中医药治疗糖尿病肾脏病：以临床前证据为主、机制通路与转化挑战

《Drug Design, Development and Therapy》：Traditional Chinese Medicine for Diabetic Kidney Disease: Predominantly Preclinical Evidence, Mechanistic Pathways, and Translational Challenges

　　

摘要专业翻译 糖尿病肾脏病（diabetic kidney disease，DKD）是糖尿病所致的肾脏微血管并发症之一，也是终末期肾脏病（end-stage kidney disease，ESKD）的主要病因之一。现有药物虽可改善肾功能，但未能显著延缓ESKD进展或降低死亡率，因此亟需补充性治疗策略。本文按病理机制分类，系统总结了中医药（traditional Chinese medicine，TCM）治疗DKD的证据。本研究所纳入的文献几乎均为临床前研究，基于DKD啮齿动物模型及高糖（high glucose，HG）暴露的肾脏细胞模型。在这些研究中，中医药干预可改善肾功能指标，并减轻肾小球及肾小管间质损伤。相关证据发展不均衡，本文据此进行了分级：抗氧化应激、抗炎及抗肾脏纤维化的证据最为充分；自噬（autophagy）、铁死亡（ferroptosis）及肠道菌群（gut microbiota）调控的证据则基于较少的研究。足细胞损伤、细胞焦亡（pyroptosis）、细胞凋亡（apoptosis）及线粒体功能障碍均仅有少量研究报告支持，上述机制仍处于探索阶段。已报道的效应包括：恢复抗氧化酶活性、减少促炎细胞因子产生、抑制促纤维化信号、升高自噬相关蛋白水平、保护谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）、减少产尿毒症毒素的肠道菌群丰度以及保护足细胞标志物。目前仅有少数药物进入对照临床试验，部分支持证据来自人群队列研究，这些研究报告显示中医药使用者的ESKD及全因死亡风险较低。由于所报告结局多为替代终点，中医药目前仅宜定位为补充或辅助治疗，尚需以硬性肾脏结局为终点的大规模多中心随机对照试验加以确证。

论文主体内容专业总结

引言

糖尿病肾脏病（diabetic kidney disease，DKD）是糖尿病引起的肾脏微血管并发症，也是终末期肾脏病（end-stage kidney disease，ESKD）的主要病因之一。DKD在1型和2型糖尿病中的发病率均达30%–40%，预计未来将接近50%。DKD的典型临床进程以肾小球高滤过起始，经微量白蛋白尿进展至大量白蛋白尿，继而肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）进行性下降，最终发展为ESKD；但部分患者可不经历白蛋白尿阶段而直接出现GFR下降。现有治疗药物如血管紧张素转换酶抑制剂、钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂及胰高血糖素样肽1受体激动剂虽可改善肾脏功能，但无法显著阻止ESKD发生或降低死亡率。中医药（traditional Chinese medicine，TCM）以阴阳五行及五脏理论为基础，DKD在古代医学中归属于“消渴”范畴，其核心病机为消渴日久、阴液耗损为本、燥热为标，最终导致肾气亏虚、水湿痰瘀毒内蕴，损伤五脏。

中医药影响DKD的病理机制

氧化应激

氧化应激在DKD发病中发挥核心作用，主要源于活性氧（reactive oxygen species，ROS）生成与清除失衡。持续高血糖状态下，多条代谢通路异常合并血流动力学改变导致肾脏组织大量产生ROS，激活核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）通路并上调转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）表达，促进肾间质纤维化。黄芩苷（baicalin，BL）可降低db/db小鼠空腹血糖（fasting blood glucose，FBG）、尿白蛋白肌酐比（urine albumin to creatinine ratio，UACR）及尿白蛋白，改善肾小球肥大、系膜基质扩张及基底膜增厚，并通过上调谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-PX）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）、下调丙二醛（malondialdehyde，MDA）发挥抗氧化作用。黄芪煎剂（Huangqi decoction，HQD）可降低链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导大鼠的尿白蛋白及血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN），下调烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶亚基p47 phox和p22 phox表达，升高SOD和GSH-PX水平并降低MDA水平。枸杞叶提取物（Lycium chinense Mill. leaves extract，LCLE）可降低血清肌酐（serum creatinine，SCr）、BUN及24小时尿总蛋白（24-h urinary total protein，UTP），升高血清白蛋白及肌酐清除率（creatinine clearance，Ccr），同时升高谷胱甘肽（glutathione，GSH）、SOD和CAT含量并降低MDA水平，还可降低肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素（interleukin，IL）-6和IL-1β水平。此外，芡实合剂、益肾排毒方及水蛭素（hirudin）亦通过抑制氧化应激改善DKD。

