足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物在原發(fā)性足細(xì)胞病中的應(yīng)用進(jìn)展

楊嵐茵，林栩,2，藍(lán)夢麟

1.右江民族醫(yī)學(xué)院，廣西百色 533000；2.右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，廣西百色 533000

近年來，慢性腎臟病越來越多地影響患者生活質(zhì)量。隨著腎臟替代療法的興起，用于治療慢性腎臟病的醫(yī)療支出大幅增加[1]。足細(xì)胞病屬慢性腎臟病，若不能及時干預(yù)會逐漸發(fā)展為腎衰竭，從而引起更嚴(yán)重的并發(fā)癥和后遺癥，給患者造成巨大心理壓力并影響患者及其家屬的生活。目前，臨床上課用于足細(xì)胞病診斷的傳統(tǒng)方法較為有限，其以腎穿刺活檢為主，通過光鏡、免疫組織化學(xué)、電鏡等技術(shù)判斷病理類型[2]。腎穿刺活檢是一種有創(chuàng)操作，部分患者受禁忌證或操作局限性影響，無法通過腎穿刺診斷；同時，部分患者及家屬也因其為有創(chuàng)檢查方法而難以接受，從而影響患者的下一階段診治。隨著學(xué)者們對足細(xì)胞認(rèn)識的逐漸深入，越來越多的足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物被人們所發(fā)現(xiàn)，這為足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物成為一種非侵入性診斷方法提供了方向。

1 足細(xì)胞結(jié)構(gòu)與足細(xì)胞病

1.1 足細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能

足細(xì)胞又稱為腎小球臟層上皮細(xì)胞，是一種高度分化細(xì)胞，由細(xì)胞體、初級突和足突3 部分構(gòu)成[3]；同時其也是一種位于腎小球基膜（glomerular basement membrane，GBM）最外層的特殊上皮細(xì)胞，與內(nèi)層毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和中層腎小球基膜共同構(gòu)成腎小球?yàn)V過屏障[1,4]。足細(xì)胞發(fā)揮維持腎小球?yàn)V過、參與局部免疫和炎癥反應(yīng)等作用[5-6]。足細(xì)胞受外界因素干擾較大，除遺傳變異外，高血糖、高血脂、高血壓、免疫相關(guān)、感染相關(guān)等環(huán)境因素均可造成足細(xì)胞損傷和功能障礙[7-8]。足細(xì)胞損傷后可使足細(xì)胞數(shù)量或密度降低以及足細(xì)胞足突融合，導(dǎo)致繼發(fā)性內(nèi)皮和GBM 損傷、GBM 負(fù)電荷丟失及裂孔膜蛋白異常，進(jìn)而導(dǎo)致蛋白尿的產(chǎn)生[6]。

1.2 足細(xì)胞病

足細(xì)胞病是以足細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能改變?yōu)橹匾卣鞯囊环N腎臟疾病。足細(xì)胞病的病因包括免疫、遺傳、腫瘤、感染等；在此基礎(chǔ)上，足細(xì)胞病主要分為原發(fā)性、繼發(fā)性、遺傳性3 大類[9]。最具特征性的原發(fā)性足細(xì)胞病常見于微小病變型腎病（minimal change nephrosis，MCD）、局灶節(jié)段性腎小球硬化（focal segmental glomerulosclerosis，F(xiàn)SGS）及膜性腎病（membranous nephropathy，MN）[1]。該病表現(xiàn)不一，大量蛋白尿（尿蛋白>3.5g/24h）是足細(xì)胞病的決定性特征[8]；同時也可導(dǎo)致一系列其他臨床表現(xiàn)，包括水腫、高脂血癥、貧血、內(nèi)分泌紊亂等，并會增加患者的感染風(fēng)險，病理上可看到基膜增厚、足突融合等改變。

