腎移植術(shù)后藥源性腎損傷生物標(biāo)志物的研究

王清華 易守芳 余明芳

摘要：腎臟移植是治療腎臟疾病終末期的有效手段之一。隨著對(duì)腎移植術(shù)后研究的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)了許多用于腎移植術(shù)后藥源性腎損傷診斷、治療效果評(píng)估和判斷早期預(yù)警的生物標(biāo)志物。本文旨在對(duì)腎移植術(shù)后藥源性腎損傷相關(guān)生物標(biāo)志物的研究作一綜述。

關(guān)鍵詞：腎移植術(shù);藥源性;腎損傷;生物標(biāo)志物

中圖分類(lèi)號(hào)：R699.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.10.016

文章編號(hào)：1006-1959（2019）10-0044-03

Abstract：Kidney transplantation is one of the effective means to treat the end stage of kidney disease. With the deepening of research on kidney transplantation， the researchers found many biomarkers for the diagnosis， treatment evaluation and early warning of drug-induced renal injury after renal transplantation. This article aims to review the biomarkers of drug-induced renal injury after renal transplantation.

Key words：Kidney transplantation;Drug-induced;Kidney injury;Biomarker

腎臟移植（kidney transplantation）作為腎臟疾病終末期的有效治療手段，為腎病終末期患者提供了第2次生命，其效果和生存率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了血液透析和腹膜透析。據(jù)統(tǒng)計(jì)，移植腎的存活率在3年內(nèi)，已經(jīng)達(dá)到了90%以上[1]。近幾十年來(lái)，隨著各種新型免疫抑制劑（如：環(huán)孢素，他克莫司）的不斷問(wèn)世和替代，腎移植患者的移植腎存活得到了極大的提高。目前，他克莫司（tacrolimus，F(xiàn)K506）作為臨床實(shí)體器官移植后抗排斥治療中最重要的、最常用的鈣調(diào)神經(jīng)蛋白抑制劑（CNIs）類(lèi)藥物，已經(jīng)被廣泛使用了近30年。但是FK506安全有效的治療窗范圍較窄，藥代動(dòng)力學(xué)個(gè)體差異大，并且不良反應(yīng)也時(shí)常發(fā)生：如腎毒性[2-4]、神經(jīng)毒性[5， 6]、高血壓和高血脂[7，8]、胃腸功能紊亂[9]、高血糖[10]、高血鉀[11]、脫發(fā)[12]等。

腎毒性為FK506的最主要不良反應(yīng)，也是慢性移植腎腎病發(fā)生的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素，主要表現(xiàn)為可逆性腎功能損害、溶血尿毒癥和慢性腎功能不全等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致移植腎喪失功能。腎移植患者在術(shù)后1年，出現(xiàn)中毒幾率可達(dá)到50%，并呈逐年上升的趨勢(shì)，術(shù)后10年，藥物腎毒性損傷幾率高達(dá)96.8%。臨床上使用FK506需對(duì)其進(jìn)行血藥濃度及腎毒性監(jiān)測(cè)，但常規(guī)的臨床監(jiān)測(cè)又存在著諸多的缺陷和差異。因此，科學(xué)研究者不斷尋找新的生物標(biāo)志物以滿足早期預(yù)警腎移植術(shù)后藥源性腎損傷的臨床需求。本文就目前腎毒性的常規(guī)監(jiān)測(cè)主要手段，生物標(biāo)志物的研究現(xiàn)狀和缺陷及氨基酸作為監(jiān)測(cè)藥源性腎損傷生物標(biāo)志物的潛在意義作一綜述。

1腎毒性的監(jiān)測(cè)主要手段

目前，關(guān)于如何減少FK506腎毒性的發(fā)生，臨床研究?jī)A向于通過(guò)腎移植后早期減少或撤除FK506來(lái)保護(hù)移植腎功能，而血藥濃度監(jiān)測(cè)并不能對(duì)其腎毒性進(jìn)行及時(shí)、有效的預(yù)防，臨床也沒(méi)有治療腎毒性的有效手段。至今為止，臨床判斷其腎毒性是否發(fā)生的主要手段仍然是SCr，BUN含量上升和GFR下降以及腎活檢等，但是這些指標(biāo)都具有一定的缺陷，且不同程度的受一些腎性或腎外因素的干擾。

SCr的正常值為0.6～1.4 mg/dl，且隨年齡、性別、測(cè)定的時(shí)間變化會(huì)有所差異，老人、肌肉萎縮以及長(zhǎng)期臥床的患者由于肌肉量的降低，血液中的肌酸酐也會(huì)顯示在一個(gè)“正常值”范圍[13]，并且在急性心肌缺血、急性胰腺炎等其他病理情況下也會(huì)出現(xiàn)增高的現(xiàn)象[14，15]，以及某些藥物如膽紅素、頭孢類(lèi)抗生素等也可導(dǎo)致SCr值增高[16]，因此缺乏特異性。

