中药马兜铃肾毒性机制的研究进展

中药马兜铃肾毒性机制的研究进展年级：×××级××专业姓名：×××学号：××××××【摘要】中药马兜铃（Aristolochiadebilis）主要致肾毒性物质是马兜铃酸（Aristolochicacid,AA）。服用含有马兜铃酸的药物后引起的肾损害疾病称为马兜铃酸肾病（aristolochicacidnephropathy,AAN）[1]。马兜铃酸（AA）引起肾损伤的主要特点是肾小管坏死，肾间质进行性纤维化，其具体机制尚不明确，目前存在许多观点。【关键词】马兜铃马兜铃酸马兜铃酸肾病机制【Abstract】ThemaintoxiccomponentofAristolochiadebilisisAristolochicacid(AA).TherenalinjurycausedbydrugswhichcontainAAiscommonlycalledaristolochicacidnephropathy,AAN.ThemainfeaturesofAAtocausekidneydamagetubularnecrosisandrenalinterstitialfibrosis.However,themechanismofitisnotspecified.Thereisalotofperspectiveofthemechanismofitatpresentresearch.【Keyword】AristolochiadebilisAAAANmechanism中药马兜铃[2]是马兜铃科植物北马兜铃AristolochiacontortaBge.或马兜铃AristolochiadebilisSieb.etZucc.的干燥成熟果实。其功能主治为清肺化痰、止咳平喘，用于肺热咳喘、痰中带血、痔疮肿痛、出血等症。此外，本品还具有缓慢而持久的降压作用。主要化学成分有马兜铃酸（Aristolochicacid,AA）、马兜铃次酸、木兰碱、青木香酸等。马兜铃中的马兜铃酸是致肾毒性主要物质，大量服用后可导致急性肾损伤。自1993年比利时人Vanherweghem等[3]报道“中草药肾病”以来，含有马兜铃酸的中草药引起的肾功能损害即马兜铃酸肾病（aristolochicacidnephropathy,AAN）受到了肾脏病学界的广泛关注。下面就AAN进行综述。1.AAN的临床分类AAN的病理表现主要为肾小管变性、萎缩及坏死和（或）寡细胞性肾间质纤维化。临床上有三种基本类型：慢性型AAN、急性型AAN和肾小管功能障碍型AAN。1.1.急性型AAN急性型AAN常在短期内（甚至只服用1次）大量服用含AA中药后发生，临床表现主要为少尿或非少尿性急性肾功能衰竭（acuterenalfailure,ARF），可伴有肾性糖尿，还常有肾外表现，如消化道症状恶心、呕吐，血液系统表现贫血、血小板减少，肝功能损害及神经系统异常（视听力障碍、震颤）等。急性型AAN的病理表现为肾小管坏死，肾小管上皮细胞重度变性、坏死、崩解，部分肾小管仅残留裸露基膜，肾间质水肿，偶有少量淋巴及单核细胞散在浸润，肾小球无明显病变，小动脉内皮细胞肿胀。1.2.慢性型AAN患者多在持续或间断小剂量服用含有AA的药物后出现症状，主要表现为慢性小管间质肾病，出现不可逆的进行性肾损害，往往在数月可数年内最终发展为终末期肾病[3]。慢性型AAN临床表现为头痛、食欲不振、嗜睡、体重减轻、蛋白尿、肾性糖尿、无菌性白细胞尿等。其病理表现为分布不均一的寡细胞肾间质质纤维化，肾小球无明显病变或呈基底膜缺血皱缩及肾小球硬化，小动脉管管壁壁增厚，管腔狭窄。1.3.肾小管功能障碍型AAN患者常于间断小剂量服用含有AA的药物数月后出现症状，主要表现为肾小管酸中毒和（或）范可尼氏综合征，同时伴肾小管浓缩功能障碍，而血清肌酐（SCr）及尿素氮基本正常。此型AAN病理改变轻，主要为肾小管变性及缩，肾间质无明显病变，肾小球基本正常，小动脉内皮肿胀。2.AAN的发病机制AAN的发病机制目前尚不完全清楚，存在多种观点和假说，主要可经概括为以下几个方面。