狼疮性肾炎新标志物：脂质运载蛋白-2

李东川 马瑞霞

(青岛大学医学院附属医院肾内科，山东青岛 266003)

狼疮性肾炎(lupus nephritis，LN)是系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)常见且严重的的并发症之一。10％～26％ LN患者可发展至肾衰竭[1]。目前常用于检测LN的蛋白尿、血尿及血肌酐等指标虽与肾脏损伤有关，但为非特异性，不能早期预测肾功能损害；肾穿刺活检是检测肾脏损伤的“金标准”，但因其有创性，患者常难以接受。

近年来，脂质运载脂蛋白-2(lipocalin-2)引起人们的重视，其有望作为LN的标志物应用于临床。

1 lipocalin-2的生物学特点

当细胞受炎性反应或感染刺激时，上皮细胞产生白细胞介素8(interleukin-8，IL-8)或角化细胞(keratinocyte，KC)趋化因子，从而将中性粒细胞，如多形核中性白细胞(polymorphonuclear neutrophils，PMN)吸引至受损部位。PMN合成并释放多种抗菌多肽及蛋白水解酶，例如人中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)为其中之一[2]。NGAL有3种存在形式：分子量为25 kDa的单体、自身聚合46 kDa同源二聚体以及与基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9，MMP-9)形成的135 kDa异源二聚体，即lipocalin-2。由lipocalin-2的8条β折叠相互作用而形成的β自折叠桶结构为亲脂性配体结合位点，它可结合中性粒细胞趋化物N-甲酰-甲硫氨酰-亮氨酰苯丙氨酸(N-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine，fMLP)，也可以运输介导炎性反应的一些亲脂性分子，如血小板活化因子(platelet activating factor，PAF)、白三烯B4(leukotrienes B4，LTB4)和内毒素脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)等。当lipocalin-2与MMP-9结合时，可形成稳定结构避免MMP-9的自动降解。

2 lipocalin-2的功能

2.1 铁转运 lipocalin-2是通过一种小型苯酚环将铁从血浆清除的，这种转铁能力使lipocalin-2在抗革兰阴性杆菌的自然免疫反应中发挥关键作用[3]。lipocalin-2在受体介导下通过内吞作用进入巨噬细胞内，一旦进入细胞，铁即与lipocalin-2分离，从而被细胞利用。lipocalin-2的这种转铁能力对人体的自组织进化极其重要[4]。lipocalin-2高度表达于输尿管芽，因此推测其转运铁的能力对于肾小管上皮细胞的形成及肾祖细胞发育成不同肾组织可能有重要意义。

2.2 诱导细胞凋亡 当lipocalin-2通过受体介导的细胞内吞作用进入细胞后，也可将铁转运至细胞外。由此产生的细胞内缺铁现象，标志着细胞进入由Bim(Bcl-2家族促凋亡蛋白分子)表达所诱导的细胞凋亡过程[5]。通过lipocalin-2与诱导细胞凋亡之间的关联性，Devireddy等[5-6]发现，lipocalin-2对于上调祖B细胞(pro-B cells)具有深远意义。研究[7-8]发现，腹膜炎、动脉粥样硬化、血管炎、川崎病和肠炎等疾病中，白细胞和上皮细胞分泌lipocalin-2增多；且lipocalin-2高表达与多种癌症有关，最显著的是乳腺癌和结肠癌。

3 lipocalin-2受体在肾脏的分布与表达

目前，已发现2种与lipocalin-2结合的细胞表面受体，Megalin表达于肾小管细胞及T细胞表面，其功能尚未明确[9-10]；24p3R是一种有12个可预测的跨膜螺旋的基底膜相关蛋白[5]。Langelueddecke等[11]研究发现，24p3R表达于远端肾单位的顶端质膜中，其可调节肾小管上皮细胞对蛋白质的内吞作用，这是第1个发现24p3R在上皮细胞的位置及作用的实验。

