CN1076966C - 大黄素在制备延缓慢性肾衰的药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种治疗糖尿病肾病及延缓慢性肾衰的药,它含有大黄素,它是制成含大黄素的口服胶囊或含大黄素的口服水溶液。给药剂量为100~200m/日。该药物能防治糖尿病大鼠肾脏的肥大,纠正其血流动力学异常;能够减轻糖尿病肾病大鼠肾脏的损伤,保护肾功能;能够纠正糖尿病对血脂代谢异常;能够减少糖尿病对肾脏组织中细胞外基质的生长,减缓肾小球的硬化。
Description
本发明涉及蒽醌化合物,具体地说是含大黄素的治疗糖尿病肾病的药。
糖尿病是因胰岛素分泌绝对或相对缺乏而导致的一种代谢性疾病。作为具有重要生物学活性的激素,胰岛素能够调节机体血糖水平,促进体内蛋白质和脂肪酸的合成。糖尿病患者由于缺乏胰岛素,在患者体内出现一系列代谢紊乱的同时,重要的生命器官,如心脏、肾脏、外周神精组织,及视网膜等可出现严重的结构与功能的损伤,其中糖尿病肾病是糖尿病最常见的并发症之一,而糖尿病肾病又是慢性肾功能不全终末期肾衰(即称尿毒症)的主要原因之一。
除胰岛素治疗外,糖尿病,尤其是糖尿病肾病迄今仍缺乏行之有效的治疗药物。
本发明的目的是提供一种对糖尿病肾病的治疗有显著疗效,进而能延缓慢性肾衰的药物。
本发明的技术方案如下:
一种治疗糖尿病肾病的药,它含有大黄素制成含大黄素的口服胶囊或含大黄素的口服水溶液。给药的剂量为100~200mg/日大黄素为宜。
一种延缓慢性肾衰的药,它含有大黄素,它是制成含大黄素的口服胶囊或含大黄素的口服水溶液,给药的剂量为100~200mg/日大黄素为宜。
本发明延缓慢性肾衰的药也可以制成复方,即含有大黄素和巯甲丙脯酸。它也可以制成口服胶囊和口服水溶液。给的剂量为100~200mg/日大黄素和50~150mg/日巯甲丙脯酸。
大黄系蓼科植物,为我国重要的药材之一。主产于我国青海、甘肃、宁夏、内蒙一带。大黄素是大黄所含蒽醌衍生物中的一种成份。掌叶大黄中,含蒽醌衍生物总量为3.5%,其中大黄素的含量为1.27%。已有的研究证实,大黄素具有一定的抗菌、消炎、抗肿瘤等作用。实验证明,雌性SD大鼠(体重200±30g)服用10mg/kg大黄素,给药后30min血中即可测出50ng/mL的大黄素,4小时达到血药浓度高峰,达350~500ng/mL,12小时降至50ng/mL以下。大黄素的毒性极小,实验表明单项给药3.0g/kg仍未观察到动物的死亡。我们的研究发现,大黄素不仅能够治疗糖尿病肾病,而且可以延缓慢性肾衰。
口服大黄素能控制糖尿病的大鼠甘油三脂和胆固醇的升高,用离体肾灌注技术,糖尿病大鼠经大黄素治疗后,其肾组织代谢水平明显得到控制,表现为氧耗量和菊粉清除率都有降低。大黄素治疗组的大鼠肾脏重量及肾组织中蛋白质、DNA、RNA含量明显小于对照组。
糖尿病肾病大鼠肾脏血流动力学研究表明,服用大黄素能使菊粉清除率和肾血流量减少,滤过分数也呈减少趋势。
糖尿病肾病大鼠的组织形态学分析表明,服用大黄素能使肾小球体积和系膜区面积明显减小。并且能明显抑制系膜细胞产生纤维连接蛋白(FN),能使系膜细胞小丘减小,减少。
总之,(1)大黄素能够防治糖尿病肾病大鼠肾脏的肥大,纠正其血流动力学异常;
