中藥黃蜀葵花治療糖尿病腎病研究進展*

錢琦,周悅欣,安曉飛

南京中醫藥大學附屬醫院,江蘇 南京 210029

流行病學顯示,近年來我國糖尿病(diabetes mellitus,DM)的發病率和患病率顯著上升,2017年已經達到11.2%,其中2型糖尿病(type 2 diabetes,T2DM)患者占90%以上[1]。糖尿病腎病(diabetic kidney disease,DKD)是指由DM引起的慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD),是DM患者的主要微血管并發癥,DKD病變可累及腎小球、腎間質、腎小管甚至全腎[2],是引起終末期腎病(end-stage renal disease,ESRD)的首要原因[3]。持續性白蛋白尿排泄增加和(或)腎小球濾過率(glomerular filtration rate,GFR)降低是DKD的主要臨床特征,DKD晚期可出現嚴重的腎功能衰竭,甚至導致患者死亡[4]。DKD西醫治療目前主要以改善糖脂代謝、控制血壓和對癥治療為主[5]。循證醫學表明,腎素-血管緊張素-醛固酮系統(renin-angiotensin-aldosterone system,RAAS)拮抗劑對于T2DM引起的DKD合并高血壓患者蛋白尿癥狀有明顯治療作用[6]。鈉-葡萄糖耦聯轉運體2(sodium-glucose cotransporter 2,SGLT2)抑制劑和胰高血糖素樣肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)受體激動劑具有獨立于降糖作用的腎臟保護作用,且與SGLT2抑制劑相比,GLP-1受體激動劑可以在eGFR較低患者中使用[7-10]。若DKD發展至ESRD,則必須采用腎臟替代治療或腎臟移植[11]。盡管DKD患者接受了上述綜合治療,其蛋白尿程度和腎功能衰退水平仍呈進行性加重,尋求新的治療手段有重要意義。

大量研究證實,中醫藥治療DKD取得了顯著的療效和優勢,為臨床提供了新的治療方法和靶標[12]。中藥黃蜀葵花(abelmoschus manihot,AM)在治療DKD患者蛋白尿和改善腎功能方面有著獨特優勢和顯著療效。近年來,AM、黃蜀葵花總黃酮(total flavonoids of abelmoschus manihot,TFA)及其相關制劑(如黃葵膠囊、甲花片等)已逐漸應用于DKD的臨床治療,在減少DKD患者尿蛋白和延緩腎功能減退方面療效顯著。本文就AM治療DKD患者蛋白尿和腎臟損傷的臨床療效和細胞分子機制的進展進行闡述,有助于其廣泛應用于未來的臨床實踐。

1 DKD主要病理機制

1.1 西醫病理機制DKD的發病機制復雜多樣,多項研究表明DKD主要與腎血流動力學改變、代謝紊亂、氧化應激和炎癥反應等相關[13]。DKD基本病理改變主要包括腎小球體積肥大、系膜基質增多、系膜溶解、Kimmelstiel-Wilson結節、微血管瘤樣擴張、滲出性病變、腎小球新生血管病變及腎小管和腎間質病變[3]。DKD患者慢性高血糖和胰島素抵抗誘發腎臟氧化應激、炎癥損傷、蛋白激酶通路激活、終末糖基化產物(advanced glycosylation end products,AGEs)大量積聚等共同導致腎小球內皮細胞通透性增高、足細胞融合及凋亡、系膜細胞外基質增多及腎小球基底膜增厚,引起蛋白尿的發生,最終引起廣泛腎小球纖維化和硬化,有效腎單位減少,導致蛋白尿和腎功能減退[14]。

1.2 中醫病因病機中醫認為DKD屬于“消渴”中的“下消”,亦可稱為“消渴腎病”。消渴腎病繼發于消渴病,重在藏泄,責之于濕熱。在疾病發生發展過程中,氣機郁滯,內熱偏盛,水濕停留,繼而濕熱膠結,瘀阻內生[15],形成以早期脾失健運散精障礙、中期氣陰兩虛濕熱瘀結、晚期陰陽俱虛濁毒內閉為主的病理特點[16]。故而DKD病機為本虛標實,以脾腎虧虛為本,濕熱瘀阻為標,可根據濕、熱、瘀、毒不同時期偏重不同,分別采用益氣養陰清熱法、利濕化瘀通絡法和補腎活血降濁法分期論治[17]。

