中藥抑制基質(zhì)金屬蛋白酶治療慢性腎臟病的研究進展

王賢雅 鄒 迪 王安娜

慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD)指腎臟結(jié)構(gòu)或功能異常>3個月的疾病[1]。我國18歲以上人群該病的患病率高達(dá)10.8%，因其起病隱匿、遠(yuǎn)期預(yù)后差、治療費用高、患者知曉率差，嚴(yán)重危害著人類的健康[2，3]。中醫(yī)治療腎病歷史悠久、療效確切，積累了豐富的經(jīng)驗，并有相關(guān)的中醫(yī)理論指導(dǎo)，越來越多的臨床工作者希望通過動物實驗、臨床試驗及循證醫(yī)學(xué)證實其有效性[4]。

近年的研究顯示：多種慢性腎臟病的發(fā)病與基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinases，MMPs)及基質(zhì)金屬蛋白酶的組織抑制劑(TIMP)相關(guān)[5]，而多種中藥單體及中藥拆分組分、中藥復(fù)方對MMPs及TIMP有明顯抑制作用，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)( Extracellular Matrix，ECM)平衡，抑制腎功能惡化。本文將近期的研究成果進行總結(jié)，綜述如下[6]。

1 基質(zhì)金屬蛋白酶家族

基質(zhì)金屬蛋白酶是細(xì)胞外基質(zhì)的重要酶類，幾乎能降解細(xì)胞外基質(zhì)的所有成分?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)26種基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)稱為基質(zhì)金屬蛋白酶家族(MMPs)[7]。

根據(jù)作用底物不同將MMP分類如下：膠原酶(collagenases)、明膠酶(gelatinases)、基質(zhì)溶素(stromelysins)、膜型基質(zhì)金屬蛋白酶(membrane type-MMP,MT-MMP)以及其他。其中明膠酶包括明膠酶A(MMP-2)、明膠酶B(MMP-9)[7-9]。

各種MMPs的共同特點：①均能降解ECM中的至少一種成分；②在中性PH值下發(fā)揮最佳酶活性；③依賴Zn2+存在條件下發(fā)揮酶活性, Ca2+對于酶穩(wěn)定也是必須的；④酶活性可以被螯合劑所抑制， 但可被外源性 Zn2+逆轉(zhuǎn)；⑤以酶原的形式分泌，在細(xì)胞外被胰蛋白 酶、纖溶酶等激活；⑥可被MMPs組織抑制因子(TIMPs)所抑制[10]。

MMPs抑制物(TIMPs)目前認(rèn)為至少有4種TIMPs(TIMP-1、TIM P-2、TIMP-3、TIMP-4), 它們能與活性MMPs不可逆結(jié)合, 抑制其 對ECM的降解活性。已發(fā)現(xiàn)4種TIMPs均存在于腎臟, 其中TIMP-1 和TIMP-2在 ECM積聚和降解的生理平衡中起關(guān)鍵作用[5]。

2 基質(zhì)金屬蛋白酶與慢性腎臟病

2.1 基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)與IgA腎病張麗萍等[11]發(fā)現(xiàn)MMP-9在正常腎小球少量表達(dá)或無表達(dá)；隨著新月體增殖性病變加重表達(dá)也增加, 但與尿蛋白呈正相關(guān), 與血清肌酐呈負(fù)相關(guān)。證明MMP-9的異常表達(dá)可能是影響IgA腎病足細(xì)胞損傷的因素之一。

