糖尿病腎病早期診斷生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展

興芝博，孫亞東

(1.長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130117；2.吉林省人民醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科，吉林 長(zhǎng)春 130021)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展使人們生活方式發(fā)生轉(zhuǎn)變，伴隨而來是糖尿病(DM)在全球的發(fā)病率逐年上升。據(jù)國(guó)際DM聯(lián)盟估計(jì)，在2045年全球DM患者的數(shù)量可能達(dá)到驚人的6.93億[1]。相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家DM患病率增幅則更大[2]。糖尿病腎病(DKD)作為DM嚴(yán)重的慢性微血管并發(fā)癥，已成為導(dǎo)致終末期腎病(ESRD)的主要原因之一，嚴(yán)重威脅著患者的生命健康。據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)，約有三分之一的DM患者可進(jìn)展為DKD[3]。中國(guó)DKD防治指南提出[4]，將尿白蛋白/肌酐比值(UACR)≥30 mg/g和(或)估算腎小球?yàn)V過率(eGFR)<60 ml/(min·1.73 m2)，且持續(xù)時(shí)間大于3個(gè)月作為DKD臨床診斷的主要標(biāo)準(zhǔn)。但其在DKD早期的靈敏性及特異性均不足。DKD損傷累及腎小球、腎小管、腎間質(zhì)和腎血管[5-6]。腎活檢組織病理雖是診斷DKD的金標(biāo)準(zhǔn)，但屬于有創(chuàng)操作，難以廣泛普及。因此，為早期診斷和積極干預(yù)治療DKD，尋找靈敏性強(qiáng)、特異性高、相對(duì)無創(chuàng)、操作簡(jiǎn)便、可重復(fù)性佳的DKD生物標(biāo)志物具有極高的臨床價(jià)值。本文對(duì)DKD早期診斷生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展作一綜述。

1 腎小球損傷生物標(biāo)志物

1.1尿轉(zhuǎn)鐵蛋白(UTRF)：TRF主要由肝臟合成，是血液中運(yùn)載鐵的蛋白質(zhì)。其分子量為76 500 D，分子半徑為4.0 mm，均與白蛋白相近。但TRF所帶的負(fù)電荷比白蛋白少，UTRF等電點(diǎn)較高。腎小球?yàn)V過膜具有電荷選擇性和濾過屏障作用。DKD患者腎臟功能受損，導(dǎo)致濾過膜的孔徑變大和膜上的負(fù)電荷減少，呈高濾狀態(tài)，TRF濾出增多，最終導(dǎo)致UTRF升高。Hellemons等在對(duì)5種預(yù)測(cè)DKD的早期生物標(biāo)志物的研究[7]結(jié)果顯示，UTRF與DKD的發(fā)生顯著相關(guān)，可用于評(píng)估DM患者腎小球早期損傷，并能有效預(yù)測(cè)早期DKD的發(fā)生。

1.2銅藍(lán)蛋白(CP)：CP是一種由肝臟合成的單鏈α2球蛋白。其相對(duì)分子質(zhì)量132 000，大于尿微量白蛋白(Alb)。在DKD早期，腎小球基底膜的電荷選擇性發(fā)生改變，基底膜上的陰性電荷減少，從而使帶有陰性電荷的蛋白分子開始漏出。CP的等電位為4.4，低于Alb的4.8～5.2，因此CP出現(xiàn)漏出更早[8]。Narita等在研究[9-10]中發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病(T2DM)患者尿CP與尿白蛋白保持著相同的增高趨勢(shì)，尿CP/肌酐(Cr)與尿Alb/Cr呈顯著正相關(guān)，而且尿CP的排泄率比尿Alb的排泄率更高。秦立新等對(duì)T2DM患者血清與尿CP水平變化的研究[11]結(jié)果顯示，T2DM患者血清CP顯著高于健康患者；血糖控制不良的T2DM患者血清CP水平顯著高于血糖控制良好的T2DM患者；DKD患者尿CP/Cr顯著高于無腎病DM患者，尿CP/Cr對(duì)DKD的診斷敏感性高(91.4%)、特異性強(qiáng)(61.4%)，可用于DKD的早期診斷。

