慢性腎臟病（CKD）已成為威脅人類健康的主要疾病之一。研究發(fā)現(xiàn)慢性腎衰竭患者存在腎小管周毛細(xì)血管（PTCs）減少，伴隨血液灌流下降限制腎間質(zhì)氧的**，進(jìn)而引起腎臟纖維化及腎小管萎縮，加速腎臟疾病進(jìn)展。
   
    另外糖尿病、高血壓等CKD常見的繼發(fā)性疾病中亦存在局部組織低氧現(xiàn)象，可見由于PTCs減少引起的組織低氧與器官纖維化密切相關(guān)。

    近幾年來，通過血管新生來改善腎小管間質(zhì)低氧，延緩CKD疾病進(jìn)展逐漸引起重視，但因新生血管易受炎癥及血管通透性改變的影響而臨床應(yīng)用受限。本文著重討論血管新生在改善腎組織低氧相關(guān)纖維化中的作用及其兩面性，以及新型增加PTCs的臨床干預(yù)措施。
   

    一、腎間質(zhì)低氧對腎臟纖維化作用
   
    雖然全身有20%的血液流經(jīng)腎臟，但其仍易遭受低氧損傷。在腎髓質(zhì)區(qū)域，動脈與靜脈緊密相連，脈管之間的氣體彌散導(dǎo)致氧及營養(yǎng)的無效運(yùn)輸增加，造成腎髓質(zhì)低氧。哺乳動物中腎髓質(zhì)氧分壓為10 mmHg，腎髓質(zhì)氧分壓約為30 mmHg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于如此高的腎血流所應(yīng)有的氧分壓。
   
    另外近端腎小管及髓質(zhì)升支粗段主要依靠Na/K-ATP酶進(jìn)行高代謝活動，因此腎臟對低氧異常敏感，易受低氧損傷。一般情況下，血管內(nèi)皮細(xì)胞處于靜止?fàn)顟B(tài)，被壁細(xì)胞（周細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞）包繞。
   
    在低氧損傷時，內(nèi)皮細(xì)胞去分化及再生能力受損，因此可在糖尿病腎小球硬化、慢性間質(zhì)性腎炎、腎小球淀粉樣變、失代償性良性腎小球硬化、繼發(fā)的惡性腎小球硬化等患者的腎臟病理中觀察到PTCs 減少，且與血清肌酐呈負(fù)相關(guān)。
   
    PTCs 減少引起氧及營養(yǎng)**下降，導(dǎo)致腎組織低氧，低氧參與多種腎臟疾病進(jìn)展，尤其是CKD。作者目前在C57BL/6衰老大鼠中的研究結(jié)果顯示：衰老大鼠腎組織中出現(xiàn)局部低氧現(xiàn)象。
   
    課題組前期研究結(jié)果顯示在單側(cè)輸尿管梗阻（UUO）組動物模型中，26月齡衰老大鼠較3月齡年輕大鼠的腎小管間質(zhì)纖維化面積大。
   
    低氧促使腎小管上皮細(xì)胞凋亡并發(fā)生形態(tài)學(xué)變化，即上皮細(xì)胞間充質(zhì)改變（epithelial-mesenchymal transition，EMT）。腎小管上皮細(xì)胞發(fā)生EMT，促使腎小管間質(zhì)中細(xì)胞表面標(biāo)志物E-鈣黏素（E-cadherin）、增殖細(xì)胞核抗原PCNA、α??平滑肌肌動蛋白（α-SMA）與細(xì)胞外基質(zhì)Ⅰ型及Ⅲ型膠原的產(chǎn)生發(fā)生改變。

    在衰老腎組織中，這些標(biāo)志物的變化可能參與衰老相關(guān)的腎小管間質(zhì)損傷與腎功能減退。另外自發(fā)的或因免疫性適應(yīng)缺血狀態(tài)可促進(jìn)炎癥細(xì)胞（巨噬細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞）的募集、加速炎癥的進(jìn)展，引起腎臟纖維化。
   
    體內(nèi)、外研究證明，低氧主要通過缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）途徑及非HIF 途徑影響腎臟纖維化。在單腎切除、Thy-1腎炎、糖尿病大鼠、急性腎損傷（AKI）等模型中，HIF活化可延緩CKD。但亦有研究證明在腎小管上皮細(xì)胞活化的HIF與CKD進(jìn)展有關(guān)，其可促進(jìn)腎臟纖維化。
   
    因此不同類型腎臟疾病中HIF 作用可能不同。在腎臟疾病中，為維持PTCs，近端小管上皮細(xì)胞表達(dá)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF），而低氧通過**VEGF產(chǎn)生，參與腎臟纖維化。

