《Current Nutrition Reports》：Polyunsaturated Fatty Acids and Diabetic Kidney Disease: What have We Learned so Far?
综述目的：尽管已有多种肾脏保护药物，糖尿病肾脏病（diabetic kidney disease, DKD）仍会在部分患者中进展，因此需要新的治疗选择。在饮食和健康饮食模式方面，多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids, PUFAs）补充是DKD的一种饮食干预措施，但该干预的全部作用尚未被完全理解。在本叙述性综述中，研究人员总结了专门探讨omega脂肪酸与DKD关系的文献（包括实验研究和临床研究）。此外，研究人员探讨了omega脂肪酸在DKD中潜在的分子效应，识别了知识空白，并为未来研究提出建议。
近期发现：PUFAs补充可降低血压、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯水平、蛋白尿/白蛋白尿以及肾脏损伤和炎症标志物。此外，PUFAs还可减轻肾小管间质纤维化、系膜扩张、毛细血管和肾小管扩张、足细胞足突融合、肾小球基底膜增厚等结构改变，尽管部分研究显示中性效应。
总结：PUFAs补充是DKD的一种可行选择，尽管研究存在异质性，但未发现安全性信号。仍需更多研究以明确PUFAs补充与DKD之间的可靠关系。
引言
在糖尿病（diabetes mellitus, DM）患者中，糖尿病肾脏病（DKD）的发生率高达40%。尽管已有多种肾脏保护药物，DKD仍会在部分患者中进展，因此需要新的治疗选择[1]。DKD以持续性白蛋白尿和肾小球滤过率（glomerular filtration rate, GFR）进行性下降为特征，并与心血管（cardiovascular, CV）发病率和死亡率相关[2]。DKD的管理需要多管齐下的方法，包括饮食和健康饮食模式[3]、运动[4]以及药物治疗，如肾素-血管紧张素-醛固酮系统抑制剂（renin-angiotensin-aldosterone system inhibitors, RASi）、钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂（sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors, SGLT2i）、胰高血糖素样肽-1受体激动剂（glucagon-like peptide-1 receptor agonists, GLP-1 RAs）和非甾体类盐皮质激素受体拮抗剂（non-steroidal mineralocorticoid receptor antagonists, nsMRAs）[2]。在饮食和健康饮食模式方面，蛋白质限制[5]、植物性饮食[6,7]、地中海饮食[8,9]、终止高血压饮食疗法（Dietary Approaches to Stop Hypertension, DASH）饮食[9,10]在DKD中均显示出前景。
DKD的另一项潜在饮食干预是补充含omega-3和omega-6脂肪酸的多不饱和脂肪酸（PUFAs）。Omega-3和omega-6 PUFAs在组织的发育、生长和正常功能中发挥重要作用。与生理和生化作用最密切相关的PUFAs是n-3家族的二十碳五烯酸（C20:5n-3, EPA）和二十二碳六烯酸（C22:6n-3, DHA），以及n-6家族的花生四烯酸（C20:4n-6, AA）。人类可以直接从鱼类和海鲜中摄入EPA和DHA，或由其代谢前体合成这些PUFAs，即n-3 PUFAs的营养必需α-亚麻酸（C18:3n-3, ALA）和n-6 PUFAs的亚油酸（C18:2n-6, LA），该过程需要去饱和和延长反应以及最终的过氧化物酶体β-氧化步骤。衰老、吸烟、胰岛素、胰高血糖素、氧化应激、锌、镁、维生素B6均可能影响这些步骤[11,12,13]。肾脏中已报道有PUFA合成活性，这可能与DKD有关[12]。
已有研究探讨糖尿病患者补充鱼油的效果。一篇既往综述提示，但未确证，长链omega-3和omega-6脂肪酸可减少DKD中的白蛋白尿[14]。一项更新的荟萃分析显示，omega-3脂肪酸可改善DKD患者的蛋白尿。然而，该有益效应仅对服用omega-3至少24周的患者有效，提示研究间存在异质性。此外，该荟萃分析仅纳入344名参与者[15]。然而，部分研究显示鱼油补充对DKD无作用[16,17,18,19]，这加剧了分歧。在本叙述性综述中，研究人员广泛回顾了专门探讨omega脂肪酸与DKD关系的文献（包括实验研究和临床研究）。此外，研究人员探讨了omega脂肪酸在DKD中的潜在分子效应，识别知识空白，并为未来研究提出建议。
