糖尿病腎病標(biāo)志物的研究進(jìn)展

方星星

（青陽縣人民醫(yī)院，安徽池州 242800）

0.引言

全球大約有7億多慢性腎臟病患者，并且呈逐步增多的趨勢，而糖尿病腎病則是終末期腎?。‥SRD）的主要病因之一，每年因其進(jìn)展為ESRD而產(chǎn)生大量醫(yī)療費(fèi)用。早期發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病并進(jìn)行干預(yù)可減少或延緩ESRD的發(fā)生，目前主要依據(jù)估算腎小球?yàn)V過率（eGFR）及尿微量白蛋白對DKD進(jìn)行診斷與分期。因此，尿微量白蛋白和eGFR是臨床實(shí)踐中預(yù)測糖尿病腎病（DKD）進(jìn)展的傳統(tǒng)標(biāo)志物。然而，所謂的“非白蛋白性腎損害”在臨床上并不少見，這使得傳統(tǒng)標(biāo)志物在DKD診斷和進(jìn)展的可靠性降低。另外，在一些研究中，大量白蛋白尿始終伴隨DKD而非能夠預(yù)測其進(jìn)展為晚期慢性腎病，持續(xù)性微量白蛋白尿患者仍可進(jìn)展至慢性腎臟病3～5期。因此，尋找其他具有特異性和敏感性更高的標(biāo)記物，有助于早期識別糖尿病的慢性腎損害以及未來制定新的分期標(biāo)準(zhǔn)，從而更好地預(yù)防DKD進(jìn)展。在過去的10年中，已經(jīng)從血漿或尿液樣本中鑒定出許多物質(zhì)，這些物質(zhì)逐漸在研究中被用來評估糖尿病腎損傷。依據(jù)這些標(biāo)志物的特點(diǎn)，可分為三大類：炎癥標(biāo)志物、細(xì)胞損傷標(biāo)志物和細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)標(biāo)志物。下面分別對這些標(biāo)志物進(jìn)行簡單的綜述。

1.炎癥標(biāo)志物

DKD的發(fā)生與發(fā)展與炎癥有著密切關(guān)系，以往的研究中，很多炎癥物質(zhì)可以早期在DKD早期被檢測出來，并有一定的特異性和敏感性。這里介紹比較有代表性和新型的炎癥標(biāo)志物。

1.1 中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)沉積蛋白（NGAL）

NGAL是一種屬于脂質(zhì)沉積蛋白家族的分子量為25kDa大小的蛋白質(zhì)，主要由中性粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞（如腎小管細(xì)胞）釋放。在正常人組織及血液中處于較低水平，當(dāng)腎功能衰竭時(shí)其在體內(nèi)迅速增加。在調(diào)整影響DKD的危險(xiǎn)因素如空腹血糖、高血壓、高脂血癥和尿毒癥等后，NGAL與DKD患者的eGFR和尿白蛋白獨(dú)立相關(guān)。NGAL會隨著尿白蛋白排泄的增加而增加，并與eGFR呈負(fù)相關(guān)。此外，在多元線性回歸分析中，以尿肌酐白蛋白比作為因變量對尿NGAL進(jìn)行分析，在調(diào)整DKD和eGFR的混雜因素后，顯示與尿肌酐白蛋白比呈正相關(guān)。一定程度提示NGAL隨著腎損害的嚴(yán)重程度而升高，在進(jìn)行性糖尿病腎損害中表達(dá)及排泄更多。Veiga G等通過收集91名糖尿病患者及健康人群的血液及尿液進(jìn)行生化測量，結(jié)果表明NGAL在早期糖尿病腎病的外周血及尿液標(biāo)本中水平較健康人群更高，因此認(rèn)為NGAL是DKD的早期生物標(biāo)志物之一。而Sisman P等研究表明，糖尿病患者的尿 NGAL排泄量明顯增加，但與尿白蛋白排泄量無關(guān)。這些研究提示NGAL僅代表腎小管損傷，而與腎小球損害關(guān)系不密切，可以作為糖尿病早期腎小管損害的證據(jù)，而不推薦將NGAL作為微量白蛋白尿檢測糖尿病腎病的替代方法。

