血清HE4在慢性腎臟病中的表達(dá)水平及機(jī)制研究進(jìn)展*

高冉冉，胡洪貞，韓 聰，宋慧慧，申 振，艾珊珊 綜述,李 偉△ 審校

1.山東中醫(yī)藥大學(xué)，山東濟(jì)南 250014；2.山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，山東濟(jì)南 250014

慢性腎臟病(CKD)作為一種慢性疾病，在世界范圍內(nèi)發(fā)病率逐年上升，全球負(fù)擔(dān)巨大，全球約10% 的成年人受到某種形式的慢性腎臟疾病的影響，每年導(dǎo)致120萬(wàn)人死亡[1]。腎臟纖維化是慢性腎臟病的主要特征之一，若不及時(shí)進(jìn)行有效干預(yù)治療，將逐漸導(dǎo)致終末期腎臟病(ESRD)。而一旦發(fā)展為ESRD，常需進(jìn)行腎臟替代治療，將給患者帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和精神壓力。目前，CKD通常依賴(lài)于估算腎小球?yàn)V過(guò)率(eGFR)來(lái)進(jìn)行分級(jí)，eGFR會(huì)受血尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)等因素影響，然而STEUBL等[2]研究表明，在40%～50%的腎實(shí)質(zhì)受到可逆或不可逆損傷時(shí)血清中肌酐的濃度才會(huì)升高，因此血肌酐在CKD早期診斷中缺乏特異性。某些生物學(xué)標(biāo)志物可以預(yù)測(cè)CKD的進(jìn)展，尋找高靈敏度和特異度的生物學(xué)標(biāo)志物進(jìn)行早期篩查干預(yù)，能有效延緩CKD進(jìn)展為終末期腎臟病的進(jìn)程和降低死亡率，提高患者預(yù)后和生存質(zhì)量。近年來(lái)人附睪蛋白4(HE4)作為腫瘤標(biāo)志物被廣泛應(yīng)用于卵巢癌等癌癥的早期篩查中。后有研究發(fā)現(xiàn)在非腫瘤慢性腎臟病患者中血清HE4水平普遍升高，有學(xué)者認(rèn)為其升高主要與eGFR下降和HE4作為蛋白酶抑制劑參與腎纖維化的進(jìn)程相關(guān)，但分析尚不全面，未充分闡明其機(jī)制。本文就血清HE4和慢性腎臟病、腎臟纖維化之間的潛在聯(lián)系作一綜述，以探討HE4在慢性腎臟病和腎臟纖維化中的表達(dá)影響機(jī)制，進(jìn)一步探究其臨床意義，以期提高其臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 HE4

1.1HE4的生物學(xué)特性及功能 HE4最早在1991年由Kirchhoff從人附睪上皮中克隆出來(lái)，也被稱(chēng)為WAP四二硫化物核心域蛋白2(WFDC2)。HE4基因多表達(dá)在呼吸系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)管道上皮細(xì)胞，后研究發(fā)現(xiàn)HE4在腎臟遠(yuǎn)曲小管中也有表達(dá)[4]。其蛋白結(jié)構(gòu)屬于含4個(gè)二硫鍵核心區(qū)域的乳酸性蛋白家族，包含八個(gè)半胱氨酸組成的WAP結(jié)構(gòu)[3]，是一種相對(duì)分子質(zhì)量較小的、酸性的、半胱氨酸含量豐富的分泌性糖基化蛋白[4]。現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)HE4的已知編碼基因位于染色體20q12-13.1上，長(zhǎng)度約12 kb，包含4個(gè)內(nèi)含子和5個(gè)外顯子，相對(duì)分子質(zhì)量約為25×103[5]，已被證實(shí)是一種新型蛋白酶抑制劑，能抑制各種絲氨酸蛋白酶、胱氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶和基質(zhì)金屬酶蛋白的活性[6]。WFDC2基因啟動(dòng)子含有不同的與炎癥相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，包括NF-KB因子，表明HE4可能在炎癥中發(fā)揮潛在作用[4]，此外HE4還具有促進(jìn)細(xì)胞增殖和腫瘤生長(zhǎng)、入侵遷移和黏附的作用[7]。