研究[12]发现，NGAL受体(NGALR)是lipocalin-2的一种特殊细胞表面受体，这种特殊受体可能亦参与lipocalin-2的内吞作用和细胞转运。

Mao等[13]发现，IL-1β通过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)/细胞外信号调节激酶(extracellular signal-related kinase，ERK)信号途径诱导系膜细胞NGALR mRNA及蛋白的表达，且系膜细胞NGALR表达上调与IL-1β诱导的炎性基因表达有关。NGALR也可能在其他固有细胞有表达，但尚缺乏相关研究。研究[9]证实，lipocalin-2在系膜细胞无表达，但却发挥重要作用，可能与系膜细胞高表达NGALR有关。

4 lipocalin-2与肾脏

4.1 lipocalin-2对肾脏的保护作用 多项研究[8， 14]显示，lipocalin-2对肾脏具有保护作用，其机制包括：lipocalin-2与转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)结合诱导局部浸润的巨噬细胞凋亡，防止肾小球硬化；lipocalin-2可以促进肾小管上皮细胞再生及缺血损伤后的分化，从而保护受损的肾脏；Fe-lipocalin-2复合物可通过减少氮质血症的严重程度、上调血红素氧化酶-1从而保护肾脏；lipocalin-2在防止小管间质纤维化中也有重要作用。lipocalin-2通过以下途径影响肾脏纤维化：(1)通过Ras-MAPK信号通路调控肾脏纤维化；(2)通过E-钙黏蛋白(E-cadherin，E-cad)影响肾脏纤维化的发生和发展；(3)保护、调节MMP-9的活性并作为信息分子载体参与免疫炎性反应，抵消复合物中金属蛋白酶组织抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1，TIMP-1)抑制MMP-9活性的作用而抑制肾脏纤维化[14]。

4.2 lipocalin-2与肾脏疾病 lipocalin-2在急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)中研究较广，主要集中在肾脏急性缺血-再灌注损伤、心脏术后急性肾衰竭及毒性肾损伤等方面[15-16]。先前研究[17]发现，尿lipocalin-2可以预测AKI，在肾脏缺血2 h后尿lipocalin-2升高预测敏感性为98％，特异性为100％，并持续到AKI发病后数天。lipocalin-2不仅可以作为早期诊断AKI的重要标志物，而且可以反映肾脏增生性改变[16]。lipocalin-2也被证实可以用来鉴定肾脏移植数小时之内的移植物反应[15]。

新近研究[18-19]显示，lipocalin-2可作为慢性肾脏疾病(如LN、多囊肾、IgA肾病、梗阻性肾病和原发性肾小球肾炎、肾病综合征)的早期标志物。Brunner等[20]发现，尿NGAL、肌酐清除率和单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1，MCP-1)对于LN所致慢性肾脏疾病的早期诊断是比较理想的指标。尿lipocalin-2可以反映肾小球滤过屏障、近端小管重吸收和远端小管肾单位的损害[21]。研究[22]显示，血和尿lipocalin-2水平与糖尿病肾病(diabetic kidney disease，DKD)的严重性呈正相关，可作为DKD的早期标志物。

5 lipocalin-2与LN

5.1 lipocalin-2参与LN发病机制 目前公认，LN是一种免疫复合物介导性肾炎。抗DNA抗体，特别是抗双链DNA(double-stranded DNA，ds-DNA)抗体是SLE的标志性抗体。Qing等[23]在动物实验中发现，用致肾炎性鼠抗ds-DNA单克隆抗体处理系膜细胞后所获得的狼疮性细胞中lipocalin-2表达明显增加，而正常系膜细胞及用同型相匹配的非致病性抗体处理的系膜细胞则无lipocalin-2表达，这表明SLE的发病机制可能与lipocalin-2过度表达有关。

