持续性TGF-β高表达是不是移植肾慢排反应的发生机制?
作者：姚小丹 黎磊石
单位：南京军区南京总医院 解放军肾脏病研究所(南京，210002)
关键词：肾移植；慢性排斥；细胞生长因子
肾脏病与透析肾移植杂志990625
肾移植慢性排斥(CRR)的发病机制尚未得已阐明，不过人们已认识CRR的发生不仅与免疫性因素有关，还牵涉到一系列非免疫性因素，因此有人主张采用慢性移植肾肾病(chronic allograft nephropathy, CAN)这一述语代替CRR。在现有的假说中，细胞因子过量学说(主要是TGF-β1持续性高表达学说)目前得到了较多学者的关注。那么，持续性TGF-β高表达是不是CRR发生机制的关键所在呢?对这一问题的深入探讨将有助于判定针对TGF-β的预防及治疗是否可行。
1 TGF-β1 的促纤维化作用及其与自体肾脏疾病的联系
, 百拇医药
TGF-β在慢性纤维化性疾病中作为一种促纤维化因子已得到较广泛的研究。TGF-β存在三种异构体，其中TGF-β1的作用最有代表性，它具有诱导新基质蛋白(如纤维连接蛋白，各类胶原分子，蛋白醣等)产生而促进细胞外基质沉积的作用；具有促进蛋白酶抑制剂合成，降低蛋白酶合成及抑制细胞外基质降解的作用；TGF-β1还能改变细胞表面上的整合素的表达；组织损伤局部所产生的TGF-β1还具有诱导细胞再产生与分泌TGF-β1的作用[1]。
TGF-β1的上述作用在肾小球疾病及间质小管性疾病的体外及体内研究中得到了相应的证实。免疫性炎症，血流动力学因素，感染以及脂质和氧化脂质均能诱导小球及间质小管局部TGF-β释放及激活。受TGF-β1的刺激，肾脏固有细胞迅速产生过量的Ⅰ型及Ⅲ型胶原,同时还合成一些病理状态下的新基质蛋白质分子。如纤维连接蛋白所包涵的A区(fibronectin containing extra domain A, fibronectin EDA), tenasin, 纤溶酶原激活剂(TIMP), TGF-β1还能刺激金属蛋白酶组织抑制剂的产生,从而阻断细胞外基质的降解。与此同时，TGF-β还诱导肾固有细胞表面表达一系列整合素的受体，进一步促进新沉积基质的局部装配与沉积扩大化[2]。
, 百拇医药
TGF-β1的高表达与纤维化的关系在针对TGF-β1的治疗性研究中得到了进一步证实。动脉粥样硬化的实验动物模型中一些细胞因子(如PDGF，FGF及TGF-β)表达上调与动脉内膜中的一系列细胞反应有关；而应用拉帕霉素(rapamycin)抑制上述细胞因子的mRNA表达，则能在实验动物体外阻止相应病变的充分发生[1]；肾组织纤维化的发生，不仅与局部TGF-β1高表达呈正相关关系，同时还与循环中活化型TGF-β1水平有关；糖尿病肾病患者血糖水平与TGF-β1的表达有关，使用胰岛素治疗能降低TGF-β1的表达及血浆水平[2]。在急性及慢性肾炎实验动物模型中,采用抗TGF-β1的中和性抗体能减轻肾炎动物模型发生肾小球硬化, 在体外这一抗体能大幅度减少肾小球细胞产生的基质蛋白[3]。针对TGF-β1天然拮抗剂修饰素(decorin, 一种蛋白多糖, 能与TGFβ1结合而抑制其纤维化作用)的基因治疗亦能阻止急性肾炎肾组织中的纤维化过程[2,4]
, 百拇医药 2 肾移植受者TGF-β1表达及其与CRR的关系
血清TGF-β1表达与术后CRR之间的关系，多年来一直为人们所关注。肾移植术前，部分慢性肾衰患者即已存在较高的TGF-β1血清水平，这可能与TGF-β1基因多态性有关。有较多研究指出，术前血清TGF-β1升高与术后CRR有关[1]，但也有报道指出，一些肾功能正常的移植肾受者术后仍有可检测的高水平血清TGF-β1[5]。同时, 有研究者认为，有关移植术前后TGF-β1血清水平的研究中存在一些检测技术的问题，主要是目前测定TGF-β1方法(ELISA)中样本体外处理上，可能引起血小板内非活性TGF-β1释放入血清中，另外术后的治疗药物也对血清TGF-β1检测有影响，特别是环孢素A可以促进血小板激活。
移植肾组织免疫学研究显示，不论是急性排斥反应还是CRR，TGF-β1及TGF-β3在肾小球及血管上的表达均增强。在CRR，间质中TGF-β1表达有增高、降低及无明显改变等互不一致的结果。正常肾间质中即存在非活化TGF-β(包括TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3)的大量表达，而有证据证实，这些非活化TGF-β可能在组织处理过程中被激活而形成活化TGF-β。但有证据显示，正常时所不表达于间质血管壁上的thrombospondin-1(TS-1)，在血管性排斥反应早期却表达于肾间质血管上，而在CRR中间质血管壁上TS-1与间质中TGF-β1同时表达。这一结果间接说明CRR发生过程中，存在TGF-β1由非活性形式向活性形式转化，间质局部活化型TGF-β1的持续表达，则与纤维化过程有密切关系[6]。
, 百拇医药
