新型慢性腎臟病標志物研究進展

周江慧,李倩玉,楊 爽,劉 鋒

(吉林大學中日聯誼醫院 腎內科，吉林 長春130033)

各種原因引起的腎臟結構和功能障礙≥3個月，稱為慢性腎臟病(CKD)。目前臨床上評判腎功能的指標是Scr，但其并不能早期敏感、可靠的診斷CKD[1]。究其原因是因為血清肌酐是一種功能性的生物指標，且腎臟具有強大的代償功能，當腎臟輕度損傷時，由于其代償功能，血肌酐并不能出現變化。而目前的新型標志物NGAL、KIM-1、IL-18可于慢性腎臟病早期出現，且易于檢測，可為CKD的治療提供依據，故加深對其了解在臨床工作中是十分必要。

1 中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白(NGAL)

1.1 NGAL結構特點

NGAL是一種起初在中性粒細胞中發現的由198個氨基酸殘基的25 KD多肽組成的小分子蛋白，其相對分子質量為25000。其結構包括N端的310-螺旋、C端的a螺旋和β折疊桶。NGAL存在的結構形式有多種[2]。其中有重要臨床意義的則是其二聚體與單體形式的結構，其二聚體結構形式的NGAL主要以中性粒細胞分泌為主。而單體結構形式的NGAL是由受損的腎小管上皮細胞分泌出來的[3,4]。其結構形式于腎小球濾過率又有何關系呢，有研究證實單體形式的 NGAL越高，腎小球濾過率越低，兩者呈反比關系。而其他結構形式與腎小球濾過率無關。并且有相關研究表明單體形式的NGAL水平不受有中性粒細胞參與的泌尿系統炎癥的影響[4]。提示單體形式的NGAL對CKD具有特異性，可反映腎臟的損傷情況。

1.2 NGAL與腎臟病關系

眾所周知NGAL往往作為急性腎損傷(AKI)標志物，其產生機制是當上皮細胞受到損傷時，近端腎小管產生大量的NGAL，誘導腎小管上皮細胞的再生和凋亡[5]。其產生增對的原因是NGAL是一類應激蛋白，在外界因素刺激下，細胞會分泌NGAL來保護自身，使組織細胞免于凋亡。故當腎小管上皮細胞受到損傷時，人體出于自身防御機制會分泌NGAL。Devarajan 等[6]在腎缺血/再灌注及順鉑誘導小鼠腎損傷模型中，運用特定的方法發現，損傷后，NGAL m RNA 、蛋白在近曲小管細胞上呈高水平表達，并可在損傷后3 h后NGAL在尿液和血液中出現明顯升高。其變化明顯早于目前臨床常用的功能標志物(如血肌酐)，是敏感的早期腎損傷生物標志物。但其對CKD又有什么診斷意義呢，目前CKD基礎上的急性腎損傷(AKI)的發生率也越來越高。其原因是慢性腎病中腎單位功能的喪失會導致其余腎單位的工作強度增大，使腎小管易于發生AKI且恢復難度較大。故CKD患者易于發生AKI。NGAL在檢測AKI上的優勢可充分利用到CKD基礎上的AKI，短期內血液和尿液中NGAL明顯升高，預示著急性腎損傷發生，指導臨床工作中治療慢性腎臟病的同時兼顧急性腎損傷的治療，減少病死率的發生。目前有關研究發現在 CKD 中存在血清NGAL的濃度變化。一項選取45例CKD2-4期患者的對比研究表明，進入CKD3期以上患者，血清NGAL與疾病有明顯的相關性，隨著病情的進展，血NGAL逐漸升高，可作為CKD病情發展的指向標。也有研究表明，在腎活檢樣本中的，尿液中單體形式的NGAL 與腎臟的組織學具有相關性，這是進行性、重度CKD的典型表現[7]。在對 Ig A 腎病、多囊腎的研究發現其 NGAL 值高于正常對照[8,9]。Nickolas 等[10]發現尿液中單體形式NGAL與腎臟結構、功能(腎小球濾過率、間質纖維化及腎小管萎縮)顯著相關。并且越來越多的研究表明NGAL參與CKD的腎纖維化過程，機制涉及NGAL抑制Ras-MAPK通路，促進MMP-9活性上調，從而導致腎臟纖維化。結合文獻可知，血液NGAL和(或)尿液中NGAL都可反映慢性腎臟病發展進程及疾病的嚴重程度。