BUN是人體蛋白質(zhì)代謝的主要終末產(chǎn)物。在正常情況下被腎臟排泄，只有部分被腎小管重吸收，測(cè)定血中的BUN值可以反映腎功能狀態(tài)，但腎功能損害早期，血BUN值仍處于正常范圍內(nèi)，當(dāng)GFR下降到正常的50%以下時(shí)，血BUN的濃度才迅速升高。此外，較易受飲食、腎血流量等因素的影響，如有蛋白質(zhì)分解因素，感染，腸道出血、甲亢等可致使BUN升高，因此缺乏敏感性。在美國(guó)腎臟病基金會(huì)（NKF）組織撰寫(xiě)的腎臟病/透析臨床實(shí)踐指南提出GFR分期可以作為評(píng)價(jià)腎功能的重要指標(biāo)，然而腎臟具有強(qiáng)大的儲(chǔ)備能力和代償能力，當(dāng)腎小球?yàn)V過(guò)功能下降到正常水平1/3時(shí)，GFR參數(shù)也有可能處于正常范圍內(nèi)。因此，同樣存在著大量漏診的現(xiàn)象。

目前，作為金標(biāo)準(zhǔn)的腎活檢雖然能夠確認(rèn)FK506的腎毒性，但會(huì)對(duì)人體造成一定的創(chuàng)傷及感染，受取樣的限制性，并且診斷性腎穿刺是臨床已經(jīng)出現(xiàn)明顯腎功能損害癥狀以后的一項(xiàng)反應(yīng)性檢查。

2生物標(biāo)志物的研究現(xiàn)狀和缺陷

隨著代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)等各種組學(xué)的發(fā)展，研究學(xué)者們一直朝著尋找非侵入性的檢測(cè)方向努力，發(fā)現(xiàn)了一系列極具有希望的血液和尿液的生物標(biāo)志物來(lái)幫助診斷和評(píng)估腎損傷，包括腎損傷分子-1（Kim-1）、血管緊張素原（angiotensinogen）、中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白（NGAL）、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶（NAG）、白細(xì)胞介素-18（IL-18）、胱抑素C（Cys-C）[17-21]等，其中部分已經(jīng)已獲美國(guó)FDA認(rèn)定用于大鼠藥源性腎損傷，并已逐漸在臨床展開(kāi)研究。

但是，上述生物標(biāo)志物的檢測(cè)操作較為復(fù)雜，各種生物標(biāo)志物需要不同的儀器進(jìn)行檢測(cè)[22]，并且在血液和尿液中的情況分析不盡相同，而單一的生物標(biāo)志物應(yīng)用往往存在低靈敏度和低特異性問(wèn)題，生物標(biāo)志物的聯(lián)合應(yīng)用有助于疾病的診斷。因此，無(wú)法達(dá)到對(duì)同一樣本采用一種分析方法對(duì)上述生物標(biāo)志物進(jìn)行同時(shí)定量，臨床高通量分析應(yīng)用也存在一定難度。例如，Kim-1對(duì)腎缺血或毒性損傷比較敏感，但在慢性小管、間質(zhì)損傷時(shí)也表達(dá)，因此也受到慢性腎病的影響[23]，NGAL對(duì)診斷腎缺血再灌注腎損傷具有良好敏感性和特異度，然而并發(fā)的炎癥性疾病、系統(tǒng)性感染以及惡性腫瘤等均可影響其診斷的特異性[24，25]。

3氨基酸作為監(jiān)測(cè)藥源性腎損傷生物標(biāo)志物的潛在意義

現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為，疾病在本質(zhì)上是一個(gè)從基因失調(diào)開(kāi)始，經(jīng)表達(dá)異常、代謝異常、功能失調(diào)、結(jié)構(gòu)改變直至產(chǎn)生臨床表現(xiàn)的生化改變過(guò)程。一旦出現(xiàn)臨床癥狀、體征或形態(tài)結(jié)構(gòu)改變，疾病實(shí)際上已處于發(fā)生發(fā)展的終末階段，絕大多數(shù)已經(jīng)失去治愈的機(jī)會(huì)。因此可以將疾病進(jìn)程簡(jiǎn)單分為三期：基因、生化以及臨床層次上的改變。代謝組學(xué)是研究生物體對(duì)疾病、環(huán)境、藥物等影響而產(chǎn)生的所有代謝物的定量分析，是轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)的下游?；蚣暗鞍踪|(zhì)的變化告訴我們可能將要發(fā)生的事情，而代謝物所反應(yīng)的是已經(jīng)發(fā)生了的生化改變。通過(guò)高通量組學(xué)技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)可以篩選出許多藥物作用后特征表達(dá)的代謝物群，并且這些特征代謝物的出現(xiàn)或者改變一般要遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于傳統(tǒng)的病理學(xué)終點(diǎn)。因此，在生化分子發(fā)生變化的階段，并未檢測(cè)到任何組織病理學(xué)的改變，此時(shí)對(duì)于疾病進(jìn)程的干預(yù)使得治愈有極大的可能性。與代謝密切相關(guān)的代謝物的生物活性產(chǎn)物主要包括碳水化合物、脂類(lèi)、脂肪酸、核苷酸、蛋白質(zhì)分子和氨基酸等。其中，氨基酸是生命活動(dòng)中至關(guān)重要的一類(lèi)物質(zhì)，具有廣泛的生物學(xué)功能，是蛋白質(zhì)的基本組成單位，維持內(nèi)穩(wěn)態(tài)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，合成激素及小分子含氮化合物的重要前提，因此，檢測(cè)生物樣本中的氨基酸含量有著重要的意義。

