康凌塏 李小悅 張倩

1桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院急診科（廣西桂林541001）；2遵義醫(yī)科大學(xué)第五附屬（珠海）醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科（廣東珠海519116）；3陸軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院腫瘤科（重慶400037）

膿毒癥（sepsis）是宿主對感染反應(yīng)失控導(dǎo)致的器官功能障礙，是急危重癥患者主要死亡原因之一。膿毒癥相關(guān)急性腎損傷（sepsis associated acute kidney injury，SA-AKI）是指原無腎損傷的患者，在發(fā)生膿毒癥后出現(xiàn)包括血、尿組織學(xué)及影像學(xué)可見的腎臟結(jié)構(gòu)或功能異常。研究證實(shí)，膿毒癥患者AKI 發(fā)病率為51% ～66.9%，與膿毒癥患者不良預(yù)后相關(guān)［1］。SA-AKI 發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，與免疫炎癥反應(yīng)、微循環(huán)障礙、能量代謝異常等有關(guān)，但具體機(jī)制未明。目前尚無針對SA-AKI 早期診斷和治療的有效策略，及早診斷有助于降低SA-AKI 病死率。因此，尋找敏感性和特異性更高的新生物標(biāo)志物是臨床關(guān)注的熱點(diǎn)［2］。

1 SA-AKI 發(fā)病機(jī)制

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，SA-AKI 發(fā)生與膿毒癥時有效循環(huán)血量減少導(dǎo)致腎血流量減少有關(guān)［3］。然而，動物實(shí)驗(yàn)和臨床證據(jù)表明腎血流量與腎功能之間存在分離［4］。當(dāng)全身血液循環(huán)呈高動力狀態(tài)時，盡管腎血流量因心輸出量增加而增加，但仍會發(fā)生AKI。免疫炎癥反應(yīng)、凝血級聯(lián)激活、腎細(xì)胞凋亡和線粒體動力學(xué)異常是SA-AKI 的主要發(fā)病機(jī)制。

1.1 免疫炎癥反應(yīng)免疫功能紊亂是膿毒癥發(fā)病機(jī)制的中心環(huán)節(jié)。膿毒癥早期表現(xiàn)為大量炎癥細(xì)胞激活和促炎介質(zhì)釋放，機(jī)體由于炎癥介質(zhì)耗竭及免疫細(xì)胞凋亡進(jìn)入免疫抑制狀態(tài)。促炎細(xì)胞因子（如IL-6 和TNF-α）與SA-AKI 患者死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)［5］。做為循環(huán)細(xì)胞和腎內(nèi)細(xì)胞表達(dá)的模式識別受體，Toll 樣受體4（toll-like receptor 4，TLR4）可與LPS 結(jié)合并激活包括核因子-κB（NF-κB）和促分裂原活化蛋白激酶（MAPKs）在內(nèi)多個信號通路，導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子和HMGB1 轉(zhuǎn)錄增加［6-7］。PTEN基因（gene of phosphate and tension homology deleted on chromsome ten，PTEN）可介導(dǎo)黏附、遷移、細(xì)胞存活和凋亡等過程，通過PI3K∕蛋白激酶B 信號通路參與免疫炎癥反應(yīng)、促進(jìn)促炎細(xì)胞因子釋放、促進(jìn)腎小管細(xì)胞凋亡，從而誘發(fā)AKI［8］。

1.2 腎細(xì)胞凋亡腎細(xì)胞凋亡是由于炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、I∕R 損傷等多種因素導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞（tubular epithelial cells，TECs）功能和細(xì)胞能量代謝異常。SA-AKI 患者血清可于體外誘發(fā)TECs 和足細(xì)胞凋亡，提示過度的細(xì)胞凋亡是SA-AKI 重要發(fā)病機(jī)制之一。另有研究表明，SA-AKI 時腎細(xì)胞凋亡不僅發(fā)生在TECs，還可發(fā)生在腎小球內(nèi)膜細(xì)胞、免疫細(xì)胞、腎小球毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞，SAAKI 細(xì)胞凋亡可通過包括內(nèi)源性途徑（Bcl-2 家族、細(xì)胞色素c、caspase-9）、外源性途徑（死亡受體、Fas、FADD、caspase-8）以及缺血性AKI 時內(nèi)外通路串?dāng)_等多途徑發(fā)生［9］。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（Caspases）是凋亡過程的“中心殺手”，參與凋亡細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化［10］。

