楊文正 葛 俊 劉 航 劉 曄 王 凱 柳曉明
濱州醫學院煙臺附屬醫院腎內科,山東煙臺 264100
△濱州醫學院2022級內科學專業在讀碩士研究生
尿足細胞標記物指尿液中來自足細胞各結構的特異性靶標,包括裂孔隔膜、腎小球毛細血管基底膜和細胞骨架蛋白,以及相應的信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA),可以通過蛋白質印跡法和mRNA定量聚合酶鏈式反應等方法進行檢測[1]。特發性膜性腎病(idiopathic membranous nephropathy,IMN)是腎病綜合征的一種重要病理類型,近年來在我國原發性腎小球疾病中的比例仍在增加[2-3],約40%患者十年內進展為終末期腎病[4]。目前研究認為其發病機制與自身抗體攻擊足細胞相關,需要長期免疫抑制治療,因此其早期診斷和病情監測十分關鍵[5]。現階段確診IMN主要依賴腎組織活檢[6],但因有創檢查患者接受率低、IMN合并癥風險大而推廣受限。同時IMN多起病隱匿,且常用指標如尿蛋白、血清肌酐、血清抗體等在早期診斷和病情監測方面亦存在局限。尿足細胞標記物檢測作為一種非侵入性指標,可以對足細胞進行直接監測,具有無創、便捷、敏感的特點,可以用來輔助早期診斷和療效觀察,幫助解決IMN早期多漏診、病程難監測的問題。隨著技術發展,尿足細胞標記物的研究也取得了長足的進步,本文將深入探討這方面的最新發現,以期為臨床實踐提供有價值的指導。
正常足細胞足突分為基底部、頂部以及與相鄰足細胞間的裂孔隔膜(slit diaphragm,SD)三部分[7]。目前認為IMN主要機制是針對足細胞表面靶抗原的自身抗體形成免疫復合物(immune complexes,ICs),介導補體激活形成膜攻擊復合物,造成足細胞損傷并表現為蛋白尿[5]。因此對上述足細胞結構蛋白進行監測可以反映足細胞損傷[8],包括對特異性標記蛋白本身、標記蛋白相關RNA、標記蛋白外泌體等進行檢測。常用的檢測方法包括流式細胞術法、ELISA法、免疫熒光法、免疫透射比濁法。其中最準確的方法是免疫熒光細胞培養法,但因耗時較長,識別細胞困難[9],不適用于長期疾病監測。與直接檢測標記蛋白相比,檢測其特異性mRNA可以定量,具有更高的臨床價值。
頂端膜區蛋白分子主要包括Podoplanin和足細胞標記蛋白(Podocalyxin,PCX)。研究表明[10],腎臟缺血再灌注損傷后,小鼠尿液中Podoplanin濃度增加,因此該分子可作為新型生物標記物,但目前尚無相關臨床研究。PCX是一種定位于腎小球足細胞頂端細胞提供電荷排斥維持濾過通道的跨膜蛋白[11]。1984年Kerjaschki等[12]發現PCX是足突細胞細胞膜或糖蛋白外層的主要組成部分,從此PCX開始成為在各類組織中檢測足細胞的特異性蛋白。隨后Hara等[13]用免疫熒光法檢測腎臟組織和尿液中的PCX以追蹤其來源,發現尿中PCX明顯多于腎組織中,電子顯微鏡檢查發現這是因為PCX來自受損的腎小球。據此推斷尿PCX(urinary Podocalyxin,u-PCX)的含量與腎小球的急性期損傷正相關,并在后續臨床研究[14]中得以證實,該研究還發現u-PCX是來源于損傷的足細胞,而非尿中的脫落足細胞,且其升高早于尿微量白蛋白。現今u-PCX因檢測方法多樣、靈敏度高、可重復性強現已成為最常用的尿足細胞標記蛋白[15],在多型腎病中都有廣泛應用[16-17]。Imaizumi等[18]基于u-PCX建立的IMN診斷模型敏感度為80.5%,特異度為73.5%,在IMN的早期診斷方面具有很高的價值。Mella等[19]建立了u-PCX評分以監測疾病活動情況,但由于晚期耗竭的影響,該指標更適合用于非晚期患者的病情監測[13]。此外PCX也參與胚胎發育和癌癥轉移過程中的細胞黏附和遷移過程,致使其低水平表達在內皮細胞和壁層上皮細胞[20],因而其特異性仍待進一步研究。
