慢性肾脏病促红细胞生成素抵抗原因分析及研究进展

李海男，印 璞，金玉芬，任雪娇，于 庭*

(1.吉林大学第二医院,吉林 长春130041；2.吉林省临床检验中心)

慢性肾脏病(CKD)的发病率在近年来逐渐上升。贫血是CKD患者的常见并发症，可以发生在疾病的早期，并随着肾功能的下降而加重，通常使慢性肾脏病的最后阶段复杂化进而导致生活质量的下降和死亡率的上升。严重的贫血(血红蛋白<90 g/L)又与心血管并发症的发生和死亡风险的增加有关，更容易出现左心室肥厚和其他心血管疾病[1]。

促红细胞生成素简称为促红素(EPO)，是由肾脏分泌的一种活性糖蛋白，与红系祖细胞表面的受体结合后促进红细胞的增殖和分化。CKD患者贫血的最主要原因是EPO生成减少。在20世纪90年代，第一代红细胞生成刺激剂ESA(ESAs)，即重组人红细胞生成素(r-HuEPO)的开发及其显著的应用效果，一度解决了肾性贫血的治疗问题。但其用量在十余年间发生了巨大的变化，已经从治疗慢性肾衰竭患者的严重贫血的低剂量疗法发展到近年来使用高剂量治疗轻度和中度贫血[2]。在一项前瞻性研究中[3]，当CKD患者的血红蛋白在100-110 g/L时使用促红素治疗可能比低于90 g/L时使用的效果更好，能更有效的降低肾脏事件的风险。

在临床实际应用过程中，患者对促红素治疗反应不一，5%-10%的患者经充分治疗后，血红蛋白仍无法达到或维持靶目标值(110-120 g/L)，即为促红细胞生成素抵抗，常用促红素抵抗指数(ERI)来评估。因发生促红素抵抗的患者心血管事件和其他原因死亡的风险更高[4]，必须加以鉴别。考虑到促红素抵抗的病因是复杂的，那么对其病因的认真分析和适当干预非常必要[5]，通过提前采取相应措施，可以将促红素使用的负面影响降到最低，使其发挥最大治疗作用。

现已明确导致EPO抵抗的原因有：铁缺乏、感染/炎症状态、营养不良和抗EPO抗体的产生等[6]，其中最主要的因素是铁缺乏和炎症状态。最近几年的研究进一步发现了多种新的可能因素。本文就慢性肾脏病患者促红细胞生成素抵抗的相关原因及其研究进展作一综述。

1 铁缺乏

铁缺乏是发生促红素抵抗的重要原因。健康人每天从饮食中吸收1-2 mg铁用以补偿非特异性铁损失。而肾脏病人不可避免的透析失血、常规实验室检查、隐匿性胃肠道失血或使用导管通路等因素会加重铁损失，因此没有接受补铁治疗的CKD患者很容易出现负的铁平衡和组织中铁储存的耗竭。

Holger[7]等人的研究中指出，CKD患者体内有3种铁代谢的情况：(1)真性铁缺乏/绝对缺铁：特征是循环铁水平和总铁贮存量均显著降低。(2)功能性铁缺乏：特征是铁结合和运输能力减弱以及不能调动储存铁。(3)炎症性铁缺乏：通常由潜在的炎症状态导致，铁剂疗法可能对其无效。在临床上，功能性铁缺乏需与炎症性铁缺乏相鉴别，Canavesi[8]等人的研究也证明了这一点。

真性缺铁、功能性缺铁或两者兼而有之是ESA有效治疗的主要障碍，补铁已成为CKD贫血管理的重要组成部分。2015年的慢性肾脏病管理指南中建议：接受EPO治疗的患者应定期监测铁状态，且监测频率须考虑到贫血的治疗阶段，即最初纠正贫血或维持血红蛋白的目标范围、补铁的频率和方式、慢性肾脏病的状况、可能导致铁储存耗竭的临床情况(如出血或手术)以及共存的感染状态导致铁参数变化等，来确保患者保持铁水平，从而使红细胞最有效生成。