肾移植术后TGF-β1持续高表达还与CRR的高危因素间存在密切的联系[1]。术后一年时25%的肾移植患者可见血清中活化TGF-β1升高，患者血清活化型TGF-β1升高通常与术后的急性排斥反应或巨细胞病毒(CMV)感染有关。与CRR相关的各种临床合并症均能导致TGF-β1 mRNA的表达上调。急性排斥反应时患者血浆TGF-β1水平明显升高，TGF-β1 mRNA的表达也明显增强，而反复发生急性排斥反应可能导致TGF-β1持续性高表达；移植肾患者发生CMV感染时血浆TGF-β1水平升高，且CMV本身能通过与Egr-1结合位点而激活TGF-β1[7]；血管紧张素Ⅱ也能促进TGF-β1 mRNA的表达，而肾移植患者的长期高血压与血管紧张素Ⅱ存在有密切联系[8]；低密度脂蛋白(特别是氧化型LDL)能增强肾小管上皮细胞的TGF-β1 mRNA表达。因此，与CRR相关的高危因素也可能参与TGF-β1的持续性高表达而与CRR发生相关。
近一年来, 人们对TGF-β1基因多态性与CRR的关系进行了探讨。Williams 等[9]发现，移植肾受者与正常对照人群间TGF-β1的基因型频率并不存在差异，而术后二年时已发生活检证实的CRR患者的-800GG基因型明显高于未发生CRR患者(100% 比71.4%,P=0.02), condon25GC基因型也与CRR的发生有关(发生者26%比未发生者8%,P=0.042) ；Inigo 等[10]发现，BbCc (codon10,-509)基因型与CRR有关。但是, McNamee 等[11]对移植肾受者较大群体的长期(十年)生存率的研究表明，与纤维化相关的TGF-β1基因的多态性(+869及+915点位的基因多态性, codon10[Leu→Pro]及codon25[Arg→Pro])对移植肾受者长期生存率并没有明显影响。
, http://www.100md.com
目前尚未见针对移植肾受者TGF-β1的治疗研究的报道, 不过间接性证据在不同程度上也反映了TGF-β1与CRR的关系。Inigo等[12]最近报道了不同抗排斥反应方案对TGF-β1血清水平的影响不同,采用硫唑嘌呤或骁悉治疗的受者其血清TGF-β1水平最低,采用FK506者其次,采用环孢霉素A(CsA)的受者最高。他们还同时发现，血管紧张素Ⅱ受体阻断剂(氯沙坦)可以显著性地降低CsA治疗受者高水平的血清TGF-β1[13]。
总之,CRR的发生与组织纤维化过程有着密切的联系,而在复杂的纤维化过程中，TGF-β1总是与其它各种细胞因子,固有细胞及固有细胞所转化的纤维母细胞及各类炎性细胞共同作用。而随着对纤维化过程与TGF-β1关系的研究深入, CRR发病机制及TGF-β1的作用的研究将随之有所突破。
参考文献
1 Brenchley PEC, Short CD, Roberts ISD. Is persistent TGF-β1 expression the mechanism responsible for chronic renal allograft loss β.Nephrol Dial Transplant，1998，13:548
, 百拇医药
2 Border WA, Noble NA. TGF-β in kidney fibrosis: a target for gene therapy. Kidney Int，1997，51:1388
3 Border WA, Noble NA. Transforming growth factor-β in tissue fibrosis. N Engl J Med，1994，331:1286
4 Border WA. Transforming growth factor-bata and the pathogenesis of glomerular diseases. Curr Opin Nephrol Hypertens，1994，3:54
5 Tornatore KM, Fountaine R, Hom J et al. Transforming growth factor-beta (TGF-β) serum concentration measurement in stable renal transplant recipients(RTR).(abstract). J Am Soc Nephrol， 1999，10: 767A
, 百拇医药
6 Roberts ISH, Farrington C, Dziobon M et al. Thrombospondin-1 expression in renal allograft rejection. J Pthol，1997，181:53A
7 Bodi I, Kimmel PL, Abraham AA et al. Renal TGF-β in HIV-associated kidney diseases. Kidney Int，1997，51:1568
