狼瘡性腎炎新標志物：脂質(zhì)運載蛋白-2

李東川 馬瑞霞

(青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腎內(nèi)科，山東青島 266003)

狼瘡性腎炎(lupus nephritis，LN)是系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)常見且嚴重的的并發(fā)癥之一。10％～26％ LN患者可發(fā)展至腎衰竭[1]。目前常用于檢測LN的蛋白尿、血尿及血肌酐等指標雖與腎臟損傷有關(guān)，但為非特異性，不能早期預(yù)測腎功能損害；腎穿刺活檢是檢測腎臟損傷的“金標準”，但因其有創(chuàng)性，患者常難以接受。

近年來，脂質(zhì)運載脂蛋白-2(lipocalin-2)引起人們的重視，其有望作為LN的標志物應(yīng)用于臨床。

1 lipocalin-2的生物學(xué)特點

當細胞受炎性反應(yīng)或感染刺激時，上皮細胞產(chǎn)生白細胞介素8(interleukin-8，IL-8)或角化細胞(keratinocyte，KC)趨化因子，從而將中性粒細胞，如多形核中性白細胞(polymorphonuclear neutrophils，PMN)吸引至受損部位。PMN合成并釋放多種抗菌多肽及蛋白水解酶，例如人中性粒細胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)為其中之一[2]。NGAL有3種存在形式：分子量為25 kDa的單體、自身聚合46 kDa同源二聚體以及與基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9，MMP-9)形成的135 kDa異源二聚體，即lipocalin-2。由lipocalin-2的8條β折疊相互作用而形成的β自折疊桶結(jié)構(gòu)為親脂性配體結(jié)合位點，它可結(jié)合中性粒細胞趨化物N-甲酰-甲硫氨酰-亮氨酰苯丙氨酸(N-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine，fMLP)，也可以運輸介導(dǎo)炎性反應(yīng)的一些親脂性分子，如血小板活化因子(platelet activating factor，PAF)、白三烯B4(leukotrienes B4，LTB4)和內(nèi)毒素脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)等。當lipocalin-2與MMP-9結(jié)合時，可形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)避免MMP-9的自動降解。

2 lipocalin-2的功能

2.1 鐵轉(zhuǎn)運 lipocalin-2是通過一種小型苯酚環(huán)將鐵從血漿清除的，這種轉(zhuǎn)鐵能力使lipocalin-2在抗革蘭陰性桿菌的自然免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[3]。lipocalin-2在受體介導(dǎo)下通過內(nèi)吞作用進入巨噬細胞內(nèi)，一旦進入細胞，鐵即與lipocalin-2分離，從而被細胞利用。lipocalin-2的這種轉(zhuǎn)鐵能力對人體的自組織進化極其重要[4]。lipocalin-2高度表達于輸尿管芽，因此推測其轉(zhuǎn)運鐵的能力對于腎小管上皮細胞的形成及腎祖細胞發(fā)育成不同腎組織可能有重要意義。

2.2 誘導(dǎo)細胞凋亡 當lipocalin-2通過受體介導(dǎo)的細胞內(nèi)吞作用進入細胞后，也可將鐵轉(zhuǎn)運至細胞外。由此產(chǎn)生的細胞內(nèi)缺鐵現(xiàn)象，標志著細胞進入由Bim(Bcl-2家族促凋亡蛋白分子)表達所誘導(dǎo)的細胞凋亡過程[5]。通過lipocalin-2與誘導(dǎo)細胞凋亡之間的關(guān)聯(lián)性，Devireddy等[5-6]發(fā)現(xiàn)，lipocalin-2對于上調(diào)祖B細胞(pro-B cells)具有深遠意義。研究[7-8]發(fā)現(xiàn)，腹膜炎、動脈粥樣硬化、血管炎、川崎病和腸炎等疾病中，白細胞和上皮細胞分泌lipocalin-2增多；且lipocalin-2高表達與多種癌癥有關(guān)，最顯著的是乳腺癌和結(jié)腸癌。

3 lipocalin-2受體在腎臟的分布與表達

目前，已發(fā)現(xiàn)2種與lipocalin-2結(jié)合的細胞表面受體，Megalin表達于腎小管細胞及T細胞表面，其功能尚未明確[9-10]；24p3R是一種有12個可預(yù)測的跨膜螺旋的基底膜相關(guān)蛋白[5]。Langelueddecke等[11]研究發(fā)現(xiàn)，24p3R表達于遠端腎單位的頂端質(zhì)膜中，其可調(diào)節(jié)腎小管上皮細胞對蛋白質(zhì)的內(nèi)吞作用，這是第1個發(fā)現(xiàn)24p3R在上皮細胞的位置及作用的實驗。

