血管紧张素转化酶抑制剂/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂治疗Alport综合征的理论及实践

狄泓伶 综述 刘志红 审校

Alport综合征(AS)是一种以肾脏受累为突出表现的遗传性疾病,其临床特征为血尿和进行性肾功能减退,常伴感音神经性听力损失及眼部病变[1]。目前,AS尚无病因性疗法,大多数X连锁遗传(XLAS)男性患者以及常染色体隐性遗传(ARAS)患者会在40岁前进展为终末期肾病(ESRD)[2-3]。而XLAS女性患者及常染色体显性遗传(ADAS)患者,尽管疾病进程较慢,随着年龄增长最终也会进展为ESRD[4-7]。在过去的20年,血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)和血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)是AS研究得最为深入的治疗方法。研究证实，ACEI/ARB可从改善血流动力学、降低蛋白尿及延缓肾间质纤维化等方面发挥肾脏保护作用[8-10]。鉴于目前AS尚无特效疗法,专家共识指南建议将ACEI和ARB作为AS的一线及二线治疗药物[11-12],本文主要就AS相关动物模型及临床试验中ACEI/ARB类药物的疗效及研究进展作一综述。

AS肾脏损伤病理生理机制

AS是由COL4A3、COL4A4、COL4A5基因突变所致,这三个基因分别编码Ⅳ型胶原蛋白α3, α4和α5链,是肾小球、肾小管、耳蜗及眼睛(包括晶状体、视网膜及角膜)基底膜的重要组成成分。AS的遗传方式主要有三种:80%为XLAS,由COL4A5基因突变引起;15%为ARAS,由COL4A3或COL4A4基因纯合或复合杂合突变引起;5%为ADAS,由COL4A3或COL4A4基因杂合突变引起[1]。

Ⅳ型胶原蛋白是肾小球基膜(GBM)的重要组成成分之一,它参与形成独特的分子网络供足细胞附着以及结合多种蛋白,包括层粘连蛋白、巢蛋白、硫酸肝素、成骨蛋白等[13]。在肾脏的胚胎发育期,α1α1α2(Ⅳ)异源三聚体大量表达于肾小球毛细血管丛,随着发育的进展,α1α1α2(Ⅳ)逐渐被α3α4α5(Ⅳ)三聚体所取代,最终形成稳定成熟的GBM。这一发育转换过程对于维持正常肾小球滤过屏障功能至关重要。COL4A3/A4/A5基因的任一致病突变将阻碍这一发育转换过程,最终导致AS患者的GBM主要由不成熟的α1α1α2(Ⅳ)组成。与α3α4α5(Ⅳ)相比,α1α1α2(Ⅳ)缺乏双硫键交联,因此AS患者的GBM稳定性较差[14-15]。代偿性α1α1α2(Ⅳ)表达不仅不能维持GBM的完整功能,而且还参与局部炎症的触发及放大,加重局部组织损伤[15-16]。

AS患者GBM Ⅳ型胶原网络组成成分的变化可影响足细胞胶原受体包括盘状结构域受体1(DDR1)和整合素α2β1介导的信号传递,进而影响足细胞功能[15]。DDR1和DDR2属于受体酪氨酸激酶家族,参与细胞的增殖、黏附及细胞外基质重塑等生理过程[17]。由胶原蛋白基因突变所致信号异常,可引起促纤维化和促炎因子的表达上调,包括转化生长因子β(TGF-β)、结缔组织生长因子(CTGF)、基质金属蛋白酶2/3/9(MMP2/3/9)及趋化因子等[18],从而诱导局部炎症反应及GBM结构和功能异常。而GBM结构功能改变和局部炎症反应的持续存在将导致足细胞适应不良,刺激肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)激活,肾单位丢失并加剧残存肾小球内压,最终引起肾小球硬化及小管间质纤维化[19]。RAAS失衡在AS肾病的发生和发展中起着重要作用。在Col4a3-/-小鼠中可以观察到血管紧张素(Ang Ⅱ)的上调以及Ang-[1～7]和血管紧张素转化酶2(ACE2)的下调[20-21]。Ang-[1～7]和ACE2治疗可抑制Alport小鼠TGF-β和白细胞介素6(IL-6)的活化,同时减少COL4A1 mRNA的表达以及细胞外基质蛋白(ECMP)的累积,具有肾脏保护作用[21-22]。因此,通过ACEI/ARB减轻局部炎症并抑制肾内RAAS作用被认为是延缓AS疾病进展的疗效机制(图1)。

