降低萬古霉素腎毒性的藥物及作用機(jī)制研究進(jìn)展

潘坤明，蔣嘯天，徐辰祺，許青，李曉宇，丁小強(qiáng)*，呂遷洲*（. 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院藥劑科，上海 0003；. 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院腎內(nèi)科，上海 0003）

萬古霉素為三環(huán)糖肽類抗生素，于1958年獲批，對多種革蘭氏陽性菌有活性，是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（methicillin-resistant staphylococcus aureus，MRSA）感染的首選藥[1]。但萬古霉素導(dǎo)致的腎毒性（vancomycin induced nephrotoxicity，VIN）限制了其臨床應(yīng)用[2]。我國醫(yī)療機(jī)構(gòu)中萬古霉素使用比例占萬古霉素、利奈唑胺和替拉考寧總數(shù)的31.4%～94.4%[3]。2021年一項中國人群全國多中心藥物導(dǎo)致急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）橫斷面調(diào)查顯示：單個藥物排序中，萬古霉素是我國第二大致腎損傷藥物[4]。

目前降低VIN 的措施主要為加強(qiáng)抗菌藥物管理和開展治療藥物濃度監(jiān)測，依然缺乏可應(yīng)用于臨床的VIN 保護(hù)劑[5]。了解降低VIN 的藥物及其作用機(jī)制，對VIN 的防治具有重要意義。VIN 確切機(jī)制尚不明確，大多數(shù)研究認(rèn)為與氧化應(yīng)激介導(dǎo)的腎小管損傷以及萬古霉素在腎臟聚集有關(guān)[5-6]。因此，抗氧化劑及減少萬古霉素腎臟聚集的藥物可能具有降低VIN 的作用。筆者對近年來降低VIN 的藥物及其作用機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為促進(jìn)VIN 保護(hù)藥的研發(fā)和臨床應(yīng)用提供參考。

1 VIN 的定義

大多數(shù)研究將VIN 定義為在沒有其他原因可解釋的情況下，血清肌酐（serum creatinine，Scr）濃度增加≥0.5 mg·dL-1，或連續(xù)每日測得的Scr 較基線增加50%，或連續(xù)兩日肌酐清除率較基線下降50%[7]。2004年急性透析質(zhì)量方案開發(fā)協(xié)作組制定了AKI 的診斷與分類系統(tǒng)，即RIFLE 標(biāo)準(zhǔn)（風(fēng)險Risk、損傷Injury、衰竭Failure、喪失Loss 和終末期腎臟病End-Stage Renal Disease）[8]。2007年急性腎損傷工作組（acute kidney injury network，AKIN）對RIFLE 標(biāo)準(zhǔn)稍作修改，形成了AKIN 標(biāo)準(zhǔn)[9]。2012年改善全球腎臟病預(yù)后組織對AKI 定義進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)范，將RIFLE/AKIN 標(biāo)準(zhǔn)定義為AKI 診斷的正式標(biāo)準(zhǔn)，而此前關(guān)于AKI 的定義至少有35 種[10]。據(jù)此，目前建議對VIN 采用敏感性更高的定義，即在無其他原因可解釋的情況下，連續(xù)使用萬古霉素數(shù)日后Scr 在48 h 內(nèi)升高≥0.3 mg·dL-1[11]。

2 VIN 的發(fā)生機(jī)制

VIN 早期主要是由于萬古霉素制劑工藝不佳，雜質(zhì)含量較高（純度只有70%左右）導(dǎo)致的[5]。通過不斷地改進(jìn)純化工藝，目前制劑中萬古霉素 B（活性部分）的含量達(dá)到90%～95%，腎毒性顯著降低[1]。我國人群VIN 橫斷面調(diào)查顯示其發(fā)生率在14.3%～16.2%[12-13]。多種因素會影響VIN 的發(fā)生，在合并風(fēng)險因素時，VIN 發(fā)生率高達(dá)43%。發(fā)生率差異大可能的原因是不同研究采用的VIN 定義、研究人群的疾病嚴(yán)重程度以及研究人群的合并風(fēng)險因素存在差異等[5，14-15]。VIN 可能是多種因素導(dǎo)致的。根據(jù)患者腎臟活檢病理報告顯示，VIN 主要為急性腎小管壞死（acute tubular necrosis，ATN），罕見急性間質(zhì)性腎炎（acute interstitial nephritis，AIN）[16-19]。萬古霉素導(dǎo)致ATN 是劑量依賴性的，可能與萬古霉素誘導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷[20]、細(xì)胞自噬[21]和阻塞性管型形成[22]等機(jī)制有關(guān)[23]。萬古霉素導(dǎo)致的AIN 可能是細(xì)胞介導(dǎo)的超敏反應(yīng)[17]。腎活檢病理表現(xiàn)為腎間質(zhì)水腫，嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、漿細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤[19，23]。

