吳俊男 綜述 劉志紅 審校

根據(jù)哥倫比亞分型，塌陷性腎小球病(collapsing glomerulopathy，CG)病理上屬于塌陷型FSGS，以大量蛋白尿、腎功能快速惡化及免疫治療反應差為特征，病理主要表現(xiàn)為局灶或球性毛細血管袢塌陷伴足細胞肥大、增生，同時腎小管間質(zhì)損傷明顯。

1975年有作者報道了一種快速進展性腎病綜合征，病理表現(xiàn)為“惡性局灶節(jié)段性腎小球硬化(malignant FSGS)”［1，2］，1979 年哥倫比亞長老會醫(yī)學中心報道了第一例塌陷型腎小球疾病(CG)［3］。1984年發(fā)現(xiàn)了首例人類免疫缺陷病毒(HIV)感染者發(fā)生CG(HIV-associated nephropathy，HIVAN)。上世紀90年代中期，塌陷型FSGS一詞廣泛應用，但不少作者認為CG是獨立于FSGS的一類疾病，無論流行病學、臨床表現(xiàn)還是病理表現(xiàn)都明顯區(qū)別于“塌陷型FSGS”。Barisoni等［4］認為 CG 是一種與 FSGS截然不同的疾病，并建議將其分為特發(fā)性、遺傳性及繼發(fā)性三類。

CG多見于HIV感染者，非HIV感染者相對少見，多數(shù)非HIV相關性CG屬于特發(fā)性，也有繼發(fā)于病毒感染(如B19病毒、乙型肝炎病毒、人T細胞淋巴營養(yǎng)病毒、巨細胞病毒等)、嗜血細胞綜合征及氨羥二磷酸二鈉治療的報道。CG發(fā)病原因不清，傳統(tǒng)免疫抑制治療效果差，腎臟存活率低，20多年來，CG發(fā)病機制的研究已取得一定進展，本文就其最新進展作一簡述。足細胞損傷及增生

足細胞損傷在CG及多種腎臟疾病的發(fā)病中起到核心作用。正常足細胞高度分化，缺乏增生能力，其正常生理功能取決于結(jié)構(gòu)完整性。與微小病變腎病(minimal change diease，MCD)、膜性腎病(membranous nephropathy，MN)等疾病相比，CG的足細胞去分化、增生和肥大，WT-1，GLEPP-1，podocalyxin，synatopodin等特異性標志物消失，超微結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆性改變，提示足細胞表型失調(diào)。多種機制可能參與了足細胞損傷，包括裂孔膜構(gòu)成和結(jié)構(gòu)改變，肌動蛋白細胞骨架異常，腎小球基膜(GBM)裸露及足細胞表面陰性電荷量改變等［5，6］。

足細胞/腎小球數(shù)量減少在“非塌陷型FSGS”的進展中扮演了重要角色。足細胞受損后脫落，GBM裸露并與毛細血管袢、包曼囊壁黏連，上述病變最終可發(fā)展為局灶節(jié)段硬化。此外，殘余足細胞和腎小球超負荷進一步導致足細胞損傷和脫落。CG時足細胞可顯著增生，并形成“假新月體”，顯著區(qū)別于經(jīng)典型FSGS，提示兩者發(fā)病機制可能截然不同。但也有學者認為足細胞脫落、數(shù)量減少是各型FSGS共同發(fā)病通路［7］。

CG最顯著的特征是足細胞增生，因此明確足細胞增生機制及其來源將有助理解CG的發(fā)病機制。有學者認為正常人腎小球包曼囊上存在壁層足細胞，不僅表達成熟臟層足細胞抗原表位，同時還具有表達細胞增生前抗原表位以及細胞分裂能力［8］。Romagnani等［9］發(fā)現(xiàn)成人腎小球包曼囊尿極存在一類具有自我更新能力的腎臟前體細胞，可表達CD133和CD24，但缺乏足細胞標志［podocalyxin(PDX)和nestin］，分離CD133+CD24+的腎前體細胞后發(fā)現(xiàn)其缺乏譜系特異性標志，但具有自我更新能力和多項分化潛能，譜系追蹤證實，骨髓來源干細胞并不參與損傷后上皮細胞修復。由此猜測，腎小管上皮細胞及足細胞增生可能與CD133+CD24+的腎前體細胞激活有關［10］。Smeet等［11］進一步研究證實了這一說法，發(fā)現(xiàn)包曼囊壁層上皮細胞(PEC)包括三類細胞:CD133+CD24+PDX－nestin－前體細胞，CD133+CD24+PDX+nestin+過渡型細胞及CD133－CD24－PDX+nestin+成熟足細胞。只有CD133+CD24+前體細胞表達細胞增生標志物Ki67，在轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)誘導下出現(xiàn)分化、增生并產(chǎn)生細胞外基質(zhì)，最終導致腎小球毛細血管袢塌陷及局灶硬化。