2.2 基質(zhì)金屬蛋白酶與糖尿病腎病田春花[12]發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病患者血清TIMP-1與BUN、Scr和UAE均呈正相關(guān)，MMP-9與BUN、Scr和UAE均呈負(fù)相關(guān), BGP與BUN、Scr和UAE均呈負(fù)相關(guān)。證明TIMP-1、MMP-9和BGP可能參與了DN的發(fā)生與發(fā)展,通過對患者血清中TIMP-1、MMP-9和BGP的檢測可作為DN早期診斷標(biāo)準(zhǔn)以及嚴(yán)重程度的重要敏感指標(biāo),為臨床上DN的早期預(yù)防和診斷提供依據(jù)。趙亞妮[13]發(fā)現(xiàn)DN組(UACR 30～<300μg/mg)血清β2-MG、RBP、Cys C、NGAL>單純T2DM組(UACR<30μg/mg)>對照組(健康對象),MMP-2<單純T2DM組<對照組。DN組聯(lián)合檢測陽性率均顯著高于單純β2-MG、RBP、CysC、NGAL、MMP-2。UACR與β2-MG、RBP、CysC、NGAL呈正相關(guān)性；UACR與MMP-2呈負(fù)相關(guān)性。證明血清β2-MG、RBP、CysC、NGAL及MMP-2多指標(biāo)聯(lián)合檢測可作為DN的有效診斷與監(jiān)控指標(biāo)。

2.3 基質(zhì)金屬蛋白酶與紫癜性腎炎胡學(xué)文[14]發(fā)現(xiàn)單純性紫癜組IL-18、MMP-2及TIMP-2均明顯增高,紫癜性腎炎組IL-18、MMP-2及TIMP-23項指標(biāo)檢出值增高更加明顯；紫癜性腎炎組的IL-18、MMP-2水平均高于單純性紫癜組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。最終證實過敏性紫癜患兒血中有較高的IL-18、MMP-2及MMP-2表達(dá)；IL-18、MMP-2的表達(dá)與患兒的腎臟損害相關(guān)。

2.4 基質(zhì)金屬蛋白酶與痛風(fēng)性腎病張寧寧[15]發(fā)現(xiàn)光鏡下對照組(健康組)和模型組(痛風(fēng)性腎病組)2組MMP-3表達(dá)部位一致，主要分布于腎皮質(zhì)內(nèi)的小管上皮細(xì)胞胞漿中且以基底膜側(cè)表達(dá)為著 ，模型組陽性表達(dá)強度減弱；2組 Cyr61 均主要表達(dá)于近端小管上皮細(xì)胞胞漿內(nèi)，模型組陽性表達(dá)增加。得出結(jié)論在腎損傷末期Cyr61對MMP-3的誘導(dǎo)作用減弱，防護能力下降。

2.5 基質(zhì)金屬蛋白酶與腎臟囊性病變陳露[16]發(fā)現(xiàn)MMP-9轉(zhuǎn)基因兔腎臟出現(xiàn)囊腫的概率顯著高于非轉(zhuǎn)基因組。轉(zhuǎn)基因組腎小球面積與非轉(zhuǎn)基因組相比，約增長一倍。巨噬細(xì)胞免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示：腎臟囊腫病變周圍巨噬細(xì)胞大量蓄積。得出結(jié)論為巨噬細(xì)胞表達(dá)的MMP-9促進多囊腎病的發(fā)生。

