《Renal Failure》：Protective effects of adenosine triphosphate, thiamin, thiamin pyrophosphate, and their combination against linezolid-induced renal injury and lactic acidosis in rats
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本文研究了ATP（三磷酸腺苷）、硫胺素（维生素B1）、TPP（硫胺素焦磷酸酯）及其三联组合（ATTP）对利奈唑胺（LZD）诱导的大鼠肾毒性和乳酸酸中毒的保护作用。结果表明，LZD通过诱导线粒体功能障碍和氧化应激（如升高MDA、降低tGSH、SOD、CAT）导致肾功能损伤（BUN、肌酐升高）和乳酸堆积。TPP单用或与ATP、硫胺素联用能显著改善上述指标，其中三联疗法效果最优，为临床防治LZD相关不良反应提供了新策略。
引言
利奈唑胺（Linezolid）是一种合成抗生素，属于恶唑烷酮类，对革兰氏阳性微生物有效。它通过结合细菌23S核糖体RNA的50S亚基上的特定位点，抑制细菌蛋白质合成。尽管利奈唑胺是一种针对耐药病原体的广谱抗生素，但它与严重的副作用相关，包括血小板减少症、视神经病变、周围神经病变和乳酸酸中毒。也有报道称利奈唑胺使用相关的肾功能衰竭病例。研究表明，利奈唑胺可能通过增加乳酸、血清尿素、肌酐、MDA和促炎细胞因子水平，同时降低CAT和GSH水平来发挥肾毒性作用。肾脏在乳酸代谢中起着至关重要的作用，但在明显高乳酸血症的情况下，肾脏消除乳酸的能力会减弱。乳酸酸中毒如果得不到治疗，可导致一系列病理状况，包括急性肾损伤、胰腺炎、肝功能衰竭和心血管疾病。尽管文献中有相关信息，但利奈唑胺毒性的潜在机制尚未完全阐明。最近的研究报道，利奈唑胺可能降低细胞内ATP浓度，这表明ATP水平降低可能在其毒性效应的表现中起关键作用。ATP产生的减少可能导致氧化应激的增加。
硫胺素（Thiamin），也称为维生素B1，是一种水溶性维生素，天然存在于红肉、豆类、全谷物和坚果中。硫胺素缺乏已被证明会减少ATP合成并损害氧化代谢。硫胺素通过硫胺素焦磷酸激酶（TPK）转化为其活性代谢物TPP。TPP是丙酮酸脱氢酶（PDH）的辅因子，在丙酮酸转化为乙酰辅酶A的过程中起着关键作用。因此，在TPP缺乏的情况下，丙酮酸会转化为乳酸，导致高乳酸血症，即乳酸酸中毒。TPP给药已被报道可防止乳酸积累、改善葡萄糖代谢并增强有氧能力。此外，TPP已显示出抗氧化特性，并已被证明可以保护组织免受氧化应激。目前的文献表明，ATP、硫胺素及其活性形式TPP可能在预防利奈唑胺诱导的肾毒性和乳酸酸中毒方面具有潜在的治疗价值。
材料与方法
本研究使用36只雄性Wistar白化型大鼠，年龄在9至10周之间，体重在281至290克之间。动物被随机分为六组（每组n=6）：健康对照组（HG）、单用利奈唑胺组（LZD）、ATP+利奈唑胺组（ATLZD）、硫胺素+利奈唑胺组（TLZD）、TPP+利奈唑胺组（TPLZD）以及ATP+硫胺素+TPP+利奈唑胺组（ATTPL）。利奈唑胺（125 mg/kg，口服）每天给药两次，而ATP（4 mg/kg）、硫胺素（20 mg/kg）和TPP（20 mg/kg）则每天腹腔注射一次，持续28天。治疗结束时，检查肾组织中的氧化应激标志物[丙二醛（MDA）、总谷胱甘肽（tGSH）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）]并进行组织病理学分析，同时分析血液样本中的血尿素氮（BUN）、肌酐和乳酸水平。使用商业ELISA试剂盒测定肾组织匀浆中的MDA、总GSH和SOD浓度。CAT活性的测定采用Goth提出的方法。使用Bradford法进行蛋白质定量。使用自动分析仪通过酶动力学法和Jaffe法分别测定血清BUN和肌酐水平。使用血气分析仪通过荧光光学电极法测定乳酸水平。肾组织经过固定、石蜡包埋、切片和H&E染色后，对单核细胞浸润、出血和肾小管变性进行半定量评分。数据以均值±标准误（SEM）表示，使用单因素方差分析或Kruskal-Wallis检验进行组间比较。
