中国药理学通报2000年第16卷第2期

张国华张训

摘要慢性肾毒性是环孢霉素A(CsA)的主要副作用。细胞外基质沉积，肾小管萎缩，肾小球入球动脉透明样变是其主要特点。该文论述了CsA可以直接刺激肾脏细胞合成细胞外基质，引起细胞凋亡外，还能通过促进肾小球旁细胞合成肾素,激活肾素血管紧张素系统，使AngⅡ增加；AT₁受体下调。而AngⅡ可以促进骨桥蛋白、TGF-β表达。它们共同参与了肾间质纤维化形成。

关键词：环孢霉素A肾素血管紧张素系统慢性肾毒性

环孢霉素A(CsA)仍然是目前治疗实体器官移植后抗排斥治疗的最重要的第一线药物。随着该药使用时间的延长和应用范围的扩展，如用于自身免疫疾病，对该药副作用的认识也逐渐增加。其中慢性肾毒性是其主要副作用，如何对其进行有效防治一直为众多学者所关注。近年随着CsA慢性肾毒性动物模型的建立，对CsA致慢性肾毒性作用机制逐渐明了，为有效对其防治提供了可能。本文就这一方面的进展作一综述。

1CsA对RAS的激活

CsA激活肾素血管紧张素系统（RAS）是其引起慢性肾毒性的根本的病理生理基础。它对RAS的影响是多方面的。

1.1直接刺激肾小球旁细胞分泌肾素CsA可以直接刺激体外培养的肾小球旁细胞分泌肾素，表现为培养液肾素活性增加；还可以促进其合成。这种刺激效应是剂量依赖且快速短阵的：10 min就可出现分泌效应，24 h内肾素合成增加^［1］。组织学的证据也表明CsA刺激肾小球旁器(JGA)的增生肥大^［2］。给大鼠皮下注射CsA（25 mg·kg^-1.d^-1） 3 wk后，免疫组化的方法显示JGA、入球动脉肾素阳性细胞均增加。

1.2肾素合成的调节通常人肾脏通过二种途径分泌肾素：活性肾素以调节方式从成熟分泌颗粒中释放；而肾素原则通过基础结构途径(Constitutive pathway)直接从高尔基复合体及前体颗粒中释放。CsA对JGA肾素合成分泌的调节可能通过3种不同的方式进行：①刺激肾素原的合成；②抑制肾素原向活性肾素的转换；③阻止活性肾素的释放。而究竟以何种方式调节肾素合成分泌取决于动物种类、CsA剂量及持续时间。体外孵育及大多数动物短期使用CsA时，主要刺激肾素原合成。而在人类及灵长类长期使用CsA，则以后二种方式为主。

长期使用CsA的病人表现为血浆肾素和肾素原总浓度升高，JGA肥大，含肾素细胞分泌颗粒明显增多。肾移植病人在停用CsA而改用硫唑嘌呤后出现JGA肾素阳性细胞的急剧减少。肾素活性下降，这表明细胞内肾素加工和活性肾素释放可能发生了变化。临床研究还发现经CsA治疗的肾移植病人采用低盐及利尿治疗时，肾素活性上升明显迟缓。心脏移植接受CsA治疗病人进行快速ACEI治疗时同样如此；Ⅰ型糖尿病病人CsA治疗后也会出现球旁细胞肥大，但对速尿刺激的肾素分泌反应仍较低^［4，5］。CsA引起的肾素分泌障碍机制不清。CsA可能降低肾素原向活性肾素的转化，即调节方式发生了改变。在某些情况下，CsA还可以直接抑制肾素分泌。这可能与抑制钙调磷酸酶（calcineurin)活性有关^［6］。最近有学者通过等电聚焦法对(Isoelectricity focusing)CsA处理大鼠的肾组织进行分析，发现在pI=5.5时,相对分子量为3.2×10⁴～3.6×10⁴的肾素异构体进行性增多，而它在正常肾脏只占很少一部分。表明CsA引起肾素加工运输出现缺陷^［7］。

1.3CsA激活RAS的二种模式体内RAS包括二部分：经典循环RAS（cRAS)及近年被人们所知的组织RAS(tRAS)。CsA对人和动物RAS的作用在很多方面是相同的，如血浆总的肾素和肾素原增多，JGA肥大和增生。惟一的不同在于CsA使动物肾素活性(PRA)升高，活性肾素与无活性肾素原均增加；而人大多数情况下PRA下降，只有无活性肾素原增加。前者称之为模式Ⅰ，后者称之为模式Ⅱ^［3］。模式Ⅰ反映CsA早期cRAS刺激相，表现为肾素活性即PRA的升高，而模式Ⅱ反映慢性tRAS刺激相，而tRAS是不被PRA所反映的，尽管此时肾组织AngⅡ水平很高。体外研究及动物试验使用CsA的时间相对较短，CsA主要刺激肾素原合成并转变为活性肾素。而在人及灵长类研究使用CsA的时间则长得多，CsA主要抑制肾素原转变为活性肾素及抑制活性肾素的分泌。模式Ⅰ、Ⅱ可能反映了短期和长期CsA治疗对肾素合成、分泌的不同影响。延长CsA作用时间、增加剂量，模式Ⅰ可以转变为模式Ⅱ。如大鼠CsA治疗2 wk，肾素活性持续升高，2 mon后，PRA的升高变得不明显^［8］。同样CsA的用量也影响到PRA, siegl发现CsA在20 mg·kg^-1.d^-1范围呈剂量依赖方式刺激PRA升高，进一步加大CsA用量，却使PRA降至基础水平^［9］。越来越多的资料显示CsA对肾组织局部tRAS的改变远较cRAS为大。但目前对CsA激活tRAS的机制仍不清楚，可能与肾素原的激活有关。在主动脉及体外培养的内皮细胞存在肾素原激活酶，这表明血循环的肾素前体，可以随时参与RAS激活及活性放大。Sealey研究认为肾素原与局部组织结合后可被激活，而无需经蛋白酶水解^［10］。这种形式的激活可以导致局部angiotensinⅡ(AngⅡ)产生。

