2型糖尿病腎病血清LOX-1、TIMP3水平與腎功能的關系及診斷價值

徐 亮,張洋洋,袁 海,王新杰,程 歡

襄陽市中心醫(yī)院腎病內科,湖北襄陽 441000

糖尿病腎病(DN)是糖尿病并發(fā)癥之一,是發(fā)生腎衰竭的主要原因之一,約6.5%～42.0%的糖尿病患者可并發(fā)腎臟疾病,因此對DN早期診斷并及時治療顯得尤為重要[1-2]。凝集素樣氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)受體1(LOX-1)可清除ox-LDL,調節(jié)內皮細胞活化與轉化等,有研究顯示,LOX-1與心肌梗死、類風濕關節(jié)炎等多種疾病病理有關[3]。有研究顯示,LOX-1在DN中上調表達,與糖尿病腎小管間質損傷有關[4]?；|金屬蛋白酶抑制因子3(TIMP3)是一種細胞外基質(ECM)結合蛋白,參與細胞生長和遷移、血管生成和凋亡等多種生理過程,TIMP3在腎臟中表達升高,TIMP3的表達缺失可促進DN的發(fā)生發(fā)展[5]。有研究顯示,上調TIMP3表達,可抑制高糖誘導的腎小管上皮細胞的纖維化[6]。本研究通過檢測血清LOX-1、TIMP3水平,分析其與T2DN病情、臨床指標的關系,為T2DN的早期診斷及治療提供理論依據。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2019年3月至2021年12月本院收治的T2DN患者117例作為觀察對象(DN組),其中男68例,女49例,年齡51～75歲,平均(63.50±8.70)歲,根據尿微量清蛋白/肌酐比值(ACR)[7],將患者分為微量蛋白尿組50例(ACR:30～300 mg/g),大量蛋白尿組67例(ACR>300 mg/g)。

納入標準:(1)符合T2DN診斷標準[7];(2)患者臨床資料完整;(3)均接受超聲下腎組織穿刺活檢;(4)簽署知情同意書。排除標準:(1)糖尿病合并急慢性感染性疾病,或合并高滲性昏迷及酮癥酸中毒等其他急性并發(fā)癥(不排除糖尿病視網膜病變)患者;(2)1型糖尿病患者;(3)急慢性腎小球腎炎、尿路感染等其他腎臟疾病患者;(4)免疫性疾病或感染患者;(5)惡性腫瘤或其他代謝性疾病患者。本研究獲得醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準,患者均知情并同意。

選取同期單純2型糖尿病(T2DM)患者118例作為T2DM組(ACR<30 mg/g),其中男60例,女58例,年齡48～73歲,平均(62.80±8.50)歲。另選取同期體檢健康者120例作為對照組,其中男65例,女55例,年齡47～77歲,平均(64.10±8.30)歲。

1.2研究方法

1.2.1血清LOX-1、TIMP3水平檢測 采集各入組人員清晨空腹靜脈血5 mL,血液樣本靜置0.5 h后,2 000 r/min,離心10 min,分離血清-80 ℃保存,待檢。血清LOX-1、TIMP3水平檢測采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測,LOX-1酶聯免疫吸附測定試劑盒(E-EL-H1635c)及TIMP-3酶聯免疫吸附測定試劑盒(E-EL-H1454c)均購自Elabscience公司,檢測步驟嚴格按照相應試劑盒說明書進行。

1.2.2其他資料收集 收集入組人員一般資料包括性別、年齡、體質量指數(BMI)、舒張壓、收縮壓等,血清生化指標包括空腹血糖(FBG)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、胱抑素C(CysC)、尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)、β2-微球蛋白(β2-MG)、腎小球濾過率(eGFR)等。收集體檢健康者及單純T2DM患者性別、年齡等資料。

2 結 果

2.13組一般資料及血清生化指標比較 對照組、T2DM組、DN組之間年齡、性別、BMI、舒張壓、收縮壓比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);T2DM組與DN組HbA1c、FBG水平顯著高于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);與T2DM組比較,DN組HbA1c、FBG、CysC、BUN、β2-MG、SCr水平顯著升高,eGFR水平顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表1。

表1 3組一般資料及血清生化指標比較或n(%)]

2.23組血清LOX-1、TIMP3水平比較 DN組患者血清LOX-1水平高于對照組和T2DM組,TIMP3水平低于對照組和T2DM組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),T2DM組血清LOX-1水平高于對照組、TIMP3水平低于對照組,差異有統(tǒng)計學意義,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 3組血清LOX-1、TIMP3水平比較

2.3不同嚴重程度T2DN患者血清LOX-1、TIMP3水平及腎功能指標比較 與微量蛋白尿組比較,大量蛋白尿組T2DN患者血清LOX-1水平、CysC、BUN、β2-MG、SCr水平顯著升高,TIMP3水平和eGFR水平顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3、表4。