通過(guò)代謝組學(xué)技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)在腎移植術(shù)后使用免疫抑制劑導(dǎo)致腎損傷的尿素、肌酸酐升高都是尿素循環(huán)中的直接或間接產(chǎn)物，都是體內(nèi)氨基酸及蛋白質(zhì)的代謝廢物，通過(guò)腎臟代謝和排泄。Fleck C等[26]回顧分析96例慢性腎臟疾病、85例腎病終末期和40例腎移植術(shù)后患者中血漿ADMA、SDMA和其它20種內(nèi)源性氨基酸與血壓、心血管疾病、內(nèi)皮功能紊亂及糖尿病并發(fā)癥的關(guān)聯(lián)性測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)腎移植術(shù)后患者的SDMA與SCr存在著極強(qiáng)的線性相關(guān)（r2=0.94，P<0.001）。同時(shí)Xia T等[27]運(yùn)用靶向代謝組學(xué)定量技術(shù)測(cè)定在腎移植術(shù)后使用鈣調(diào)神經(jīng)蛋白抑制劑（CNIs）類(lèi)藥物導(dǎo)致腎毒性人類(lèi)尿液中33種氨基酸和生物胺的研究發(fā)現(xiàn)ADMA、SDMA與肌酐清除高度相關(guān)性相吻合。因此，印證了作為精氨酸（Arg）的同系物，非對(duì)稱(chēng)二甲基精氨酸（ADMA）、對(duì)稱(chēng)二甲基精氨酸（SDMA）也參與尿素循環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，其水平變化受腎臟功能和結(jié)構(gòu)影響，也會(huì)影響腎臟的生理功能。

Saito K等[28]以小鼠模型研究腎功能不全，發(fā)現(xiàn)腎臟受損傷的過(guò)程中，通過(guò)吲哚胺-2，3-雙加氧酶的作用使的犬尿氨酸（Kyn）上升，色氨酸（Trp）下降，并且與腎臟功能受損程度緊密相關(guān)。Zhang F等[29]運(yùn)用靶向代謝組學(xué)分析血漿色氨酸（Trp）和SDMA對(duì)FK506導(dǎo)致腎移植患者急性腎損傷的診斷價(jià)值研究發(fā)現(xiàn)FK506導(dǎo)致的腎損傷組Trp明顯比未表現(xiàn)腎毒性組和健康者組減少，Kyn恰好相反，并且，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示Trp也是臨床診斷腎損傷的一個(gè)靈敏指標(biāo)。

4總結(jié)

迄今為止，腎移植術(shù)后藥物性腎損傷的監(jiān)測(cè)仍然是運(yùn)用缺乏特異性、敏感性，和存在漏診性及創(chuàng)傷性的常規(guī)臨床監(jiān)測(cè)，并不能對(duì)其腎毒性進(jìn)行及時(shí)、有效的預(yù)防。而已發(fā)現(xiàn)的生物標(biāo)志物監(jiān)測(cè)FK506的腎毒性需要不同儀器檢測(cè)操作，存在著復(fù)雜性，低靈敏性、低特異性和單一性的問(wèn)題。因此，需要積極開(kāi)展新的生物標(biāo)志物研究。目前，氨基酸作為監(jiān)測(cè)腎移植術(shù)后藥源性腎損傷的生物標(biāo)志物尚處于臨床分析研究中，還未得到臨床實(shí)用性驗(yàn)證。今后，仍需要大量的數(shù)據(jù)從實(shí)驗(yàn)室研究向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化，再?gòu)呐R床發(fā)現(xiàn)反饋向?qū)嶒?yàn)室研究不斷的循環(huán)探索，可能實(shí)現(xiàn)氨基酸作為生物標(biāo)志物早期預(yù)警FK506致腎毒性的臨床運(yùn)用。

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收稿日期：2018-12-24;修回日期：2019-2-4

編輯/肖婷婷