    二、傳統(tǒng)促血管新生延緩腎臟疾病進(jìn)展措施
   
    研究發(fā)現(xiàn)，在人和動物CKD 疾病中，血管生成因子（VEGF、血管生成素??Tie系統(tǒng)）、內(nèi)源性血管生成抑制因子（凝血酶敏感蛋白-1、血管抑素、內(nèi)皮抑素等）表達(dá)失衡，導(dǎo)致毛細(xì)血管稀疏，加重腎臟低氧，促進(jìn)腎臟纖維化，見圖1。
   
    因此傳統(tǒng)的促血管新生措施主要從血管生成因子、血管抑制因子兩方面來改善腎間質(zhì)低氧，以達(dá)到延緩腎臟疾病進(jìn)展目的。
   
    1. 血管生成因子促進(jìn)血管新生利與弊：

    由壁細(xì)胞分泌的血管生成因子可促進(jìn)血管新生及其重塑，其中以VEGF、血管生成素-Tie信號系統(tǒng)為主。VEGF的主要成分VEGF-A（由剪接變體亞型、VEGF121、VEGF165、VEGF165b、VEGF189 及VEGF206 組成），通過結(jié)合VEGF 受體2（VEGFR-2/FLK-1）調(diào)節(jié)血管的生成。
   
    血管生成素-Tie 信號系統(tǒng)在維持血管內(nèi)皮靜止及血管源信號通路傳感性中起重要作用。血管生成素-1（Ang-1）在后腎間充質(zhì)、分化成熟的腎小管上皮及足細(xì)胞中表達(dá)，血管生成素-2（Ang-2）在直小血管附近的腎小管中表達(dá)，Ang-1、Ang-2 是Tie-2激動劑，二者互相競爭，Ang-1-Tie-2信號通路在維持內(nèi)皮細(xì)胞穩(wěn)定方面起重要作用。
   
    在多種腎臟疾病中均可觀察到VEGF-A表達(dá)下降，且與PTCs 減少有關(guān)。例如：應(yīng)用3、12、24 月齡大鼠石蠟切片進(jìn)行免疫組化染色、定量分析腎臟微血管變化及VEGF變化情況，結(jié)果顯示24 月齡（衰老組）大鼠腎組織內(nèi)腎小球和PTCs 明顯減少，VEGF 減少，內(nèi)皮細(xì)胞適應(yīng)生存能力減退，出現(xiàn)血管生成障礙，因此利用血管生成因子誘導(dǎo)血管新生是必要的。
   
     在抗Thy-1 腎炎、抗腎小球基底膜（GBM）抗體誘導(dǎo)的腎小球腎炎等模型中，使用VEGF治療可促進(jìn)腎小球內(nèi)皮損傷的恢復(fù)，而使用VEGFR-1（VEGF受體）加速腎小球壞死、促使PTCs 減少及間質(zhì)纖維化。
 
    相比較野生型糖尿病鼠及VEGF??A 基因敲除鼠，糖尿病VEGF-A基因敲除鼠增加腎小球損傷、凋亡現(xiàn)象及蛋白尿。CKD患者中，可溶性血管內(nèi)皮生長因子受體-1（sVEGFR-1）水平增加，其抑制VEGF表達(dá)，可導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，增加心血管發(fā)病率。
   
    另外Futrakul 等對CKD 患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)Ang-2 表達(dá)上升，Ang-1 表達(dá)下降，Ang-1 可能在溶血性尿毒癥綜合征恢復(fù)過程中扮演重要角色，尤其是內(nèi)皮細(xì)胞損傷，Ang-2 通過抑制Ang-1 與其共同受體Tie2結(jié)合，損傷內(nèi)皮細(xì)胞，可作為評估CKD生存率的一個標(biāo)志物。
   
    事實(shí)上，血管生成因子促使血管新生改善腎間質(zhì)低氧是存在爭議的，原因在于VEGF **產(chǎn)生的微脈管系統(tǒng)（MV）不成熟，彎曲、易滲漏，具有血管異質(zhì)性。這導(dǎo)致新生MV滲出物增加，出現(xiàn)炎性反應(yīng)。

    另外組織間隙液壓增加、毛細(xì)血管淤塞、氧及營養(yǎng)運(yùn)輸不平衡，缺少灌注**的脈管易于出現(xiàn)功能退化，局部灌注不足亦可引起低氧，二者協(xié)同導(dǎo)致腎組織缺血損傷。
另外血管生成素亦介導(dǎo)炎性反應(yīng)及纖維化，如在大鼠缺血再灌注模型中，Ang-2/Ang-1比例失衡（Ang-2增加為主），伴隨周細(xì)胞增殖，內(nèi)皮細(xì)胞死亡，腎臟纖維化。在葉酸誘導(dǎo)的小鼠腎病模型中，即使PTCs未減少，Ang-1 亦可誘導(dǎo)炎性反應(yīng)及纖維化。