炎症

炎症贯穿DKD全程。持续高血糖激活肾脏局部NF-κB信号级联，促进炎症细胞因子分泌，进而激活NOD样受体家族含pyrin结构域蛋白3（NOD-like receptor family pyrin domain-containing 3，NLRP3）炎症小体，导致基底膜增厚、系膜扩张及足细胞损伤。木香烃内酯（alantolactone，ALA）可改善STZ诱导糖尿病小鼠的肾小球硬化、系膜基质扩张等病理改变，降低BUN、SCr及IV型胶原水平，并在高糖（high glucose，HG）诱导的大鼠肾小管上皮细胞（Normal Rat Kidney-52E，NRK-52E）中抑制TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-18及IL-33等炎症介质表达，其机制涉及抑制NF-κB通路中κB抑制因子α（inhibitor of kappa B alpha，IκBα）降解。复方贞术调脂胶囊（Fufang Zhenzhu Tiaozhi capsule，FZTC）可降低DKD小鼠FBG、IV型胶原、UTP、SCr及UACR，下调硫氧还蛋白相互作用蛋白（thioredoxin-interacting protein，TXNIP）、IL-6、p-NF-κB、IL-8、p-IκB、IL-17A、维A酸相关孤儿受体γt（RAR-related orphan receptor gamma t，RORγT）、TGF-β及TNF-α水平。伞形花内酯（umbelliferone，UMB）可逆转STZ诱导糖尿病小鼠的体重下降、肾脏增大及血脂异常，降低UTP、SCr及血尿酸，抑制TNF-α、IL-6、IL-1β及p-p65、p-IκB、Toll样受体（Toll-like receptor，TLR）2、TLR4和髓样分化因子88（myeloid differentiation primary response 88，MyD88）表达。此外，黄芩苷、枸杞叶提取物、水蛭素、梓醇、钓樟内酯及小檗碱（berberine）亦通过抑制炎症改善DKD。

纤维化

肾脏纤维化是DKD进展至ESKD的核心因素。持续高血糖诱导肾脏固有细胞代谢应激和氧化损伤，激活以TGF-β为主的促纤维化信号级联，上调细胞外基质（extracellular matrix，ECM）蓄积，促进肾小球硬化及肾小管间质纤维化。乙酰紫草素（acetylshikonin，AS）可降低STZ诱导糖尿病小鼠的肾脏重量指数、尿肌酐及血清BUN，下调IL-1β、IL-6、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）及细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）水平，降低纤溶酶原激活物抑制剂-1（plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）、结缔组织生长因子（connective tissue growth factor，CTGF）、III型及IV型胶原表达，并下调TGF-β1和p-Smad-2/3、上调Smad7表达。萹蓄根茎乙醇提取物（ethanolic extract from rhizome of Polygoni avicularis，ERPA）可降低db/db小鼠FBG、HbA1c、血浆胰岛素水平及胰岛素抵抗指数，降低肾损伤分子-1（kidney injury molecule-1，KIM-1）、SCr及蛋白尿，升高nephrin表达并抑制TGF-β1、CTGF和IV型胶原，同时在高糖刺激的原代人系膜细胞中抑制TGF-β1、IV型胶原及NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD，ASC）和caspase-1表达。通心络（Tongxinluo，TXL）可改善KK-Ay小鼠肾组织胶原纤维增多、基底膜增厚及足突融合，降低IV型胶原和纤连蛋白（fibronectin，FN）表达，降低UACR并升高Ccr，同时抑制HG刺激的肾小球内皮细胞（glomerular endothelial cells，GECs）中TGF-β1表达。此外，小檗碱、姜黄素（curcumin）、金匮肾气丸及常春藤皂苷元（hederagenin）亦通过抑制肾脏纤维化改善DKD。

