糖尿病腎病標(biāo)志物的研究進展

方星星

（青陽縣人民醫(yī)院，安徽池州 242800）

0.引言

全球大約有7億多慢性腎臟病患者，并且呈逐步增多的趨勢，而糖尿病腎病則是終末期腎?。‥SRD）的主要病因之一，每年因其進展為ESRD而產(chǎn)生大量醫(yī)療費用。早期發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病并進行干預(yù)可減少或延緩ESRD的發(fā)生，目前主要依據(jù)估算腎小球濾過率（eGFR）及尿微量白蛋白對DKD進行診斷與分期。因此，尿微量白蛋白和eGFR是臨床實踐中預(yù)測糖尿病腎?。―KD）進展的傳統(tǒng)標(biāo)志物。然而，所謂的“非白蛋白性腎損害”在臨床上并不少見，這使得傳統(tǒng)標(biāo)志物在DKD診斷和進展的可靠性降低。另外，在一些研究中，大量白蛋白尿始終伴隨DKD而非能夠預(yù)測其進展為晚期慢性腎病，持續(xù)性微量白蛋白尿患者仍可進展至慢性腎臟病3～5期。因此，尋找其他具有特異性和敏感性更高的標(biāo)記物，有助于早期識別糖尿病的慢性腎損害以及未來制定新的分期標(biāo)準(zhǔn)，從而更好地預(yù)防DKD進展。在過去的10年中，已經(jīng)從血漿或尿液樣本中鑒定出許多物質(zhì)，這些物質(zhì)逐漸在研究中被用來評估糖尿病腎損傷。依據(jù)這些標(biāo)志物的特點，可分為三大類：炎癥標(biāo)志物、細(xì)胞損傷標(biāo)志物和細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)標(biāo)志物。下面分別對這些標(biāo)志物進行簡單的綜述。

1.炎癥標(biāo)志物

DKD的發(fā)生與發(fā)展與炎癥有著密切關(guān)系，以往的研究中，很多炎癥物質(zhì)可以早期在DKD早期被檢測出來，并有一定的特異性和敏感性。這里介紹比較有代表性和新型的炎癥標(biāo)志物。

1.1 中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)沉積蛋白（NGAL）

NGAL是一種屬于脂質(zhì)沉積蛋白家族的分子量為25kDa大小的蛋白質(zhì)，主要由中性粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞（如腎小管細(xì)胞）釋放。在正常人組織及血液中處于較低水平，當(dāng)腎功能衰竭時其在體內(nèi)迅速增加。在調(diào)整影響DKD的危險因素如空腹血糖、高血壓、高脂血癥和尿毒癥等后，NGAL與DKD患者的eGFR和尿白蛋白獨立相關(guān)。NGAL會隨著尿白蛋白排泄的增加而增加，并與eGFR呈負(fù)相關(guān)。此外，在多元線性回歸分析中，以尿肌酐白蛋白比作為因變量對尿NGAL進行分析，在調(diào)整DKD和eGFR的混雜因素后，顯示與尿肌酐白蛋白比呈正相關(guān)。一定程度提示NGAL隨著腎損害的嚴(yán)重程度而升高，在進行性糖尿病腎損害中表達及排泄更多。Veiga G等通過收集91名糖尿病患者及健康人群的血液及尿液進行生化測量，結(jié)果表明NGAL在早期糖尿病腎病的外周血及尿液標(biāo)本中水平較健康人群更高，因此認(rèn)為NGAL是DKD的早期生物標(biāo)志物之一。而Sisman P等研究表明，糖尿病患者的尿 NGAL排泄量明顯增加，但與尿白蛋白排泄量無關(guān)。這些研究提示NGAL僅代表腎小管損傷，而與腎小球損害關(guān)系不密切，可以作為糖尿病早期腎小管損害的證據(jù)，而不推薦將NGAL作為微量白蛋白尿檢測糖尿病腎病的替代方法。

