中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白与慢性肾病

任健坤 史丽萍

(华北煤炭医学院附属开滦医院内分泌科 河北 唐山 063000)

中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(fneutrophil gelatinase－associated hpocalin，NGAL)，又名脂质运载蛋白 －2，是脂钙蛋白家族的成员之一，1993年被Kjeldsen等在中性粒细胞中发现，随着人们对NGAL的研究，大量动物及临床实验已经证实NGAL与感染、炎症、肿瘤、肾脏疾病等都有着密切的联系。目前在肾脏疾病中的研究发现在急性缺血性肾损伤时，NGAL可作为一个敏感的早期预测指标，并对肾脏有保护作用，最新研究中发现NGAL也可作为慢性肾脏疾病的标志物，并且比其他用来评估肾脏损伤的生物标志物更敏感更能早期发现肾脏的损伤程度，也为肾脏疾病的治疗开辟了新的道路。现就NGAL与慢性肾脏疾病的关系做一综述。

1 NGAL的生物特点及功能

NGAL基因定位于染色体9q34上，全长5869bp，其基因序列经克隆鉴定，由63 bp的5'端非翻译区和591 bp的编码区组成[1]，是一条含有178个氨基酸残基的多肽链，相对分子质量为25－kDa，其核心结构是由中间的8条β折叠形成的一个桶状结构，称作β折叠桶结构。β折叠桶结构底部内侧由输水的芳香族和脂肪族氨基酸残基形成了一个疏水核，这一结构特点决定了NGAL的生物学活性。NGAL具有结合并运输疏水性小分子，参与清除炎症介质，发挥重要的免疫调节作用，能与基质金属蛋白酶－9(MMP－9)形成分子间二硫键，以复合物MMP－9/NGAL的形式存在，以此来调节MMP－9的功能，并参与到肿瘤的发生、发展特别是浸润、转移等过程，NGAL在卵巢癌、结肠腺癌、胰腺腺癌等肿瘤组织及其周围组织中呈高度表达状态，当肾脏缺血性或中毒性损伤时，由于其分子量小并且不易降解的特点，可大量的积聚于肾小管皮质层、血液及尿液中[2]。NGAL广泛分布于人体各种组织，包括肺、肝脏、胸腺、肾脏、小肠、脂肪细胞以及巨噬细胞[3]。

2 NGAL与肾脏的关系

NGAL存在于肾小管上皮细胞中，与肾脏胚胎的分化发育过程密切相关，Schmidt等在研究肾脏的原始细胞向上皮细胞分化时，从输尿管芽细胞中分离出NGAL，发现其能诱导后肾间质向肾小管上皮细胞分化，此外还在人工培养的肾集合管细胞中发现肝细胞生长因子(HGF)可刺激NGAL的产生，从而促进上皮细胞向管状组织的分化[4]。针对于NGAL诱导细胞分化的机制，最新研究表明NGAL主要通过与铁质:铁载体结合形成NGAL:铁载体;铁复合物介导铁离子向细胞内转运从而诱导肾脏的原始细胞向早期上皮细胞的分化。众所周知肾脏病变时，在肾小管上皮细胞浆内具有活性的游离铁显著增加，而铁的过度堆积往往引起细胞或组织的损伤，根据NGAL可转运铁入细胞内从而减轻铁在肾脏中堆积的特点，可推测NGAL起到对肾脏的保护作用[5]。Mori等通过动物实验进一步证实了这一推断，证明了NGAL通过与铁载体一起输送至近端肾小管而发挥明显的肾脏保护和减轻氮质血症的作用[6]。

3 NGAL与慢性肾病的关系

慢性肾病是一个破坏性的疾病，根据美国2007年的年度数据显示，在肾脏数据系统中慢性肾病呈现急剧增加的趋势，尤其以病变的前期状态为主，其发病率及死亡率在成年人和儿童中已经达到了流行的地步，因此早期发现肾脏病变并采取有效的措施予以处理对于减缓慢性肾病的恶化，预防并发症，降低心血管事件的发生具有非常重要的意义[7]。然而目前已知的用来检测早期慢性肾病的生物标志物还比较少，NGAL的价值已经在急性肾损伤中得到了证实，能否用其来发现早期的慢性肾脏病变及监测慢性肾病的进展也越来越受到人们的重视，最新的研究已经发现NGAL在慢性肾损伤时也呈高表达状态，从而提示NGAL与慢性肾病具有相关性，各种肾脏疾病包括肾小球肾炎、慢性间质性肾炎、IgA肾病、糖尿病性肾病等都可发展至慢性肾脏疾病，NGAL是否参与到慢性肾病的发生、发展过程，并用其来监测肾脏的损伤程度?Bolignano等研究发现临床上多种病因引起的慢性肾病患者血清中NGAL的水平明显高于健康对照组，且与血肌酐成正相关，与肾小球滤过率(GFR)成负相关，并进一步分析证明了与血肌酐相比NGAL能更好的反应GFR的水平，并推断出尿和血中的NGAL可独立于其他可能混淆的因素预测慢性肾病的进展情况，在慢性肾脏病变的进展中可作为一种新的风险指标[8]。这一研究证实了NGAL在慢性肾病中的意义，对于早期发现、早期治疗肾脏损害也许可以作为一个敏感、无创、特异性高的生物学指标。NGAL在慢性肾病中的意义已经受到很多学者的关注，但目前研究还比较少，其中与下列疾病关系比较紧密。

