移植腎纖維化的診斷和治療優化方案

王浩鈞 孫澤家 王瑋

慢性移植物功能障礙是同種異體移植腎中發生的纖維化、血管和腎小球損傷的組織學描述，其組織學特征是間質纖維化和腎小管萎縮，是同種異體移植腎丟失的主要原因之一[1]。盡管過去二十年急性排斥反應的發生率有所下降，但同種異體移植物的長期存活率尚未明顯改善[2-3]。纖維化在許多腎臟病理狀態中普遍存在，但在同種異體移植腎中尤其突出[4]，在腎移植手術后，特別是早期階段，纖維化往往迅速發展，這導致隨后的同種異體移植腎功能障礙甚至失功[5]。因此，提高移植腎長期存活率仍然是腎移植受者和醫療界共同面臨的挑戰。

1 移植腎纖維化的流行病學特點和病因

腎小管間質纖維化的嚴重程度與腎功能高度相關，并且與腎小管萎縮有很強的關聯，腎纖維化的程度是大多數腎病進展的最佳預測指標。因此，腎小管間質纖維化/腎小管萎縮以前被包括在慢性移植腎病變這一術語中，在移植腎中很常見[6]。在腎移植術后1年內，腎小管間質纖維化/腎小管萎縮可在25%的移植腎中檢測到[7]，在2～5年內約65%[5]，在移植后10年內達90%[5]，但是中度或重度纖維化可能較少見（5年內為17%）[8]。無腎小管間質纖維化/腎小管萎縮受者的10年移植物存活率為95%，而有腎小管間質纖維化/腎小管萎縮和移植血管病變的患者僅為41%[9]。腎小管間質纖維化/腎小管萎縮區域間質炎癥程度與移植物存活率之間存在很強的相關性。間質炎癥越嚴重，移植物的存活率越低[10]。Shimizu 等[11]的研究表明，排斥反應會導致30%～40%的腎移植受者出現腎小管間質纖維化/腎小管萎縮，對同種異體移植腎功能的惡化有顯著影響。

據既往研究報道，caveolin-1 和SHROOM3 等基因多態性推動腎纖維化的形成并增加同種異體移植腎失敗的風險，提示遺傳因素在腎移植纖維化的探索中十分重要[12-13]。Liu 等[14]的研究發現，白細胞介素（interleukin，IL）-33 的基因多態性rs10975519 與移植腎纖維化發展相關。這一過程可能與IL-33 誘導的上皮間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）和p38 絲裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）信號通路的持續激活有關。IL-33 可以調節骨髓成纖維細胞積聚、炎癥細胞浸潤以及細胞因子和趨化因子的表達，在缺血-再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury，IRI）誘導的腎纖維化的發病機制中發揮重要作用[15]。因此，IL-33 可能通過多種途徑影響移植腎纖維化的形成。

多項研究表明醛固酮在推動腎間質纖維化中發揮重要作用[16-17]，Yuan 等[18]的研究發現，醛固酮通過上調同種異體移植炎癥因子1（allograft inflammatory factor 1，AIF-1）的表達加速腎間質纖維化，具體機制可能涉及蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）和氧化應激信號傳導。醛固酮還可以通過激活鹽皮質激素受體和上調轉化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β1表達，誘導M1 型巨噬細胞向肌成纖維細胞轉變，從而導致腎纖維化[19-20]。細胞通訊網絡因子 2（cellular communication network factor 2，CCN2）過度表達與DNA 損傷反應相關，進而導致移植腎的腎功能喪失和腎小管間質纖維化[20]。

他克莫司構成了實體器官移植術后大多數免疫抑制方案的基礎，但由于其可引起不可逆性腎損傷（特征為腎纖維化），他克莫司的使用受到限制[21]。Ume 等[22]的研究發現，他克莫司在腎成纖維細胞中抑制鈣調神經酶/活化T 細胞核因子軸，同時誘導TGF-β1配體的分泌和受體激活。這導致異常的TGF-β受體激活，進一步刺激Smad 介導的肌纖維細胞標志物的產生，加速成纖維細胞到肌纖維細胞轉換。這一特征在他克莫司誘導的腎纖維化中表現為促進細胞外基質的擴張。這些研究結果還確認了腎成纖維細胞到肌纖維細胞轉換的過程是通過TGF-β 依賴機制介導。在另一項研究中，他克莫司上調DNA 損傷激活的非編碼RNA（noncoding RNA activated by DNA damage，NORAD）與微小RNA（microRNA，miRNA，miR）-136-5p 競爭，導致miR-136-5p 表達減少，進而激活TGF-β1/Smad3 通路，最終導致腎纖維化加重[23]。此外，在先前的研究中，通過深度測序發現，miR-21a-5p 在具有腎小管間質纖維化/腎小管萎縮跡象的腎移植受者的活組織檢查（活檢）中顯著升高[24]，提示miR-21a-5p 參與了腎纖維化的發展過程。

