高芯，李長印，段徐彬，丁選勝

（1. 南京醫(yī)科大學附屬婦產(chǎn)醫(yī)院 南京市婦幼保健院藥學部，江蘇 南京 210004；2. 南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院臨床藥理實驗室，江蘇 南京 210029；3. 中國藥科大學基礎醫(yī)學與臨床藥學學院，江蘇 南京 211198）

慢性腎?。╟hronic kidney disease，CKD）是由多種原因引起的腎臟結(jié)構(gòu)與功能的慢性障礙，包括腎小球的病理損傷、血液或尿液成分異常、估計腎小球濾過率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）下降超過3個月[1]等。各種原發(fā)性、繼發(fā)性腎臟疾病或腎損傷均可導致CKD。盡早發(fā)現(xiàn)疾病、定期監(jiān)測腎功能并對癥治療對于CKD及其并發(fā)癥的治療至關重要。目前，臨床上常用的腎功能標志物為血肌酐、尿蛋白-肌酐比率與eGFR，但這三者對檢測早期階段腎病均不夠敏感[2]。故研究機體代謝物的水平和功能變化對CKD的機制及新型治療策略的研究具有重要意義[3]。

近年來，CKD與脂質(zhì)代謝的關系開始被廣泛關注。脂質(zhì)是生物體的基本組成物質(zhì)之一，也是人體內(nèi)極為重要的一類代謝產(chǎn)物。研究表明，腎臟對物質(zhì)的分解、合成和代謝功能與脂質(zhì)代謝關系密切，在CKD疾病狀態(tài)下，機體會發(fā)生多種脂質(zhì)代謝紊亂[1,4]。脂質(zhì)組學是利用分析化學的原理和技術對生物體內(nèi)脂質(zhì)進行研究的一門學科[5]，于2003年由Han等[6-7]提出，隨著質(zhì)譜分析技術的不斷革新，這一新興學科發(fā)展迅速。脂質(zhì)組學能夠通過單個脂質(zhì)的變化來研究細胞代謝，為研究疾病狀態(tài)下的脂質(zhì)代謝變化提供了強大的技術支持[8]。近年來，脂質(zhì)組學在CKD相關疾病研究中的應用日益廣泛，脂類代謝物在CKD的診斷、治療中的重要性逐漸受到關注。本文對近6年（2015—2020年）應用脂質(zhì)組學技術開展的CKD相關研究進行綜述，同時也涉及了與慢性腎功能障礙表現(xiàn)類似的腎臟老齡化和藥物性腎損害，以期為相關研究提供參考。

1 文獻檢索與分析

在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中進行中文文獻檢索，未檢索到摘要中同時含有“慢性腎病”和“脂質(zhì)組學”的期刊文獻。在PubMed數(shù)據(jù)庫中進行英文文獻檢索：文獻發(fā)表時間設定為2015年1月1日至2020年12月31日；在摘要Abstract中搜索同時出現(xiàn)lipidomics/lipidomic/lipidome和chronic kidney disease/chronic renal disease/chronic nephropathy的文獻，去重后得關鍵詞包含“慢性腎病”和“脂質(zhì)組學”的研究文獻共31篇（見表1）。結(jié)果表明：“脂質(zhì)組學”在英文文獻中常用lipidomics表示，出現(xiàn)lipidomic的文獻中多數(shù)也會出現(xiàn)lipidomics一詞；而“慢性腎病”更多地用“chronic kidney disease”表示，“chronic renal disease”次之，“chronic nephropathy”最少。

表1 PubMed數(shù)據(jù)庫中2015—2020年脂質(zhì)組學與慢性腎病相關文獻數(shù)量Table 1 Numbers of published papers in PubMed database associated with lipidomics-based study of chronic kidney disease from 2015 to 2020

