《Biochemical Pharmacology》：Renoprotective approaches against anthracycline nephrotoxicity
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本综述系统阐述了一线化疗药物阿霉素（DOX）诱发肾毒性的分子机制（如氧化应激、炎症及细胞凋亡等），并重点评述了针对NF-κB、Nrf2/ARE、SIRT等关键信号通路的肾脏保护策略。文章强调，开发既能有效减轻DOX肾损伤（表现为蛋白尿、急性肾损伤/AKI等）、又不削弱其抗癌活性的新型疗法，对提升肿瘤患者临床预后具有重大意义。
2. 蒽环类药物诱导肾毒性的机制
阿霉素（DOX）在发挥强大抗癌作用的同时，因其缺乏肿瘤特异性，会对健康细胞（尤其是肾脏细胞）造成严重损伤。其肾毒性机制主要涉及氧化应激、炎症反应及细胞凋亡等多个方面。
DOX在肾脏细胞（特别是胞质和线粒体内）可发生氧化还原循环，产生大量活性氧（ROS），如超氧阴离子（O2–）、过氧化氢（H2O2）和羟基自由基（OH–）。这些过量的ROS会破坏细胞内大分子，导致DNA损伤（如8-羟基-2′-脱氧鸟苷/8-OHdG水平升高）、细胞膜脂质过氧化（丙二醛/MDA水平升高）和蛋白质氧化。DOX对线粒体功能的干扰尤为突出，它能够与心磷脂结合，破坏电子传递链功能，导致ATP合成减少和线粒体损伤，进而加剧ROS的生成，形成恶性循环。
此外，DOX触发的氧化应激和细胞损伤会激活关键的炎症信号通路，如核因子κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK，尤其是p38 MAPK）通路。NF-κB的活化会促进肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）等促炎细胞因子和炎症介质的表达，引发“细胞因子风暴”，导致肾组织损伤。DOX还能同时激活线粒体（内源性）和死亡受体（外源性）凋亡途径，引起肾细胞凋亡。值得注意的是，铁死亡（一种铁依赖性的脂质过氧化物累积导致的细胞死亡形式）也被认为参与了DOX的细胞毒性作用。
2.1. 机制洞察：DOX诱导的肾细胞损伤
与其他常见肾毒性药物（如顺铂）主要损伤肾小管上皮细胞不同，DOX的肾毒性有其独特之处，其主要靶点是肾小球足细胞，导致足细胞病。
DOX会下调足细胞特异性蛋白（如nephrin、podocin）和黏着斑复合体蛋白（如vinculin）的表达，这些蛋白对于维持足细胞足突与肾小球基底膜（GBM）的锚定至关重要。这些关键蛋白的表达减少会导致足细胞足突effacement（消失），增加肾小球通透性，临床表现为蛋白尿，甚至肾病综合征。由于足细胞再生能力有限，这种损伤往往是不可逆的。
除了足细胞，DOX也会在近端肾小管上皮细胞内积聚，由于其高代谢活性和丰富的呼吸酶，小管细胞易发生氧化还原循环，导致细胞变性和坏死。同时，DOX还会诱导系膜细胞线粒体ROS产生，引发系膜细胞凋亡。受损和死亡的细胞最终被成纤维细胞取代，导致肾脏纤维化。这一过程由转化生长因子-β1（TGF-β1）等关键因子驱动，TGF-β1上调α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、纤连蛋白（FN）和胶原蛋白I（Col1）等促纤维化蛋白的表达，并通过Smad2/3/4信号通路传递促纤维化信号。基质金属蛋白酶-9（MMP-9）的升高还会诱导肾上皮-间质转化（EMT），导致系膜基质扩张和局灶节段性肾小球硬化（FSGS），最终可能进展为慢性肾脏病（CKD）甚至终末期肾病（ESRD）。
3. 新型治疗干预的未满足需求