8 Wu LL, Cox A, Roe CJ et al. Transforming growth factor-β1 and renal injury following subtotal nephrectomy in the rat: Role of the renin-angiotensin system. Kidney Int，1997，51:1553
, 百拇医药
9 Williams S, Watson CJ, Coupses BM et al. Association of TGF-β1 gene polymorphisms with in vivo plasma TGFβ1 expression and chronic vascular rejection(CRV) in renal transplant recipients(abstract). J Am Soc Nephrol， 1999，10: 768A
10 Inigo PJ,Lario S, Bescos M et al. Relation between TGF-β1 gene polymorphism's(-800,-509,condon 10 and 25) and chronic allograft nephropathy in renal transplant recipients. (abstract). J Am Soc Nephrol，1999，10: 768A
, http://www.100md.com
11 McNamee PT, Connolly JK, Middleton D et al. Transforming growth factor-beta (TGF-β1) gene variants don not influence renal transplant survival. (abstract). J Am Soc Nephrol， 1999，10: 737A
12 Inigo PJ, Campistol JM, Lario S et al. Relationship between TGF-β1 plasma levels and Immunosuppressive therapy in renal transplant recipients. (abstract). J Am Soc Nephrol， 1999，10: 758A
13 Inigo PJ, Campistol JM, Lario S et al. Losartan normalizes the plasma levels of TGF-β1 in a random crossover study (Losartan vs Amolodipine) in renal transplant recipients. (abstract). J Am Soc Nephrol，1999，10: 759A
(1999-11-01收稿，1999-11-13修回), http://www.100md.com
单位：南京军区南京总医院 解放军肾脏病研究所(南京，210002)
关键词：肾移植；慢性排斥；细胞生长因子
肾脏病与透析肾移植杂志990625
肾移植慢性排斥(CRR)的发病机制尚未得已阐明，不过人们已认识CRR的发生不仅与免疫性因素有关，还牵涉到一系列非免疫性因素，因此有人主张采用慢性移植肾肾病(chronic allograft nephropathy, CAN)这一述语代替CRR。在现有的假说中，细胞因子过量学说(主要是TGF-β1持续性高表达学说)目前得到了较多学者的关注。那么，持续性TGF-β高表达是不是CRR发生机制的关键所在呢?对这一问题的深入探讨将有助于判定针对TGF-β的预防及治疗是否可行。
1 TGF-β1 的促纤维化作用及其与自体肾脏疾病的联系
, 百拇医药
TGF-β在慢性纤维化性疾病中作为一种促纤维化因子已得到较广泛的研究。TGF-β存在三种异构体，其中TGF-β1的作用最有代表性，它具有诱导新基质蛋白(如纤维连接蛋白，各类胶原分子，蛋白醣等)产生而促进细胞外基质沉积的作用；具有促进蛋白酶抑制剂合成，降低蛋白酶合成及抑制细胞外基质降解的作用；TGF-β1还能改变细胞表面上的整合素的表达；组织损伤局部所产生的TGF-β1还具有诱导细胞再产生与分泌TGF-β1的作用[1]。
TGF-β1的上述作用在肾小球疾病及间质小管性疾病的体外及体内研究中得到了相应的证实。免疫性炎症，血流动力学因素，感染以及脂质和氧化脂质均能诱导小球及间质小管局部TGF-β释放及激活。受TGF-β1的刺激，肾脏固有细胞迅速产生过量的Ⅰ型及Ⅲ型胶原,同时还合成一些病理状态下的新基质蛋白质分子。如纤维连接蛋白所包涵的A区(fibronectin containing extra domain A, fibronectin EDA), tenasin, 纤溶酶原激活剂(TIMP), TGF-β1还能刺激金属蛋白酶组织抑制剂的产生,从而阻断细胞外基质的降解。与此同时，TGF-β还诱导肾固有细胞表面表达一系列整合素的受体，进一步促进新沉积基质的局部装配与沉积扩大化[2]。