進一步對31篇文獻按如下標準進行篩選。納入標準：1）樣本為生物樣品（組織、血清、血漿等）；2）采用脂質(zhì)組學技術平臺[氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術（GC-MS）、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術（LC-MS）、磁共振等]；3）選擇和評估出適當?shù)纳飿酥疚铮▎巫兞糠治?、多變量分析等）?）有生物標志物的評價指標[準確性、敏感度、特異度、受試者工作特征曲線（ROC）下面積等]。排除標準：1）非對照實驗；2）主要研究對象不是CKD類疾病；3）綜述、信件、評論、會議海報或會議記錄。經(jīng)篩選后，共得19篇符合納入和排除標準的CKD相關脂質(zhì)組學文獻。通過提取研究的基本信息（第一作者、發(fā)表年份）、樣品特征（患者/實驗動物樣品類型、患者/實驗樣品數(shù)目、疾病狀態(tài)、治療過程等）、所采用的脂質(zhì)組學平臺（技術方法、靶向或非靶向）和研究結(jié)果（生物標志物、變化趨勢），對19篇文獻基本信息進行初步整理與分析（見表2）。2015—2020年，CKD相關的脂質(zhì)組學研究呈逐年增多的趨勢，涉及靶向和非靶向脂質(zhì)組學，并以非靶向研究方式居多。研究所用的分析技術平臺則以LC-MS為主；近6年來，基于脂質(zhì)組學的CKD臨床研究和動物實驗研究交替出現(xiàn)，動物樣本量6 ～ 48例不等，這與研究者選用的動物模型有關；臨床樣本量有逐漸增多的趨勢，從20例到1 000余例，呈爆發(fā)式增長。研究樣本多為血液或腎臟組織，尿液樣本的研究較少。這19項研究多數(shù)集中于疾病標志物的發(fā)現(xiàn)，少數(shù)涉及治療藥物或方式的評估，發(fā)現(xiàn)的潛在生物標志物也不盡相同。

表2 慢性腎病相關脂質(zhì)組學研究19篇文獻基本信息Table 2 Basic information of 19 selected papers associated with lipidomics-based study of chronic kidney disease

2 脂質(zhì)組學在慢性腎病中的應用

脂質(zhì)是可溶于非極性有機溶劑的生物分子，通常不溶于水，其分子構(gòu)成豐富多樣，與機體內(nèi)多個代謝途徑和多種生物功能均有著密切的聯(lián)系。在人體內(nèi)，脂質(zhì)參與了以能量儲存和代謝為代表的復雜生理和生化過程[28-29]。此外，脂質(zhì)也是細胞膜和錨蛋白的主要成分和信號傳導分子[30-31]。根據(jù)結(jié)構(gòu)及功能的不同，脂質(zhì)可以分為脂肪酰基類、甘油酯類、磷脂類、鞘脂類、甾醇類、異戊烯醇類、糖脂類和聚酮類[32]。其中，前5類為人體內(nèi)源性脂質(zhì)[32-33]，異戊烯醇類、糖脂類和聚酮類的脂質(zhì)則多存在于植物及化學合成物中[32]。內(nèi)源性脂質(zhì)在生物轉(zhuǎn)化過程中聯(lián)系密切，互為前體，且它們與CKD均有著緊密的聯(lián)系，故以下著重對這5類人體內(nèi)源性脂質(zhì)在CKD中的研究進展及脂質(zhì)間相互的生物轉(zhuǎn)化通路進行探討。

2.1 脂肪?；愔|(zhì)及其在慢性腎病中的脂質(zhì)組學研究

脂肪?；愔|(zhì)通常也被稱為脂肪酸（fatty acid，F(xiàn)A）[28]。根據(jù)化學結(jié)構(gòu)（見圖1）是否含不飽和雙鍵，F(xiàn)A可分為飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）和不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acids，UFA）[28]。SFA可通過去飽和酶生成雙鍵，從而轉(zhuǎn)化為單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acids，MUFA）和多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFA），后者在一系列腎病相關的生物轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮了重要作用[15]。依據(jù)化學結(jié)構(gòu)的不同，PUFA通常根據(jù)從尾部（即非羧酸端）算起的首個雙鍵的位置（ω）進行分類與命名[33]，其中，ω-3 PUFA以及ω-6 PUFA為人體必需脂肪酸，是PUFA中最廣為人知的家族。ω-3 PUFA以亞麻酸（α-linoleic acid，ALA）為母體，可以通過多步反應轉(zhuǎn)化為二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）、二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）等下游代謝物，這些代謝產(chǎn)物可以通過不同途徑降低人體內(nèi)心血管疾病和炎癥的發(fā)生概率[34]。ω-6 PUFA以亞油酸（linoleic acid，LA）為母體，可以通過脂氧合酶（lipoxygenase，LOX）、前列腺素內(nèi)過氧化物合酶2（prostaglandin-endoperoxide synthase 2，PTGS2）或細胞色素P450等酶的反應進一步代謝成各類二十烷酸[34]，例如花生四烯酸（arachidonic acid，AA）和二十碳三烯酸（epoxyeicosatrienoic acid，EET），這是2種被廣泛研究的脂質(zhì)信號前體。研究顯示，AA和EET在炎癥反應[34]和表觀遺傳學[35]等方面均發(fā)揮了獨特的作用。

