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本文聚焦部分单侧输尿管梗阻（PUUO）引发的肾纤维化。阐述其发病机制，包括氧化应激、肾素 - 血管紧张素系统（RAS）激活等。介绍多种动物模型，总结目前治疗策略，如药物干预、干细胞疗法等，为肾纤维化治疗提供多方面参考。
### 一、输尿管梗阻概述
输尿管梗阻是一种常见的肾脏疾病，可发生于任何年龄段。若不及时治疗，持续的梗阻会导致慢性肾损伤。完全性单侧输尿管梗阻（UUO）的肾脏会出现间质扩张、肥大、肾小管扩张、近端肾小管质量减少、白细胞浸润、肾积水和肾小管上皮细胞凋亡等变化。这些变化源于机械拉伸引起的血流动力学改变、氧化应激和炎症等分子过程，最终导致进行性纤维化。但如果早期发现，这些影响是可以控制甚至逆转的。
在部分单侧输尿管梗阻（PUUO）的情况下，受累输尿管内压力升高，减少了血液供应，进而降低了肾小球滤过率（GFR）。这会引发细胞和分子异常，如果不解决，往往会发展为纤维化，最终造成永久性肾损伤。肾脏对 PUUO 的反应受多种因素影响，如梗阻持续时间、严重程度、患者年龄、输尿管顺应性以及梗阻期间对侧肾脏的健康状况等。虽然及时解除梗阻（RUUO）对预防严重肾损伤至关重要，但研究表明，仅解除梗阻可能不足以完全恢复肾功能和组织结构，可能还需要额外的药物治疗。
二、输尿管梗阻的病因
输尿管梗阻的先天性病因包括输尿管狭窄、输尿管囊肿、腔静脉后输尿管、梗阻性巨输尿管和 prune - belly 综合征等。肿瘤性病因可能涉及原发性输尿管癌和子宫内膜异位症。其他因素还有腹膜后纤维化、转移性癌。炎症性疾病如结核病、血吸虫病、淀粉样变性和囊性输尿管炎也可能导致梗阻。此外，创伤、盆腔脂肪增多症、主动脉瘤、尿囊肿、射频消融和妊娠等也会引发输尿管梗阻。了解这些病因对于制定有效的干预措施和治疗方案至关重要。
三、梗阻性肾病的机制
- RAS 激活和机械拉伸：在 UUO 模型中，尿液流动停滞导致静水压力升高，首先引起集合管扩张，并传递到近端和远端小管。近端小管压力升高会导致 GFR 降低和肾小管上皮细胞的机械拉伸损伤。UUO 早期，肾血流量（RBF）可能暂时升高，但长期梗阻最终会导致 RBF 减少和肾血管收缩，进而可能导致缺血。
- 肾小管上皮细胞凋亡：机械拉伸首先会导致肾小管上皮细胞凋亡和损伤。这种凋亡还受到促凋亡可溶性物质的释放和氧化应激的影响。UUO 后三天即可观察到肾小管细胞凋亡，且其严重程度随时间增加。
- 氧化应激：氧化应激是 UUO 模型中肾损伤发展的主要因素，在早期就开始起作用。UUO 后，脂质过氧化标志物如丙二醛（MDA）、超氧阴离子生成和 NAD (P) H 氧化酶（Nox）蛋白水平升高，同时活性氧（ROS）水平也增加。此外，抗氧化酶系统受损，UUO 后 14 天，过氧化氢酶和超氧化物歧化酶水平降低。转录因子核因子（红细胞衍生 2）样 2（Nrf2）通常在氧化应激下转移到细胞核以激活抗氧化酶，但在 UUO 模型中，RAS 激活和核因子 κB（NF - κB）升高可能下调 Nrf2 表达。RAS 激活除了抑制 Nrf2 外，还可能通过 Nox 增加 ROS 的产生，同时促进驱动白细胞迁移和炎症反应的因子产生。
- 炎症：Wnt/β - catenin 通路控制 RAS 基因，RAS 的激活通过触发 Wnt/β - catenin 和 TGF - β/Smad 信号通路引发纤维化。纤维化进一步增加 RAS，进而继续激活 TGF - β/Smad 和 Wnt/β - catenin 通路，形成恶性循环。Snail1、Twist、基质金属蛋白酶 7（MMP7）、纤溶酶原激活物抑制剂 1（PAI - 1）和成纤维细胞特异性蛋白 1（FSP - 1）是 Wnt/β - catenin 信号级联的靶蛋白。