1.3 凝血級聯(lián)激活膿毒癥時促炎細(xì)胞因子過表達(dá)，誘導(dǎo)組織因子（TF）釋放并啟動外源性凝血途徑，凝血過程促使炎癥反應(yīng)放大，誘導(dǎo)更多的TF表達(dá)，兩者相互促進(jìn)形成惡性循環(huán)［11］。凝血酶可促進(jìn)多種促炎細(xì)胞因子和補(bǔ)體系統(tǒng)激活，誘導(dǎo)血小板聚集和白細(xì)胞活化，引發(fā)DIC。膿毒癥時活化的中性粒細(xì)胞中彈性蛋白酶破壞作用增加，抗凝血酶（AT）半衰期縮短，凝血酶失調(diào)［12］。同時，炎性介質(zhì)使血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞釋放纖溶酶原激活物抑制物-1（PAI-1）抑制纖溶系統(tǒng)。凝血級聯(lián)激活導(dǎo)致微循環(huán)內(nèi)大量微血栓形成，引起包括SA-AKI 在內(nèi)的MODS。

1.4 線粒體動力學(xué)異常線粒體動力學(xué)是指線粒體通過持續(xù)的融合和分裂改變自身形態(tài)來適應(yīng)各種應(yīng)激條件的生物學(xué)過程。AKI 發(fā)生時線粒體外膜通透性改變可觸發(fā)細(xì)胞色素C 等促凋亡因子釋放，并釋放大量的活性氧（reactive oxygen species，ROS），導(dǎo)致線粒體膜電位（mitochondrial membrane potential，MMP）降低、通透性增大，甚至腫脹并出現(xiàn)嵴斷裂，導(dǎo)致線粒體動力學(xué)異常［13］。促凋亡Bcl-2蛋白（如Bax）通過穿透線粒體膜誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抗凋亡Bcl-2 蛋白保護(hù)細(xì)胞免受細(xì)胞色素C等凋亡因子損傷［14］。WEI等［15］研究發(fā)現(xiàn)，SA-AKI 中Bax 水平升高而Bcl-2 水平降低，敲除Bax 可減少凋亡因子釋放、保護(hù)小鼠腎功能。研究表明，受損線粒體觸發(fā)自噬起始信號，誘導(dǎo)激活的Parkin 將線粒體融合蛋白1（mfn1）和線粒體融合蛋白2（mfn2）泛素化，細(xì)胞通過自吞噬作用降解或清除受損線粒體［16］。SA-AKI 患者Nod 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（NOD-like receptor pyrin domain-containing protein 3，NLRP3）和caspase 家族蛋白被激活，通過Parkin 蛋白水解抑制線粒體自噬，加重炎癥和細(xì)胞損傷［17］。

2 SA-AKI 的新型生物標(biāo)志物

KDIGO 指南強(qiáng)調(diào)AKI 的早期診斷，將血清肌酐水平作為診斷標(biāo)準(zhǔn)加以強(qiáng)調(diào)，但存在診斷限制，表現(xiàn)在腎代償機(jī)制導(dǎo)致血清肌酐上升滯后，甚至50%的AKI 發(fā)生時肌酐沒有升高［18］。

2.1 免疫炎癥反應(yīng)是SA-AKI最主要的發(fā)病機(jī)制多種新型生物標(biāo)志物（如miR-22-3p、CXCL14、lncRNA HOXA-AS2 等）可通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞活性、下調(diào)細(xì)胞相關(guān)因子表達(dá)及抑制NF-κB 信號通路抑制免疫炎癥反應(yīng)，發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。WANG等［19］研究顯示，miR-22-3p 在LPS 誘導(dǎo)AKI 小鼠中表達(dá)顯著下降，miR-22-3p 可通過靶向抑制PTEN，下調(diào)促炎因子的釋放。LV 等［20］研究發(fā)現(xiàn)，CXCL14 的過表達(dá)可通過下調(diào)巨噬細(xì)胞活性，抑制細(xì)胞因子產(chǎn)生而減弱SA-AKI。WU 等［21］研究顯示LPS 誘導(dǎo)的HK-2 細(xì)胞中HOXA-AS2 表達(dá)降低，HOXA-AS2可通過靶向miR-106b-5p并阻礙NF-κB通路，在SAAKI 中發(fā)揮保護(hù)作用。因此，miR-22-3p、CXCL14、lncRNA HOXA-AS2 可用于SA-AKI 的早期診斷，也是SA-AKI 的潛在治療靶點(diǎn)。