1.2 腫瘤壞死因子受體（TNFR-1/2）

腫瘤壞死因子（TNF）-α是重要炎癥介質(zhì)，TNF-α的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通過TNF受體（TNFR-1和TNFR-2）開始，TNFR-1和TNFR-2在血清中以膜結(jié)合形式和可溶性形式存在。慢性炎癥被認(rèn)為與糖尿病ESRD的發(fā)生有關(guān)，來自促炎性腫瘤壞死因子（TNF）超家族的17種蛋白質(zhì)，尤其是TNFR-1和TNFR-2，被發(fā)現(xiàn)與糖尿病ESKD的10年風(fēng)險密切相關(guān)，可作為新的治療靶點，糖尿病ESRD高風(fēng)險的預(yù)后檢測指標(biāo)，以及干預(yù)期間，其水平變化可反映試驗治療效果的替代結(jié)果指標(biāo)。對文獻的系統(tǒng)回顧表明，DKD腎功能轉(zhuǎn)歸與TNFR-1和TNFR-2之間的相關(guān)性具有高度一致性，TNFR-1和TNFR-2與早期或晚期DKD患者eGFR下降的高風(fēng)險獨立相關(guān)，進展期DKD TNFR-1和TNFR-2水平約為早期DKD的兩倍。薈萃分析包括來自11個TNFR-1測量隊列的6526名參與者和來自10個TNFR-2測量前瞻性研究的5385名參與者，結(jié)果表明，與最低水平組相比，TNFR-1或 TNFR-2水平最高的糖尿病患者發(fā)生DKD進展的風(fēng)險更高。進一步支持了TNFR-1和TNFR-2是DKD進展的可靠預(yù)測因子的假設(shè)。盡管如此，TNFR-1/2在預(yù)測DKD進展方面是否優(yōu)于尿微量白蛋白有待進一步研究。

1.3 中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比率（NLR）、紅細(xì)胞分布寬度（RDW）

NLR是一種新的、簡單且廉價的亞臨床炎癥標(biāo)志物。最近已被用作慢性病的全身炎癥標(biāo)志物以及心血管疾病、惡性腫瘤和代謝綜合征的預(yù)后預(yù)測因子。有研究表明，健康受試者NLR升高可能表明潛在的糖代謝受損。而且，在糖尿病受試者中，隨著糖化血紅蛋白水平的惡化，NLR進一步增加，二者的一致相關(guān)性提示，除糖化血紅蛋白外，NLR還可作為糖尿病控制水平的標(biāo)志物。回顧性研究表明，NLR、糖化血紅蛋白、血清肌酐和收縮壓的高水平與糖尿病持續(xù)時間之間存在正相關(guān)，結(jié)論是NLR是一種高效、廉價的治療方法，并且是炎癥的現(xiàn)成標(biāo)志物，被認(rèn)為是糖尿病患者存在微血管并發(fā)癥的重要預(yù)測因子。此外，NLR已被指定為DKD不同階段的全身炎癥指標(biāo)，有研究表明，RDW可能是評估DKD或糖尿病相關(guān)并發(fā)癥的有效預(yù)測指標(biāo)。Zhang等人進行了一項回顧性分析，擴展了之前的發(fā)現(xiàn)，即RDW與大量歐洲老年門診患者的HbA1c顯著相關(guān)。還有人認(rèn)為RDW與糖尿病酮癥酸中毒相關(guān)，對預(yù)測糖尿病酮癥酸中毒有價值。因為RDW是一個簡單且廉價的參數(shù)，它可能被認(rèn)為是一個潛在的創(chuàng)新性生物標(biāo)志物，用于改善糖尿病風(fēng)險評估和糖尿病并發(fā)癥的預(yù)測，NLR和RDW對糖尿病患者的微量白蛋白尿具有陽性預(yù)測價值。然而，也有研究認(rèn)為NLR在預(yù)測DKD方面的價值尚未闡明。假設(shè)未來的研究證明這些參數(shù)在臨床實踐中有用，則使用這些參數(shù)可能有利于患者的隨訪以及對DKD的預(yù)測。

2.細(xì)胞損傷標(biāo)志物

在糖尿病腎病的發(fā)病過程中，由于免疫及炎癥損傷可引起腎臟自身細(xì)胞的破壞，因此可以出現(xiàn)一系列的細(xì)胞損傷標(biāo)志物。

2.1 腎損傷分子1（KIM-1）

KIM-1是一種1型上皮跨膜糖蛋白，在腎近端小管缺血或中毒后表達，先前的薈萃分析表明，尿KIM-1是早期檢測急性腎損傷可能的生物標(biāo)志物。此外，據(jù)報道，即使當(dāng)所有其他參數(shù)如尿素氮或肌酐水平保持在正常范圍內(nèi)時，KIM-1水平也隨著腎臟疾病的進展而升高。這一發(fā)現(xiàn)提示隨著腎臟損害的進展，更多的KIM-1被分泌。因此，KIM-1水平可用于DKD的早期檢測，同時有正?；蛭⒘堪椎鞍啄虻奶悄虿』颊叩腒IM-1值輕度升高，在隨訪期間逐漸升高。KIM-1在糖尿病腎病的早期甚至在病理性蛋白尿出現(xiàn)之前就開始增加，這表明在糖尿病的初始階段腎小管受損。相關(guān)分析結(jié)果表明，KIM-1與尿肌酐白蛋白比（糖尿病腎損害的可測量標(biāo)志）具有統(tǒng)計學(xué)上顯著的正相關(guān)，KIM-1也與eGFR（腎功能惡化的指標(biāo)）呈顯著負(fù)相關(guān)。并且通過受試者工作特征曲線的薈萃分析顯示，腎小管生物標(biāo)記尿KIM-1可用于評估早期糖尿病腎損害。KIM-1不僅是糖尿病腎損傷的早期生物標(biāo)志物，而且是發(fā)生急性腎損傷風(fēng)險的預(yù)測因子。