1.2 腫瘤壞死因子受體（TNFR-1/2）

腫瘤壞死因子（TNF）-α是重要炎癥介質(zhì)，TNF-α的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通過TNF受體（TNFR-1和TNFR-2）開始，TNFR-1和TNFR-2在血清中以膜結(jié)合形式和可溶性形式存在。慢性炎癥被認(rèn)為與糖尿病ESRD的發(fā)生有關(guān)，來自促炎性腫瘤壞死因子（TNF）超家族的17種蛋白質(zhì)，尤其是TNFR-1和TNFR-2，被發(fā)現(xiàn)與糖尿病ESKD的10年風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)，可作為新的治療靶點(diǎn)，糖尿病ESRD高風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)后檢測指標(biāo)，以及干預(yù)期間，其水平變化可反映試驗(yàn)治療效果的替代結(jié)果指標(biāo)。對文獻(xiàn)的系統(tǒng)回顧表明，DKD腎功能轉(zhuǎn)歸與TNFR-1和TNFR-2之間的相關(guān)性具有高度一致性，TNFR-1和TNFR-2與早期或晚期DKD患者eGFR下降的高風(fēng)險(xiǎn)獨(dú)立相關(guān)，進(jìn)展期DKD TNFR-1和TNFR-2水平約為早期DKD的兩倍。薈萃分析包括來自11個(gè)TNFR-1測量隊(duì)列的6526名參與者和來自10個(gè)TNFR-2測量前瞻性研究的5385名參與者，結(jié)果表明，與最低水平組相比，TNFR-1或 TNFR-2水平最高的糖尿病患者發(fā)生DKD進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)更高。進(jìn)一步支持了TNFR-1和TNFR-2是DKD進(jìn)展的可靠預(yù)測因子的假設(shè)。盡管如此，TNFR-1/2在預(yù)測DKD進(jìn)展方面是否優(yōu)于尿微量白蛋白有待進(jìn)一步研究。

1.3 中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比率（NLR）、紅細(xì)胞分布寬度（RDW）

NLR是一種新的、簡單且廉價(jià)的亞臨床炎癥標(biāo)志物。最近已被用作慢性病的全身炎癥標(biāo)志物以及心血管疾病、惡性腫瘤和代謝綜合征的預(yù)后預(yù)測因子。有研究表明，健康受試者NLR升高可能表明潛在的糖代謝受損。而且，在糖尿病受試者中，隨著糖化血紅蛋白水平的惡化，NLR進(jìn)一步增加，二者的一致相關(guān)性提示，除糖化血紅蛋白外，NLR還可作為糖尿病控制水平的標(biāo)志物。回顧性研究表明，NLR、糖化血紅蛋白、血清肌酐和收縮壓的高水平與糖尿病持續(xù)時(shí)間之間存在正相關(guān)，結(jié)論是NLR是一種高效、廉價(jià)的治療方法，并且是炎癥的現(xiàn)成標(biāo)志物，被認(rèn)為是糖尿病患者存在微血管并發(fā)癥的重要預(yù)測因子。此外，NLR已被指定為DKD不同階段的全身炎癥指標(biāo)，有研究表明，RDW可能是評估DKD或糖尿病相關(guān)并發(fā)癥的有效預(yù)測指標(biāo)。Zhang等人進(jìn)行了一項(xiàng)回顧性分析，擴(kuò)展了之前的發(fā)現(xiàn)，即RDW與大量歐洲老年門診患者的HbA1c顯著相關(guān)。還有人認(rèn)為RDW與糖尿病酮癥酸中毒相關(guān)，對預(yù)測糖尿病酮癥酸中毒有價(jià)值。因?yàn)镽DW是一個(gè)簡單且廉價(jià)的參數(shù)，它可能被認(rèn)為是一個(gè)潛在的創(chuàng)新性生物標(biāo)志物，用于改善糖尿病風(fēng)險(xiǎn)評估和糖尿病并發(fā)癥的預(yù)測，NLR和RDW對糖尿病患者的微量白蛋白尿具有陽性預(yù)測價(jià)值。然而，也有研究認(rèn)為NLR在預(yù)測DKD方面的價(jià)值尚未闡明。假設(shè)未來的研究證明這些參數(shù)在臨床實(shí)踐中有用，則使用這些參數(shù)可能有利于患者的隨訪以及對DKD的預(yù)測。