关于多不饱和脂肪酸与糖尿病肾脏病的现有文献
专门探讨PUFAs与DKD关系的实验和临床研究分别总结于表1和表2。实验研究一致显示，PUFAs可降低尿蛋白/白蛋白排泄[20,21,22,23,24,25,26]。此外，实验研究还显示PUFAs的其他有益作用，如降低总胆固醇、低密度脂蛋白（low-density lipoprotein, LDL）胆固醇、极低密度脂蛋白（very low-density lipoprotein, VLDL）胆固醇和甘油三酯（triglycerides, TG）[20,21]，降低肾脏损伤和炎症标志物，如单核细胞趋化蛋白1、转化生长因子β1、I型胶原、固醇调节元件结合蛋白1、细胞间黏附分子-1、纤连蛋白、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin, NGAL）和肾损伤分子-1（kidney injury molecule-1, KIM-1）[21,23,24,26]。实验研究还显示，PUFAs可减轻细胞外基质积聚、肾小管间质纤维化、系膜扩张、毛细血管扩张、肾小管扩张、足细胞足突融合、肾小球基底膜增厚等结构病理改变[21,22,23,27]。此外，巨噬细胞浸润、肾脏中活化B细胞核因子κ轻链增强子（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells, NF-κB）磷酸化[21,22,23]、氧化应激和凋亡[25]也减少。在血糖方面，部分研究显示血糖降低[26]，而多数研究显示PUFAs对血糖水平无影响[20,21,23,25,27,28]。
临床研究的结果较实验研究更具异质性。尿蛋白/白蛋白排泄在部分研究中被PUFAs降低[29,30,31,32]，而其他研究显示无作用[16,17,18,19,33,34,35]。PUFAs对血压、血脂水平、血糖水平和HbA1c的影响表现为有益或中性，具有异质性。仅一项研究显示omega-3 PUFA补充增加了血糖和丙氨酸氨基转移酶[34]，其他临床研究未显示对白蛋白尿及其他临床和实验室参数的有害影响（表2）。
讨论
在本叙述性综述中，研究人员分析了关于DKD与PUFAs关系的现有文献。本叙述的主要发现可总结为：(i) 动物研究一致显示PUFAs对蛋白尿/白蛋白尿有益；(ii) 临床研究更具异质性，部分显示对蛋白尿/白蛋白尿有益，另一些显示中性效应；(iii) 动物和临床研究均显示多种有利作用，包括代谢、抗炎、抗氧化和结构影响。
尽管结果不完全一致，部分研究结果令人鼓舞，并指向一个重要问题，因为糖尿病的高患病率与不健康饮食、久坐生活方式和肥胖密切相关。这支持了PUFAs干预的重要性，并需要详细阐述和理解PUFAs在DKD中的潜在影响。
DKD的发病机制非常复杂。病理改变包括晚期糖基化终产物（advanced glycation end-products, AGEs）形成、多元醇通路激活、蛋白激酶C（protein kinase C, PKC）和己糖胺生物合成通路激活、氧化应激、内皮功能障碍、线粒体功能障碍、足细胞和肾小管细胞脂质积聚、足细胞血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）异常表达以及足细胞/内皮细胞损伤[46,47]。由于多条通路被激活，不能期望单一措施或药物能完全改善或逆转DKD的病理。因此，多种措施（生活方式、运动、药物联合）的组合对于DKD的管理非常重要。事实上，目前推荐在进展性DKD患者中联合用药（RAS阻滞剂、SGLT2i、GLP-1RAs和nsMRAs）[48]。尽管有这些进展，DKD仍在部分患者中进展，需要新的、可行的替代方案。在此背景下，PUFA补充可能是DKD的辅助选择之一。事实上，部分研究显示PUFAs补充可减少DKD的尿蛋白/白蛋白排泄，而这是该疾病的标志。PUFAs补充具有总体有益作用（图1），也有肾脏特异性有利作用（图2）。
在下一节中，研究人员将讨论PUFAs在DKD中发挥有益作用的潜在机制。
PUFAs、血小板功能、血压与DKD