结果
生化结果
与HG组相比，LZD组肾组织中的MDA水平显著升高（7.30 ± 0.06 vs. 4.32 ± 0.09）。ATP治疗（6.28 ± 0.09）显著减轻了利奈唑胺诱导的肾MDA水平升高，而硫胺素治疗组（7.36 ± 0.12）的降低不显著。TPP治疗组（4.62 ± 0.07）和三联疗法组（ATTPL, 4.15 ± 0.04）的肾MDA水平显著低于LZD组，且ATTPL组的MDA水平与HG组无统计学差异。
LZD组肾组织中的tGSH水平（4.04 ± 0.07）显著低于HG组（7.39 ± 0.11）。ATP给药（5.33 ± 0.06）显著抑制了LZD诱导的tGSH耗竭。硫胺素治疗组（4.16 ± 0.05）仅有轻微增加，不显著。相比之下，TPLZD组（7.00 ± 0.19）和ATTPL组（7.49 ± 0.13）的tGSH水平显著升高，且ATTPL组的tGSH水平与HG组相当。
LZD组肾组织中的SOD活性（3.65 ± 0.06）显著低于HG组（6.33 ± 0.08）。ATP治疗（4.71 ± 0.07）显著缓解了这种降低，而TLZD组（3.79 ± 0.22）的轻微增加不显著。TPLZD组（6.13 ± 0.12）和ATTPL组（6.71 ± 0.18）的SOD活性显著升高，ATTPL组的酶活性几乎恢复到HG组水平。
LZD组肾组织中的CAT活性（2.34 ± 0.10）显著低于HG组（4.80 ± 0.14）。ATP给药（3.15 ± 0.16）部分逆转了这种降低，具有统计学意义，而TLZD组（2.38 ± 0.15）的轻微升高不显著。TPLZD组（5.27 ± 0.09）和ATTPL组（4.86 ± 0.22）的CAT活性与LZD组相比显著改善，ATTPL组的酶活性接近HG组水平。
LZD组血清BUN浓度（172.17 ± 2.93）显著高于HG组（53.00 ± 2.49）。ATP（170.17 ± 6.17）或硫胺素（171.17 ± 8.16）给药均未导致BUN水平显著降低。TPLZD组（58.67 ± 4.13）和ATTPL组（55.00 ± 3.59）的BUN浓度显著降低，ATTPL组的值几乎与HG组等效。
LZD组血清肌酐水平（1.89 ± 0.03）显著高于HG组（0.71 ± 0.03）。ATP（1.78 ± 0.04）或硫胺素（1.87 ± 0.05）治疗未产生显著变化。TPLZD组（0.75 ± 0.04）和ATTPL组（0.71 ± 0.05）的肌酐浓度显著降低，ATTPL组的值与HG组无统计学差异。
HG组乳酸浓度维持在生理范围内（12.33 ± 0.67），而LZD组（28.00 ± 1.07）检测到统计学显著升高。与LZD组相比，ATLZD组（28.33 ± 1.36）和TLZD组（26.50 ± 1.12）的乳酸水平无显著变化。TPLZD组表现出显著降低（14.50 ± 0.76），而ATTPL组（11.83 ± 0.87）的效果更为显著。ATTPL组的乳酸值非常接近HG组测量值。
组织病理学结果
HG组肾组织显示正常的组织学结构，无明显的病理变化。相比之下，LZD组显示明显的肾小管变性，以及广泛的单核细胞浸润和明显的肾实质间质出血。ATP治疗减轻了利奈唑胺引起的肾小管变性的严重程度，仅观察到中度损伤。此外，肾组织中观察到中度水平的间质出血和单核细胞浸润。硫胺素治疗未能减轻与利奈唑胺相关的组织病理学改变，包括肾小管变性和单核细胞浸润。相比之下，TPP给药明显减弱了利奈唑胺诱导的肾小管变性、间质单核细胞浸润和出血。在接受ATP、硫胺素和TPP联合治疗的ATTPL组中，肾脏组织学表现正常，未观察到病理改变。