1.3胱抑素C(Cys C)：Cys C是一種由有核細(xì)胞代謝分泌的蛋白質(zhì)。其分子量小，在循環(huán)代謝過程中的產(chǎn)生速率恒定。Cys C能通過腎小球?yàn)V過膜，并在近曲小管處完全重吸收不返回血液循環(huán)[12-13]。除腎臟代謝途徑外，Cys C不能通過其他代謝途徑進(jìn)行分解清除，炎癥、感染等因素也無法改變Cys C的表達(dá)水平[14]。因此，當(dāng)DKD患者腎臟結(jié)構(gòu)或功能出現(xiàn)損傷時(shí)，人體Cys C水平將發(fā)生改變。 相關(guān)研究結(jié)果顯示，Cys C對(duì)早期腎臟功能的下降極為敏感[15]。Vijay等將126例T2DM患者分為有微量Alb尿組和無Alb尿組[16]，并與30例無腎病的健康患者進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，與無Alb尿的T2DM患者和沒有腎病的健康患者相比，患有早期DKD的T2DM患者的尿Cys C水平升高，且Cys C水平與T2DM患者的微量Alb尿(尿Alb/Cr比)呈正相關(guān)。

2 腎小管損傷生物標(biāo)志物

2.1α1-微球蛋白(α1-MG)：α1-MG是一種由肝臟和淋巴細(xì)胞合成分泌的糖蛋白。其分子量小，在體液中以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)存在。游離態(tài)的α1-MG可自由通過腎小球?yàn)V過膜，幾乎全部在近曲小管重吸收；而結(jié)合態(tài)的α1-MG不能通過腎小球?yàn)V過膜，因而無法隨尿液排出。當(dāng)腎小管功受損，近曲小管重吸收障礙，α1-MG排泄增加，尿α1-MG濃度增加。隋艷斐等的研究[17]結(jié)果顯示，α1-MG在DKD早期可出現(xiàn)增高，可作為患者腎臟早期受損的重要指標(biāo)。

2.2β2-微球蛋白(β2-MG)：β2-MG是一種由淋巴細(xì)胞合成分泌的小分子蛋白，其性質(zhì)與α1-MG相似，也可以自由通過腎小球?yàn)V過膜，并在近曲小管幾乎被完全重吸收。若腎小管上皮細(xì)胞受損，β2-MG在近曲小管的重吸收發(fā)生障礙，β2-MG排出增多，尿液中β2-MG濃度增高。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，β2-MG水平與DKD患者早期腎損傷有顯著相關(guān)性[18]。李思敏等對(duì)1 030例T2DM患者尿β2-MG與尿Alb/Cr和腎功能相關(guān)性的研究結(jié)果[19]也顯示，尿β2-MG在UACR和eGFR出現(xiàn)異常之前就可出現(xiàn)異常。

2.3肝型脂肪酸結(jié)合蛋白(L-FABP)：L-FABP是一種小分子脂質(zhì)結(jié)合蛋白，具有2個(gè)脂肪酸結(jié)合位點(diǎn)。主要表達(dá)于近端小管，并參與脂肪酸代謝。當(dāng)腎小管上皮細(xì)胞受損時(shí)，因L-FABP的分子量較小，故可發(fā)生迅速溢出，導(dǎo)致尿L-FABP濃度增高。同時(shí)，腎臟缺血、腎毒性物質(zhì)、高血糖等都可以引起腎間質(zhì)損傷，從而刺激L-FABP的基因表達(dá)，使腎小管細(xì)胞分泌到尿液中L-FABP的增加。目前，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果均顯示，尿L-FABP可作為急性腎損傷的早期敏感標(biāo)志物[20-22]。

2.4中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(NGAL)：NGAL是一種脂質(zhì)運(yùn)載蛋白，最早發(fā)現(xiàn)于中性粒細(xì)胞內(nèi)，由體內(nèi)多種組織細(xì)胞進(jìn)行表達(dá)。腎臟缺血、腎毒性物質(zhì)等會(huì)刺激其基因表達(dá)，使腎小管細(xì)胞大量分泌NGAL，并隨尿液排出。DKD患者腎小管損傷，NGAL在近曲小管的重吸收發(fā)生障礙，導(dǎo)致尿NGAL濃度增加[23]。梁雅靈等對(duì)118例T2DM患者的研究[24]中發(fā)現(xiàn)，尿NGAL在DKD早期顯著增高，可以作為DKD早期腎小管損傷的敏感生物標(biāo)志物。