据报道，PUFAs补充可降低血压和血管反应性。在较早的研究中，Lorenz等人显示omega-3 PUFAs（11% EPA和16% DHA）降低了血压以及对血管紧张素II和去甲肾上腺素的血管反应性，同时降低血小板反应性[49]。还显示omega-3脂肪酸（每周500克鲭鱼，持续4周，相当于每天约1克EPA+DHA）可降低血小板-单核细胞聚集[50]。二十碳五烯酸还增加一氧化氮，同时减少血栓素A2产生、血小板聚集和血管收缩[51]。在一项纳入11项试验、招募正常血压个体（n=728）的既往荟萃分析中，omega-3 PUFA补充导致收缩压和舒张压显著降低[52]。一项更新的伞形荟萃分析（10项荟萃分析的合并估计）表明n-3 PUFAs补充可能在改善收缩压和舒张压方面发挥作用[53]。在DKD背景下，部分研究显示鱼油降低收缩压[17,32,33]，而其他研究显示中性效应[18,20,21,29,30,34,39]。
PUFAs、胆固醇和血糖控制与DKD
脂质代谢异常是DKD的标志之一。这些异常可总结为：(i) 肾小管细胞对脂肪酸的摄取和氧化异常，导致脂质积聚；(ii) 参与胆固醇合成的固醇调节元件结合蛋白（sterol regulatory element-binding proteins, SREBP）及其亚型表达增加，这些蛋白介导细胞内胆固醇感知，导致DKD肾脏损伤。DKD细胞中胆固醇外流抑制和胆固醇内流增加使游离胆固醇水平升高，激活固醇O-酰基转移酶1形成胆固醇酯，储存并导致足细胞脂质过度积聚；(iii) 鞘脂和磷脂代谢异常；(iv) 脂自噬异常[54]。此外，血清高TG水平与DM患者DKD和蛋白尿的患病率相关[55,56,57]。还显示高胆固醇水平[58]和高TG水平[57,59]与蛋白尿的发生相关。
在糖尿病人群的临床试验中，PUFAs补充降低了血浆TG水平并增加了HDL胆固醇水平[60,61]，而肾脏组织脂质积聚和脂毒性可能是糖尿病肾病发生的基础[62,63,64,65]。具体在DKD背景下，实验和临床研究显示鱼油的其他有益作用，如降低总胆固醇、LDL胆固醇、VLDL胆固醇和TG（表1和表2）[18,20,21,31,32]。然而，Haines等人显示鱼油使LDL胆固醇升高[16]。在空腹血糖和HbA1c方面，PUFAs补充具有中性效应（表1和表2）。
PUFAs、炎症、氧化应激与DKD
炎症和氧化应激在DKD中的作用日益被认识。在DKD中观察到肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-alpha, TNF-α）活性增加、信号传导增强以及单核细胞趋化蛋白1释放增加[66,67,68]。显示白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）水平与DKD进展风险增加独立相关[69]。近来，有观点认为补体激活并非无辜旁观者，而是在DKD中发挥作用[70,71]。在DKD中，PUFA补充降低了单核细胞趋化蛋白-1[21,22,24]、CD38细胞和IL-6[22]。
氧化应激是DKD中另一个重要因素[72]。在DKD中，活性氧由NADPH氧化酶（NADPH oxidases, Nox）、解偶联的内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase, eNOS）、黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase, XO）、细胞色素P450（cytochrome P450, CYP450）、脂氧合酶和线粒体产生。氧化应激触发磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B, PI3K/Akt）、转化生长因子β/p38-丝裂原活化蛋白激酶（transforming growth factor beta/p38-mitogen-activated protein kinase, TGF-β/p38-MAPK）、NF-κB以及Janus激酶/信号转导和转录激活因子（Janus kinase/signal transducer and activator of transcription, JAK/STAT）通路，导致组织损伤[73]。Taneda等人显示，在链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠中，膳食EPA降低了脂质过氧化产物（4-羟基-2-壬烯醛）和氧化性DNA损伤（8-羟基脱氧鸟苷）的水平[25]。