2型糖尿病腎臟病患者血清長正五聚蛋白3和α-klotho蛋白水平的變化及意義

田 茜 李寶新 李 娜 郭淑芹 張瑪麗 李 杰 王 翯 張云良

糖尿病腎臟病(diabetic kidney disease, DKD)是糖尿病患者長期高血糖造成的慢性微血管并發(fā)癥，是導(dǎo)致終末期腎病的重要原因之一，因其起病隱匿，易延誤病情[1-2]，故早期診斷及預(yù)防DKD具有重要意義。近年來血管炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激及代謝紊亂等因素促進DKD的發(fā)生得到臨床認(rèn)可[3]。長正五聚蛋白3(pentraxin 3,Ptx3)是多種炎癥介質(zhì)的受體，與血流動力學(xué)改變、清除凋亡細胞有密切關(guān)系[4]。α-klotho蛋白作為內(nèi)分泌激素調(diào)節(jié)機體能量代謝，并在抗細胞凋亡及抗氧化中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[5]，二者均參與炎癥反應(yīng)，進而調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞功能，但在DKD患者體內(nèi)血清Ptx3及α-klotho蛋白表達水平尚不明確。本研究旨在測定不同尿白蛋白/肌酐比值(urine albuminuria/creatinine ratio,UACR)的2型糖尿病腎臟病患者中血清Ptx3和α-klotho蛋白的水平變化，并分析兩者與UACR及相關(guān)參數(shù)的關(guān)系。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年11月至2018年11月保定市第一中心醫(yī)院內(nèi)分泌科收治的2型糖尿病患者174例作為研究對象，其中男性90例，女性84例。2型糖尿病的診斷符合1999年世界衛(wèi)生組織診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]，排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴有急性糖尿病并發(fā)癥；②有明確原發(fā)性腎病及其他原因繼發(fā)的腎病病史者；③正在服用或曾應(yīng)用3個月以上治療腎病的藥物者；④急慢性感染性疾病；⑤血液系統(tǒng)疾病、自身免疫系統(tǒng)性疾病、惡性腫瘤等；⑥心、腦血管疾病急性期。依據(jù)WHO推薦的DKD分期標(biāo)準(zhǔn)[7]，按照UACR將糖尿病患者分為3個亞組：正常白蛋白尿組(DM組)60例,UACR<30 mg/g；微量白蛋白尿組(DKD1組)61例,30 mg/g≤UACR<300 mg/g；大量白蛋白尿組(DKD2組)53例,UACR≥300 mg/g。選取同期于本院體檢的55例健康人群作為正常對照組(NC組)。4組研究對象年齡、性別及體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，糖尿病3組間糖尿病病程無統(tǒng)計學(xué)差異(P均>0.05)，基本資料具有可比性。見表1。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)，研究對象均簽署知情同意書。

表1 4組研究對象一般資料比較

1.2 研究方法 ①收集研究對象的臨床資料：記錄4組研究對象的性別、年齡及3組糖尿病患者糖尿病病程，同時測量4組研究對象次日清晨在安靜的房間內(nèi)靜坐10～15 min后的收縮壓(systolic blood pressure, SBP)、舒張壓(diastolic blood pressure, DBP)、身高及體質(zhì)量，計算BMI=體質(zhì)量(kg)/身高2(m2)。②檢測生化指標(biāo):收集NC組研究對象當(dāng)日及3組糖尿病患者次日空腹8 h后的外周靜脈血，采用日立全自動7600生化儀器檢驗空腹靜脈血糖(fasting blood glucose, FBG)、總膽固醇(total cholesterol, TC)、三酯甘油(triacylglycerol, TG)、血肌酐(serum creatinine, sCr)、尿素氮(serum urea nitrogen, BUN)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase, AST)、總蛋白(total protein, TP)、清蛋白(albumin, ALB)；HA8180儀器測定糖化血紅蛋白(hemoglobin Alc, HbA1c)；留取3組糖尿病患者次日清晨07∶00至第2天07∶00時間段24 h尿液，記錄24 h尿液總量，并充分混勻后取出樣本10 mL，應(yīng)用博士泰全自動特定蛋白分析儀BA400檢測尿白蛋白(urinary albumin, UALB)、尿肌酐及24 h尿蛋白，并計算尿白蛋白排泄率(urine albumin excretion rate, UAER)、UACR；電化學(xué)發(fā)光法(德國羅氏電化學(xué)發(fā)光儀E601)測定空腹胰島素(FINS)；計算穩(wěn)態(tài)模型-胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)，HOMA-IR=FBG(mmol/L)×FINS(mU/L)/22.5。腎小球濾過率(estamited glomerular filtration rate, eGFR)的計算采用CKD-EPI法[8]。③采用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)測定血清Ptx3及α-klotho蛋白水平，試劑盒購自上海酶聯(lián)免疫生物有限公司(Elabscien)。根據(jù)試劑盒說明書的說明，Ptx3有效檢測范圍是0.75～64 ng/mL，α-klotho蛋白有效檢測范圍是42.5～2 000 pg/mL。批內(nèi)變異系數(shù)<10%，批間變異系數(shù)<15%。操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說明書進行。