3 中藥抑制基質(zhì)金屬蛋白酶治療慢性腎臟病

3.1 中藥單體抑制基質(zhì)金屬蛋白酶治療慢性腎臟病張琴[17]給予慢性腎小球腎炎患者口服雷公藤多苷片(A組先以1.5mg/kg·d的劑量服用4周，之后以1 mg/kg·d的劑量再服用4周；B組劑量為1 mg/kg·d，連續(xù)用藥8周)治療。治療后，2組血清LKN-1、RBP、TIMP-1較治療前明顯降低，血清MMP-9明顯增加，A組 血清LKN-1、RBP、TIMP-1明顯低于B組，血清MMP-9明顯高于B組；A組臨床療效總有效率明顯高于B組。得出結(jié)論慢性腎小球腎炎患者中，增加雷公藤多苷的起始劑量更有助于改善腎功能、提高臨床療效，其內(nèi)在機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的表達(dá)相關(guān)。楊秀[18]將實驗大鼠隨機分為健康對照(NC)組、糖尿病模型(DM)組及大黃素治療(DM+Emodin)組(40mg/kg)，36周時,發(fā)現(xiàn)與DM組比較，DM+Emodin組MMP-2 mRNA、TIMP-2 mRNA上調(diào)現(xiàn)象被抑制,且MMP-2、TIMP-2蛋白表達(dá)水平下調(diào)。得出結(jié)論大黃素可以減少糖尿病大鼠腎組織中MMP-2/TIMP-2表達(dá),減少蛋白尿,可能延緩DN進展。童曄玲[19]采用 TNF-α誘導(dǎo)SV40 MES 13細(xì)胞增殖，發(fā)現(xiàn)三七總皂苷(Panax notoginseng saponins，PNS) 3個劑量組均能抑制TNF-α誘導(dǎo)的SV40 MES 13增殖，其中96 h效果最明顯；PNS高、中劑量組能提高 MMP-2/TIMP-2比值和 MMP-9/TIMP-1比值，與TNF-α組比較差異顯著(P<0.05)。得出結(jié)論：PNS 能減輕TNF-α 誘導(dǎo)的系膜細(xì)胞增殖，其機制可能與改善MMP-2/TIMP-2、MMP-9/TIMP-1平衡有關(guān)。楊江輝[20]將糖尿病模型大鼠隨機分為模型組、五味子組和貝那普利組，每組15只；另取15只大鼠作為正常對照組。發(fā)現(xiàn)與模型組比較，五味子組大鼠腎小球系膜聚集等現(xiàn)象明顯減輕，尿白蛋白排泄率、LDL-C及血清丙二醛(MDA)水平均明顯降低，腎組織中過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性升高，MDA水平降低。免疫組織化學(xué)檢測，與模型組比較，五味子組大鼠腎組織中FN、Col Ⅳ和TIMP-2表達(dá)量明顯降低。與模型組比較，五味子組和貝那普利組大鼠腎組織中MMP-2活性明顯升高。得出結(jié)論：五味子提 取物對STZ導(dǎo)致的實驗性糖尿病大鼠的腎臟有保護作用，其機制可能與抑制氧化應(yīng)激、提高MMP-2活性、抑制TIMP-2表達(dá)從而改善基質(zhì)降解有關(guān)。

