糖尿病腎小管病的發(fā)病機制及診治的新進展

范文淑，張曉娜，郭偉紅 綜述，何慶 審校

（1.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院濱海醫(yī)院內(nèi)分泌科，天津 300480；2.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科，天津 300052）

糖尿病腎臟?。╠iabetic kidney disease，DKD）的主要臨床特征是進行性增加的尿蛋白和血清肌酐。DKD 包括糖尿病患者的腎小管病變、腎間質(zhì)病變、腎小球病變，糖尿病腎小管?。╠iabetic tubulopathy，DT）可以單獨出現(xiàn)，也可以早于、晚于或者與腎小球病變同時出現(xiàn)。早在2011 年Tang 等[1]就提出DT 的概念：近端腎小管上皮細(xì)胞（renal proximal tubular epithelial cells，PTEC）通過多種促炎和促纖維化的途徑參與DKD 的發(fā)生和發(fā)展，因此認(rèn)為糖尿病對腎小管的損傷較腎小球更嚴(yán)重。2020 年柒春芳等[2]也引用此概念闡述了DT?？傊哐强梢詫?dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞的管球反饋失常，重吸收過多葡萄糖和鈉，腎小管上皮細(xì)胞肥大，線粒體氧化應(yīng)激損傷腎小管、腎間質(zhì)纖維化等等，都屬于DT[3]。

目前我國雖然尚未有完善的DT 的流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)，但是糖尿病的流行病學(xué)調(diào)查研究已經(jīng)比較成熟。2007—2008 年，全國14 省市流行病學(xué)調(diào)查顯示，我國成人糖尿病患病率升至9.7%；2015—2017年，全國31 個省市流行病學(xué)調(diào)查顯示，成人糖尿病患病率升至11.2%[4]。研究DT 的發(fā)病機制、診斷和治療具有重要的臨床意義。

1 DT 的發(fā)病機制

鈉葡萄糖共轉(zhuǎn)運體（sodium-glucose co-trans porters，SGLTs）表達上調(diào)，管球反饋失調(diào)糖尿病時，經(jīng)腎小球濾過的葡萄糖99%經(jīng)PTEC 重吸收，因血糖濃度升高，導(dǎo)致近端腎小管的鈉-氫交換體和SGLTs表達上調(diào)，從而重吸收鈉和葡萄糖增加，進入遠(yuǎn)端腎小管的減少，滲透壓降低；所以，進入遠(yuǎn)端腎小管致密斑的鈉離子濃度降低，引起入球小動脈擴張、腎灌注增加，管球平衡失調(diào)，出現(xiàn)高濾過，這是DT啟動DKD 發(fā)生的重要機制[5]。

腎小管上皮細(xì)胞肥大，重吸收葡萄糖增加2 型糖尿病患者腎糖閾高于正常人[8]，高糖促進PTEC 肥大，葡萄糖重吸收增加，容量負(fù)荷增加；同時，高糖可導(dǎo)致多種細(xì)胞生長因子產(chǎn)生，引起上皮細(xì)胞增生。動物模型提示，高糖時腎小管上皮細(xì)胞從增生到肥大只需要4 d。

線粒體氧化應(yīng)激PTEC 內(nèi)含大量的線粒體，大量葡萄糖重吸收后，線粒體參與能量代謝增加，氧化呼吸產(chǎn)生活性氧增加，線粒體腫脹、擴張，不能及時清除，從而釋放大量的活性氧，參與腎小管的氧化應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致腎小管損傷，該過程是啟動DKD多種病理生理過程的重要步驟[6-7]。腎臟氧化應(yīng)激不僅被認(rèn)為是高糖的直接結(jié)果，而且是PTEC 受損的核心機制[8-9]。研究表明，高糖治療6 h 后，線粒體嚴(yán)重受損，氧化應(yīng)激明顯激活[10]。另有研究表明，短時間高糖應(yīng)激后，PTEC 受損程度與血糖濃度呈正相關(guān)，間歇性血糖濃度升高可以激活更多的氧化應(yīng)激，如餐后高血糖升高[11]。

