suPAR在腎小球疾病中的意義

阮冬冬 袁軍

430061 武漢，湖北中醫(yī)藥大學(xué)(阮冬冬)；430061 湖北中醫(yī)藥大學(xué)/湖北省中醫(yī)院(袁軍)

一、suPAR的結(jié)構(gòu)與功能

尿激酶型纖溶酶原激活物(urokinase type plasminogen activator，uPA)系統(tǒng)[1]由蛋白酶、受體(urokinase type plasminogen activator receptor，uPAR)和抑制劑組成，它可將不具有絲氨酸蛋白酶活性的纖溶酶原激活為具絲氨酸蛋白酶活性、能溶解纖維蛋白的纖溶酶。而尿激酶受體[2](uPAR)是一種糖基磷脂酰肌醇(glycosyl-phosphatidylinositol，GPI)膜蛋白，GPI錨由通過磷酸二酯鍵與蛋白質(zhì)連接的脂質(zhì)部分和碳水化合物部分組成。uPAR由3個(gè)同源結(jié)構(gòu)域組成，分別為D1、D2和D3，并通過糖基磷脂酰肌醇(GPI)錨與羧基末端的細(xì)胞表面連接，可以通過各種蛋白酶水解切割GPI錨而從細(xì)胞表面中脫落形成可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體(suPAR)，其可在各種類型細(xì)胞上表達(dá)，包括單核細(xì)胞，活化的T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，還有內(nèi)皮細(xì)胞、角質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、巨核細(xì)胞和某些腫瘤細(xì)胞[3-4]?？扇苄阅蚣っ咐w溶酶原激活物受體(suPAR)是一種循環(huán)型的重要細(xì)胞表面受體，其不含有糖基磷脂酰肌醇(GPI)膜蛋白，suPAR[5]有3種形式：suPARⅠ-Ⅲ，suPARⅡ-Ⅲ和suPARⅠ，由于結(jié)構(gòu)差異而顯示不同的屬性，在其可溶形式中，它存在于各種體液中[2]，包括血漿、血清、尿液、唾液[6]和腦脊液[7]，并能反映機(jī)體的免疫活化程度及炎癥水平。雖然這種受體的功能尚沒有明確定論，但目前已提出的有suPAR參與細(xì)胞粘附、遷移、趨化、蛋白水解、免疫激活、組織重塑、侵襲和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等多種免疫功能[8]。在腎臟疾病中，suPAR[9]主要通過激活αvβ3整合素對(duì)足細(xì)胞起作用，而足細(xì)胞引起腎臟損傷的病因[10]有三：(1)足細(xì)胞凋亡；(2)足細(xì)胞脫離；(3)足細(xì)胞無法增殖或缺乏增殖。研究證實(shí)，suPAR[11-12]在足細(xì)胞足突上與αvβ3整合素結(jié)合，通過信號(hào)傳遞活動(dòng)改變足細(xì)胞結(jié)構(gòu)，破壞腎小球?yàn)V過，從而誘導(dǎo)蛋白尿。

近年來的研究表明，血液中suPAR水平[13]可預(yù)測(cè)慢性腎臟疾病的發(fā)生，然而Huang等[14]推測(cè)尿液中suPAR在腎病作為生物標(biāo)記物及推測(cè)致病因素上優(yōu)于血清suPAR：(1)尿suPAR通常用suPAR與尿肌酐的比值來計(jì)算，從而使估算腎小球?yàn)V過率(eGFR)避免成為鑒別診斷中的一個(gè)混雜因素；(2)足細(xì)胞本身可以產(chǎn)生脂筏相關(guān)的uPAR，uPAR-β3-整聯(lián)蛋白信號(hào)直接參與了足細(xì)胞損傷和蛋白尿的產(chǎn)生；(3)尿suPAR水平代表循環(huán)和足細(xì)胞產(chǎn)生的suPAR，因此它可以更清楚地去鑒別局灶節(jié)段性腎小球硬化；(4)suPAR由完整的分子和不同的片段組成，致病性片段尚未完全闡明，而商業(yè)ELISA試劑盒能檢測(cè)所有的片段，suPAR是一種高度糖基化的蛋白質(zhì)，腎小球?yàn)V過屏障可能對(duì)suPAR具有電荷選擇性，致病suPAR可能更容易通過腎小球基底膜過濾，與足細(xì)胞結(jié)合并集中在尿液中，這可能使尿suPAR在臨床上更有意義；(5)suPAR對(duì)足細(xì)胞的影響具有一定的劑量依賴性，局灶節(jié)段性腎小球硬化中可能存在誘導(dǎo)足細(xì)胞損傷的閾值，只有達(dá)到一定的濃度才能反映腎臟的損傷。

