薈大黃素通過抑制PI3K/Akt/mTOR途徑減輕纖維化[26]。現代有動物實驗研究表明，PI3K/Akt/mTOR通路在腎小管上皮細胞和腎間質纖維化中起著重要的作用[30-31]，在雙側腎纖維化動物模型中，磷酸化的PI3K/Akt/mTOR明顯增加，抑制其通路可以明顯延緩纖維化的進程[32]。

4 中醫藥水蛭對PI3K/Akt/mTOR通路的影響

水蛭是一味傳統的中藥，環節動物蛭綱類，俗稱螞蟥，學名水蛭。早在很多年前，許多醫學大家對它的醫療效用就有所認識，《神農本草經》上記載：“水蛭味咸平，主逐惡血、淤血、月閉，破血癖積聚，無子，利水道。”《本草綱目》上記載：“咸走血，苦勝血。水蛭之咸苦，以除蓄血，乃肝經血分藥，故能通肝經血。”[33]早在上世紀就有英國學者從水蛭中分離提取出具有抗凝作用的成分，并定名為水蛭素[34]。在現代醫學中，還沒發現肝素抗凝前，水蛭素是重要的抗凝藥。經過現代醫學的藥理學研究發現水蛭中存在兩種不同的水蛭素，但是無論是哪一種，在目前看來，水蛭素是一種安全、有效的抗凝劑，作用機制是它可以抑制凝血酶水解纖維蛋白原形成纖維蛋白，并與凝血酶結合，從而使凝血酶失去裂解纖維蛋白原為纖維蛋白的能力，進而阻滯纖維蛋白的凝固，同時抑制凝血酶催化的止血反應以及凝血酶誘導的血小板反應，達到抗凝的效果[35-36]。后有研究者通過實驗證實水蛭素可以通過降低纖練蛋白基因的表達水平，從而抑制系膜細胞分泌的細胞因子數量，減緩腎間質纖維化的速度[37]。麻志恒等[38]通過動物實驗，分析得出活血化瘀法可降模型小鼠PI3K/Akt/mTOR mRNA通路的表達，減輕腎臟纖維化。水蛭中的水蛭素可以改善IgA腎病模型中凋亡小體數量的增加和凋亡相關蛋白(caspase-3和caspase-9)的表達，減輕IgA腎病大鼠IL-1β，IL-6和IL-18等炎癥因子的表達，從而通過抑制纖維化和炎癥反應來改善IgA腎病[39]。而任現志等[40]研究水蛭對大鼠腎小球系膜細胞(GMCs)生長周期、凋亡的影響及凋亡的形態學觀察，結果發現水蛭可以使大多數腎小球系膜細胞處于有絲分裂G0/G1期，阻止細胞進入有絲分裂S期從而達到抑制腎小球系膜細胞增生的作用；同時還發現水蛭有促進大鼠腎小球系膜細胞凋亡的作用。綜合分析，水蛭可能通過降低PI3K/Akt/mTOR mRNA的表達，從而減輕各種炎性細胞因子的表達，減少腎小球系膜細胞的增生，增加腎小球系膜細胞調亡，進而減輕腎臟纖維化。

5 總結

IgA腎病是一種常見的原發性腎小球疾病，可導致慢性腎衰竭，進而發展為終末期腎病。IgA腎病多呈慢性進行性發展，有研究表明每過10～20年就有15%～40%的患者進入終末期腎病[3]。而腎纖維化是各種原因導致慢性腎臟疾病進展到終末期腎臟病的必經之路，因此對腎纖維化形成的這個樞紐環節干預診治將會減少終末期腎臟病發生。腎纖維化形成機制為腎臟固有細胞在炎癥刺激和細胞因子作用下導致腎間質中的成纖維細胞增生與分化，并向肌成纖維細胞轉化[15]。而腎纖維化其根本本質在于絡脈瘀阻，導致血瘀證的形成。而水蛭的中醫功效主要為活血化瘀，所以水蛭對于腎纖維化有一定的治療作用。水蛭能使大量腎小球系膜細胞處于有絲分裂G0/G1期，阻止細胞進入有絲分裂S期從而達到抑制腎小球系膜細胞增生的作用，研究還發現水蛭有促進大鼠腎小球系膜細胞凋亡的作用。現代已有研究證明活血化瘀法可降低小鼠PI3K/Akt/mTOR mRNA的表達，減輕腎臟纖維化。綜合分析，水蛭可能通過降低PI3K/Akt/mTOR mRNA的表達，從而抑制腎小球系膜細胞增生，促進腎小球系膜細胞凋亡，從而減輕腎臟纖維化。