人中性粒細(xì)胞載脂蛋白在相關(guān)臨床疾病診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

沈海萍,唐杰露,金 杰，王衛(wèi)云，張 璇，楊春輝

(1.牡丹江醫(yī)學(xué)院；2.牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬紅旗醫(yī)院病案室，黑龍江 牡丹江 157011)

人中性粒細(xì)胞載脂蛋白(human neutrophil lipocalin，HNL)又稱為人中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)，最早是由Kjeldsen[1]等在1993年從人中性粒細(xì)胞次級(jí)顆粒中提取出的一種載脂蛋白，后來(lái)Xu[2]和其同事又提純了NGAL，并建議命名為人中性粒細(xì)胞載脂蛋白(HNL),所以之后的報(bào)道中NGAL又稱作HNL。HNL屬于載脂蛋白超家族成員，在人體不同組織中均有不同程度的表達(dá)[3]。大量研究表明，HNL在早期診斷急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)時(shí)有很高的敏感度和特異性[4]，且有利于紫癜性腎炎(Henoch-Schonlein nephritis，HSN)、原發(fā)性高血壓腎病的早期診斷和早期干預(yù)治療[5-6]。另有研究證實(shí)，HNL用于診斷膿毒血癥時(shí)，其診斷優(yōu)勢(shì)非常高[7]，在鑒別急性細(xì)菌和病毒感染時(shí)，其敏感度高達(dá)97%，特異度高達(dá)96%。檢測(cè)血清HNL水平有助于評(píng)估急性動(dòng)脈粥樣硬化性腦梗死(aeute atherosclerosis cerebral infarction，ACI)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[8]。炎性腸病患者血清HNL濃度明顯高于過(guò)敏性腸疾病和健康人[9-11]。另外，HNL還與癌細(xì)胞的多種生物學(xué)行為密切相關(guān)[12]，參與多種代謝綜合征(metabolic syndrome，MS)密切相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)[13]?，F(xiàn)就HNL在臨床上多種相關(guān)疾病診斷中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 HNL的生物學(xué)特性

HNL屬于載脂蛋白超家族成員之一，含有178個(gè)氨基酸殘基，具有典型的β折疊桶狀保守結(jié)構(gòu)，主要以單體(25kD)、同源二聚體(45kD)以及異源多聚體三種分子形式存在。正常情況下，HNL不僅在人體中性粒細(xì)胞中表達(dá)，還在其他器官及組織中以極低水平表達(dá)。HNL擁有比抑菌作用更為復(fù)雜的活性，通過(guò)結(jié)合細(xì)菌的載鐵蛋白，使細(xì)菌缺乏三價(jià)鐵離子，影響細(xì)菌生長(zhǎng)，進(jìn)而起到抑菌作用。HNL還是基質(zhì)金屬蛋白酶(matirx metalloproteinases，MMPs)的激活劑，與其關(guān)系最密切的是MMP9，MMP9的活性可被HNL明顯調(diào)節(jié)[14]。除此之外，HNL還可轉(zhuǎn)運(yùn)疏水物質(zhì)，如視黃醇、花生四烯酸、脂肪酸、前列腺素及激素類等；另一方面,在許多病理生理過(guò)程中HNL都發(fā)揮著重要作用，它是一種鐵載體蛋白質(zhì)，可以介導(dǎo)鐵的轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞中原始腎上皮細(xì)胞的成熟以及參與修復(fù)腎小管損傷等等。而且，HNL還參與人類胚胎發(fā)育階段各種組織的生長(zhǎng)發(fā)育[15]。HNL在中性粒細(xì)胞受到炎癥刺激活化或上皮細(xì)胞發(fā)生損傷時(shí)才大量表達(dá)。