圖1 脂肪?；愔|(zhì)的化學骨架Figure 1 The chemical skeleton of fatty acyl lipids

研究表明，CKD可使大鼠血液中SFA水平發(fā)生顯著變化[14-16]。Zhang等[14]研究發(fā)現(xiàn)，慢性腎功能衰竭大鼠的血漿中棕櫚酸和蓖麻油酸水平明顯降低。棕櫚酸是動物中最常見的SFA之一，可誘導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激反應，導致近端腎小管細胞系的凋亡和壞死。另有研究發(fā)現(xiàn)，給予中藥大黃治療可使慢性腎衰大鼠血漿中的棕櫚酸恢復到正常水平，證實了藥物可以通過改善SFA代謝紊亂而起到治療CKD的作用[14]。Chen等[16]對慢性腎間質(zhì)疾病模型的大鼠血清進行檢測發(fā)現(xiàn)，包括四乙酸、十八碳酸在內(nèi)的SFA含量較健康大鼠有顯著性上升，這可能涉及核因子蛋白通路的激活，促炎性、促氧化和促纖維化蛋白的上調(diào)，轉(zhuǎn)錄因子Nrf2（NF-E2-related factor 2）活性及其下游抗氧化和細胞保護蛋白的下調(diào)。

血液中PUFA的水平在CKD狀態(tài)下則通常呈下降趨勢[19,24]。Feng等[23]通過靶向和非靶向的臨床脂質(zhì)組學研究，從1 156例CKD伴蛋白尿的患者血漿樣品中鑒定出多種差異脂質(zhì)，其中PUFA較健康對照者水平顯著降低。Dou等[18]通過研究發(fā)現(xiàn)，CKD模型大鼠血清內(nèi)的EPA，DHA以及8，9-EET顯著性下調(diào)，證實了PUFA作為炎癥因子在慢性腎功能損傷中起到了一定作用，這些發(fā)現(xiàn)可能與核因子κB（nuclear factor κB，NF-κB），Nfr2以 及 促纖維化信號通路的激活有關。與血液中情況不同，CKD或其相關疾病狀態(tài)下的腎臟組織中PUFA水平多呈上調(diào)趨勢。Decleves等[21]采用基于LC-MS的靶向脂質(zhì)組學方法，測定了高脂飲食模型小鼠腎臟及血漿內(nèi)PUFA的含量，結(jié)果表明：高脂飲食小鼠的血漿中DHA與EPA的含量較正常飲食組有所減少，DHA下游代謝物10-羥基二十二碳六烯酸、13-羥基二十二碳六烯酸、20-羥基二十二碳六烯酸等降低，AA水平呈上升趨勢；而在高脂飲食小鼠的腎臟組織中，AA及DHA的含量均顯著上升，認為可能是因為高脂飲食條件下腎臟磷脂酶的表達被上調(diào)，從而增加了腎臟中促炎AA和抗炎DHA的產(chǎn)生；高脂飲食狀態(tài)下，小鼠腎臟中DHA衍生的LOX、細胞色素P450和非酶降解的代謝產(chǎn)物含量均有所增加，EPA衍生的LOX和非酶降解代謝產(chǎn)物含量減少，這種差異可能系部分DHA相關代謝物在腎臟局部合成，較少進入血液循環(huán)所致。

2.2 甘油酯類脂質(zhì)及其在慢性腎病中的脂質(zhì)組學研究

甘油酯主要通過激活細胞內(nèi)的蛋白激酶，進而磷酸化一系列底物蛋白，產(chǎn)生相應的代謝產(chǎn)物[36-38]。由1，2或3個脂肪酰基與甘油進行酯化反應所產(chǎn)生的甘油酯，分別稱為單酰甘油（monoacylglycerol，MAG）、二酰甘油（diacylglycerol，DAG）和三酰甘油（triacylglycerol，TAG），見圖2。目前，針對MAG功能的研究比較少，DAG與TAG則被廣泛研究。DAG參與了細胞膜的形成[39]和突觸囊泡的周期反應[40]，也可作為二級脂質(zhì)信使，發(fā)揮如胰島素信號轉(zhuǎn)導等作用[41]。TAG則是人體主要的儲能分子，參與脂肪酸及其他甘油酯的代謝過程[42]。