- 白细胞迁移：肾损伤后，实质细胞、内皮细胞和肾小管上皮细胞会释放外泌体、趋化因子和细胞因子。从 UUO 第一天开始，这些物质会招募白细胞（主要是中性粒细胞、T 淋巴细胞和巨噬细胞）到肾小管间质。在 UUO 模型中，肾皮质中巨噬细胞的积累会加剧炎症。肿瘤坏死因子 α（TNF - α）水平升高会吸引单核细胞和巨噬细胞迁移到肾小管间质，这种迁移还得益于选择素等黏附分子的产生。这些浸润的白细胞会释放 TNF - α 和转化生长因子 β1（TGF - β1），进一步加剧炎症反应。
- 纤维化：肾纤维化程度与肾功能下降直接相关，它是导致慢性肾脏病（CKD）进展到终末期肾病的常见最后阶段。抑制肾纤维化可能有助于减缓或阻止 CKD 的进程。组织纤维化和瘢痕形成是由细胞外基质（ECM）的积累引起的，成纤维细胞是肾小管间质 ECM 产生的主要贡献者，而受损的肾小管细胞会导致主要由 IV 型胶原蛋白组成的肾小管基底膜增厚。糖胺聚糖和其他形式的胶原蛋白也构成细胞外基质。在肾小管萎缩的 21 天内，肾小球没有明显变化，肾小管萎缩与肾衰竭和间质纤维化的关系比肾小球损伤更密切。肾皮质中明显的肾小管间质纤维化表明，纤维化的进展与肾小管上皮细胞的进行性丢失密切相关。值得注意的是，新生啮齿动物的纤维化可能比成年动物更严重。UUO 模型可用于研究限制尿液流动后的肾纤维化和肾小管损伤，该模型能准确模拟人类慢性梗阻性肾病，且可以去除梗阻并评估后续情况。
四、UUO 的实验过程
UUO 模型被广泛用于研究梗阻性肾病。该实验通常用丝线结扎输尿管（一般是左侧输尿管），使受累肾脏成为梗阻肾（OK）。为避免手术中雌性生殖器官带来的并发症，研究常选用雄性动物。手术中推荐使用异氟烷 / 氧气麻醉以降低动物死亡率，同时要利用加热表面保持动物体温，并使用高质量双目显微镜进行手术。
五、PUUO 的动物模型
- 产前模型：Tanagho 及其同事在妊娠 70 - 75 天期间，用硅橡胶管环绕胎儿羔羊的输尿管，创建了第一个 PUUO 产前模型。早在 1960 年，就开发出了大鼠近交系单侧先天性肾积水模型，该模型显示先天性肾积水大鼠的盆腔压力明显高于正常大鼠，提示输尿管肾盂连接处存在阻塞。后续研究发现，雄性大鼠的阻塞发生在输尿管中上三分之一之间，而雌性大鼠的阻塞位置略有不同。
- 新生模型：Taki 和 Chevalier 在新生豚鼠中通过将输尿管包裹在塑料管中建立了 PUUO 模型，由于这些动物出生时肾单位分化已完成，该模型具有一定特点，但塑料管固定的内径使长期肾脏效应难以解释。Josephson 等人在新生大鼠中通过将输尿管段嵌入腰大肌建立了 PUUO 模型，该模型中肾皮质外四分之一的肾小球仍在发育，类似于人类胎儿的妊娠中期或晚期，模型中观察到的输尿管扩张出现早但不进展，模拟了轻度先天性肾积水。
- 成年模型：在成年动物中，最早在狗身上描述了一种创建 PUUO 的技术，即将输尿管嵌入腰大肌隧道，后来 Djurhuus 及其同事将该方法应用于成年猪建立 PUUO 模型。另一种方法是在狗的输尿管中放置 3 - French 输尿管导管，然后用丝线结扎并抽出导管，该技术也在猴子中成功应用。最近，一种专门设计的聚丙烯闭塞器被用于诱导狗的 PUUO，这展示了研究该病症的动物模型构建方法在不断发展。
六、PUUO 的治疗
目前研究主要集中在治疗输尿管梗阻引起的肾纤维化的策略上。虽然解除梗阻看似有益，但往往无法阻止肾脏损伤的进展。研究表明，解除梗阻后，尽管肾小球滤过率恢复正常，但肾单位丢失无法逆转，肾小管细胞增殖也未改善。此外，即使梗阻解除，TGF - β1 水平可能继续升高，这表明需要药物治疗来帮助延缓或预防肾功能丧失。
- 具有改善纤维化活性的药物
- 阿利吉仑（Aliskiren）：阿利吉仑通过直接阻断肾素抑制肾素 - 血管紧张素系统（RAS），减少血管紧张素 II 的产生。研究发现它可防止梗阻肾模型（UUO - OK）中 aquaporin AQP2 的下调，并降低 TGF - β1 和 TNFα 等炎症标志物。与咪唑立宾联合使用时，效果更显著，可进一步降低 CD68、间质体积、α - SMA 阳性细胞和炎症相关基因等标志物。