2.細(xì)胞損傷標(biāo)志物

在糖尿病腎病的發(fā)病過程中，由于免疫及炎癥損傷可引起腎臟自身細(xì)胞的破壞，因此可以出現(xiàn)一系列的細(xì)胞損傷標(biāo)志物。

2.1 腎損傷分子1（KIM-1）

KIM-1是一種1型上皮跨膜糖蛋白，在腎近端小管缺血或中毒后表達(dá)，先前的薈萃分析表明，尿KIM-1是早期檢測急性腎損傷可能的生物標(biāo)志物。此外，據(jù)報(bào)道，即使當(dāng)所有其他參數(shù)如尿素氮或肌酐水平保持在正常范圍內(nèi)時(shí)，KIM-1水平也隨著腎臟疾病的進(jìn)展而升高。這一發(fā)現(xiàn)提示隨著腎臟損害的進(jìn)展，更多的KIM-1被分泌。因此，KIM-1水平可用于DKD的早期檢測，同時(shí)有正?；蛭⒘堪椎鞍啄虻奶悄虿』颊叩腒IM-1值輕度升高，在隨訪期間逐漸升高。KIM-1在糖尿病腎病的早期甚至在病理性蛋白尿出現(xiàn)之前就開始增加，這表明在糖尿病的初始階段腎小管受損。相關(guān)分析結(jié)果表明，KIM-1與尿肌酐白蛋白比（糖尿病腎損害的可測量標(biāo)志）具有統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的正相關(guān)，KIM-1也與eGFR（腎功能惡化的指標(biāo)）呈顯著負(fù)相關(guān)。并且通過受試者工作特征曲線的薈萃分析顯示，腎小管生物標(biāo)記尿KIM-1可用于評估早期糖尿病腎損害。KIM-1不僅是糖尿病腎損傷的早期生物標(biāo)志物，而且是發(fā)生急性腎損傷風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測因子。

2.2 肝脂肪酸結(jié)合蛋白（L-FABP）

L-FABP是脂肪酸結(jié)合蛋白的家族成員，主要表達(dá)于肝臟和腎臟的細(xì)胞內(nèi)脂肪酸載體蛋白，其功能為介導(dǎo)脂質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，并在減少細(xì)胞氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)脂肪酸氧化、影響細(xì)胞生長等發(fā)面發(fā)揮重要作用。腎小管損害后L-FABP與游離脂肪酸結(jié)合減少，尿L-FABP的測定被報(bào)道為可早期診斷由各種因素引起急性腎損傷的潛在生物標(biāo)記物。Kare等人的一項(xiàng)研究也證實(shí)了糖尿病患者尿L-FABP水平與eGFR呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)，尿L-FABP水平高的患者可以更快地進(jìn)展到晚期DKD。糖尿病腎功能損害時(shí)，尿L-FABP水平的變化早于尿白蛋白，并隨蛋白尿嚴(yán)重程度增加而增加。在無臨床蛋白尿的情況下，尿L-FABP的敏感性和特異性分別為100%和86.67%。這些結(jié)果支持尿L-FABP水平可作為比尿肌酐白蛋白比更好的早期檢測DKD的指標(biāo)，從而可以延遲或阻止腎損害的進(jìn)展。