研究[12]發(fā)現(xiàn)，NGAL受體(NGALR)是lipocalin-2的一種特殊細胞表面受體，這種特殊受體可能亦參與lipocalin-2的內(nèi)吞作用和細胞轉(zhuǎn)運。

Mao等[13]發(fā)現(xiàn)，IL-1β通過絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-related kinase，ERK)信號途徑誘導(dǎo)系膜細胞NGALR mRNA及蛋白的表達，且系膜細胞NGALR表達上調(diào)與IL-1β誘導(dǎo)的炎性基因表達有關(guān)。NGALR也可能在其他固有細胞有表達，但尚缺乏相關(guān)研究。研究[9]證實，lipocalin-2在系膜細胞無表達，但卻發(fā)揮重要作用，可能與系膜細胞高表達NGALR有關(guān)。

4 lipocalin-2與腎臟

4.1 lipocalin-2對腎臟的保護作用 多項研究[8， 14]顯示，lipocalin-2對腎臟具有保護作用，其機制包括：lipocalin-2與轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)結(jié)合誘導(dǎo)局部浸潤的巨噬細胞凋亡，防止腎小球硬化；lipocalin-2可以促進腎小管上皮細胞再生及缺血損傷后的分化，從而保護受損的腎臟；Fe-lipocalin-2復(fù)合物可通過減少氮質(zhì)血癥的嚴重程度、上調(diào)血紅素氧化酶-1從而保護腎臟；lipocalin-2在防止小管間質(zhì)纖維化中也有重要作用。lipocalin-2通過以下途徑影響腎臟纖維化：(1)通過Ras-MAPK信號通路調(diào)控腎臟纖維化；(2)通過E-鈣黏蛋白(E-cadherin，E-cad)影響腎臟纖維化的發(fā)生和發(fā)展；(3)保護、調(diào)節(jié)MMP-9的活性并作為信息分子載體參與免疫炎性反應(yīng)，抵消復(fù)合物中金屬蛋白酶組織抑制劑-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1，TIMP-1)抑制MMP-9活性的作用而抑制腎臟纖維化[14]。

4.2 lipocalin-2與腎臟疾病 lipocalin-2在急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)中研究較廣，主要集中在腎臟急性缺血-再灌注損傷、心臟術(shù)后急性腎衰竭及毒性腎損傷等方面[15-16]。先前研究[17]發(fā)現(xiàn)，尿lipocalin-2可以預(yù)測AKI，在腎臟缺血2 h后尿lipocalin-2升高預(yù)測敏感性為98％，特異性為100％，并持續(xù)到AKI發(fā)病后數(shù)天。lipocalin-2不僅可以作為早期診斷AKI的重要標志物，而且可以反映腎臟增生性改變[16]。lipocalin-2也被證實可以用來鑒定腎臟移植數(shù)小時之內(nèi)的移植物反應(yīng)[15]。

新近研究[18-19]顯示，lipocalin-2可作為慢性腎臟疾病(如LN、多囊腎、IgA腎病、梗阻性腎病和原發(fā)性腎小球腎炎、腎病綜合征)的早期標志物。Brunner等[20]發(fā)現(xiàn)，尿NGAL、肌酐清除率和單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1，MCP-1)對于LN所致慢性腎臟疾病的早期診斷是比較理想的指標。尿lipocalin-2可以反映腎小球濾過屏障、近端小管重吸收和遠端小管腎單位的損害[21]。研究[22]顯示，血和尿lipocalin-2水平與糖尿病腎病(diabetic kidney disease，DKD)的嚴重性呈正相關(guān)，可作為DKD的早期標志物。

5 lipocalin-2與LN

5.1 lipocalin-2參與LN發(fā)病機制 目前公認，LN是一種免疫復(fù)合物介導(dǎo)性腎炎?？笵NA抗體，特別是抗雙鏈DNA(double-stranded DNA，ds-DNA)抗體是SLE的標志性抗體。Qing等[23]在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，用致腎炎性鼠抗ds-DNA單克隆抗體處理系膜細胞后所獲得的狼瘡性細胞中l(wèi)ipocalin-2表達明顯增加，而正常系膜細胞及用同型相匹配的非致病性抗體處理的系膜細胞則無lipocalin-2表達，這表明SLE的發(fā)病機制可能與lipocalin-2過度表達有關(guān)。

