新型慢性腎臟病標(biāo)志物研究進(jìn)展

周江慧,李倩玉,楊 爽,劉 鋒

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 腎內(nèi)科，吉林 長(zhǎng)春130033)

各種原因引起的腎臟結(jié)構(gòu)和功能障礙≥3個(gè)月，稱(chēng)為慢性腎臟病(CKD)。目前臨床上評(píng)判腎功能的指標(biāo)是Scr，但其并不能早期敏感、可靠的診斷CKD[1]。究其原因是因?yàn)檠寮◆且环N功能性的生物指標(biāo)，且腎臟具有強(qiáng)大的代償功能，當(dāng)腎臟輕度損傷時(shí)，由于其代償功能，血肌酐并不能出現(xiàn)變化。而目前的新型標(biāo)志物NGAL、KIM-1、IL-18可于慢性腎臟病早期出現(xiàn)，且易于檢測(cè)，可為CKD的治療提供依據(jù)，故加深對(duì)其了解在臨床工作中是十分必要。

1 中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(NGAL)

1.1 NGAL結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

NGAL是一種起初在中性粒細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的由198個(gè)氨基酸殘基的25 KD多肽組成的小分子蛋白，其相對(duì)分子質(zhì)量為25000。其結(jié)構(gòu)包括N端的310-螺旋、C端的a螺旋和β折疊桶。NGAL存在的結(jié)構(gòu)形式有多種[2]。其中有重要臨床意義的則是其二聚體與單體形式的結(jié)構(gòu)，其二聚體結(jié)構(gòu)形式的NGAL主要以中性粒細(xì)胞分泌為主。而單體結(jié)構(gòu)形式的NGAL是由受損的腎小管上皮細(xì)胞分泌出來(lái)的[3,4]。其結(jié)構(gòu)形式于腎小球?yàn)V過(guò)率又有何關(guān)系呢，有研究證實(shí)單體形式的 NGAL越高，腎小球?yàn)V過(guò)率越低，兩者呈反比關(guān)系。而其他結(jié)構(gòu)形式與腎小球?yàn)V過(guò)率無(wú)關(guān)。并且有相關(guān)研究表明單體形式的NGAL水平不受有中性粒細(xì)胞參與的泌尿系統(tǒng)炎癥的影響[4]。提示單體形式的NGAL對(duì)CKD具有特異性，可反映腎臟的損傷情況。

1.2 NGAL與腎臟病關(guān)系

眾所周知NGAL往往作為急性腎損傷(AKI)標(biāo)志物，其產(chǎn)生機(jī)制是當(dāng)上皮細(xì)胞受到損傷時(shí)，近端腎小管產(chǎn)生大量的NGAL，誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞的再生和凋亡[5]。其產(chǎn)生增對(duì)的原因是NGAL是一類(lèi)應(yīng)激蛋白，在外界因素刺激下，細(xì)胞會(huì)分泌NGAL來(lái)保護(hù)自身，使組織細(xì)胞免于凋亡。故當(dāng)腎小管上皮細(xì)胞受到損傷時(shí)，人體出于自身防御機(jī)制會(huì)分泌NGAL。Devarajan 等[6]在腎缺血/再灌注及順鉑誘導(dǎo)小鼠腎損傷模型中，運(yùn)用特定的方法發(fā)現(xiàn)，損傷后，NGAL m RNA 、蛋白在近曲小管細(xì)胞上呈高水平表達(dá)，并可在損傷后3 h后NGAL在尿液和血液中出現(xiàn)明顯升高。其變化明顯早于目前臨床常用的功能標(biāo)志物(如血肌酐)，是敏感的早期腎損傷生物標(biāo)志物。但其對(duì)CKD又有什么診斷意義呢，目前CKD基礎(chǔ)上的急性腎損傷(AKI)的發(fā)生率也越來(lái)越高。其原因是慢性腎病中腎單位功能的喪失會(huì)導(dǎo)致其余腎單位的工作強(qiáng)度增大，使腎小管易于發(fā)生AKI且恢復(fù)難度較大。故CKD患者易于發(fā)生AKI。NGAL在檢測(cè)AKI上的優(yōu)勢(shì)可充分利用到CKD基礎(chǔ)上的AKI，短期內(nèi)血液和尿液中NGAL明顯升高，預(yù)示著急性腎損傷發(fā)生，指導(dǎo)臨床工作中治療慢性腎臟病的同時(shí)兼顧急性腎損傷的治療，減少病死率的發(fā)生。目前有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)在 CKD 中存在血清NGAL的濃度變化。一項(xiàng)選取45例CKD2-4期患者的對(duì)比研究表明，進(jìn)入CKD3期以上患者，血清NGAL與疾病有明顯的相關(guān)性，隨著病情的進(jìn)展，血NGAL逐漸升高，可作為CKD病情發(fā)展的指向標(biāo)。也有研究表明，在腎活檢樣本中的，尿液中單體形式的NGAL 與腎臟的組織學(xué)具有相關(guān)性，這是進(jìn)行性、重度CKD的典型表現(xiàn)[7]。在對(duì) Ig A 腎病、多囊腎的研究發(fā)現(xiàn)其 NGAL 值高于正常對(duì)照[8,9]。Nickolas 等[10]發(fā)現(xiàn)尿液中單體形式NGAL與腎臟結(jié)構(gòu)、功能(腎小球?yàn)V過(guò)率、間質(zhì)纖維化及腎小管萎縮)顯著相關(guān)。并且越來(lái)越多的研究表明NGAL參與CKD的腎纖維化過(guò)程，機(jī)制涉及NGAL抑制Ras-MAPK通路，促進(jìn)MMP-9活性上調(diào)，從而導(dǎo)致腎臟纖維化。結(jié)合文獻(xiàn)可知，血液NGAL和(或)尿液中NGAL都可反映慢性腎臟病發(fā)展進(jìn)程及疾病的嚴(yán)重程度。