2.3 視黃醇結(jié)合蛋白（RBP）

RBP是一種低分子量血漿蛋白，因此可通過腎小球自由過濾，腎小管細(xì)胞重新吸收RBP的比例很大。然而，在腎功能受損的狀態(tài)下，重吸收機(jī)制的故障導(dǎo)致尿RBP水平升高，在大量白蛋白尿患者中，尿RBP 和DKD進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)獨(dú)立相關(guān)。此外，有研究指出，尿液中的 RBP能夠高度預(yù)測微量白蛋白尿，與進(jìn)行性腎小球/腎小管結(jié)構(gòu)和功能損害呈正相關(guān)，在調(diào)整DKD的危險(xiǎn)因素后，仍與eGFR和蛋白尿相關(guān)。RBP預(yù)測尿微量白蛋白尿的診斷準(zhǔn)確率為0.80±0.02，敏感性為80.18%，特異性為64.03%，尿RBP可作為預(yù)測糖尿病腎損害的早期指標(biāo)。尿中RBP濃度與尿肌酐白蛋白比的相關(guān)性比血清中RBP濃度與微量白蛋白尿和微量及大量白蛋白尿的相關(guān)性更強(qiáng)。

2.4 尿胎球蛋白A

胎球蛋白-A主要作為腎臟異位鈣沉積的抑制劑進(jìn)行研究，也是胰島素抵抗的重要促進(jìn)劑。胎球蛋白-A是一種具有64 kDa的肝臟分泌糖蛋白，已被證明是游離脂肪酸的載體，它們是類Tolllike受體的內(nèi)在配體，誘導(dǎo)脂肪組織炎癥和胰島素抵抗。據(jù)報(bào)道，尿液中胎球蛋白A的排泄量增加反映了肥胖和糖尿病患者的胰島素抵抗和炎癥反應(yīng)。尿中胎球蛋白A的濃度可能取決于肝臟的產(chǎn)生、毛細(xì)血管損傷引起的腎小球基膜通透性的改變以及腎小管重吸收的變化。最近的研究表明，DKD患者血清胎球蛋白-A水平顯著降低，微量白蛋白尿患者的血清胎球蛋白-A低于正常微白蛋白尿患者，提示血清胎球蛋白-A因腎小球損傷漏出過多。血清胎蛋白A和促炎標(biāo)志物可能在DKD的病理生理和炎癥過程中發(fā)揮重要作用。Zhou等人還報(bào)告，在接受順鉑注射治療的大鼠和患有急性腎損傷的重癥監(jiān)護(hù)室患者中，尿胎球蛋白-A增加。因此，糖尿病腎病尿胎球蛋白排泄增加的另一種解釋可能是腎小管損傷，導(dǎo)致重吸收減少。多元回歸分析表明，尿胎球蛋白-A排泄量越高，發(fā)生微量白蛋白尿和腎功能減退的風(fēng)險(xiǎn)越高。通過凝集素微陣列分析了處于DKD不同階段的糖尿病患者的尿液樣本，表明尿中胎球蛋白A的排泄是預(yù)測DKD進(jìn)展的生物標(biāo)志物的候選指標(biāo)。

3.細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)標(biāo)志物

腎臟細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)標(biāo)志物是參與調(diào)節(jié)腎臟細(xì)胞壞死與增殖的物質(zhì)，其失衡可導(dǎo)致腎損傷進(jìn)一步加重。