1.3 NGAL與糖尿病腎病、高血壓腎病關系

隨著糖尿病、高血壓等慢性病發病率升高，當這些慢性病達到一定年限會引起腎臟結構和功能的改變，故引起的慢性腎臟病所占的分量也在逐年增加。NGAL在評估糖尿病腎病及高血壓腎病上也有重要價值。有報道顯示 NGAL可先于目前臨床常用的血肌酐、CysC等功能性腎損傷標志物發生改變，是具有重要應用價值早期腎損傷標志物之一[11,12]。國內沈東惠[13]等通過對照研究發現健康人和尿白蛋白尚屬于正常的T2DN患者相比，血NGAL具有統計學差(P<0.05)。T2DN患者的血NGAL明顯升高。提示了早期DN中血NGAL升高明顯早于尿白蛋白/肌酐的變化。國內外[14,15]均認為在早期糖尿病腎病中患者血清 NGAL 與 UAER(尿白蛋白排泄率)有較好的相關性。血NGAL在早期診斷糖尿病腎臟損害中具有較高的靈敏性及特異性。另有研究表明NGAL可預測II型糖尿病終末期腎病(ESRD)存活率，NGAL/SCr值與Ⅱ型糖尿病ESRD患者死亡率成正相關。同樣在高血壓腎病研究中，也有同樣的發現，在尿白蛋白尚未出現異常時，尿中NGAL表達已有明顯增高，且隨著尿白蛋白的量增多而增高，差異具有統計學意義。周忠敬[16]進行了對高血壓腎功能損害Ⅰ期和Ⅱ期患者尿NGAL水平的檢測，結果發現，在高血壓腎功能損害早期時，尿NGAL水平發生明顯改變。綜上，在臨床工作中，可以對慢性腎臟病患者性持續的NGAL監測，預測腎功能變化趨勢和病情轉歸，并且還能對高血壓腎病，糖尿病腎病行早期診斷，適時行治療調整，延緩CKD進展。

2 腎損傷因子-1(KIM-1)

2.1 KIM-1結構特點

腎損傷分子(kidney injury mole-culer-1，KIM-1)是一種基因定位于5號染色體長臂(5q33.2)新的跨膜蛋白。KIM-1主要在激活的 CD4+T細胞表面表達，其在 Th2型細胞表面和活化的初始T細胞表面水平高表達，其重要作用是調節免疫應答反應[17]。其作用機制是該跨膜蛋白的胞內區較短，其所含一個保守的酪氨酸磷酸化位點是轉導細胞內外信號的通路。