(2)大黄素能够减轻糖尿病肾病大鼠肾脏的损伤,保护肾功能;
(3)大黄素能够纠正糖尿病时血脂代谢异常;
(4)大黄素能够减少糖尿病时肾脏组织中细胞外基质的生长,减缓肾小球的硬化。
进一步研究表明,大黄素对大鼠慢性肾衰有延缓作用。口服大黄素能减小肾脏指数;能降低肾组织中RNA、DNA及蛋白质的含量;能降低血清肌酐和尿素氮;能降低血脂水平;能降低尿蛋白水平;能降低氧耗量和菊粉再生量;能抑制系膜细胞的生长;能抑制肾小管上皮细胞的增殖。因此大黄素能延缓慢性肾衰。
附图说明:
图1.大黄素对糖尿病肾病大鼠蛋白质排泄量的影响;
图2a.不同时间两组平均肾小球体积的比较;
图2b.不同时间两组平均肾小球系膜区面积的比较;
图3.大黄素作用后系膜细胞培养土清液中FN水平的改变;
图4.大黄素作用后系膜细胞相连FN水平的改变;
图5.大黄素对系膜细胞小丘形成数目的影响;
图6.灌服大黄素后不同时间血对系膜细胞增殖的抑制作用;
图7.不同剂量大黄素对系膜细胞增殖的影响;
图8a.不同浓度大黄素对鼠系膜细胞增殖的影响;
图8b.不同浓度大黄素对人系膜细胞增殖的影响;
图9.大鼠服不剂量大黄素的血清对肾小管上皮细胞增殖的影响;
图10.大鼠1次或慢性服大黄素的血清对肾小管上皮细胞增殖的影响;
图11.大黄素纯品对肾小管上皮细胞增殖的直接影响;
以下通过实施例进一步说明本发明。实施例1.大黄素治疗糖尿病肾病的作用
1.大黄素治疗大鼠实验性糖尿病肾病的作用
1.1.糖尿病肾病大鼠动物模型的建立:
采用单侧肾切除合并链脲菌素注射的方法。建立此模型方法简述如下:雌性SD大鼠,体重180±20g,腹腔麻醉及无菌条件下,行左肾切除术。手术后7天,轻度乙醚麻醉下,尾静脉注射链脲菌素(35mg/kg)。72小时测定血糖浓度,血糖水平>250mg/100mL认为模型成立。列入实验观察对象。
1.2.实验设计及分组:实验大鼠分为4组:单侧肾切除大鼠对照组(n=6);糖尿病对照组(n=18);糖尿病大黄素治疗组(n=10);和正常对照组(n=9)。
其中,大黄素治疗组经口灌服大黄素溶液1mL/200g(体重)(浓度:2mg/mL)剂量为10mg/kg/日,连续用药120天后宰杀动物,检测治疗效果,余下各组动物给等量蒸馏水为对照。
1.3.结果
1.3.1血糖体重等一般状态的变化:
各组大鼠实验前体重无显著差别,单侧肾切除后体重有轻度减轻,但减少幅度<10%。链脲菌素注射后,大鼠的体重与对照组相比明显减少。大黄素治疗后,两组体重差别不明显。
实验结果表明,实验前各组血糖无明显差异。链脲菌素注射后,血糖水平显著升高与正常组差异明显,说明糖尿病动物模型成立。(17.63±1.17mmol/L Vs 6.32±0.34mmol/L P<0.01)。经大黄素治疗后,两组血糖相比,无明显差异(22.1±3.1Vs 20.4±2.6mmol/L P<0.05),均显著高于正常对照组,说明大黄素无明显降低血糖的作用。
1.3.2血脂代谢的影响:
实验前各组血脂无显著的差异,大鼠经链脲菌素注射出现糖尿病时,血脂代谢出现明显的异常。表现为甘油三酯和胆固醇的升高。经大黄素治疗后,升高的甘油三酯和胆固醇得到明显地控制。表现为降低甘油三酯、胆固醇水平,升高高密度脂蛋白(HDL),降低极低密度和低密度脂蛋白水平(VLDL和LDL)。见表1.
