據 The Lancet 公布的一份數據顯示，中國慢性腎臟病患病人數達 1.3 億，平均約每 10 人中就有一例慢性腎病患者；另據美國腎病學會、國際腎病協會等的統計數據顯示，目前全球有超 8.5 億人患有腎病，其中，終末期腎病患者超 380 萬人。

腹膜透析是終末期腎病患者常用的腎臟替代療法之一，然而，長期的腹膜透析容易導致患者的腹膜發生進展性的病理變化，如腹膜纖維化。長期以來，腹膜纖維化是腹膜透析領域的一大痛點，腹膜纖維化引發的腹膜功能喪失和超濾功能衰竭限制了腹膜透析的應用，臨床亟待開發針對腹膜纖維化的治療方法。

近日，中山大學附屬第三醫院彭暉教授團隊通過對腹膜的單細胞轉錄組分析和細胞外囊泡的蛋白質組學分析，發現了導致腹膜纖維化的全新作用機制，為開發腹膜纖維化治療策略提供了新思路。目前，這項研究已經以“Extracellular vesicle-packaged ILK from mesothelial cells promotes fibroblast activation in peritoneal fibrosis”為題發表在 Journal of extracellular vesicles 上。

（來源：Journal of extracellular vesicles）

彭暉博士畢業于中山大學，隨后赴美國西北大學 Feinberg 醫學院從事博士后研究，曾在美國貝勒醫學院 Selzman 腎臟研究所做訪問學者。現在，彭暉是中山大學附屬第三醫院腎內科主任醫師、大內科主任、博士生導師，兼任中山大學臨床醫學部內科學系副主任，她和團隊的研究方向主要圍繞腹膜透析，以及急慢性腎臟病和并發癥的發病機制。

截至目前，她已主持 6 項國家自然科學基金和 10 余項省市基金，曾獲“廣東特支計劃”科技創新領軍人才、廣東省杰出醫學青年人才等稱號，以第一作者/通訊作者在 Sci Transl Med、Nat Commun、J Am Soc Nephrol、J Extracell Vesicles、J Cachexia Sarcopenia Muscle 等期刊發表 SCI 論文 50 余篇。

▲圖|中山大學附屬第三醫院彭暉教授（來源：受訪者）

發現腹膜纖維化潛在分子靶點并設計基因療法成功治療小鼠

“長期的腹膜透析容易導致腹膜纖維化，進而引起患者超濾功能障礙，甚至逐漸進展為超濾衰竭，為此，我們想探討腹膜透析相關腹膜纖維化發生發展的機制，以找尋相關的治療靶點。”彭暉介紹道。

細胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs）是一種由細胞釋放到細胞外基質的膜性小囊泡，廣泛存在于各種體液和細胞上清液中，攜帶重要的信號分子，可參與細胞通訊、細胞遷移、血管新生以及腫瘤細胞生長等多種過程。

既往研究已經證實，腹膜細胞間的交流能夠調控腹膜纖維化的發生。“作為細胞間交流的通訊介質，細胞外囊泡是當今的研究熱點，其可以通過傳遞 DNA、RNA、蛋白質、脂質等生物活性分子調節靶細胞的生物學行為。所以，我們聚焦于細胞外囊泡在腹膜纖維化中的作用開展此次研究工作。”她說道。

“通過對細胞外囊泡蛋白質組學和單細胞轉錄組的綜合分析，我們發現，腹膜間皮細胞是腹透流出液來源細胞外囊泡的主要來源細胞，相較于單個免疫細胞，單個間皮細胞等基質細胞能夠釋放更多的細胞外囊泡。”她指出。

▲圖|阻斷細胞外囊泡分泌可減弱腹透誘導的腹膜纖維化（來源：Journal of extracellular vesicles）

動物試驗表明，TGF-β1 模擬間皮細胞損傷狀態下釋放的細胞外囊泡，可以促進成纖維細胞活化和小鼠腹膜纖維形成和膠原沉積。“而通過 GW4869 抑制劑或 Rab27a 基因敲除阻斷細胞外囊泡分泌，能夠明顯抑制腹透誘導的成纖維細胞活化、腹膜膠原沉積以及腹膜功能失調。”彭暉說道。

隨后，他們通過進一步研究發現，損傷的間皮細胞可以產生高水平的 ILK 蛋白，將其傳遞給成纖維細胞，并通過 p38 MAPK 信號通路激活成纖維細胞。

“我們的這些發現在腹膜透析患者的臨床樣本上也得到了驗證。”彭暉說道，“長期腹透患者纖維化腹膜中 ILK 蛋白表達上調，腹透流出液中 ILK 陽性細胞外囊泡的比例與腹膜功能障礙及腹膜損害程度相關。”她補充說。