2 中藥黃蜀葵花藥理研究

黃蜀葵花,又名側金盞、秋葵、黃葵、棉花葵,為錦葵科秋葵屬植物黃蜀葵的干燥花冠。黃蜀葵花味甘、辛、涼,歸腎、膀胱經,具有利尿通淋,活血止血,消腫解毒的功效,主治淋證、吐血、衄血、崩漏、胎衣不下、癰腫瘡毒、水火燙傷等。黃蜀葵花首載于《嘉祐本草》,曰“黃蜀葵花治小便淋及催生,又主諸惡瘡膿水久不瘥者,作末敷之”;《本草衍義》記載:“黃蜀葵花為瘡家要藥”;《本草綱目》記載:“黃蜀葵花消癰腫。浸油,涂湯火傷”;《圣濟總錄》收錄獨圣散治療沙石淋痛;《本草蒙筌》記載黃蜀葵花治療淋澀水腫;《古今圖書集成》記載黃蜀葵花治療小兒木舌、鼻衄不止;《奇效良方》記載黃蜀葵花諸血通治[18]。由此可見,黃蜀葵花主要功效與DKD “濕、熱、瘀、毒”相關標實論治相互吻合。AM成分復雜,藥理學研究發現其主要包含黃酮類、還原糖類、鞣酸類和長鏈烴類等化合物,TFA主要包括金絲桃苷、槲皮素、異槲皮素、棉花皮素-8-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、楊梅黃酮和槲皮素-3-O-洋槐花苷等[19-23],其中金絲桃苷、異槲皮素和槲皮素、單葡萄糖醛酸苷可能是AM發揮治療作用的主要活性成分[24-25]。

3 黃蜀葵花治療DKD臨床研究

DKD主要臨床表現為尿蛋白水平升高和腎功能減退,包括微量白蛋白尿和(或)GFR下降[26]。持續性蛋白尿是DKD進展為ESRD的獨立危險因素,所以減少尿蛋白是治療DKD的主要手段并具有重要臨床意義[27-28]。大量臨床試驗觀察證明,AM對DKD蛋白尿和腎臟損傷有較好的療效。余江毅等[29]通過隨機對照試驗發現DKD患者在口服達美康和卡托普利的基礎上加用TFA可顯著改善腎功能、降低尿蛋白水平。趙越等[30]觀察黃蜀葵花片治療T2DM引起的DKD早期患者尿蛋白的臨床療效發現,AM可明顯降低T2DM引起的DKD早期患者尿白蛋白(urine albumin)與尿肌酐(urine creatinine,UCr)水平比。邱瑜等[31]采用隨機對照的方法發現AM聯合阿魏酸哌嗪治療DKD患者尿蛋白和改善腎功能方面較對照組更顯著。錢才鳳等[32]通過隨機對照實驗發現黃葵膠囊聯合纈沙坦對早期DKD患者微量白蛋白尿療效顯著,能有效降低患者的尿白蛋白排泄率,延緩病情進展。胡江平等[33]選擇80例早中期DKD患者,隨機對照觀察黃葵膠囊聯合替米沙坦的臨床療效發現,其可以顯著改善患者的中醫癥候,降低24 h尿蛋白定量和血肌酐(serum creatinine,SCr)水平,增加血糖血脂達標率,延緩腎功能惡化。馬騰等[34]發現在Ⅲ-Ⅳ期DKD患者中,黃葵膠囊聯合前列地爾治療較對照組24 h尿蛋白定量、UCr、尿素氮(urea nitrogen,BUN)、總膽固醇(total cholesterol,TC)、三酰甘油(triacylglycerol,TG)、尿白蛋白排泄率均有較明顯改善,同時不良反應明顯減少。黎曉輝等[35]隨機對照觀察60例DKD患者發現,在氯沙坦鉀的基礎上加用黃葵膠囊后患者尿白蛋白排泄率、空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、尿β2-MG、血脂及BUN等各項指標均有明顯改善,兩者有相互協同的作用且療效顯著。此外有Meta分析顯示,AM聯合RAS阻斷劑對DKD患者24 h尿蛋白定量、尿白蛋白排泄率和SCr更有效[36]。上述研究表明在西醫綜合治療的基礎上,AM對進一步改善DKD患者的蛋白尿和保護腎功能是有效和安全的。