2 HNL在腎臟損傷疾病診斷中的應(yīng)用

2.1 HNL在急性腎損傷早期診斷中的應(yīng)用急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)是臨床上各種危重疾病最常見(jiàn)的并發(fā)癥之一，如何早期診斷出AKI，進(jìn)而及時(shí)治療是關(guān)鍵。傳統(tǒng)上診斷AKI多用檢測(cè)血肌酐水平，但當(dāng)腎功能發(fā)生急性改變時(shí)，它卻不是一個(gè)敏感和可靠的生物標(biāo)志物。一般在腎功能發(fā)生損傷時(shí)，血肌酐會(huì)有一定水平的升高，但在腎功能喪失至一半之前，血肌酐水平反而不增加，并且血肌酐受許多非腎性因素(如年齡、性別等等)的影響，對(duì)其診斷AKI有一定的影響。HNL作為新興的生物標(biāo)志物，對(duì)AKI的早期診斷有重大意義。DEGEUS等[16]研究發(fā)現(xiàn)，AKI患者在出現(xiàn)AKI之前24h時(shí)，尿HNL濃度就開(kāi)始升高，且明顯高于非AKI患者，而腎損傷因子-1(kidney injury molecule-1，KIM-1)的濃度開(kāi)始升高時(shí)，患者就已經(jīng)發(fā)生AKI。CRUZ等[17]研究發(fā)現(xiàn)血漿HNL用于診斷AKI比血肌酐提前2d，并且AKI出現(xiàn)越早，檢測(cè)到HNL濃度越高。

2.2 HNL在慢性腎損傷早期診斷中的應(yīng)用慢性腎損傷(chronic kidney diseases，CKD)是泌尿系疾病中嚴(yán)重危害人體健康的疾病之一，它的患病人數(shù)多，病因多樣，起病隱匿，病史長(zhǎng)，病情遷延，病程后期甚至危及生命。因此，積極尋找一種能夠早期診斷CKD的有效生物學(xué)指標(biāo)，以預(yù)測(cè)并延緩CKD的進(jìn)展具有相當(dāng)重要的臨床意義。對(duì)不同病種的CKD患者進(jìn)行相關(guān)研究觀察到[18]，CKD組患者血清及尿液HNL的水平均較對(duì)照組高，這就表明，HNL不僅是臨床腎病的重要生物學(xué)指標(biāo)，還可能對(duì)CKD過(guò)程中的腎小管上皮細(xì)胞適應(yīng)性損傷起一定作用，主要體現(xiàn)在病理生理學(xué)方面。我們有理由認(rèn)為CKD患者HNL的升高，是損傷狀態(tài)下的腎臟在發(fā)揮代償性防御措施。另外，血清及尿液HNL的水平均與腎小球?yàn)V過(guò)率(GFR)呈顯著負(fù)相關(guān)，這一結(jié)果又說(shuō)明，CKD患者的血清及尿液HNL水平可以獨(dú)立預(yù)示殘留GFR，反映腎臟損害的嚴(yán)重程度，其效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)檢測(cè)血肌酐的水平。

2.3 HNL在其他疾病相關(guān)性腎損傷早期診斷中的應(yīng)用HNL除了對(duì)急、慢性腎損傷的早期診斷具有重要意義，對(duì)其他相關(guān)性腎損傷也具有不同程度的早期診斷意義。有研究發(fā)現(xiàn)[19]，過(guò)敏性紫癜的患兒血清HNL水平顯著升高，且隨尿蛋白的升高而升高，說(shuō)明血清HNL水平與腎損害嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，并且HNL在血肌酐及尿素氮仍在正常范圍時(shí)就有明顯升高，對(duì)過(guò)敏性紫癜早期腎損傷的診斷具有良好的臨床價(jià)值。侯菲等[20]對(duì)117例原發(fā)性高血壓患者和110例健康對(duì)照者分別檢測(cè)血HNL和尿HNL濃度，同時(shí)測(cè)血肌酐及尿β2微球蛋白(β2-microglobulin，β2-mG)，發(fā)現(xiàn)血肌酐正常的高血壓患者就出現(xiàn)了HNL的升高，這說(shuō)明監(jiān)測(cè)HNL水平對(duì)于早期發(fā)現(xiàn)高血壓性腎損害具有重要預(yù)測(cè)意義。另外，評(píng)估高血壓患者腎小管功能損害程度的指標(biāo)尿β2微球蛋白與血HNL和尿HNL有顯著的正相關(guān)關(guān)系，這對(duì)于早期發(fā)現(xiàn)和防治高血壓性腎損害有重要的臨床意義。還有研究證實(shí)[21]，血清HNL與胱抑素C(Cys-C)聯(lián)合檢測(cè)可作為原發(fā)性高血壓腎病腎功受損的常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，再結(jié)合尿素(BUN)和肌酐(Cr)等的檢測(cè)對(duì)判斷腎臟損害的嚴(yán)重程度有一定作用。采取HNL聯(lián)合KIM-1的檢測(cè)方案對(duì)早期診斷IgA腎病也具有一定價(jià)值[22]。糖尿病腎病及臨床腎病的患者早期就有血清HNL的明顯升高，可能與疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[23]。綜上所述，監(jiān)測(cè)血清HNL水平對(duì)于相關(guān)性腎損傷疾病的早期發(fā)現(xiàn)及早期診斷具有優(yōu)勢(shì)意義，對(duì)疾病早期采取有效措施，防止和延緩患者疾病進(jìn)展，減輕痛苦及減少醫(yī)療費(fèi)用有著積極作用。