多種炎癥因子介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進腎小管纖維化DKD 早期的高灌注作用導(dǎo)致腎小管內(nèi)流體剪切力增加，造成PTEC 損傷，多種炎癥因子分泌，如白細(xì)胞介素（IL）-6 和趨化因子配體2、腫瘤壞死因子-β（tumor necrosis factor-β，TNF-β）等，導(dǎo)致腎小管間質(zhì)炎癥反應(yīng)。轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）在DKD 發(fā)展中發(fā)揮重要作用，它通過TGF-β-Smad 信號通路參與腎小管上皮細(xì)胞肥大、腎小管纖維化以及腎功能惡化過程。Smad 信號通路進入細(xì)胞核內(nèi)啟動纖維化基因，誘導(dǎo)腎小管上皮-間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，晚期糖基化終末產(chǎn)物合成（advanced glycation end products，AGEs），蛋白激酶C 激活，腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）活化，最終引起纖連蛋白和膠原合成增加，造成腎小管間質(zhì)纖維化。腎小管間質(zhì)細(xì)胞中的哺乳動物雷帕霉素靶蛋白1（mammalian target of rapamycin1，mTORC1）在糖尿病時活性增加，誘導(dǎo)腎纖維化和衰竭，鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白2 抑制劑（sodium-dependent glucose transporters 2 inhibition，SGLT2i）可阻止該過程[12]。眾所周知，腎上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化與腎小管間質(zhì)纖維化進展相關(guān)[13]，PTEC 的凋亡與DKD 中蛋白尿出現(xiàn)相關(guān)，研究表明，GADD45B 通過p38、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和c-Jun 氨基末端激酶（JNK）信號通路促進葡萄糖誘導(dǎo)的腎小管上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和凋亡，故研制GADD45β 抑制劑可為防止DKD 進展和糖尿病腎小管功能障礙提供方向[14]。

2 DT 的診斷和治療

DT 的診斷金標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)行腎組織活檢，但是因為腎活檢為有創(chuàng)操作，在臨床上廣泛開展有一定限制?？梢酝ㄟ^檢測腎小管損傷的生物標(biāo)志物，實現(xiàn)DT的早期診斷。針對糖尿病腎小管損傷的原理，目前有多種改善DT 的藥物。

2.1 DT 的生物標(biāo)志物 傳統(tǒng)意義上人們認(rèn)為DKD 患者尿微量白蛋白往往是陽性，實際上正常白蛋白尿的糖尿病腎臟?。╪ormoalbuminuric diabetic kid ney disease，NADKD） 也 是DKD 的 一 部 分。NADKD 僅僅具有腎小球濾過率下降，尿蛋白卻是陰性。所以，腎小管病變生物標(biāo)志物的出現(xiàn)將彌補這一缺陷。它可以反映DT 的情況，其測量簡單，易操作，有助于DT 的早期診斷[15-17]。下面將重點闡述部分臨床常見的腎小管標(biāo)志物及其臨床意義。

2.1.1 高糖導(dǎo)致腎小管重吸收功能障礙，尿中出現(xiàn)的生物標(biāo)志物

2.1.1.1 尿β2-微球蛋白（β2-microglobulin，β2-MG）：β2-MG 的分子量是11.8 kD，主要由人體內(nèi)的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生、肝臟合成、腎臟排泄，血中95%的β2-MG由腎小球基底膜自由濾過，幾乎全部由腎小管重吸收降解，且無自主分泌，所以正常人尿中含量很低，是診斷近曲小管損害敏感而特異的指標(biāo)。有研究表明，糖尿病早期即出現(xiàn)尿β2-MG 升高，即說明糖尿病早期就已經(jīng)出現(xiàn)腎小管損傷；另有研究表明，糖尿病大血管病變或微血管病變患者較無血管并發(fā)癥的患者β2-MG 更高，因此β2-MG 可以作為腎小管損傷、糖尿病大血管、微血管并發(fā)癥的標(biāo)志物[18]。

2.1.1.2 胱抑素C：它是分子量13 kD 的半胱氨酸蛋白酶抑制劑，經(jīng)腎小球自由過濾，在近端腎小管（renal proximal tubular，PT）中幾乎完全重吸收降解，因為無自主分泌，所以被認(rèn)為是較理想的反映GFR的內(nèi)源性標(biāo)志物，性能優(yōu)于血肌酐。且多項研究表明，隨著腎功能下降，血清胱抑素C 逐漸升高，且升高程度與損傷程度成正比[19]。因此，胱抑素C 可作為DKD 早期疾病狀態(tài)的生物標(biāo)志物。同時，在急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）中也具有重要作用[20]。