管周毛細血管（peritubular capillary，PTC）網絡的破壞以及這種網絡的進行性喪失，是導致慢性腎小球腎炎中間質纖維化和移植物功能障礙的重要因素，也可能在慢性腎病的發展中發揮關鍵作用[25]。這種網絡的破壞導致腎小球周圍的氧供應不足和毒素積聚，從而引發炎癥反應和纖維化過程。TGF-β1信使RNA（messenger RNA，mRNA）表達與腎移植物間質纖維化之間顯著關聯。TGF-β1是參與組織修復的細胞因子級聯中的重要成員，并且有大量的數據支持其成纖維性特性[26-27]。年齡相關的CpG 位點的甲基化狀態與腎小球硬化（34.4%）、間質纖維化（0.9%）和移植物功能相關，但與腎小管萎縮和動脈硬化無關[28]。表觀基因組的廣泛關聯研究表明，腎臟衰老的表觀遺傳學變化與腎小球和間質的進行性纖維化之間存在關聯。

值得注意的是，急性排斥反應不會增加移植腎活檢腎小球中纖維化相關基因的表達[29]。這表明急性排斥反應引起的炎癥反應和損傷可能與纖維化過程的直接關聯較弱，而纖維化往往是由長期慢性損傷和炎癥反應逐漸發展而來。供者腦死亡、IRI、排斥反應、感染和慢性同種異體移植物功能障礙等多種因素可能會誘發腎移植中的炎癥狀態。炎癥狀態的另一個主要后果是慢性缺氧的發展，通過IL-1、IL-6、血管緊張素Ⅱ和TGF-β 的介導，可引起細胞外基質過度積累，從而破壞和取代功能性腎實質，導致間質纖維化和慢性同種異體移植功能障礙[30]。研究發現，冷缺血時間較長、移植物功能延遲恢復、24 h 高蛋白尿水平以及較高的平均血液鈣調磷酸酶水平是導致腎移植受者出現間質纖維化和腎小管萎縮等移植物功能不良的主要危險因素[31]。IRI 后自發進行性腎小管間質纖維化是由長期未解決的 DNA 損傷反應演變而來的細胞衰老驅動的[20]。更深入的研究這些關鍵因子的調控機制將有助于我們加深對纖維化過程的理解，并為開發針對腎纖維化的治療策略提供新的思路。

2 移植腎纖維化的診斷

移植腎穿刺活檢依然是診斷移植腎纖維化的金標準[32]。根據Banff 2019 標準，慢性排斥反應典型的病理學特點：移植腎血管內膜、管壁平滑肌和纖維母細胞明顯增生，管壁呈同心圓狀明顯增厚，典型時出現“洋蔥皮樣”外觀，最終導致管腔部分或完全阻塞，腎實質缺血壞死、萎縮及纖維化。然而，需要注意的是，纖維化的程度和病理表現可能會因個體差異而有所不同。因此，綜合臨床癥狀、病史和其他檢查結果，結合移植腎穿刺活檢，可以更準確地確診移植腎纖維化，并制定相應的治療方案。常見的臨床合并癥狀及檢驗結果包括：（1）進行性的腎功能下降，腎功能的惡化會導致血清肌酐升高、尿量減少以及貧血等；（2）蛋白尿，纖維化進程會導致尿中蛋白質的丟失，進而引發蛋白尿；（3）高血壓，由于移植腎血管的受損，腎臟血流減少，進而引發高血壓；（4）水、鈉潴留，腎功能低下會導致體內水、鈉潴留，患者可能出現水腫等癥狀。

影像學方法是檢測纖維化的替代或補充方法。目前，超聲對于纖維化的檢測尚不具有說服力。Olson 等[33]的研究表示CT 檢查可以取代腎活檢來評估腎纖維化，能夠早期、快速識別，還可以降低成本并提高治療腎纖維化的安全性，但是還需要更多的研究來驗證，目前診斷的“金標準”依然是腎活檢。此外，MRI 在腎纖維化診斷中的應用也被多項研究證明，多參數MRI 診斷腎纖維化具有臨床實用性[34-35]。除了超聲、CT 和MRI 之外，還有其他影像學檢查可用于移植腎纖維化的診斷。彩色多普勒超聲結合超聲波技術可以評估移植腎的血流情況，檢測血管狹窄、血栓形成等異常。聲脈沖輻射彈性成像和瞬時彈性超聲是針對組織硬度測量的方法，可評估移植腎的彈性特性，從而確定纖維化程度。這些影像學檢查提供非侵入性和定量化的纖維化評估，對于移植腎纖維化的診斷具有重要意義。具體的選擇應基于醫師的判斷和可用設備的情況[36]。

