中医药调节硫酸吲哚酚相关机体损伤干预慢性肾脏病及其并发症的研究进展

钱恩惠 蒋文泽 侯雅婷 鲁科达

1.浙江中医药大学第一临床医学院，浙江杭州 310053；2.浙江中医药大学附属第三医院肾病科，浙江杭州 310005

慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）被定义为各种原因引起的肾脏结构或功能异常（持续时间＞3 个月），并对健康产生影响的慢性疾病。目前有超过8 亿人患有CKD，是全球死亡的主要原因，预计到2040 年将成为死亡率第五高的原因[1-2]。硫酸吲哚酚（indoxyl sulfate，IS）是主要的蛋白结合型尿毒症毒素（protein-bound uremic toxins，PBUTs）之一，也是近年来研究最为广泛的肠源性尿毒症毒素（gut-derived uremic toxins，GUTs）[3]。临床上，较高的血清IS 水平与肾功能下降独立相关，也与心血管事件发生率相关，并能预测CKD 的全因死亡率[4-5]。因此，改变IS 的代谢途径，减轻其直接或间接引起的肾损伤对于CKD及其并发症的临床治疗具有重要的意义。而近年来，中医药通过减轻IS 所致机体多系统损伤来延缓CKD进展的研究呈上升趋势，故本文现拟系统梳理中医药通过直接或间接调节IS 干预CKD 及其并发症的研究进展。

1 中医药调节IS 相关肾功能损伤

近年来，中医药调节肠道菌群及相关代谢产物来缓解CKD 的进展已有多项临床试验证实[6-12]。中医药多靶点、多成分、多通路的特点已被多数学者认可，中药复方可以联合开启多项通路，激活多方位作用靶点，降低单作用导致的高倾向副作用，从而达到增效减毒之功。故此，中医药可以通过降低血清IS 浓度、阻止相关通路的启动等以缓解IS 诱导的肾脏损伤，同时达到“减少其生成、抑制其吸收、促进其排泄”之效，多维度改善CKD 肾功能。

黄芪甲苷素Ⅳ（astragaloside Ⅳ，AS-Ⅳ）是从黄芪根中提取的主要成分，具有抗纤维化和抗氧化应激等药理作用[13-14]。一项研究发现，AS-Ⅳ虽然没有降低血清IS 水平，但是却抑制了IS 诱导的肾小管间质损伤[15]。进一步的机制研究首次显示，AS-Ⅳ通过阻断肾小管上皮细胞中的IS/芳香烃受体（aryl hydrocarbon receptor，AhR）信号通路来改善IS 诱导的氧化应激损伤[16]。益肾清利活血方是治疗CKD 的有效中药复方，有研究证实，其通过调节AhR/snai1 信号传导来减轻IS 诱导的CKD 肾纤维化，其中可能主要通过落妇新苷发挥药理作用[17]。有研究使用大黄灌肠干预5/6 肾切除肾病大鼠，结果显示，可以显著降低血清IS 和肌酐水平，抑制超敏C 反应蛋白（hypersensitive C-reactive protein，hs-CRP）、NF-CR 的表达，改善肾脏氧化应激和炎症损伤及肾小管间质纤维化[18]。有进一步地对肠道菌群16s-RNA 测序发现，大黄还可以通过影响肠道微生物群功能来阻止IS 前体吲哚的产生[19]。

综上，目前中医药对IS 诱导的肾功能的干预通路研究较多的主要为AhR 信号通路，AhR 是一种配体激活的转录因子，可调节氧化应激基因的表达和（reactive oxygen species，ROS）的产生，来自各个生物医学学科的研究已经证明，其与多种疾病和病症的发病机制密切相关，包括自身免疫、炎症性疾病、内分泌紊乱、早衰和癌症等，故IS/AhR 通路可成为AhR 通路家族新的成员，但此通路仍需进一步的分子机制探索以更精准定位。另外，大黄一方面可以灌肠的形式直接作用于肠道，促进肠道蠕动以增加IS 的排泄；另一方面可通过调整肠道微生物群减少IS 的生成。

2 中医药调节IS 相关机体损伤干预CKD 并发症

CKD 在持续进展的过程中，会伴有多个身体系统的损伤，主要有心血管损伤、骨营养不良、肌肉减少症、认知功能障碍等。这些并发症对患者的生存预后和生活质量都有极大的影响，故针对CKD 所引起的多系统损害的治疗是延缓CKD 进程的关键环节。近年来，中医药在该领域的探索已取得了可观的进展。