圖2 甘油酯類脂質(zhì)的化學骨架Figure 2 The chemical skeleton of glyceride lipids

在諸多研究[9,12,15,20]中，大部分DAG在CKD狀態(tài)的血液中呈下調(diào)趨勢，而多數(shù)TAG呈上調(diào)趨勢。Dou等[18]在CKD模型大鼠血清中檢測到，隨著疾病的進展，TAG（46∶6，64∶9，60∶14，68∶12）含量顯著性上升，DAG（44∶6，35∶1，40∶9，42∶4，46∶6）含量則呈顯著性下降趨勢；給予中藥澤瀉進行治療可回調(diào)上述脂質(zhì)的異常變化；CKD會引起血液中TAG水平升高，可能與脂蛋白脂肪酶和極低密度脂蛋白受體下調(diào)導致的TAG清除受損有關；而NF-κB信號通路的活化、促氧化和促炎活性的上調(diào)、Nrf2活性及其下游抗氧化劑和細胞保護蛋白的下調(diào)也同樣會導致甘油酯代謝紊亂。Yang等[26]對曲霉素引起的藥物腎臟脂質(zhì)毒性進行研究發(fā)現(xiàn)，小鼠血清中長鏈FA、磷脂酰膽堿（phosphatidylcholine，PC）、磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PE）等多種脂質(zhì)水平顯著升高，同時多種TAG（12∶0/16∶1/18∶2，18∶0/18∶1/18∶1，12∶0/16∶0/18∶2，14∶0/16∶0/18∶1）也呈上調(diào)趨勢；推測TAG的形成主要受脂質(zhì)積聚的影響，其上調(diào)同時也伴隨著藥物引起的腎毒性的增強。這些研究提示TAG可作為預測和監(jiān)測CKD發(fā)生發(fā)展的潛在生物標志物。

2.3 磷脂類脂質(zhì)及其在慢性腎病中的脂質(zhì)組學研究

磷脂又稱甘油磷脂，是組成細胞雙分子層的關鍵成分，在細胞的生理功能[43]、內(nèi)吞作用[44]和有絲分裂過程[45]中起重要作用。磷脂的一端為含磷的親水端，另一端為疏水親油的長烴基鏈。根據(jù)磷脂甘油骨架和極性頭部基團的不同，磷脂可分為不同的亞類，如甘油磷脂酸（phosphatidic acid，PA），磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，PS），PE，PC等（見圖3）。其中，溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid，LPA）是相對分子質(zhì)量最小、結(jié)構(gòu)最簡單的磷脂。此外，磷脂還可以充當信號分子，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝相關基因的表達[46]。磷脂可以被磷脂酶水解1個酰基，從而代謝成為溶血磷脂，后者表面活性較強，能使紅細胞及其他細胞膜破裂，引起溶血或細胞壞死[45]。磷脂是腎臟脂質(zhì)的主要成分，含量超過50%。在各類磷脂中，PC和PE與CKD發(fā)病的關系最為密切。

圖3 磷脂類脂質(zhì)的化學骨架Figure 3 The chemical skeleton of phospholipids

2.3.1 磷脂酰膽堿PC是真核細胞膜中最豐富的甘油磷酸脂，在細胞膜的構(gòu)架中起關鍵性作用[47]。其參與機體的抗炎反應[48]、膽固醇代謝[49]和神經(jīng)元分化[50]。溶血磷脂酰膽堿（lysophosphatidylcholine，LPC）是血液中含量最豐富的溶血磷脂，其水平與線粒體主要功能（如氧化率）的變化和線粒體的通透性密切相關[51]。飽和的LPC可致白細胞外滲和促炎介質(zhì)的形成，從而引發(fā)炎癥反應，而多不飽和LPC如LPC 20∶4和LPC 22∶6等可抑制炎癥反應[9,52]。研究顯示，與健康對照組相比，糖尿病腎病大鼠模型[11]和老齡化小鼠模型[11,15]腎臟樣本中的PC均呈下調(diào)趨勢，LPC水平則顯著性增加。而在賴氨酸尿蛋白不耐受癥導致腎損傷的患者[12]和晚期CKD患者[17]的血液樣本，以及肥胖伴CKD患者[19]和腎小球硬化癥患者[53]的尿液樣本中，PC水平下調(diào)，LPC與磷脂酶A2（phospholipase A2，PLA2）水平顯著性增加。