1.3 NGAL與糖尿病腎病、高血壓腎病關(guān)系

隨著糖尿病、高血壓等慢性病發(fā)病率升高，當(dāng)這些慢性病達(dá)到一定年限會(huì)引起腎臟結(jié)構(gòu)和功能的改變，故引起的慢性腎臟病所占的分量也在逐年增加。NGAL在評(píng)估糖尿病腎病及高血壓腎病上也有重要價(jià)值。有報(bào)道顯示 NGAL可先于目前臨床常用的血肌酐、CysC等功能性腎損傷標(biāo)志物發(fā)生改變，是具有重要應(yīng)用價(jià)值早期腎損傷標(biāo)志物之一[11,12]。國(guó)內(nèi)沈東惠[13]等通過(guò)對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)健康人和尿白蛋白尚屬于正常的T2DN患者相比，血NGAL具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差(P<0.05)。T2DN患者的血NGAL明顯升高。提示了早期DN中血NGAL升高明顯早于尿白蛋白/肌酐的變化。國(guó)內(nèi)外[14,15]均認(rèn)為在早期糖尿病腎病中患者血清 NGAL 與 UAER(尿白蛋白排泄率)有較好的相關(guān)性。血NGAL在早期診斷糖尿病腎臟損害中具有較高的靈敏性及特異性。另有研究表明NGAL可預(yù)測(cè)II型糖尿病終末期腎病(ESRD)存活率，NGAL/SCr值與Ⅱ型糖尿病ESRD患者死亡率成正相關(guān)。同樣在高血壓腎病研究中，也有同樣的發(fā)現(xiàn)，在尿白蛋白尚未出現(xiàn)異常時(shí)，尿中NGAL表達(dá)已有明顯增高，且隨著尿白蛋白的量增多而增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。周忠敬[16]進(jìn)行了對(duì)高血壓腎功能損害Ⅰ期和Ⅱ期患者尿NGAL水平的檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在高血壓腎功能損害早期時(shí)，尿NGAL水平發(fā)生明顯改變。綜上，在臨床工作中，可以對(duì)慢性腎臟病患者性持續(xù)的NGAL監(jiān)測(cè)，預(yù)測(cè)腎功能變化趨勢(shì)和病情轉(zhuǎn)歸，并且還能對(duì)高血壓腎病，糖尿病腎病行早期診斷，適時(shí)行治療調(diào)整，延緩CKD進(jìn)展。

2 腎損傷因子-1(KIM-1)

2.1 KIM-1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

腎損傷分子(kidney injury mole-culer-1，KIM-1)是一種基因定位于5號(hào)染色體長(zhǎng)臂(5q33.2)新的跨膜蛋白。KIM-1主要在激活的 CD4+T細(xì)胞表面表達(dá)，其在 Th2型細(xì)胞表面和活化的初始T細(xì)胞表面水平高表達(dá)，其重要作用是調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答反應(yīng)[17]。其作用機(jī)制是該跨膜蛋白的胞內(nèi)區(qū)較短，其所含一個(gè)保守的酪氨酸磷酸化位點(diǎn)是轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)的通路。

2.2 KIM-1與腎臟病關(guān)系

KIM-1在正常人體內(nèi)含量極低，但當(dāng)腎臟受到外界理化因素刺激時(shí)，KIM-1能在近端腎小管上皮細(xì)胞中含量迅速增加，然后經(jīng)過(guò)體內(nèi)的一些反應(yīng)最終脫落進(jìn)尿液[18]，導(dǎo)致其含量在腎組織和尿液中迅速升高。且其表達(dá)具有較高的組織特異性。是具有較高的敏感性和特異性診斷腎小管損傷指標(biāo)之一[19]。是腎損傷分子突出價(jià)值表現(xiàn)。其與CKD關(guān)系又如何呢，有臨床研究中發(fā)現(xiàn)尿 KIM-1 水平隨著CKD 分期逐漸升高[20]。其原因可能與KIM-1與腎組織巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)有關(guān)。Ko 等[21]在缺血再灌注腎損傷小鼠模型中，對(duì)發(fā)生 AKI 損傷后處于修復(fù)期的 24600 個(gè)基因研究發(fā)現(xiàn)KIM-1最為活躍，提示KIM-1或與 AKI 向 CKD 轉(zhuǎn)化相關(guān)。這都提示KIM-1與慢性腎損傷是密切相關(guān)的，KIM-1在糖尿病腎病中的作用又如何呢，糖尿病腎病(DN)是糖尿病常見(jiàn)且較嚴(yán)重并發(fā)癥之一，是糖尿病患者死亡的主要原因之一[22]，有相關(guān)研究表明早期采取干預(yù)治療，可以逆轉(zhuǎn)DN的發(fā)生[23]。早期糖尿病腎病可能檢測(cè)不到白蛋白的指標(biāo)的變化，但當(dāng)UAER>300 mg/24 h，腎臟損傷則不可逆轉(zhuǎn)。但許多研究發(fā)現(xiàn)在糖尿病腎病早期當(dāng)UAER還未出現(xiàn)改變時(shí)，血、尿中KIM-1水平已顯著增高，可預(yù)測(cè)早期DN的發(fā)生。由此，在臨床工作中，可以檢測(cè)KIM-1水平變化來(lái)預(yù)測(cè)慢性腎臟病分期變化以及疾病進(jìn)程和急性腎損傷患者是否痊愈，是否向慢性腎臟病方向發(fā)展以及及時(shí)對(duì)糖尿病腎病早期診斷。