總的來說，這項研究揭示了腹膜纖維化的病理機制：在長期腹膜透析的刺激下，腹膜間皮細胞通過分泌包裹著高水平 ILK 蛋白的細胞外囊泡，靶向并激活成纖維細胞，進而導致腹膜纖維化，因此 ILK 蛋白和細胞外囊泡可作為腹膜功能的生物標志物和治療腹膜纖維化的潛在靶點。

▲圖|受損腹膜間皮細胞激活成纖維細胞機制示意（來源：Journal of extracellular vesicles）

“這是一種全新的基于細胞間‘crosstalk’導致腹膜纖維化的發病機制。”彭暉指出，“同時，這項研究采用腺相關病毒 AAV1 靶向 ILK 和 Rab27a 的基因療法成功治療了小鼠的腹膜纖維化，為臨床上腹膜纖維化的分子靶向治療提供了新的靶點，具有重要的臨床轉化意義。”

采用 AVV1 載體基因治療腹膜纖維化未來有重要臨床轉化價值

談及下一步的研究動向，彭暉表示，“在這項研究中，我們通過細胞外囊泡蛋白組學和其他組學手段證實了細胞外囊泡 ILK 蛋白的關鍵作用。然而，細胞外囊泡還可以包裹 DNA、RNA、脂質等活性分子。接下來，我們將對間皮細胞來源的細胞外囊泡進行 RNA、DNA、脂質的測序，并進一步探討它們的功能。”她說道，“此外，腹膜組織來源的細胞外囊泡更能代表組織微環境的變化情況，所以我們還將對腹透刺激下人腹膜組織來源的細胞外囊泡的特征變化進行深入探索。”

在這項研究中，他們開發的這種基于腺相關病毒 AAV1 載體的靶向 ILK 和 Rab27a 分子的治療策略能夠有效緩解小鼠的腹膜功能障礙和腹膜纖維化。對于臨床轉化，在彭暉看來，“雖然 AAV1 對腹膜有較高的親和力，也是目前毒性最小、最有希望應用于臨床的病毒載體，在未來推進到臨床應用之前，這種治療策略的安全性和有效性還需要進一步進行人體試驗驗證。”

“此次的研究主要是在臨床前模型中驗證了間皮細胞外囊泡 ILK 蛋白的功能，未來可以開展小規模 Ⅰ/Ⅱ 期臨床試驗以驗證分子靶向細胞外囊泡或 ILK 蛋白治療腹膜纖維化的安全性和有效性。”她補充道。

▲圖|彭暉教授團隊（來源：受訪者）

長期以來，腹膜纖維化的發生機制和防治是腹膜透析領域的研究熱點和難點。彭暉教授從事臨床工作 20 余年，她帶領團隊圍繞腹膜透析、急慢性腎臟病及其并發癥的發病機制與防治開展研究，取得了一些突破性的成果和發現。

早在 2017 年，彭暉團隊聯合貝勒醫學院胡兆永教授團隊率先報道了骨骼肌通過分泌肌肉因子遠程調控腎臟代謝重編程的機制，揭示了肌肉-腎臟之間全新的器官遠程調控模式，從代謝調控的角度為腎臟的急性損傷和慢性纖維化的防治提供了新的理論依據和潛在策略。目前，這項研究成果已經發表在 Nature Communications 上，并在 2018 年國際腎臟病會議中被評為腎臟病營養代謝領域的重要進展。

（來源：Nature Communications）

“5 年前，我們從臨床樣本出發，通過單細胞轉錄組測序、代謝組學等多組學方法，發現腹膜透析患者的腹膜間皮細胞中異常增高的糖酵解可能介導間皮-間充質細胞轉分化（MMT），促進腹膜纖維化。”她介紹說。

“我們基于腹膜纖維化小鼠模型，采用代謝組學結合實時細胞呼吸功能測試，在體內及體外實驗進行了驗證。隨后，通過 microRNA 微陣列技術發現了 3 個與糖酵解和纖維化相關的 miRNA （miR21a、miR26a和miR200a）。最后，以 AAV1 搭載這 3 個 microRNA 抑制糖酵解通路，在小鼠模型中證實可減輕腹膜組織的纖維化。”她說道。

（來源：Science Translational Medicine）

據介紹，在這項研究中，彭暉團隊建立了首個腹膜透析患者腹透流出液單細胞測序的轉錄組數據庫（GSE130888），為腹透相關性腹膜纖維化提出了全新的發病機制和潛在的防治靶點，并率先在動物模型中采用 AAV1 搭載多個 microRNA 的基因療法成功治療腹膜纖維化，該療法高效、低毒，為基因治療腹膜纖維化提供了理論基礎和實驗證據，具有較高臨床轉化潛力。這項研究發表在 Science Translational Medicine 上。值得一提的是，該研究成果是腹膜透析相關腹膜纖維化機制研究領域近 10 年來的重大進展之一，獲得了 2019 年度 Faculty of 1000 特評。