表3 不同嚴重程度T2DN患者血清LOX-1、TIMP3水平比較

表4 不同嚴重程度T2DN患者腎功能指標比較

2.4不同嚴重程度T2DN患者血清LOX-1、TIMP3水平與腎功能指標相關性分析 相關性分析顯示,微量蛋白尿和大量蛋白尿T2DN患者血清LOX-1與CysC、BUN、β2-MG、SCr均呈正相關,與eGFR均呈負相關(P<0.05),血清TIMP3水平與CysC、BUN、β2-MG、SCr均呈負相關,與eGFR均呈正相關(P<0.05),見表5、表6。

表5 微量蛋白尿T2DN患者血清LOX-1、TIMP3水平與腎功能指標相關性分析

表6 大量蛋白尿T2DN患者血清LOX-1、TIMP3水平與腎功能指標相關性分析

2.5T2DN患者血清LOX-1、TIMP3水平與腎功能指標相關性 相關性分析顯示,T2DN患者血清LOX-1與CysC、BUN、β2-MG、SCr呈正相關,與eGFR呈負相關(P<0.05),血清TIMP3水平與CysC、BUN、β2-MG、SCr呈負相關,與eGFR呈正相關(P<0.05),見表7。

表7 T2DN患者血清LOX-1、TIMP3水平與腎功能指標相關性分析

2.6血清LOX-1、TIMP3分別與各指標的多元逐步線性回歸法分析結果 以血清LOX-1為因變量,將CysC、BUN、β2-MG、SCr、eGFR為自變量,行多元回歸分析,結果顯示,CysC、BUN、β2-MG、SCr、eGFR是血清LOX-1的獨立影響因素(P<0.05)。見表8。

表8 T2DN患者血清LOX-1影響因素的多元逐步線性回歸法分析結果

以血清TIMP3為因變量,將CysC、BUN、β2-MG、SCr、eGFR為自變量,行多元回歸分析,結果顯示,CysC、BUN、β2-MG、SCr、eGFR是血清TIMP3的獨立影響因素(P<0.05)。見表9。

表9 T2DN患者血清TIMP3影響因素的多元逐步線性回歸法分析結果

2.7血清LOX-1、TIMP3對T2DN的診斷價值 血清LOX-1診斷T2DN的靈敏度為79.49%,特異度為80.51%,最佳截斷值為200.42 pg/mL,曲線下面積(AUC)為0.835(95%CI:0.781～0.880,P<0.01)。血清TIMP3診斷T2DN的靈敏度為81.20%,特異度為75.42%,AUC為0.822(95%CI:0.767～0.868,P<0.01),最佳截斷值為808.40 pg/mL。血清LOX-1、TIMP3聯合診斷T2DN的靈敏度為84.62%,特異度為84.75%,AUC為0.901(95%CI:0.855～0.936,P<0.01),見圖1。

圖1 血清LOX-1、TIMP3水平對T2DN的診斷價值

3 討 論

DN是糖尿病的微血管并發(fā)癥之一,若治療不及時,易發(fā)生腎衰竭,嚴重影響患者健康,腎功能下降是DN的主要表現。因此,早期篩查腎功能下降的危險因素,并進行早期診斷,對改善患者預后具有重要意義[8-9]。

LOX-1在正常生理情況下表達較低,多表達于血管內皮細胞,在病理條件下,LOX-1表達于活化的血小板、血管平滑肌細胞、腎小球系膜細胞等,在糖尿病、冠心病、高血壓、腎小球硬化等疾病中上調表達[10-11]。已有多項報道顯示,LOX-1在ox-LDL誘導的腎小球系膜細胞和糖尿病小鼠腎臟皮質表達水平升高,LOX-1是DN腎小球病變的關鍵基因之一[12]。本研究結果顯示,T2DN患者血清中LOX-1水平相較于對照組和T2DM組顯著升高,說明LOX-1參與T2DN發(fā)病過程,其水平升高可能通過影響腎小球系膜細胞,引發(fā)腎小球硬化導致腎功能損傷。LOX-1可被促炎因子、ox-LDL、氧化應激等激活,在疾病的進展中發(fā)揮著重要作用,有研究顯示,白細胞介素-1β(IL-1β)可促進人腎小球系膜細胞(HMCs)Ox-LDL的攝取,并促進LOX-1表達,提示抗LOX-1治療可能是治療腎小球硬化的一個方向[13]。本研究結果顯示,大量蛋白尿組患者血清LOX-1水平顯著高于微量蛋白尿組患者,且微量蛋白尿組和大量蛋白尿組患者血清LOX-1水平與腎功能指標CysC、BUN、β2-MG、SCr均呈正相關,與eGFR均呈負相關,表明血清LOX-1水平可能與腎臟損傷嚴重程度存在聯系,推測LOX-1可介導血管內皮細胞的激活,細胞黏附因子(ICAM-1)等因子水平升高,引起內皮細胞損傷,導致腎臟損傷[14]。