P21家族(P21、P27及P57)在FSGS發(fā)病中的作用已經(jīng)得到廣泛研究。正常足細胞高表達細胞周期蛋白激酶抑制劑，以避免足細胞進入細胞周期，從而保持高分化細胞結(jié)構(gòu)。塌陷型FSGS及新月球腎炎腎組織增生上皮細胞表面Cyclin激酶抑制劑P27和P57表達明顯下降，提示其可能參與上皮細胞增生［12］。但P21在FSGS發(fā)病中是否起作用目前仍備受爭議，Shankland等［13］報道P21在CG及FSGS表達上升。但是Srivastava等［14］卻報道了相反的結(jié)果，認為在CG中P21表達下降，從而導致上皮細胞增生。

TGF-β是多功能細胞因子超家族成員之一，近年研究發(fā)現(xiàn)其對細胞生長、分化和免疫功能有重要調(diào)節(jié)作用。在FSGS及膜性腎病患者中，?？梢奣GF-β和AngⅡ水平上調(diào)，AngⅡ還可通過氧化應激作用進一步刺激TGF-β表達［15］。此外，TGF-β促進細胞外基質(zhì)蛋白合成及蛋白水解酶(MMPs)分泌從而導致GBM增厚［16］，TGF-β還可以導致足細胞凋亡、脫落。通過轉(zhuǎn)錄因子snail介導足細胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)型(EMT)，促使足細胞去分化，同時抑制P-cadherin、zonula occludens-1、nephrin等裂孔膜相關蛋白表達［17］。在足細胞增生性病變(CG和細胞型FSGS)中，TGF-β可能通過激活Ras/ERK/P13K通路，上調(diào)cyclin D1表達從而促使足細胞增生。此外TGF-β還可通過Smad通路促進結(jié)締組織生長因子(GTGF)和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)過度表達，通過旁分泌作用介導系膜細胞合成基質(zhì)。

腫瘤壞死因子α(TNF-α)及其受體(TNFR-2)軸與足細胞增生性病變及新月體性腎小球腎炎發(fā)病密切相關［17］，早在上個世紀末，Yamauchi等就發(fā)現(xiàn)TNFα可直接導致足細胞骨架結(jié)構(gòu)重構(gòu)以及nephrin表達下降［18］。近年來，有研究證實在足細胞增生之前，新月體腎炎小鼠，Tg26(HIV/nl)、kd/kd小鼠及CG患者足細胞就已出現(xiàn)TNFR-2表達上升，且在體外實驗證明成熟足細胞增生與sTNF-α呈劑量依賴關系。TNF-α-TNFR-2軸可能通過激活核因子κB(NF-κB)介導足細胞G1 cyclin以及NF-kB靶基因cyclin D1表達，從而導致足細胞增生。增生性足細胞中TNF-α表達上升的機制尚有待進一步研究。

此外，足細胞在致病因素刺激后可反應性地出現(xiàn)大量微絨毛，微絨毛在向尿囊內(nèi)延伸的過程中與PEC接觸，刺激PEC增生?；钚匝鹾偷鞍姿饷傅戎虏∫蜃?，在損傷的足細胞同時，破壞GBM完整性，血漿成分滲漏入包曼囊內(nèi)也可刺激PEC增生，阻塞包曼囊腔，擠壓毛細血管袢，造成腎小球硬化。