血漿或尿液標本中的量化生物標志物對于評估纖維化程度具有重要價值。雖然已發現許多生物標志物可反映腎功能或預測腎小球濾過率下降，但它們與腎纖維化的直接關聯尚未確立。在此方面，Huang 等[37]總結了與經活檢確認的腎纖維化相關的血液或尿液生物標志物。這些生物標志物可能有助于早期診斷移植腎纖維化，及時調整治療方案，然而目前關于移植腎纖維化的生物標志物研究仍然處于探索階段，尚無統一標準。需要大規模、多中心的臨床研究，以驗證和確立有效的生物標志物，便于臨床應用。

光學組織透明化方案與先進光學顯微鏡的結合使得整個器官的細胞結構的3D 成像和分析成為可能。已有研究顯示了其在檢測患病腎臟中的多層結構和腎移植活檢中的價值[6]。其他診斷方式包括miRNA、mRNA 等分子生物學診斷[38]。醫師需根據具體情況來選擇合適的檢查方法，以提高移植腎纖維化的早期診斷率，從而延長移植物的存活時間。

3 移植腎纖維化的治療策略

約有2/3 的纖維化在移植術后第1年內就開始出現，其中間質纖維化的程度超過了腎小管萎縮[39]。這表明早期間質纖維化不僅僅與腎小管損傷速率有關，還涉及IRI 和直接免疫介導機制引起的間質損傷。治療移植腎纖維化的策略旨在減緩纖維化的進展、保護腎功能以及延長移植腎的存活時間。

3.1 對癥支持治療

對于早期腎纖維化及輕度纖維化患者，針對其臨床癥狀常用的藥物包括抗高血壓藥物、調脂藥物、抗貧血藥物、抗凝藥物等。這些藥物可以控制血壓、改善血液循環，減少腎臟負擔，從而減緩腎纖維化進程。

3.2 免疫抑制藥調整

為了減少排斥反應和防止移植腎纖維化的進展，需要根據患者的具體情況，調整免疫抑制藥的劑量、種類或聯合應用其他免疫調節藥物。急性腎小管壞死被認為是慢性移植物功能障礙的預測因素，而使用嗎替麥考酚酯可能具有保護作用[5]。mTOR 是一種絲氨酸-蘇氨酸激酶，最近研究表明，mTOR 信號傳導在組織纖維化（包括慢性腎?。┑恼{節中發揮至關重要的作用[40]。在接受mTOR 抑制劑治療的腎移植受者中，其移植腎功能保留的部分原因為mTOR 抑制劑通過調節mTOR 通路改善間質纖維化[41]。在使用鈣調磷酸酶抑制劑（calcineurin inhibitor，CNI）預防排斥反應的同時，也會造成不可逆損傷，如血管內出現纖維化病變（小動脈透明變性）、腎小球硬化以及腎小管間質纖維化[42]。進而有研究表明mTOR 抑制劑（如西羅莫司）具有減輕他克莫司誘導的大鼠腎間質纖維化的潛力，由于依維莫司對他克莫司引發的腎纖維化表現出保護作用，因此在移植或其他治療方案中與他克莫司聯合使用可能具有治療優勢[43]。此外，貝拉西普（belatacept）、vidofludimus以及FR276457 等新型免疫抑制藥不僅適用于自身免疫性疾病的治療，還有望在器官移植領域發揮作用，并在減緩移植腎間質纖維化方面顯示出巨大潛力[38]。