- 秋水仙碱（Colchicine）：秋水仙碱以其抗癌特性而闻名，在 UUO - OK 中可减少细胞凋亡，抑制微管聚合，这在减少纤维化中发挥作用。它降低了乙酰化 - α - 微管蛋白、TGF - β1 和半胱天冬酶等标志物，可能通过减少炎症细胞来降低纤维化。
- 恩格列净（Empagliflozin）：这种 SGLT - 2 抑制剂和抗糖尿病药物可降低 UUO - OK 中的肌酐和尿素水平，减少 TGF - β1 和 NF - κB 等标志物。它还增加了 Klotho（一种保护蛋白）的水平，表明其抑制了 Toll 样受体 4（TLR4）/NF - κB 途径，这可能在抑制纤维化中发挥作用。
- 非马沙坦（Fimasartan）：非马沙坦是一种血管紧张素 II 受体阻滞剂，可降低 UUO - OK 中的氧化应激和纤维化标志物，影响 Nrf2 等途径并降低活性氧（ROS）的产生。
- 二甲双胍（Metformin）：二甲双胍广泛用于 2 型糖尿病治疗，在 UUO - OK 中可降低 TGFβ1 和巨噬细胞浸润，显示出较低的胶原蛋白和 α - SMA 水平。它激活了 AMP 激活的蛋白激酶（AMPK），可能通过抑制 TGF - β1 来减少纤维化和炎症。
- PR - 619：PR - 619 是一种泛去泛素化酶抑制剂，通过促进蛋白质降解和破坏 TGF - β1 信号通路（特别是对纤维化相关转录至关重要的 Smad4 蛋白）来阻断 UUO - OK 中的纤维化。
- 替比夫定（Telbivudine）：替比夫定是一种治疗乙型肝炎的抗病毒药物，在 UUO - OK 中有效，可降低纤维化标志物和促炎细胞因子（TNF - α）。它影响 NF - κB 途径，表明它可能改善肾病患者的肾功能。
- 干细胞疗法：干细胞疗法在治疗肾损伤方面显示出巨大潜力。研究发现，将人羊水来源的干细胞（hAFSCs）移植到受损肾组织中，可显著减少肾脏损伤和间质面积的扩张，有助于维持肾小管周围毛细血管密度。治疗后，支持血管完整性和细胞粘附的 VEGF 和 E - cadherin 蛋白水平升高，同时降低了与肾损伤和炎症相关的蛋白质水平，如 HIF - 1α、胶原蛋白 I、TGFβ1 和 MCP - 1。值得注意的是，hAFSCs 治疗在损伤后第 14 天促进了肾小管细胞增殖，并减少了肾小管中凋亡细胞的存在，这是其他治疗方法所没有的，使其成为一种有前景的肾脏再生疗法，但需要进一步研究其机制和长期效果。此外，来自干细胞的小细胞外囊泡（sEVs）可能在预防和逆转纤维化方面发挥作用，但在临床应用前，需要解决分离、给药和递送等挑战。
- 氧化锌纳米颗粒：研究表明，给予单剂量无毒的氧化锌纳米颗粒（ZnONPs，5mg/kg）可显著改善 PUUO 诱导 14 天和 30 天后的肾脏结构和功能。ZnONPs 可减轻 PUUO 诱导的肾损伤，抑制氧化应激（MDA 和 TOS），上调抗氧化（SOD）和抗凋亡基因（BCL2），下调炎症细胞因子（TNF - α 和 IL6）、凋亡基因（Bax）和纤维化标志物（β - Catenin）的表达。ZnONPs 通过增加线粒体功能和减少导致细胞内信号凋亡的凋亡诱导因子和细胞色素 c 的释放来防止细胞凋亡。研究还发现，将 ZnONPs 与氯沙坦联合使用可能对 PUUO 诱导的慢性肾损伤具有协同肾保护作用，改善肾功能测试，减轻氧化应激，抑制诱导的细胞凋亡和纤维化，并促进肾脏再生，这为慢性肾退行性疾病的治疗提供了新的思路。
七、结论
未经治疗的输尿管梗阻可导致不可逆的肾损伤，表现为纤维化和功能下降。虽然解除梗阻对防止进一步损伤至关重要，但研究表明，仅解除梗阻可能不足以完全恢复肾功能和结构，尤其是在梗阻时间较长的情况下。辅助药物治疗对于减轻氧化应激、炎症和纤维化，支持肾脏恢复可能至关重要。