2 足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物

2.1 足細(xì)胞B7-1

B7-1 又稱為CD80，是在B 淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、足細(xì)胞和腎小管細(xì)胞上表達(dá)的一種表面糖蛋白[10]。B7-1 是T 細(xì)胞表面上兩種不同蛋白質(zhì)的配體，可與T 細(xì)胞表面的特異受體CD28（用于自調(diào)節(jié)和細(xì)胞間締合）和細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（用于調(diào)節(jié)和細(xì)胞解離的衰減）結(jié)合[11]。研究發(fā)現(xiàn)，足細(xì)胞上B7-1 的表達(dá)升高與足細(xì)胞損傷形呈正相關(guān)[12]。足細(xì)胞損傷會導(dǎo)致足細(xì)胞來源的細(xì)胞碎片和足細(xì)胞特異性分子靶標(biāo)脫落到尿液中，這均可作為腎臟疾病的生物學(xué)標(biāo)志物，而B7-1 正是其中之一[6]。B7-1未來有機(jī)會成為足細(xì)胞病的診斷標(biāo)志物之一[13]。

2.2 足細(xì)胞裂孔隔膜蛋白Nephrin

腎小球?yàn)V過屏障主要分為3 層，由內(nèi)到外分別為毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、腎小球基膜和足細(xì)胞[4]。足細(xì)胞上的裂孔隔膜決定濾過分子的種類，是濾過屏障的重要結(jié)構(gòu)，這在足細(xì)胞的損傷中發(fā)揮重要作用。Nephrin 是足細(xì)胞裂孔隔膜上特異性表達(dá)于腎小球足細(xì)胞的一種分子，其編碼基因?yàn)镹PHS1[14]。Nephrin作為足細(xì)胞膜上傳遞信號的一種重要分子，與其他足細(xì)胞蛋白一起參與足細(xì)胞的產(chǎn)生、改變、凋亡等一系列調(diào)控過程中[4]。通常情況下，Nephrin 沿腎小球毛細(xì)血管壁均勻線性分布，其表達(dá)水平的改變將可導(dǎo)致大量蛋白尿的產(chǎn)生。研究表明，上調(diào)Nephrin的表達(dá)可維持足細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)和功能，從而防止足細(xì)胞的損傷[15]。

2.3 足細(xì)胞裂隙膜蛋白Podocin

Podocin 是2000 年被發(fā)現(xiàn)的一種新蛋白因子，其編碼基因?yàn)镹PHS2，主要在足細(xì)胞裂孔隔膜處特異性表達(dá)，參與裂孔隔膜與足突細(xì)胞骨架之間的結(jié)合[14,16]。Podocin 在足細(xì)胞膜中表現(xiàn)為一種特殊結(jié)構(gòu)，可連接足細(xì)胞骨架，維持裂孔隔膜結(jié)構(gòu)完整性，對維持足突細(xì)胞骨架和調(diào)節(jié)腎小球的濾過有重要作用[17]。Podocin 可與Nephrin 等相互作用，并可增強(qiáng)Nephrin 的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[4]。因此，減少Podocin 的丟失是減輕足細(xì)胞損傷的一種方式。

2.4 足細(xì)胞標(biāo)記蛋白

足細(xì)胞標(biāo)記蛋白（podocalyxin，PCX）是足細(xì)胞頂膜區(qū)的一層唾液酸糖蛋白，是GBM 電荷屏障的主要組成成分，因其具有抗黏附作用可確保腎小球?yàn)V過屏障的正常功能[18]。PCX 是目前發(fā)現(xiàn)的最為特異的足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物，其表達(dá)與疾病的進(jìn)展、足細(xì)胞損傷及蛋白尿形成有重要關(guān)系[19]。PCX 很可能通過與肌動蛋白細(xì)胞骨架的聯(lián)系來影響多種重要細(xì)胞的功能[20]。研究發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性腎病綜合征合并急性腎損傷組患者中尿PCX 較對照組明顯升高[21]。綜上，PCX 檢測可作為無創(chuàng)性診斷足細(xì)胞病的方式之一。