2.1 中医药调节IS 相关心血管损伤

白藜芦醇是一种天然存在的多酚，具有抗炎、抗氧化和抗动脉粥样硬化特性[20]。白藜芦可以恢复肠上皮紧密连接蛋白，从而增强肠道上皮完整性，白藜芦醇改变的肠道微生物群和微生物代谢物都有助于降低肠腔中的IS，它还通过抑制肝脏磺基转移酶以减少IS的合成，对心脏提供直接的保护作用[21]。（+）-芝麻素和相关芝麻木脂素是细菌L-色氨酸吲哚裂解酶（tryptophan indole lyase，TIL）的竞争性抑制剂，可显著减少IS 前体的产生[22]。山柰酚是一种次生植物代谢物，存在于多种食用和药用植物中，通过抑制γ-干扰素（interferon-γ，IFN-γ）依赖性免疫代谢途径来剂量依赖性抑制色氨酸的分解代谢，减少IS 的产生[23]。

大黄素是常用中药大黄主要的活性成分，有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等多种药理作用。有研究使用大黄素对大鼠心肌细胞进行体外研究发现，IS 处理后的心肌细胞活力下降，而大黄素可剂量依赖性地恢复细胞活力，同时还能通过升高Bcl-2 蛋白及基因表达，抑制线粒体凋亡途径，降低细胞内活性氧ROS 水平，减少细胞凋亡，起到保护心血管系统的作用[24]。一项以黄芪多糖为干预因素的体外研究也得到了和上述实验相似的结论，黄芪多糖干预的IS 处理心肌细胞胞内ROS 水平下降，线粒体凋亡途径被抑制[25]。

有体内、体外实验发现益肾缓衰方可通过降低动脉粥样硬化性肾病（atherosclerotic renal disease，ARD）小鼠血清IS 的水平并改善IS 对血管内皮的损伤，减轻肾小管间质微血管荒废，进而缓解小管间质纤维化。而IS 对ARD 小鼠的血管保护作用可能与该方抑制IS 诱导AhR/NOX4 通路的激活，进而改善氧化应激和炎症反应有一定的关系[26]。定心方Ⅳ降低了HFD（21%脂肪+0.15%胆固醇）处理过的小鼠的血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白水平，氧化应激相关指标下降，内源性抗氧化剂SOD 增强，而拟杆菌/厚壁菌比（F/B 比值）下降，产氧化三甲胺、IS 等GUTs 的菌属比例下降[27]。

综上，中医药可以通过降低产GUTs 的细菌比例、抑制底物的分解代谢及相关酶的功能来减少IS 的产生，而在“抑制其吸收”方面主要有修复肠上皮紧密连接蛋白以恢复肠道屏障完整性以减少IS 通过“肠漏”途径入血，阻断AhR/NOX4 通路激活来改善氧化应激状态，抑制线粒体凋亡途径等方式。目前，暂时未见以中药为干预对象通过增加IS 的排泄来减缓CKD 并发心血管损伤的相关文献报道。

2.2 中医药调节IS 相关骨营养不良

肉桂酸（cinnamic acid，CA）是从肉桂皮中提取而出，具有多种药理作用，包括抗肥胖、抗氧化、降血糖等。有研究发现CA 处理后可诱导成骨细胞分化，体内外成骨标志物升高，另外，CA 给药恢复了肠道微生物组的多样性，降低了产IS 等GUTs 的菌群比例，这些变化伴随着BMP/TGF 些变化伴随着信号的增强[28]。葛根是豆科植物葛根的干燥根，在临床前和临床研究中广泛用于预防骨质疏松、缓解心血管疾病等，而葛根素被证明通过对肠道菌群的干预来降低IS、pCS 的膳食底物——色氨酸、亮氨酸的降解，从而维持肠道稳态，减少炎症反应，发挥抗骨质疏松作用[29]。

