尿液生物標記物在兒童腎病綜合征中的研究進展

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(1.濰坊醫學院,山東 濰坊 261000；2.濰坊市衛生計生委員會,山東 濰坊 261000；3.濰坊市婦幼保健院兒科，山東 濰坊 261000)

腎病綜合征(NS)在兒童腎臟疾病中發病率僅次于急性腎炎，3～5歲為發病高峰。原發性腎病綜合征(PNS)可見于各種病理類型,根據國際兒童腎臟病研究組(1979年)對兒童PNS的病理觀察有以下類型：微小病變型(MCD)、局灶性節段性腎小球硬化(FSGS)、膜性增生性腎小球腎炎(MPGN)、系膜增生、腎小球腎炎、局灶性球性硬化、膜性腎病(IMN)等，其中MCD和FSGS兩個組織學亞型在兒童中最常見。根據激素療效不同，PNS可分為激素敏感型腎病綜合征(SSNS)、激素依賴型腎病綜合征(SDNS)和激素耐藥型腎病綜合征(SRNS)。超過90%的MCD患兒通過口服糖皮質激素即可達到緩解，所以MCD也被確定為SSNS。相反，FSGS的特點是大多數患兒對激素抵抗，僅有20%的患兒對激素治療敏感，并且發展為終末期腎病的風險很高。對于SRNS患兒的治療可聯合使用免疫抑制劑。長期大量使用激素可引起感染、代謝紊亂、消化性潰瘍等一系列毒副作用，所以很大程度上需要一個有效的、非侵入性的診斷手段來識別SRNS，避免不必要的大劑量糖皮質激素的影響，規范治療，提高診療水平。現對尿液中新型生物標志物在兒童PNS中的診斷和預后效用及強調其區分SRNS及SSNS的作用進行綜述。

1關于維生素D結合蛋白

SSNS和SRNS均有維生素D缺乏，很大程度上是歸因于其載體的丟失，即維生素D結合蛋白(uVDBP)從尿液中的流失[1]。Sato等(1982年)的研究中證實NS患者尿中維生素D排泄量高于對照組，尿維生素D以非結合性的形式隨著VDBP經尿液排出，其分子量和等電點類似白蛋白。Bennett等[2]發現uVDBP具有很高的區分SSNS及SRNS能力，SRNS患者中的uVDBP水平明顯高于SSNS患者和正常對照組，uVDBP與預估的腎小球濾過率(eGFR)呈顯著負相關(R=-0.76)。uVDBP在SRNS患兒中升高，先前被證明與蛋白尿有關，Bennett等[2]研究表明微量白蛋白尿(MALB/Cr)和uVDBP之間呈正相關(R=0.67)，但是uVDBP相比MALB/Cr具有更高的區分SRNS的能力，這表明uVDBP可以獨立于蛋白尿之外來區分SSNS及SRNS。所以可證實，uVDBP可作為一種非侵入性的生物標記物，具有高鑒別能力來區分SSNS和SRNS。

2關于CD80

CD80是一種表達在B細胞和其他抗原遞呈細胞表面的跨膜蛋白。Garin等[3-4]報道顯示，MCD患者尿液樣本中CD80水平明顯高于FSGS、MCD緩解期及其他腎小球疾病患者。Ling等[5]證實尿CD80濃度在MCD發作期組顯著高于FSGS組、其他腎小球疾病組及對照組，初步證實尿CD80作為一種非侵入性的診斷標志物，對MCD的診斷具有重要價值。Mishra等[6]對外周血單核細胞TLR-3、TLR-4及CD80 mRNA和尿CD80的研究也獲得相似的結論，證實TLR-3、TLR-4、CD80 mRNA及尿CD80/Cr可以是區分復發的SSNS和SRNS患者的有用指標，這些標記還可以進一步區分活檢證實的MCD與激素耐藥的FSGS患者。饒興愉等(2017年)的實驗也證實了在尿CD80水平上，MCD組顯著高于對照組及FSGS組；MCD組發作期及緩解期患兒尿CD80檢測結果比較差異有統計學意義，以上均表明尿CD80對MCD的診斷及MCD和FSGS的鑒別診斷具有良好的效益。