2.2 肝脂肪酸結(jié)合蛋白（L-FABP）

L-FABP是脂肪酸結(jié)合蛋白的家族成員，主要表達于肝臟和腎臟的細(xì)胞內(nèi)脂肪酸載體蛋白，其功能為介導(dǎo)脂質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)運，并在減少細(xì)胞氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)脂肪酸氧化、影響細(xì)胞生長等發(fā)面發(fā)揮重要作用。腎小管損害后L-FABP與游離脂肪酸結(jié)合減少，尿L-FABP的測定被報道為可早期診斷由各種因素引起急性腎損傷的潛在生物標(biāo)記物。Kare等人的一項研究也證實了糖尿病患者尿L-FABP水平與eGFR呈強負(fù)相關(guān)，尿L-FABP水平高的患者可以更快地進展到晚期DKD。糖尿病腎功能損害時，尿L-FABP水平的變化早于尿白蛋白，并隨蛋白尿嚴(yán)重程度增加而增加。在無臨床蛋白尿的情況下，尿L-FABP的敏感性和特異性分別為100%和86.67%。這些結(jié)果支持尿L-FABP水平可作為比尿肌酐白蛋白比更好的早期檢測DKD的指標(biāo)，從而可以延遲或阻止腎損害的進展。

2.3 視黃醇結(jié)合蛋白（RBP）

RBP是一種低分子量血漿蛋白，因此可通過腎小球自由過濾，腎小管細(xì)胞重新吸收RBP的比例很大。然而，在腎功能受損的狀態(tài)下，重吸收機制的故障導(dǎo)致尿RBP水平升高，在大量白蛋白尿患者中，尿RBP 和DKD進展的風(fēng)險獨立相關(guān)。此外，有研究指出，尿液中的 RBP能夠高度預(yù)測微量白蛋白尿，與進行性腎小球/腎小管結(jié)構(gòu)和功能損害呈正相關(guān)，在調(diào)整DKD的危險因素后，仍與eGFR和蛋白尿相關(guān)。RBP預(yù)測尿微量白蛋白尿的診斷準(zhǔn)確率為0.80±0.02，敏感性為80.18%，特異性為64.03%，尿RBP可作為預(yù)測糖尿病腎損害的早期指標(biāo)。尿中RBP濃度與尿肌酐白蛋白比的相關(guān)性比血清中RBP濃度與微量白蛋白尿和微量及大量白蛋白尿的相關(guān)性更強。

2.4 尿胎球蛋白A

胎球蛋白-A主要作為腎臟異位鈣沉積的抑制劑進行研究，也是胰島素抵抗的重要促進劑。胎球蛋白-A是一種具有64 kDa的肝臟分泌糖蛋白，已被證明是游離脂肪酸的載體，它們是類Tolllike受體的內(nèi)在配體，誘導(dǎo)脂肪組織炎癥和胰島素抵抗。據(jù)報道，尿液中胎球蛋白A的排泄量增加反映了肥胖和糖尿病患者的胰島素抵抗和炎癥反應(yīng)。尿中胎球蛋白A的濃度可能取決于肝臟的產(chǎn)生、毛細(xì)血管損傷引起的腎小球基膜通透性的改變以及腎小管重吸收的變化。最近的研究表明，DKD患者血清胎球蛋白-A水平顯著降低，微量白蛋白尿患者的血清胎球蛋白-A低于正常微白蛋白尿患者，提示血清胎球蛋白-A因腎小球損傷漏出過多。血清胎蛋白A和促炎標(biāo)志物可能在DKD的病理生理和炎癥過程中發(fā)揮重要作用。Zhou等人還報告，在接受順鉑注射治療的大鼠和患有急性腎損傷的重癥監(jiān)護室患者中，尿胎球蛋白-A增加。因此，糖尿病腎病尿胎球蛋白排泄增加的另一種解釋可能是腎小管損傷，導(dǎo)致重吸收減少。多元回歸分析表明，尿胎球蛋白-A排泄量越高，發(fā)生微量白蛋白尿和腎功能減退的風(fēng)險越高。通過凝集素微陣列分析了處于DKD不同階段的糖尿病患者的尿液樣本，表明尿中胎球蛋白A的排泄是預(yù)測DKD進展的生物標(biāo)志物的候選指標(biāo)。