3.3 抗纖維化治療

使用血管緊張素轉換酶抑制劑或血管緊張素受體阻斷劑來阻斷腎素-血管緊張素系統，以預防腎移植術后的間質纖維化和腎小管萎縮[31]。抑制CCN2 可以減輕IRI 引起的急性腎損傷，減少DNA 損傷，并降低隨后的DNA 損傷修復和纖維化過程[20]。Barrera-Chimal 等[44]的研究表明，新型非甾體類鹽皮質激素受體拮抗劑非奈利酮對于小鼠在雙側腎臟IRI 后誘導的慢性功能障礙和纖維化具有保護作用[44]。此外，鈉-葡萄糖轉運體2 抑制劑可通過促進血管內皮生長因子依賴途徑來減輕腎損傷引起的纖維化[45]。內皮素受體A 拮抗劑在一定程度上能阻滯內皮素的促腎纖維化效應[46]。TGF-β 是一把雙刃劍，既有促纖維化作用，又有抗纖維化的作用[6]。一項研究表明，骨形態發生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）可抑制TGF-β 信號傳導，口服BMP 激動劑（THR-123）通過BMP 受體激活素樣激酶3 發揮作用，可減輕小鼠模型的腎纖維化[47]。作為E 盒結合鋅指蛋白（zinc finger E-box binding protein，Zeb）家族的轉錄因子，Zeb2 可調節TGF-β 信號通路，在急性腎損傷進展為慢性腎病的發病機制中調節纖維化途徑[48]，抑制Zeb2 可能是腎纖維化的潛在治療策略。

3.4 干細胞治療

干細胞治療是一種新興的治療方法，由于其免疫調節、抗炎和抗纖維化特性，間充質干細胞（mesenchymal stem cell，MSC）正在成為一種有效的細胞療法，可治療多種纖維化疾病[49]。MSC 輸注似乎對腎臟再生有效，未來可能會成為腎缺血后纖維化患者的革命性治療方法[50]。此外，脂肪來源的MSC（adipose-derived MSC，AMSC）也被用于治療腎纖維化。研究表明，AMSC 可以促進巨噬細胞的表型轉變，從而減輕腎臟中的炎癥反應。此外，AMSC 還可以釋放生長因子和細胞外囊泡，有助于減緩腎纖維化的進程[51]。但初步研究結果顯示AMSC 治療在改善腎纖維化方面具有潛力，具體機制仍需進一步探索。

3.5 基因治療

基因治療旨在通過修復、替換、添加或抑制特定基因來糾正或緩解纖維化的進展[52]。許多miRNA 與腎小管間質纖維化/腎小管萎縮有關，基于序列特異性的小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）已在腎移植領域得到應用，用以針對特定的mRNA 轉錄物進行消除[53]。在Tang 等[53]的研究中，靶向p65 和Snai1 的siRNA 通過下調腎小管Pp65 和Snai1 的表達減輕小管間質炎癥和纖維化，顯著改善IRI 和單側輸尿管梗阻誘導的腎損傷，進一步緩解缺血性急性腎損傷的慢性進展?；罨疶 細胞核因子（nuclear factor of activated T cell，NFAT）是一類在免疫細胞中主要表達的轉錄因子，參與細胞因子基因和其他對免疫反應至關重要的基因的轉錄。使用NFAT 肽抑制劑11R-VIVIT 可抑制腎小管上皮細胞中的NFAT2 激活，為預防腎纖維化提供了一種有前途的新治療策略[54]。

3.6 其他治療

拉德米爾森是一種靶向miR-21 的藥物。研究證明，促纖維化通路TGF-β1/Smad3 能促進miR-21 的表達。抑制miR-21 可以提高Alport 小鼠的存活率，并減少腎小球硬化、間質纖維化、腎小管損傷和炎癥。吡非尼酮相關研究表明，其可抑制TGF-β 的表達以及下游促纖維化通路的激活。迄今為止規模最大的關于吡非尼酮治療腎纖維化的研究目前正在進行第二階段試驗，通過使用影像學和尿液標志物評估腎纖維化的程度，將決定吡非尼酮是否能在臨床實踐中應用于腎纖維化的治療[46]。麻醉領域廣泛使用的惰性氣體氙氣（Xe）顯示出潛在的益處。研究表明，氙氣可以減輕移植腎IRI，并減少腎小管細胞的凋亡和炎癥反應。此外，氙氣還可抑制T 淋巴細胞的浸潤和減少間質纖維化[55]。這些治療方法的研究和臨床試驗為腎纖維化的治療提供了新的希望，但仍需要進一步的研究來驗證其安全性和有效性。

4 小結與展望

移植腎纖維化是移植腎術后的嚴重并發癥，對患者預后產生顯著影響。然而，隨著科學技術進步和對纖維化病理機制了解的加深，移植腎纖維化治療方案不斷優化。早期診斷和密切監測對纖維化干預和治療調整至關重要，及時治療可以更好地控制和減輕纖維化進展，延長移植腎存活時間。靶向miR-21、吡非尼酮和氙氣等新策略顯示了治療纖維化的潛力，但仍需更多研究驗證其安全性和有效性。盡管存在挑戰，隨著研究和實踐的進展，有望開發更準確、個體化的治療策略，改善移植腎纖維化受者的預后和生活質量。