讨论
本研究调查了利奈唑胺诱导的氧化应激对肾损伤和乳酸酸中毒的生化和组织病理学后果，并评估了ATP、硫胺素、TPP及其三联组合的治疗潜力。我们的结果表明，ATP、TPP，尤其是三联组合显著减轻了利奈唑胺引起的生化和结构改变，而单用硫胺素效果不佳。
利奈唑胺通过破坏线粒体活性，减少ATP产生并诱导脂质过氧化，从而导致氧化应激。本研究显示LZD组肾组织中MDA水平显著升高，tGSH、SOD和CAT活性显著降低，证实了氧化应激的存在。BUN和血清肌酐的升高以及乳酸水平的显著增加分别反映了肾功能损伤和乳酸酸中毒的发展。
ATP治疗显著降低了MDA水平，并使抗氧化参数（tGSH、SOD和CAT）恢复正常值，支持其对抗氧化应激的保护作用。然而，ATP给药并未显著改变BUN、肌酐或乳酸水平，表明其对肾功能和乳酸酸中毒的影响有限。
硫胺素治疗并未显著改善氧化应激参数或肾脏和乳酸指标。这些结果表明，TPP作为硫胺素的活性辅酶形式，可能为对抗利奈唑胺诱导的线粒体功能障碍提供更有效的方法。
TPP显著改善了氧化应激标志物、肾功能和乳酸水平。作为丙酮酸脱氢酶（PDH）的辅因子，TPP促进丙酮酸转化为乙酰辅酶A；其缺乏会将丙酮酸转向乳酸，导致乳酸酸中毒。ATP、硫胺素和TPP的联合给药使氧化、肾脏和代谢参数恢复到接近对照水平，表明通过改善能量代谢和抗氧化防御产生了协同保护作用。
组织病理学结果支持生化结果，证实利奈唑胺引起明显的肾损伤，其特征是肾小管变性和单核细胞浸润。ATP治疗将肾小管损伤减轻至中度水平，但未能完全防止间质出血。硫胺素给药未能显著减轻肾小管变性或炎症。相比之下，TPP显著减少了肾小管和间质病变。值得注意的是，用ATP、硫胺素和TPP组合治疗的大鼠肾脏在组织学上表现正常，表明该疗法通过预防氧化和结构损伤提供了最有效的保护。
总之，在乳酸和氧化还原终点观察到的反应模式——即TPP相对于硫胺素的优越功效，ATP改善氧化还原平衡而不使乳酸正常化的能力，以及ATTP纠正两个代谢轴的能力——支持了一个模型，即利奈唑胺通过破坏线粒体翻译和电子传递链（ETC）复合物，降低了ATP产量并增加了ROS的产生。在这种背景下，TPP可能通过恢复PDH通量和减少丙酮酸向乳酸的转移来减轻高乳酸血症，而ATP补充主要增强氧化还原能力并促进谷胱甘肽生物合成。因此，三联疗法的卓越功效可归因于同时重建了PDH依赖的能量代谢并加强了抗氧化防御。
结论
本研究评估了ATP、硫胺素、TPP及其三联组合对利奈唑胺诱导的氧化性肾损伤和乳酸酸中毒的影响。利奈唑胺给药导致MDA水平升高、抗氧化防御系统抑制、BUN和肌酐水平升高以及乳酸积累。ATP给药部分减轻了利奈唑胺在肾组织中引起的氧化应激和抗氧化剂耗竭；然而，它未能预防高乳酸血症以及BUN和肌酐水平的升高。单用硫胺素给药并未对利奈唑胺改变的生化参数产生显著变化。相比之下，在接受TPP和三联组合治疗的组中观察到显著改善。三联组合在将氧化应激标志物、肾功能指标和乳酸水平恢复到接近对照值方面特别有效。这些发现表明，TPP可能是减轻利奈唑胺诱导的肾损伤的有前途的药剂，其与ATP的联合使用可能产生更显著的保护作用。
局限性
硫胺素对抗利奈唑胺诱导的肾毒性的有限功效表明，负责将硫胺素转化为其活性形式TPP的酶——硫胺素焦磷酸激酶（TPK）可能被利奈唑胺抑制。然而，本研究无法直接检验这一假设，因为未测量肾硫胺素和TPP水平、TPK活性以及线粒体呼吸链复合物功能。此外，为了更好地表征肾损伤的炎症成分，后续研究应评估促炎细胞因子及其受ATP、硫胺素和TPP的调节。包括早期肾损伤生物标志物、基因和蛋白质表达分析以及凋亡标志物在内的进一步研究也有必要，以阐明本研究中确定的保护作用的分子机制。
