性激素对慢性移植物肾病影响的研究进展

2012年11月16日 17:43 南华二院   贾波 罗志刚阅读:259次
 
  近年来随着新型免疫抑制剂的不断问世以及对移植免疫的进一步认识,急性排斥反应的发生率明显下降,肾移植物l年存活率大为提高,但长期存活率提高不甚明显。慢性移植肾功能损害已成为阻碍移植肾长期存活的主要原因,以往称之为慢性排斥反应(chronic rejection,CR),近年来多用慢性移植物肾病(chronic allograft nephropathy,CAN)或慢性移植物失功(late graft loss)来描述。
  雌二醇和睾酮作为机体内最重要的两种性激素,它们对生理机能各方面的调节起着重要的作用,同样对CAN也有着不同的影响。本文主要介绍目前关于雌二醇和睾酮在CAN这一病程中所起到的正反两方面的作用以及相关机制的最新研究进展。
  1  雌二醇
  1.1  雌二醇的舒血管作用
  CAN的组织病理改变是非特异性的,包括肾间质纤维化、肾小管萎缩和肾血管的改变,可以见到血管内皮病灶伴随单核细胞的迁移、浸润,平滑肌细胞增生和纤维内膜增厚,管腔变窄。可见肾血管的病变是CAN进展过程中重要的组成部分。已有研究表明,关于雌激素对血管系统的保护作用,有一部分是通过直接作用于血管壁上的受体或改变血浆成分等来实现的,其余的可以用血脂或载脂蛋白代谢的改善来解释。
  1.1.1  雌二醇与一氧化氮(NO)
  NO是体内一种重要的血管舒张因子。内皮型一氧化氮合酶(eNOS)主要存在于内皮细胞中,是血管壁上NO的主要来源,通过催化L2精氨酸和分子氧生成NO。Darblade等报道E2通过雌激素受体α(ERα)直接活化eNOS,从而促进NO的分泌。国内学者也发现在培养的内皮细胞中,17β-E2可引起一氧化氮合酶(NOS)的快速激活,该作用能够被雌激素受体拮抗剂阻断,同时发现10~9 mol/L 17β-E2刺激内皮细胞8~48 h后,NO的释放明显增加。
  1.1.2  雌二醇与内皮素(ET-1)
  ET-1是一种强大的血管收缩因子,在局部以自分泌及旁分泌方式通过内皮素受体调节局部血管紧张度。Dubey等认为E2主要通过其代谢物22羟雌二醇和22甲氧雌二醇抑制ET-1合成, 这两种E2 代谢物对ET-1合成的抑制作用可能是通过MAPK依赖性途径完成的。最新的研究发现在NO存在的前提下,E2可以通过与内皮细胞表面的雌激素受体β(ERβ)结合,来减弱ET-1的缩血管作用。
  1.1.3  雌二醇对血管平滑肌细胞增生的影响
  E2具有抗血管平滑肌细胞(VSMC)增生的作用。Ling等报道, 人VSMC 在机械张力刺激下,DNA的合成增加1.5~2.0倍,而血小板衍生生长因子(PDGF)的抗体可以减弱这种作用。张力刺激还增加锌指转录因子Sp-1 的mRNA 及其蛋白质水平,而Sp-1可以结合PDGF基因启动子近端的感应元件,这种结合对PDGF基因的表达很重要。他们还发现生理浓度的17β-E2可以减弱张力刺激引起的有丝分裂反应和降低Sp-1的mRNA 及蛋白质水平。因此认为17β-E2可能是通过抑制Sp-1 表达, 降低PDGF 的生成, 从而抑制VSMC增生的。
  1.2  雌二醇对血脂的调节作用
  雌激素对血脂的影响主要表现在降低低密度脂蛋白(LDL),增加高密度脂蛋白(HDL)。LDL是转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式,而HDL则主要参与胆固醇的逆向转运。有关雌激素改善血脂的机制研究较少,有人认为其机制是抑制肝脏脂酶,使HDL分解减少,并促进载脂蛋白(apo)AⅠ的合成,增加HDL的生成。HDL的升高,有利于胆固醇的转运。同时通过增加肝内LDL受体以及加速LDL的清除而降低血中LDL的浓度。最近有人还在实验中发现E2可以降低氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)的水平,抑制ox-LDL  mRNA 的表达。而ox-LDL 可促进血管收缩;增加血小板聚集,引起平滑肌增殖和斑块增厚,导致血栓形成;增加MHC II类分子的表达,进而促进慢性排斥反应的发生。