PLA2在腎功能不全和器官損傷中起著關鍵作用，它可以通過水解反應從PC中除去1個脂肪酰基，從而產(chǎn)生LPC；這一機制調(diào)節(jié)了PC的代謝，使得PC在酶的刺激下分解[14,17]。Noh等[25]基于基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜成像技術平臺對老齡化大鼠的腎臟進行研究發(fā)現(xiàn)，PLA2在老化的腎小球、管周毛細血管和血管內(nèi)皮細胞中均高度表達，老齡化大鼠有典型的脂質(zhì)沉積，從而導致腎臟中LPC水平顯著升高。

2.3.2 磷脂酰乙醇胺PE是PC生物轉(zhuǎn)化的前體，這類磷脂可以影響細胞膜拓撲結(jié)構(gòu)，從而促進細胞膜的活化[20]。細胞培養(yǎng)實驗表明，暴露于PE后，細胞膜會失去不對稱的氨基磷脂，這會促進細胞的凋亡和自噬[27]。Zhang等[14]發(fā)現(xiàn)，慢性腎小管間質(zhì)性腎病大鼠血清中多種PE（包括38∶1，38∶4，44∶1等）的含量較健康對照組均顯著下調(diào)。Braun等[11]也發(fā)現(xiàn)，在老齡化腎臟組織中，PE（包括38∶4，38∶6，40∶6等）也顯著性下調(diào)。由于PE在磷脂酰乙醇胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下可轉(zhuǎn)化為PC，這些研究結(jié)果與上述CKD中PC的下調(diào)具有一致性。

PE并非在所有CKD中均呈下降趨勢。Afshinnia等[20]檢測了患有糖尿病腎病的美洲印第安人種的血清樣本，結(jié)果顯示，疾病進展程度較高的患者體內(nèi)PE均有顯著性上調(diào)，表明PE豐度和糖尿病腎病的進展呈正相關。該團隊在前期研究中也從糖尿病腎病小鼠模型中發(fā)現(xiàn)了PE在腎小管細胞中的聚集[54]，與該觀察結(jié)果一致。隨后，研究人員建立了疾病進展的風險預測模型，在該模型中，PE每增加1個標準差，疾病進展的風險增加1.78倍（95%CI：1.24 ～ 2.57，P= 0.002），證實PE可作為監(jiān)測并預測早期糖尿病腎病疾病進展的生物標志物[20]。

2.4 鞘脂類脂質(zhì)及其在慢性腎病中的脂質(zhì)組學研究

鞘脂的化學結(jié)構(gòu)特征是存在1個鞘氨醇基團（十八碳烯氨基二醇）（見圖4）。這一復雜的化合物家族包括鞘氨醇（sphingosine，Sph）、神經(jīng)酰胺（ceramide，Cer）、鞘磷脂（sphingomyelin，SM）、糖類鞘氨醇（腦苷）及各類的衍生物。其中，Cer是所有鞘脂的基本結(jié)構(gòu)。鞘脂是真核細胞中的主要脂質(zhì)之一，在細胞的多種生物學反應和細胞信號轉(zhuǎn)導途徑中發(fā)揮著重要的作用。鞘脂代謝紊亂與糖尿病、非酒精性脂肪性肝炎、腎臟疾病、心血管疾病、免疫和炎癥過程以及神經(jīng)退行性疾病有關[55]。其中，與CKD密切相關的鞘脂包括Cer與SM，二者也是血液循環(huán)中含量最豐富的鞘脂。

圖4 鞘脂類脂質(zhì)的化學骨架Figure 4 The chemical skeleton of sphingolipids

2.4.1 神經(jīng)酰胺Cer又名酰基神經(jīng)鞘胺醇，是一類由神經(jīng)鞘氨醇和長鏈FA通過共價縮合而成的物質(zhì)，當細胞受到紫外線照射、熱擊、化療藥物等外界條件刺激后，內(nèi)源性的Cer開始合成并作為細胞內(nèi)第二信使，參與細胞的增殖、分化和凋亡等多種生理、病理過程。冠心病、高血壓、肥胖、糖尿病患者Cer水平升高，富含Cer的低密度脂蛋白可導致胰島素抵抗，并促進炎癥因子白細胞介素-6介導的巨噬細胞炎癥反應[56-57]。老年小鼠腎臟內(nèi)，Cer總量顯著降低；老年腎髓質(zhì)中酸性神經(jīng)酰胺酶（Asah1）含量升高，可催化Cer降解[11,25]。Cer的減少可以改變細胞存活、凋亡、遷移和細胞骨架排列。其酶解產(chǎn)物的磷酸化形式S1P是5種G蛋白偶聯(lián)受體的配體，已被證實可直接介導腎纖維化。因此，Cer水平的下調(diào)可能直接影響腎臟的衰老過程。

