糖尿病腎病早期診斷生物標志物的研究進展

興芝博，孫亞東

(1.長春中醫藥大學，吉林 長春 130117；2.吉林省人民醫院內分泌代謝科，吉林 長春 130021)

社會經濟的飛速發展使人們生活方式發生轉變，伴隨而來是糖尿病(DM)在全球的發病率逐年上升。據國際DM聯盟估計，在2045年全球DM患者的數量可能達到驚人的6.93億[1]。相比于發達國家，中國、印度等發展中國家DM患病率增幅則更大[2]。糖尿病腎病(DKD)作為DM嚴重的慢性微血管并發癥，已成為導致終末期腎病(ESRD)的主要原因之一，嚴重威脅著患者的生命健康。據相關研究統計，約有三分之一的DM患者可進展為DKD[3]。中國DKD防治指南提出[4]，將尿白蛋白/肌酐比值(UACR)≥30 mg/g和(或)估算腎小球濾過率(eGFR)<60 ml/(min·1.73 m2)，且持續時間大于3個月作為DKD臨床診斷的主要標準。但其在DKD早期的靈敏性及特異性均不足。DKD損傷累及腎小球、腎小管、腎間質和腎血管[5-6]。腎活檢組織病理雖是診斷DKD的金標準，但屬于有創操作，難以廣泛普及。因此，為早期診斷和積極干預治療DKD，尋找靈敏性強、特異性高、相對無創、操作簡便、可重復性佳的DKD生物標志物具有極高的臨床價值。本文對DKD早期診斷生物標志物的研究進展作一綜述。

1 腎小球損傷生物標志物

1.1尿轉鐵蛋白(UTRF)：TRF主要由肝臟合成，是血液中運載鐵的蛋白質。其分子量為76 500 D，分子半徑為4.0 mm，均與白蛋白相近。但TRF所帶的負電荷比白蛋白少，UTRF等電點較高。腎小球濾過膜具有電荷選擇性和濾過屏障作用。DKD患者腎臟功能受損，導致濾過膜的孔徑變大和膜上的負電荷減少，呈高濾狀態，TRF濾出增多，最終導致UTRF升高。Hellemons等在對5種預測DKD的早期生物標志物的研究[7]結果顯示，UTRF與DKD的發生顯著相關，可用于評估DM患者腎小球早期損傷，并能有效預測早期DKD的發生。

1.2銅藍蛋白(CP)：CP是一種由肝臟合成的單鏈α2球蛋白。其相對分子質量132 000，大于尿微量白蛋白(Alb)。在DKD早期，腎小球基底膜的電荷選擇性發生改變，基底膜上的陰性電荷減少，從而使帶有陰性電荷的蛋白分子開始漏出。CP的等電位為4.4，低于Alb的4.8～5.2，因此CP出現漏出更早[8]。Narita等在研究[9-10]中發現，2型糖尿病(T2DM)患者尿CP與尿白蛋白保持著相同的增高趨勢，尿CP/肌酐(Cr)與尿Alb/Cr呈顯著正相關，而且尿CP的排泄率比尿Alb的排泄率更高。秦立新等對T2DM患者血清與尿CP水平變化的研究[11]結果顯示，T2DM患者血清CP顯著高于健康患者；血糖控制不良的T2DM患者血清CP水平顯著高于血糖控制良好的T2DM患者；DKD患者尿CP/Cr顯著高于無腎病DM患者，尿CP/Cr對DKD的診斷敏感性高(91.4%)、特異性強(61.4%)，可用于DKD的早期診斷。

1.3胱抑素C(Cys C)：Cys C是一種由有核細胞代謝分泌的蛋白質。其分子量小，在循環代謝過程中的產生速率恒定。Cys C能通過腎小球濾過膜，并在近曲小管處完全重吸收不返回血液循環[12-13]。除腎臟代謝途徑外，Cys C不能通過其他代謝途徑進行分解清除，炎癥、感染等因素也無法改變Cys C的表達水平[14]。因此，當DKD患者腎臟結構或功能出現損傷時，人體Cys C水平將發生改變。 相關研究結果顯示，Cys C對早期腎臟功能的下降極為敏感[15]。Vijay等將126例T2DM患者分為有微量Alb尿組和無Alb尿組[16]，并與30例無腎病的健康患者進行對照試驗，與無Alb尿的T2DM患者和沒有腎病的健康患者相比，患有早期DKD的T2DM患者的尿Cys C水平升高，且Cys C水平與T2DM患者的微量Alb尿(尿Alb/Cr比)呈正相關。

2 腎小管損傷生物標志物

2.1α1-微球蛋白(α1-MG)：α1-MG是一種由肝臟和淋巴細胞合成分泌的糖蛋白。其分子量小，在體液中以游離態和結合態存在。游離態的α1-MG可自由通過腎小球濾過膜，幾乎全部在近曲小管重吸收；而結合態的α1-MG不能通過腎小球濾過膜，因而無法隨尿液排出。當腎小管功受損，近曲小管重吸收障礙，α1-MG排泄增加，尿α1-MG濃度增加。隋艷斐等的研究[17]結果顯示，α1-MG在DKD早期可出現增高，可作為患者腎臟早期受損的重要指標。