2.5 突觸足蛋白Synaptopodin

Synaptopodin 是一種與足細(xì)胞骨架相關(guān)的一種足細(xì)胞特異性肌動蛋白結(jié)合蛋白，其通過穩(wěn)定應(yīng)激纖維，在調(diào)節(jié)足細(xì)胞肌動蛋白動力學(xué)和維持腎小球過濾功能方面起重要作用[21]。同時，Synaptopodin是骨架蛋白的重要組成部分，其通過與連接蛋白的連接作用，維持足細(xì)胞功能[22]。有研究通過建立動物模型發(fā)現(xiàn)，疾病條件下Synaptopodin 水平的改變可能會改變細(xì)胞內(nèi)瞬時受體電位陽離子通道6 通道的定位和活性，從而進(jìn)一步導(dǎo)致足細(xì)胞損傷及功能障礙[21,23]。

2.6 血管生成素樣蛋白4

血管生成素樣蛋白4（angiopoietin-like protein 4，ANGPTL4）是一種分泌型糖蛋白，與足細(xì)胞損傷密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，ANGPTL4 的表達(dá)上調(diào)與足細(xì)胞損傷有關(guān)，其在蛋白尿的形成中發(fā)揮重要作用[24]。研究表明，在正常條件下，野生型小鼠和ANGPTL4基因敲除小鼠在生化指標(biāo)和腎臟病理學(xué)方面比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；但在腎病條件下，ANGPTL4基因敲除小鼠的蛋白尿顯著減少，表明ANGPTL4誘導(dǎo)腎病小鼠足細(xì)胞損傷，導(dǎo)致蛋白尿的形成，其分子機(jī)制可能與ANGPTL4 下調(diào)肌動蛋白細(xì)胞骨架調(diào)控信號有關(guān)[25]。因此，ANGPTL4 有望成為足細(xì)胞病的無創(chuàng)診斷方法。

3 足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物與原發(fā)性足細(xì)胞病

3.1 足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物與MCD

MCD 常見于兒童和青少年，其病理特點(diǎn)主要表現(xiàn)為在超微結(jié)構(gòu)水平上足突消失，但在光鏡水平上無明顯改變。MCD 的臨床表現(xiàn)主要為大量蛋白尿、低蛋白血癥、水腫及高脂血癥等。Timmermans 等[26]研究提出，活動期MCD 患者足細(xì)胞B7-1 的表達(dá)增加，表明B7-1 產(chǎn)生的主要來源是足細(xì)胞；此外，足細(xì)胞B7-1 的排泄與MCD 活動性密切相關(guān)，B7-1 在培養(yǎng)的足細(xì)胞中的表達(dá)導(dǎo)致Nephrin 表達(dá)降低，導(dǎo)致屏障功能障礙，從而導(dǎo)致蛋白尿的生成[27]。研究表明，復(fù)發(fā)MCD 患者中尿B7-1 水平增加，而緩解期MCD 患者的B7-1 水平保持正常，提示B7-1 可成為一種診斷標(biāo)志物[28]。國外研究者通過創(chuàng)建分別敲除Nephrin 和Podocin 編碼基因的動物模型發(fā)現(xiàn)，小鼠腎組織出現(xiàn)足突融合、裂隙隔膜缺乏，小鼠出生后表現(xiàn)為嚴(yán)重的蛋白尿，出生后幾天內(nèi)因大量系膜硬化癥引起腎衰竭而死亡，電子顯微鏡觀察顯示足細(xì)胞足突廣泛融合，其余足突連接處缺乏狹縫隔膜[29]。研究表明，通過建立由阿霉素誘導(dǎo)并導(dǎo)致明確足細(xì)胞損傷MCD 大鼠模型并與健康對照組相比發(fā)現(xiàn)，ANGPTL4 表達(dá)的上調(diào)僅在足細(xì)胞受損時才發(fā)生，證實(shí)ANGPTL4 可作為評估早期足細(xì)胞損傷的特異性生物學(xué)標(biāo)志物[30]。