图1 Alport综合征肾脏损伤病理生理机制DDR:盘状结构域受体;TGF-β:转化生长因子β;CTGF:结缔组织生长因子;MMPs:基质金属蛋白酶;GBM:肾小球基膜;RAAS:肾素-血管紧张素-醛固酮系统;ACEI:血管紧张素转化酶抑制剂;ARB:血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂

ACEI/ARB治疗AS的动物实验

2003年,Gross等[23]通过Col4a3-/-小鼠证实了雷米普利的疗效。在该项研究中,122只Col4a3-/-小鼠被分为四组:(1)未治疗组;(2)晚期治疗组:第7周开始治疗(小鼠尿蛋白>3 g/L);(3)早期短期治疗组:第4周开始治疗(尚未出现蛋白尿),治疗持续到第10周;(4)早期长期治疗组:第4周开始治疗(尚未出现蛋白尿),直到死亡。相比于未治疗组,晚期治疗组小鼠的尿蛋白水平降低,但远期生存无明显改变。而早期治疗将小鼠出现蛋白尿的时间延迟2周并降低了尿蛋白水平,且较未治疗组生存期延长50%(从71d延长至104d);而第4组小鼠的生存期延长超过100%(从71d延长至150d),从而证实了早期和长期治疗的重要性。

随后Gross等[10]进一步比较了ACEI与ARB的抗纤维化能力及肾脏保护作用。未治疗组小鼠在71d后死于肾衰竭。雷米普利或坎地沙坦均表现出延迟尿蛋白发生并降低尿蛋白水平、延缓尿毒症发生的作用,两者对血压均无明显影响。雷米普利将小鼠生存期延长111%(从71d延长至150d),而坎地沙坦仅延长38%(从71d延长至98d)。此外,雷米普利更大程度地降低了肾小球和小管间质纤维化水平及活化的成纤维细胞数量。

2019年报道的一项研究,证实ARB可通过抑制肾小管TGF-β表达从而延缓AS小鼠的肾脏纤维化[24]。奥美沙坦治疗显示出降低Col4a3-/-小鼠尿蛋白及血液、尿液中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白(NGAL)水平,并延缓肾脏纤维化的作用。相比肾小球,小管间质TGF-β及下游蛋白SMAD4表达水平更高,奥美沙坦可有效减弱小管间质TGF-β信号转导及下游激活。在体外,用TGF-β刺激肾小管上皮细胞,可通过MAPK信号通路触发经典RAAS激活途径,形成正反馈进一步上调TGF-β表达水平。奥美沙坦可中断RAAS-TGF-β反馈环,恢复肾内RAAS平衡,从而抑制肾小管间质纤维化。

2021年,Rubel等[25]在Col4a3-/-小鼠中比较了ACEI单药以及ACEI联合螺内酯双重阻断RAAS的肾脏保护作用:双重治疗组尿素氮及尿蛋白水平更低,基质累积以及纤维化程度更少。值得注意的是,双重治疗组小鼠的生存期并未明显延长。考虑到双重RAAS阻断容易导致高钾血症等不良反应,因此需要密切监测不良事件的发生(表1)。

表1 动物实验中ACEI/ARB治疗Alport综合征疗效总结

ACEI/ARB治疗AS的临床应用

2000年,Proesmans等[9]进行了第一项ACEI治疗AS的临床研究,纳入年龄在5～14岁的5例XLAS男性患儿以及2例ARAS患儿,进行为期24个月的依那普利治疗。治疗0～18个月,7例患儿尿蛋白水平显著降低(从52 mg/kg降至12 mg/kg),但18～24个月又出现小幅度升高(升至30 mg/kg)。4年后,Proesmans等[8]再次报道了该项研究的延伸结果,治疗18个月后,AS患儿尿蛋白水平从48 mg/kg降至14 mg/kg,但在第3～5年,尿蛋白水平升高并稳定在30～40 mg/kg。根据基线尿蛋白水平将患儿分为<50 mg/kg组与≥50 mg/kg组，尿蛋白<50 mg/kg的患儿虽然在18个月内尿蛋白下降幅度更低,但在5年治疗后尿蛋白再次升高的幅度也更低,提示了早期治疗可能使患者获益。相反的,Adler等[26]认为ACEI对于早期AS患者的治疗作用可能有限。该研究者对11例早期AS患儿进行了为期14d的依那普利治疗,未见尿蛋白、TGF-β及亚硝酸盐排泄水平的明显改变。因此该作者认为早期AS可能不需要常规进行ACEI治疗,但也强调了需进一步研究以明确ACEI治疗将会使AS患者获益的确切时间点。