    2. 血管生成抑制因子抑制血管新生利與弊：

    近十年來，血管生成抑制因子因其抑制血管生成的機(jī)制常被用來治療腫瘤和其它的血管依賴性疾病。在PTCs密度減少的慢性腎臟疾病中，它的上調(diào)可加重腎組織低氧，但同時也可能抵抗血管新生所引發(fā)的炎癥效應(yīng)。

    血管生成抑制因子，如凝血酶敏感蛋白（TSP），是一種多功能母細(xì)胞的糖蛋白，參與調(diào)節(jié)血管生成、傷口愈合、膠原纖維形成等過程，在腎臟疾病時高表達(dá)，是介導(dǎo)腎臟纖維化的重要介質(zhì)。

    體內(nèi)、外研究證明，TSP 家族五位成員中，僅TSP1、TSP2 通過直接影響內(nèi)皮細(xì)胞、間接影響生長因子的活化而抑制血管新生。在UUO 模型誘導(dǎo)的腎纖維化中，下調(diào)TSP-1可導(dǎo)致VEGF、PTCs密度增加，而間質(zhì)細(xì)胞中的HIF-1α、III 型膠原及重組人結(jié)締組織生長因子（CTGF）表達(dá)下降，因此抑制TSP-1 可通過增加PTCs密度改善腎臟纖維化。

    其他血管生成抑制因子有：血管抑素、內(nèi)皮抑素。血管抑素是纖維蛋白溶酶原的蛋白水解片段，可調(diào)節(jié)血管生成及炎性反應(yīng)。Satoh 等認(rèn)為血管生成障礙與衰老相關(guān)的腎臟MV減少有關(guān)，也是衰老相關(guān)腎臟病變的原因之一，而血管抑素可能是血管生成的潛在抑制劑。

    他們檢測不同月齡SD大鼠中血管抑素的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)隨著年齡增長血管抑素表達(dá)逐漸增加，認(rèn)為可能與衰老相關(guān)的血管減少及間質(zhì)損傷有關(guān)。內(nèi)皮抑素是膠原ⅩⅧ的C??末端片段，是血管內(nèi)皮生長因子的潛在調(diào)節(jié)者。

    檢測201 個CKD 患者及相同數(shù)目正常人血清中內(nèi)皮抑素的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)血清內(nèi)皮抑素表達(dá)與CKD 密切相關(guān)。由此可見血管生成抑制因子可能通過降低PTCs密度，誘導(dǎo)腎間質(zhì)低氧，加速疾病進(jìn)展。
   
    事實(shí)上，過表達(dá)的血管抑制因子在降低PTCs 密度的同時也具有抗炎作用。在鏈脲霉素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠中，內(nèi)源性血管抑素水平下降，提高血管抑素水平可改善蛋白尿及腎小球肥大，提示其可能具有抗炎、抗纖維化作用。

    在單腎切除大鼠模型中，過表達(dá)血管抑素可改善腎間質(zhì)纖維化及抑制巨噬細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞滲透，也提示血管抑制因子具有抗炎作用。在糖尿病腎病及其他CKD患者中，VEGF、血管生成素-Tie 系統(tǒng)等血管生成因子總體上表達(dá)下降，血管生成抑制因子如血管抑素、TSP1 等表達(dá)上調(diào)，正是這種不平衡，促進(jìn)腎臟疾病進(jìn)展。
而簡單地通過單一的干預(yù)措施雖然可促進(jìn)血管新生，增加腎小管周毛細(xì)血管網(wǎng)數(shù)目，有利于改善腎間質(zhì)低氧，但亦可加重慢性炎癥。因此，探索新型增加PTCs的干預(yù)措施勢在必行。

    3. 增加PTCs的新型干預(yù)措施：

    單一的干預(yù)措施具有兩面性，一方面促進(jìn)血管新生，改善腎組織低氧，另一方面易導(dǎo)致組織炎癥，見圖2。目前，新型的干預(yù)措施從維持內(nèi)皮細(xì)胞穩(wěn)定、多血管因子級聯(lián)反應(yīng)、細(xì)胞療法等方面增加PTCs，產(chǎn)生健康成熟的新生血管，改善腎間質(zhì)低氧，延緩CKD進(jìn)展。

    內(nèi)皮細(xì)胞活化可能促進(jìn)肌成纖維細(xì)胞的活化或者向間質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)變（EndoMT），造成PTCs 減少，加速疾病進(jìn)展。類肝素硫酸蛋白聚糖（HSPGs）存在于內(nèi)皮細(xì)胞表面可維持內(nèi)皮細(xì)胞的抗凝及抗炎特性。

