顺铂致肾损伤中炎症介质作用机制的研究进展

张启龙，聂克 (山东中医药大学，济南 250355)



·综述·

顺铂致肾损伤中炎症介质作用机制的研究进展

张启龙*，聂克 (山东中医药大学，济南 250355)

摘要：炎症介质可以通过介导氧化应激、细胞凋亡、炎症反应、线粒体功能障碍等多种作用机制在顺铂致肾损伤的过程发挥重要作用，其中主要的炎症介质有血管活性胺、前列腺素、溶酶体成分、细胞因子、一氧化氮、神经肽、激肽、补体等。

关键词：顺铂；肾损伤；炎症介质

顺铂是目前临床上最常用的一线化疗药物，其抗肿瘤机制是抑制肿瘤细胞DNA的合成、转录，损伤细胞膜的正常结构，但是它在杀死肿瘤细胞的同时对人体正常组织细胞有很强的毒副作用，包括肾毒性、耳毒性、胃肠道反应、骨髓抑制、神经毒性、过敏反应等。其中以肾毒性最为常见和严重，临床上约有三分之一的患者在接受化疗后出现不同程度的肾损伤。顺铂的肾毒性成为限制其临床用药剂量的最主要原因。顺铂导致的肾损伤与氧化应激、细胞凋亡、炎症反应、线粒体功能障碍等多种机制有关[1]。炎症介质是炎症过程中产生的并介导炎症反应的化学物质，根据产生炎症介质位置的不同将其分为组织源性与血浆源性。多种炎症介质在肾损伤的发生机制中起重要作用。现就顺铂致肾损伤中炎症介质的作用机制研究进展进行综述。

1组织源性炎症介质的作用机制

1.1血管活性胺类5-羟色胺(5-HT)是一种常见的血管活性胺，它能刺激血管的收缩，增加血管壁的通透性，而多巴胺(DA)在低浓度的情况下对血管有舒张作用。实验[2]表明，5-HT与DA含量的动态平衡可以调节肾脏血管的压力，顺铂可以刺激胃肠道嗜铬细胞释放5-HT，大幅升高血液中5-HT的含量，破坏5-HT与DA之间的动态平衡，导致肾脏血压升高，入球小动脉血管收缩，肾血流量减少，肾小球损伤。应用5-HT2A拮抗剂，如沙格雷酯可以有效降低肾脏的血压，改善肾脏慢性缺血，同时可以很好地抑制肾成纤维细胞纤维化，缓解肾损伤[3]。

1.2花生四烯酸(AA)的代谢产物AA的主要成分是存在于细胞膜磷脂内的不饱和脂肪酸，在环氧化酶2(COX-2)的作用下被转化成前列腺素(PG)。PG可以提高血管通透性，同时具有致痛和发热的作用。通过对前列腺素E合成酶1(mPGES-1)敲除的小鼠注射顺铂与正常的顺铂肾损伤小鼠对比发现，mPGES-1敲除小鼠肾损伤程度有所减轻，体内TNF-α、IL-1β、NADPH、硫代巴比妥酸反应物质含量明显降低，同时发现mPGES-1敲除小鼠不会发生再灌注和内毒素所致的急性肾损伤[4]，说明PG参与了顺铂致肾损伤的过程。研究[5]发现，COX-2除可以生成PG外，COX-2过度表达可以降低肿瘤细胞对顺铂的敏感性，其作用机制可能与上调抗凋亡Bcl-2蛋白的表达有关。应用COX-2选择性抑制剂可以有效改善顺铂所致肾损伤，降低体内PG、TNF-α等炎症介质的含量，同时还能防止顺铂诱导的巨噬细胞浸润到肾间质区[6]。

1.3溶酶体成分溶酶体的种类繁多作用广泛，在细胞中介导细胞的自噬功能。顺铂的细胞毒性作用可以使肾小管上皮细胞(RTE)产生活性氧、降低线粒体膜电位、导致溶酶体在细胞裂解时发生泄漏[7]。从而推断顺铂可以增强溶酶体成分在RTE氧化应激反应中的作用，最终导致溶酶体释放消化蛋白酶、磷脂酶以及线粒体膜通透性转换孔(mPTP)开放诱发细胞色素C的释放，进而激活Caspase级联反应，引起细胞凋亡。不过也有研究[8]表明，一定程度的自噬作用可以缓解肾损伤，应用常用的Caspase阻断剂(如zVAD-fmk)会出现加重顺铂损伤的现象，但是自噬作用减少顺铂肾损伤的机制尚未阐明。

