综述不同的血液净化方式对中小分子清除的影响

1不同的血液净化方式对中分子毒素清除的影响随着透析器膜材料和透析设备的快速发展，对尿毒症毒素、透析充分性、透析相关并发症认识的深入，血液净化方式也得到了进一步的拓展。最初对CRF发病机理的研究将尿素、肌酐等小分子溶质作为主要尿毒症毒素，70年代提出“中分子物质”学说，将毒素分为小分子和中分子物质两大类。近年研究发现，ESRD患者除中分子肽类外，一些低分子量、甚至较大分子量的蛋白质也因清除或代谢障碍发生量或质的变化，这些变化能导致各种与尿毒症相关的病理生理改变。目前通常将尿毒症毒素分为三大类：小分子水溶性毒素、中大分子类毒素和与蛋白质结合的毒素。并认为中大分子毒素（如AGEs、β2-M、PTH等）与尿毒症患者的症状及一些透析远期并发症如心血管疾病（CVD）、β2微球蛋白相关淀粉样变（β2-MG-A）、感染、营养不良、肾性骨病等有关。晚期糖化终末产物是体内多种蛋白质的氨基酸、脂质和脂蛋白经非酶促糖基化反应产生的终末产物。不同的透析方式对毒素的清除不同，常规的低通量透析不能有效清除中，大分子毒素1，而血液透析滤过和高通量透析对中分子毒素的清除效果报道不一，本文就不同的透析方式（血液透析滤过、高通量透析和普通血液透析）对中分子毒素的清除效果做一综述。糖化终末产物AGEs是在非酶促条件下,蛋白质、氨基酸、脂类或核酸等大分子物质的游离氨基与还原糖的醛基经过缩合、重排、裂解、氧化修饰后产生一组稳定的终末产物。该反应早在1912年就被法国化学家Maillard发现,故又称Maillard反应。在反应早期,蛋白质的氨基与还原糖的醛基缩合成一不稳定的Schiff碱,该过程需时很短,而且是一可逆过程;然后由Schiff碱经过环化、异构化重排形成醛胺类产物,即Amadori产物;Amadori产物可以经过氧化、降解、脱水、重排产生醛类(aldehyde)、双碳化合物(dicarbonyl)、还原酮类(reductone)等中间产物,这些中间产物可进一步聚合或再与氨基酸、核酸反应形成AGEs1，2。1BucalaR,CeramiA.Advancedglycosylation:Chemistry,biology,andimplicationsfordiabetesadagingAdvPharmacol1992;23:1-34.2TurkZ,LjubicS,TurkN,BenkoB.Detectionofautoanti2bodiesagainstadvancedglycationendproductsandAGE-immunecomplexesinserumofpatientswithdiabetesmellitus.ClinChimActa2001Jan;303(1-2):105-15.CRF时，氧化应激增强，氧应激可以促进羰基化合物及AGE的形成,AGE反过来促进了氧化应激。但在无氧的条件下,同样能够形成羰基化合物及AGE。AGEs具有棕色变、自发荧光、广泛交联的特性。MakitaZ等应用抗AGEs特异性ELISA法测得低分子量AGEs（LMW-AGEs）分子量1350-6000Da，同时应用荧光测定法测得分子量180-6000Da，循环AGEs，尤以10Kda小肽存在.在尿毒症患者血中AGEs显著升高，是一种新型的尿毒症毒素。（MisselwitzJ,etal.Advancedglycationendproductsinchildrenwithchronicrenalfailureandtype1diabetes.PediatrNephrol,2002;17(5):316-321）正常AGEs产生后，可被单核/巨噬细胞或蛋白酶降解，经肾脏清除。CRF时，因肾功能受损致AGEs清除障碍，是血清AGEs水平升高的主要原因3。此外，AGE的积聚可以导致AGE在肾小球系膜区、肾小囊、毛细血管袢及肾小管基膜沉积,沉积于肾小球的AGE能够捕获非AGE分子,导致免疫复合物形成,补体活化,脂蛋白积聚,并通过释放生长因子促进细胞外基质合成。