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TGF-β1的高表达与纤维化的关系在针对TGF-β1的治疗性研究中得到了进一步证实。动脉粥样硬化的实验动物模型中一些细胞因子(如PDGF，FGF及TGF-β)表达上调与动脉内膜中的一系列细胞反应有关；而应用拉帕霉素(rapamycin)抑制上述细胞因子的mRNA表达，则能在实验动物体外阻止相应病变的充分发生[1]；肾组织纤维化的发生，不仅与局部TGF-β1高表达呈正相关关系，同时还与循环中活化型TGF-β1水平有关；糖尿病肾病患者血糖水平与TGF-β1的表达有关，使用胰岛素治疗能降低TGF-β1的表达及血浆水平[2]。在急性及慢性肾炎实验动物模型中,采用抗TGF-β1的中和性抗体能减轻肾炎动物模型发生肾小球硬化, 在体外这一抗体能大幅度减少肾小球细胞产生的基质蛋白[3]。针对TGF-β1天然拮抗剂修饰素(decorin, 一种蛋白多糖, 能与TGFβ1结合而抑制其纤维化作用)的基因治疗亦能阻止急性肾炎肾组织中的纤维化过程[2,4]
, 百拇医药 2 肾移植受者TGF-β1表达及其与CRR的关系
血清TGF-β1表达与术后CRR之间的关系，多年来一直为人们所关注。肾移植术前，部分慢性肾衰患者即已存在较高的TGF-β1血清水平，这可能与TGF-β1基因多态性有关。有较多研究指出，术前血清TGF-β1升高与术后CRR有关[1]，但也有报道指出，一些肾功能正常的移植肾受者术后仍有可检测的高水平血清TGF-β1[5]。同时, 有研究者认为，有关移植术前后TGF-β1血清水平的研究中存在一些检测技术的问题，主要是目前测定TGF-β1方法(ELISA)中样本体外处理上，可能引起血小板内非活性TGF-β1释放入血清中，另外术后的治疗药物也对血清TGF-β1检测有影响，特别是环孢素A可以促进血小板激活。
移植肾组织免疫学研究显示，不论是急性排斥反应还是CRR，TGF-β1及TGF-β3在肾小球及血管上的表达均增强。在CRR，间质中TGF-β1表达有增高、降低及无明显改变等互不一致的结果。正常肾间质中即存在非活化TGF-β(包括TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3)的大量表达，而有证据证实，这些非活化TGF-β可能在组织处理过程中被激活而形成活化TGF-β。但有证据显示，正常时所不表达于间质血管壁上的thrombospondin-1(TS-1)，在血管性排斥反应早期却表达于肾间质血管上，而在CRR中间质血管壁上TS-1与间质中TGF-β1同时表达。这一结果间接说明CRR发生过程中，存在TGF-β1由非活性形式向活性形式转化，间质局部活化型TGF-β1的持续表达，则与纤维化过程有密切关系[6]。
, 百拇医药
肾移植术后TGF-β1持续高表达还与CRR的高危因素间存在密切的联系[1]。术后一年时25%的肾移植患者可见血清中活化TGF-β1升高，患者血清活化型TGF-β1升高通常与术后的急性排斥反应或巨细胞病毒(CMV)感染有关。与CRR相关的各种临床合并症均能导致TGF-β1 mRNA的表达上调。急性排斥反应时患者血浆TGF-β1水平明显升高，TGF-β1 mRNA的表达也明显增强，而反复发生急性排斥反应可能导致TGF-β1持续性高表达；移植肾患者发生CMV感染时血浆TGF-β1水平升高，且CMV本身能通过与Egr-1结合位点而激活TGF-β1[7]；血管紧张素Ⅱ也能促进TGF-β1 mRNA的表达，而肾移植患者的长期高血压与血管紧张素Ⅱ存在有密切联系[8]；低密度脂蛋白(特别是氧化型LDL)能增强肾小管上皮细胞的TGF-β1 mRNA表达。因此，与CRR相关的高危因素也可能参与TGF-β1的持续性高表达而与CRR发生相关。
近一年来, 人们对TGF-β1基因多态性与CRR的关系进行了探讨。Williams 等[9]发现，移植肾受者与正常对照人群间TGF-β1的基因型频率并不存在差异，而术后二年时已发生活检证实的CRR患者的-800GG基因型明显高于未发生CRR患者(100% 比71.4%,P=0.02), condon25GC基因型也与CRR的发生有关(发生者26%比未发生者8%,P=0.042) ；Inigo 等[10]发现，BbCc (codon10,-509)基因型与CRR有关。但是, McNamee 等[11]对移植肾受者较大群体的长期(十年)生存率的研究表明，与纤维化相关的TGF-β1基因的多态性(+869及+915点位的基因多态性, codon10[Leu→Pro]及codon25[Arg→Pro])对移植肾受者长期生存率并没有明显影响。
, http://www.100md.com