3.細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)標(biāo)志物

腎臟細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)標(biāo)志物是參與調(diào)節(jié)腎臟細(xì)胞壞死與增殖的物質(zhì)，其失衡可導(dǎo)致腎損傷進一步加重。

3.1 基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）及金屬蛋白酶組織抑制劑（TIMP）

DKD病理改變是細(xì)胞外基質(zhì)積累增加，導(dǎo)致腎小球和腎小管基底膜增厚，隨后出現(xiàn)系膜擴張、硬化和腎小管間質(zhì)纖維化。細(xì)胞外基質(zhì)水平由細(xì)胞外基質(zhì)組件沉積和降解之間的穩(wěn)態(tài)平衡調(diào)節(jié)。MMPs家族由參與降解的鋅依賴性酶組成。維持腎功能正常需要MMPs水平及其抑制劑TIMP之間的平衡。這些基質(zhì)金屬蛋白酶的增加在蛋白尿患者中尤其常見，并且與已確定的腎損傷相關(guān)。而有的正常白蛋白尿患者的MMPs增加，這可能表明在蛋白尿發(fā)生之前早期腎臟受累。一項研究表明NGAL的尿排泄與MMP-9的尿排泄之間存在關(guān)系：當(dāng)腎血管損傷時，在腎足細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)NGAL抑制MMP-9的降解。NGAL表達的增加有助于MMP-9蛋白水解活性的增加，蛋白水解活性的增加將導(dǎo)致腎臟結(jié)構(gòu)蛋白的降解。在一些研究中，與非糖尿病腎臟病或單純糖尿病患者相比，糖尿病腎病患者的TIMP-2循環(huán)濃度降低?；|(zhì)金屬蛋白酶的主要功能是降解細(xì)胞外基質(zhì)成分，因此，腎臟中基質(zhì)金屬蛋白酶的激活或基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑的減少似乎是有益的，但這種關(guān)系并不那么簡單。一些研究支持腎內(nèi)MMPs活性的下調(diào)或TIMPs的上調(diào)可能導(dǎo)致纖維化。相反，一些報告表明，MMP的上調(diào)促進纖維化，可能是由于與過度表達的TIMP相互作用。

Garcia-Fernandez N等人指出在DKD中MMPs的表達和活性可能不同，但基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制劑在DKD的特征中起著重要作用，其病理生物學(xué)系統(tǒng)仍然非常復(fù)雜。能否作為早期糖尿病腎損傷標(biāo)志物有待于進一步研究和闡明。

3.2 胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白7（IGFBP-7）

IGFBP-7是胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白家族的成員，能夠調(diào)節(jié)多種細(xì)胞的細(xì)胞增殖、分化、血管生成、細(xì)胞粘附和細(xì)胞衰老。IGFBP-7是AKI發(fā)病機制中細(xì)胞周期停滯的尿液標(biāo)志物，同時被證實在氮質(zhì)血癥期和少尿期之前就已經(jīng)存在。然而，在AKI發(fā)生后，IGFBP-7似乎不會在尿液中持續(xù)很長時間，因此根據(jù)功能標(biāo)準(zhǔn)（如血肌酐）已經(jīng)表現(xiàn)出AKI的患者的尿液中該標(biāo)記物可能是正常的。研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β1通過Smad2和Smad4以劑量和時間依賴的方式上調(diào)人腎近端上皮細(xì)胞中IGFBP7 mRNA和蛋白的表達，從而導(dǎo)致腎小管損害。同時尿IGFBP7水平在大量蛋白尿患者中顯著升高。以前的研究表明，足細(xì)胞損傷在DKD的發(fā)病機制中起著重要作用，被認(rèn)為是誘發(fā)蛋白尿和腎小球硬化的關(guān)鍵因素，足細(xì)胞脫落和凋亡發(fā)生在蛋白尿之前。而IGFBP-7沉默可減少足細(xì)胞凋亡，因此IGFBP-7可作為糖尿病腎病治療的潛在靶點。

4.結(jié)語

目前被發(fā)現(xiàn)的DKD的損傷標(biāo)志物有很多，部分生物標(biāo)志物對DKD早期診斷的確切性有待于進一步研究。隨著研究的深入，部分生物標(biāo)志物可能優(yōu)于目前運用于臨床的尿微量白蛋白和eGFR，或者作為其補充為DKD早期診斷和分期提供可靠依據(jù)。有些標(biāo)志物雖然不能對DKD進行早期診斷，但在DKD的進展與隨訪中起到不可忽視的作用。另外，在尋找新的標(biāo)志物的同時，可能會發(fā)現(xiàn)新的治療靶點，這就為DKD的治療帶來更多選擇。