3.2 中藥復(fù)方抑制基質(zhì)金屬蛋白酶治療慢性腎臟病袁金鳳[21]96 只 SD 大鼠隨機分成正常組、模型(腎間質(zhì)纖維化模型)組、氯沙坦組(5mg·kg-1) 和金匱腎氣丸高、中、低劑量組( 2.4，1.2，0.6 g·kg-1)發(fā)現(xiàn)與正常組比較，模型組中SCr和BUN顯著升高，給予金匱腎氣丸干預(yù)后SCr和BUN水平降低；腎臟病理顯示與正常組比較，模型組腎間質(zhì)損傷嚴(yán)重且腎間質(zhì)膠原物質(zhì)大量沉積，給予金匱腎氣丸干預(yù)后腎間質(zhì)小管損傷減輕，腎間質(zhì)膠原物質(zhì)沉積減少；與正常組比較，模型TIMP-1，TIMP-2 mRNA 表達(dá)上調(diào)，模型組MMP-1，MMP-2，MMP-9 mRNA 表達(dá)下調(diào)，給予金匱腎氣丸干預(yù)后MMP-1，MMP-2，MMP-9 mRNA的表達(dá)上調(diào)，TIMP-1，TIMP-2 mRNA的表達(dá)明顯下調(diào)。得出結(jié)論：金匱腎氣丸可有效改善腎間質(zhì)纖維化并對腎臟有一定的保護作用，其改善腎間質(zhì)纖維化的機制可能與降低基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(TIMP-1，TIMP-2) 活性,升高基質(zhì)金屬蛋白酶( MMP-1，MMP-2，MMP-9)活性，從而減少膠原物質(zhì)的沉積有關(guān)。楊化冰[22]將大鼠以脂肪乳灌胃21d后一次性尾靜脈注射鏈脲佐菌素(STZ)30mg/kg造模，后予補臟通絡(luò)方治療。發(fā)現(xiàn)病理組較正常組，腎組織Ⅳ-C、TGF-β、TIMP-1表達(dá)增高，MMP-9表達(dá)和MMP-9 /TIMP-1比值下降；各治療組較病理組，腎組織Ⅳ-C、TGF-β、TIMP-1表達(dá)下降，MMP-9表達(dá)和MMP-9/TIMP-1 比值上升；中、高劑量組降低TIMP-1表達(dá)，升高MMP-9/TIMP-1比值的作用優(yōu)于低劑量組。證明下調(diào)腎組織 TGF-β表達(dá)，調(diào)節(jié)MMP-9/TIMP-1平衡，促進膠原降解，可能是補臟通絡(luò)方保護DM腎臟作用的機制之一。黃東華[23]將140例慢性腎小球腎炎患者，采用分層區(qū)組，隨機按數(shù)字表法分為對照組和觀察組。對照組給予雙嘧達(dá)莫片口服；鹽酸貝那普利片口服。血脂異常者加用阿托伐他汀鈣片晚餐后口服。觀察組西醫(yī)處理措施同對照組，并加用腎絡(luò)通湯。發(fā)現(xiàn)觀察組臨床療效有效率高于對照組；觀察組中醫(yī)證候療效總有效率高于對照組；治療后觀察組24h UPR，SCr，BUN，尿紅細(xì)胞均低于對照組，ALB高于對照組；治療后觀察組GFR較治療前升高,并高于治療后對照組；治療后觀察組患者血清TGF-β1和TMP-1水平均低于對照組，MMP-9和MMP-9/TMP-1均高于對照組。得出結(jié)論：腎絡(luò)通湯治療CGN氣虛血瘀證患者能減輕患者的蛋白尿，改善腎功能，提高血清白蛋白，減輕臨床癥狀，提高疾病療效和中醫(yī)證候療效，其作用機制可能與減輕炎癥反應(yīng)，調(diào)節(jié)TGF-β1，MMP-9和TMP-1等因子，抑制腎纖維化有關(guān)。

4 結(jié)語

目前，慢性腎臟病患者數(shù)量逐年增長，CKD極有可能發(fā)展為末端期腎病，在這種情況下，西醫(yī)只能采用透析甚至腎移植治療[24]。慢性腎臟病屬于中醫(yī)“水腫”“風(fēng)水”“腎風(fēng)”范疇，亦可歸屬于“虛勞”“腰痛”等范疇。中醫(yī)認(rèn)為其病機特點本虛標(biāo)實，虛實相兼。肺、脾、腎虛為本。臟腑虛損與外邪侵襲為本病的中心環(huán)節(jié)。中醫(yī)治療慢性腎臟病歷史悠久，并取得確切療效[25]。

由于中醫(yī)藥非常復(fù)雜，具有網(wǎng)絡(luò)性、系統(tǒng)性的特點，既往的研究方法存在明顯的局限性，而系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)如基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)等發(fā)展和成熟為研究中醫(yī)藥治療腎臟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 的鋅依賴性肽鏈內(nèi)切酶家族，TIMPs 為其特異性抑制劑。MMPs可以降解所有 ECM 成分，其中 MMP-9 為明膠酶，是降解Ⅳ-C的最主要成員，TIMP-1 可特異性抑制 MMP-9 的活性[27，28]。實驗證明，多種MMP參與了慢性腎臟病的發(fā)病過程，中藥不僅從理化指標(biāo)、中醫(yī)證候上療效更優(yōu)，對于基質(zhì)金屬蛋白酶的抑制作用也非常確切，為進一步研究慢性腎臟病及評價中藥療效都提供了有力的支持。