自噬

自噬与DKD之间存在密切而复杂的病理生理关联。正常情况下肾脏细胞依赖自噬清除受损细胞器，其中足细胞对自噬的依赖性尤为突出。DKD中持续高血糖激活磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）/雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin，mTOR）通路并抑制AMP活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）功能，削弱肾脏自噬功能，导致足细胞凋亡及滤过屏障破坏。青钱柳三萜酸富集组分（triterpenic acids-enriched fraction from Cyclocarya paliurus，CPT）可逆转STZ诱导糖尿病大鼠的FBG、SCr、BUN及微量白蛋白升高，改善肾小球纤维化损伤，下调caspase-3、p62和p-mTOR水平，增强微管相关蛋白1轻链3（microtubule-associated protein 1 light chain 3，LC3）-II和p-AMPK表达，提示其通过AMPK/mTOR通路增强自噬标志物。阿魏酸（ferulic acid，FC）可降低糖尿病小鼠UTP、SCr、BUN、FBG、总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）及低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）水平，改善肾小球体积增大、系膜细胞增殖及基底膜增厚等病理改变，并降低p62、NLRP3和IL-1β水平、增强LC3丰度。芪蛭降糖胶囊（Qizhi Jiangtang capsule，QJC）可降低db/db小鼠24小时尿白蛋白、SCr和BUN水平，减轻ECM蓄积、系膜扩张及肾小球纤维化，上调LC3B和beclin-1水平并增加自噬囊泡数量，其机制涉及降低PI3K、Akt和mTOR磷酸化水平。此外，黄芪多糖、姜黄素、当归补血汤及杨梅素（myricetin）亦通过调控自噬改善DKD。需注意，上述研究仅以LC3-II、p62和beclin-1水平及自噬囊泡数量评估自噬，尚不能直接证明自噬流增强。

铁死亡

铁死亡是一种铁依赖、脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡。DKD中持续高血糖促使肾脏固有细胞产生过量ROS，破坏局部铁稳态并诱导铁蓄积，启动脂质过氧化链式反应；HG条件可削弱核因子E2相关因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）通路抗氧化效能，介导谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）和溶质载体家族7成员11（solute carrier family 7 member 11，SLC7A11）下调，同时上调长链脂酰辅酶A合成酶家族成员4（acyl-CoA synthetase long-chain family member 4，ACSL4）等促脂质过氧化酶活性。雷公藤红素（celastrol）可降低db/db小鼠FBG、UTP、SCr、TG、TC、LDL-C和HDL-C水平，改善基底膜增厚、系膜基质扩张及局灶性纤维化损伤，升高SOD和GSH水平、降低MDA和铁浓度，上调去乙酰化酶1（sirtuin 1，SIRT1）、Nrf2和GPX4表达，并降低4-羟基壬烯醛（4-Hydroxy-2-nonenal，4-HNE）水平及肾组织脂滴蓄积。健脾固肾化瘀方（JianPi GuShen HuaYu decoction，JPGSD）可降低DKD小鼠IL-1β、IL-6、TNF-α、FBG、UTP、SCr和BUN水平，改善基底膜增厚、系膜细胞增殖及肾小管间质炎症浸润，下调ROS、MDA、4-HNE和铁浓度，升高GSH/GSSG比值及GPX4水平。牡荆素（vitexin）可降低DKD大鼠BUN、尿肌酐及尿白蛋白排泄，减轻肾小管上皮变性、肾脏纤维化及系膜扩张，降低ROS、MDA和Fe2?水平，升高GSH和GPX4水平，并在HG诱导的HK-2细胞中上调SLC7A11水平、改善线粒体嵴结构并减少外膜破裂。此外，毛蕊异黄酮（calycosin）、三黄益肾胶囊、小檗碱、光甘草定（glabridin）、柚皮素（naringenin）及清淤方亦通过抑制铁死亡改善DKD。需注意，上述研究以标志物组合而非单一指标推断铁死亡。