1.3.3大黄素对糖尿病大鼠肾组织代谢水平的影响:
应用离体肾灌经技术可以研究肾组织的代谢水平,结果表明,与正常组大鼠肾脏相比,糖尿病大鼠肾脏的菊粉清除率和尿量明显增加,同时氧耗量也明显增加。糖尿在鼠经大黄素治疗后,其肾组织代谢水平明显得到控制。表现为氧耗量小于非治疗组大鼠肾脏的氧耗量,同时,菊粉清降率也低于糖尿病组。如表2所示
表1.大黄素对糖尿病大鼠血脂和脂蛋白代谢的影响(x±s)
类别 A组(n=9) B组(n=10) C组(n=10)
甘油三脂(mmol/L) 0.67±0.13 1.87±0.52+ 1.53±0.40+△
胆固醇(mmol/L) 3.49±0.71 5.14±1.09+ 3.91±1.12+△
HDL-CH(mmo1/L) 1.49±0.29 1.47±0.27 1.86±0.42+△
LDL-CH(mmol/L) 1.71±0.51 2.70±0.69+ 1.38±0.47△
VLDL-CH(mmol/L) 0.32±0.06 0.99±0.13+ 0.82±0.19+
注:与A组比较,*P<0.01;与B组比较,△P<0.05(下同)
A组:正常对照组 B组:糖尿病组 C组:大黄素治疗组
表2.大黄素对糖尿病肾病大鼠整体肾功能和离体肾氧耗量的影响(x±s)
类别 A组(n=5) B组(n=6) C组(n=6)平均动脉压(kPa) 16.26±1.22 21.06±3.17+ 20.23±3.67+菊粉清除率
(mL/min) 1.04±0.27 1.42±0.30++ 1.37±0.21
(mL/min×g-1) 0.48±0.11 0.58±0.18 0.67±0.13△
尿量(mL/min) 0.026±0.014 0.082±0.031+ 0.058±0.029+
氧耗量 (n=4) (n=6) (n=4)
基础氧耗量(μmol/min) 2.48±0.37 4.37±0.97+ 3.10±0.52+△
总氧耗量(μmol/min) 3.03±0.62 4.86±1.06+ 3.79±0.89+△
注:与A组比较,*P<0.01,**P<0.05;与B组比较:△P<0.05
1.3.4大黄素对肾脏肥大的作用:
肾脏肥大是糖尿病肾病最显著的组织形态学变化之一。本组实验中,糖尿病大鼠肾重量明显增加,同时肾组织中蛋白质、RNA、DNA含量也明显增加。但是,蛋白质与RNA升高的幅度明显大于DNA升高的幅度。大黄素治疗组大鼠肾脏重量,及组织中蛋白质、DNA、RNA含量则明显少于对照组。见表3.
表3.大黄素对糖尿病大鼠肾重量和组织中蛋白质、RNA及DNA的影响(x±s)
类别 A组(n=9) B组(n=10) C组(n=10)
肾重 (g) 2.23±0.17 2.94±0.27+ 2.54±0.25+
肾重/体重(%) 6.85±0.62 13.5±0.83+ 10.4±0.47+△
肾组织中 (mg/g肾)
蛋白质 183.7±22.0 251.0±34.9++ 207.2±34.5+△
RNA 4.26±0.29 5.82±0.41+ 5.36±0.67+
DNA 3.04±0.42 3.51±0.29+ 3.40±0.23+
RNA/DNA 1.41±0.63 1.76±0.44+ 1.57±0.53+
注:与A组比较,*P<0.01,**P<0.05;与B组比较:△P<0.05
1.3.5大黄素对尿蛋白质排泄量的影响:
与正常组大鼠相比,糖尿病组大鼠尿24小时蛋白质排泄量明显增多。经大黄素治疗后,尿24小时蛋白质排泄量显著减少。见图1.
2.大黄素对糖尿病大鼠肾脏血流动力学异常的作用。
2.1.糖尿病大鼠动物模型:
雌性SD大鼠,体重170~190g。尾静脉注射链脲菌素(40mg/kg)。72小时后测定血糖水平,血糖浓度在15.3~27.7mmol/L之间的列入实验观察对象。
2.2.实验设计与分组
大鼠分为3组,正常对照组(n=6),糖尿病大鼠组(n=11),和糖尿病大黄素治疗组(n=9)。其中大黄素治疗组在注射链脲菌素18小时给大黄素10mg/kg,随后按10mg/kg/日经口灌服大黄素,连续用药4周。
2.3.结果:
2.3.1血压的变化:
实验前三组大鼠血压无明显差别,在11.2~14.0kPa范围内。大鼠在注射链脲菌素后,血压明显升高(15.9±0.5Vs 13.8±0.8KPa P<0.05)。经大黄素治疗后,大鼠血压无明显地变化。
2.3.2肾脏血流动力学变化:
实验结果如表所示,与正常大鼠相比,糖尿病组大鼠的菊粉清除率和肾脏血流量均明显升高,同时肾血管阻力明显减少,滤过分数(FF)也明显升高。经大黄素治疗后,菊粉清除率和肾血流量明显减少,同时FF也呈减少的趋势。见表4.