目前，CG足細胞增生的機制尚不明確，而對增生的上皮細胞來源同樣有爭議。因為PEC和足細胞的胚胎來源相同，且增生的上皮細胞缺乏成熟標志物。根據(jù)增生的上皮細胞定位及表達足細胞標志ezrin蛋白，Kim等［19］認為增生的上皮細胞來源于足細胞，Barisoni等［20，21］通過免疫組化證實了足細胞在增生過程中去分化，失去成熟足細胞表面標志物，而對HIV-1轉(zhuǎn)基因小鼠進行免疫染色證實了他們的觀點。但是由于處于增生狀態(tài)的足細胞和PEC表型相似，僅通過免疫組化研究不具備足夠的說服力。隨著研究的深入，這一說法越來越被質(zhì)疑。近期一些研究證實，PEC能夠向臟層上皮遷徙并分化成足細胞，持續(xù)提供足細胞增生來源［22］。Suzuki等［23］采用足細胞基因譜系分析法，在動物實驗證實細胞型/塌陷型FSGS中增生的上皮細胞來源于PEC。但在人類CG病變組織中是否有存在同樣現(xiàn)象，還有待進一步研究。

遺傳背景

非洲裔人群HIV相關與非HIV相關性CG的發(fā)病率明顯高于其他種族，提示CG發(fā)病可能存在基因易感性［12］。

家族遺傳性FSGS的研究證實，相關基因突變位點有:NPHS1、NPHS2、TRPC6、CD2AP、ACTN4、INF2、MYH9等，但是鮮有 CG家族聚集現(xiàn)象的報道，大部分非HIV感染相關CG為散發(fā)，僅極少數(shù)患者呈現(xiàn)家族聚集性。

原發(fā)性輔酶Q10缺陷(Primary CoQ10 deficiency)是一組罕見的常染色體隱性遺傳性疾病，又稱為線粒體病，可累及神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、肝、腎、肌肉等組織。其中COQ2基因突變與CoQ10合成異常密切相關。目前有研究報道了數(shù)例COQ2相關性CG。其中 Diomede-Camassei等［24］報道了2例COQ2基因突變相關性腎病，一例為18個月嬰兒，臨床上表現(xiàn)為激素抵抗的腎病綜合癥，病理證實為塌陷型FSGS。另一例為出生5d的新生兒，臨床表現(xiàn)為少尿，迅速進展為終末期腎病，病理表現(xiàn)為嚴重毛細血管外增生。線粒體功能異常導致足細胞增生而非凋亡的潛在機制仍不明了。通過觀察線粒體缺血損傷模型，O’Rourke等［25］猜測，線粒體內(nèi)膜離子通道可通過調(diào)節(jié)氧化還原反應和激活缺氧誘導因子1從而阻止細胞死亡。Ding等［26］進一步研究發(fā)現(xiàn)缺氧誘導因子1可以改變足細胞表型、誘導足細胞增生。有研究發(fā)現(xiàn)，二磷酸氨鹽相關CG的病變組織中，可以觀察到退變的線粒體［27］。上述研究均提示CG可能繼發(fā)于線粒體功能異常。

人非肌肉肌球蛋白重鏈ⅡA是由第22號染色體上的MYH9基因編碼的蛋白，可表達于足細胞。MHY9變異擾亂肌動蛋白與肌球蛋白絲間作用，導致足細胞結(jié)構(gòu)紊亂，MHY9發(fā)揮作用主要依賴于載脂蛋白L-1的編碼基因APOL1。變異型MYH9基因與非糖尿病腎病強烈相關，這一發(fā)現(xiàn)顛覆了對CKD流行病學的理解。Kopp等［28］采用混合作圖連續(xù)不平衡基因組方法分析發(fā)現(xiàn)，MYH9為非裔美國人FSGS發(fā)病的主效基因，約36%非裔美國人為MYH9 E1純合子;在歐裔美國人群該比例僅1%。MYH9作為易感因素，與特發(fā)性FSGS、HIVAN等多種非糖尿病相關腎臟病密切相關。在非裔美國人非糖尿病所致ESRD人群中，約70%患有MYH9相關性腎病。MYH9變異介導 CG的機制目前仍不明確。Barry等［29］推測HIV-1某種特殊基因產(chǎn)物可能會與MYH9相互作用，在其他基因及環(huán)境因素共同參與下，導致足細胞增生。也有人證實，系膜區(qū)免疫復合物沉積可誘發(fā)MYH9相關性塌陷性腎臟病。Reeves-Daniel等［30］報道了2例 C1q腎病，病理證實為塌陷型 FSGS，基因檢測發(fā)現(xiàn)，兩例患者均為MYH9 E1單倍體純合子，由于報道病例較少，目前尚無法確認兩者之間是否存在必然聯(lián)系。