肠道菌群

肠道菌群与DKD之间存在密切的双向关系。长期高血糖破坏肠道微生态平衡，导致产短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）的益生菌丰度下降，促炎机会致病菌过度增殖；慢性肠道菌群失调损害肠道屏障完整性，使脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）等有害物质易位进入体循环，加剧慢性低度炎症和氧化应激并直接损伤肾组织。糖肾方（Tangshen formula，TSF）可改善单侧肾切除联合STZ诱导DKD大鼠的SCr、BUN升高及系膜基质扩张、肾小管萎缩和ECM蓄积，逆转Bacteroidetes/Actinobacteria比值升高、产硫酸吲哚酚（indoxyl sulfate，IS）的候选菌大肠杆菌（OTU218）、Anaerotruncus属（OTU244、OTU326、OTU402）、肠杆菌科（OTU167、OTU218）及Ruminococcus属（OTU82、OTU230、OTU51）丰度增加及双歧杆菌科（OTU8）丰度下降，并降低IS和LPS含量及芳香烃受体（aryl hydrocarbon receptor，AHR）、p-c-Jun N末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）、p-p65、IL-1β、TNF-α和MCP-1蛋白丰度。玉米须多糖（corn silk polysaccharides，CSP）可逆转DKD大鼠FBG、TC、TG、UACR、IL-6、TNF-α和MDA升高及SOD下降，改善肾小管上皮细胞肿胀、核固缩、管腔扩张及胶原面积百分比增加，并调节甘油磷酸、脂质、胆汁酸及酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等芳香族氨基酸底物代谢及Firmicutes、Bacteroides、Lachnospiraceae-NK4A136-group和Dubosiella等特征性肠道菌群。此外，芪地糖肾颗粒、桑枝生物碱、三子固本多糖及益气温阳方亦通过调节肠道菌群改善DKD。

其他机制：细胞凋亡、细胞焦亡、线粒体功能障碍与足细胞损伤

苓桂术甘汤（Linggui Zhugan formula，LGZG）可逆转单侧肾切除联合STZ和高脂饮食诱导DKD大鼠的UACR、UTP、SCr和BUN升高及严重肾小球病变，恢复Wilms瘤蛋白-1（Wilms' tumor-1，WT-1）标记的足细胞数量，降低蛋白酶3（proteinase-3）、pro-caspase-3水平及TUNEL标记凋亡细胞数，提示其通过抑制蛋白酶3介导的足细胞凋亡延缓DKD进展。水蛭素（hirudin）可改善STZ诱导DKD小鼠的SCr、BUN、胱抑素C及肾脏重量/体重比升高，下调gasdermin D（GSDMD）-N、pro-GSDMD、IL-1β和IL-18蛋白水平，并在HG刺激的GECs及LPS和ATP刺激的骨髓来源巨噬细胞（bone-marrow-derived macrophages，BMDMs）中产生一致效应，且抑制干扰素调节因子2丰度，提示其通过抑制GSDMD触发的细胞焦亡减轻DKD。人工培育冬虫夏草（artificially cultivated Ophiocordyceps sinensis，ACOS）可逆转高脂饮食联合STZ诱导DKD大鼠的UTP和SCr升高及足细胞足突增厚和系膜区相对面积增大，上调nephrin、podocin和WT-1蛋白水平，下调caspase-1及其P10亚基、IL-1β、IL-18、P2X7受体（P2X7R）、NLRP3和ASC水平，提示其通过减轻足细胞损伤并抑制P2X7R/NLRP3炎症小体轴改善DKD。此外，黄芪甲苷IV（astragaloside IV）抑制足细胞凋亡，姜黄素减轻脂质蓄积和足细胞损伤，津力达颗粒（Jinlida granules）减轻线粒体功能障碍和足细胞凋亡，人参皂苷Rb1（ginsenoside Rb1）减轻足细胞损伤，荆芥（Nepeta angustifolia C. Y. Wu，现接受名为Nepeta hemsleyana Oliv. ex Prain）抑制系膜细胞凋亡以改善DKD。