2.2β2-微球蛋白(β2-MG)：β2-MG是一種由淋巴細胞合成分泌的小分子蛋白，其性質與α1-MG相似，也可以自由通過腎小球濾過膜，并在近曲小管幾乎被完全重吸收。若腎小管上皮細胞受損，β2-MG在近曲小管的重吸收發生障礙，β2-MG排出增多，尿液中β2-MG濃度增高。有學者研究發現，β2-MG水平與DKD患者早期腎損傷有顯著相關性[18]。李思敏等對1 030例T2DM患者尿β2-MG與尿Alb/Cr和腎功能相關性的研究結果[19]也顯示，尿β2-MG在UACR和eGFR出現異常之前就可出現異常。

2.3肝型脂肪酸結合蛋白(L-FABP)：L-FABP是一種小分子脂質結合蛋白，具有2個脂肪酸結合位點。主要表達于近端小管，并參與脂肪酸代謝。當腎小管上皮細胞受損時，因L-FABP的分子量較小，故可發生迅速溢出，導致尿L-FABP濃度增高。同時，腎臟缺血、腎毒性物質、高血糖等都可以引起腎間質損傷，從而刺激L-FABP的基因表達，使腎小管細胞分泌到尿液中L-FABP的增加。目前，國內外相關研究結果均顯示，尿L-FABP可作為急性腎損傷的早期敏感標志物[20-22]。

2.4中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白(NGAL)：NGAL是一種脂質運載蛋白，最早發現于中性粒細胞內，由體內多種組織細胞進行表達。腎臟缺血、腎毒性物質等會刺激其基因表達，使腎小管細胞大量分泌NGAL，并隨尿液排出。DKD患者腎小管損傷，NGAL在近曲小管的重吸收發生障礙，導致尿NGAL濃度增加[23]。梁雅靈等對118例T2DM患者的研究[24]中發現，尿NGAL在DKD早期顯著增高，可以作為DKD早期腎小管損傷的敏感生物標志物。

2.5視黃醇結合蛋白(RBP)：RBP是一種在肝臟內合成的小分子蛋白，是血漿中視黃醇的轉運蛋白。RBP結構上含有一個視黃醇結合位點，在血漿中可與一個視黃醇分子結合形成蛋白復合物。當視黃醇-RBP蛋白復合物轉運至靶細胞時，視黃醇與RBP發生解離。游離的RBP經過腎小球濾過后，被腎小管重吸收[25-26]。因此，當腎小球的濾過功能和腎小管的重吸收功能發生障礙時，將導致血液和尿液中的RBP濃度增高[27-28]。并且有學者研究發現，在DKD的早期，當患者處于正常蛋白尿時，尿RBP濃度便可升高[29]。

3 炎性標志物

3.1腫瘤壞死因子(TNF)受體(TNFR)：TNF-α是一種主要由單核巨噬細胞分泌的、與DKD進展相關的炎性細胞因子。TNFR-1和TNFR-2可與TNF-α結合，在被裂解酶裂解后可成為可溶性的TNFR[30]。相關研究[31-32]結果顯示，TNFR-1和TNFR-2與DM腎功能障礙的進展相關。Niewczas等對410例T2DM患者進行了為期12年的追蹤隨訪，其結果顯示，TNFR-1和TNFR-2與ESRD風險顯著相關，并可有力地預測ESRD[33]。Gohda等對628名腎功能正常且沒有蛋白尿的1型糖尿病(T1DM)患者進行了12年的隨訪，其結果顯示無蛋白尿的T1DM患者eGFR的下降與TNFR水平密切相關，但與TNF-α水平不相關[34]。

3.2單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)：MCP-1是趨化因子的一種，能夠趨化和激活單核巨噬細胞等在炎癥部位聚集，從而誘導炎癥反應[35]。MCP-1可由多種細胞分泌，腎小球內皮細胞和系膜細胞、腎小管上皮細胞等也可分泌少量MCP-1。腎臟功能受損時將伴有腎臟細胞的異常增殖與凋亡，這將使MCP-1的基因表達上調，腎臟細胞將分泌更多的MCP-1。大量MCP-1聚集在細胞外基質中，從而趨化炎性細胞聚集浸潤。同時，單核巨噬細胞在MCP-1的誘導刺激下大量分泌溶酶體，進一步加劇了細胞外基質的堆積與腎小球基底膜增厚，最終向腎間質纖維化和腎小球硬化發展[36-37]。大量研究證實，MCP-1水平隨著DKD病情加重逐漸升高，早期檢測MCP-1水平對DKD的早期診斷具有重要意義[38-39]。

3.3成纖維細胞生長因子23(FGF-23)：FGF-23是成纖維細胞生長因子家族中的一種，主要由成骨細胞和骨細胞合成分泌[40]。FGF-23經血液循環抵達腎臟，并通過腎組織上的 FGFRs及Klotho，調節鈣磷代謝[41]。在腎臟損傷的早期，出現磷代謝異常，人體通過代償機制分泌更多的FGF-23促進尿磷的排泄，以此維持血磷穩定[42]。并有研究結果顯示，在DKD患者中，FGF-23的上升早于血磷的變化[43]。因此，FGF-23可作為DKD患者早期診斷的生物標志物之一。

4 總結與展望

DKD對于患者本人及其家庭無疑是一場災難。盡管臨床中關于DKD早期診斷的生物標志物研究較多，但仍未發現最理想的生物標志物，尿微量Alb值仍是目前DKD最可靠的預測指標。但我們堅信，隨著蛋白組學、代謝組學、基因組學等多組學的迅速發展與生物信息技術的不斷進步，將為開發新的理想的DKD生物標志物提供了無限可能。