一項關于黃葵膠囊治療腎臟病的臨床綜合評價認為,黃葵膠囊治療DKD的臨床價值評為A類(綜合得分為0.76分,即臨床價值好),安全性價值評為B類(綜合得分為0.38分,即風險較可控,安全性較好)[37]。黃葵膠囊聯合血管緊張素受體阻滯劑(angiotensin receptor blocker,ARB)或血管緊張素轉化酶抑制劑(angiotensin-converting enzyme inhibitors,ACEI)類藥物治療DKD在提高臨床總有效率、降低SCr、24 h尿蛋白定量、尿白蛋白排泄率和TG、TC方面均優于單獨使用ACEI/ARB治療,且無明顯不良反應。AM常見的副作用是可耐受的胃腸道不適,但發生率極低。多項薈萃研究發現,其在治療尿蛋白的同時不增加不良事件的風險,各項研究中均未見嚴重不良事件[38]。以上研究表明,AM及其相關制劑目前已廣泛應用于臨床,在減少尿蛋白方面具有較好的療效。此外,AM不僅可用于治療DKD,對于原發性腎小球疾病、繼發性腎小球腎炎和高血壓性腎損傷等疾病也均有不同程度的療效[39]。

4 黃蜀葵花治療DKD的機制研究進展

AM有抑制炎癥、抗氧化、抗凝血、降血糖、延緩腎小管損傷和腎纖維化等作用,其治療DKD的機制復雜多樣,目前尚未被完全闡明[40]。現有研究發現,AM可以通過減輕炎癥反應、抗氧化應激、減輕腎小球高濾過狀態和硬化、減輕腎小管損傷、改善腎間質纖維化、減少足細胞凋亡、改善胰島素抵抗和調節脂質代謝等多種機制降低DKD蛋白尿和減緩腎臟損傷,發揮保護腎臟的作用。

4.1 減輕炎癥反應炎癥反應是DKD進展的重要機制,轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、白細胞介素(interleukin,IL)家族、趨化因子和黏附因子等多種炎癥因子參與DKD的發生發展,炎癥信號通路被激活,從而導致系膜細胞增生、炎癥細胞浸潤、細胞外基質增厚、腎小管及腎間質纖維化,最終導致腎臟損傷[41]。腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)是DKD炎癥的主要觸發因素之一,TNF信號傳遞需要iRhom2來促進 TNF-α轉換酶(TNF-α converting enzyme,TACE)的運輸和激活。TFA可以通過抑制iRhom2/TACE信號通路的激活和減輕內質網應激下調促炎癥因子的表達,從而劑量依賴性地改善腎臟炎癥[42]。崔梔等[43]研究表明,AM提取物對大腸桿菌內毒素誘導的人中性粒細胞分泌IL-8具有抑制作用。高志田等[44]發現,黃葵膠囊可明顯降低DKD患者血清C反應蛋白及TNF水平,從而減輕DKD的微炎癥狀態。因此,抑制異常炎癥反應是AM治療DKD相關腎臟損傷最基本的藥理機制[45]。

4.2 抗氧化應激DKD患者存在慢性高血糖狀態,活性氧產生增加,多元醇途徑被激活,AGEs積聚增加、蛋白激酶C和己糖胺途徑過度激活,導致腎小球內皮細胞、足細胞和腎小管間質細胞等損傷,從而引發腎臟炎癥反應、細胞凋亡和腎小球纖維化[46]。高血糖誘導的氧化應激反應在DKD疾病發展過程中起著不容忽視的作用,同時腎小球、腎小管和系膜細胞的功能失調也加劇氧化應激的發生,形成惡性循環。黃葵膠囊可下調p38絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和磷脂酰肌醇 3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinases,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)通路的活性,減少TGF-β1和TNF-α在DKD大鼠模型腎皮質中的表達水平,調節氧化應激和p38MAPK/Akt通路來減輕DKD大鼠的腎纖維化[47]。余江毅等[29]通過臨床研究指出,黃蜀葵花醇提物對DKD患者有清除氧自由基,減輕腎小管間質病變的作用。徐偉明等[48]發現黃葵膠囊可以升高抗氧化物質血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平,降低氧化應激產物丙二醛水平,從而減輕氧化應激導致的腎損傷。