3關于外泌體微小RNA

微小RNA(microRNA/miRNA)為一種小型非編碼RNA，其長度在22～25nt之間，是人體中重要的基因調控因子，在疾病的發生、發展中起著關鍵的作用，具有成為多種疾病早期診斷的標志物和疾病治療靶點的潛在能力[7]。外泌體是細胞內多囊體與細胞膜融合后釋放的小泡，它們存在于體液中，如尿液、血漿、關節滑液等。有研究發現外泌體中含有核酸和蛋白質，它們不僅在清除細胞廢物方面起著重要作用，而且還參與了細胞間的通訊[8]。此外還發現特定的miRNAs以細胞激活依賴的方式在外泌體中富集，這些發現可建立一個假設，即外泌體miRNAs可以作為診斷不同疾病的潛在工具。Gebeshuber等[9]的研究發現轉基因小鼠表達miR-193a迅速引起FSGS與廣泛的足細胞足突消失，并且在成人原發性FSGS患者腎小球中Mir-193a水平也升高。Ramezani等[10]調查研究了MCD和FSGS患者的循環和尿miRNA表達譜，最終發現血漿中miR-30b、miR-30c、miR34b、miR34c、miR-342和尿液中miR-1225-5p的表達水平在MCD中較FSGS和對照組中上調。尿miR-1915和miR-663水平在FSGS中較MCD和對照組中表達下調，而尿miR-155則表達上調，表明這些miRNAs可能成為區分FSGS和MCD的新生物學標記，臨床上可以減少腎活檢的需要，而且深入探討相關miRNAs促進FSGS進展的機制，可以為治療干預提供新的目標。Huang等[11]對尿外泌體miR-193a的研究發現，其在原發性FSGS患兒中的表達較MCD患兒明顯增高，表明尿外泌miR-193a是區分兒童FSGS和MCD的潛在生物標記物。這一發現提示，尿外泌miR-193a是區分兒童原發性FSGS和MCD一個很好的指標。劉書馨等(2017年)對成人特發性IMN患者尿外泌體miR-193a的研究發現，IMN患者尿外泌體miR-193a的表達明顯高于正常對照組；其中NS組尿外泌體miR-193a表達顯著高于緩解組，IMN患者尿外泌體miR-193a表達顯著高于正常組，并且隨著疾病緩解表達下調，提示尿外泌體miR-193a在IMN的發生發展過程中可能起到一定的作用，但其對小兒IMN的診斷作用并未提及，有待進一步研究。

4關于中性粒細胞明膠酶蛋白

中性粒細胞明膠酶蛋白(NGAL)是一種表達在中性粒細胞、各種上皮細胞的小蛋白，尤其是腎臟遠端腎段。在腎毒性和缺血損傷后，NGAL高度積聚在腎皮質腎小管和血液、尿液中。尿NGAL可作為急性腎損害的標志，是FSGS患兒病情進展的標志，并可反映腎小球濾過率與疾病進展的關系。Bennett等[12]研究發現SRNS組尿NGAL值顯著高于SSNS組和正常對照組，尿NGLA水平與腎小球濾過率呈顯著負相關，與蛋白尿程度無關，表明尿NGAL水平可區分SSNS和SRNS，并與SRNS的病情嚴重程度相關。夏華等(2013年)在對PNS患兒口服潑尼松治療前，治療1周、2周、3周、4周時，分別檢測尿液NGLA濃度發現，SSNS組患兒尿NGAL/Cr在潑尼松治療3周、4周時較SRNS組明顯下降，而β2-MG/Cr在治療4周時才開始明顯下降，SSNS與SRNS兩組病例尿NGAL/Cr與尿蛋白/Cr比值呈正相關，表明SRNS患兒尿NGAL/Cr比值持續維持于高水平，SSNS患兒尿NGAL/Cr比值在給予潑尼松治療后逐漸下降，且早于β2-MG/Cr比值，提示動態監測尿NGAL/Cr的比值，有助于早期判斷PNS的潑尼松治療效應。