Lopes-Virella等[24]研究發(fā)現(xiàn)，隨著1型糖尿病伴蛋白尿患者蛋白尿的進展，乳糖Cer（C24:1-L，C26-L和C26:1-L）顯著性降低，但與eGFR變化無關；與維持持續(xù)正常腎功能的患者相比，1型糖尿病伴腎功能不全患者的己糖Cer C24:1-H呈下降趨勢，而Cer C18-H，Cer C18:1-H，Cer C20-H，Cer C20:1-H以及Cer C26-H有所上調(diào)；糖尿病會導致多個組織中FA碳鏈延伸率下降，從而導致長鏈FA的形成減少，因此，長鏈Cer及其衍生物的水平也隨之減少；該研究證實了一些長鏈Cer與蛋白尿的風險顯著相關，血漿中Cer水平的變化能夠預測1型糖尿病患者的蛋白尿的發(fā)生。目前，這些鞘脂在腎臟中的積聚是否與糖鞘脂在尿液中的排泄增加相關尚不明確，有待進一步研究。

2.4.2 鞘磷脂SM是真核細胞和血漿中含量最豐富的鞘脂。其是細胞膜的組成部分之一，參與了機體的炎癥反應[58]、細胞死亡[55]和自噬過程[59]。SM是Cer的下游產(chǎn)物，是由Cer的C1羥基上連接了磷酸膽堿或磷酸乙醇胺構(gòu)成的鞘脂，二者可通過鞘磷脂磷酸二酯酶和神經(jīng)酰胺激酶相互轉(zhuǎn)化[60]。

在CKD[11]、老齡化[11,25]及藥物腎毒性[26]模型中，SM均呈下調(diào)趨勢。Noh等[25]發(fā)現(xiàn)，在老齡化小鼠腎臟皮質(zhì)中，Cer與SM水平顯著降低，在腎髓質(zhì)中則無明顯差異。Braun等[11]亦發(fā)現(xiàn)，在老齡化小鼠的腎臟中Cer與SM的水平有所下調(diào)。Zhao等[10]對糖尿病腎病模型大鼠的腎臟進行研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病腎病狀態(tài)下SM（d18:1/16:1，d20:1/23:0，dC18:1/C16:0）均較健康對照組有顯著性下調(diào)，給予柴黃益腎方治療后則有所回調(diào)，推測SM異常可能與鞘脂代謝酶的異常表達有關。Yang等[26]通過脂質(zhì)組學方法研究了曲霉素A的腎毒性，發(fā)現(xiàn)在模型小鼠腎臟中，SM（d16:1/25:0，d16:1/24:0，d16:1/25:1，d16:1/23:0）下調(diào)，而鞘磷脂酶（sphingomyelinase, SMase）上調(diào)，在給予曲克蘆丁解毒后，SM與SMase均回調(diào)；SMase是SM和氯調(diào)節(jié)通道激活的上游調(diào)節(jié)劑，其上調(diào)可導致毒性的累積，曲克蘆丁可能通過減輕SMase的上調(diào)和調(diào)控受損腎臟中氯調(diào)節(jié)通道的活化來改善曲霉素A的腎毒性。

2.5 甾醇類脂質(zhì)及其在慢性腎病中的脂質(zhì)組學研究

甾醇是由乙酰輔酶A合成的兩親性脂質(zhì)，以稠合的四環(huán)結(jié)構(gòu)作為核心（見圖5）。甾醇參與細胞膜的合成，影響膜流動性和滲透性，并在多個生理過程中充當了信號分子和激素等作用[49]。人體中含量最多的甾醇是膽固醇，其可調(diào)節(jié)人體的多種生理功能狀態(tài)[49]。

圖5 甾醇類脂質(zhì)的化學骨架Figure 5 The chemical skeleton of sterol lipids

目前，CKD相關研究中關于甾醇類脂質(zhì)的研究相對較少。Afshinnia等[15]研究發(fā)現(xiàn)，CKD患者血清膽固醇的下游代謝物膽固醇酯（cholesterol ester, CE）的水平顯著下降，推測這可能與蛋白激酶C和有絲分裂原蛋白酶被激活，使得CE在腎小球皮質(zhì)或腎小管中的利用率增加有關。Rampanelli等[19]對肥胖伴CKD患者的腎臟樣品進行研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，肥胖伴CKD患者膽固醇和磷脂的水平明顯上調(diào)，原因可能是近端小管上皮細胞磷脂堆積，阻礙了膽固醇的外排。

