杨嘉洁，姚翠微

（广东医科大学附属医院肾脏疾病研究所，广东 湛江 524001）

腹膜透析（PD）是一种针对终末期肾病患者的肾脏替代疗法，在透析充分性、患者死亡率和其他结果参数方面与血液透析相当，但PD 提供了更高的生活质量和成本节约措施。既往有调查表明，全世界有超过272 000 名患者接受PD 治疗，约占全球透析人口的11%[1]。PD 与血液透析的最大区别是：PD 使用腹膜作为过滤膜，透析液通过导管流入腹腔，腹膜作为一种天然的过滤膜去除废物；血液透析需要将血液引流至体外，通过透析器的弥散、超滤、吸附、对流作用进行物质交换，从而清除体内的代谢废物，维持电解质和酸碱平衡。腹膜结构简单，人腹膜间皮细胞（HPMCs）是腹膜间皮结构的主要组成部分。间皮细胞下面是一层基底膜和间皮下层，包含胶原蛋白、成纤维细胞、脂肪组织、血管和淋巴管[2]。腹膜是腹透液交换过程中阻止微生物入侵的第一道屏障。长期接触非生物相容性的高浓度葡萄糖透析液和复发性腹膜炎是导致腹膜结构和功能改变的主要原因。PD 相关性腹膜炎的诊断需要同时满足以下任意两个特征：（1）与腹膜炎一致的临床特征，即腹痛或有混浊的透析流出物；（2）透析流出物中白细胞计数达100 个/mL（停留时间至少2 h 后），中性粒细胞占50% ；（3）透析流出物培养呈阳性[3-4]。及时的临床诊断和早期使用抗生素治疗是PD 相关性腹膜炎得以治疗成功的关键[5]。腹膜纤维化（PF）的发生发展是一个复杂的过程，目前尚无明确的诊断标准。有专家认为可通过检测腹膜流出物标志物及腹膜功能评估PF 的程度，而病理活检才是诊断PF 的金标准，但临床难以普遍开展[6]。

自噬是细胞一个保守的分解代谢过程，存在于大部分真核细胞中，是细胞内的再循环系统。自噬在各种生命活动中均发挥着重要的作用，比如在应激条件下，如饥饿、低氧、热应激和药物处理，可诱导细胞自噬，从而加速细胞内的新陈代谢[7]。根据降解的内容，自噬可分为整体自噬和选择性自噬。整体自噬可降解非特异性胞浆物质，以应对饥饿，而选择性自噬的目标是特定物质，如受损的细胞器、蛋白质聚集体、细胞内病原体等[8]。然而，在某些情况下，自噬的功能也取决于细胞类型，此外也取决于治疗时间窗，因为自噬可能在疾病的初始阶段有益，但在更晚期阶段有害，如肝细胞性肝癌[9]。自噬是一把双刃剑，它可以通过大量的分解代谢来维持细胞内的营养平衡；另一方面，它可以促进细胞凋亡，如Ⅱ型细胞程序性死亡，或启动上皮细胞形态改变，如上皮细胞- 间充质细胞转分化（epithelial to mesenchymal transition，EMT）[10]。EMT 在PF 过程及随后的腹膜功能恶化中起着初始作用。近年来越来越多的证据表明，自噬失调参与了腹膜炎、PF 的发病机制。然而，自噬的激活或抑制如何参与腹膜炎症、纤维化的进程，目前尚未完全明确。本文综述了近年来自噬在PD 相关并发症中的作用，并强调了细胞自噬作为治疗PD 相关并发症潜在靶点的现有证据。