1.2人附睪蛋白的影響因素 目前研究表明HE4基因多在卵巢癌患者體內(nèi)表達(dá)明顯[7]，與癌癥的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移相關(guān)，在臨床上多作為診斷卵巢癌的生物學(xué)標(biāo)志物[8]。有學(xué)者在研究血清HE4時(shí)提出除腫瘤因素影響外，血清HE4水平還受多種人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變量的影響，如年齡、性別、吸煙史、更年期、懷孕或體重指數(shù)升高等[9-10]。FERRARO等[9]的一項(xiàng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，HE4血液濃度男性比女性大約低7%～9%，吸煙者比不吸煙者高20%～30%，與體質(zhì)量指數(shù)成負(fù)相關(guān)；絕經(jīng)狀態(tài)和年齡都是影響HE4水平的重要因素，年齡主要影響絕經(jīng)后女性HE4水平。絕經(jīng)后人群的HE4水平高于絕經(jīng)前人群，并隨著年齡的增長(zhǎng)而升高。近年來(lái)不少報(bào)道中指出血清HE4濃度會(huì)隨著血肌酐水平升高而升高，兩者呈正相關(guān)[11-12]。在BOLSTAD等[13]的一篇報(bào)道中指出以Scr為50 μmol/L作為基線，Scr為70 μmol/L時(shí)，HE4水平升高12%，80 μmol/L時(shí)升高17%，90 μmol/L時(shí)升高22%，100 μmol/L時(shí)升高27%。

2 HE4與CKD

2.1血清HE4作為腎功能進(jìn)展標(biāo)志物 通過(guò)Scr或胱抑素C(Cys C)估算eGFR是目前常用的評(píng)估腎功能的指標(biāo)，但受人種、體型、飲食、藥物等非濾過(guò)性病理及生理因素的影響，估算eGFR結(jié)果會(huì)存在偏差[14]。有研究表明,Scre和Cys C在CKD早期階段表達(dá)水平缺乏特異性，當(dāng)腎臟出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性損傷時(shí)濃度才會(huì)升高[15]，因此進(jìn)一步尋找能早期反映腎功能的多樣化生物學(xué)指標(biāo)意義重大。

近年來(lái)，多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)血清HE4濃度與腎功能程度之間有著密切的關(guān)聯(lián)，宋勇林等[16]研究顯示在CKD患者中血清HE4水平呈現(xiàn)升高且隨著CKD分期的增高而升高，在該研究中ROC曲線分析結(jié)果顯示，HE4對(duì)CKD的診斷價(jià)值優(yōu)于β2-微球蛋白(β2-MG)、BUN等傳統(tǒng)腎功能指標(biāo)。WANG等[3]通過(guò)Person相關(guān)分析比較HE4濃度和常規(guī)腎功能指標(biāo)相關(guān)性得出HE4與Scr、BUN和Cys C呈正相關(guān)，與GFR呈負(fù)相關(guān)，且HE4對(duì)CKD的診斷價(jià)值高于Scr、BUN和Cys C。由此可見(jiàn)，HE4可作為腎功能不全潛在診斷和預(yù)后判斷的新型生物標(biāo)志物[17]。

2.2血清HE4水平受腎功能進(jìn)展影響機(jī)制 HE4相對(duì)分子質(zhì)量約為25×103，相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)較小可以通過(guò)腎臟濾過(guò)膜，當(dāng)腎功能損傷時(shí)，腎臟的濾過(guò)和重吸收功能受影響，HE4的過(guò)濾受到干擾從而在血清中濃度升高[18]，在表達(dá)上呈現(xiàn)相對(duì)特異度。

腎周毛細(xì)血管稀疏，組織氧供減少是慢性腎臟病進(jìn)展的一個(gè)重要因素[19]。慢性缺氧可通過(guò)誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子1 (HIF-1)的激活，進(jìn)而促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化、增加細(xì)胞因子、誘導(dǎo)腎小球內(nèi)皮細(xì)胞凋亡等機(jī)制導(dǎo)致慢性腎臟病進(jìn)展。張磊[20]構(gòu)建HE4啟動(dòng)子的報(bào)告基因載體及其截短體，通過(guò)熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)和CHIP實(shí)驗(yàn)表明HIF-1α通過(guò)直接結(jié)合在HE4啟動(dòng)子上轉(zhuǎn)錄調(diào)控HE4的高表達(dá)，缺氧可以顯著增加腎小管上皮細(xì)胞中的HE4，上調(diào)HE4水平。