2 感染/炎症状态

在积极补铁和充分透析的患者中，炎症状态是导致EPO抵抗的最主要原因。在慢性肾脏病患者中持续性感染、亚临床感染、心力衰竭、透析膜及导管和晚期糖基化终末产物的积聚都可能导致炎症。CKD患者的炎症状态是全身性且持续存在的，体现在循环中则是炎症标志物的升高。这种炎症状态与EPO治疗反应性低下相关，而EPO抵抗最终会增加心血管疾病风险，降低患者的生存率。

2.1 C-反应蛋白

在所研究的多种炎症标志物中，C-反应蛋白(C-Reactive Protein,CRP)应用时间最长、最为广泛。在正常情况下，CRP由肝细胞以相对较低速率生成，大部分被内质网保留。在CKD患者中，升高的CRP水平已被证明可以预测心血管事件、住院时间和全因死亡率，可能与共病和并发症有关。CRP是一种非特异性急性时相反应蛋白，随着肾功能的下降而升高，在患者到达终末期肾病之前就已在较高水平。已有研究证明CRP水平与EPO剂量之间存在很强的相关性[9,10]。在一项涵盖1754名CKD患者的研究中，CRP的升高与随后3个月的EPO剂量需求之间存在强关联[11]。对CRP水平的监测和研究可以为后续的EPO治疗提供指导。

2.2 细胞因子

CKD患者的炎症状态使免疫细胞活化从而诱导免疫效应，在此过程中产生多种细胞因子，一般分为具有促进炎症和抵抗炎症调节作用的两类。细胞因子通过与靶细胞膜上的特定受体结合，触发信号转导途径，启动相应效应，从而对EPO治疗反应性产生不同的影响。

促炎细胞因子包括IL-1、IL-6、γ-干扰素和肿瘤坏死因子-α等，可以促进炎症过程的激活。促炎细胞因子介导的促炎信号影响EPO的活性，干扰EPO介导的信号通路，拮抗EPO的抗凋亡作用。而且促炎细胞因子抑制红系祖细胞的增殖和分化。多种效应机制降低了EPO使用的敏感性，CKD患者中促炎细胞因子的升高与EPO抵抗显著相关[10]。

抗炎细胞因子如IL-4、IL-10和转化生长因子-β等通过减少促炎细胞因子和抑制单核细胞活化来减轻炎症反应，从而对EPO的治疗有积极作用[12]。

2.3 晚期糖基化终末产物及其受体

晚期糖基化终末产物(AGEs)是糖与蛋白质的游离胺残基经过缩合、脱水、环氧化及重排修饰形成的分子产物。肾脏从循环中清除AGEs的能力降低，导致其水平从CKD 3期开始明显增加，因AGEs的形成不可逆，会在体内逐渐积累。AGEs在慢性肾脏病患者中显著升高，可刺激炎症介质合成增加，还可直接或通过激活单核细胞间接刺激肝细胞产生C-反应蛋白，加重炎症反应，从而导致EPO抵抗[13]。

晚期糖基化终末产物受体(RAGE)是一种多配体模式识别受体，属于免疫球蛋白超家族，广泛分布于多种细胞中，在人类疾病中可异常上调或下调。RAGE参与调节AGEs的内吞和降解,且能够与多种促炎配体如高迁移率族蛋白B1(HMGB-1)、S100结合钙蛋白、β-淀粉样蛋白等结合并激活。大多数RAGE配体由单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞分泌，则表明RAGE在炎症反应的启动和增殖中起关键作用[14]。大量研究表明，急性和慢性炎症状态下RAGE表达上调，与促炎配体结合能力增强，导致下游免疫和炎症反应的传播[15]。

AGEs的积累会引起炎症并且促进炎症的发展，削弱抗氧化防御，损害DNA修复机制。其次，AGEs通过与RAGE的结合引起下游炎症信号级联的激活产生多种炎症因子，而且RAGE和配体的相互作用是正反馈循环，更进一步的放大组织炎症和损伤[16]。因此，减少AGEs形成和/或抑制RAGE激活有助于减轻炎症反应，进而提高CKD患者对EPO治疗的反应性，降低患者EPO的剂量需求。