2.1.细胞毒作用黎磊石等[4]观察AAN患者肾组织发现，肾小管上皮细胞内可见嗜碱性均匀物质突向管腔，电镜下显示层状结构，并于1999年最先提出AA具有“胞浆毒”的特性，长期滞留于细胞内引起慢性肾损害。唐功耀等[5]使用大剂量AA能够杀伤体外培养的HK-2（肾小管上皮细胞），证实AA确实有肾寂管上皮细胞毒性作用，并认为急性AAN的发病机制与大剂量AA直接刺激细胞，引起细胞毒性反应相关。2.2.肾小管上皮细胞持续修复不良肾小管上皮细胞通常具有强大的自身修复能力。肾毒性损伤发生后，在清除坏死脱落的上皮细胞同时，损伤较轻或未损伤的肾小管上皮细胞可进入增殖活跃状态，使肾小管的完整性得以修复。然而，在急性AAN患者的肾活检组织以及众多AAN动物模型中发现，肾小管上皮细胞在发生急性损伤坏死的同时并没有出现增殖现象。这提示AA及其代谢产物抑制了细胞的增殖能力。李瑛等[6]研究发现，AA可致猪肾小管上皮细胞系LLC-PK1细胞DNA损伤，使细胞周期阻滞在G2/PM期，认为这可能是AA肾损伤后肾小管上皮细胞再生修复能力差的机制之一。正是由于AA对肾小管上皮细胞的直接毒性损伤，使其变性凋亡和坏死，而损伤后的小管上皮细胞又出现了自身修复能力低下，从而导致了AAN的发生和发展。2.3.肾小管上皮细胞转分化目前认为肾间质中的成纤维细胞（Myof）有3种来源，即由肾固有的成纤维细胞转变而来，肾小管上皮细胞的转分化和管周毛细血管肌成纤维细胞的迁移。其中肾小管上皮细胞肌成纤维细胞的转分化可能是肾间质纤维化的重要机制之一[7]。郑法雷等[8]在体外人肾小管上皮细胞（HKC）的培养液中加入AA后，AA可诱导HKC向肌成纤维细胞转化。由此推测这一现象可能是患者中肾小管上皮细胞减少，进而出现肾间质纤维化；同时，单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）也诱导HKC细胞转分化，并且MCP-1对细胞的转分化可能具有协同作用，该协同作用可被血管紧张素Ⅱ1型受体拮抗剂抑制。Myof可以合成纤维结合素和Ⅰ型胶原，使细胞外基质蛋白增加，促进肾间质纤维化的发生和发展。2.4.肾间质成纤维细胞活化AA能活化肾小管上皮细胞，使其释放细胞转化因子β（TGF-β）等促纤维化因子进入肾间质，以“旁分泌”的形式作用于肾间质纤维细胞，促进肾间质纤维细胞活化并合成细胞外基质，参与肾间质纤维化。另一方面，AA也能直接刺激及激活间质成纤维细胞，分泌细胞外基质[9]。体外研究发现40mg/ml浓度AA可显著上调HK-2和人肾间质纤维细胞的TGF-β，纤溶酶原活化抑制剂-1(PAI-1)和金属基质蛋白组织抑制因子-1(TIMP-1)mRNA表达，并显著上调hRIFs的ColmRNA表达，推测可能与AAN的发病有关[8]。2.5.肾缺血AA可损伤肾小管壁，引起管壁增生、增厚、管腔狭窄，缺血缺氧，最终导致小管萎缩及间质纤维化[10]。SunD等[11]在AAN小鼠模型中观察到，血管内皮细胞生长因子(Vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)表达减少，管周毛细血管进行性丢失，缺氧诱导因子-1A(hypoxiainduciblefactor-1A,HIF-1A)表达上调WenYJ等[11]也在研究AA致急性肾小管坏死时发现AA可导致HIF-1A的表达，内皮素-1表达上调，VEGF表达下调。这些都说明肾脏局部缺血缺氧参与了AAN的发病机制。2.6.免疫炎症反应AAN肾间质为寡细胞必纤维化，病变部位无明显炎性细胞浸润，免疫病理检查也多为阴性，故国内外多数学者认为免疫炎症反应不是AAN的主要发病机制。但左巍等[13]观察到AAN大鼠模型早期存在炎性细胞浸润，随着疾病的发展炎性细胞浸润数目明显增多，到第13周最为明显，而后逐渐减少，持续至第24周时出现寡细胞性肾间质纤维化表现。PozdzikA等[14]用大鼠AAN模型研究表明近端肾小管坏死区域有单核/巨噬细胞和T淋巴细胞的浸润。