在糖尿病小鼠中，EPA降低了氧化应激标志物丙二醛（malondialdehyde, MDA）和硝基酪氨酸[21]。在糖尿病小鼠中，EPA降低了肾皮质中的Nox2和Nox4[74]。鱼油补充还通过上调肾脏超氧化物歧化酶-1（superoxide dismutase-1, SOD-1）和谷胱甘肽过氧化物酶-1（glutathione peroxidase-1, GPx-1）的表达，并降低过氧化氢酶（catalase, CAT）血红素加氧酶-1（heme-oxygenase-1, HO-1）的表达来增强抗氧化防御[75]。
PUFAs、肾脏损伤标志物与DKD的结构改变
在DKD中观察到许多结构改变。这些包括肾小球基底膜均匀增厚、结节性或弥漫性肾小球硬化、系膜细胞增殖和肥大、其基质蛋白产生增加、皮质肾小管细胞适应不良性肥大和增生，最终导致肾小球硬化和肾小管间质纤维化[76]。在DKD中，PUFA补充改善了肾小管间质纤维化、肾小球细胞外巨噬细胞浸润[21]、系膜基质积聚[21,22,23]、毛细血管和肾小管扩张[22]、肾小球基底膜增厚和足细胞足突融合[27]。此外，PUFAs还降低肾小管损伤标志物NGAL[26,34]、KIM-1[26,32]。
为何存在分歧发现？
尽管PUFAs在DKD中显示出有益作用，但这些发现并不一致且存在分歧。事实上，一些研究未显示任何作用（中性）。这些异质性结果的原因尚不清楚，但可以做出一些推测。首先，既往试验中结果的差异可能归因于剂量、持续时间、研究设计差异和研究对象特征。例如，Lee等人显示，仅在HbA1c高于中位数（7.7%）的参与者中，较高的omega-3 PUFA摄入与较低的尿白蛋白肌酐排泄相关[38]。其他研究显示RAS抑制对于PUFAs的作用很重要[34,40]。治疗持续时间也很重要。一项最近的荟萃分析显示，需要至少24周的治疗才能显示蛋白尿减少，而短于24周的时间未能显示蛋白尿的显著差异[15]。PUFA摄入的确定也很重要。虽然大多数研究使用饮食问卷[32,36,37,41,43]，但其他研究通过PUFAs掺入磷脂来确定依从性[18]。研究之间PUFAs的类型也不同。尽管n-3 PUFAs和n-6 PUFAs属于同一脂肪酸家族，但其作用机制可能不同。同样重要的是，西方饮食含有高水平的n-6 PUFAs，特别是亚油酸（C18:2n-6, LA），而n-3 PUFAs（尤其是EPA和DHA）含量较低。EPA和DHA作为炎症调节剂。EPA/DHA相对降低组织中花生四烯酸浓度，并作为COX-2和5-LOX酶的底物与其竞争[77,78]。这些因素可能解释研究间的差异。
未知与展望
关于PUFAs和DKD的文献存在未知之处。如上所述，PUFAs补充的持续时间和类型尚不明确。PUFAs与硬终点（如冠状动脉疾病、心肌梗死、心力衰竭、脑血管事件）的关系尚不清楚。此外，PUFAs与新型抗糖尿病药物（GLP1-RA、SGLT2i、nsMRAs）的关系尚不清楚。重要的是，副作用谱需要明确建立。例如，大型试验显示，高剂量omega-3制剂可能增加心房颤动和出血风险[79,80]。鉴于DKD患者具有较高的基线心血管和致心律失常负担，这些是重要的担忧。
研究间异质性的确切原因尚不清楚。然而，研究使用了不同的制剂，如EPA乙酯（icosapent ethyl）、平衡的EPA/DHA混合物（Omacor/Lovaza）。此外，EPA与DHA的独特生理作用可能解释了观察到的异质性。最后，摄入的测定方法（如直接测量或饮食食物调查）可能导致异质性结果。
迄今为止进行的研究开辟了新的研究领域。首先，需要确定PUFAs补充在DKD特定背景下对包括肾小球细胞、内皮细胞、肾小管细胞或系膜细胞在内的不同细胞类型的具体影响。其次，PUFAs补充是否影响硬终点（如心血管疾病、发病率和死亡率）应在硬终点试验中进行检验。第三，需要明确记录DKD中PUFAs补充的副作用谱。第四，需要研究Omega-3和Omega-6脂肪酸的差异影响。
结论
一些关于DKD中PUFAs摄入的研究显示出令人鼓舞的结果。PUFAs的有益作用在实验研究中更为明显，包括降低血压、炎症、氧化应激和改善结构改变。然而，临床研究更具异质性并显示不一致的结果。由于结果异质性以及未知问题（如PUFAs的确切持续时间和类型、与硬终点的关系以及其他降糖治疗的关系），当前指南不建议在DKD中常规使用PUFAs。未来研究需要阐明这些未知领域并解释研究间的异质性。