二、suPAR與腎小球疾病

1.suPAR與局灶節(jié)段性腎小球硬化(focal segmental glomerulosclerosis，F(xiàn)SGS) FSGS是以腎臟病理形態(tài)特征命名的原發(fā)性腎小球疾病，其病理表現(xiàn)為部分(局灶)腎小球和(或)腎小球部分毛細(xì)血管袢(節(jié)段)發(fā)生硬化性病變，以蛋白尿或腎病綜合征為主要臨床表現(xiàn)，本病對(duì)各種治療的反應(yīng)差，是導(dǎo)致終末期腎臟病的發(fā)生原因之一。目前suPAR[15]作為一種循環(huán)通透性因子，是否是FSGS的特異性生物學(xué)標(biāo)志物，能否區(qū)別FSGS與其他病理類型的腎病綜合征存在很大的爭(zhēng)議。Shankland等[13]認(rèn)為suPAR是導(dǎo)致FSGS的循環(huán)因素，suPAR進(jìn)入腎小球，結(jié)合并且激活β3整合素，導(dǎo)致足細(xì)胞功能障礙，引發(fā)蛋白尿。姜英松等[16]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)SGS組血清suPAR表達(dá)水平明顯高于微小病變腎病(minumal change disease，MCD)組、膜性腎病(MN)組及健康組，提示血清suPAR具有較高的特異性,認(rèn)為血清suPAR可成為判斷FSGS疾病活動(dòng)和觀察臨床療效的敏感性實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)。Shuster等[17]通過多個(gè)病例研究支持滲透性因子suPAR，作為FSGS中足細(xì)胞損傷的潛在原因，并闡明了該因子對(duì)胎兒的影響。Huang等[14]發(fā)現(xiàn)原發(fā)性FSGS患者尿suPAR特異性升高，與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)。但Spinale等[18]在野生型小鼠中注射重組suPAR后24 h內(nèi)未誘導(dǎo)蛋白尿，因此他們認(rèn)為suPAR不是FSGS的診斷生物標(biāo)志物，不能用于區(qū)分FSGS與其他腎小球疾病的病因。并且最新研究也證實(shí)suPAR本身并不能直接導(dǎo)致足細(xì)胞損傷[19]，suPAR水平也不能區(qū)分活動(dòng)期的原發(fā)性局灶節(jié)段性硬化患者和緩解期患者[20]。雖然單一的suPAR值不能用作臨床生物標(biāo)志物[21]，其本身也不足以誘導(dǎo)FSGS病變，但αvβ3整合素的下游生物學(xué)效應(yīng)可能仍然有效，suPAR可能在其他共存條件下激活αvβ3整合素，如smpdl-3b表達(dá)受FSGS其他血清因子的影響或與腫瘤壞死因子(TNF)-α的協(xié)同刺激作用。循環(huán)因子suPAR與APOL1G1或G2協(xié)同作用于αvβ3整合素激活是腎臟疾病發(fā)生的一種機(jī)制[11]，且Han等[22]也為suPAR加劇FSGS患者腎小球?yàn)V過率下降的機(jī)制提供了重要見解。筆者認(rèn)為今后的科研是否可以加強(qiáng)在這一領(lǐng)域的研究，以闡明各種免疫分子對(duì)足細(xì)胞、小鼠FSGS模型和FSGS患者的作用，以澄清與循環(huán)因子suPAR有關(guān)的爭(zhēng)議。

2.suPAR與糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN) DN是糖尿病主要的慢性并發(fā)癥之一，是最常見的繼發(fā)性腎臟病之一，也是需要選擇腎臟替代治療的終末期腎病(ESRD)的主要原因，微量白蛋白尿曾被認(rèn)為是篩查早期糖尿病腎病的第一個(gè)可檢測(cè)的指標(biāo)，但缺乏足夠的時(shí)間預(yù)防該疾病的發(fā)生。因此，需要尋找更敏感的生物標(biāo)志物，以便早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防。研究證實(shí)[23]，在高血糖狀態(tài)下，αvβ3整合素活性增加，導(dǎo)致足細(xì)胞粘附、遷移和增殖改變，這些細(xì)胞內(nèi)的變化可能引發(fā)一種影響整合素結(jié)合親和力的“內(nèi)-外”信號(hào)，而可溶性u(píng)PAR在血液循環(huán)中也會(huì)增加，可能會(huì)導(dǎo)致糖尿病腎病的病理改變。Guthoff等[24]經(jīng)橫截面隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，血清suPAR與2型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)增加的新發(fā)微量白蛋白尿有獨(dú)立關(guān)系，suPAR可能比微白蛋白尿更早出現(xiàn)危險(xiǎn)分層。而在1型糖尿病中[25]，suPAR水平隨著糖尿病持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)、蛋白尿的增加及糖尿病并發(fā)癥的增多而升高，Curovic等[26]研究發(fā)現(xiàn)在667例1型糖尿病和廣泛的蛋白尿患者中，較高的suPAR水平是1型糖尿病患者腎功能下降的重要獨(dú)立危險(xiǎn)因素。目前有研究表明[27]，在鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型中，阻斷uPAR途徑可改善腎臟損害，從而表明uPA系統(tǒng)是開發(fā)新型uPAR靶向方法的有希望的靶標(biāo)。