3 降低VIN 的藥物及其機(jī)制研究

目前對于降低VIN 藥物的探索主要在臨床前研究階段，包括抑制萬古霉素介導(dǎo)的氧化應(yīng)激、細(xì)胞自噬；減少萬古霉素腎臟聚集、促進(jìn)萬古霉素腎臟排泄；抑制腎臟血管收縮等多種機(jī)制[21，23-26]。目前對于VIN 的臨床研究以回顧性研究為主，研究藥物均為抗氧化劑。根據(jù)文獻(xiàn)檢索，已發(fā)表的隨機(jī)對照試驗（RCT）僅一項[27]。

3.1 臨床前研究中藥物降低VIN 及其作用機(jī)制

3.1.1 VIN 動物及細(xì)胞模型 體內(nèi)實驗大多采用大鼠構(gòu)建VIN 模型。萬古霉素劑量大多采用200 mg/（kg·d）q 12h 或400 mg/（kg·d）qd；給藥方式以腹腔注射為主；一般連續(xù)給藥7 d。給藥結(jié)束后收集大鼠血液、尿液、腎組織等樣本檢測腎功能指標(biāo)變化情況，并取大鼠腎組織病理切片觀察腎臟損傷情況。腎毒性的指標(biāo)一般為Scr、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN），以及腎臟病例切片中細(xì)胞的損傷情況等。體外實驗大多采用人腎小管上皮細(xì)胞構(gòu)建VIN 模型，給予萬古霉素4 mmol·L-1處理細(xì)胞24 h，觀察腎損傷指標(biāo)變化情況及細(xì)胞損傷情況。

3.1.2 抑制萬古霉素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷通路Nishino 等[20]研究表明氧化應(yīng)激損傷是VIN 的基礎(chǔ)發(fā)生機(jī)制，而其合成的具有抗氧化作用的六亞甲基二胺偶聯(lián)超氧化物歧化酶（AH-SOD）能夠通過抑制氧化應(yīng)激降低VIN[24]。隨后，大量研究表明抗氧化劑能夠通過抑制氧化應(yīng)激而發(fā)揮VIN保護(hù)作用，這些抗氧化劑包括α-硫辛酸、銀杏葉提取物、褪黑素、氨力農(nóng)[28]、厄多司坦[29]、促紅細(xì)胞生成素[30]、2，3-二羥基苯甲酸[31]、咖啡酸苯乙酯、維生素C[32-33]、維生素E[34]、N-乙酰半胱氨酸[35]、1，5-異喹啉二醇（ISO）[一種ADP核糖聚合酶（PARP）抑制劑][36]、姜黃素[37-38]、百里醌[39]、阿托伐他汀[40]、碧蘿芷、螺旋藻[41]、羰基氰化物-4-（三氟甲氧基）苯腙[FCCP，一種線粒體解偶聯(lián)劑]和[2-（2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基-4-基氨基）-2-氧乙基]三苯基氯化鏻（MitoTEMPO，一種線粒體靶向抗氧化劑）[34]、富含DHA 的磷脂酰膽堿（DHA-PC）[42]、蘆丁[43-44]、水飛薊素[45-46]、姜油酮[47]、綠原酸[48]、柚皮素[49]、五酯膠囊[50]等。Ocak 等[35]比較了咖啡酸苯乙酯、維生素C、維生素E 和N-乙酰半胱氨酸對VIN 的保護(hù)作用，結(jié)果顯示維生素E（脂溶性維生素）降低VIN 的效果最好，其次是維生素C、N-乙酰半胱氨酸和咖啡酸苯乙酯。維生素E 的抗氧化優(yōu)勢在另一項研究中也得到了驗證[34]。Dalaklioglu 等[36]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，萬古霉素通過誘導(dǎo)氧化應(yīng)激及隨后的DNA 鏈斷裂，激活PARP 通路導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，而ISO 通過抑制PARP 通路發(fā)揮VIN 保護(hù)作用。Sakamoto 等[34]發(fā)現(xiàn)線粒體膜心磷脂過氧化介導(dǎo)了萬古霉素誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)活性氧產(chǎn)生和近端腎小管上皮細(xì)胞凋亡的啟動。而FCCP、維生素E、MitoTEMPO能夠通過去除線粒體活性氧，發(fā)揮VIN 保護(hù)作用。Shi 等[42]研究顯示DHA-PC 不僅抑制氧化應(yīng)激，還通過上調(diào)Bcl-2 以及下調(diào)胱天蛋白酶（caspase）-9、caspase-3、細(xì)胞色素C、p38 和JNK 滅活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路抑制細(xì)胞凋亡，發(fā)揮VIN 保護(hù)作用。Qu 等[43-44]研究發(fā)現(xiàn)蘆丁可通過抑制萬古霉素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙、炎癥細(xì)胞浸潤和細(xì)胞凋亡來改善 VIN。水飛薊素[45-46]、柚皮素[49]也可通過減少細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激發(fā)揮VIN 保護(hù)作用。Qu 等[48]發(fā)現(xiàn)綠原酸通過減輕萬古霉素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和亞硝化應(yīng)激；抑制萬古霉素誘導(dǎo)的核因子-κB（NF-κB）、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）、下游促炎介質(zhì)腫瘤壞死因子（TNF）-α和白介素（IL）1β及IL-6 的表達(dá)，抑制炎癥反應(yīng)；抑制萬古霉素誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡發(fā)揮VIN 保護(hù)作用。