目前尚未见针对移植肾受者TGF-β1的治疗研究的报道, 不过间接性证据在不同程度上也反映了TGF-β1与CRR的关系。Inigo等[12]最近报道了不同抗排斥反应方案对TGF-β1血清水平的影响不同,采用硫唑嘌呤或骁悉治疗的受者其血清TGF-β1水平最低,采用FK506者其次,采用环孢霉素A(CsA)的受者最高。他们还同时发现，血管紧张素Ⅱ受体阻断剂(氯沙坦)可以显著性地降低CsA治疗受者高水平的血清TGF-β1[13]。
总之,CRR的发生与组织纤维化过程有着密切的联系,而在复杂的纤维化过程中，TGF-β1总是与其它各种细胞因子,固有细胞及固有细胞所转化的纤维母细胞及各类炎性细胞共同作用。而随着对纤维化过程与TGF-β1关系的研究深入, CRR发病机制及TGF-β1的作用的研究将随之有所突破。
参考文献
1 Brenchley PEC, Short CD, Roberts ISD. Is persistent TGF-β1 expression the mechanism responsible for chronic renal allograft loss β.Nephrol Dial Transplant，1998，13:548
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, 百拇医药
6 Roberts ISH, Farrington C, Dziobon M et al. Thrombospondin-1 expression in renal allograft rejection. J Pthol，1997，181:53A
7 Bodi I, Kimmel PL, Abraham AA et al. Renal TGF-β in HIV-associated kidney diseases. Kidney Int，1997，51:1568
8 Wu LL, Cox A, Roe CJ et al. Transforming growth factor-β1 and renal injury following subtotal nephrectomy in the rat: Role of the renin-angiotensin system. Kidney Int，1997，51:1553
, 百拇医药
9 Williams S, Watson CJ, Coupses BM et al. Association of TGF-β1 gene polymorphisms with in vivo plasma TGFβ1 expression and chronic vascular rejection(CRV) in renal transplant recipients(abstract). J Am Soc Nephrol， 1999，10: 768A
10 Inigo PJ,Lario S, Bescos M et al. Relation between TGF-β1 gene polymorphism's(-800,-509,condon 10 and 25) and chronic allograft nephropathy in renal transplant recipients. (abstract). J Am Soc Nephrol，1999，10: 768A
, http://www.100md.com
11 McNamee PT, Connolly JK, Middleton D et al. Transforming growth factor-beta (TGF-β1) gene variants don not influence renal transplant survival. (abstract). J Am Soc Nephrol， 1999，10: 737A
12 Inigo PJ, Campistol JM, Lario S et al. Relationship between TGF-β1 plasma levels and Immunosuppressive therapy in renal transplant recipients. (abstract). J Am Soc Nephrol， 1999，10: 758A
13 Inigo PJ, Campistol JM, Lario S et al. Losartan normalizes the plasma levels of TGF-β1 in a random crossover study (Losartan vs Amolodipine) in renal transplant recipients. (abstract). J Am Soc Nephrol，1999，10: 759A
(1999-11-01收稿，1999-11-13修回), http://www.100md.com