2.6 脂質(zhì)間的生物轉(zhuǎn)化

結(jié)合上述研究可見，CKD疾病狀態(tài)下，機體內(nèi)脂肪?；悺⒏视王ヮ?、磷脂類、鞘脂類、甾醇類5類脂質(zhì)均會發(fā)生不同程度的代謝紊亂：血液中SFA會因種類不同而呈現(xiàn)上升或下降的不同變化趨勢，PUFA在血液中通常呈下降趨勢，在腎臟中則多呈上升趨勢；血液中DAG多呈下調(diào)趨勢，而TAG多呈上調(diào)趨勢；腎臟和尿液中PC下調(diào)，LPC水平顯著增加；血液中PE在多數(shù)CKD中呈下調(diào)趨勢，但在患者血液中呈上調(diào)趨勢，且與糖尿病腎病疾病進展緊密相關；腎臟中Cer總量的減少與腎臟衰老直接相關，1型糖尿病患者血漿中Cer水平的變化則能夠預測患者蛋白尿的發(fā)生，而SM在CKD狀態(tài)下往往呈下調(diào)趨勢；CKD狀態(tài)下，腎臟膽固醇水平會明顯升高。需要指出的是，上述結(jié)果僅僅是某一類CKD疾病模型的研究發(fā)現(xiàn)，不一定適用于所有CKD，但可為研究CKD的發(fā)病機制和治療手段提供重要參考，深入挖掘并驗證上述各種變化間的內(nèi)在聯(lián)系對于最終全面描述CKD狀態(tài)下脂質(zhì)代謝網(wǎng)絡的整體變化模式十分必要。上述5類脂質(zhì)間可能的相互轉(zhuǎn)化通路情況見圖6。

圖6 脂肪?；悺⒏视王ヮ?、磷脂類、鞘脂類、甾醇類脂質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化過程Figure 6 Biotransformation process of fatty acyl lipids, glyceride lipids, phospholipids, sphingolipids and sterol lipids

甘油酯的合成從FA開始，然后通過多種酶依次轉(zhuǎn)化為LPA和PA。脂素1-3（lipin1-3，LPIN1-3）可將PA轉(zhuǎn)化為DAG，這一步驟可被二酰甘油激酶（diacylglycerol kinase，DGK）所逆轉(zhuǎn)。從DAG開始，1個FA基團可以通過二酰甘油-?；D(zhuǎn)移酶1-2（diacylglycerol acyltransferase 1-2，DGAT1-2）添 加到甘油結(jié)構(gòu)的主干中，從而產(chǎn)生TAG，這一步驟可以被激素敏感性脂肪酶（hormone-sensitive triglyceride lipase，HSL）所逆轉(zhuǎn)。此外，二?；视椭久窤/B（diacylglycerol lipase A/B，DAGLA/B）可以從DAG中去除1個FA基團，從而產(chǎn)生MAG。甘油磷酸?；D(zhuǎn)移酶（glycerol-phosphate acyltransferase，GPAT）可以將FA轉(zhuǎn)化為LPA，這是磷脂代謝轉(zhuǎn)化的開始。1-?；视?3-磷酸O-?；D(zhuǎn)移酶1-5（1-acylglycerol-3-phosphateO-acyltransferase1-5，AGPAT1-5）可將LPA代謝為PA；而通過磷脂酶A2（phospholipaseA2，PLA2），該反應可被逆轉(zhuǎn)，將PA轉(zhuǎn)化為LPA。隨后，DAG可通過膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶1（choline phosphotransferase 1，CHPT1）轉(zhuǎn)化為PC，或通過乙醇胺磷酸轉(zhuǎn)移酶1（ethanolaminephosphotransferase 1，EPT1）轉(zhuǎn)化為PE。磷脂酰乙醇胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（phosphatidylethanolamineN-methyltransferase，PEMT）可將PE轉(zhuǎn)化為PC。PC和PE都是磷脂酰絲氨酸合成酶1（phosphatidylserine synthase 1，PTDSS1）合成PS的前體，而磷脂酰絲氨酸脫羧酶（phosphatidylserine decarboxylase，PISD）可逆轉(zhuǎn)PE向PS的轉(zhuǎn)化。此外，PA可代謝為胞苷二磷酸二酰甘油（cytidine diphosphatediacylglycerol，CDP-DAG），然后通過不同通路轉(zhuǎn)化為磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）和磷脂酰甘油（phosphatidylglycerol，PG）。