3 白介素-18(IL-18)

IL-18 是1995 年 Okamura 等[24]首次從誘發(fā)的中毒性休克小鼠肝臟提取液中獲得的一種蛋白。是一類(lèi)輔助性T細(xì)胞的細(xì)胞因子。該蛋白有著與白介素 12(interleu-kin1-12，IL-12)相似的生物學(xué)活性，但其優(yōu)勢(shì)在于誘導(dǎo)產(chǎn)生干擾素γ (interferon-γ，IFN -γ)的能力比 IL-12 強(qiáng)，故其初始命名為 IFN-γ 誘導(dǎo)因子(interferon gammain-ducing factor，IGIF)，隨后才更名為IL-18。白介素18是一種前炎性細(xì)胞因子，介導(dǎo)諸多炎癥。有研究發(fā)現(xiàn)其在炎癥的級(jí)聯(lián)反應(yīng)中起著關(guān)鍵性作用。其與腎臟病相關(guān)的機(jī)理是當(dāng)發(fā)生腎損傷時(shí)，白介素18作為促炎癥因子在近端腎小管上皮產(chǎn)生增加并進(jìn)入尿液，在尿液中表達(dá)增加。Liang 等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在 CKD 狀態(tài)下近端腎小管產(chǎn)生IL-18 增多[25]。且IL-18 表達(dá)水平隨診CKD分期的升高而升高，且差別顯著，與 GFR 成負(fù)相關(guān)[26]?？深A(yù)測(cè)CKD分期。對(duì)于糖尿病腎病，白介素18作為炎癥因子參與了糖尿病腎病炎癥反應(yīng)的過(guò)程，可做為糖尿病腎病患者病情發(fā)展程度及預(yù)后的指標(biāo)。Hivert 等[27]前瞻性隊(duì)列研究結(jié)果顯示，IL-18 水平的升高可作為T(mén)2DM 病情發(fā)展的預(yù)測(cè)。IL-18 作為炎性細(xì)胞因子，可以刺激下單核細(xì)胞或者巨噬細(xì)胞的增生，擴(kuò)大炎癥反應(yīng)，共同作用進(jìn)一步加重腎小球基底膜細(xì)胞的通透性損傷，同時(shí)促進(jìn)腎臟間質(zhì)細(xì)胞的增生[28]。與其他標(biāo)志物不同的是，白介素18不是做為慢性腎臟病早期診斷指標(biāo)，而是病情嚴(yán)重程度的判斷指標(biāo)。

4 小結(jié)與展望

腎臟疾病的早期診斷一直是臨床研究的熱點(diǎn)，臨床上當(dāng)前使用的指標(biāo)有許多缺陷，不能更加早期評(píng)價(jià)疾病，由此越來(lái)越多研究轉(zhuǎn)向新型腎臟損傷標(biāo)志物，而諸多標(biāo)志物之間或多或少存在各自不同及相同之處，NGAL敏感性較高，可用于預(yù)測(cè)慢性腎臟病基礎(chǔ)上是否有急性腎損傷的發(fā)生，以及預(yù)測(cè)CKD的分期，KIM-1可提示急性腎損傷向慢性腎臟病轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)，而IL-8作為炎癥因子，參與慢性腎臟病的過(guò)程，可預(yù)測(cè)慢性腎臟病的病情程度。而三種標(biāo)志物的共同之處是都可以在慢性腎臟病早期優(yōu)于血肌酐、胱抑素C等指標(biāo)出現(xiàn)變化。因此在判斷CKD時(shí)，往往需要3種標(biāo)志物綜合檢測(cè)，揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短更加早期、準(zhǔn)確、全面地判斷病情，及時(shí)的采取相應(yīng)的治療方案，延緩病情進(jìn)展?，F(xiàn)今大多數(shù)標(biāo)志物仍處于評(píng)估階段，因此易于檢測(cè)的NGAL、KIM-1、IL-18有可能成為診斷腎臟損傷的不可或缺的指標(biāo)。