糖尿病腎病炎癥生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展

方雅萱 鐘 柯 倪清穎 何振洋 楊 波

天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 國家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津 300380

糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）是導(dǎo)致全世界范圍內(nèi)早期慢性腎臟病和終末期腎病的主要原因[1]。Luk等[2]、Wang 等[3]研究表明我國DM 患病率在過去的十幾年里持續(xù)上升，預(yù)示著糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy，DN）患者的數(shù)量會隨之增長。DN 作為DM 常見的微血管并發(fā)癥，目前普遍認(rèn)為其發(fā)生發(fā)展的機(jī)制與糖脂代謝紊亂、腎臟血流動力學(xué)改變、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)異常激活、氧化應(yīng)激、遺傳易感因素等有關(guān)[4]。近年來，越來越多的研究數(shù)據(jù)表明微炎癥參與了DN 的發(fā)病過程[5]。微炎癥被認(rèn)為是先天免疫系統(tǒng)反應(yīng)的激活，可與普通的炎癥反應(yīng)相區(qū)別，臨床上認(rèn)為其是指促炎性細(xì)胞因子和其他激活免疫系統(tǒng)的介質(zhì)循環(huán)水平的增加。這種慢性低度炎癥對腎臟的損害是導(dǎo)致DN 功能結(jié)構(gòu)改變的基礎(chǔ)，通過抑制免疫系統(tǒng)的激活和炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生起到保護(hù)腎臟的作用[6]。因此，炎癥介質(zhì)作為判斷預(yù)后的生物標(biāo)志物及潛在的治療靶點，對DN 患者的生存尤為重要。本文就如今較為常見的炎癥生物標(biāo)志物作一綜述。

1 超敏C 反應(yīng)蛋白（high-sensitivity C-reactive protein，hs-CRP）

hs-CRP 是由肝臟產(chǎn)生的急性時相反應(yīng)蛋白，是被普遍認(rèn)可的反映體內(nèi)炎癥狀態(tài)的敏感指標(biāo)。炎癥細(xì)胞因子的刺激和胰島素抵抗可導(dǎo)致其合成增加。hs-CRP通過激活補(bǔ)體系統(tǒng)產(chǎn)生大量炎癥介質(zhì)，釋放氧自由基，影響血管內(nèi)皮細(xì)胞使其功能受損，加速微血管病變的進(jìn)展從而影響腎臟功能。美國有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[7]血清hs-CRP 水平與DM 患者隨后發(fā)生DN 的風(fēng)險獨(dú)立相關(guān)。在動物實驗中，Liu 等[8]發(fā)現(xiàn)，與野生型DM 小鼠比較，C 反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）轉(zhuǎn)基因DM 小鼠出現(xiàn)以尿蛋白排泄量顯著增加為主要表現(xiàn)的更為嚴(yán)重的DM 腎損傷，提示hs-CRP 在DN 的發(fā)生中起重要作用。

2 NLR

NLR 是指外周血細(xì)胞分析中中性粒細(xì)胞計數(shù)與淋巴細(xì)胞計數(shù)之比，其受生理、病理和物理因素的影響較小，較個體中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞計數(shù)更加穩(wěn)定，被認(rèn)為是一種廉價的、普遍可用的反映機(jī)體炎癥情況的指標(biāo)。早有實驗證明[9]2 型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus，T2DM）患者體內(nèi)中性粒細(xì)胞水平與DN 病情進(jìn)展呈正相關(guān)，而淋巴細(xì)胞水平與其呈負(fù)相關(guān)。Azab等[10]對DN 患者隨訪3 年，發(fā)現(xiàn)患者體內(nèi)NLR 水平在此期間隨著DN 的進(jìn)展而明顯升高，并與尿蛋白排泄量增加和腎小球濾過率（glomerular filtration rate，GFR）降低顯著相關(guān)。Zhang 等[11]實驗證明NLR 對T2DM 患者腎功能的惡化有預(yù)測價值，通過動態(tài)觀察患者NLR水平，可以評估DN 的病情進(jìn)展。