部分顯型遺傳性CG可能與α-actinin-4編碼基因(ACTN4)突變密切相關，Henderson等通過ACTN4敲除的動物模型證實了這一說法［31］。但同樣是導致足細胞骨架結(jié)構(gòu)紊亂，遺傳性CG患者卻未見 NPHS2、TRPC6、CD2AP、PLCE1等基因突變，盡管如此，不能由此否認上述基因與遺傳性CG相關。

HIV相關性CG(HIVAN)

Ferreira等統(tǒng)計顯示HIVAN占CG總發(fā)病率的55.6%［10］。HIVAN是導致血清 HIV-1陽性患者ESRD的最主要原因。目前認為，在HIVAN遺傳傾向背景下，HIV-1通過直接侵犯腎實質(zhì)或介導異常宿主免疫應答參與HIVAN。

HIV-1可直接侵犯腎實質(zhì)，是HIVAN發(fā)病的一個重要機制。Zuo等通過動物實驗證實，病毒基因產(chǎn)物(如nef和vpr)可破壞成熟足細胞自身穩(wěn)定性［32］。但有趣的是，與侵犯CD4+淋巴細胞的途徑不同，HIV-1進入腎組織靶細胞似乎不涉及趨化因子受體［33］。

Sharma等［34］發(fā)現(xiàn)，在 HIV-Tg鼠腎小球及人類HIVAN病理標本中可發(fā)現(xiàn)Notch通路多種關鍵成分表達上調(diào)。進一步實驗發(fā)現(xiàn)，病毒復制并不是Notch通路激活的必要條件，HIV-1蛋白足以激活該通路，據(jù)此，該作者提出HIV-1病毒蛋白可通過激活Notch通路，上調(diào)Cux1及TLE4表達，從而抑制P27，最終導致細胞周期調(diào)控紊亂，上皮細胞出現(xiàn)增生。而之前也有研究者發(fā)現(xiàn)，Notch信號通路激活與蛋白尿形成、足細胞損傷呈因果關系［35］。這些研究結(jié)果都提示Notch信號通路可能是HIVAN的發(fā)病機制。最近也有研究團隊試圖證明EMT可能參與HIVAN，通過檢測Tg26鼠模型的上皮/間質(zhì)標志物發(fā)現(xiàn)，球旁及管周病變組織中肌成纖維細胞數(shù)量明顯增多，據(jù)此推測EMT可能在HIVAN上皮細胞增生性病變中扮演重要角色。

急性和慢性HIV-1感染均可引起宿主免疫反應，表現(xiàn)為明顯的T細胞激活，以及循環(huán)促炎癥因子水平上升(如TNF等)。這些免疫應答反應可以加重HIVAN相關的間質(zhì)炎癥，但具體哪種炎癥因子起到主要作用，目前仍不清楚。Eustace等報道了免疫抑制治療可以改善HIVAN患者腎功能［36］，從側(cè)面反映HIVAN與異常的免疫應答相關。

小結(jié):CG最顯著的特征為足細胞增生。目前認為，增生的足細胞可能來源于PEC，但是其增生機制尚不明確，CD133+CD24+腎前體細胞異常激活，TGF-β、TNF-α、P21家族異常表達等可能參與了 CG的足細胞增生。此外，非裔人群CG高發(fā)病率提示CG發(fā)病可能存在基因易感性。CG作為一種復雜性疾病，當經(jīng)典實驗生物學方法已無法解釋疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸時，應把目光轉(zhuǎn)向新的理論和技術(shù)(如表觀遺傳學)，利用系統(tǒng)生物學對疾病進行全面研究，以期發(fā)現(xiàn)疾病早期診斷標志物、治療靶點以及預后指標［37］。

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