3.1 基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）及金屬蛋白酶組織抑制劑（TIMP）

DKD病理改變是細(xì)胞外基質(zhì)積累增加，導(dǎo)致腎小球和腎小管基底膜增厚，隨后出現(xiàn)系膜擴(kuò)張、硬化和腎小管間質(zhì)纖維化。細(xì)胞外基質(zhì)水平由細(xì)胞外基質(zhì)組件沉積和降解之間的穩(wěn)態(tài)平衡調(diào)節(jié)。MMPs家族由參與降解的鋅依賴性酶組成。維持腎功能正常需要MMPs水平及其抑制劑TIMP之間的平衡。這些基質(zhì)金屬蛋白酶的增加在蛋白尿患者中尤其常見，并且與已確定的腎損傷相關(guān)。而有的正常白蛋白尿患者的MMPs增加，這可能表明在蛋白尿發(fā)生之前早期腎臟受累。一項(xiàng)研究表明NGAL的尿排泄與MMP-9的尿排泄之間存在關(guān)系：當(dāng)腎血管損傷時(shí)，在腎足細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)NGAL抑制MMP-9的降解。NGAL表達(dá)的增加有助于MMP-9蛋白水解活性的增加，蛋白水解活性的增加將導(dǎo)致腎臟結(jié)構(gòu)蛋白的降解。在一些研究中，與非糖尿病腎臟病或單純糖尿病患者相比，糖尿病腎病患者的TIMP-2循環(huán)濃度降低?；|(zhì)金屬蛋白酶的主要功能是降解細(xì)胞外基質(zhì)成分，因此，腎臟中基質(zhì)金屬蛋白酶的激活或基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑的減少似乎是有益的，但這種關(guān)系并不那么簡單。一些研究支持腎內(nèi)MMPs活性的下調(diào)或TIMPs的上調(diào)可能導(dǎo)致纖維化。相反，一些報(bào)告表明，MMP的上調(diào)促進(jìn)纖維化，可能是由于與過度表達(dá)的TIMP相互作用。

Garcia-Fernandez N等人指出在DKD中MMPs的表達(dá)和活性可能不同，但基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制劑在DKD的特征中起著重要作用，其病理生物學(xué)系統(tǒng)仍然非常復(fù)雜。能否作為早期糖尿病腎損傷標(biāo)志物有待于進(jìn)一步研究和闡明。

3.2 胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白7（IGFBP-7）

IGFBP-7是胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白家族的成員，能夠調(diào)節(jié)多種細(xì)胞的細(xì)胞增殖、分化、血管生成、細(xì)胞粘附和細(xì)胞衰老。IGFBP-7是AKI發(fā)病機(jī)制中細(xì)胞周期停滯的尿液標(biāo)志物，同時(shí)被證實(shí)在氮質(zhì)血癥期和少尿期之前就已經(jīng)存在。然而，在AKI發(fā)生后，IGFBP-7似乎不會在尿液中持續(xù)很長時(shí)間，因此根據(jù)功能標(biāo)準(zhǔn)（如血肌酐）已經(jīng)表現(xiàn)出AKI的患者的尿液中該標(biāo)記物可能是正常的。研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β1通過Smad2和Smad4以劑量和時(shí)間依賴的方式上調(diào)人腎近端上皮細(xì)胞中IGFBP7 mRNA和蛋白的表達(dá)，從而導(dǎo)致腎小管損害。同時(shí)尿IGFBP7水平在大量蛋白尿患者中顯著升高。以前的研究表明，足細(xì)胞損傷在DKD的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用，被認(rèn)為是誘發(fā)蛋白尿和腎小球硬化的關(guān)鍵因素，足細(xì)胞脫落和凋亡發(fā)生在蛋白尿之前。而IGFBP-7沉默可減少足細(xì)胞凋亡，因此IGFBP-7可作為糖尿病腎病治療的潛在靶點(diǎn)。

4.結(jié)語

目前被發(fā)現(xiàn)的DKD的損傷標(biāo)志物有很多，部分生物標(biāo)志物對DKD早期診斷的確切性有待于進(jìn)一步研究。隨著研究的深入，部分生物標(biāo)志物可能優(yōu)于目前運(yùn)用于臨床的尿微量白蛋白和eGFR，或者作為其補(bǔ)充為DKD早期診斷和分期提供可靠依據(jù)。有些標(biāo)志物雖然不能對DKD進(jìn)行早期診斷，但在DKD的進(jìn)展與隨訪中起到不可忽視的作用。另外，在尋找新的標(biāo)志物的同時(shí)，可能會發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)，這就為DKD的治療帶來更多選擇。