5.2 lipocalin-2與LN診斷 Suzuki等[24]通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)測定85例SLE患兒、50名健康兒童、30例青少年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎(juvenile idiopathic arthritis，JIA)患者血清和尿lipocalin-2，結(jié)果顯示SLE患兒明顯高于正常兒童及JIA患者；此外，該研究還探討血清肌酐、蛋白尿、抗ds-DNA抗體滴度、尿蛋白/肌酐比值及尿lipocalin-2與LN活動關(guān)系，結(jié)果顯示，尿蛋白/肌酐比值和尿lipocalin-2與LN活動性相關(guān)。尿蛋白/肌酐比值是評價LN嚴重程度的重要指標，而尿蛋白/肌酐比值與尿lipocalin-2密切相關(guān)，可見尿lipocalin-2也是評價LN的重要指標。Rubinstein等[25]對腎活檢診斷為LN的患者的研究發(fā)現(xiàn)，當尿lipocalin-2與尿肌酐比值為20 ng/mg時，尿lipocalin-2診斷LN的敏感性為57％，特異性為83％；而當二者比值為28 ng/mg時，尿lipocalin-2診斷LN的敏感性為50％，特異性為91％。

Pitashny等[26]研究發(fā)現(xiàn)，與無LN的SLE患者和健康對照組比較，有LN的SLE患者尿lipocalin-2顯著升高(P<0.01)；而無LN的SLE患者與健康對照組比較，尿lipocalin-2差異無統(tǒng)計學(xué)意義；研究還發(fā)現(xiàn)尿lipocalin-2水平與腎臟疾病的SLE疾病活動指數(shù)(SLE disease activity index，SLEDAI)密切相關(guān)，lipocalin-2作為腎臟疾病的檢測指標比總SLEDAI評分更有意義，且其與腎外SLEDAI沒有相關(guān)性；該研究還發(fā)現(xiàn)，血清和尿lipocalin-2水平與判斷全身疾病活動性的其他實驗室指標(血液學(xué)指標、抗ds-DNA抗體滴度、C3和C4水平)及患者年齡、性別、種族無相關(guān)性。Rubinstein等[25]研究顯示，LN患者尿lipocalin-2水平與腎SLEDAI中反映炎性反應(yīng)的指標如血尿、膿尿、管型尿而非蛋白濾過率有關(guān)。Hinze等[27]研究發(fā)現(xiàn)，兒童LN患者在病情惡化前3個月尿lipocalin-2明顯升高(104％)，血漿lipocalin-2上升達26％，尿和血漿lipocalin-2水平可以作為兒童LN患者疾病惡化的預(yù)測指標。

Yang等[28]對34例LN所致腎衰竭患者(試驗組)、84例LN患者、14例非LN的自身免疫性疾病患者及12名健康志愿者的24 h尿NGAL排泄率及其他細胞因子進行對比，發(fā)現(xiàn)試驗組的24 h尿NGAL(即lipocalin-2)排泄率明顯高于其他組，而試驗組白細胞介素-10(interleukin-10，IL-10)、TGF-β1、TNF-α的水平與不同對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義；并且發(fā)現(xiàn)試驗組中的尿NGAL排泄率與患者血肌酐水平及肌酐清除率之間具有關(guān)聯(lián)性。據(jù)此推斷，尿NGAL可能是LN早期診斷的生物學(xué)標志物之一。

lipocalin-2不僅可以作為早期診斷LN的重要指標，而且可以提示疾病的嚴重程度。

5.3 lipocalin-2預(yù)測LN復(fù)發(fā) 研究[25]發(fā)現(xiàn)，尿lipocalin-2不僅可以作為所有SLE患者腎炎活動性的預(yù)測因子，還可以作為LN復(fù)發(fā)的預(yù)測指標；在預(yù)測LN復(fù)發(fā)時，尿lipocalin-2優(yōu)于抗ds-DNA抗體滴度。因此，尿lipocalin-2用于SLE患者的隨訪檢測時能早期間接地診斷腎臟病變情況、預(yù)防復(fù)發(fā)、降低腎臟的損害程度。

綜上所述，lipocalin-2是早期診斷、治療、預(yù)測及預(yù)防LN復(fù)發(fā)的最有潛力的一個新標志物。SLE中致腎炎性自身抗體可誘導(dǎo)lipocalin-2表達，但具體機制尚不明確。尿lipocalin-2與LN的活動性密切相關(guān)，可用于LN的早期診斷及監(jiān)測復(fù)發(fā)，并有望取代重復(fù)腎活檢。LN作為新標志物尚需進一步研究：尿lipocalin-2的升高能否預(yù)測腎臟的改變；尿lipocalin-2的水平是否可以區(qū)分LN不同病理類型，尤其是Ⅳ型和Ⅴ型；lipocalin-2對LN的保護作用是否可以作為治療LN的新方法等。

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