慢性肾脏病炎症是多因素综合作用的结果。某些细胞因子作为提示EPO低反应性和CKD进展的生物标志物是有潜力的，在临床中应尽可能的使用这些参数一并考虑，以此来评估患者潜在感染或炎症来源，寻找方法清除细胞因子以及使用抗炎特性的药物治疗。这些潜在问题的解决有助于改善患者状况，提高EPO治疗反应性，从而改善贫血和不良预后。

3 营养状况

营养不良是慢性肾脏病患者的共同特征，主要由于患者饮食摄入不足，尿毒症毒性引起恶心呕吐、静息能量消耗增加、透析相关的营养丢失等原因导致。通常表现为体重减轻，能量(脂肪组织)耗尽，低肌肉质量、血清蛋白标志物和其他内脏蛋白水平下降。

在一项纵向研究中[17],血清白蛋白水平与BMI的增加与EPO治疗的反应性增强有关，而二者是重要的营养状况指标。在另一项研究中[18]，体重不足的患者需要更高剂量的促红素来达到血红蛋白水平，而且对EPO治疗无反应者比例较高。

这些研究均证实了营养不良会降低促红素治疗的反应性。因为CKD患者营养不良和炎症状态倾向于共存，所以在促红素反应性的研究中，纳入营养标记物是控制炎症和营养不良等因素造成混杂的有效方法。在临床上，通过改善营养状况会对EPO反应性和患者预后的改善产生积极影响。

4 循环促红细胞生成素抑制剂

EPO与骨髓红系祖细胞表面的特异性EPO受体(EPOR)结合从而促进红细胞的生成，对EPO生物学效应的抵抗可能是被循环中的抗EPO抗体(EPO-Ab)中和而失活。调整潜在的混杂因素后，EPO-Ab为EPO低反应性的独立因素。EPO抗原性改变是诱导抗EPO抗体产生主要原因，可能与下列因素有关：①稳定剂成分 ②药品包装 ③皮下给药途径等。EPO-Ab的检测方法有很多，其中酶联免疫吸附法(ELISA)或放射免疫分析(RIPA)方法灵敏且可靠。一般停用促红素药物后循环中的抗体可迅速下降[19]。

近年来，某些CKD患者血清中可检测到抗EPOR抗体(Anti-Erythropoietin Receptor Antibodies)，提示了抗EPOR抗体阻断了EPO与EPOR的结合，干扰了红系祖细胞的增殖和分化，导致EPO低反应性。在一项横断面研究[20]中，Akinori等人发现抗EPOR抗体阳性患者的促红素剂量和ERI均大于无抗体患者，此抗体的存在是ESA低反应性的一个独立且显著的因素。

综上所述，循环促红细胞生成素抑制物的存在可以帮助临床医生诊断促红素低反应性，并确定其原因，从而为患者提供个性化的贫血管理方案。但是其产生和对贫血及预后的影响有待进一步研究。

5 非铁微量元素缺乏

非铁微量元素缺乏作为一个潜在因素在促红素抵抗中的作用常被低估。

5.1 维生素D缺乏

维生素D来自皮肤合成或是饮食营养，其主要循环形式是在肝脏中生成D-[25(OH)D3]，在肾脏被1ɑ-羟化酶羟基化形成有活性的1,25(OH)2D3，可作用于矿物质和骨骼代谢。在慢性肾脏病患者中，随着肾小球滤过率逐渐下降，肾脏巨蛋白的表达减少，最终导致1,25(OH)2D3形成减少。慢性肾脏病患者的阳光暴露不充足、营养不良、肾病的尿液丢失和透析损耗等原因导致维持1,25(OH)2D3的能力下降[21]。在CKD患者中，天然和活性维生素D的缺乏刺激骨髓微环境中的免疫细胞产生促炎细胞因子，从而抑制红细胞的生成。这一炎症机制导致促红素抵抗[22]。另一个潜在机制是，1,25(OH)2D3水平降低已被证明促进继发性甲状旁腺功能亢进，进一步导致促红素抵抗[23]。

一项前瞻性研究表明[24]，维生素D的缺乏或不足在CKD患者中发生率高，补充维生素D可以显著降低CRP水平和EPO剂量。一项横断面研究中[25]，发现CKD患者维生素D的缺乏与EPO抵抗存在关联，且此关联独立于其他混杂因素。这些研究总体上支持了维生素D在促进CKD人群正常红细胞生成以及减轻促红素抵抗的作用。需要进一步的干预和实验研究来揭示这些联系的机制，从而确定补充维生素D及其类似物是慢性肾脏病患者促红素抵抗的预防或治疗药物。

