青蒿琥酯通过抑制caspase-3/Gasdermin E介导的细胞焦亡减轻心脏骤停复苏后肾损伤

《Resuscitation Plus》：Protection against post-resuscitation renal injury by Artesunate via inhibition of caspase-3/Gasdermin E -mediated pyroptosis

本研究针对心脏骤停（CA）后高发的复苏后肾损伤这一临床难题，探讨了青蒿琥酯（Art）的治疗潜力及其作用机制。研究人员通过建立猪CA/心肺复苏（CPR）模型，发现Art干预能显著改善肾功能指标、减轻肾组织病理损伤和细胞凋亡。机制研究揭示，Art的保护作用与抑制caspase-3/Gasdermin E（GSDME）介导的细胞焦亡通路密切相关，表现为cleaved caspase-3、GSDME-N及促炎因子（HMGB1、IL-1β、IL-18）水平显著降低。该研究为Art应用于复苏后器官保护提供了新的理论依据和潜在治疗策略。

　　

心脏骤停（CA）是全球范围内导致死亡的主要公共卫生问题之一。尽管近年来心肺复苏（CPR）技术不断进步，但患者自主循环恢复（ROSC）后的预后依然不容乐观。这背后的元凶，是一种被称为心脏骤停后综合征的全身性病理生理过程，其核心是全身缺血再灌注（I/R）损伤引发的毁灭性炎症反应和多器官功能障碍。在众多易受损的器官中，肾脏尤为脆弱。研究表明，高达69.8%的CA幸存者会发生复苏后肾损伤，这不仅显著增加死亡风险，还可能导致不可逆的肾功能丧失。因此，寻找有效策略来减轻复苏后肾损伤，对于改善CA患者的整体预后至关重要。

青蒿琥酯（Artesunate, Art）是抗疟药物青蒿素的水溶性衍生物，以其良好的安全性著称。近年来越来越多的研究发现，Art在脑、心、肝、肾等器官的区域性I/R损伤模型中展现出强大的抗炎、抗凋亡、抗氧化乃至抗细胞焦亡的保护作用。然而，这些研究大多聚焦于孤立的器官I/R模型。心脏骤停后发生的肾损伤，其独特之处在于它源于全身性的I/R打击和剧烈的全身炎症反应，其分子机制可能截然不同。Art能否在这种特定的临床背景下有效缓解复苏后肾损伤？如果有效，又是通过什么机制实现的？这些问题尚未有明确答案。发表于《Resuscitation Plus》的这项研究，正是为了回答这些关键问题。

为了探究Art对复苏后肾损伤的保护作用及机制，研究人员设计了一项严谨的临床前研究。他们建立了猪的心室颤动（VF）诱导的CA/CPR模型，这种大型动物模型能更好地模拟人类CA的病理生理过程。22头雄性猪被随机分为三组：假手术组（Sham）、心肺复苏组（CPR）和CPR+Art治疗组（CPR+Art）。CPR组和CPR+Art组经历9分钟VF和6分钟CPR。在复苏后5分钟，CPR+Art组开始持续2小时的Art静脉输注（4.8 mg/kg），而CPR组则输注等量溶剂。研究人员在基线及复苏后多个时间点监测生理指标、采集血样和组织样本。研究主要评估了肾功能标志物（血清肌酐Cr、血尿素氮BUN、肾损伤分子-1 KIM-1、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白NGAL）、肾组织病理损伤、细胞凋亡情况，并重点检测了caspase-3/Gasdermin E（GSDME）细胞焦亡通路相关蛋白（caspase-3, cleaved caspase-3, GSDME, GSDME-N）及促炎细胞因子（高迁移率族蛋白B1 HMGB1、白介素-1β IL-1β、白介素-18 IL-18）的表达水平。统计分析采用方差分析等方法。

基线特征和复苏数据

三组动物在体重、心率（HR）、平均动脉压（MAP）等基线指标上无显著差异。CPR组和CPR+Art组在CPR过程中的冠脉灌注压、CPR持续时间、肾上腺素用量和电击次数也无统计学差异，表明模型制备成功且两组间具有可比性。复苏成功后，与Sham组相比，CPR组和CPR+Art组均出现明显的代谢性酸中毒。值得注意的是，Art治疗组在复苏后心率恢复趋势更优，血流动力学更稳定，神经功能缺损评分（NDS）也显著低于CPR组。

肾功能评估

与Sham组相比，CPR组和CPR+Art组在复苏后24小时内均表现出明显的肾功能损伤，血清Cr、BUN水平以及肾组织中KIM-1、NGAL蛋白表达均显著升高。然而，Art治疗显著减轻了这种损伤。具体表现为：CPR+Art组在复苏后2、4、24小时的血清Cr水平，以及4、24小时的BUN水平均显著低于CPR组。同时，肾组织中KIM-1和NGAL的蛋白表达在CPR+Art组也显著降低。

肾组织病理学变化

肾组织苏木精-伊红（HE）染色显示，Sham组肾脏结构正常。CPR组在复苏后24小时出现明显的肾小球水肿、局灶性细胞坏死、肾小管扩张、上皮细胞脱落和炎性细胞浸润。而CPR+Art组的肾组织病理改变则显著减轻，肾损伤评分明显低于CPR组。此外，TUNEL染色结果显示，CPR组肾组织凋亡细胞百分比显著高于Sham组，而Art治疗显著降低了凋亡指数。

肾组织中caspase-3和GSDME的表达

Western blotting检测发现，与Sham组相比，CPR组肾组织中caspase-3、GSDME及其活化形式cleaved caspase-3和GSDME-N的蛋白表达水平均显著上调。Art治疗则显著抑制了这些蛋白的表达，CPR+Art组的表达水平显著低于CPR组。

促炎细胞因子水平的变化

与细胞焦亡通路蛋白的变化一致，肾组织中促炎细胞因子HMGB1、IL-1β和IL-18的水平在CPR组显著升高。Art治疗后，这些促炎因子的水平均出现显著下降。

综上所述，本研究首次在大型动物CA/CPR模型中证实，青蒿琥酯治疗能有效减轻复苏后肾损伤，改善肾功能，减轻肾组织病理损伤和细胞凋亡。其保护机制与抑制caspase-3/Gasdermin E介导的细胞焦亡通路密切相关。该研究不仅为心脏骤停后肾损伤的防治提供了新的潜在治疗策略，也深化了对全身性I/R损伤背景下细胞死亡模式的认识。将原本用于抗疟的Art拓展应用于复苏医学领域，展现了老药新用的巨大潜力，为改善心脏骤停患者的不良预后带来了新的希望。未来的研究需要进一步探索Art的最佳给药方案和治疗时间窗，并验证其在雌性动物以及更长时间点上的效果，以推动其向临床转化。