  1.3  雌二醇与缺血再灌注损伤 
  已有很多研究证实,在缺血再灌注损伤中最主要的损伤机制是各种氧自由基的大量产生和释放。Fertmann于2001年首次证实,在移植肾循环开放即刻,肾静脉中就有氧自由基的大量产生。欧洲移植协作网的有关统计资料也显示:非亲属活体肾移植后长期效果明显优于尸肾移植,研究认为其原因与非亲属活体供肾组冷/热缺血时间短有明显的相关性。最近有学者认为移植物缺血再灌注损伤也可触发同种异体间天然免疫系统,进而促使受者产生对移植物的获得性免疫攻击。对缺血再灌注中激活Toll样受体(TLR) 的发现使得这一研究更加引起人们的重视。
  E2可以通过多种途径改善缺血再灌注损伤。有研究发现E2可降低缺血再灌注血浆内TNF-α水平,减轻TNF-α所介导的血管内皮损伤;还可减轻中性粒细胞与血管内皮细胞粘附作用,保护血管内皮细胞,E2还可以调整再灌注区域内NO/内皮素的含量,改善微循环,从而减轻脏器的缺血再灌注损伤。同时E2还可保护LDL不被氧自由基氧化为ox-LDL,而减轻血管内皮的损伤。已经有人报道用E2处理组中再灌注损伤的心肌和脑中超氧化物岐化酶(SOD)的含量高于非处理组。而SOD可以阻断氧自由基的产生。并且Land WG最近的一项研究发现用活性氧族的拮抗剂(rh-SOD)可以明显减少急性排斥反应(AR)的发生率及严重程度,并提高移植肾的近期和远期存活率。这些研究提示我们E2可以通过改善移植物的缺血再灌注损伤来对抗AR及CAN的发生及进展。
  1.4  雌二醇与免疫系统以及细胞因子
  雌二醇通过对免疫系统的调节而影响CAN。关于雌激素对免疫系统的调节作用,观点不尽相同。目前较为一致的观点是,雌激素可引起胸腺萎缩。Mor等经过一系列实验证实CD4+、CD8+ T细胞和胸腺基质细胞上有ERα、ERβ表达,E2可能是通过与这些细胞上的ER结合而发挥调节作用的。此后Oner等发现雌鼠性腺切除后各组胸腺重量均增加,而给予雌激素替代治疗后胸腺重量减少。Okasha等也发现,E2治疗组小鼠的胸腺细胞在体外培养24h后,凋亡水平较对照组高,并证明E2确实能诱导胸腺CD4+、CD8+T细胞凋亡,机制可能是通过Fas/FasL系统、bcl-2家族及细胞周期诱导凋亡的。关于E2对B细胞凋亡影响的研究,有人发现雌激素治疗可能通过使bcl-2等基因表达上调保护B细胞,免于发生B细胞受体介导的凋亡。国内还有体外实验发现生理浓度的E2能够抑制人外周血单核细胞表面HLA-Ⅱ类抗原的表达,从而减弱其抗原呈递能力,由此减弱细胞免疫反应。
  Antus等最近进行了一项对同种异体肾移植模型大鼠的实验。他们于24周后切除移植肾,作病检,发现卵巢切除组的移植肾血管周及球旁有大量CD5+T细胞浸润,而且择性雌激素受体调节剂(SERMs)处理组也有类似发现。
  雌二醇可以通过影响细胞因子及粘附分子的合成进而影响免疫应答。有关这方面的研究也存在较多争议。有人用生理浓度的E2来处理雌性大鼠,发现血中白介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)的水平下降,而IgG水平则升高。但最近有人对THP-l单核细胞进行体外培养,分别在培养液中加入高剂量的E2和Te,发现E2组IL-1、TNF-α的表达均上调,而Te组则相反。同时也有人发现对正常大鼠给予长期的雌激素治疗后取胸腺和脾脏淋巴细胞做培养,发现其在刀豆蛋白A(Con-A)的刺激下,雌性组的干扰素γ(IFN-γ)和IL-2呈高表达,而雄性组则相反。Giltay对变性人的研究还发现Te对外周血Th1细胞有兴奋作用,而E2则有一定程度的抑制作用,在男性给予雌激素治疗时,NK细胞减少,可在一定程度上抑制丝裂素诱导的IFN-γ/IL-4的比率;在女性给予雄激素治疗时,可以增加丝裂素诱导IFN-γ/IL-4的比率和TNF-α的产生。还有人发现E2可以通过改变TH1/TH2细胞因子的比例来调节免疫应答。它可以下调th1来源的细胞因子如:IL-12,TNF-α和IFN-γ;上调th2来源的细胞因子如:IL-10,IL-4和转化生长因子β(TGF-β),但就此也存在一些不同观点。多个研究表明雌二醇在这方面的影响与体内、体外,剂量,性别差异有着复杂的联系。