3 HE4與腎臟纖維化

3.1血清HE4作為腎臟纖維化程度標(biāo)志物 CKD的終末病理結(jié)局以廣泛腎臟纖維化為主要特征[21]。廣泛腎臟纖維化作為慢性腎臟病終末病理結(jié)局的主要特征，其表現(xiàn)是腎臟固有細(xì)胞的纖維化，實(shí)質(zhì)是腎固有細(xì)胞的受損壞死。早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)可以顯著延緩病情進(jìn)展，減少并發(fā)癥，提高生存率。腎臟纖維化的診斷依賴(lài)于腎臟生理病理表現(xiàn)[22]，組織病理學(xué)檢查目前被認(rèn)為是診斷腎纖維化的金標(biāo)準(zhǔn)，然而腎活檢存在一定的局限性，有發(fā)生并發(fā)癥的可能[21]。確定靈敏和準(zhǔn)確的腎纖維化無(wú)創(chuàng)生物學(xué)標(biāo)志物對(duì)腎病患者的早期診斷和治療至關(guān)重要。多項(xiàng)研究表明，在腎損傷的患者中血清HE4水平和腎纖維化水平呈正相關(guān)[23-26]。LUO等[27]在研究中用ROC分析血清HE4的診斷能力，以141 pmol/L為臨界值，HE4的曲線下面積(AUC)值為0.857(95%CI，0.779～0.934)，用于區(qū)分有腎臟纖維化和無(wú)腎臟纖維化的患者，其靈敏度和特異度分別為82.1%和84.0%，免疫組化結(jié)果顯示，腎活檢標(biāo)本中HE4表達(dá)的增加與腎臟纖維化密切相關(guān)，而血清HE4濃度與腎活檢中HE4組織表達(dá)濃度顯著相關(guān)，故血清HE濃度可反映腎臟纖維化。LINOQUIST等[28]通過(guò)比較纖維化相關(guān)成纖維細(xì)胞和正常成纖維細(xì)胞發(fā)現(xiàn)HE4在基因和蛋白水平上的表達(dá)水平顯著增加，而且對(duì)1例遺傳性腎炎患者的腎活檢進(jìn)行觀察，他們發(fā)現(xiàn)HE4在人類(lèi)纖維化腎臟中的表達(dá)升高?；诙囗?xiàng)研究結(jié)果表明HE4可作為預(yù)測(cè)腎臟纖維化程度的潛在生物標(biāo)志物。

3.2血清HE4水平受腎臟纖維化影響的機(jī)制 腎臟纖維化是多方因素共同作用的結(jié)果，是一個(gè)復(fù)雜的病理過(guò)程，其發(fā)生和進(jìn)展由腎小球硬化、腎小管間質(zhì)纖維化、炎細(xì)胞浸潤(rùn)以及腎實(shí)質(zhì)丟失等共同參與[29]。此外，還有研究指出核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路、轉(zhuǎn)生長(zhǎng)因子β(TGF-β)/Smads信號(hào)通路是腎臟纖維化主要的通路[30]。關(guān)于腎臟纖維化的主要環(huán)節(jié)，ZHANG等[31]認(rèn)為包括炎細(xì)胞浸潤(rùn)、細(xì)胞因子表達(dá)異常、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)異常堆積等是破壞腎臟正常組織結(jié)構(gòu)并最終導(dǎo)致腎功能進(jìn)行性喪失的主要原因。以下將主要圍繞這幾點(diǎn)展開(kāi)論述血清HE4水平受腎臟纖維化影響的機(jī)制。