1.4CsA对AT₁受体的调节现在的研究已确认肾内存在完整的RAS。不仅在肾静脉血，而且在肾组织均存在angiotensinⅠ(AngⅠ)、AngⅡ。免疫组化也证实肾小球旁细胞存在AngⅠ、AngⅡ。肾脏是AngⅡ净分泌器官，并且有丰富的AngⅡ受体。在肾小球、肾小动脉、近端小管细胞、系膜细胞、Vasa recta束及肾间质髓质细胞均有AngⅡ受体。其中主要是AT₁受体。大多数AngⅡ的生理效应，如血管收缩、钙离子释放及生长相关事件都是通过AT₁受体进行的。给大鼠口服CsA25 mg·kg^-1.d^-1×21 d,可引起AT₁受体mRNA表达明显下调^［11］。这可能是肾组织RAS激活后，AngⅡ水平异常升高对AT₁受体的负反馈调节。

2CsA激活RAS的机制

目前对CsA激活RAS的机制仍不清楚。急性孵育试验表明CsA对肾素的影响并不是通过改变细胞内PG或cAMP实现的^［1］。刺激肾素最大半数分泌所需要的CsA浓度为10^-7 mol·L^-1，而与环孢素亲和素(cyclophilin, Cyp)结合的解离常数2×10^-7 mol·L^-1接近。提示CsA与环孢素亲和素结合可能与肾素轴激活有关。因为环孢素H（CsH）与CsA的差别仅在于第11个氨基酸的不同。但它仅与环孢素亲和素微弱地结合，对肾小球旁细胞肾素分泌无任何影响^［1］。Cyp是CsA的特异结合蛋白，人和动物有几种异构体，如CypA、B、C、H。CypA mRNA在多种组织、脏器表达，而CypC mRNA则只在包括肾脏在内的少数组织、脏器表达。CsA的肾毒性可能是通过与CypC结合启动的。Otsuka^［12］给小鼠连续6 d注射CsA（50 mg·kg^-1.d^-1),d 7将其处死并通过微切技术将肾小管切成不同节段。用RT-PCR观察CypA、CypC mRNA的表达。结果发现：CypA mRNA分布是均匀一致的，而CypC mRNA分布则不均匀，主要在近曲小管及近端直小管表达，提示CypC可能参与了CsA引起的肾小管功能异常。

3CsA的慢性肾毒性

CsA导致的慢性肾毒性表现为进行性的不可逆的肾小管间质纤维化，即所谓的“带状”纤维化。主要特点为细胞外基质增加，肾小管萎缩。

3.1CsA直接刺激细胞外基质合成Ghiggeri^［13］观察了CsA对肾脏细胞外基质合成的影响。其中以肾成纤维细胞最为明显；在人、大鼠肾成纤维细胞分别增加330％，130％，其次是人、大鼠系膜细胞细胞外基质分别增加170％，100％；人肾小管细胞为130％，在最大剂量5μg·L^-1时，胶原Ⅲ在人系膜细胞、成纤维细胞分别增加150％、300％，而胶原Ⅰ、Ⅳ却无任何影响。一般认为肾小球硬化时主要以胶原Ⅳ、Ⅴ为主，胶原Ⅲ较少；相反，肾间质纤维化时胶原Ⅲ、Ⅴ是细胞外基质的主要成分，而胶原Ⅳ和Ⅰ则是次要的。肾间质纤维化以胶原Ⅲ沉积为主，可能与肾间质中成纤维细胞强大的分泌胶原Ⅲ的能力有关。

3.2CsA诱导肾小管细胞凋亡Healy^［14］将不同浓度（0.42 nmol·L^-1～83 μmol·L^-1）CsA对肾近端小管细胞系LLC-PK₁进行处理。发现在该浓度范围的CsA均使细胞停留在G₀/G₁期，表现为DNA合成减少，G₀/G细胞比例增加，而S、G₂/M期细胞减少。低浓度的CsA使细胞发生凋亡，而高浓度的CsA却使细胞坏死。我们的研究（待发表资料）也发现CsA同样使试验动物肾脏细胞凋亡增多，并且Fas表达增加。血管紧张素转换酶抑制剂enalapril、AT₁受体拮抗剂losartan可以明显降低凋亡细胞及Fas表达。表明CsA诱导肾脏细胞凋亡与AngⅡ有关。

3.3骨桥蛋白（Osteopontin)的作用Young首先在盐缺失大鼠复制出人型CsA肾病模型^［15］。对该模型的研究发现：肾小管、间质细胞增生，巨噬细胞浸润出现在间质纤维化之前。而骨桥蛋白表达的部位与巨噬细胞聚集及间质纤维化发生的部位相同。骨桥蛋白是含有RGD(精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸)序列的糖蛋白，对巨噬细胞具有趋化性和粘附性。而在给大鼠灌注AngⅡ引起的高血压模型，肾小管间质损伤部位有的表达增加以及单核巨噬细胞集聚。因<