2011年,Webb等[27]报道了首个随机对照研究(RCT)的结果，30例1～17岁的AS患儿进行为期12周的双盲试验,对照组给予安慰剂(血压正常)或氨氯地平(高血压)治疗,试验组给予氯沙坦治疗。结果显示，氯沙坦治疗组尿蛋白水平下降31.6%,而对照组尿蛋白水平升高2.3%(P=0.018)。尿蛋白水平降低与血压下降之间无明显相关性,表明氯沙坦降低尿蛋白的作用与其降压作用无关。试验期间,两组患者血清肌酐及血钾水平未见明显升高。该项RCT证实氯沙坦可用于控制AS患儿蛋白尿且具有较好的耐受性,但这项研究也因样本量较小、缺乏AS基因诊断及对照组患者处于疾病更晚期而存在一定局限。

2012年,来自欧洲Alport注册中心的一项大型回顾性研究,提供了ACEI治疗对AS患者的肾脏保护作用的有利证据[28]。该项研究一共纳入283例平均随访>20年的XLAS男性患者及ARAS患者。根据开始ACEI治疗时的肾功能,患者被分为四组:T-Ⅰ组:仅表现为镜下血尿或微量蛋白尿;T-Ⅱ组:显性蛋白尿;T-Ⅲ组:肾功能受损;noT组:未接受治疗。noT组中位肾脏替代治疗(RRT)年龄是22岁;T-Ⅲ组平均治疗时间7.4年,ACEI治疗将中位RRT年龄延长3年至25岁(P<0.001);T-Ⅱ组平均治疗时间5.8年,ACEI治疗将中位RRT年龄延长18年至40岁(P<0.001);T-Ⅰ组平均治疗时间4年,直到研究结束,该组患者均未进展至CKD 3期。这一结果表明ACEI以时间依赖性方式延缓AS患者ESRD发生并且在高血压出现前即可发挥其肾脏保护作用。同年,来自欧洲Alport注册中心的另一项研究,证实了RAAS抑制剂对AS携带者同样具有肾脏保护作用[29]。该项研究纳入189例XLAS女性携带者及29例ARAS携带者。分析发现,相比于未治疗组,RAAS抑制剂治疗组RRT发生率更低(25.2%vs5.4%),并且RAAS抑制剂治疗显著延缓了AS携带者接受RRT的中位年龄。这一结果提示我们应重视诊断为“良性家族性血尿”患者的随访,及时治疗同样可延缓这部分患者ESRD年龄。在AS成人患者中早期ACEI治疗的重要性已被证实,为了进一步评估ACEI治疗对于AS儿童患者的有效性以及安全性,同年该研究团队启动了一项多中心Ⅲ期RCT研究——EARLY PRO-TECT试验[30],年龄在2～18岁,仅表现为血尿或微量蛋白尿的66例XLAS男性患儿和ARAS患儿被纳入该项研究,观察的首要结局事件是雷米普利治疗的有效性及安全性。2020年,Gross等[31]发布了这项研究的结果,在治疗期间,雷米普利没有显示安全问题(RR=1.0, 95%CI 0.66～1.53)。尽管结果并不显著,研究者发现雷米普利治疗大约降低了50%疾病进展风险(RR=0.52, 95%CI 0.19～1.39),并减缓蛋白尿升高及估算的肾小球滤过率(eGFR)下降速率。这些前瞻性数据提示了雷米普利治疗的获益可能超过了这一人群的治疗风险。基于这一结果,临床医生需要与患者家属慎重地讨论干预的潜在风险与受益,争取为AS患儿群体提供最佳的长期预后。