3 正五聚蛋白3（pentraxin 3，PTX3）

PTX3 與CRP 同屬正五聚蛋白家族，由樹突細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、活化的內(nèi)皮細(xì)胞等合成。PTX3基因的近端啟動子包含核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）結(jié)合位點[12]，所以PTX3 的表達(dá)可誘導(dǎo)NF-κB通路的激活，進(jìn)而在腎臟組織中上調(diào)趨化因子和黏附分子及多種炎癥相關(guān)因子基因的表達(dá)，加重DN 患者腎組織的炎癥。Uzun 等[13]發(fā)現(xiàn)，血漿PTX3 的升高與蛋白尿的嚴(yán)重程度明顯平行。Suliman 等[14]認(rèn)為血漿PTX3水平是內(nèi)皮功能障礙、腎功能受損和蛋白尿密切而獨(dú)立的決定因素。因此，可以認(rèn)為PTX3 是預(yù)測DM 腎臟損害的靈敏指標(biāo)。

4 腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）及其受體

TNF-α 是一種具有顯著促炎作用的細(xì)胞因子，主要由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，在腎小球系膜細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及上皮細(xì)胞中也可合成和分泌。高糖刺激可使腎臟局部釋放TNF-α 增加，激活免疫細(xì)胞，促進(jìn)炎癥細(xì)胞浸潤從而參與腎組織損傷。此外TNF-α 受體（TNFR1、TNFR2）可直接刺激足細(xì)胞產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，介導(dǎo)對足細(xì)胞、系膜細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞的毒性作用，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，影響腎小球的血流動力學(xué)。DN 患者較T2DM 患者血清TNF-α 濃度更高，提示DN 患者體內(nèi)的炎癥負(fù)荷增加[15]。在DN 實驗?zāi)Ｐ椭衃16]發(fā)現(xiàn)尿蛋白排泄增加前就出現(xiàn)了腎小球和近端腎小管上皮細(xì)胞TNF 的表達(dá)上調(diào)，提示其在DN 早期中發(fā)揮作用。還有研究發(fā)現(xiàn)血漿TNFR1 和TNFR2 濃度與腎臟損傷密切相關(guān)[17]，TNF 受體尤其是TNFR1 的基線水平可以獨(dú)立預(yù)測終末期腎病的進(jìn)展，并且其預(yù)測能力強(qiáng)于蛋白尿[18]，提示TNF-α 是DN 病情進(jìn)展的強(qiáng)預(yù)測因子之一。

5 白細(xì)胞介素（interleukins，IL）-1β、IL-6 和IL-18

IL 是由多種細(xì)胞產(chǎn)生的一組細(xì)胞因子，分為抗炎和促炎兩類，其中主要的促炎性細(xì)胞因子有IL-1、IL-6、IL-18 等。IL-1 有IL-1α 和IL-1β 兩種形式，血液中以IL-1β 為主，可通過自分泌或旁分泌的形式刺激腎小球系膜細(xì)胞增生及誘導(dǎo)IL-6、TNF-α、前列腺素、γ干擾素等炎癥介質(zhì)參與炎癥反應(yīng)[19]。IL-6 可由IL-1、TNF-α 等細(xì)胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生，其表達(dá)異?？蓪?dǎo)致機(jī)體細(xì)胞代謝異常甚至多種器官功能障礙[20]，研究發(fā)現(xiàn)其與腎小球血管內(nèi)皮通透性異常、系膜細(xì)胞增生和腎小球基底膜增厚相關(guān)[21]。IL-18 通過誘導(dǎo)γ 干擾素的釋放和上調(diào)IL-1β、TNF-α、黏附分子等細(xì)胞因子的表達(dá)或介導(dǎo)細(xì)胞凋亡[22]而具有強(qiáng)大的炎癥特性。Lei等[23]發(fā)現(xiàn)IL-1β 的表達(dá)對T2DM 小鼠的腎臟炎癥和GFR 下降均有影響。Sangoi 等[24]認(rèn)為IL-6 是預(yù)測DM患者腎功能障礙的敏感指標(biāo)。Yaribeygi 等[25]注意到IL-18 水平與尿蛋白排泄呈正相關(guān)，提示IL-18 水平與慢性腎臟病進(jìn)展密切相關(guān)。