1.3 觀察指標(biāo) ①記錄比較4組研究對象的臨床資料(年齡、BMI、糖尿病病程等)、血液生化指標(biāo)(FBG、TG、sCr、ALB、HbA1c等)、血清Ptx3及α-klotho蛋白檢測結(jié)果。②比較3組糖尿病患者尿液指標(biāo)(UALB、UAER、UACR及24 h尿蛋白)水平差異。③分析血清Ptx3及α-klotho蛋白與臨床指標(biāo)的相關(guān)性及獨立影響因素。

2 結(jié)果

2.1 4組研究對象血清生化檢測及相關(guān)指標(biāo)比較 NC組FBG與HbA1c低于3組糖尿病患者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，但DM組、DKD1和DKD2組之間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。DKD2組ALB水平低于NC組、DM組、DKD1組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。3組糖尿病患者的Ptx3水平均高于NC組，其中以DKD2組最高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。DM組α-klotho蛋白水平低于NC組，DKD1和DKD2組α-klotho蛋白水平低于DM組，且以DKD2組最低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 4組研究對象血清生化檢測及相關(guān)指標(biāo)比較

2.2 4組研究對象腎功能及3組糖尿病患者尿液相關(guān)指標(biāo)比較 DKD2組sCr水平高于NC組、DM組及DKD1組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。DKD1組及DKD2組eGFR水平低于NC組，且DKD2組eGFR水平低于DM組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。DKD2組UALB、UAER及UACR水平高于DM組、DKD1組，任意兩組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。DKD2組24 h尿蛋白高于DM組、DKD1組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表3 4組研究對象腎功能比較

表4 3組糖尿病患者尿液相關(guān)指標(biāo)比較

2.3 血清Ptx3及α-klotho蛋白與各指標(biāo)間Spearman相關(guān)分析 根據(jù)Spearman相關(guān)分析，血清Ptx3水平與糖尿病病程、SBP、TG、sCr、BUN、FBG、HbA1c、HOMA-IR、UALB、UAER、UACR及24 h尿蛋白呈正相關(guān)(P<0.05)，與eGFR、AST、TP、ALB及α-klotho蛋白呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。血清α-klotho蛋白水平與eGFR、AST、TP及ALB呈正相關(guān)(P<0.05)，與糖尿病病程、SBP、TG、sCr、BUN、FBG、HbA1c、INS、HOMA-IR、UALB、UAER、UACR、24 h尿蛋白及Ptx3呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。見表5。

表5 血清Ptx3及α-klotho蛋白與各指標(biāo)間Spearman相關(guān)分析

2.4 血清Ptx3及α-klotho蛋白水平的多元線性回歸分析 分別以Ptx3、α-klotho蛋白為因變量，將Spearman相關(guān)分析后得出的差異有統(tǒng)計學(xué)意義的指標(biāo)為自變量行多元線性回歸分析，即Ptx3的自變量為病程、SBP、TG、sCr、BUN、eGFR、FBG、HbA1c、HOMA-IR、AST、TP、ALB、UALB、UAER、UACR、24 h尿蛋白及α-klotho蛋白；α-klotho蛋白的自變量為病程、SBP、TG、sCr、BUN、eGFR、FBG、HbA1c、INS、HOMA-IR、AST、TP、ALB、UALB、UAER、UACR、24 h尿蛋白及Ptx3，結(jié)果顯示顯著影響血清Ptx3表達的因素為α-klotho蛋白、eGFR、ALB及UACR(P<0.05)。影響血清α-klotho蛋白表達最顯著的因素為UACR、Ptx3、24 h尿蛋白及eGFR(P<0.05)。見表6。

表6 血清Ptx3及α-klotho蛋白的多元線性回歸分析

2.5 血清Ptx3及α-klotho蛋白水平對DKD的預(yù)測價值 分別以Ptx3及α-klotho蛋白濃度為檢驗變量，以分組有無糖尿病腎病為狀態(tài)變量，默認(rèn)狀態(tài)變量數(shù)值為1，以敏感性為縱坐標(biāo)，(1-特異性)為橫坐標(biāo)，繪制ROC曲線，將最接近左上方的點為最佳臨界點。ROC結(jié)果顯示Ptx3的AUC為0.84(95%CI 0.78～0.89，P<0.01),α-klotho蛋白的AUC為0.95(95%CI 0.93～0.98，P<0.01),選取敏感度與特異度之和最大者為截斷值，Ptx3及α-klotho蛋白的最佳臨界值分別為23.29 ng/mL及116.19 pg/mL，Ptx3的敏感度與特異度為67.50%及86.40%；α-klotho蛋白的敏感度與特異度為95.60%及84.50%。見圖1。

