中药抑制基质金属蛋白酶治疗慢性肾脏病的研究进展

王贤雅 邹 迪 王安娜

慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)指肾脏结构或功能异常>3个月的疾病[1]。我国18岁以上人群该病的患病率高达10.8%，因其起病隐匿、远期预后差、治疗费用高、患者知晓率差，严重危害着人类的健康[2，3]。中医治疗肾病历史悠久、疗效确切，积累了丰富的经验，并有相关的中医理论指导，越来越多的临床工作者希望通过动物实验、临床试验及循证医学证实其有效性[4]。

近年的研究显示：多种慢性肾脏病的发病与基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases，MMPs)及基质金属蛋白酶的组织抑制剂(TIMP)相关[5]，而多种中药单体及中药拆分组分、中药复方对MMPs及TIMP有明显抑制作用，从而调节细胞外基质( Extracellular Matrix，ECM)平衡，抑制肾功能恶化。本文将近期的研究成果进行总结，综述如下[6]。

1 基质金属蛋白酶家族

基质金属蛋白酶是细胞外基质的重要酶类，几乎能降解细胞外基质的所有成分。现已发现26种基质金属蛋白酶(MMP)称为基质金属蛋白酶家族(MMPs)[7]。

根据作用底物不同将MMP分类如下：胶原酶(collagenases)、明胶酶(gelatinases)、基质溶素(stromelysins)、膜型基质金属蛋白酶(membrane type-MMP,MT-MMP)以及其他。其中明胶酶包括明胶酶A(MMP-2)、明胶酶B(MMP-9)[7-9]。

各种MMPs的共同特点：①均能降解ECM中的至少一种成分；②在中性PH值下发挥最佳酶活性；③依赖Zn2+存在条件下发挥酶活性, Ca2+对于酶稳定也是必须的；④酶活性可以被螯合剂所抑制， 但可被外源性 Zn2+逆转；⑤以酶原的形式分泌，在细胞外被胰蛋白 酶、纤溶酶等激活；⑥可被MMPs组织抑制因子(TIMPs)所抑制[10]。

MMPs抑制物(TIMPs)目前认为至少有4种TIMPs(TIMP-1、TIM P-2、TIMP-3、TIMP-4), 它们能与活性MMPs不可逆结合, 抑制其 对ECM的降解活性。已发现4种TIMPs均存在于肾脏, 其中TIMP-1 和TIMP-2在 ECM积聚和降解的生理平衡中起关键作用[5]。

2 基质金属蛋白酶与慢性肾脏病

2.1 基质金属蛋白酶9(MMP-9)与IgA肾病张丽萍等[11]发现MMP-9在正常肾小球少量表达或无表达；随着新月体增殖性病变加重表达也增加, 但与尿蛋白呈正相关, 与血清肌酐呈负相关。证明MMP-9的异常表达可能是影响IgA肾病足细胞损伤的因素之一。

2.2 基质金属蛋白酶与糖尿病肾病田春花[12]发现糖尿病肾病患者血清TIMP-1与BUN、Scr和UAE均呈正相关，MMP-9与BUN、Scr和UAE均呈负相关, BGP与BUN、Scr和UAE均呈负相关。证明TIMP-1、MMP-9和BGP可能参与了DN的发生与发展,通过对患者血清中TIMP-1、MMP-9和BGP的检测可作为DN早期诊断标准以及严重程度的重要敏感指标,为临床上DN的早期预防和诊断提供依据。赵亚妮[13]发现DN组(UACR 30～<300μg/mg)血清β2-MG、RBP、Cys C、NGAL>单纯T2DM组(UACR<30μg/mg)>对照组(健康对象),MMP-2<单纯T2DM组<对照组。DN组联合检测阳性率均显著高于单纯β2-MG、RBP、CysC、NGAL、MMP-2。UACR与β2-MG、RBP、CysC、NGAL呈正相关性；UACR与MMP-2呈负相关性。证明血清β2-MG、RBP、CysC、NGAL及MMP-2多指标联合检测可作为DN的有效诊断与监控指标。

2.3 基质金属蛋白酶与紫癜性肾炎胡学文[14]发现单纯性紫癜组IL-18、MMP-2及TIMP-2均明显增高,紫癜性肾炎组IL-18、MMP-2及TIMP-23项指标检出值增高更加明显；紫癜性肾炎组的IL-18、MMP-2水平均高于单纯性紫癜组,差异有统计学意义。最终证实过敏性紫癜患儿血中有较高的IL-18、MMP-2及MMP-2表达；IL-18、MMP-2的表达与患儿的肾脏损害相关。