药物性肾损伤是癌症化疗期间常见且严重的并发症，约20%的社区和医院获得性急性肾损伤（AKI）由其引起。DOX作为 cornerstone 的化疗药物，其肾毒性限制了其广泛应用。与DOX诱导的心肌病已有右雷佐生（dexrazoxane）作为解毒剂不同，目前尚无临床批准的针对其肾毒性的特效疗法。临床上仅能通过调整剂量和补液来应对，但这可能导致抗癌治疗效果不佳和肿瘤复发风险增加。DOX的长期使用可从AKI进展为CKD，超过70%的进展性CKD患者最终需要肾脏替代治疗，这不仅给患者带来巨大痛苦，也造成了沉重的经济负担。因此，开发能够在不影响DOX抗癌疗效的前提下有效保护肾脏的策略至关重要。
4. 临床前研究中肾脏保护剂筛选的关键考量
肾脏保护剂的筛选通常基于传统用途、经验证据和对DOX毒性机制的深入理解。具有明确抗氧化特性的化合物（如黄酮类）是强有力的候选者。具有抗炎特性（如能干扰炎症细胞因子、IL、TNF-α等）的药物也被认为是前景广阔的肾脏保护手段。此外，能够调节关键细胞和分子信号通路（如Nrf2、SIRT、PI3K/AKT）的化合物也是研究重点。传统药物（如中草药提取物）在药物发现中扮演重要角色。近年来，计算方**法（如分子对接）也成为筛选过程中的有价值工具，可用于预测候选化合物与相关蛋白靶点的结合相互作用。
5. 天然产物作为肾脏保护剂
许多天然产物和提取物在临床前研究中显示出显著的肾脏保护作用。例如，黄酮类化合物（如芹菜素、木犀草素、槲皮素）因其强大的抗氧化和抗炎活性被广泛研究。姜黄素通过其独特的化学结构参与氧化还原循环，激活Nrf2通路。 Catalpol（梓醇）通过诱导SIRT1介导的TRPC6表达抑制和增加MRP2水平来减轻肾病。L-茶氨酸通过其代谢影响谷氨酸和谷氨酰胺水平，发挥抗炎作用。一些化合物如肾上腺髓质素、胸腺醌和甜菜碱倾向于调节多种通路，提供近乎正常的恢复效果。
6. 针对DOX肾毒性的肾脏保护剂临床前研究
6.1. 体外研究
常用的体外模型包括永生化足细胞、近端小管细胞、系膜细胞和正常肾细胞。研究通过MTT、CCK-8等试剂盒评估细胞活力，通过TUNEL染色、流式细胞术等方法检测细胞凋亡，并通过Western blot、qPCR等技术量化凋亡标记物和炎症相关蛋白。研究表明，一些保护剂（如芹菜素和胸腺醌）甚至能增强DOX的抗癌细胞毒作用。
6.2. 动物模型
大鼠（Wistar, Sprague-Dawley）和小鼠（BALB/c, ICR）是研究DOX肾毒性的常用模型。动物研究表明，通过腹腔注射、静脉注射或口服途径给予肾脏保护剂，能够有效逆转DOX引起的肾功能标志物（如血肌酐/Scr、血尿素氮/BUN、尿蛋白）异常，减轻组织病理学损伤。
6.3. DOX剂量与给药途径
研究中使用的DOX剂量因动物模型、所需肾病的严重程度和慢性化程度而异。肾脏保护剂的累积剂量通常高于DOX。给药途径以腹腔注射为主，也有静脉注射或口服给药。
6.4. DOX诱导肾毒性的组织病理学特征
DOX处理的组织表现出肾皮质结构破坏、肾小球异常（萎缩、收缩）、肾小管变性（胞质变薄、核丢失、脱落、管型形成）、间质炎症、血管充血和纤维化。肾脏保护剂能显著减轻这些组织学损伤。
7. 肾脏保护剂的类型及其作用机制
7.1. 氧化应激抑制剂
这类化合物通过直接清除ROS或增强内源性抗氧化防御系统（如超氧化物歧化酶/SOD、过氧化氢酶/CAT、谷胱甘肽过氧化物酶/GPx、血红素加氧酶-1/HO-1）来发挥作用。例如，磷酸肌酸、α-没药醇、酰化ghrelin、姜黄素、辅酶Q10等。
7.2-7.11. 信号通路调节剂
肾脏保护剂通过干预多条关键信号通路发挥保护作用：
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NF-κB信号通路：克林霉素、α-没药醇、藏花素、甜菜碱等通过抑制NF-κB活化来减轻炎症。
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MAPK信号通路：泼尼松、黄葵胶囊、尼可地尔等通过干预p38 MAPK/ERK/JNK通路发挥作用。