从而造成了肾脏结构的破坏及功能的丧失,从而在慢性肾功能衰竭的发生发展中起着促进作用。大量实验表明:AGEs与糖尿病、血管性疾病、衰老以及肾脏疾病等多种疾病密切相关,在这些疾病的发展过程中,AGEs发挥了重要作用:一方面,AGE直接参与疾病的发生,影响细胞和组织功能,另外,AGE通过与特定受体结合,发挥生物学效应,也可通过修饰蛋白,改变细胞外基质配体信号传导途径而发生致病作用。在AGEs与肾脏疾病关系方面，目前的研究认为AGEs的升高与透析相关性淀粉样变、腹透患者的腹膜硬化和动脉粥样硬化的进展有关。其机制主要与糖和脂质氧化反应增加及灭活减少而致活性羰基前体增加有关。AGEs对机体产生的损害：1糖化后的HDL其浓度与功能均降低；糖化后的糖化后的LDL分解代谢率下降，其浓度上升，这样LDL/HDL胆固醇之比绝对及相对上升，可能使冠心病的发病率上升。2糖化后的白蛋白可以在毛细血管内皮完整的情况下以微胞饮作用由血管内漏出，导致微血管病变。3经非酶糖化作用后的胶原蛋白可吸附较多的免疫球蛋2白，并在吸附位置上形成免疫复合物，进而激活补体引起免疫反应，导致组织的慢性免疫性损害。4糖基化终末产物与血管壁基质的广泛交联使基质胶原降解减少，而且AGEs与巨噬细胞和内皮细胞的受体结合，引起细胞因子产生进而刺激基质和细胞增生，结果导致细胞腔进行性狭窄，进而相应器官的功能障碍。各种肾脏疾病一旦发展至CRF阶段，肾脏损害即迅速、进行性发展，因CRF时AGEs蓄积在体内，其致病作用明确，在原发肾脏病的基础上，可能进一步加重肾脏损伤，导致CRF进行性发展；再者由于AGEs的修饰活性，可能与CRF、HD时一些远期并发症如：透析相关性淀粉样变，动脉粥样硬化等密切相关。Zimmermann3等研究发现,大多数透析患者存在炎症反应。导致炎症因子和C-反应蛋白(CRP)增加的原因是过氧化应激和糖基化终末产物(AGEs)蓄积,AGEs前体羰基化合物不能被清除所致。β2-M的AGEs修饰被认为是β2-M淀粉样变发病的重要因素。氧化可以加速AGEs的产生,抗氧化也可以作为减少AGEs生成的治疗手段之一2(Thorpe.SRetal.Drugs-Aging.1996;9(2):69～77)。抗氧化剂维生素C,维生素E无论在体内或体外实验中,不仅可阻断蛋白质的糖基化,且具有/清道夫0作用,清除蛋白质糖基化所产生的自由基。80年代初筛选出来的氨基胍(aminouanidine,AG)则代表了一类能阻止AGEs形成的新型药物，虽其不能阻止Amadori产物的形成,但能阻止其重排形成AGEs,有效降低AGEs的危害。AGEs-血红蛋白作为体内长期(60d)血糖控制水平指标优于HbA1c。体外实验证实AG可抑制可溶性血浆蛋白与胶原的交联，胶原自身的交联以及抑制由交联所致多阴离子蛋白聚糖与胶原纤维蛋白和基底膜的结合。动物试验有防止糖尿病肾小球基底膜增厚的作用。AG除具有阻止AGEs形成的作用外,尚能捕获醛基或过氧化脂质(LPO)AG。防止动脉粥样硬化发生,一方面通过阻止AGE形成,另一方面也可能有效地干扰了LDL的氧化修饰。AG还能预防中性粒细胞的功能异常2323SannomiyaP,OliveiraMA,FortesZB.Aminoguanidineandthepreventionofleukocytedysfunctionindiabetesmellitus:adirectvitalmicro2scopicstudy.BrJPharmacol.1997,122:894最近,有学者针对AGEs在结缔组织与基质成份形成交链(Crosslinks),设计出了一种AGE蛋白质交联阻断剂(N-phenacylthiayoliumbromide,PTB),能够将AGEs-BSA-胶原复合物中的BSA释放出来,并且能清除体内已形成的AGEs蛋白质交链2424VasanS,ZhangX,ZhangXini,etal.Anagentcleavingglucose-derivedproteincrosslinksintitroandinvivo.Nature.1996,382:276虽然目前还不能肯定清除了组织中的AGEs就能逆转其病理过程,但至少为寻找有临床应用前景的治疗药物提供了很有价值的线索β2微球蛋白β2-MG是一种分子量为11800D的低分子多肽，由100个氨基酸组成。