1.4细胞因子炎症发生时，激活的淋巴细胞和单核巨噬细胞会产生多种细胞因子，细胞因子可以激活淋巴细胞并促进其增殖分化、调节免疫反应、激活巨噬细胞并对白细胞有趋化作用。其中最主要的细胞因子是TNF和IL。

根据产生TNF细胞的不同可以将其分为两类，即TNF-α和TNF-β。目前对顺铂导致肾损伤的研究主要集中在TNF-α。通过对小鼠注射顺铂发现其体内TNF-α的含量大量升高，应用TNF-α拮抗剂或敲除相关基因发现肾损伤可以得到明显的缓解[9]，这说明TNF-α在顺铂肾损伤中起到重要作用。TNF-α不仅参与炎症反应，同时也可以介导细胞凋亡。TNF-α诱导产生活性氧簇(ROS)，ROS可以激活转录因子NF-κB，而NF-κB可以上调TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8等炎症细胞因子的表达，加重炎症反应[10]。TNF-α与NF-κB还可以协同增强顺铂对c-Jun氨基末端激酶(JNK)的活化从而导致RTE坏死[11]。同时ROS也可以通过激活Bcl-2家族、NF-κB及MAPKS家族、Caspase家族等途径引起细胞凋亡[12]。

IL的种类很多，目前研究参与顺铂肾损伤的IL主要是IL-1β、IL-6与IL-18。Adams等[13]应用基因捕获的方法产生突变小鼠，该突变小鼠体内IL-1β含量明显高于野生小鼠，而TNF-α、IL-6的水平与野生小鼠无明显差异，对该突变小鼠注射顺铂制备肾损伤模型，通过应用IL-1β抑制剂发现其肾损伤分子(HAVCR1)表达降低，血清肌酐含量下降，提示IL-1β参与了顺铂所致肾损伤的发生。Faubel等[14]通过对小鼠注射顺铂发现其体内IL-1β、IL-6、IL-18的表达升高，但是对于IL-6、IL-18基因敲除的小鼠并没有出现对顺铂肾损伤的保护作用。一些研究发现IL-6缺乏不仅不会对肾损伤起到保护作用，反而加重了肾损伤的发生。Mitazaki等[15]通过对IL-6基因敲除小鼠的研究发现，顺铂可以增加其体内COX-2、4-HNE的表达、加剧ERK的磷酸化，同时明显降低体内SOD的含量，推断IL-6可能通过上调RTE抗氧化应激的水平在肾损伤中起积极作用。乐兵[16]通过对临床肺癌合并肾功能衰竭患者的治疗发现，治疗前肾衰竭患者体内IL-18的含量明显高于其他患者，经过血液透析治疗后，肾衰竭情况缓解的同时患者体内IL-18的水平大幅下降。这表明IL-18可以促进顺铂导致的肾损伤，同时监测IL-18的表达可以在早期预测肾功能。

1.5一氧化氮(NO) NO是内皮细胞、巨噬细胞和脑内某些神经细胞在一氧化氮合成酶(NOS)的作用下合成的。通过对顺铂大鼠血清尿素氮和肾皮质匀浆中NO水平测定，发现其数值明显高于空白大鼠，表明NO参与了顺铂肾损伤的过程[17]。顺铂可以激活线粒体NOS(mNOS)，mNOS可以使NO-的表达上调，而NO-介导的氧化和硝基化作用会导致细胞骨架结构的改变和细胞凋亡。实验研究[18]发现，应用特定NOS抑制剂(L-NPA)、过氧化亚硝酸盐清除剂(FeTMPyP)和过氧化亚硝酸阴离子供体(SIN-1)可以很好地抑制NO-的合成以及过氧化亚硝酸盐(OONO-)的含量，对肾损伤起到了一定程度的保护作用。mNOS上调是发生顺铂肾损伤一个关键组成部分，OONO-的形成直接参与了肾损伤的过程。