1 细胞自噬

细胞自噬是一种调节机制，是通过自溶酶体降解和修复大分子物质及细胞器，以维持细胞代谢和自我更新的过程。在生理情况下，自噬维持细胞内稳态；在外界压力、饥饿、缺氧和内质网应激等特殊情况下，自噬被激活，为细胞的存活提供营养和能量[11]。自噬机制的受损与肿瘤、神经退行性疾病、代谢相关疾病的发病过程密切相关[12]。自噬受到一系列自噬相关基因的严格调控。在饥饿、缺氧或其他特定的细胞应激条件下，有缺陷的蛋白质和细胞器被降解和循环利用。自噬相关信号传导途径包括哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）依赖性途径，如AMPK/mTOR 和PI3K/Akt/mTOR 途径，以及非mTOR 依赖性途径，如P53途径[12]。其中mTOR 在自噬调控中扮演着非常重要的角色，是自噬调节的主要分子[13]。抑制mTOR 信号通路可诱导自噬[14]。在不同的生理和病理条件下，AMPK 可以被上游激酶磷酸化，并与AMP 或ADP 结合，从而激活AMPK。活化的AMPK 调节多种细胞代谢过程，包括自噬。AMPK 通过磷酸化mTORC1、ULK1和PIK3C3/VPS34 复合物中的自噬相关蛋白直接促进自噬，或间接通过调节转录因子如FOXO3、TFEB 和BRD4 下游的自噬相关基因的表达来促进自噬。mTOR和AMPK 之间的平衡在维持免疫细胞的正常生长状态和功能中起着核心作用[15]。雷帕霉素对mTOR 的抑制已被证明可以减少蛋白质合成并促进自噬[16]。不依赖于mTOR 的自噬激活剂主要通过AMPK 途径发挥作用，如二甲双胍、海藻糖和白藜芦醇[17-19]。除了通过药物来调控自噬，还可以通过饮食限制来激活自噬。低碳水饮食能够磷酸化激活AMPK，从而促进自噬[15]。

2 细胞自噬与腹膜炎

近年来随着临床实践的改善，PD 相关性腹膜炎的发病率在全球范围内呈下降趋势，支持将PD 作为一线透析方式[20]。但腹膜炎仍然是造成PD 技术失败和超滤失败的主要原因。研究表明，PD 患者的腹膜炎与死亡率显著相关[21]。在PD 患者中，分析腹膜炎症的原因，可以从传统因素、慢性肾病本身以及PD 治疗因素等方面来分析。持续的低度全身性炎症在慢性肾脏疾病中甚至在早期阶段都非常普遍。慢性肾脏疾病本身的炎症状态受到肾脏细胞因子清除减少、液体超负荷、免疫功能障碍和感染共病的影响。此外，肾脏替代疗法也可能促进炎症，例如透析通路感染、溶液的生物不相容性及透析液污染[22]。PD 溶液具有产生晶体渗透压的高渗透性，其在热灭菌过程中会形成葡萄糖降解产物，而在腹膜腔和体循环中形成的晚期糖基化产物对腹膜的完整性有害。研究发现，尽管经过早期抗生素治疗腹膜炎的临床症状能够得到明显缓解，但至少6 周内仍有促炎细胞因子和生长因子的活性释放[23]。这意味着腹膜间皮细胞存在持续损伤。因此，PD 相关性腹膜炎仍旧是一个临床难题。自噬是一种质量控制、代谢和先天免疫过程。作为一种细胞质降解途径，自噬可以防止外源性危害，包括感染以及内源性炎症来源（如分子聚集体和受损细胞器）[24]。自噬在多种器官的炎症中均有保护作用，如肠炎、肺炎、血管炎、神经炎、肾炎等[25]。在腹膜炎症中，热休克蛋白72 通过增强JNK 激活依赖性自噬和抑制细胞凋亡来保护腹膜间皮细胞免受脂多糖（LPS）诱导的损伤[26]。研究显示，自噬通过清除急性炎症后腹膜间皮细胞受损细胞质的细胞器，促进大鼠急性炎症后腹膜间皮细胞的恢复[27]。白藜芦醇可以通过激活AMPK 诱导自噬保护HPMCs 免受ROSNLRP3 介导的炎症损伤[28]。