2.4 基质金属蛋白酶与痛风性肾病张宁宁[15]发现光镜下对照组(健康组)和模型组(痛风性肾病组)2组MMP-3表达部位一致，主要分布于肾皮质内的小管上皮细胞胞浆中且以基底膜侧表达为著 ，模型组阳性表达强度减弱；2组 Cyr61 均主要表达于近端小管上皮细胞胞浆内，模型组阳性表达增加。得出结论在肾损伤末期Cyr61对MMP-3的诱导作用减弱，防护能力下降。

2.5 基质金属蛋白酶与肾脏囊性病变陈露[16]发现MMP-9转基因兔肾脏出现囊肿的概率显著高于非转基因组。转基因组肾小球面积与非转基因组相比，约增长一倍。巨噬细胞免疫组织化学结果显示：肾脏囊肿病变周围巨噬细胞大量蓄积。得出结论为巨噬细胞表达的MMP-9促进多囊肾病的发生。

3 中药抑制基质金属蛋白酶治疗慢性肾脏病

3.1 中药单体抑制基质金属蛋白酶治疗慢性肾脏病张琴[17]给予慢性肾小球肾炎患者口服雷公藤多苷片(A组先以1.5mg/kg·d的剂量服用4周，之后以1 mg/kg·d的剂量再服用4周；B组剂量为1 mg/kg·d，连续用药8周)治疗。治疗后，2组血清LKN-1、RBP、TIMP-1较治疗前明显降低，血清MMP-9明显增加，A组 血清LKN-1、RBP、TIMP-1明显低于B组，血清MMP-9明显高于B组；A组临床疗效总有效率明显高于B组。得出结论慢性肾小球肾炎患者中，增加雷公藤多苷的起始剂量更有助于改善肾功能、提高临床疗效，其内在机制可能更有效的降低血清LKN-1、RBP水平，增加MMP-9活性，抑制TIMP-1的表达相关。杨秀[18]将实验大鼠随机分为健康对照(NC)组、糖尿病模型(DM)组及大黄素治疗(DM+Emodin)组(40mg/kg)，36周时,发现与DM组比较，DM+Emodin组MMP-2 mRNA、TIMP-2 mRNA上调现象被抑制,且MMP-2、TIMP-2蛋白表达水平下调。得出结论大黄素可以减少糖尿病大鼠肾组织中MMP-2/TIMP-2表达,减少蛋白尿,可能延缓DN进展。童晔玲[19]采用 TNF-α诱导SV40 MES 13细胞增殖，发现三七总皂苷(Panax notoginseng saponins，PNS) 3个剂量组均能抑制TNF-α诱导的SV40 MES 13增殖，其中96 h效果最明显；PNS高、中剂量组能提高 MMP-2/TIMP-2比值和 MMP-9/TIMP-1比值，与TNF-α组比较差异显著(P<0.05)。得出结论：PNS 能减轻TNF-α 诱导的系膜细胞增殖，其机制可能与改善MMP-2/TIMP-2、MMP-9/TIMP-1平衡有关。杨江辉[20]将糖尿病模型大鼠随机分为模型组、五味子组和贝那普利组，每组15只；另取15只大鼠作为正常对照组。发现与模型组比较，五味子组大鼠肾小球系膜聚集等现象明显减轻，尿白蛋白排泄率、LDL-C及血清丙二醛(MDA)水平均明显降低，肾组织中过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性升高，MDA水平降低。免疫组织化学检测，与模型组比较，五味子组大鼠肾组织中FN、Col Ⅳ和TIMP-2表达量明显降低。与模型组比较，五味子组和贝那普利组大鼠肾组织中MMP-2活性明显升高。得出结论：五味子提 取物对STZ导致的实验性糖尿病大鼠的肾脏有保护作用，其机制可能与抑制氧化应激、提高MMP-2活性、抑制TIMP-2表达从而改善基质降解有关。