在FA轉(zhuǎn)化為Cer后，鞘磷脂合成酶1-2（sphingomyelin synthase 1-2，SGMS1-2）可將PC與Cer結(jié)合，生成SM；而鞘磷脂磷酸二酯酶1（sphingomyelin phosphodiesterase 1，SMPD1）可將SM代謝為Cer。Cer也可通過N-?；拾贝减０匪饷?-2（Nacylsphingosine amidohydrolase 1-2，ASAH1-2）轉(zhuǎn)化為Sph，該過程可依次通過神經(jīng)酰胺合酶1（ceramide synthase 1，CerS1）的作用逆轉(zhuǎn)。Cer可通過添加半乳糖分子來進行糖基化反應，生成半乳糖基神經(jīng)酰胺（glucosylceramide，Glc-Cer）。另外，乙酰輔酶A（acetyl coenzyme A，acetyl-CoA）是甾醇類脂質(zhì)代謝的源頭，通過復雜的生物轉(zhuǎn)化過程，可代謝為膽固醇（cholesterol，Cho）。Cho可被氧化成多種固醇類化合物，還可以通過磷脂酰膽堿-甾醇酰基轉(zhuǎn)移酶（lecithin-cholesterol acyltransferase，LCAT）與FA結(jié)合，從而合成CE。

3 結(jié)語與展望

過去幾年中，CKD相關的脂質(zhì)研究主要集中在脂蛋白或主要腎功能指標的變化趨勢上。CKD患者具有較高的心血管病變率，這是腎臟疾病患者過早死亡的主要原因，血脂的異常也導致了這種風險的增加[2]。對于合并動脈粥樣硬化等疾病的CKD患者，既往CKD的脂質(zhì)參數(shù)信息已無法解釋其病理機制[33]。故此，脂質(zhì)組學技術開始在CKD研究中得到大規(guī)模應用。目前研究表明，CKD狀態(tài)下的脂質(zhì)譜以DAG降低[15,18,20]、TAG升高[19,12,26]、PC下調(diào)[10,16-17,25]、SM下調(diào)[11,22,26]等代謝變化為特點，伴有多種脂肪酸與甾醇類化合物的代謝紊亂。作為脂質(zhì)研究強有力的手段，脂質(zhì)組學方法可以幫助研究者發(fā)現(xiàn)CKD疾病狀態(tài)下紊亂的脂質(zhì)代謝物及其相關通路，為CKD的預測與治療提供了新的角度。

由于脂質(zhì)是一個極其龐大且復雜的生物分子群，目前尚缺乏關于脂質(zhì)生物學意義的精確闡釋，這就帶來了兩大挑戰(zhàn)。首先，由于分離方法的局限性，目前很難對樣品中所有脂質(zhì)的特征進行全方位描述，故無法對所有脂類同時分析，特別是受到同分異構(gòu)體等存在的阻礙；其次，目前精確測定各種脂質(zhì)濃度的方法尚在不斷完善中[4]，這阻礙了脂質(zhì)研究的進展與可靠數(shù)據(jù)庫的建立，而這些數(shù)據(jù)庫反過來又阻礙了研究者確定脂質(zhì)種類組合在機體中具體起到哪些作用[61]。

在過去30年中，基于質(zhì)譜技術的數(shù)據(jù)采集方法不斷改進，這些技術的進步以及數(shù)據(jù)解析能力的提高為解決臨床實際問題提供了新的機會。所以，研究者有必要進行廣泛的臨床結(jié)果研究，以評估脂質(zhì)作為生物標志物的臨床應用效果?；谂R床樣本的脂質(zhì)組學研究，尤其是靶向脂質(zhì)組學是未來可能的發(fā)展趨勢。脂質(zhì)組學不僅在生物標志物的發(fā)現(xiàn)方面有實用價值，也是在系統(tǒng)生物學背景下發(fā)現(xiàn)并揭示代謝紊亂趨勢的有力工具。有足夠證據(jù)表明，脂質(zhì)在CKD或藥物導致的腎損傷發(fā)展中起著核心作用，有作為評價疾病進展或藥物治療作用的生物標志物的潛質(zhì)[2-3]。但目前的脂質(zhì)研究不夠系統(tǒng)，阻礙了研究者對脂質(zhì)參與的特定病理機制的闡述。因此，需要借助先進的分析技術，深入開展腎臟疾病的脂質(zhì)組學研究，并整合代謝組學、蛋白組學、基因組學和分子生物學等多學科的相關研究，推動腎臟疾病生物標志物和藥物治療靶點的發(fā)現(xiàn)和最終確定。