5關于金屬蛋白酶和組織金屬蛋白酶抑制劑

金屬蛋白酶(MMP)是鋅依賴的內肽酶家族，在細胞外基質的分離、組織重塑和包括腎臟在內的多種器官的纖維化等方面發揮重要作用。組織金屬蛋白酶抑制劑(TIMP)是一種內源性的、特異性的金屬蛋白酶抑制劑。Korzeniecka-Kozerska等[13]研究發現基質金屬蛋白酶-9/中性粒細胞明膠酶蛋白(MMP-9/NGAL)是FSGS的較好指標，MMP-9/NGAL被認為是鑒別兒童PNS中MCD和FSGS的重要指標。Czech等(2011年)的研究表明，FSGS患者的尿MMPs和TIMPs與對照組和SSNS組相比水平提前升高。Beata等[14]對尿MMP(u-MMP)和TIMPs的研究發現，PNS患兒較對照組有較高的u-MMP-1、-2、-9/Cr，及u-TIMP-1、-2/Cr。SRNS患兒中u-MMP-2/Cr和u-TIMP-1/Cr均明顯高于SDNS組。尿蛋白量與uMMP-2/Cr呈正相關，與uMMP-2/TIMP-1/Cr呈負相關。MCD組患兒uMMP-2/TIMP-1/Cr明顯高于其他腎小球疾病組。綜上，尿MMP和TIMP是否能作為良好的生物標記物還需進一步的研究證實。

6其他

尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)是腎臟實質疾病的一種敏感的生物標志物。Mishra等[15]對其研究發現，SRNS患者尿NAG/Cr水平顯著高于首發腎病綜合征(FENS)和復發性腎病綜合征(RNS)患者，FENS組和RNS組的水平相當。SSNS患者和SRNS患者尿NAG/Cr之間存在顯著相關性。SRNS患者尿NAG/Cr高于SSNS患者，且對類固醇反應性有中等預測價值。因此，這一尿生物標志物對兒童特發性NS的預后和鑒別有明顯的意義。人血管生成樣蛋白-4(Angptl4)是一種在肝臟和脂肪組織中高表達的糖蛋白。Clement等(2011年)研究表明，在復發的MCD患者中足細胞表達Angptl4。Cara-Fuentes等[16]的實驗未能證實Angptl4存在于復發的MCD患者腎小球中，但復發MCD患者尿Angptl4水平升高，其他導致大量蛋白尿的腎小球疾病患者尿Angptl4水平也升高。所以尿Angptl4升高不是MCD的特異性指標，更可能反映腎病范圍蛋白尿。近年來，尿外泌體WT1被認為是單純性足細胞損傷的一種新的生物標志物。Lee等[17]探討了其在預測PNS類固醇敏感性或腎臟病理狀態中的作用，結果顯示62.5%的患者檢出WT1，WT1在激素反應性或腎臟病理條件下的檢出率無顯著性差異，有或沒有WT1的患者之間蛋白尿程度無顯著性差異。所以，WT1作為兒童NS的一個合適生物標記物的作用在其研究中未得到證實。在一個橫斷面試點研究中，Piyaphanee等[18]評估了一種可能區分SSNS和SRNS的新型生物標記物α1-B糖蛋白(A1BG)13.8kDa片段，結果顯示19例SRNS患者尿液中有7例存在A1BG 13.8kDa片段，而在所有SSNS患者和對照組中均未發現。A1BG 13.8kDa片段陽性患者的GFR低于陰性患者，且有較高的慢性腎臟病(CKD)分期，表明A1BG 13.8kDa片段對SRNS有很高的鑒別能力，但僅存在于一組患者中，需要進行更多的縱向研究，以確定該生物標記物作為治療反應的無創預測指標的有用性。

目前PNS的診斷和分類的金標準仍然是腎活檢，但其存在潛在風險，急需可靠的無創性生物標志物來準確診斷兒童PNS。近年來，越來越多的研究表明尿液中生物標志物是診斷和預測兒童和成人特發性NS的有用工具，也是鑒別SRNS和SSNS的有用工具。PNS的基本治療仍以激素為主或者聯合免疫抑制劑，長期大量使用激素可引起一系列毒副作用，這些尿液生物標記物可以用來非侵入性地區分對類固醇抗藥性患者和那些可能對類固醇產生反應的患者，這使得SRNS患者可以避免不必要地暴露于高劑量激素中，并開始尋得更合適的治療。雖然在證明這些尿液生物標志物的預后和識別性作用方面已經取得了進展，但它們在大多數實驗室中的可獲得性有限，使傳統的腎活檢模式無法完全改變，所以仍需進行進一步的研究，確定它們作為非侵入性診斷因子的作用，以期提高小兒PNS的無創性診治水平。