4.3 減輕腎小球高濾過狀態和硬化DKD早期患者持續的腎小球高濾過狀態和高囊內壓會導致不可逆的腎臟損傷,包括腎臟超微結構改變、腎血管和腎小管的損傷,促進DKD的發生和進展[49]。腎小球肥大、腎小球基底膜增厚和輕度系膜細胞增生是DKD早期腎小球的病理變化,而PI3K/Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號通路及其下游調控因子p70S6K的異常激活在其中發揮了重要作用,是高血糖誘導腎小球損傷的重要分子機制。黃葵膠囊可以通過抑制Akt/mTOR/p70S6K信號活性,緩解DKD早期腎小球病理改變[50]。腎小球硬化是DKD晚期最主要的病理改變,糖脂代謝異常以及炎癥因子異常分泌都可以引起腎小球硬化[51]。王瑞強等[52]通過腎大部分切除大鼠模型研究發現,AM制劑可通過減少 α-平滑肌肌動蛋白(smooth muscle actin-α,α-SMA)在腎小球中的表達抑制成纖維細胞增殖和細胞外基質合成,減輕腎小球硬化和腎損傷。

4.4 減輕腎小管損傷DKD早期即可出現腎小管功能結構異常,并且腎小管損傷程度決定了腎纖維化的進展程度,其發生機制包括管球反饋及轉運機制異常、腎小管上皮細胞肥大、基底膜增厚、刷狀緣減少、上皮-間充質轉化及萎縮等[53]。DKD腎小管損傷后臨床多表現為尿蛋白水平的異常升高[54],血清胱抑素C、視黃醇結合蛋白和尿β2微球蛋白、α1微球蛋白、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶、腎損傷分子1等腎小管損傷標志物與DKD預后密切相關[55]。黃葵膠囊治療可以降低DKD患者尿β2-微球蛋白、尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶、可滴定酸、視黃醇結合蛋白及24 h尿蛋白定量水平,證實AM對腎小管損傷具有保護作用[56]。

4.5 改善腎間質纖維化DKD患者腎間質纖維化(renal interstitial fibrosis,RIF)是其主要的病理變化之一,主要包括成纖維細胞異常增殖以及大量細胞外基質沉積。高血糖狀態引起腎臟TGF-β1信號通路激活,膠原分泌增加,誘導成纖維細胞分化并促進RIF。TGF-β1會上調p38 MAPK信號通路活性,促進腎小管細胞的增殖和纖維化[57]。同時腎小管上皮細胞收縮和遷移增強,大量細胞外基質沉積,包括α-SMA和纖維連接蛋白,以及腎臟中E-鈣黏蛋白。黃葵膠囊聯合二甲雙胍治療可以通過Klotho/TGF-β1/p38 MAPK信號通路調節上述纖維化蛋白的表達,抑制細胞增殖和纖維化,從而緩解DKD進展[58]。馮媛等[59]利用大鼠單側輸尿管梗阻模型研究發現,TFA可以通過降低腎組織骨橋蛋白和結締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)、恢復Smad逆向調控因子Smad7和SnoN蛋白表達來發揮抗腎間質纖維化的作用。

4.6 減少足細胞凋亡腎小球足細胞及其足突是腎小球濾過屏障的重要組成成分,對維持腎小球濾過功能有關鍵作用。足細胞丟失和密度降低是DKD發生的早期事件[60]。TFA可以降低尿白蛋白與尿肌酐的比值,減輕足細胞凋亡。體外研究表明,TFA主要活性成分金絲桃苷能減輕AGEs誘導的足細胞凋亡,可以抑制AGEs引起的細胞凋亡蛋白酶的增加[61]。Zhou等[62]發現TFA可以減輕鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)誘導的DKD早期大鼠尿蛋白及腎損害,金絲桃苷預處理可抑制AGEs誘導的caspasase-3和caspase-8表達增加,為TFA保護DKD足細胞損傷提供了直接證據。NLRP3炎性小體的激活是DKD引起足細胞凋亡的特征之一,TFA可以降低IL-1β和IL-18的蛋白表達水平減輕足細胞損傷和凋亡,通過激活PTEN/PI3K/Akt通路抑制NLRP3炎性小體的激活,調節甲基轉移酶3依賴的m6a修飾,改善高血糖刺激引起的足細胞損傷和凋亡,故而PTEN/PI3K/Akt通路是改善DKD足細胞損傷的重要途徑[63]。