2.2 KIM-1與腎臟病關系

KIM-1在正常人體內含量極低，但當腎臟受到外界理化因素刺激時，KIM-1能在近端腎小管上皮細胞中含量迅速增加，然后經過體內的一些反應最終脫落進尿液[18]，導致其含量在腎組織和尿液中迅速升高。且其表達具有較高的組織特異性。是具有較高的敏感性和特異性診斷腎小管損傷指標之一[19]。是腎損傷分子突出價值表現。其與CKD關系又如何呢，有臨床研究中發現尿 KIM-1 水平隨著CKD 分期逐漸升高[20]。其原因可能與KIM-1與腎組織巨噬細胞浸潤有關。Ko 等[21]在缺血再灌注腎損傷小鼠模型中，對發生 AKI 損傷后處于修復期的 24600 個基因研究發現KIM-1最為活躍，提示KIM-1或與 AKI 向 CKD 轉化相關。這都提示KIM-1與慢性腎損傷是密切相關的，KIM-1在糖尿病腎病中的作用又如何呢，糖尿病腎病(DN)是糖尿病常見且較嚴重并發癥之一，是糖尿病患者死亡的主要原因之一[22]，有相關研究表明早期采取干預治療，可以逆轉DN的發生[23]。早期糖尿病腎病可能檢測不到白蛋白的指標的變化，但當UAER>300 mg/24 h，腎臟損傷則不可逆轉。但許多研究發現在糖尿病腎病早期當UAER還未出現改變時，血、尿中KIM-1水平已顯著增高，可預測早期DN的發生。由此，在臨床工作中，可以檢測KIM-1水平變化來預測慢性腎臟病分期變化以及疾病進程和急性腎損傷患者是否痊愈，是否向慢性腎臟病方向發展以及及時對糖尿病腎病早期診斷。

3 白介素-18(IL-18)

IL-18 是1995 年 Okamura 等[24]首次從誘發的中毒性休克小鼠肝臟提取液中獲得的一種蛋白。是一類輔助性T細胞的細胞因子。該蛋白有著與白介素 12(interleu-kin1-12，IL-12)相似的生物學活性，但其優勢在于誘導產生干擾素γ (interferon-γ，IFN -γ)的能力比 IL-12 強，故其初始命名為 IFN-γ 誘導因子(interferon gammain-ducing factor，IGIF)，隨后才更名為IL-18。白介素18是一種前炎性細胞因子，介導諸多炎癥。有研究發現其在炎癥的級聯反應中起著關鍵性作用。其與腎臟病相關的機理是當發生腎損傷時，白介素18作為促炎癥因子在近端腎小管上皮產生增加并進入尿液，在尿液中表達增加。Liang 等實驗發現，在 CKD 狀態下近端腎小管產生IL-18 增多[25]。且IL-18 表達水平隨診CKD分期的升高而升高，且差別顯著，與 GFR 成負相關[26]。可預測CKD分期。對于糖尿病腎病，白介素18作為炎癥因子參與了糖尿病腎病炎癥反應的過程，可做為糖尿病腎病患者病情發展程度及預后的指標。Hivert 等[27]前瞻性隊列研究結果顯示，IL-18 水平的升高可作為T2DM 病情發展的預測。IL-18 作為炎性細胞因子，可以刺激下單核細胞或者巨噬細胞的增生，擴大炎癥反應，共同作用進一步加重腎小球基底膜細胞的通透性損傷，同時促進腎臟間質細胞的增生[28]。與其他標志物不同的是，白介素18不是做為慢性腎臟病早期診斷指標，而是病情嚴重程度的判斷指標。

4 小結與展望

腎臟疾病的早期診斷一直是臨床研究的熱點，臨床上當前使用的指標有許多缺陷，不能更加早期評價疾病，由此越來越多研究轉向新型腎臟損傷標志物，而諸多標志物之間或多或少存在各自不同及相同之處，NGAL敏感性較高，可用于預測慢性腎臟病基礎上是否有急性腎損傷的發生，以及預測CKD的分期，KIM-1可提示急性腎損傷向慢性腎臟病轉化的趨勢，而IL-8作為炎癥因子，參與慢性腎臟病的過程，可預測慢性腎臟病的病情程度。而三種標志物的共同之處是都可以在慢性腎臟病早期優于血肌酐、胱抑素C等指標出現變化。因此在判斷CKD時，往往需要3種標志物綜合檢測，揚長補短更加早期、準確、全面地判斷病情，及時的采取相應的治療方案，延緩病情進展。現今大多數標志物仍處于評估階段，因此易于檢測的NGAL、KIM-1、IL-18有可能成為診斷腎臟損傷的不可或缺的指標。