2.1.1.3 視黃醇結(jié)合蛋白4（retinol binding protein-4，RBP4）：它的分子量為21 kD，被腎小球自由濾過，在PT 幾乎完全被重吸收，無自主分泌，正常人尿中含量很少。尿中RBP4 的含量既與腎小球濾過相關(guān)，也與腎小管重吸收功能相關(guān)，尿RBP4 的含量與腎小管損傷的程度密切相關(guān)。與正常人對比，糖尿病微血管并發(fā)癥的患者尿RBP4 明顯升高，故它可以作為預(yù)測糖尿病微血管并發(fā)癥的生物標(biāo)志物；另外，研究表明，尿RBP4 濃度與腎纖維化明顯相關(guān)[21]。

2.1.1.4 氨基酸尿：血漿中的氨基酸可以自由通過腎小球，但絕大部分可以被腎小管重吸收，當(dāng)腎小管功能減退時，尿中可出現(xiàn)氨基酸總量或者單個氨基酸排泄增加，稱為氨基酸尿。DT 時腎小管重吸收功能受損，尿氨基酸可為陽性，故尿氨基酸檢測結(jié)果可以反映DT 的情況。另外，尿氨基酸檢測可對尿路結(jié)石的形成有一定的預(yù)測作用，研究表明，酸性氨基酸對尿液中結(jié)石的形成有抑制作用，堿性氨基酸對尿液中結(jié)石形成有促進作用。

2.1.2 高糖導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞受損，尿中出現(xiàn)的生物標(biāo)志物

2.1.2.1 尿中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL）：它是人類中性粒細(xì)胞明膠酶和脂鈣蛋白家族的一部分共價結(jié)合的蛋白，分子量為25 kD。正常情況下，NGAL 可以經(jīng)腎小球自由濾過，經(jīng)腎小管重新吸收，尿中含量極少。當(dāng)腎小管上皮受損脫落時，尿液中損傷標(biāo)志性蛋白含量增加，包括NGAL，其含量可反映損傷程度[22]。同時，尿NGAL 也是CKD 進展的獨立預(yù)測因素。

2.1.2.2 尿腎損傷分子-1（kidney injury molecule-1，KIM-1）：KIM-1 是一種表達在近端腎小管細(xì)胞頂端細(xì)胞膜的跨膜蛋白，在正常腎組織中不表達，但是在缺血-再灌注損傷后再生的PTEC 中大量表達，故急性腎損傷時可以升高。有研究表明，糖尿病患者的尿中KIM-1 的排泄量與腎功能下降成正相關(guān)，并未區(qū)分1 型糖尿病和2 型糖尿病[23]。在尿蛋白正常的糖尿病患者中，KIM-1 可以升高，表明在糖尿病早期可出現(xiàn)急性腎小管損傷[24]，進一步研究發(fā)現(xiàn)，KIM-1 的含量與DKD 的預(yù)后密切相關(guān)。

2.1.2.3 尿肝型脂肪酸結(jié)合蛋白（liver-type fatty acidbinding protein，L-FABP）：一種表達在人類PTEC 胞質(zhì)中的跨膜載體蛋白，分子量為14.2 kD，盡管它被分類為功能性腎小管生物標(biāo)志物和結(jié)構(gòu)性腎小管生物標(biāo)志物，但主要是結(jié)構(gòu)性腎小管生物標(biāo)志物，而且它可以自由通過和重吸收，具有腎臟保護功能。研究表明，在1 型糖尿病患者中，尿L-FABP 升高先于微量白蛋白尿，并伴有腎素血管緊張素酶抑制。

2.2 DT 的治療 DT 的治療與DKD 有相似之處，以糖尿病低鹽低優(yōu)質(zhì)蛋白飲食，控制體重、血壓、血脂等代謝指標(biāo)為基礎(chǔ)，輔以藥物治療延緩DKD 進展。

2.2.1 SGLT-2 抑制劑 不論1 型糖尿病還是2 型糖尿病，嚴(yán)格控制血糖均能延緩腎病進展。多種研究表明，SGLT-2 抑制劑不僅可以降糖、降壓、降尿酸、降體重，還有心臟和腎臟的保護作用，所以目前我國糖尿病腎臟疾病防治臨床指南推薦，在腎小球濾過率允許的情況下[eGFR＜60 mL/（min·1.73 m2）]，推薦應(yīng)用SGLT-2 抑制劑（A 級推薦）[25]。張德園等[26]納入了88 例糖尿病患者，分為達格列凈組（n=44）和對照組，經(jīng)治療12 周后，達格列凈組與對照組相比N-乙酰-β-d-氨基葡萄糖苷酶（N-acetyl-β-dglucosaminidase，NAG）、胱抑素C 明顯下降，具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。也有基礎(chǔ)實驗研究表明，SGLT2抑制劑可減少AGEs 誘導(dǎo)的小管細(xì)胞凋亡，降低炎癥反應(yīng)和纖維化標(biāo)志物水平。CREDENCE 研究納入人群為eGFR 30~90 mL/（min·1.73 m2）的DKD 患者，結(jié)果顯示，卡格列凈可使患者發(fā)生終末期腎臟病復(fù)合終點[包括透析、腎移植或eGFR＜15 mL/（min·1.73 m2）]的風(fēng)險降低30%，血清肌酐上升1 倍的風(fēng)險降低40%[27]。