2020年,日本研究团队对430例XLAS男性患者进行了一项回顾性研究,首次报道了XLAS男性患者基因型与ACEI/ARB药物疗效之间的关系[32]。结果显示,XLAS男性患者基因型与预后间存在强相关性,截短突变和非截短突变患者中位ESRD年龄分别为20岁和40岁(P<0.001)。ACEI/ARB治疗可明显改善患者预后,将中位ESRD年龄从28岁延至50岁以上。此外,基因型会影响XLAS男性患者对ACEI/ARB治疗的应答。在截短突变患者中,ACEI/ARB治疗将ESRD年龄延迟12年,从16岁延长至28岁;而在非截短突变患者中,ACEI/ARB治疗将ESRD年龄延迟超过17年,从33岁延至50岁以上。不可忽视的是,尽管ACEI/ARB可显著延缓AS肾病进展,截短突变患者仍会在28岁进展为ESRD,因此新治疗方法的研发至关重要(表2)。

表2 临床研究中ACEI/ARB治疗Alport综合征疗效总结

ACEI/ARB治疗Alport综合征面临的挑战

尽管现有研究已充分证实ACEI/ARB可显著改善AS患者预后,但ACEI/ARB治疗仍面临关键问题亟需解决。首先是开始ACEI/ARB治疗的最佳时机。2013年,来自加拿大、中国、法国、德国和美国的研究人员组成的AS研究合作组织制定了标准化治疗的临床实践建议,并在2020年将这一实践建议进行了更新[12,33]。根据2020年最新版共识,建议年龄在12～24个月以上的XLAS男性患者以及ARAS患者在确诊时即开始ACEI治疗,并予患者可耐受的最大剂量。建议：初始雷米普利治疗剂量为1 mg/(m2·d),并在3～4个月内逐渐加量至6 mg/(m2·d)或达到患者可耐受最大剂量;初始赖诺普利治疗剂量为0.2 mg/(kg·d)(最大剂量10 mg/d),并在3～4个月内逐渐加量至0.6 mg/(kg·d)(最大剂量40 mg/d或达到患者可耐受最大剂量)。对于XLAS女性患者及ADAS患者,建议在无感染的情况下,当重复检测到微量白蛋白尿[尿白蛋白肌酐比(MACR)>30 mg/g]时开始治疗,雷米普利或赖诺普利给药方案与XLAS男性患者及ARAS患者相同。

其次,能够最大限度延迟ESRD发生的蛋白尿控制目标是多少?目前对于控制蛋白尿的最佳目标尚不明确。根据2013年临床实践建议,对于AS儿童患者,若基线尿蛋白肌酐比(UPCR)>1.0 mg/mg,则应控制目标UPCR<0.5 mg/mg;若基线UPCR为0.2～1.0 mg/mg,则建议控制基线值减少50%;当患者开始干预时仅表现为微量白蛋白尿,建议控制目标MACR<50～100 mg/g[12]。根据2020年最新版临床实践建议,若患者使用最大剂量ACEI治疗,仍UPCR>1.0 mg/mg,在患者耐受的前提下,可加用ARB或醛固酮拮抗剂进行双重RAAS阻断以控制蛋白尿[33]。目前，关于AS人群的双重RAAS阻断治疗的数据有限,考虑到联合治疗易导致高钾血症、急性肾损伤等不良反应,其有效性及安全性仍需进一步的证据支持。

此外,目前尚不清楚哪一类XLAS女性患者会在ACEI/ARB治疗中受益。XLAS女性患者的临床预后异质性明显,约12%患者会在40岁前发展为ESRD,但部分患者仅表现为镜下血尿[4,34]。因此,仍需进行大规模、多中心的前瞻性研究,以明确适合ACEI/ARB治疗的XLAS女性患者人群。

小结:作为对症治疗用药,ACEI/ARB用于AS已展现出令人满意的疗效:降低蛋白尿,延缓肾功能恶化和ESRD进程,并且早期干预将使患者获益更大。随着对AS发病机制认识的深入及二代基因测序技术的广泛应用,AS患者的早期诊断和早期治疗成为可能。ACEI/ARB治疗有其充分的理论基础和实践依据,在规范使用ACEI/ARB的同时,应进一步加强对其临床疗效和不良反应的试验观察,提出更符合中国患者的治疗方案和推广标准,提高AS诊断和治疗水平,造福更多患者。