3.2.1HE4與肌成纖維細(xì)胞 活化的成纖維細(xì)胞，即肌成纖維細(xì)胞，其能表達(dá)平滑肌肌動(dòng)蛋白，被認(rèn)為是腎臟纖維化的關(guān)鍵介質(zhì)[28]。LEBLEU等[34]使用α SMA-RFP轉(zhuǎn)基因小鼠模型追蹤和分離肌成纖維細(xì)胞，進(jìn)行基因表達(dá)譜分析，發(fā)現(xiàn)肌成纖維細(xì)胞中HE4基因上調(diào)最高。

3.2.2HE4與炎細(xì)胞浸潤(rùn) 在纖維化啟動(dòng)初始階段腎小管細(xì)胞損傷導(dǎo)致局部炎癥形成，激活先天免疫系統(tǒng)，進(jìn)而合成和釋放促炎癥和纖維化的細(xì)胞因子[28]。在炎細(xì)胞浸潤(rùn)促纖維化過(guò)程中，炎癥細(xì)胞可產(chǎn)生纖維生長(zhǎng)因子促進(jìn)局部成纖維細(xì)胞或炎癥細(xì)胞本身增殖產(chǎn)生ECM促纖維化；炎癥細(xì)胞也可直接轉(zhuǎn)化為膠原生成纖維母細(xì)胞或肌纖維母細(xì)胞促纖維化[32]。而炎癥和感染可能是HE4分泌的補(bǔ)充因素，BENE等[33]研究發(fā)現(xiàn)炎性因子白細(xì)胞介素-6(IL-6)、IL-8的表達(dá)與HE4 mRNA具有相似的時(shí)間依賴(lài)變化模式，HE4受NF-κB通路和促炎信號(hào)傳導(dǎo)上調(diào)。故在腎臟纖維化中血清HE4水平會(huì)上調(diào)。

3.2.3HE4與ECM異常堆積 纖維化過(guò)程中的典型標(biāo)志是細(xì)胞外基質(zhì)的過(guò)度沉積。關(guān)于細(xì)胞外基質(zhì)異常堆積促纖維化，NOGUEIRA等[29]提到蛋白纖溶酶原激活劑抑制劑-1(PAI-1)、凝血酶敏感蛋白-1(TSP-1)、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)、膠原Ⅰ、基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)及基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑1(TIMP1)等促細(xì)胞外基質(zhì)分子會(huì)使細(xì)胞外基質(zhì)沉積增加，從而促進(jìn)腎臟纖維化。一項(xiàng)研究在單側(cè)輸尿管梗阻(UUO)小鼠模型中分析與ECM沉積相關(guān)基因時(shí)發(fā)現(xiàn)HE4表達(dá)顯著上調(diào)[31]。研究認(rèn)為基質(zhì)金屬蛋白酶及其組織抑制劑是ECM沉積的主要因素，而HE4作為一種蛋白酶抑制劑，可以抑制絲氨酸蛋白酶和基質(zhì)金屬蛋白酶等多種蛋白酶的活性，特異性地抑制I型膠原的降解，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)降解減少，介導(dǎo)腎臟纖維化[3,34]。此外，過(guò)表達(dá)的HE4還能激活NF-κB通路抑制MMP-2的表達(dá)，從而減少細(xì)胞外基質(zhì)降解促進(jìn)腎臟纖維化[20]，因此慢性腎病患者腎臟纖維化過(guò)程中血清HE4顯著升高[23]。

3.2.4HE4與上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化 關(guān)于上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的最新研究表明上皮細(xì)胞附著于基底膜轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，上皮細(xì)胞經(jīng)歷細(xì)胞周期停滯和代謝改變，誘導(dǎo)免疫細(xì)胞浸潤(rùn)和擾亂上皮間充質(zhì)串?dāng)_，啟動(dòng)和加速纖維化過(guò)程[35]?；贓MT中上皮細(xì)胞附著于基底膜轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞這一研究結(jié)論，筆者推測(cè)可能在EMT過(guò)程中基底膜侵襲和黏附力增強(qiáng)，而HE4參與基底膜侵襲和黏附[7]，故血清中HE4表達(dá)可能上調(diào)。