3.suPAR與微小病變腎病(minimal change disease，MCD) MCD是一組臨床以單純性腎病綜合征為表現(xiàn)的疾病，其病理特征為光鏡下腎小球基本正常，可有輕度系膜增生，近端腎小管上皮細(xì)胞可見脂肪變性；電鏡下腎小球彌漫性足突融合，一般無電子致密物沉積。王媛媛等[15]將70例腎病綜合征患者根據(jù)腎活檢病理類型分為MN、DN、MCD、FSGS組及正常對(duì)照組，最后結(jié)果為FSGS、MCD、MN和DN組腎病綜合征患者血清suPAR水平明顯高于正常對(duì)照組，F(xiàn)SGS組血清suPAR水平顯著高于MCD組，但血清suPAR對(duì)MCD和FSGS的診斷價(jià)值ROC曲線下面積為0.467，與0.5相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明該臨床研究結(jié)果與Wada等[28]研究結(jié)果一致，suPAR的水平對(duì)于區(qū)分FSGS與MCD或其他腎小球疾病沒有診斷價(jià)值。suPAR水平是否為MCD的診斷標(biāo)志物尚無明確機(jī)制，今后可加大樣本量對(duì)此層面進(jìn)行探索。

4.suPAR與膜性腎病(membranous nephropathy，MN) MN是腎病綜合征的常見形式，是抗體介導(dǎo)的自身免疫性腎小球疾病。據(jù)流行病學(xué)研究顯示[29]，膜性腎病占中國原發(fā)性腎小球疾病的9.89%。suPAR與MN的關(guān)系研究較少，只有部分臨床研究有所涉及。王媛媛等[15]臨床研究表明，MN組腎病綜合征患者血清suPAR水平明顯高于正常對(duì)照組，suPAR水平可能與MN有關(guān)，但其是否為MN的臨床診斷標(biāo)志物還需要更多的數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)。

5.suPAR與IgA腎病(IgA Nephropathy，IgAN) IgAN是以腎小球系膜區(qū)IgA沉積為特征的腎小球腎炎，可分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩大類。IgAN是一種進(jìn)展性疾病，只有少數(shù)IgA腎病患者尿檢異常能完全緩解，大多數(shù)患者呈慢性進(jìn)行性發(fā)展。Zhao等[30]收集569例IgAN患者的隨訪數(shù)據(jù)，并通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)了腎活檢中的血漿suPAR水平，在IgAN患者中，血漿suPAR水平與蛋白尿呈正相關(guān)，與eGFR呈負(fù)相關(guān)。此外，在相當(dāng)?shù)膃GFR的基礎(chǔ)上，腎小球足細(xì)胞上皮細(xì)胞足突廣泛消失的患者的血漿suPAR水平顯著高于具有節(jié)段性消失的患者，這也可能部分導(dǎo)致了IgAN患者蛋白尿的發(fā)展。而Guo等[31]研究發(fā)現(xiàn)在IgAN患者隊(duì)列中，血漿suPAR水平與年齡、性別、腎功能、腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化程度和新月體的百分比有關(guān)，且血漿suPAR可能是中國IgAN患者存在FSGS病理損傷的潛在預(yù)測(cè)因子。

6.suPAR與狼瘡性腎炎(lupus nephritis，LN) LN是系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)最常見和最重要的內(nèi)臟并發(fā)癥，也是我國常見的繼發(fā)性腎小球疾病之一。Cheng等[32]認(rèn)為L(zhǎng)N通常與足細(xì)胞足突的廣泛消失有關(guān)，只是當(dāng)時(shí)還沒有關(guān)于LN中足細(xì)胞的uPAR直接參與的數(shù)據(jù)，但他們通過狼瘡小鼠模型發(fā)現(xiàn)了uPAR表達(dá)與LN小鼠蛋白尿高度相關(guān)，并且用嗎替麥考酚酯(mcophenolate mofetil，MMF)免疫制劑治療LN小鼠后，可以改善臨床蛋白尿、尿素氮水平和病理損害(腎小球新月體形成和免疫復(fù)合物沉積減少)，且腎臟uPAR水平顯著降低，這些發(fā)現(xiàn)表明uPAR可以作為L(zhǎng)N治療反應(yīng)的預(yù)測(cè)指標(biāo)。Qin等[33]采用ELISA法檢測(cè)202例活動(dòng)性LN患者，17例無腎臟受累的SLE患者和21例正常對(duì)照者的血漿uPA和suPAR水平，結(jié)果表明LN組的suPAR水平顯著高于非腎臟受累的SLE組，并且它們與一些臨床病理特征相關(guān)。比較兩組實(shí)驗(yàn)，無論是人還是動(dòng)物，結(jié)果均表明suPAR有望作為L(zhǎng)N疾病活動(dòng)的有效生物標(biāo)志物，也與Zaitoon和 Wen等[34-35]的研究結(jié)果一致。最新研究證實(shí)[36]，在LN中，循環(huán)suPAR會(huì)進(jìn)一步增加，表明多器官受累和全身炎癥反應(yīng)反映了疾病的嚴(yán)重程度。但suPAR在LN中的作用機(jī)制尚不清楚，值得進(jìn)一步研究。