白藜芦醇是一种AhR 拮抗剂，在屏蔽AhR 配体方面发挥保护作用，体内研究发现，白藜芦醇改善了IS 诱导的骨干结构破坏、Runx2 抗原表达减少及骨小梁质量。又有体外数据表明，IS 通过抑制ERK 和p38丝裂原活化蛋白激酶途径干扰成骨细胞的生成，这些途径被发现位于AhR 的下游，而白藜芦醇被证明通过抑制AhR 和下游信号传导来改善IS 的抗成骨细胞作用[30]。黄芪多糖通过调节大鼠肠道内益生菌（如双歧杆菌、乳酸杆菌）含量，同时下调一些产生IS 等GUTs 的致病菌（如肠球菌、肠杆菌）含量，逆转骨质疏松症大鼠中差异表达基因的表达来恢复肠道功能——降低酸性磷酸酶5 和TNF-α、IL-2 等促炎细胞因子的含量，通过抑制破骨细胞生成和预防炎症而改善骨质疏松[31]。

在中医药改善IS 所引起的骨营养不良机制探索中发现，AhR 信号通路仍起到关键作用，而这一机制更多体现在干扰IS 的抗成骨细胞作用来促进骨形成。中药治疗后，产IS 的菌群比例及膳食底物色氨酸降解下降，不仅能促进成骨细胞诱导的骨形成，还能负面影响破骨细胞的分化来改善骨营养不良。

2.3 中医药调节IS 相关肌肉减少症

熊果酸（ursolic acid，UA）以游离形式或与糖结合成苷的形式广泛存在于女贞叶、枇杷叶、夏枯草等中药中，具有抗炎、抗糖尿病、抗氧化等功能。UA 可逆转IS 诱导的细胞损伤，其中，线粒体损伤被缓解，肌肉功能障碍得以改善[8]。葛根素治疗后，大鼠的比目鱼肌和趾长伸肌的握力、比抽搐力和强直力高于对照组，肠道微生物组中产短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）的菌群比例升高，而产IS 等菌属比例下降[32]。补中益气汤临床常用于治疗肌肉萎缩、肌无力等疾病。有研究发现，补中益气汤可以恢复肌无力患者肠道微生物群的多样性和结构，诱发微炎症状态的异常F/B 比例在治疗后也恢复正常[33]。

截至目前，以IS 为作用靶点的中医药治疗肌肉减少症文献报道有限，主要为升高有益菌菌群比例、恢复肠道微生物群多样性及缓解线粒体损伤来改善肌肉功能障碍，现仍亟需大样本量的临床试验及基础试验进行更为深入、全面的机制探索以明确多方位中药作用通路可能。

2.4 中医药调节IS 相关认知功能障碍

岩藻多糖主要存在于褐藻（如海蕴、裙带菜孢子叶及海带）的表面黏液中，在干海带中的含量为1%左右，具有神经保护、肾脏保护及抗微生物等作用。基于此，一项围绕岩藻多糖对慢性肾病相关性认知障碍的改善及机制研究发现，岩藻多糖可以改善腺嘌呤诱导小鼠的肾功能、学习记忆能力、空间认知能力。相关机制研究发现其通过调节肠道菌群的组成来影响氨基酸代谢、脂肪代谢，从而减轻氧化应激、抑制神经炎症来改善慢性肾病诱导的认知障碍，其中IS 的氨基酸底物——色氨酸的生物合成被抑制[34]。

IS 相关认知功能障碍为近年来相对较晚被关注到的并发症领域，故关于中医药调节IS 机制的研究处于起步阶段，可通行通路的假设仍未被完全证实，现阶段该未知领域仍有广阔的探索空间。

3 小结

肠源性尿毒症毒素IS 与CKD 的发生、发展及预后密切相关，以IS 为干预对象改善肾功能是临床治疗CKD 的有效途径之一。近年来，中药单体、单味中药及中药复方对IS 的调节初有成效，CKD 的肾功能及相关靶器官受损程度均有所改善。该研究所做的系统梳理为IS 干预CKD 领域提供临床证据，但关于机制的探索仍处于起步阶段，目前主要涉及肾脏本身及心血管系统方面的机制探索，且以中药单体为干预因素的试验居多，中药复方因其多通路、多靶点的用药优势使机制研究较难开展。未来应开展更多多中心、随机、双盲的大样本量临床试验，并从多维度、多系统展开对IS 的分子机制探索，从而为中医药调节IS 相关机体损伤干预CKD 及其并发症提供更多的临床证据及药理基础。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。