2.2.2 胰高糖素樣肽-1 受體激動劑（glucagon-like peptide-1receptor agonists，GLP-1 RA） GLP-1RA屬于腸源性胰島素類似物，目前代表有利拉魯肽、埃塞那肽、利司那肽等，它具有刺激胰島β 細(xì)胞分泌胰島素，抑制胰島α 細(xì)胞分泌胰高血糖素的功能。研究表明，GLP-1 RA 不僅可以降糖，還可以減少尿蛋白，對腎臟有保護作用。利拉魯肽主要減少糖尿病患者尿白蛋白，對患者的腎小球濾過率改善不明顯，對于是否會預(yù)防蛋白尿的產(chǎn)生尚無充足證據(jù)。尹衛(wèi)芹等[28]進行的基礎(chǔ)實驗研究將腎小管上皮細(xì)胞（HK-2）分為4 組：正常對照組、AGEs 處理組、AGEs+GLP-1 處理組、AGEs+INS 處理組，檢測細(xì)胞對白蛋白的吸收能力，結(jié)果表明，AGEs 處理組細(xì)胞吸收白蛋白能力減弱，AGEs+GLP-1 組吸收白蛋白能力與正常對照組相似，AGEs+INS 組與AGEs 組相似，說明胰島素?zé)o明顯腎臟保護作用，而GLP-1可直接作用于HK-2，使蛋白激酶A（PKA）明顯增高，蛋白激酶C（PKC）-β 明顯下降，即通過調(diào)節(jié)PKA和PKC 信號通路，減少白蛋白尿[28]。隨機對照研究顯示，對具有心血管高危風(fēng)險的糖尿病患者應(yīng)用GLP-1RA，其次要結(jié)局顯示GLP-1RA 可以降低腎臟風(fēng)險，延緩腎臟疾病進展[29]，故我國DKD 防治臨床指南將本藥列為B 級推薦[25]。

2.2.3 二肽基肽酶Ⅳ（dipeptidylpeptidaseⅣinhibitor，DPP-4）抑制劑 進食后，身體分泌的胰島素有50%是由胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）、糖依賴性胰島素釋放肽刺激胰分泌的。代表藥物利格列汀、西格列汀、阿格列汀等。SAVOR-TIMI 研究中，沙格列汀與對照組相比，當(dāng)eGFR≥30 mL/（min·1.73 m2）時，隨著eGFR 下降UACR 減少的幅度增大，當(dāng)eGFR＜30 mL/（min·1.73 m2）時沒有這種趨勢，說明當(dāng)腎小球濾過率尚可時，沙格列汀可以延緩蛋白尿的進展[30]。劉高虹等[31]進行的實驗研究將大鼠的腎小管上皮細(xì)胞株進行體外培養(yǎng)分為5 組，正常對照組、高滲對照組、高糖刺激組、高糖+p38MAPK 阻斷劑組、高糖+利格列汀組，結(jié)果表明，與高糖刺激組相比，高糖+p38MAPK 阻斷劑組和高糖+利格列汀組細(xì)胞凋亡率顯著降低；高糖刺激組TGF-β 和纖維連接蛋白（fibronectin，F(xiàn)N）的表達比正常對照組明顯增加，而高糖+p38MAPK 阻斷劑組和高糖+利格列汀組較高糖刺激組明顯下降，由此可見DPP-4 可通過抑制腎小管上皮細(xì)胞的p38MAPK 信號通路激活，減輕腎小管上皮細(xì)胞凋亡和纖維化，保護腎小管上皮細(xì)胞[31]。

DKD 是我國常見的慢性疾病，對國人的健康危害之大有目共睹，DT 是DKD 的重要發(fā)展階段，故對DT 的早期診斷至關(guān)重要，本文提到的多種腎小管生物標(biāo)志物可以為DT 的早期診斷及疾病進展提供重要的臨床依據(jù)，3 種新型降糖藥物也將為DT的治療帶來新的希望。