3.2 足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物與MN

MN 是原發(fā)性足細(xì)胞病常見的病理類型之一，病理上主要表現(xiàn)為免疫復(fù)合物沉積于腎小球基膜上皮伴基底膜彌漫性增厚，常發(fā)病于成人[30]。在腎小球?yàn)V過率>90ml/（min·1.73m2）的MN 患者中可檢測到 Nephrin，而在健康受試者中未檢測到，表明Nephrin 是MN 早期腎小球損傷的標(biāo)志物[31]。研究表明，Podocin 信使RNA 具有作為MN 診斷和疾病活動標(biāo)志物的潛力[32]。酶聯(lián)免疫吸附分析法對尿液進(jìn)行分析驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，尿B7-1 水平可鑒別MCD 與其他形式的腎臟疾病等[33]。另有研究發(fā)現(xiàn)，MN 患者外周血中的T 細(xì)胞亞群和單核細(xì)胞被確定為評估MN療效和進(jìn)展的候選生物學(xué)標(biāo)志物，而B7-1 作為T細(xì)胞表面的配體，在參與MN 的疾病進(jìn)展中發(fā)揮重要作用[34]。對收集的MCD、MN 及其他腎病患者標(biāo)本分析發(fā)現(xiàn)，尿液ANGPTL4 水平隨尿蛋白水平的增加而增加，考慮與足細(xì)胞損傷后過度分泌ANGPTL4導(dǎo)致腎小球?yàn)V過屏障受損程度有關(guān)，推測ANGPTL4可能成為MN、MCD 的一種早期診斷標(biāo)志物[35]。研究表明，在MN 患者中PCX 的表達(dá)水平顯著增加，提示PCX 可在早期反映足細(xì)胞損傷[36]。

3.3 足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物與FSGS

FSGS 常需通過腎穿刺活檢予以明確診斷。若MCD、MN 未能得到及時處理，將會進(jìn)展為FSGS。病理上，F(xiàn)SGS 常表現(xiàn)為系膜基質(zhì)增寬和球囊粘連增加，伴系膜增生及腎小管萎縮和腎間質(zhì)纖維化[37]。Kondapi 等[38]研究提出，F(xiàn)SGS 中的系膜基質(zhì)擴(kuò)增后，足細(xì)胞隨后路脫離和GBM 暴露而死亡，導(dǎo)致裂孔隔膜組成被破壞，從而影響腎小球?yàn)V過功能。研究證實(shí)，F(xiàn)SGS 是一種與足細(xì)胞耗竭密切相關(guān)的疾病，而Nephrin 的耗竭易使足細(xì)胞脫離，Nephrin表達(dá)水平的降低而足細(xì)胞密度無變化會損害足細(xì)胞在損傷后恢復(fù)的能力，并可能影響疾病進(jìn)展[39]。研究表明，F(xiàn)SGS 患者中的Nephrin 與Podocin 水平呈顯著正相關(guān)。表明Podocin 可作為生物學(xué)標(biāo)志物，用于對未對病變（硬化癥）進(jìn)行采樣的足細(xì)胞病病例的常規(guī)腎活檢分析[40]。

4 小結(jié)與展望

綜上所述，足細(xì)胞病是慢性腎臟病常見原因之一，而足細(xì)胞損傷是足細(xì)胞病進(jìn)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物是維持足細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定的關(guān)鍵。因此，進(jìn)一步探索這些足細(xì)胞蛋白標(biāo)志物的作用、分析各蛋白標(biāo)志物聯(lián)合檢測在足細(xì)胞病中具有重要義，有助于探究影響足細(xì)胞損傷的因素，這對減緩足細(xì)胞病進(jìn)展具有關(guān)鍵作用，為足細(xì)胞病的早期判斷和及時治療提供方向。