3 细胞自噬与PF

PF 是长期行PD 患者常见的并发症，也是导致PD 失败的主要原因之一。持续暴露于高渗、高血糖和酸性透析溶液、与居住条件相关的机械压力以及导管并发症的发生可能导致腹膜出现急性和慢性炎症及损伤。在这种情况下，腹膜会出现进行性纤维化、血管生成和血管病变[29]。腹膜炎症可导致腹膜出现显著的结构改变，包括间皮细胞增厚、间皮- 间充质转化（MMT）、纤维蛋白沉积、纤维囊形成、血管周围出血及间质纤维化等。腹膜结构改变会导致腹膜功能改变，进而导致PD 效果下降及超滤失败。而在严重的复发性腹膜炎病例中，上述腹膜结构和功能的改变更为明显。在少数患者中，严重的PF 主要发生在腹膜脏层，导致腹膜包裹性硬化（EPS），这是一种发病机制模糊、致死率高的灾难性并发症。PF 过程是在PD 相关炎症介质急性和慢性释放后发生的。PF 有两个协同过程，即纤维化过程本身和炎症。这两个过程之间的联系通常是双向的，每个过程都会引发另一过程[6]。上皮细胞- 间充质细胞转分化（EMT）又称MMT，被认为是PF 的一个重要启动因子。EMT 是诱导腹膜纤维化和继发腹膜功能退化的关键。腹膜间皮细胞在反复暴露于特定生长因子（如转化生长因子-β）后会发生EMT，并转化为成纤维细胞。另外，PD 相关性PF 的另一个重要机制是血管生成。血管生成和溶质运输速率的增加与超滤能力的下降有关[30]。然而，目前尚无有效的针对PF 的干预和治疗策略。自噬作为一种复杂而必要的细胞分解代谢过程，存在于大多数哺乳动物细胞中，被认为是多器官纤维化疾病的重要调节因子。当前，自噬在纤维化疾病的调节和发展中所起到的作用仍有争议。纤维化疾病通常是进行性的，它们在纤维化的不同阶段病理表现差异很大。而在纤维化的不同阶段，细胞自噬的功能和易感性可能是不同的[31]。最近的研究表明，自噬与心、肝、肺、肾组织纤维化的发生、发展密切相关[32-33]。在PF 的过程中，自噬既有正面作用也有负面作用。体外研究表明，海藻糖通过诱导自噬抑制腹膜细胞MMT 进而改善PF[33]。1,25（OH）2D3通过诱导自噬减轻高糖诱导的腹膜损伤及纤维化[34]。这些结果表明，自噬可能是PD 患者PF 治疗的潜在靶点。

4 小结

自噬是细胞和生物体内维持环境稳定的关键。越来越多的证据表明，在生理或病理环境中，完整的自噬反应与腹膜间皮细胞稳态的保持有关。大量研究表明，自噬在腹膜间皮细胞中主要表现出保护性作用。目前，大多数研究依赖于在全身水平或特定组织中通过营养、药理学干预或自噬相关基因（最常见的是Atg5、Atg7 或Becn1）纯合或杂合缺失对自噬进行系统调节。通常用于调节自噬的营养和药理学干预包括热量限制、热量限制模拟物、雷帕霉素、3- 甲基腺嘌呤和溶酶体抑制剂，以上都是非特异性调控。因此，我们有必要阐明：（1）自噬是否介导普遍的腹膜保护作用或仅在特定环境中有益；（2）发生腹膜炎及PF 时，自噬活化在多大程度上发挥有效的治疗作用；（3）自噬是防治PD 相关并发症潜在的新靶点。未来的研究应基于药理学干预，增加目标特异性和涉及成年小鼠自噬相关基因缺失的遗传模型，揭示在生理和病理环境中完整的自噬反应与腹膜动态平衡之间的联系。综上，精准调控细胞自噬可能为PD 的临床应用带来新的突破。