7.suPAR與慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD) CKD已被公認(rèn)為全球領(lǐng)先的公共衛(wèi)生問題，全球估計(jì)的CKD患病率達(dá)13.4%[37]。在臨床中，篩查腎臟疾病主要根據(jù)尿蛋白排泄和計(jì)算eGFR，這兩個(gè)指標(biāo)在早期腎臟損傷相對(duì)不敏感，因此需要更敏感的生物標(biāo)記物在疾病過程的早期識(shí)別高危患者。Hayek等[38]檢測(cè)了埃默里心血管生物庫登記的3 683人的血漿suPAR水平，使用線性回歸分析了suPAR水平與eGFR、CKD之間的關(guān)系，在這個(gè)患有心血管疾病的成年人的前瞻性隊(duì)列中，suPAR水平升高與eGFR下降和CKD的發(fā)展之間存在關(guān)聯(lián)，并且在腎功能正常的患者中也能觀察到這種關(guān)聯(lián)，獨(dú)立于腎臟疾病和心血管疾病的常規(guī)危險(xiǎn)因素，包括基線eGFR、年齡、種族、糖尿病、高血壓和高敏感性C反應(yīng)蛋白水平。Schulz等[39]研究首次表明suPAR可以預(yù)測(cè)CKD的發(fā)生率，循環(huán)中suPAR水平的升高與未來腎功能下降的風(fēng)險(xiǎn)增加以及因腎功能受損而住院的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。因此，將會(huì)有越來越多的證據(jù)證明suPAR為腎功能下降的生物標(biāo)志物，且可用于識(shí)別罹患CKD的高風(fēng)險(xiǎn)人群。

三、總結(jié)

目前已有最新研究證實(shí)[40]，在腎小球疾病中，suPAR與足細(xì)胞表面的受體β3整合素結(jié)合，這破壞了足細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致腎小球?yàn)V過障礙，允許大量蛋白質(zhì)通過，引起蛋白尿，這是對(duì)CKD發(fā)病機(jī)制認(rèn)識(shí)的一大進(jìn)步。也有研究提出[41]骨髓來源的未成熟骨髓細(xì)胞是導(dǎo)致蛋白尿腎病的循環(huán)suPAR的主要來源，suPAR相關(guān)的腎臟疾病可能起源于原發(fā)性造血干細(xì)胞紊亂，為骨髓在腎小球?yàn)V過屏障的腎外調(diào)節(jié)提供了新功能。那么，干細(xì)胞移植可能是治療諸如suPAR相關(guān)腎臟疾病的一種可行方法。

現(xiàn)今已經(jīng)有越來越多的研究涉及suPAR與腎臟疾病的關(guān)系這一領(lǐng)域，筆者認(rèn)為suPAR與某些腎臟疾病密切相關(guān)，可以作為某些腎臟疾病的臨床生物標(biāo)志物，雖然仍有小部分人持反對(duì)的聲音，其中原因不得而知。但在未來更多的大樣本、多中心、隨機(jī)雙盲的臨床研究及相關(guān)的薈萃分析終將為其提供進(jìn)一步的依據(jù)。并且筆者認(rèn)為suPAR與腎臟疾病的臨床應(yīng)用還需進(jìn)一步研究，如suPAR在各種腎臟疾病的發(fā)病機(jī)制及診斷價(jià)值，suPAR是單獨(dú)作用于腎臟還是與其他循環(huán)因子協(xié)同作用于腎臟導(dǎo)致疾病，是否可以通過阻斷uPA系統(tǒng)來改善腎臟損害，是否可以通過藥物調(diào)節(jié)足細(xì)胞β3整合素的過度激活來預(yù)防腎臟疾病等等?？傊?，未來suPAR在腎臟疾病的研究重點(diǎn)應(yīng)在臨床診斷價(jià)值及治療方法上，uPA/uPAR系統(tǒng)是開發(fā)新型uPAR靶向方法的有希望的靶標(biāo)。