TIMP3是一種影響炎癥和纖維化的細胞外基質結合蛋白,可以抑制基質金屬蛋白酶(MMPs),維持機體正常代謝及重組,TIMP3的異常表達與慢性心力衰竭、卵巢癌、動脈粥樣硬化、DN等多種疾病有關[15-16]。本研究結果顯示,DN組患者血清TIMP3水平降低,說明TIMP3水平降低與T2DN有相關性。TIMP3在DN腎組織和高糖刺激的足細胞中表達降低,上調TIMP3表達可抑制細胞凋亡與炎癥反應[17]。去整合素和金屬蛋白酶(ADAM)17,參與慢性腎臟病和腎小球腎炎的發(fā)病機制,TIMP3是ADAM17抑制劑,TIMP3/ADAM17通路參與肥胖相關T2DM與動脈粥樣硬化患者葡萄糖和脂肪穩(wěn)態(tài)及血管炎癥調控[18]。因此,提示TIMP3在T2DM患者的腎損傷過程中扮演重要角色。本研究還發(fā)現,DN組患者大量蛋白尿組DN患者血清TIMP3水平低于微量蛋白尿,且微量蛋白尿組和大量蛋白尿組患者血清TIMP3水平與腎功能指標CysC、BUN、β2-MG、SCr均呈負相關,與eGFR均呈正相關,說明與T2DN病情嚴重程度有關。給予糖尿病模型小鼠TIMP 3N-末端結構域的新肽治療后,小鼠蛋白尿顯著下降,腎小球膜擴張和腎小球肥大減少,腎小球膜中細胞外基質沉積減少[19]。這表明TIMP3可改善腎臟結構和功能,探究TIMP3參與腎損傷機制能夠為臨床治療DN提供一個新的方向。

DN的發(fā)生主要由于是機體長期處于糖代謝紊亂,引起腎臟微血管損傷,腎臟過濾血液負荷增加,引發(fā)腎小球硬化、腎小管間質纖維化等腎臟病理變化[20]。目前常見腎功能指標包括CysC、BUN、β2-MG、SCr,其中CysC是反映腎功能的靈敏度指標,不易受飲食、藥物、年齡等因素影響,由機體有核細胞分泌,屬于小質量分子,可自由出入腎小球濾過膜;β2-MG主要用于檢測腎臟內近端腎小管功能;SCr、BUN值變化能反映腎小球的濾過功能,但其靈敏度不高,當腎小球損傷嚴重時,二者才會明顯變化。因此,仍需要篩選出更為穩(wěn)定、準確的標志物。本研究結果顯示,T2DN患者存在糖代謝異常與腎功能損傷,而研究表明,DN的腎損傷程度與糖脂代謝異常呈正相關性[21]。本研究經相關性分析顯示,T2DN患者血清LOX-1與CysC、BUN、β2-MG、SCr呈正相關,與eGFR呈負相關,血清TIMP3水平與CysC、BUN、β2-MG、SCr呈負相關,與eGFR呈正相關,且多元線性回歸顯示,CysC、BUN、β2-MG、SCr、eGFR是血清LOX-1、TIMP3的獨立影響因素,表明LOX-1、TIMP3與T2DN患者的腎功能損傷密切相關,LOX-1、TIMP3水平的監(jiān)測在腎損傷診斷中具有重要的臨床診斷參考價值,對診斷T2DN有重要意義。此外有研究發(fā)現,LOX-1對子癇前期有一定預測價值,并認為其可作為子癇前期篩選依據[22]。故本研究進一步分析發(fā)現,血清LOX-1、TIMP3聯合檢測T2DN的靈敏度為84.62%,特異度為84.75%,AUC為0.901(95%CI:0.855～0.936),高于單一指標檢測結果,表明血清LOX-1、TIMP3水平聯合檢測對T2DN有較高診斷價值。這表明將血清LOX-1、TIMP3聯合檢測應用于T2DN診斷中,提高了靈敏度、特異度,同時其評價效能得以提升,有助于早期診斷T2DN發(fā)生以指導臨床工作。但本研究僅檢測血液中LOX-1、TIMP3水平變化,未檢測尿液中LOX-1、TIMP3水平變化為本研究不足之處,后續(xù)會繼續(xù)對患者尿中指標進行檢測,研究其臨床應用價值。

綜上所述,T2DN患者血清LOX-1水平升高、TIMP3水平降低,二者均與T2DN嚴重程度有關,二者聯合對T2DN有一定診斷價值。本研究仍存在局限性,首先本研究樣本量有限,且僅檢測了血清LOX-1、TIMP3水平變化,沒有分析腎組織LOX-1、TIMP3水平變化,導致說服力低;其次,本研究未對LOX-1、TIMP3參與調控T2DN的具體機制展開探討,這也將是研究者們后續(xù)研究的方向,以期為T2DN病理機制解析以及靶向治療提供參考,從而有助于改善T2DN患者預后。