    分泌神經(jīng)素是一種血管原神經(jīng)肽，在不同動物模型中，通過增加脈管密度改善組織灌注。體外實(shí)驗(yàn)研究顯示分泌神經(jīng)素主要依賴堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）促進(jìn)入類皮膚內(nèi)皮細(xì)胞血管新生、增殖、凋亡，而硫酸類肝素作為輔因子促進(jìn)這一過程。
硫酸葡聚糖是一種HSPGs類似物，在血栓性微血管?。═MA）模型中，阻止內(nèi)皮細(xì)胞凝固及補(bǔ)體激活，改善腎小球內(nèi)皮細(xì)胞損傷及PTCs稀疏。

    多種血管因子的級聯(lián)反應(yīng)可能會改善單一血管因子**而引起的一系列問題。例如，在小鼠內(nèi)皮細(xì)胞中脯氨酸羥化酶2（PHD-2）異質(zhì)體的缺乏，使HIF穩(wěn)定表達(dá)，可維持腫瘤血管的密度及大小穩(wěn)定，易滲漏、彎曲、重塑的血管減少，成熟化血管增加。

    目前對遷移性腎細(xì)胞癌治療的細(xì)胞因子療法中，靶向調(diào)控VEGFR、mTORC1 的因子不僅有效而且毒性小。然而由于產(chǎn)生抗藥性，導(dǎo)致腫瘤化脈管系統(tǒng)重新產(chǎn)生，許多病人復(fù)發(fā)。因此多因子聯(lián)合靶向調(diào)控多種血管生成信號通路，包括VEGFR、PI3K 和mTORC1/2，可能成為治療腎細(xì)胞癌的新型治療方法。
內(nèi)皮祖細(xì)胞（endothelial progenitor cells，EPCs）可把血管原細(xì)胞因子及生長因子運(yùn)輸?shù)饺毖鞴?，通過旁分泌逆轉(zhuǎn)急性腎損傷。

    研究證明，隨著慢性疾病進(jìn)展，血液循環(huán)中的內(nèi)皮祖細(xì)胞下降。與正常人比較，CKD 患者EPCs低表達(dá)。與早期CKD（Ⅰ-Ⅲ）患者比較，晚期（Ⅳ-Ⅴ或者ESRD）患者EPCs 數(shù)目更低。血清VEGF 水平與循環(huán)中的EPCs水平密切相關(guān)。

    在出現(xiàn)微量白蛋白尿的糖尿病患者中，循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量下降，內(nèi)皮細(xì)胞修復(fù)機(jī)制受損，可能導(dǎo)致EndoMT發(fā)生。在豬腎動脈狹窄的模型中，EPCs可減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力及氧化應(yīng)激，增強(qiáng)腎臟生長因子表達(dá)，**新生血管的增殖與成熟，有利于微血管重塑，改善纖維化。

    在經(jīng)過缺血預(yù)處理的SD 大鼠缺血再灌組模型中，研究發(fā)現(xiàn)通過促進(jìn)EPCs流動及募集，可改善腎臟損傷，且VEGF在此過程中可能扮演重要角色。另外，來源于EPCs的微泡亦可通過促進(jìn)血管新生及阻止內(nèi)皮細(xì)胞凋亡進(jìn)而對急慢性損傷具保護(hù)作用。

    在缺血再灌注損傷的大鼠模型中，靜脈注射的微泡主要在PTCs 及腎小管細(xì)胞處聚集，通過促進(jìn)腎小管細(xì)胞增殖、減少凋亡及白細(xì)胞浸潤而保護(hù)腎臟。微泡可阻止PTCs 減少，減輕腎小球硬化及腎小管纖維化，預(yù)防慢性疾病對腎臟的損傷。

    三、小結(jié)

    CKD在全球范圍內(nèi)發(fā)病率逐年增加，研究預(yù)防及延緩腎臟疾病進(jìn)展的方法逐漸引起重視。PTCs減少是慢性腎臟疾病的特征之一，它引起腎間質(zhì)低氧，促使腎小管上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等向肌成纖維細(xì)胞（間質(zhì)纖維化的關(guān)鍵效應(yīng)細(xì)胞）轉(zhuǎn)化，以及血管生成因子與抑制因子表達(dá)失衡，引起腎臟纖維化，對CKD 進(jìn)展具有重要意義。因此研究血管新生在CKD中的作用至關(guān)重要。由于傳統(tǒng)的促血管新生方案具有兩面性，新型增加PTCs 干預(yù)措施可能有助于解決這一難題，但仍需進(jìn)一步的驗(yàn)證。

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