  然而有关E2对移植肾功能影响的研究,结果却趋于一致。Geraint对51例尸肾移植的患者在术后3、6和12月分别对肾组织进行穿刺活检,发现术后3月即开始有 TGF-β,血小板反应素(TSP)和FBN等致纤维化因子的表达,并随时间呈进行性增加。已有多个研究显示TGF-β1、血管细胞黏附分子1(VCAM-1)和TNF-α等的表达上调确实与CR的进展有密切关系。Antus对卵巢切除的肾纤维化大鼠模型的研究表明,E2处理组与相非处理组比较:蛋白尿明显减轻;血小板衍生生长因子A(PDGFA)和TGF-β mRNA的表达也均减低了。我国学者以Fisher大鼠建立标准的移植肾慢性排斥反应大鼠模型。他们发现不论接受雌性供肾还是雄性供肾,标准对照组的血清肌酐均升高,肌酐清除率下降;雌激素治疗组血清肌酐降低,肌酐清除率得到改善,同时血清胆固醇降低,对照组平均动脉压显著高于治疗组,而且还观察到治疗组雌激素减少炎性细胞浸润的程度与ICAM-1和TGF-β1的表达减少相一致。
  最近对趋化性细胞因子RANTES以及单核细胞趋化蛋白(MCP)在CAN中所起的作用有了越来越多的研究,认为单核/巨噬细胞向动脉损伤处的汇集主要受单核细胞趋化蛋白1(MCP-1) 的调节。有人已经开始检测患者血浆中RANTES和MCP-1的水平,预测肾移植的预后和诊断CR,且趋化因子拮抗剂MetRANTES确实可以延缓移植物失功。Seli等报道体外培养的人冠状动脉平滑肌细胞表达MCP-1, 而10-9mol/L 或更高浓度的E2 对MCP-1 mRNA 表达的抑制作用可达40%,且反应迅速,同时MCP-1 蛋白质的生成也受到显著抑制。目前已发现E2可以减少肾移植术后病人血中MCP-1的含量。
  2  睾  酮
  研究证实胸腺细胞、巨噬细胞、T 细胞以及B细胞均有雄激素受体的表达,因此Te作为人体最主要的雄激素对免疫系统有着重要影响。有人认为雄激素对免疫系统有抑制作用,可增加体外胸腺细胞的凋亡。并有人发现睾酮在10nmol/L可激活巨噬细胞膜表面的受体,引起Ca2+内流,从而促进Fas/FasL的表达,诱导巨噬细胞的凋亡。然而Giltay等研究发现,生理浓度的Te能促进单核细胞表面HLAⅡ类抗原的表达,高浓度时则表现为抑制效应,并且生理浓度的Te可以抵消E2对单核细胞HLAⅡ类抗原表达的抑制作用。还发现Te可以使CD8+ 淋巴细胞功能增强, 但是并不改变淋巴细胞总数及增殖能力。Liva 等利用抗CD3 抗体刺激大鼠脾脏细胞,结果发现雄性大鼠组较雌性组产生较多的IL-10 和IL-4 ,而IL-12的生成则较少。目前这方面的研究比较少,说法出入也较大,是否如同雌二醇一样,睾酮的免疫作用也与剂量有关,还有待进一步探讨。
  但是有关肾移植方面的研究说法基本一致。生理浓度低值的双氢睾酮(3×10-9mol/L)能刺激人脐动脉VSMC增殖。有人对大鼠的研究表明,Te可通过抑制NOS的活性而加重缺血再灌注损伤。而去势的大鼠与正常对照组比较,缺血再灌注损伤则是减轻的。Balazs对大鼠的同种异体肾移植实验结果也证实Te处理组TGF-β、PDGF-A、PDGF-BmRNA的表达均升高,雄激素抑制剂处理组则相反。
  3  结  语
  以雌二醇、睾酮为代表的性激素对慢性移植物肾病的病程进展的影响是肯定的,但其机理相当复杂,包括对于一系列正的和负的影响,在研究性激素对移植肾的作用时,既要考虑性别差异,又要考虑剂量大小的影响,更重要的是对导致移植物失功的各个影响因素的影响程度大小。目前有关这方面的动物实验已经进行了一些,但真正涉及到临床方面的研究还未见报道。关于性激素水平异常对人的移植肾远期功能影响有多大,对于肾移植术后患者是否应监测性激素水平,如果水平异常是否应及时调整,这些问题都值得我们进一步研究。而且随着肾移植术后病人的存活率不断提高,病人术后的生活质量日益受到关注。对于那些性功能恢复不满意,生育能力下降的患者,能否给于性激素治疗,对移植肾功能有无影响目前都不十分清楚。可见这一领域尚待我们进一步去探索,为可能的新的监测及治疗手段提供依据。
  参考文献 略

稍新:英国科学家发现癌症转移关键蛋白
早前:肾移植患者高尿酸血症与痛风的研究进展