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SIRTs信号通路：白藜芦醇、Catalpol等通过激活SIRT1，进而调节p53、NF-κB、FOXO等下游靶点，发挥抗氧化、抗炎和抗凋亡作用。
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TGF-β/Smad信号通路：氨氯地平、p38 MAPK抑制剂等通过调节TGF-β/Smad通路来抗纤维化。
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Nrf2/ARE信号通路：四羟基芪葡萄糖苷、甜菜碱、丹酚酸以及肠促胰素类药物（如阿格列汀、索马鲁肽）通过激活Nrf2-Keap1抗氧化通路来对抗氧化应激。
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PI3K/AKT信号通路：厄贝沙坦、红景天苷等通过调节PI3K/AKT通路影响细胞存活和凋亡。
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炎症反应调节：帕立骨化醇、胸腺醌、双醋瑞因、吡非尼酮等通过降低TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子水平来减轻炎症。二甲双胍还被发现能减少DOX诱导的自噬标记物（Beclin-1, LC3B）的表达。
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细胞凋亡抑制：肾上腺髓质素通过抑制细胞焦亡（pyroptosis）相关蛋白（如GSDMD-N）来发挥作用。达格列净通过保护PI3K/AKT/eNOS信号通路来抗凋亡。
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线粒体功能保护：磷酸肌酸通过支持ATP再生来维持线粒体功能。木犀草素、热休克蛋白22（HSP22）等通过促进线粒体自噬（mitophagy）或维持线粒体质量来控制来保护线粒体健康。
7.12. 线粒体和间充质干细胞移植方法
除了药理干预，线粒体移植和间充质干细胞（MSCs）移植是新兴的治疗策略。将健康线粒体或MSCs移植到肾脏，可以改善线粒体功能，促进组织修复，减少炎症和纤维化，在临床前研究中显示出肾脏保护潜力。
8. 肾脏保护化合物的临床应用
目前，专门针对肾脏保护的化合物进入临床试验的还很少。然而，一些用于缓解DOX心脏毒性的药物（如右雷佐生、 carvedilol、二甲双胍）的临床试验可能也提供了多器官保护的可能性，包括肾脏。去铁胺（DFO）在一项针对儿童的小型临床研究中显示能降低肾小管损伤标志物（NAG）水平，但对肾功能测试未见明显改善。水飞蓟宾在肝硬化患者中的研究并未显示其能降低肾病风险。从临床前研究到临床转化的道路仍然漫长，需要设计良好的临床试验来验证这些有前景的肾脏保护策略。
9. 挑战与未来展望
当前研究的主要局限在于大多使用非肿瘤负荷动物模型，其临床相关性有待提高。未来研究应优先使用肿瘤负荷模型，以更好地模拟临床情况。需要关注肾脏保护剂是否会影响DOX的抗癌效果。许多天然产物剂量依赖毒性问题、其异构体和对其他器官的潜在脱靶效应也需要深入研究。联合疗法（如PPAR激动剂联合肠促胰素疗法）可能比单一药物更有效。理解药代动力学和长期安全性对于将临床前发现转化为安全有效的临床治疗至关重要。
10. 结论
尽管有大量高质量的临床前研究，但由于测试化合物、研究设计、治疗持续时间和靶向分子通路的多样性，得出明确结论仍具挑战性。未来的研究应侧重于能够调节ROS的药物，并优先使用肿瘤负荷模型。开发肾脏特异性给药方法可能提高治疗准确性。联合疗法显示出比单一药物更好的前景。克服动物模型的局限性，进行可重复、临床相关且设计严谨的实验，对于开发对抗DOX诱导肾毒性的有效策略至关重要。
