鼠李糖乳杆菌GG（Lactobacillus rhamnosus GG，LGG）对甲氨蝶呤诱导的氧化性肾毒性的保护作用

《Probiotics and Antimicrobial Proteins》：Protective Effects of Lactobacillus rhamnosus GG Against Methotrexate-Induced Oxidative Renal Toxicity

　　

甲氨蝶呤（Methotrexate，MTX）是广泛用于恶性肿瘤及自身免疫性疾病治疗的常用药物，但其可导致肾组织发生显著的氧化损伤与功能障碍。鼠李糖乳杆菌GG（Lactobacillus rhamnosus GG，LGG）是已被充分表征的益生菌株，具有维持抗氧化平衡的生物学活性。本研究旨在探究LGG对MTX诱导肾损伤的影响。研究人员将雄性Sprague–Dawley大鼠分为4组：生理盐水处理的对照组、单独MTX给药组、MTX联合低剂量LGG给药组、MTX联合高剂量LGG给药组。MTX以20 mg/kg体重的单次腹腔注射方式给药，LGG以低剂量1×109CFU/天、高剂量5×109CFU/天的剂量连续口服5天。第6天采集血液与肾组织样本，检测氧化指标、酶性抗氧化应答及肾功能标志物。研究结果显示，MTX显著升高血清肾小球滤过标志物水平，并提升肾组织氧化应激关键指标；同时MTX破坏肾离子稳态，表现为钠/钾-ATP酶（sodium/potassium-ATPase）、对氧磷酶（paraoxonase）活性下降，乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase）、碳酸酐酶（carbonic anhydrase）、黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase）、髓过氧化物酶（myeloperoxidase）及精氨酸酶（arginase）活性升高。与之相反，LGG干预可有效逆转MTX诱导的血清与肾组织所有生化改变。研究人员据此认为，LGG可对大鼠MTX诱导的氧化性肾毒性提供显著保护。

本研究发表于《Probiotics and Antimicrobial Proteins》，聚焦甲氨蝶呤（MTX）临床应用中的肾毒性难题。MTX是高剂量化疗与自身免疫病治疗的核心药物，约90%经肾脏排泄，易在肾小管形成结晶并诱发氧化应激（OS）、炎症与急性肾损伤（AKI），现有预防手段仍无法完全规避风险。鼠李糖乳杆菌GG（LGG）作为经典益生菌，已被证实可通过增强超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等内源性抗氧化酶活性发挥多器官保护作用，但其对MTX诱导肾损伤的保护效应尚未明确。研究人员通过构建大鼠急性肾损伤模型，系统评估LGG对MTX肾毒性的干预作用，证实其可全面改善肾功能与氧化损伤表型，为临床肾毒性防治提供了益生菌干预的新证据。

研究采用的关键技术方法包括：32只2–2.5月龄雄性Sprague–Dawley大鼠随机分为对照组、MTX单独给药组、MTX联合低剂量LGG组（1×10⁹CFU/天）、MTX联合高剂量LGG组（5×10⁹CFU/天），每组8只；MTX以20 mg/kg单次腹腔注射，LGG连续口服5天；第6天采集血清与肾组织，分别检测肾功能标志物（尿素、肌酐、尿酸、尿素/肌酐比值）、非酶与酶性抗氧化系统指标（还原型谷胱甘肽GSH、GPx、谷胱甘肽还原酶GR、谷胱甘肽-S-转移酶GST）、氧化损伤产物（脂质过氧化LPO、晚期氧化蛋白产物AOPP、活性氧ROS）、离子稳态相关酶（钠/钾-ATP酶、碳酸酐酶、精氨酸酶）及炎症相关酶（髓过氧化物酶MPO、黄嘌呤氧化酶XO）活性；所有数据采用单因素方差分析与Tukey事后检验进行统计学比较。

研究结果如下：

血清肾功能标志物：MTX组尿素、肌酐、尿素/肌酐比值（UCR）、尿酸水平较对照组显著升高（p<0.0001–p<0.01），提示肾小球滤过功能急性受损；低、高剂量LGG干预组上述指标均较MTX组显著降低（p<0.0001–p<0.001），且两剂量组间无显著差异。

肾组织谷胱甘肽系统与抗氧化酶：MTX组肾组织GSH水平及GPx、GR、GST活性较对照组显著下降（p<0.01–p<0.0001），反映抗氧化防御体系被削弱；LGG干预组上述指标均显著恢复（p<0.0001–p<0.001），仅GST活性在高剂量组略高于低剂量组（p<0.05）。

氧化损伤产物：MTX组肾组织LPO、AOPP、ROS水平较对照组显著升高（p<0.01–p<0.0001），提示膜脂质、蛋白质及整体氧化负荷加剧；LGG干预组上述指标均较MTX组显著降低（p<0.05–p<0.0001），两剂量组间无显著差异。

一线抗氧化酶与膜损伤标志物：MTX组SOD、过氧化氢酶（CAT）、对氧磷酶（PON）活性显著下降（p<0.0001），乳酸脱氢酶（LDH）活性显著升高（p<0.0001），反映细胞损伤与抗氧化能力耗竭；LGG干预组SOD、CAT、PON活性回升（p<0.0001–p<0.01），LDH活性回落（p<0.0001），两剂量组间无显著差异。

炎症与离子稳态相关酶：MTX组髓过氧化物酶（MPO）、黄嘌呤氧化酶（XO）活性显著升高（p<0.0001），钠/钾-ATP酶活性显著下降（p<0.01），提示中性粒细胞浸润、嘌呤代谢紊乱与离子泵功能障碍；LGG干预组MPO、XO活性显著降低（p<0.0001），钠/钾-ATP酶活性显著回升（p<0.001），两剂量组间无显著差异。

其他代谢酶与纤维化标志物：MTX组碳酸酐酶（CA）、精氨酸酶活性及一氧化氮（NO）、羟脯氨酸（Hypro）水平显著升高（p<0.001–p<0.0001），提示酸碱失衡、L-精氨酸代谢紊乱、胶原沉积增加；LGG干预组上述指标均较MTX组显著降低（p<0.01–p<0.0001），两剂量组间无显著差异。

讨论部分指出，MTX肾毒性源于其肾小管排泄特性引发的结晶沉积、氧化应激级联与炎症激活，与既往研究结论一致。LGG的保护作用可能通过其自身的抗氧化活性、增强宿主内源性抗氧化酶表达、调节氧化还原平衡实现，虽未直接验证肠道菌群-肾脏轴机制，但现有结果与该轴调控肾损伤的报道相符。研究局限性在于未开展肾组织病理学检查、未独立验证LGG活菌数，且仅反映急性短期效应，长期慢性模型的疗效仍需进一步验证。

结论部分表明，单次肾毒性剂量MTX可诱导大鼠肾组织发生显著的功能、生化与氧化损伤，而口服LGG在低、高剂量下均可提供显著保护，具体表现为改善经典肾功能标志物、恢复抗氧化防御体系、减轻脂质与蛋白质氧化损伤、降低膜损伤与硝基氧化应激水平。该结果为MTX肾毒性的益生菌干预提供了实验依据，后续需在慢性模型与临床研究中进一步验证其长期疗效与应用潜力。