6 Nod 樣受體蛋白3（Nod-like receptor protein3，NLRP3）炎癥小體

NLRP3 炎癥小體是一種多蛋白寡聚體，由NLRP3、凋亡相關(guān)斑點樣蛋白和胱冬肽酶（caspase）-1 前體組成。在巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞等免疫細(xì)胞中，可通過上調(diào)胞內(nèi)NLRP3 蛋白和IL-1β 前體的表達(dá)而激活caspase-1，進(jìn)一步誘導(dǎo)IL-1β 及IL-18 前體成熟而具有促炎功能，造成局部組織炎癥性損傷或全身性炎癥反應(yīng)[26]。Fu 等[27]研究證明持續(xù)的高糖環(huán)境可促進(jìn)NLRP3炎癥小體的激活。與對照組和正常及微量蛋白尿組比較，大量蛋白尿患者的NLRP3 炎癥小體基因表達(dá)增加，并且認(rèn)為該基因的表達(dá)可作為DN 的獨(dú)立預(yù)測因素[28]。在NLRP3 基因敲除[29]或通過藥物抑制NLRP3炎癥小體表達(dá)[30]的小鼠中，腎臟炎癥和纖維化程度均得到改善，從而反向證明NLRP3 在腎臟損傷中扮演著重要角色，是預(yù)測DN 發(fā)生發(fā)展的又一關(guān)鍵因素。

7 黏附分子

黏附分子被認(rèn)為是血管內(nèi)皮損傷的標(biāo)志之一，包括細(xì)胞間黏附分子-1（inter cellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管細(xì)胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）。ICAM-1 和VCAM-1 通常以低水平表達(dá)于腎小球、腎小管內(nèi)皮細(xì)胞，當(dāng)受到高糖、內(nèi)毒素及炎癥因子如IL-1、TNF-α 等刺激后表達(dá)升高，進(jìn)而促進(jìn)白細(xì)胞浸潤及血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附來增強(qiáng)DN 的炎癥反應(yīng)[31]，造成相應(yīng)微血管的阻塞和內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。Karimi 等[32]認(rèn)為出現(xiàn)蛋白尿的T2DM 患者血清ICAM-1 水平明顯較高，提示ICAM-1與DN 的病程進(jìn)展顯著相關(guān)。Astrup 等[33]在對DM 患者的10 年隨訪中發(fā)現(xiàn)，ICAM-1 和VCAM-1 與GFR下降獨(dú)立相關(guān)，提示黏附分子與腎臟損傷程度和疾病進(jìn)展直接相關(guān)，并且可能為正常蛋白尿的DM 患者早期預(yù)測DN 的重要因素[34]。

8 單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，Mcp-1）

Mcp-1 是趨化因子C-C 亞家族的一員，可特異性趨化、激活單核-巨噬細(xì)胞。腎小管上皮細(xì)胞、腎小球系膜細(xì)胞、腎小球內(nèi)皮細(xì)胞等都可分泌微量的Mcp-1，在高糖和多種因子刺激下可在上述細(xì)胞中高表達(dá)，致使腎組織中巨噬細(xì)胞浸潤，釋放多種細(xì)胞因子進(jìn)而介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，參與DN 的發(fā)生發(fā)展。Siddiqui等[35]發(fā)現(xiàn)尿Mcp-1 與肌酐比值與腎臟快速進(jìn)展相關(guān)。Fufaa 等[36]認(rèn)為在臨床發(fā)現(xiàn)DN 前，女性DM 患者尿Mcp-1 濃度升高與腎間質(zhì)體積的變化有關(guān)，提示Mcp-1 可為早期發(fā)現(xiàn)DN 的潛在標(biāo)志物。

現(xiàn)階段，臨床發(fā)現(xiàn)DN 及判斷其治療效果的指標(biāo)主要為尿微量白蛋白、尿白蛋白排泄率、24 小時尿蛋白定量等，但尿蛋白的水平和腎功能下降、形態(tài)學(xué)損傷等疾病的嚴(yán)重程度并無直接關(guān)聯(lián)；腎組織的活檢是早期診斷DN 的金指標(biāo)[37]，但腎穿刺作為一項有創(chuàng)檢查，由于風(fēng)險、成本等問題導(dǎo)致其在DN 患者中難以全面推廣。因此，尋找一種或幾種簡便可行的能夠干預(yù)臨床診斷和治療的標(biāo)志物就顯得尤為重要。近年來，炎癥越來越多地被認(rèn)為是DM 背景下微血管并發(fā)癥進(jìn)展的核心[38]，炎癥生物標(biāo)志物的預(yù)測價值也因此被越來越多的人發(fā)現(xiàn)，通過檢測這些炎癥標(biāo)志物可提高DN 的發(fā)現(xiàn)率，并且其作為潛在的治療靶點，通過藥物作用抑制其表達(dá)能夠保護(hù)腎臟、防止或延緩DN的發(fā)生發(fā)展，對DM 患者的疾病預(yù)后具有重要價值。