3.2 中药复方抑制基质金属蛋白酶治疗慢性肾脏病袁金凤[21]96 只 SD 大鼠随机分成正常组、模型(肾间质纤维化模型)组、氯沙坦组(5mg·kg-1) 和金匮肾气丸高、中、低剂量组( 2.4，1.2，0.6 g·kg-1)发现与正常组比较，模型组中SCr和BUN显著升高，给予金匮肾气丸干预后SCr和BUN水平降低；肾脏病理显示与正常组比较，模型组肾间质损伤严重且肾间质胶原物质大量沉积，给予金匮肾气丸干预后肾间质小管损伤减轻，肾间质胶原物质沉积减少；与正常组比较，模型TIMP-1，TIMP-2 mRNA 表达上调，模型组MMP-1，MMP-2，MMP-9 mRNA 表达下调，给予金匮肾气丸干预后MMP-1，MMP-2，MMP-9 mRNA的表达上调，TIMP-1，TIMP-2 mRNA的表达明显下调。得出结论：金匮肾气丸可有效改善肾间质纤维化并对肾脏有一定的保护作用，其改善肾间质纤维化的机制可能与降低基质金属蛋白酶抑制剂(TIMP-1，TIMP-2) 活性,升高基质金属蛋白酶( MMP-1，MMP-2，MMP-9)活性，从而减少胶原物质的沉积有关。杨化冰[22]将大鼠以脂肪乳灌胃21d后一次性尾静脉注射链脲佐菌素(STZ)30mg/kg造模，后予补脏通络方治疗。发现病理组较正常组，肾组织Ⅳ-C、TGF-β、TIMP-1表达增高，MMP-9表达和MMP-9 /TIMP-1比值下降；各治疗组较病理组，肾组织Ⅳ-C、TGF-β、TIMP-1表达下降，MMP-9表达和MMP-9/TIMP-1 比值上升；中、高剂量组降低TIMP-1表达，升高MMP-9/TIMP-1比值的作用优于低剂量组。证明下调肾组织 TGF-β表达，调节MMP-9/TIMP-1平衡，促进胶原降解，可能是补脏通络方保护DM肾脏作用的机制之一。黄东华[23]将140例慢性肾小球肾炎患者，采用分层区组，随机按数字表法分为对照组和观察组。对照组给予双嘧达莫片口服；盐酸贝那普利片口服。血脂异常者加用阿托伐他汀钙片晚餐后口服。观察组西医处理措施同对照组，并加用肾络通汤。发现观察组临床疗效有效率高于对照组；观察组中医证候疗效总有效率高于对照组；治疗后观察组24h UPR，SCr，BUN，尿红细胞均低于对照组，ALB高于对照组；治疗后观察组GFR较治疗前升高,并高于治疗后对照组；治疗后观察组患者血清TGF-β1和TMP-1水平均低于对照组，MMP-9和MMP-9/TMP-1均高于对照组。得出结论：肾络通汤治疗CGN气虚血瘀证患者能减轻患者的蛋白尿，改善肾功能，提高血清白蛋白，减轻临床症状，提高疾病疗效和中医证候疗效，其作用机制可能与减轻炎症反应，调节TGF-β1，MMP-9和TMP-1等因子，抑制肾纤维化有关。

4 结语

目前，慢性肾脏病患者数量逐年增长，CKD极有可能发展为末端期肾病，在这种情况下，西医只能采用透析甚至肾移植治疗[24]。慢性肾脏病属于中医“水肿”“风水”“肾风”范畴，亦可归属于“虚劳”“腰痛”等范畴。中医认为其病机特点本虚标实，虚实相兼。肺、脾、肾虚为本。脏腑虚损与外邪侵袭为本病的中心环节。中医治疗慢性肾脏病历史悠久，并取得确切疗效[25]。

由于中医药非常复杂，具有网络性、系统性的特点，既往的研究方法存在明显的局限性，而系统生物学技术如基因组学、蛋白组学、转录组学、代谢组学等发展和成熟为研究中医药治疗肾脏病有效性和安全性提供了更多的工具和方法[26]。MMPs是能降解 ECM 的锌依赖性肽链内切酶家族，TIMPs 为其特异性抑制剂。MMPs可以降解所有 ECM 成分，其中 MMP-9 为明胶酶，是降解Ⅳ-C的最主要成员，TIMP-1 可特异性抑制 MMP-9 的活性[27，28]。实验证明，多种MMP参与了慢性肾脏病的发病过程，中药不仅从理化指标、中医证候上疗效更优，对于基质金属蛋白酶的抑制作用也非常确切，为进一步研究慢性肾脏病及评价中药疗效都提供了有力的支持。