3.1.3 抑制細(xì)胞自噬通路 自噬是一種溶酶體降解途徑，可分解細(xì)胞質(zhì)組分進(jìn)行清除和再利用。然而，腎細(xì)胞自噬調(diào)控異?？蓪?dǎo)致多種腎臟疾病[51]。Xu 等[21]首次發(fā)現(xiàn)自噬在VIN 中的作用：萬古霉素通過抑制細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）1/2 和激活哺乳動物類雷帕霉素靶蛋白信號（mTOR）通路來誘導(dǎo)自噬。此外，自噬相關(guān)蛋白7 抗體通過激活蛋白激酶C（PKC）-δ誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。氯喹能夠通過抑制自噬，顯著改善腎小管細(xì)胞凋亡而發(fā)揮VIN 保護(hù)作用[21]。自噬抑制可作為治療VIN 的新靶點(diǎn)。Bayomy 等[41]也發(fā)現(xiàn)螺旋藻和碧蘿芷不僅可以減少腎臟氧化應(yīng)激，抑制細(xì)胞凋亡，還可以通過上調(diào)自噬標(biāo)志蛋白（LC3/B）的表達(dá)抑制細(xì)胞自噬，從而發(fā)揮VIN 的保護(hù)作用。

3.1.4 作用于腎臟轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通路促進(jìn)萬古霉素腎臟排泄 VIN 與萬古霉素在腎小管的聚集有關(guān)[7]。研究發(fā)現(xiàn)磷霉素[52-54]、氟氧頭孢鈉[55]、亞胺培南西司他丁[53-54]、西司他丁[25，56]等可以通過降低萬古霉素在腎組織中的濃度降低VIN。西司他丁是一種脫氫二肽酶-1（DHP-1）抑制劑，在臨床上與亞胺培南組成復(fù)方制劑，以防止亞胺培南被 DHP-1 水解，延長抗菌作用；并作用于腎近端小管刷狀緣膜以防止亞胺培南的蓄積和毒性[56]。Humanes 等[56]發(fā)現(xiàn)西司他丁可能部分通過減少萬古霉素在腎小管上皮細(xì)胞中的積累以減少細(xì)胞凋亡和線粒體損傷，發(fā)揮VIN 保護(hù)作用。Im 等[25]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)西司他丁的腎臟保護(hù)作用與P-糖蛋白 （P-gp）有關(guān)。西司他丁可能通過上調(diào)P-gp 蛋白表達(dá)和減弱萬古霉素對P-gp 蛋白表達(dá)的抑制作用，降低腎近端小管細(xì)胞中的藥物濃度，從而抑制萬古霉素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡以發(fā)揮VIN 保護(hù)作用。

3.1.5 抑制氧化應(yīng)激及促進(jìn)腎臟排泄雙重機(jī)制Wen 等[57]的研究顯示JBP485（Cyclo-trans-4-Lhydroxyprolyl-L-serine，一種抗肝炎二肽）能夠通過抑制氧化應(yīng)激，降低細(xì)胞凋亡發(fā)揮VIN 保護(hù)作用；并進(jìn)一步探索其對腎臟轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的影響，結(jié)果顯示VIN 的機(jī)制可能部分與抑制腎臟有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（OAT1）、有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白3（OAT3）、有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（OCT2）、多藥耐藥相關(guān)蛋白 2（MRP2）和 P-gp 蛋白的表達(dá)有關(guān)，而JBP485 可通過上調(diào)這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)來加速腎臟內(nèi)源性毒素（例如硫酸吲哚酚）的排泄降低VIN。Kandemi 等[58]研究顯示姜酮可以通過抑制萬古霉素誘導(dǎo)的腎臟氧化應(yīng)激、炎癥和細(xì)胞凋亡，發(fā)揮VIN 保護(hù)作用；此外，該課題組還探索了姜酮對腎水通道蛋白（aquaporin，AQP）的影響，發(fā)現(xiàn)姜酮可抑制萬古霉素誘導(dǎo)的AQP1降低，減少腎小管缺血，發(fā)揮VIN 保護(hù)作用。丹參酮ⅡA 是唇形科植物丹參的脂溶性主要有效成分之一，具有抗氧化、抗炎、改善微循環(huán)等作用，陳曉宇等[59]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)丹參酮可以通過降低萬古霉素腎組織濃度和血清濃度降低VIN。