圖1 血清Ptx3及α-klotho蛋白診斷DKD的ROC曲線

3 討論

DKD是最常見的糖尿病微血管并發(fā)癥之一，一旦進入大量蛋白尿期患者生活質(zhì)量明顯減低且預(yù)后不佳[9]。現(xiàn)如今尿微量白蛋白的增加和eGFR的下降被認(rèn)為是提示DKD發(fā)生的主要指標(biāo)[10]，但是當(dāng)這些指標(biāo)異常時已發(fā)生了明顯的腎損傷。因此，尋找能夠早期發(fā)現(xiàn)及判斷嚴(yán)重程度的血清生物學(xué)標(biāo)志物對提高患者存活率意義重大。本研究探討血清Ptx3和α-klotho蛋白的水平變化，并研究二者與多種影響因素的相關(guān)關(guān)系，進一步為DKD的早期診治提供更多的思路。

Ptx3為長鏈正五聚體蛋白，可由肝臟細胞、腎臟原始系膜細胞及腎小管上皮細胞等表達[11]。研究[12]發(fā)現(xiàn)，該基因近側(cè)啟動子含有核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear factor κB，NF-κB)結(jié)合位點，NF-κB在炎癥趨化因子、細胞黏附蛋白等有關(guān)DKD炎癥機制起關(guān)鍵作用[13]。DKD患者血清Ptx3水平在eGFR指標(biāo)尚未變化時就已升高，且與UAER呈獨立正相關(guān)，提示血清Ptx3的水平可較早反映糖尿病腎臟損傷[14]，DKD患者由于高血糖引起的氧化應(yīng)激及炎癥因子的表達導(dǎo)致腎臟病變發(fā)生[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，與NC組比較，糖尿病各組的Ptx3水平升高，以DKD2組最高，說明Ptx3在腎臟炎癥反應(yīng)中起重要作用，隨著病情加重炎癥因子Ptx3的含量發(fā)生變化，Spearman相關(guān)分析結(jié)果提示Ptx3水平與患者長期血糖控制不佳、尿白蛋白的排出密切相關(guān)。多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，α-klotho蛋白、eGFR、ALB及UACR是血清Ptx3的獨立影響因素，提示Ptx3可能通過增加糖尿病腎臟病患者腎小球濾過率、排泄尿白蛋白水平影響患者腎臟功能。

α-Klotho蛋白由α-klotho基因編碼的跨膜蛋白[16]，生理情況下可溶性α-klotho蛋白主要是由腎臟及心腦等組織表達，可通過調(diào)節(jié)抑制炎癥反應(yīng)及抗氧化衰老等途徑發(fā)揮作用[17]。Su[18]等發(fā)現(xiàn)，α-klotho蛋白可通過抑制NF-κB途徑、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)及轉(zhuǎn)化生長因子-β1途徑等信號通路，進而抑制炎癥反應(yīng)引起的腎臟纖維化。本研究血清α-klotho蛋白水平在糖尿病人群中顯著下降，且以DKD2組最低，且α-klotho蛋白水平與eGFR呈正相關(guān)，而與糖尿病病程、BUN、sCr及UACR呈負(fù)相關(guān)，說明血清α-klotho蛋白可能反映長期慢性高血糖環(huán)境對腎臟功能的損傷，進而提示DKD的發(fā)生及病情的嚴(yán)重程度。α-klotho蛋白也可由胰島β細胞特異性表達[19]，保護β細胞功能，促進胰島素分泌降低血糖，延緩腎臟疾病進程[20]。動物實驗發(fā)現(xiàn)，缺失α-klotho基因的小鼠會明顯出現(xiàn)內(nèi)皮細胞損傷及能量代謝異常等變化，給予α-klotho蛋白補充后發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細胞一氧化氮表達增加，逆轉(zhuǎn)血管炎癥反應(yīng)保護腎臟功能[21]。本研究相關(guān)分析顯示，α-klotho蛋白與糖尿病病程、FBG、HbA1c及Ptx3呈負(fù)相關(guān)，提示α-klotho蛋白可能抑制高血糖環(huán)境導(dǎo)致的腎臟炎癥反應(yīng)，減慢腎小球硬化、腎間質(zhì)增殖與分化的進展速度，延緩DKD進程。ROC曲線分析血清Ptx3及α-klotho蛋白預(yù)測早期糖尿病腎臟病的發(fā)生均具有一定的診斷價值，且α-klotho蛋白較 Ptx3指標(biāo)更有優(yōu)勢，間接提示兩指標(biāo)對糖尿病腎臟病篩查診斷價值提供幫助。

綜上所述，血清Ptx3水平在糖尿病腎臟病患者體內(nèi)均升高，血清α-klotho蛋白水平均降低，且與糖尿病腎臟病嚴(yán)重程度密切相關(guān)，UACR、eGFR為兩者獨立影響因素，兩者可能參與糖尿病腎臟病的發(fā)生及判斷嚴(yán)重程度，具體機制需進一步研究。但本研究樣本量較小，各變量之間可能存在一定關(guān)聯(lián)，有待繼續(xù)增加樣本量進行更全面的分析。