这些研究提示，免疫炎症反应可能参与了AAN的发生和发展2.7.AA-DNA加合物作用AA进入体内后，代谢形成马兜铃酸内酰胺，进一步与DNA形成加合物[15]。AA-DNA在AAN动物模型的AAN患者的肾和其他器官中均有发现，其中以肾组织最多。这种加合物可在动物和人体内蓄积，并在他们的整个生存期中持续存在[16]。加合物的形成一方面造成细胞相关功能的异常，另一方面可能导致了物损伤的持续存在和进展，而且是ＡＡ致泌尿系统肿瘤的重要机制。有学者推测此加合物除能致癌外，也与该病的肾纤维化进程有关。AA可在一系列酶如微粒体酶类(CYP1A1、CYP1A2)、胞质酶（硝基还原酶和黄嘌呤氧化酶）、NAD-PH（醌氧化还原酶）等的作用下合成AA-DNA加合物而AA-DNA加合物可使ras基因发生A-T互换突变而活化，还能使抑癌基因p53突变失去正常功能，从而使细胞增殖增强分化异常，最终导致肿瘤的发生。有研究表明P53通路是马兜铃酸肾病相关膀胱上皮癌的细胞周期标记，并促进急性AAN的肾损伤。Bakhiya等对有机阴离子转运体(organicaniontransporters,OATs)的研究表明，AA能被hOAT1、hOAT3和hOAT4转运进入近曲小管上皮细胞内OATs抑制药丙磺舒可抑制AA进入上皮细胞，从而阻断AA-DNA加合物形成有机离子转运与脂肪酸代谢的改变，会进一步导致肾小管损伤以及泌尿代谢特征的变化[17]。3.结语近年来，AAN仍是国内外学者关注的焦点对AA毒性研究已经深入展开，阐明了AA毒性的部分作用机制，并且开展了大量的AAN的预防和治疗工作对于AA的毒性应以预防为主，慎用含有AA的中草药同时应尽快建立中药使用的统一标准，正确合理使用中草药，提高对中草药毒性的认识。本文对马兜铃中致肾毒性的AA的毒性机制进行了初步整理，为合理利用此类中草药，更好地发挥其治疗优势，减少毒性作用和不良反应提供了一些参考。参考文献[1].FredericDDebelle,Jean-LouisVanherweghem,JoelleLNortier.Aristolochicacidnephropathy:Aworldwideproblem[J].KidneyInternational,2008,74(2):158-169.[2].王志红.马兜铃属植物与马兜铃酸肾病[J].北京中医,2005,24(6):361-363.[3].VanherweghemJL,DepierreuxM,TielemanaC,etal.Rapidlyprogressiveinterstitialrenalfibrosisinyoungwomen:associationwithslimmingregimenincludingChineseherbs[J].TheLancet,1993,341(8842):387-487.[4].黎磊石.由木通肾毒性研究带来的思考－提高对中草药肾毒性的认识[J].肾脏病与透析肾移植杂志,1999,8(1):1-2.[5].唐功耀,田雪飞,谌贻璞.马兜铃酸对人肾细胞作用的实验研究[J].中华肾病杂志,2001,18(4):266-269.[6].李瑛,刘志红,郭啸华等.马兜铃酸Ⅰ致肾小管上皮细胞DNA损伤的实验研究[J].肾脏病与透析肾移植杂志,2004,13(1):7-12.[7].NgY,HuangTP,YangWC,etal.Tubularepithelial-myofibroblasttransdifferentiationinprogressivetubulointerstitialfibrosisin5/6nephrectomizedrats[J].KidneyInternational,1998,54:864-876.[8].郑法雷，文晓彦，李雪梅等.单个核细胞趋化蛋白-1和马兜铃酸Ⅰ在诱导人类肾小管上皮细胞转分化中的协调作用[J].中华内科杂志,2000,12:38-41.[9].李胜,唐德