讨论

本文按病理机制综述了中医药治疗DKD的效应。多项研究确定了中医药治疗DKD的若干主要功能机制，包括抗氧化应激、抗炎、抗纤维化、调控自噬、抗铁死亡及调节肠道菌群。部分药物可同时作用于多种机制：枸杞叶提取物作用于氧化应激和炎症，萹蓄根茎乙醇提取物作用于肾脏纤维化和炎症，阿魏酸作用于自噬和炎症，雷公藤红素作用于铁死亡和氧化应激，糖肾方和玉米须多糖作用于肠道菌群和肾脏炎症，芪蛭降糖胶囊作用于足细胞自噬。证据成熟度存在显著差异：第一层级（证据充分）包括氧化应激、炎症和肾脏纤维化，已在细胞和动物模型及有限的人体生物标志物研究中得到验证；第二层级（新兴证据）包括自噬、铁死亡和肠道菌群调控；细胞凋亡、细胞焦亡、线粒体功能障碍和足细胞损伤因研究数量较少而单独论述。所综述的化合物可归入若干化学类别，其结构特征与报道的效应具有一定对应关系：黄酮类（黄芩苷、牡荆素）含多个酚羟基，可清除ROS并阻断NF-κB的氧化还原依赖性激活；萜类包括五环三萜（雷公藤红素、常春藤皂苷元）和三萜皂苷（黄芪甲苷IV、人参皂苷Rb1），主要涉及脂质过氧化、纤维化信号及足细胞存活；倍半萜内酯（木香烃内酯、钓樟内酯）为亲电化合物，其抗炎活性归因于对信号蛋白中半胱氨酸残基的共价修饰；多糖富集组分（玉米须多糖、三子固本多糖）为高分子量混合物，主要涉及肠道菌群调控。但上述对应关系并非一一对应，结构本身不能预测在特定模型中哪种机制占主导。中医药在DKD临床转化中仍面临诸多挑战：不同产地的同种药材有效成分存在差异；多数研究局限于动物/细胞阶段；结局指标多为肾功能或肾损伤等替代终点，缺乏ESKD及相关死亡率终点研究；不同中医师辨证论治存在主观差异；本文为叙述性综述而非系统综述，文献检索未使用机制相关检索词，研究在动物模型、给药方案及治疗时长方面存在异质性，且未进行正式的质量评价，药代动力学数据匮乏。值得注意的是，已有随机试验开始将这些机制转化为临床获益：一项纳入413例2型糖尿病合并DKD患者的多中心随机双盲试验显示，在厄贝沙坦基础上加用黄葵胶囊可使UACR降幅显著大于单用厄贝沙坦（?262.31 vs ?89.07 mg/g，P < 0.001），安全性相当；一项比较肾浊方与厄贝沙坦的随机双盲双模拟试验（120例大量白蛋白尿患者）显示两者蛋白尿降幅相当，但肾浊方对肾功能的保护更优，且中医证候应答率更高，机制分析提示可能涉及抑制C-X3-C基序趋化因子配体1/MCP-1介导的炎症。真实世界证据（real-world evidence，RWE）和网络药理学是连接中医理论与现代临床数据的两种互补途径：人群队列研究显示接受中医药治疗的DKD患者ESKD和全因死亡风险低于未使用者；网络药理学结合TCMSP、GeneCards和STRING数据库及GO/KEGG富集分析和分子对接技术，可将中医药多组分、多靶点、多通路特征映射至特定分子网络。结论认为，中医药可能通过多种相互关联的机制对抗DKD，但证据主要来自临床前模型且发展不均衡，应视为临床转化的起点而非临床应用的依据，在获得以硬性肾脏结局为终点的大规模多中心随机对照试验确证之前，中医药宜作为常规治疗的补充或辅助手段。