正常人每天产生大约50-100mg。β2-MG主要由淋巴细胞等有核细胞合成，通过肾小球滤过膜进入肾小管，几乎全部在近曲小管被上皮细胞重吸收，β2-MG95%由肾脏清除，在肾衰竭终末期其血浓度可较肾功能正常者升高60倍（JurgenFloege,etal.β2-microglobulin-derivedamyloidosis:Anupdate.KidneyInt,2001,59(Suppl78):s104-s171），即使在透析患者的血中也远高于正常值（5—10倍）。肾小球滤过率降低血中β2-MG升高。另外，透析过程中水质不纯，内毒素穿过透析膜，激活淋巴细胞，促进β2-MG释放。使用生物相容性差的透析膜，也可激活淋巴细胞，促进β2-MG释放。未修饰的β2-M对炎症反应的影响：最近的研究表明，未修饰的β2-M也可以诱导β2-M淀粉样物质沉积位点周围的炎症反应。Migita等对体外培养的人滑膜细胞研究证实，β2-M可促进特异性的环氧化物酶-2（COX-2）的mRNA转录和COX-2蛋白的形成。与COX-1相比，COX-2能被前炎症细胞因子（如TNF-α）刺激，并在炎症反应中起关键性作用。因此，未修饰的β2-M是通过COX-2调节前列腺素合成的作用来增强炎症反应的。AGE修饰的β2-M对炎症反应的影响：Miyata等研究发现，AGE修饰的β2-M对循环中的单核细胞具有化学趋化作用，并通过与他们的AGE受体结合，诱导前炎症因子如白介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等产生和释放。因此，AGE对β2-M的修饰作用似乎是细胞因子介导的局部炎症反应开始的关键步骤，细胞因子的作用进一步引起了基质降解，骨质吸收和骨囊肿形成。Matsuo等发现在淀粉样物质周围的浸润性巨噬细胞和滑膜细胞中，各种类型的转化生长因子β（TGF-β1,TGF-β2,TGF-β3）及其特征性受体均有特异性3表达。在体外细胞培养试验中分别用未修饰的β2-M和AGE-β2-M可以诱导TNF-α、IL-1受体的拮抗物质以及巨噬细胞中TGF-β的表达，而未修饰的β2-M无此作用。结果表明AGE-β2-M较未修饰的β2-M更易诱导炎症反应的发生。一般血液透析只清除小分子物质，而β2-MG为小分子蛋白，血液透析不能有效清除β2-MG。已经证实，体内β2-MG的蓄积是长期血液透析患者透析相关性淀粉样变的主要原因。血清β2-MG的浓度可间接反映血液透析患者体内β2-MG的蓄积程度。降低尤其是维持性血液透析患者血清β2-MG浓度处于低水平状态能有效的预防和减少体内β2-MG的积聚，从而起到治疗和预防血液透析患者透析相关性淀粉样变的作用。β2-微球蛋白相关性淀粉样变透析相关的淀粉样变(DRA)是一种与终末期肾功能衰竭相关的进展性疾病，其发生、发展是一个连续的过程。可发生在全身各部位，包括骨关节、滑囊、肌肉、肌腱以及内脏等，引起相应症状。主要表现与骨骼，肌肉系统。内脏累及较少、发生亦晚，可能与缺少足够的相应组织活检病理有关。有人将β2-M淀粉样变形成分为三个阶段：早期β2-M沉淀于软骨的表面，中期累及滑膜和关节囊，后期β2-M沉淀周围出现巨噬/单核细胞的积聚。前两期多无临床症状或骨破坏征象，依赖于病理诊断，后期巨噬/单核细胞聚集与AGEs-β2M密切联系，可造成炎症反应，引起骨关节症状、骨关节破坏等5。β2-M淀粉样变所致临床表现主要包括：腕管综合征，纤维囊性骨病，骨关节病变等。AGE修饰的β2-MG（AGE-β2-MG）在DRA发病学中的作用正引起关注。高浓度的