3 HNL在急性感染性疾病診斷中的應(yīng)用

臨床上感染性疾病很常見(jiàn)，病原體眾多，其中細(xì)菌感染和病毒感染較多，并且感染患者的早期癥狀及體征區(qū)別不大，所以診斷及鑒別的難度也隨之增大[24]。以往多采用分泌物病原體培養(yǎng)進(jìn)行診斷，但是一般耗時(shí)長(zhǎng)，效率低，并且存在假性結(jié)果，許多患者也在就診之前就使用了抗生素，影響檢出病原體的概率，進(jìn)而耽誤治療的最佳時(shí)機(jī)[25]。因此，找到一種預(yù)測(cè)效果更好，差別更明顯的檢測(cè)指標(biāo)意義重大，經(jīng)過(guò)大量的研究，發(fā)現(xiàn)了HNL可能是這種具有良好預(yù)測(cè)優(yōu)勢(shì)的生物標(biāo)志物。

3.1 HNL在急性細(xì)菌感染早期診斷中的應(yīng)用臨床上診斷急性細(xì)菌感染一般根據(jù)患者的病史、臨床癥狀及體征結(jié)合血常規(guī)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)、降鈣素原(Procalcitonin，PCT)以及血、痰、尿培養(yǎng)等結(jié)果來(lái)確診。但是，許多非感染因素容易對(duì)常規(guī)的指標(biāo)如WBC、ESR等有一定程度的影響，比如白細(xì)胞計(jì)數(shù)在嚴(yán)重感染時(shí)因骨髓抑制，其數(shù)目反而不高，顯然不能根據(jù)此時(shí)的白細(xì)胞計(jì)數(shù)來(lái)評(píng)估患者病情。而血、痰、尿培養(yǎng)等雖是診斷金標(biāo)準(zhǔn)，但是檢驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)，而且血培養(yǎng)的采集時(shí)間也較難把握，導(dǎo)致檢出率低，或出現(xiàn)假陽(yáng)性、假陰性結(jié)果，大大影響了確診疾病的時(shí)限。因此，需要積極尋找一種效果準(zhǔn)確、特異度高并省時(shí)省力的方法來(lái)更加準(zhǔn)確、快速的診斷急性細(xì)菌感染。對(duì)于反映急性感染早期的血清學(xué)標(biāo)志物，HNL比幾種傳統(tǒng)的檢測(cè)方法更有優(yōu)勢(shì)。MARTENSSON等[7]研究證實(shí)，HNL用于診斷膿毒血癥時(shí)，其診斷優(yōu)勢(shì)HNL>PCT>CRP。當(dāng)cut-off值為98ng/mL時(shí)，敏感度為77%，特異度為79%?？梢?jiàn)，HNL是細(xì)菌性膿毒癥診斷及鑒別診斷的重要指標(biāo)之一。并且，在鑒別急性細(xì)菌和病毒感染時(shí)，采用HNL檢測(cè)的敏感度高達(dá)97%，特異度高達(dá)96%。Venge等[26]發(fā)現(xiàn)，在感染后6～8h，血清HNL即可升高，峰值的出現(xiàn)要比CRP和PCT早18h，診斷早期細(xì)菌感染有其重要臨床意義，并且在臨床治療控制感染后的48h，HNL水平會(huì)逐漸降低，可監(jiān)測(cè)治療效果。大量研究均證實(shí)了血清HNL檢測(cè)是診斷急性細(xì)菌感染的有效方法。