4.7 改善胰島素抵抗胰島素抵抗(insulin resistance,IR)是DKD腎臟損傷的重要機制。IR誘導DKD病理損傷主要有GFR異常升高、基底膜增厚、足細胞及其裂孔膜(slit diaphragm,SD)損傷、腎小球彌漫性或結節性硬化,肥胖、高血糖和炎癥狀態是促進足細胞IR和腎小球功能障礙的重要因素[10]。腎小球實質細胞IR可導致線粒體功能障礙和內質網應激,并進一步引起腎小球細胞濾過屏障功能破壞和蛋白尿的生成[13]。蔡紅蝶等[64]研究發現,AM中異槲皮苷、金絲桃苷、槲皮素、槲皮素-3′-O-葡萄糖苷和棉皮素-8-O-β-葡萄糖醛酸能調控前脂肪細胞的增殖,促進脂肪細胞分化及糖脂代謝相關因子的表達,從而促進前脂肪細胞分化,增加葡萄糖的利用,繼而改善IR水平。黃葵膠囊可以通過調控IRS1/PI3K/Akt信號通路活性改善DN大鼠模型IR狀態,減輕足細胞損傷并延緩腎功能的下降[65]。

4.8 調節脂質代謝隨著DKD患者蛋白尿出現伴隨腎臟組織細胞低密度脂蛋白受體上調,介導大量脂質蓄積在腎臟實質細胞內,引起代謝異常并進一步加重DKD蛋白尿和腎臟損傷。TFA可通過改善自噬活性和調節線粒體功能減輕DKD患者由于脂質積累導致肝臟的炎癥反應[66]。TFA可促進前脂肪細胞增殖,調節PPARα/γ、C/EBPα和SREBP-1的活性、減少脂肪因子包括脂聯素和抵抗素的表達,減輕內質網應激并改善脂質代謝紊亂,減少DKD患者的腎臟損傷和脂質積累[67-68]。TFA聯合格列吡嗪可明顯降低DKD模型大鼠血漿中血脂、血清肌酐和尿微量白蛋白水平,減輕腎臟病理組織學病變[69]。于春軍等[70]臨床研究發現,早期DKD患者治療上加用黃葵膠囊后TC及TG均有明顯下降,可以延緩DKD進程。劉洪等[71]觀察在降血脂藥物聯合厄貝沙坦的基礎上加用黃葵膠囊可明顯降低T2DM引起的DKD患者血清TC和TG水平,差異有統計學意義(P<0.05)。

5 小結與展望

DKD已經逐漸成為影響DM患者生活質量和預期壽命的主要微血管并發癥,也給我國國民經濟造成了巨大的負擔[72]。針對DKD蛋白尿和腎臟損傷,目前西醫主要采取在嚴格控制血糖血壓的基礎上選擇性應用RAS抑制劑、SGLT-2抑制劑或 GLP-1 激動劑等藥物[73]。研究表明,雖然對DKD患者采取了生活方式干預和上述藥物的西醫綜合治療,但DKD患者的蛋白尿和腎臟功能減退方面仍呈現不可逆的趨勢,這是目前臨床治療DKD的難點和所存在的主要問題,尋找新的干預手段和治療藥物有重要意義。AM可以通過減輕炎癥反應和氧化應激、改善腎小球高濾過狀態和腎小球硬化、減輕腎小管損傷和腎間質纖維化、減少足細胞凋亡、改善IR和調節脂質代謝等多重機制減輕DKD患者尿蛋白和腎臟損傷。AM與ACEI/ARB、雷公藤多苷片等藥物聯合運用可進一步提高療效[74-75]。近年來,隨著網絡藥理學和組學技術的發展,AM治療DKD蛋白尿和腎臟損傷的作用機制、作用靶點、生物活性及生物過程將逐漸闡明[76]。在循證醫學證據和西醫規范化治療的基礎上,基于中醫理論并個體化應用AM及其制劑治療DKD患者蛋白尿和腎臟損傷可取得顯著的臨床效果,對防治DKD病情的持續進展有重要臨床意義,值得在未來的臨床實踐中進一步應用和探索。