表4.大黄素对糖尿病大鼠肾血流动力学的影响
正常对照组 糖尿病组 大黄素治疗组
n=6 n=11 n=9
平均动脉压 KPa 13.8±0.8 15.9±0.5 16.0±0.9
菊粉清除率 mL/min 1.67±0.22 3.30±0.94 2.15±0.44
肾血流量 ml/mL 6.01±0.23 8.63±0.48 7.14±0.31
肾血管阻力mmHg/min/mL 7.31±0.28 9.06±0.41 8.11±0.37
滤过分数 0.28±0.03 0.38±0.07 0.33±0.04
尿量 uL/mL 7.3±2.1 34.7±16.3 28.6±14.2
3.大黄素治疗糖尿病大鼠作用的肾组织形态学分析
3.1动物模型同前
3.2实验设计与分组:
大鼠分为三组,正常对照组(n=12),糖尿病大鼠组(n=12)和大黄素治疗组(n=12),用药方法同前,在大黄素治疗的第3、7及14天宰杀动物,取肾组织常规病理检查。应用镜下图像分析技术,定量分析各组肾组织形态学变化。
3.3结果
大鼠注射链脲菌素后,肾小球体积较正常对照组明显增大。大黄素治疗组在糖尿病发生后3天,7天及14天时,肾小球体积和膜区面积均较糖尿病组明显减小。见图2.
4.大黄素对系膜细胞纤维连接蛋白产生的影响
4.1系膜细胞培养:
正常人肾组织经机械网筛法分离出肾小球,0.1%胶原酶消化处理后,置含20%小牛血清的DMEM培养液中培养,以3~5代细胞进行下列实验。
4.2纤维连接蛋白(FN)的测定:以双抗体夹心ELISA法检测培养上清液及与细胞相连的FN水平。
4.3结果
4.3.1大黄素对系模细胞产生FN的影响:
大黄素能够明显抑制系膜细胞产生FN,当其浓度为20mg/L时,几乎完全抑制由转化生长因子β而致的FN合成。见图3、图4.
4.3.2大黄素对培养系膜细胞小丘形成的影响
长期培养的系膜细胞可叠层生长而形成小丘,是系膜细胞增殖及细胞外基质积的结果。无大黄素时,系膜细胞形成小丘大而多,经大黄素处理后,小丘数小而少。20mg/L的大黄素几乎完全抑制系膜细胞小丘的形成。
小结:
(1).大黄素能够防治糖尿病大鼠肾脏的肥大,纠正其血流动力学异常;
(2).大黄素能够减轻糖尿病肾病大鼠肾脏的损伤,保护肾功能;
(3)大黄素能够纠正糖尿病时血脂代谢异常;
(4)大黄素能够减少糖尿病时肾脏组织中细胞外基质的生长,减缓肾小球硬化的程度。
实施例2.大黄素延缓慢性肾衰的作用
1.大黄素延缓慢性肾衰的作用.
1.1.慢性肾衰动物模型:
雄性SD大鼠,体重150~200g,腹腔麻醉和无菌条件下,先期结扎左肾动脉分枝上、下各1枝,随后在结扎血管的第7天行右肾切除,并开始记录手术后时间。
1.2.实验设计与分组:
术后第4周开始分组,正常对照组(n=10);5/6肾切除大黄素治疗组(简称大黄素组,n=16);和5/6肾切除对照组(简称实验对照组,n=17)。
大黄素治疗组每日给大黄素10mg/kg,经口灌服,其余两组给等量的蒸溜水。
1.3.结果
1.3.1.大黄素对体重、肾重等的影响:
实验前,各组大鼠体重无明显差异,术后体重有一过性降低。随实验进展,各组大鼠体重均增加,且无明显差异。术后12周时大黄素组肾重量呈减少趋势,肾重/体重明显少于实验对照组。同时肾组织中RNA、DNA及蛋白质含量也明显减少。如表5所示.