1.6神经肽P物质是一种常见的神经肽，具有传递疼痛信号、引起血管壁通透性增高、参与免疫调节、刺激内分泌细胞分泌等功能。研究[19]发现，SP可以调节多种细胞因子的释放，如TNF-α、IL-1β等。通过对顺铂肾损伤模型小鼠应用NK-1受体拮抗剂发现，模型组相对于治疗组肾间质巨噬细胞浸润、肾小球硬化和肾小管间质损伤及纤维化的情况更为明显[20]，从而推断SP含量的升高可能会从增加氧化应激和巨噬细胞浸润方面引发肾损伤。体外细胞实验[21]发现，SP可以诱发多种肿瘤细胞的增殖与迁移，应用NK-1受体拮抗剂可以在一定程度上抑制肿瘤细胞的生长。

2血浆源性炎症介质的作用机制

2.1激肽系统激肽可以扩张血管，增加血管通透性，并有致痛作用。目前对激肽系统在顺铂肾损伤的研究范围主要集中在激肽的B1、B2受体以及血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)。对小鼠注射顺铂发现可以引起肾巨噬细胞和中性粒细胞迁移加剧，血清肌酐及血尿素水平升高，激肽B1受体mRNA上调和促炎症细胞因子表达增加。激肽B1受体基因敲除小鼠血清肌酐及血尿素水平下降，细胞凋亡减少，炎症成分表达降低[22]。激肽B2受体在参与由顺铂介导的RTE坏死过程的同时可以调节细胞因子的表达，增加TNF-α、IL-1β等炎症细胞因子的释放，导致肾功能下降。实验[23]表明，对激肽B2受体基因敲除的小鼠注射顺铂RTE受损程度明显低于普通顺铂肾损伤小鼠，应用激肽B2受体拮抗剂发现可以有效降低血清肌酐及血尿素水平，缓解肾损伤。在化疗过程中，体内AngⅡ的含量也会相应升高，AngⅡ作为生长调节因子会诱导RTE及间叶细胞转变和成纤维细胞发生纤维化，而且AngⅡ还可以促进TNF-α、IL-1β等细胞因子的释放以及诱导激活转录因子NF-κB，进一步加重炎症反应。

2.2补体系统补体系统中与免疫和炎症反应最密切的是C3、C5。接受顺铂治疗的患者尿中白蛋白、β2-微球蛋白升高的同时尿液中膜攻击复合体(MAC)水平也相应增高，这表明补体系统参与了顺铂所致肾损伤的过程。目前已知补体C3在急性肾炎、慢性肾炎、尿毒症、肾病综合征、系统性红斑狼疮、糖尿病等多种肾损伤疾病中都有表达。但是对C3a、C3ar及其受体在顺铂所致肾损伤中作用机制尚未阐明。而通过对补体C5基因敲除小鼠的研究发现，C5a与C5ar结合可以激活下游信号转导通路，引起炎症细胞因子释放、中性粒细胞浸润、凋亡信号Caspase表达和NF-κB活化，导致细胞凋亡和炎症反应的发生，通过阻断C5ar可以减轻顺铂对肾脏的损伤。

顺铂导致肾损伤的发生机制是一个复杂的过程，包括细胞毒性、氧化应激损伤、炎症反应、线粒体损伤、细胞凋亡等多个方面，而每个方面都有不同炎症介质参与，甚至有些炎症介质可以同时参与多个损伤机制的发生过程。因此，对不同炎症介质作用机制的研究对于防治顺铂导致的肾损伤具有重要意义，可以为临床治疗提供新的思路和理论依据。

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(收稿日期：2015-09-24)

中图分类号：R453

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2016)11-0090-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.11.036

通信作者：聂克(E-mail： nicknk@hotmail.com)

基金项目：国家自然科学基金面上项目(81373828)；山东省自然科学基金项目(ZR2012HM058)；高等学校博士学科点专项科研基金联合资助课题(20123731110004)。

*山东中医药大学2014级硕士研究生