腹膜透析是治疗终末期肾衰竭的主要方法,经过30多年的临床实践腹膜透析(peritoneal dialysis,PD)已成为全球公认的有效方法。腹膜透析具有清除中分子物质效果好,患者心血管稳定性强,操作技术简便等血液透析不能替代的优点,其治疗效果与血液透析相近,而且在某些方面甚至还优于血液透析。自20世纪80年代以来,腹膜透析(PD)治疗的患者呈快速增长趋势,目前,全球维持性腹膜透析治疗患者约为12万,占透析总人数的14%,然而长期腹膜透析由于腹膜透析液中的高糖、低pH值及反复发生的腹膜炎介导的腹膜纤维化,导致腹膜结构改变和功能丧失,进而使超滤失败高于血透,同时也是PD失败和患者退出的首要原因.
腹膜炎一直是腹膜透析的主要并发症之一,近年随着腹膜透析连接管路的不断改进,腹膜炎的发生率明显下降,但腹膜炎依然是腹膜透析的首要并发症。以往腹膜炎多由革兰阳性球菌引起,随着透析连接管路的改进,由革兰阴性细菌引起的腹膜炎日渐突出,目前在许多透析中心,它是引起腹膜炎的最常见病原菌。
细菌性腹膜炎曾是导致腹膜纤维化的主要原因,随着插管技术的改进,感染率的下降,细菌性腹膜炎的发生率有逐年减低的趋势;非细菌因素所致的无菌性腹膜纤维化在腹膜透析患者中的发生率呈增加趋势。但腹透时腹膜炎的反复发生和腹透液的生理不相容性依然是导致腹膜纤维化的主要因素。
以往认为固有的间质成纤维细胞及炎症细胞是造成腹膜纤维化的主要细胞,而间皮细胞仅仅是腹膜损伤的受害者。但近期研究发现间皮细胞在腹膜纤维化中起着重要作用。腹膜间皮细胞表达的细胞因子、趋化因子在腹膜炎及腹膜纤维化进展过程中有重要作用。
局部肾素血管紧张素系统(RAS)的慢性活化在多种器官纤维化过程中发挥重要作用。基于血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)与纤维化的密切联系,近来人们开始重视RAS在腹膜纤维化中的作用。
许多研究表明,腹透感染和长期腹膜透析可引起腹腔内局部RAS活化,腹膜间皮细胞在RAS活化过程中起重要作用。腹膜间皮细胞能合成与分泌AngⅡ。而局部RAS激活后,可通过AngⅡ促进间皮细胞增加腹膜ECM的积聚。AngⅡ可能通过TGF-β1参与腹膜纤维化的发病过程。AngⅡ与腹膜纤维化的发生发展的关系,是以AngⅡ诱导腹膜间皮细胞转分化的方式而引起细胞外基质的积聚[2]。常洁等[5]研究发现外源性AngⅡ刺激原代大鼠腹膜间皮细胞发生转分化,促进细胞外基质积聚,洛沙坦能部分通过抑制AngⅡ的功能而发挥抗纤维化作用。
在人的腹膜间皮细胞, 已有实验证实TGF-β刺激其胶原基因表达增高是通过激活MAPK的ERK1/2和p38途径,使用特异性阻断剂阻断以上两个通路则可抑制胶原基因的高表]达。越来越多的研究发现MAPK尤其是p38 Ka.PK通路与促进ECM产生[1,2]和抑制ECM降解的关系,说明MAPK作为TGF-β的下游信号通路在纤维化病变机制中具有重要意义。
随着腹膜透析的开展,人们发现腹膜纤维化导致的腹膜透析功能丧失严重影响了腹膜透析的长期进行。虽经腹膜透析连接装置得到不断改进,腹膜透析连接装置材料不断更新,使腹膜透析腹膜炎的发生在的50~60个患者月感染1次。但腹膜透析管的组织相容性和病源微生物沿腹膜透析管进入腹腔的问题仍未能彻底解决,目前的研究表明腹透时腹膜炎的反复发生及透析液的生理不相容性是导致腹膜纤维化的主要因素。积极研究透析相关性腹膜纤维化的发生机制及治疗方法对延长腹透患者的腹透时间、提高其生存率具有重要的意义。另外,腹膜纤维化的发生机制研究虽然已深入细胞分子水平,但尚未完全明了,随着科学的发展、认识的深入,有进一步研究必要。近10年来,免疫学的新的研究进展发现Toll样受体在机体免疫反应中起重要作用。Toll样受体(TLRs)是一类介导天然免疫的跨膜信号传递受体家族,在细胞活化信号的转导中起重要作用,是联系天然免疫与获得性免疫的桥梁。