3.1.6 舒張腎血管，改善腎臟血供 Bayram 等[26]發(fā)現(xiàn)右美托咪定可抑制萬古霉素誘導(dǎo)的內(nèi)皮素1水平升高和一氧化氮水平降低，抑制腎血管收縮，降低VIN，發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。但需注意右美托咪定可能導(dǎo)致低血壓及后續(xù)的低灌注風(fēng)險。

3.2 臨床研究中降低VIN 的藥物

Badri 等[27]開展了一項RCT 探索N-乙酰半胱氨酸對VIN 的降低作用，研究共納入179 例患者，其中84 例患者接受N-乙酰半胱氨酸（600 mg/次q12h）聯(lián)合萬古霉素治療。結(jié)果顯示，相比于單用萬古霉素組，聯(lián)用N-乙酰半胱氨組患者Scr 和BUN 水平更低，VIN 發(fā)生率更低（12.63%vs. 4.76%，RR＝0.377，P＝0.066）。該研究提示N-乙酰半胱氨酸具有降低 VIN 的潛力。

多項回顧性對照研究顯示維生素C[60-61]、還原性谷胱甘肽[62]、褪黑素[63]等抗氧化劑有助于降低VIN。Saagar 等[61]的研究顯示，與萬古霉素單用相比，聯(lián)用維生素C（500 mg/次bid）的患者發(fā)生AKI 的比例較低（29.2%vs21.7%，P＝0.248）。控制協(xié)變量的多因素logistic 回歸分析顯示，維生素C 與VIN 發(fā)生率降低顯著相關(guān)（OR＝0.377，P＝0.029）。何娟等[60]的研究顯示，相比于單用萬古霉素，聯(lián)用大劑量靜脈維生素C [50 ～200 mg/（kg·d）]的重癥患者，其腎功能指標(biāo)（Scr、BUN）顯著改善。李娟等[62]研究了還原型谷胱甘肽對重癥患者VIN 的降低作用，結(jié)果顯示萬古霉素聯(lián)用還原性谷胱甘肽后，Scr 值明顯改善（102.0 μmol·L-1vs81.0 μmol·L-1，P＜0.05）。Hong 等[63]研究褪黑素對VIN 的作用，結(jié)果顯示與萬古霉素單用相比，聯(lián)用褪黑素患者AKI 發(fā)生率顯著降低（16.3%vs7.9%，P＝0.043）；多因素logistic 回歸分析顯示聯(lián)用褪黑素有助于VIN 發(fā)生率降低。

4 結(jié)語

目前降低VIN 的藥物及其作用機(jī)制以臨床前研究為主，臨床研究缺乏且以回顧性分析為主。氧化應(yīng)激可能是VIN 發(fā)生機(jī)制的基礎(chǔ)，因此，大量研究聚焦于抗氧化劑對VIN 的保護(hù)作用及機(jī)制，目前30 多種抗氧化劑顯示有降低VIN 的作用。體內(nèi)外實驗揭示抗氧化劑可能通過抑制萬古霉素誘導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷、線粒體功能障礙、炎癥反應(yīng)、自噬、細(xì)胞凋亡等通路，從而降低VIN。此外，VIN 與萬古霉素在腎臟聚集有關(guān)。以西司他丁為代表，藥物作用于腎臟轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，通過增加萬古霉素腎臟排泄，降低腎小管上皮細(xì)胞藥物濃度發(fā)揮VIN 保護(hù)作用。然而，目前缺乏臨床研究證據(jù)的支持，僅一項RCT 研究顯示N-乙酰半胱氨酸具有降低VIN 的潛力。

期待更多的隨機(jī)、多中心臨床試驗來驗證這些抗氧化劑對VIN 的作用，包括如α-硫辛酸、銀杏葉提取物、褪黑素、厄多司坦、促紅細(xì)胞生成素、維生素C、維生素E、N-乙酰半胱氨酸、阿托伐他汀、蘆丁、水飛薊素、五酯膠囊等；此外，作用于P-gp 的西司他丁在多項研究中證實有降低VIN 的作用，具有較大的應(yīng)用潛力。