2.5視黃醇結(jié)合蛋白(RBP)：RBP是一種在肝臟內(nèi)合成的小分子蛋白，是血漿中視黃醇的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。RBP結(jié)構(gòu)上含有一個(gè)視黃醇結(jié)合位點(diǎn)，在血漿中可與一個(gè)視黃醇分子結(jié)合形成蛋白復(fù)合物。當(dāng)視黃醇-RBP蛋白復(fù)合物轉(zhuǎn)運(yùn)至靶細(xì)胞時(shí)，視黃醇與RBP發(fā)生解離。游離的RBP經(jīng)過腎小球?yàn)V過后，被腎小管重吸收[25-26]。因此，當(dāng)腎小球的濾過功能和腎小管的重吸收功能發(fā)生障礙時(shí)，將導(dǎo)致血液和尿液中的RBP濃度增高[27-28]。并且有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在DKD的早期，當(dāng)患者處于正常蛋白尿時(shí)，尿RBP濃度便可升高[29]。

3 炎性標(biāo)志物

3.1腫瘤壞死因子(TNF)受體(TNFR)：TNF-α是一種主要由單核巨噬細(xì)胞分泌的、與DKD進(jìn)展相關(guān)的炎性細(xì)胞因子。TNFR-1和TNFR-2可與TNF-α結(jié)合，在被裂解酶裂解后可成為可溶性的TNFR[30]。相關(guān)研究[31-32]結(jié)果顯示，TNFR-1和TNFR-2與DM腎功能障礙的進(jìn)展相關(guān)。Niewczas等對(duì)410例T2DM患者進(jìn)行了為期12年的追蹤隨訪，其結(jié)果顯示，TNFR-1和TNFR-2與ESRD風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)，并可有力地預(yù)測(cè)ESRD[33]。Gohda等對(duì)628名腎功能正常且沒有蛋白尿的1型糖尿病(T1DM)患者進(jìn)行了12年的隨訪，其結(jié)果顯示無蛋白尿的T1DM患者eGFR的下降與TNFR水平密切相關(guān)，但與TNF-α水平不相關(guān)[34]。

3.2單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)：MCP-1是趨化因子的一種，能夠趨化和激活單核巨噬細(xì)胞等在炎癥部位聚集，從而誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)[35]。MCP-1可由多種細(xì)胞分泌，腎小球內(nèi)皮細(xì)胞和系膜細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞等也可分泌少量MCP-1。腎臟功能受損時(shí)將伴有腎臟細(xì)胞的異常增殖與凋亡，這將使MCP-1的基因表達(dá)上調(diào)，腎臟細(xì)胞將分泌更多的MCP-1。大量MCP-1聚集在細(xì)胞外基質(zhì)中，從而趨化炎性細(xì)胞聚集浸潤(rùn)。同時(shí)，單核巨噬細(xì)胞在MCP-1的誘導(dǎo)刺激下大量分泌溶酶體，進(jìn)一步加劇了細(xì)胞外基質(zhì)的堆積與腎小球基底膜增厚，最終向腎間質(zhì)纖維化和腎小球硬化發(fā)展[36-37]。大量研究證實(shí)，MCP-1水平隨著DKD病情加重逐漸升高，早期檢測(cè)MCP-1水平對(duì)DKD的早期診斷具有重要意義[38-39]。

3.3成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子23(FGF-23)：FGF-23是成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子家族中的一種，主要由成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞合成分泌[40]。FGF-23經(jīng)血液循環(huán)抵達(dá)腎臟，并通過腎組織上的 FGFRs及Klotho，調(diào)節(jié)鈣磷代謝[41]。在腎臟損傷的早期，出現(xiàn)磷代謝異常，人體通過代償機(jī)制分泌更多的FGF-23促進(jìn)尿磷的排泄，以此維持血磷穩(wěn)定[42]。并有研究結(jié)果顯示，在DKD患者中，F(xiàn)GF-23的上升早于血磷的變化[43]。因此，F(xiàn)GF-23可作為DKD患者早期診斷的生物標(biāo)志物之一。

4 總結(jié)與展望

DKD對(duì)于患者本人及其家庭無疑是一場(chǎng)災(zāi)難。盡管臨床中關(guān)于DKD早期診斷的生物標(biāo)志物研究較多，但仍未發(fā)現(xiàn)最理想的生物標(biāo)志物，尿微量Alb值仍是目前DKD最可靠的預(yù)測(cè)指標(biāo)。但我們堅(jiān)信，隨著蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)、基因組學(xué)等多組學(xué)的迅速發(fā)展與生物信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，將為開發(fā)新的理想的DKD生物標(biāo)志物提供了無限可能。