5.2 造血营养物质缺乏

造血营养物质主要包括维生素B12和叶酸，二者的生物利用度差，导致脱氧核苷酸的从头合成减少，DNA的合成和修复受损，限制红细胞生成速率，红细胞生成减少和无效红细胞生成。这一潜在因素的存在使得治疗中大剂量促红素的应用，患者却无法达到Hb目标值。

在慢性肾脏病患者的治疗中，补充维生素B12和叶酸并不常规应用。但是在一队列研究中[26]发现，二者缺乏导致更高的促红素需求。同样，在Oluwatoyin[27]等人的研究中发现在补充叶酸之前，Hb值下降，EPO的需求剂量增加，在使用叶酸后，这一趋势发生了逆转。

因此，如果CKD患者持续贫血，对EPO和铁剂治疗均无效时，就需要考虑维生素B12和叶酸的缺乏，及时补充，以期达到EPO的最佳效果。

6 继发性甲状旁腺功能亢进

继发性甲状旁腺功能亢进(SHPT)与促红素耐药的相关关系在一些研究中得到证实。

经典理论是认为PTH分泌过多会导致骨髓纤维化，进而干扰红细胞生成[28]。

Kalantar-Zadeh[29]等人研究结果显示较高的甲状旁腺激水平与ESA的低反应性独立相关。一项代表性研究[30]中，分析了37名接受甲状腺切除治疗的严重SHPT患者的数据，发现术后EPO剂量的大幅下降，血红蛋白水平上升。这些研究为控制CKD患者甲状旁腺激素的分泌提供了理论基础。未来的临床试验应该确定降低PTH治疗对ESA剂量或血红蛋白水平的影响作为主要终点。

7 透析相关因素

CKD患者常见的透析方式是血液透析(HD)和腹膜透析(PD)。透析液的质量和纯度很重要，必须严格控制水处理系统的每个组件的功能，以及水和最终透析液的化学和微生物纯度。传统的透析液炎性刺激是亚临床的，促进免疫细胞活化产生细胞因子抑制红细胞生成。超纯透析液效果优良,炎症水平更低使得促红素需求减少[31]。在透析充分性方面，尿毒症毒素抑制内源性EPO的合成，加剧对外源性ESA的抵抗，高通量的透析可以更好地清除尿毒症毒素,从而显著减轻促红素抵抗[32]。

8 药物应用

8.1 血管紧张素转换酶抑制剂/受体阻滞剂(ACEI/ARB)

在一项纵向研究中[17]，服用ACEI/ARB的患者有更高的ERI，代表了对EPO有抵抗，但其机制尚不清楚。在现阶段，ACEI/ARB与促红素抵抗关系需要更多的研究来证明。

8.2 他汀类药物

现有的研究表明他汀类药物对CKD患者的EPO低反应性影响是有限的。在一项小样本研究中[33]，他汀类药物可增强对EPO反应性。在一项观察性研究中[34]，发现他汀类药物在ESA低反应性中可能起作用，但是关联尚不清楚。

综上所述，药物在改善CKD患者EPO反应性中的作用还不明确，需要通过大规模的随机分层试验进一步确定各类常用药物对EPO耐药的潜在作用。

9 小结

使用促红细胞生成素的近30年来，取得了巨大的成就，也出现了各种各样的问题。目前看来，单一候选的新药物无法完全替代促红素和铁剂的治疗效果。临床上慢性肾脏病患者贫血的治疗因其病因复杂多变仍是严峻的挑战。通过分析患者个体促红素抵抗的原因，尽可能有针对性的、精准的调整个体治疗方案，在减轻炎症、改善营养不良状况以及改变透析方式、频率等方面进行早期干预，提高患者对促红素的反应性，减少患者的心血管并发症发生，从而减缓慢性肾脏病进程，提高患者的生活质量和长期存活率，降低患者的经济负担和死亡风险。关于促红细胞生成素抵抗的原因还需要进一步、大样本、多层次的分析研究，为以后临床治疗提供新思路。