4 討 論

慢性腎臟病是指腎臟結(jié)構(gòu)或功能異常>3個(gè)月[36]。涵蓋病種廣泛，主要包括各種原發(fā)的、繼發(fā)的腎小球腎炎、腎小管損傷和腎血管的病變等，原發(fā)性病變主要包括膜性腎病、IgA腎病等，繼發(fā)性病變主要包括糖尿病腎病、高血壓腎病、過(guò)敏性紫癜腎炎、紅斑狼瘡腎炎等[37]。腎小球血管血流動(dòng)力學(xué)的改變出現(xiàn)高灌注和高濾過(guò)狀態(tài)、腎單位高代謝、腎組織上皮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的激活等均會(huì)促進(jìn)腎臟纖維化，腎臟纖維化是慢性腎臟病進(jìn)展為腎功能不全的共同通路[38]。隨著病情的不斷進(jìn)展，各種心腦血管事件(如心肌梗死、中風(fēng)、心力衰竭等)風(fēng)險(xiǎn)增加、患者總體死亡率的風(fēng)險(xiǎn)也顯著增加[1]。據(jù)估計(jì)，到2040年CKD將成為全球第五大死亡原因，是所有主要死亡原因中預(yù)計(jì)增長(zhǎng)最大的原因之一[39]。因此能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、早期干預(yù)是延緩慢性腎臟病進(jìn)展、減少并發(fā)癥和提高生存率的關(guān)鍵[37]。

HE4是一種相對(duì)分子質(zhì)量較小的、酸性的、半胱氨酸含量豐富的分泌性糖基化蛋白，具有蛋白酶抑制、炎癥反應(yīng)和促進(jìn)細(xì)胞增殖、黏附的作用。血清HE4濃度在早期慢性腎臟病患者中升高[16,40]，與腎臟纖維化程度和血肌酐水平呈正相關(guān)，與eGFR之間負(fù)相關(guān),對(duì)CKD的早期診斷價(jià)值更優(yōu)于Scr、BUN和Cys C[3,16]，可作為反映CKD嚴(yán)重程度和腎臟纖維化程度的標(biāo)志物。本文通過(guò)詳細(xì)綜述，分析其機(jī)制：在慢性腎臟病中，腎功能受損腎小球?yàn)V過(guò)功能下降導(dǎo)致血清HE4濾過(guò)受干擾，以及慢性腎臟病進(jìn)展過(guò)程中組織缺氧增加腎小管上皮細(xì)胞中的HE4，故血清HE4水平升高；在腎臟纖維化過(guò)程中，HE4可通過(guò)抑制絲氨酸和基質(zhì)金屬蛋白酶等的活性促ECM沉積、隨肌成纖維細(xì)胞表達(dá)上調(diào)、經(jīng)NF-κB等信號(hào)通路促炎細(xì)胞浸潤(rùn)、參與EMT等介導(dǎo)腎臟纖維化。故血清HE4水平隨腎纖維化程度進(jìn)展而升高并可對(duì)慢性腎臟病預(yù)后評(píng)估有一定的指導(dǎo)意義。在目前腎活檢因其有創(chuàng)性不被大多數(shù)患者所接受及其他生物學(xué)標(biāo)志物在疾病早期靈敏度低的大環(huán)境下，血清HE4樣本易收集且易于監(jiān)測(cè)，能快速、經(jīng)濟(jì)的反映早期CKD進(jìn)展情況以及腎臟纖維化程度，可應(yīng)用于非腫瘤CKD患者的預(yù)后推測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，作為早期診斷和預(yù)后評(píng)估的新型生物學(xué)標(biāo)志物具有重要意義。但目前對(duì)其研究尚不充分，只是依據(jù)現(xiàn)有研究作出的理論推測(cè)，仍需要進(jìn)一步通過(guò)臨床和實(shí)驗(yàn)研究來(lái)驗(yàn)證。此外，腎臟纖維化是加速腎功能惡化的主要原因，有研究報(bào)道[41]，HE4在纖維化過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，抑制HE4可促進(jìn)腎纖維化的改善，基于HE4介導(dǎo)腎臟纖維化進(jìn)一步探討能否以HE4為靶點(diǎn)進(jìn)行腎臟纖維化的防治并改善腎功能，為臨床提供了研究的新思路。