1997年,Janeway等首次发现与果蝇同源的人的TOLL蛋白,并命名TLR(Toll Like Receptor),研究证实TLR是病原微生物跨膜信号转导的重要受体,主要参与机体抗感染的天然免疫反。.到目前为止,人类已经发现了至少11种TLR蛋白,分别命名为TLR1-11。 TLR4是LPS的跨膜受体,它介导了LPS诱导机体产生的炎症反应, LPS须与其受体TLR4结合后通过信号转导的级联反应方能产生效应。TLR4通过识别并结合相应配体如LPS等,启动激活信号转导途径,使转录因子核因子-kB(nuclear factor-kappaB,NF-kB)和AP-1活化,促进基因转录,使细胞增殖、分化、凋亡及炎症因子如IL-6、TNF-a、诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)等分泌。也可促进共刺激分子B7-1/B7-2的表达上调,T细胞活化,产生特异性的免疫应答 。总之,TLR4是LPS诱导的TLR4信号途径的启动因子。 国内外许多研究表明LPS介导的TLR4的信号已经被认为是多种器官纤维化信号通路。高血压诱导心血管肥大和纤维化是心力衰竭发展的关键因素。TLR4活化在介导压力负荷诱导的心肌肥厚和纤维化中起关键作用,TLR4拮抗剂可通过调控免疫反应防止和治疗高血压诱导的心肌肥厚、心肌纤维化[12]。有研究证实TLR4参与糖尿病肾病肾小球硬化的发生和发展,机制可能与其激活炎症反应,诱导纤维化相关基因表达有关。
LPS激活TLR4可显著上调趋化因子、促炎性因子的表达,从而诱导腹膜炎性反应[14]。腹膜组织局部存在独立于循环肾素-血管紧张素系统(RAS)以外的RAS系统参与PD相关性炎性反应、纤维化过程,血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)作为RAS系统的最终效应因子在其中发挥重要作用,局部产生的AngⅡ作为一种重要的生长因子,能调节细胞增殖、凋亡以及纤维化进程。腹膜局部产生的AngⅡ参与PD 相关炎性反应、纤维化过程。
因此,我们认为:TLR4与器官纤维化有密切关系,可能是器官纤维化的重要环节,LPS激活TLR4,TLR4激活局部RAS系统?再活化TGF-β,从而发生一系列瀑式致纤维化反应,诱导纤维化。由此推导TLR4可能是腹膜纤维化的中心环节。
腹膜纤维化严重影响腹膜透析的发展,通过几十年广大医务工作者的努力,对于防治腹膜纤维化有一定的进展,如人们已经研发一些生物相容性好的透析液延缓腹膜纤维化,发现一些药物对腹膜纤维化有一定的治疗作用,如秋水仙碱、依维莫司,甚至一些中药制剂可通过保护HPMC而起到抗腹膜纤维化的作用,如黄芪、川芎嗪、参麦、人参皂甙等。而我们发现中药地龙及其方药在治疗器官组织纤维化有较好的效果。地龙,俗称蚯蚓,地龙作为药物应用始载于《神农本草经》,其性寒,味咸,归肝、脾、膀胱经;具清热熄风、平喘、通络、利尿之功;用于高热神昏,关节痹通、肢体麻木,肺热喘咳,高血压等症。地龙由于其显著的药理活性,且资源丰富,疗效确切,毒副反应低,故其单味及复方制剂在临床应用颇广,目前许多研究发现地龙及其方药在治疗器官组织纤维化有较好的效果。地龙2号是采用生物工程技术从中药地龙中提取的有效活性成分,主要含有蚯蚓纤溶酶及蚯蚓胶原酶。研究发现地龙2号可以抑制CC14 诱导的大鼠肝内纤维组织的形成,减轻肝细胞的损害,降低血中透明质酸及层粘连蛋白的含量,具有抗肝纤维化作用。进一步研究发现地龙2号可能通过抑制HSC的活化、降低α_SMA、TGFβ1 的表达而减轻和延缓肝纤维化[7]。盛丽[8]等对水蛭、地龙进行抗博莱霉素小鼠肺纤维化的研究,发现水蛭及地龙在不同程度上减轻了肺泡炎症及纤维化改变。笔者长期从事地龙治疗肾脏病的研究,曾临床以及动物实验均发现地龙类药物能使尿蛋白减少,使肾脏病理损害减轻 [9]. 近年用自拟地龙汤干预阿霉素肾小球硬化大鼠,发现其通过下调TGFβ1抑制肾脏组织细胞外基质沉积,从而延缓了肾小球硬化和间质纤维化 [10]。所以,我们推测地龙成分及其方药对腹膜纤维化可能也有治疗作用,它们很可能通过抑制血管紧张素转化酶、TGFβ1而起作用。也有可能干预TLR4而起作用。