3.2 HNL在急性細(xì)菌和病毒感染診斷及鑒別診斷中的應(yīng)用急性細(xì)菌和病毒感染之間的臨床鑒別是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。病原體的分離和培養(yǎng)雖是診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但其操作繁瑣，靈敏度低且費(fèi)時(shí)；抗原或抗體檢測(cè)對(duì)一種病原體有很高的敏感性和特異性，但對(duì)許多常見(jiàn)病原體檢測(cè)仍存在一定局限性[27]。目前，常規(guī)篩查方法如血常規(guī)(WBC)和CRP的時(shí)效性、特異性和敏感性均有限，所以它們的作用會(huì)受到限制。HNL檢測(cè)的高敏感性和特異性使其能夠很好的應(yīng)用于急性細(xì)菌或病毒感染的鑒別診斷，對(duì)老年呼吸道感染患者進(jìn)行分組研究，統(tǒng)計(jì)出HNL的優(yōu)勢(shì)顯著高于CRP。郭靚等[28]也用同樣方法研究后發(fā)現(xiàn)，在細(xì)菌感染后，以HNL水平升高最顯著，并且均高于病毒組和健康對(duì)照組水平。這些結(jié)果表明，HNL檢測(cè)在鑒定急性細(xì)菌及病毒感染中的靈敏度、特異度均高于WBC、CRP和PCT，證實(shí)了血清HNL水平檢測(cè)是鑒別急性細(xì)菌感染的有效方法。還有研究采用檢測(cè)病毒的特異性抗體來(lái)診斷病毒感染，這種方法對(duì)于幾種已知的病毒來(lái)說(shuō)，診斷具有較高的特異性，但仍有大部分無(wú)法及時(shí)檢出的病毒存在[29]。一部分臨床醫(yī)師聯(lián)合應(yīng)用抑制細(xì)菌和病毒的抗生素以迅速控制患者病情，短期內(nèi)雖然能獲得一定療效，但長(zhǎng)期應(yīng)用極易誘發(fā)不良后果，導(dǎo)致病原菌耐藥性提升，從而減弱抗生素的療效，大大影響了抗菌藥物的治療效果[30]。血清HNL水平與病情進(jìn)展及抗生素療效的關(guān)系有著較好的同一性，可以合理指導(dǎo)和避免濫用抗生素。有研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌感染患兒在入院時(shí)HNL水平最高，應(yīng)用抗生素治療后HNL水平在1～2d后基本恢復(fù)正常，加之臨床癥狀的減輕可以判定已消除感染。而CRP的水平則下降較慢，因CRP的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)所致，其產(chǎn)生速度很慢，一般釋放入外周血需要12～24h，所以患者CRP的升高通常在急性期癥狀出現(xiàn)后才開(kāi)始。因此，當(dāng)患者在出現(xiàn)癥狀后很早就診時(shí)，檢測(cè)CRP水平可能正常，導(dǎo)致臨床醫(yī)師無(wú)法及時(shí)評(píng)估患者病情。并且，炎癥消退后，CRP在1～2d內(nèi)水平仍較高，許多患者會(huì)被誤認(rèn)為還未消除感染，進(jìn)而繼續(xù)應(yīng)用抗生素治療，造成抗生素應(yīng)用時(shí)期延長(zhǎng)。但是，HNL在細(xì)菌感染后開(kāi)始升高及達(dá)到峰值的時(shí)限均比其他指標(biāo)早，故可以更早、更及時(shí)的指導(dǎo)臨床醫(yī)生合理調(diào)整用藥，避免濫用抗生素。

4 結(jié)語(yǔ)

HNL作為一項(xiàng)新興的生物學(xué)標(biāo)志物，越來(lái)越被科研學(xué)者及臨床醫(yī)生所重視，其在某些疾病的早期診斷和治療監(jiān)測(cè)方面均有很大優(yōu)勢(shì)。目前對(duì)于HNL在腎損傷方面的研究及報(bào)道較多，但其在感染性疾病中的作用研究和報(bào)道相對(duì)較少。本文對(duì)HNL作為感染指標(biāo)的相關(guān)研究進(jìn)行綜述時(shí)發(fā)現(xiàn)，HNL在急性感染的早期診斷、鑒別診斷、病情監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)用藥等方面都發(fā)揮著重要作用，甚至參與許多疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。但目前關(guān)于HNL的研究其樣本量均較少，研究范圍也是圍繞臨床病例的小范圍試驗(yàn)，還未進(jìn)行大規(guī)模的流行病學(xué)調(diào)查，臨床與科研學(xué)者對(duì)HNL僅處于初級(jí)認(rèn)識(shí)階段，未來(lái)我們需要進(jìn)行更深層，更廣泛的研究，得出HNL在用于診斷疾病及對(duì)疾病嚴(yán)重程度評(píng)估時(shí)的一個(gè)統(tǒng)一參考值或范圍，并找到更便捷，更靈敏的檢測(cè)方法，以便HNL更好的應(yīng)用于臨床。