3.1 NGAL与肾小管－间质病变的关系 许多慢性肾病与肾小管－间质病变具有密切的关系，慢性间质性肾炎的主要病变部位在肾小管－间质，主要病理变化为肾间质纤维化及炎细胞在肾小管－间质的浸润[9]，目前已知的较敏感的反应肾小管损伤的临床指标是尿N－乙酰－B－D一氨基葡萄糖苷酶(NAG)，但Ding等在研究IgA肾病中发现LeeⅢ级患者的尿NAG及尿NGAL都较正常人升高，但尿NAG明显低于尿NGAL，LeeⅡ级患者的尿NAG水平与正常人没有差别，而尿NGAL仍高于正常人3倍，尿NGAL水平与小管NGAL表达程度、24小时尿蛋白、肾小球系膜增殖和小管间质损伤的组织病理学评分成正相关，从而提示出尿NGAL可能是早期反映Ig A肾病小管－间质损伤的敏感指标，相比于NAG其敏感性可能更高，张建国等通过动物实验亦发现在慢性间质性肾炎损伤的肾脏组织中，近端小管上皮细胞表达的NGAL较正常肾组织明显增强，随着肾小管－间质的损伤加重，其表达量有所下降，但仍高于正常肾组织，由此可推测损伤的小管可诱导小管上皮再生，从而使NGAL的分泌进一步增加，对后续的损伤发挥抵抗作用[10]，从而也进一步证明了NGAL对肾脏的保护作用。

3.2 NGAL与糖尿病性肾病的关系 众所周知，目前临床上仍以尿微量蛋白的出现作为评估早期糖尿病性肾脏病变的生物指标，然而其不足之处在于早期的肾功能紊乱有可能被忽略掉，最新的研究发现肾小管间质在糖尿病肾病的发展中起着同样重要的作用，由于长期暴露在糖尿病引起的代谢异常及血流动力学损伤因素下可能首先导致肾小管上皮细胞的炎症，随后肾小管间质纤维化，最终导致不可逆的肾脏损伤导致慢性肾病[11]。目前在糖尿病患者中发现的管状因素有组织蛋白酶－B、N－乙酰－β－D葡萄糖苷酶及单核细胞趋化因子，这些因子与糖尿病肾脏有非常密切的关系，且引起的肾小管间质损伤的相关程度比肾小球损伤更严重[12]，由此也证明了肾小管－间质损伤在糖尿病肾病中的意义不容忽视。NGAl作为最新发现的肾脏病变的早期诊断中敏感的生物指标，对于早期发现糖尿病引起的肾脏损害具有重大的意义。Kuwabara T等通过动物实验研究发现，lipoatrophic和链脲佐菌素诱导的糖尿病肾病小鼠模型中尿NGAL水平显著增高，血管紧张素受体拮抗剂坎地沙坦可明显减少尿中NGAL的排泄，且进一步证实了，糖尿病肾病小鼠的近端肾小管的重吸收功能严重受损，但是其mRNA和蛋白在肾脏中表达上调在对照组小鼠中是微不足道的，进一步提示了尿中排泄NGAL增高主要是因为肾脏的重吸收受损，NGAL最新的一项研究也证明了，在糖尿病患者还没有微量尿蛋白出现之前NGAL的含量已经明显升高，这也提示NGAL对糖尿病肾病的早期诊断相比血肌酐、微量白蛋白有更深远的意义[13]。另外一项关于患有1型糖尿病的22例儿童的研究发现，在其肾小球滤过率及蛋白尿均正常的情况下与正常对照组相比血、尿NGAL明显增高，更能敏感的反映出1型糖尿病患儿的肾脏的早期病变。Yang YH等通过1年的观察研究证实尿中NGAL与血清胱抑素C、尿素氮、血肌酐有明确的正相关，与肾小球滤过率成负相关，然而血清中NGAL与胱抑素C、尿素氮的关系均低于基线水平呈现负相关[14]。伴随着糖尿病的日益流行，糖尿病所引起的肾脏损伤也越来越多，早期发现、早期治疗才能更好的提高患者的生活质量。

综上所述，NGAL作为一种新型的分泌蛋白，与肾脏存在着密切的关系，在肾小管损伤的情况下，可能参与其损伤及修复保护作用，能否将其应用于慢性肾脏病变的早期诊断，并指导肾脏病变的治疗，还需进一步通过临床及动物实验研究明确其生物学功能及作用机制。

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