5.2 lipocalin-2与LN诊断 Suzuki等[24]通过酶联免疫吸附试验(ELISA)测定85例SLE患儿、50名健康儿童、30例青少年特发性关节炎(juvenile idiopathic arthritis，JIA)患者血清和尿lipocalin-2，结果显示SLE患儿明显高于正常儿童及JIA患者；此外，该研究还探讨血清肌酐、蛋白尿、抗ds-DNA抗体滴度、尿蛋白/肌酐比值及尿lipocalin-2与LN活动关系，结果显示，尿蛋白/肌酐比值和尿lipocalin-2与LN活动性相关。尿蛋白/肌酐比值是评价LN严重程度的重要指标，而尿蛋白/肌酐比值与尿lipocalin-2密切相关，可见尿lipocalin-2也是评价LN的重要指标。Rubinstein等[25]对肾活检诊断为LN的患者的研究发现，当尿lipocalin-2与尿肌酐比值为20 ng/mg时，尿lipocalin-2诊断LN的敏感性为57％，特异性为83％；而当二者比值为28 ng/mg时，尿lipocalin-2诊断LN的敏感性为50％，特异性为91％。

Pitashny等[26]研究发现，与无LN的SLE患者和健康对照组比较，有LN的SLE患者尿lipocalin-2显著升高(P<0.01)；而无LN的SLE患者与健康对照组比较，尿lipocalin-2差异无统计学意义；研究还发现尿lipocalin-2水平与肾脏疾病的SLE疾病活动指数(SLE disease activity index，SLEDAI)密切相关，lipocalin-2作为肾脏疾病的检测指标比总SLEDAI评分更有意义，且其与肾外SLEDAI没有相关性；该研究还发现，血清和尿lipocalin-2水平与判断全身疾病活动性的其他实验室指标(血液学指标、抗ds-DNA抗体滴度、C3和C4水平)及患者年龄、性别、种族无相关性。Rubinstein等[25]研究显示，LN患者尿lipocalin-2水平与肾SLEDAI中反映炎性反应的指标如血尿、脓尿、管型尿而非蛋白滤过率有关。Hinze等[27]研究发现，儿童LN患者在病情恶化前3个月尿lipocalin-2明显升高(104％)，血浆lipocalin-2上升达26％，尿和血浆lipocalin-2水平可以作为儿童LN患者疾病恶化的预测指标。

Yang等[28]对34例LN所致肾衰竭患者(试验组)、84例LN患者、14例非LN的自身免疫性疾病患者及12名健康志愿者的24 h尿NGAL排泄率及其他细胞因子进行对比，发现试验组的24 h尿NGAL(即lipocalin-2)排泄率明显高于其他组，而试验组白细胞介素-10(interleukin-10，IL-10)、TGF-β1、TNF-α的水平与不同对照组比较差异无统计学意义；并且发现试验组中的尿NGAL排泄率与患者血肌酐水平及肌酐清除率之间具有关联性。据此推断，尿NGAL可能是LN早期诊断的生物学标志物之一。

lipocalin-2不仅可以作为早期诊断LN的重要指标，而且可以提示疾病的严重程度。

5.3 lipocalin-2预测LN复发 研究[25]发现，尿lipocalin-2不仅可以作为所有SLE患者肾炎活动性的预测因子，还可以作为LN复发的预测指标；在预测LN复发时，尿lipocalin-2优于抗ds-DNA抗体滴度。因此，尿lipocalin-2用于SLE患者的随访检测时能早期间接地诊断肾脏病变情况、预防复发、降低肾脏的损害程度。

综上所述，lipocalin-2是早期诊断、治疗、预测及预防LN复发的最有潜力的一个新标志物。SLE中致肾炎性自身抗体可诱导lipocalin-2表达，但具体机制尚不明确。尿lipocalin-2与LN的活动性密切相关，可用于LN的早期诊断及监测复发，并有望取代重复肾活检。LN作为新标志物尚需进一步研究：尿lipocalin-2的升高能否预测肾脏的改变；尿lipocalin-2的水平是否可以区分LN不同病理类型，尤其是Ⅳ型和Ⅴ型；lipocalin-2对LN的保护作用是否可以作为治疗LN的新方法等。

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