表5体重、肾重和肾组织中蛋白质,RNA及DNA含量的变化
正常对照组 大黄素组 实验对照组
体重 g 372±34 350±31 369±38
肾重 g 2.01±0.31 2.75±0.63 3.03±0.36
肾重/体重 % 5.31±0.66 6.50±1.03 7.61±0.91
肾组织中 mg/肾
蛋白质 134.3±9.5 156.2±17.1 183.8±19.5
RNA 4.13±0.17 4.25±0.21 4.87±0.45
DNA 3.51±0.23 3.38±0.30 4.18±0.43
RNA/DNA 1.25±0.37 1.15±0.42 1.26±0.26
摄食量 g/24h 28.6±8.2 26.7±9.5 25.3±8.3
1.3.2大黄素对肾功能的影响
各组大鼠实验前,血肌酐和尿素氮水平无差异,手术后血肌酐和尿素氮水平急剧上升。2~4周回降近正常水平,尔后各组血清肌酐和尿素氮再进行性升高。大黄素治疗组血肌酐和尿素氮水平上升速度明显小于实验对照组,第12周时两组和尿素氮水平相差明显。见表6.
1.3.3.大黄素对血脂和脂蛋白代谢的影响:
实验前及开始用药治疗前,实验对照组和大黄素治疗组的血脂及脂蛋白水平无明显差异,经12周大黄素治疗,血脂水平明显低于实验对照组。见表6.
表6大黄素对肌酐、BUN、血脂、脂蛋白及总蛋白水平的影响
正常照组 大黄素组 实验对照组
肌酐 μmol/L 68.4±21.3 190.0±69.5 272.6±56.8
BUN mmol/L 17.4±2.0 21.9±3.8 31.7±8.9
甘油三脂 mmol/L 0.67±0.13 1.51±0.42 2.06±0.51
胆固醇 mmol/L 2.95±6.01 3.26±0.70 4.26±0.89
HDL mmol/L 1.27± 0.25 1.44±0.31 1.10±0.18
LDL mmol/L 1.44±0.43 1.18±0.35 2.06±0.40
VLDL mmol/L 0.27±0.05 0.61±0.32 0.84±0.35
总蛋白 g/L 75.9±3.2 72.8±3.4 71.2±8.1
白蛋白 g/L 40.1±5.4 37.4±3.8 36.9±4.7
白蛋白/球蛋白 1.12±0.30 1.07±0.41 1.03±0.38
Na+ mmol/L 141.7±1.6 142.2±1.8 143.7±1.7
K+ mmol/L 6.2±0.8 6.5±0.6 6.4±0.8
1.3.4.大黄素对尿蛋白的影响:
实验前,各组大鼠24小时尿蛋白水平无差异。手术后尿蛋白排泄量明显增加(28.6±7.3 Vs 7.1±4.8mg/24h P<0.01)。随后尿蛋白排泄进行性增多。经大黄素治疗后,尿蛋白水平明显低于实验对照组第,12周时两组相差明显.(35.6±13.7 Vs 120.8±38.2mg/24h P<0.01)。
1.3.5.各组死亡率的比较:
见表7.手术后4周时死亡数较多,随着实验的进行,实验对照组略多于大黄素治疗组。第12周,结束实验时,三组大鼠的存活率分别为90%、75%、和61%。
表7.死亡只数与存活率
正常对照组 大黄素治疗组 实验对照组
术后第4周 2 3
7 1
8 1 1
12 1 1 1
16 1
最终存活只数 9 12 11
存活率(%) 90 75 61
2.大黄素对5/6肾切除后残余肾功能保护作用
2.1.动物模型:
慢性肾衰动物模型的建立采用5/6肾切除的方法,与前述相同。
2.2.实验设计与前述相同。
2.3.结果.
2.3.1大黄素对正常大鼠肾功能的影响:
研究表明,正常大鼠经大黄素治疗后,其肾功能,如氧耗量,钠离子转运量,菊粉清除率及葡萄糖再生量无明显差异。见表8.