2.2 SA-AKI 早期診斷IGFBP7、lncRNA MIAT、LncRNA CRNDE 可通 過 激 活ERK1∕2 信 號、上 調(diào)Caspases 及抑制凋亡相關(guān)因子等參與SA-AKI 細(xì)胞凋亡。WANG 等［22］研究發(fā)現(xiàn)，做為胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白超家族成員之一，IGFBP7 過表達(dá)可通過激活ERK1∕2 信號促進(jìn)LPS 誘導(dǎo)的HK-2 細(xì)胞和CLP 術(shù)后小鼠的細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡，敲除IGFBP7 基因可有效減輕小鼠的腎臟損傷程度。ZHANG 等［23］研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA MIAT 在SA-AKI 中表達(dá)明顯上調(diào)，而miR-29a 表達(dá)顯著下降。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)lncRNA MIAT 通過抑制miR-29a，上調(diào)Caspases 表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。相反，LncRNA CRNDE 在SA-AKI 中顯著下調(diào)，CRNDE 高表達(dá)可與miR-181a-5p 相互作用抑制凋亡相關(guān)因子釋放，促進(jìn)HK-2 細(xì)胞增殖并抑制其凋亡［24］。因此，IGFBP7、lncRNA MIAT、LncRNA CRNDE 可用于SAAKI 的早期診斷，也是SA-AKI 的潛在治療靶點(diǎn)。

2.3 SA-AKI的潛在治療靶點(diǎn)有研究發(fā)現(xiàn)個別生物標(biāo)志物通過抑制纖溶酶、促進(jìn)血小板及白細(xì)胞激活、阻斷MMP 降低、促進(jìn)線粒體自噬參與凝血功能障礙及線粒體損傷修復(fù)。SA-AKI 中PCSCK9 高表達(dá)，并促進(jìn)循環(huán)核酸（circulating free DNA，cfDNA）的釋放，cfDNA 可顯著增加凝血酶產(chǎn)生及抑制纖溶酶介導(dǎo)的纖維蛋白溶解，加劇SA-AKI 早期血液高凝狀態(tài)［25］。WANG 等［26］研究顯示，PSGL-1 可促進(jìn)白細(xì)胞-血小板激活和相互作用，促進(jìn)膿毒癥患者炎癥反應(yīng)和凝血功能紊亂。DING 等［27］研究發(fā)現(xiàn)，UCP2 可通過阻斷MMP 降低從而抑制細(xì)胞色素C 及細(xì)胞內(nèi)ROS 產(chǎn)生，改善SA-AKI 動物模型線粒體形態(tài)或功能損傷。KIM 等［28］研究發(fā)現(xiàn)，SESN2通過抑制NLRP3 過度激活從而啟動線粒體自噬，減輕炎癥及細(xì)胞損傷。因此，PCSCK9、PSGL-1、UCP2、SESN2 也可用于SA-AKI 的早期診斷，也是SA-AKI 的潛在治療靶點(diǎn)。

3 總結(jié)與展望

SA-AKI 與膿毒癥患者不良預(yù)后相關(guān)，免疫炎癥反應(yīng)、凝血級聯(lián)激活、腎細(xì)胞凋亡和線粒體動力學(xué)異常均參與SA-AKI 的發(fā)生和發(fā)展。目前對SA-AKI 發(fā)病機(jī)制研究取得一定進(jìn)展，但在免疫炎癥反應(yīng)和凝血級聯(lián)反應(yīng)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、細(xì)胞凋亡新機(jī)理、線粒體動力學(xué)研究等方面仍有不足。進(jìn)一步探討miR-22-3p、CXCL14、IGFBP7、lncRNA MIAT、PCSCK9、UCP2 等生物標(biāo)志物在SA-AKI 早期診斷中的應(yīng)用價值，是目前研究的熱點(diǎn)，對揭示SA-AKI發(fā)病機(jī)制和治療SA-AKI 具有重要意義。從發(fā)病機(jī)制探索到治療靶點(diǎn)確定，再到臨床應(yīng)用，隨著實(shí)驗(yàn)室檢測技術(shù)的成熟，新型生物標(biāo)志物將具有潛在的可推廣性和臨床可行性。