Synaptopodin是一種足細胞的骨架蛋白,是維持足細胞形態和穩定性的重要蛋白。研究表明[21],腎小球腎炎患者尿Synaptopodin與血肌酐升高有關,與尿白蛋白排泄無關,因此它比傳統指標更敏感,可獨立評估腎小球的損害情況。且尿液中Synaptopodin的含量可以反映膜性腎病活動程度,對預后評估有一定的幫助[22]。SD相關蛋白主要包括Nephrin與Podocin,既往研究認為Nephrin僅表達于腎組織,但后續研究指出,尿Nephrin mRNA水平與腎功能下降率相關,可預測膜性腎病的進展[23-24]。Podocin也有類似研究,Wickman等[25]發現在疾病活動期,尿足細胞Podocin mRNA升高,疾病緩解時恢復到基線,蛋白尿和足細胞尿之間的關聯因腎小球疾病類型不同而有顯著差異,因此亦可以監測IMN活動性。在檢測方法方面,B?chor等[26]通過液相色譜-質譜-多反應監測(LC-MS-MRM)法更靈敏的檢測Podocin胰蛋白肽,這使得定量分析監測膜性腎病活動性更可靠。依目前研究,尿中骨架蛋白與裂孔隔膜相關蛋白可用于評估膜性腎病嚴重程度、腎小球濾過膜損傷程度,并對預后評估具有一定幫助,但相較于PCX它們的敏感度和特異度還需要進一步研究[27]。
尿細胞外微粒(microparticles,MPs)是一類由泌尿系細胞釋放到胞外的囊泡狀結構,含有蛋白及核酸成分,并由脂質雙分子層包裹。按van der Pol等[28]分類,可分為外泌體、微囊泡(microvesicles,MV)以及凋亡小體(apoptotic bodies,ApoBDs)。MPs檢測時去除了細胞和細胞碎片等成分,與全尿檢測意義可能存在不同。目前研究認為足細胞的激活和損傷都可能產生細胞外囊泡[29],足細胞常用的標記蛋白基本都可以在MPs中檢測到,且足細胞MPs的出現早于白蛋白尿的產生[30]。但有研究曾指出,除糖尿病腎病外其他腎小球疾病的PCX在MPs中無法檢測到[31],其原因可能需要進一步探索。雖然檢測技術復雜,但MPs內的蛋白質較尿液中更穩定[30],可能是更可靠的標記物,已有研究利用多種尿MPs RNA計量變化聯合評估IMN的危險性和預后[32]。多項研究發現,IMN患者與健康人之間尿MPs miRNA譜存在顯著差異[33],可以對疾病進行診斷、監測和分層[34],雖然其中一些RNA是否來源于足細胞、與疾病危重程度關系尚不明朗,但都有作為IMN新型生物標記物的潛力。
綜上所述,目前監測足細胞損傷的傳統檢查方法仍存在經濟性、準確度和敏感度的不足。尿液中的足細胞相關標記物可以彌補上述不足,可能是更為適當的非侵入性監測工具,根據相關模型不僅能監測IMN病情變化還有一定診斷價值。現階段雖然相關標記蛋白已成為最常用的尿液足細胞標記物之一,但標記蛋白mRNA檢測可能是早期檢測和監測足細胞損傷的更好方法。尿MPs標記物檢測更具特異性,但其在膜性腎病中的意義仍需繼續研究。未來,探索更具特異性和敏感性的無創足細胞損傷標記物有望成為重要趨勢,其在腎小球疾病的診斷、監測及研究疾病發生機制方面都將發揮重要作用。