表8.大黄素对正常大鼠肾功能的影响
正常对照组(n=24) 正常大黄素(n=4)
肾重量 g 1.62±0.14 1.59±0.10
氧耗量 μmol/min/g 4.49±0.72 4.66±0.59
Na+转运量 μmol/min/g 38.87±4.38 36.21±5.67
菊粉清除率 μl/min/g 282.5±48.5 274.8±27.8
流量 ml/min/g 21.3±2.8 22.1±1.7
葡萄糖再生量 μmol/min/g 10.4±3.1 8.2±1.6
尿量 51±7 55±9
2.3.2大黄素对残余肾功能的影响
大黄素治疗后,残余肾氧耗量和葡萄糖再生量明显低于实验对照组。见表9.
表9.大黄素对残余肾功能的影响
实验对照组(n=6) 大黄素治疗组(n=6)
肾重 g 1.26±0.11 1.23±0.28
氧耗量 μmol/min/g 5.75±0.72 4.42±0.64
Na+转运量 μmol/min/g 10.5±2.1 9.3±1.5
菊粉清除率 μL/min/g 127.4±23.6 122.2±13.7
流量 μL/min/g 14.7±1.6 14.1±2.3
葡萄糖再生量mol/min/g 10.6±2.9 6.0±2.5
尿量 μL/min 20±3 17±2
3.大黄素抑制系膜细胞和肾小管上皮细胞生长与功能的作用
3.1.大黄素抑制系膜细胞的生长
正常SD大鼠灌服20mg大黄素后的血清,对系膜细胞生长即可见抑制作用,H-TdR掺入率为77%,6小时抑制作用最强,3H-TdR掺入率为60%,9小时后抑制作用逐渐减弱。见图6.
以不同剂量的大黄素灌服大鼠,统一在灌药后6小时取血,可见随用药剂量的增加,抑制系膜生长的作用也增加。见图7.
3.2.大黄素直接抑制系膜细胞生长的作用
研究发现,大黄素直接加入细胞培养体系中,其系膜细胞生长明显被抑制,见图8。25μg/mL的大黄素已使系膜细胞3H-TdR掺入率降为58%。随着大黄素浓度的增加,100μg/mL时,系膜细胞的掺入率仅为17%。
3.3.大黄素对肾小管上皮细胞增殖的作用:
研究表明,大黄素经口灌服后的血清能够明显地抑制肾小管上皮细胞的生长。(见图9).而且长期灌服大黄素的血清,抑制肾小管上皮细胞生长的作用,明显大于单次灌服大黄素的血清。见图10.
将大黄素直接加入培养的肾小管上皮细胞中,也能够明显抑制上皮细胞3H-TdR的掺入。(见图11).
实施例3.临床研究:
1.大黄素延缓慢性肾衰患者肾功能进行性减退的作用。
1.1.病例选择:
49例慢性肾衰患者,男性38例,女性11例,平均年龄40.7岁。除去造成肾功能一过性降低的因素,如电解质紊乱,酸碱失衡,感染及严重高血压后,本组患者平均基础血肌酐水平344±114μmol/L。
1.2.病人分组:病人随机分为4组:大黄素治疗组(n=12),巯甲丙脯酸治疗组(n=10),联合用药组(n=14)和对照组(n=13)。其中,大黄素治疗组每日给大黄素100~200mg/日;巯甲丙脯酸治疗组给巯甲丙脯酸75mg/日;联合用药组每日同时给大黄素100~200mg/kg/日和巯甲丙脯酸75mg/日。对照组仅给安慰剂作为对照。
1.3.结果.
在6~20日的随访期间,对照组有5例(26.3%)发展至终末期肾衰而行透析治疗,其余3组无一例发生终末期肾衰。
经回归分析表明,肾功能衰退速度以对照组最大,巯甲丙脯酸次之,大黄素和联合用药组较好。见表10.
表10.大黄素延缓慢性肾衰患者肾功能进行性减退的作用
对照组 大黄素组 巯甲丙酸组 联合用药组
例数 19 11 9 10
随访时间(日) 11.8±3.3 11.4±4.8 9.3±2.8 11.7±4.7
肾功能衰退指数 -100.5±46.9 -6.1±2.1 -31.9±3.1 16.7±4.3
(×10-4)
10年内发生终未期 94.7% 36.4% 66.4% 30%
肾衰的预测
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1.大黄素在制备延缓慢性肾衰的药物中的应用。
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