肿瘤坏死因子受体1、2与糖尿病肾病关系的研究进展

米桂平，王桂英

1.山西医科大学第一临床医学院(太原 030001)；2.山西省大同市第五人民医院



肿瘤坏死因子受体1、2与糖尿病肾病关系的研究进展

米桂平1，王桂英2

1.山西医科大学第一临床医学院(太原 030001)；2.山西省大同市第五人民医院

摘要：近年来越来越多的研究发现慢性低度炎症在糖尿病肾病的发病机制中起重要作用，肿瘤坏死因子受体1(TNFR1)和肿瘤坏死因子受体2(TNFR2)是主要的炎症因子，在动物实验中发现肾小球的炎症反应调节大部分是通过TNFR1依赖的mRNA介导的促炎反应，对糖尿病肾病鼠肾组织进行免疫组织化学染色发现TNFR1阳性细胞在近端肾小管有大量聚集。研究发现TNFR1、TNFR2在1型糖尿病早期肾功能下降时就有升高，而尿蛋白阴性但TNFR1、TNFR2浓度较高的2型糖尿病病人发生终末期肾病的风险明显升高。提示TNFR1、TNFR2或可为糖尿病肾病的诊断提供新的依据。

关键词：糖尿病肾病；肿瘤坏死因子α；肿瘤坏死因子受体1；肿瘤坏死因子受体2 ；肾结构损伤

肿瘤坏死因子受体1(tumor necrosis factor receptor 1，TNFR1)和肿瘤坏死因子受体2(tumor necrosis factor receptor 2，TNFR2)是肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)超家族成员，TNF-α是主要的促炎因子，其结构为功能性的26kDa的横跨膜的蛋白，可由单核细胞、巨噬细胞、T细胞、内皮细胞和脂肪等多种细胞产生。TNFR1、TNFR2为主要接替TNF-α信号的生物活性的两个细胞表面受体[1]，在易感细胞可引起黏附分子、白细胞趋化因子和细胞凋亡的表达。

糖尿病肾病是主要的糖尿病微血管并发症之一，无论是1型糖尿病还是2型糖尿病都是导致终末期肾病的主要原因。糖尿病肾病的发生是多种因素共同作用的慢性代谢紊乱造成的，肾小球基底膜的增厚和肥大或者肾小球和肾小管多种细胞功能的丧失最终会导致肾小球动脉硬化和肾小管纤维化而导致糖尿病肾病。这一病理过程有一部分原因是由慢性炎症反应导致的，在正常的肾组织可少量表达TNFR1，通常不会表达TNFR2，但当受刺激后肾小球系膜细胞、肾小球和肾小管上皮细胞均可产生[2-3]，其中炎症因子TNF-α对糖尿病肾病的发生和发展起到了病因学的作用[4]，主要包括TNFR1和TNFR2。

1TNFR与炎症

TNFR1几乎可以在身体中的每一个细胞表达，而TNFR2的确在有限的细胞表达，这就决定着TNFR2的活性对疾病更有特异性，在治疗学方面也是很好的靶点[5]。虽然有很多因子共同发挥作用，但TNFR1更多的参与细胞凋亡，TNFR2则主要依赖肿瘤坏死因子受体相关因子2(TRAF2)和核因子-κB(NF-κB)在细胞存活中起作用。然而表达TNFR2的细胞也能表达TNFR1，它们的共同表达所占的比例将改变细胞的凋亡或是存活。NF-κB是近年来发现的基因转录因子，参与很多炎性因子的调控，肿瘤坏死因子(TNF)介导的调控NF-κB活性通过其受体TNFR1、TNFR2实现，Wu等[6]研究发现TNFR2对其活性调节有起始作用。Ruspi等[7]研究发现与TNFR1相比，TNFR2在激动NF-κB促炎信号通路中起更关键的作用。Meiling等[8]研究发现TNFR2与内质网氧化应激有关，当TNFR2信号通路被阻止之后颗粒蛋白前体(PGRN)对内质网氧化应激的保护作用将会终止。TNFR2与PGRN共同作用在调节内质网氧化应激方面起重要作用。Chen 等[9]则表示在炎症环境中TNFR2的地位较关键，对管理T细胞的表型和功能起稳定性作用。

2TNFR与肾结构的损伤

Fernández-Real等[10]的研究发现，循环血中可溶性TNFR1和肾结构、肾功能的关系也许直接与TNF-α的行为有关。TNF-α被认为能改变正常组织的细胞外基质组成，在动物实验中，TNF-α可以导致糖尿病动物模型的肾脏肥大，体外培养的肾小球系膜细胞能产生和释放TNF-α，TNF-α对肾小球系膜和内皮细胞有细胞毒性作用，引起肾小球损伤，也能引起其他损伤肾小球的机制，如TNF-α可以促进系膜细胞产生肾上腺素，肾上腺素能改变肾小球的微环境，激发内皮的促凝活性，也可以增加内皮的渗透性。可溶性肿瘤坏死因子受体(TNFR)可竞争性结合细胞表面的受体而阻止TNF-α的活动，阻滞其可能的破坏活动或通过稳定TNF-α的活动而影响其功能。通常认为肾功能的紊乱如微量蛋白尿早于肾结构的损伤，Fernández-Real等[10]认为循环血中可溶性TNFR浓度的升高早于肾结构的损伤，所以TNFR能比尿蛋白更灵敏的预测肾功能和肾结构的损伤。

在动物试验中发现[11]，肾小球的炎症反应调节大部分是通过TNFR1依赖的mRNA介导的促炎反应。在体外和小鼠体内均发现TNFR在肾小球的炎症反应中起作用，大部分的炎症反应通过TNFR1依赖的mRNA调节促炎反应，包括趋化因子和黏附分子，转录后的TNFR2可以增加趋化因子的分泌，并选择性的引起单核巨噬细胞的聚集，TNFR2没有专有的炎症通路而主要对TNFR1的促炎反应起增强作用。

在糖尿病肾病鼠的实验中[12]，对其肾组织进行免疫组织化学的染色发现，TNFR1的表达没有在肾小球和远端肾小管被发现，TNFR1阳性细胞主要分布于近端肾小管，可见TNFR对肾小管的损伤也有一定的预测作用。

3TNFR的临床检测

微量白蛋白尿常用于诊断早期糖尿病肾病，但经过一系列的治疗微量白蛋白尿常常可以消退，回归到正常范围。Perkins等[13]的一项研究表明微量白蛋白尿的消退与糖化血红蛋白、血脂、收缩压、病程等有关，控制糖化血红蛋白、血脂、血压达标有利于微量白蛋白尿的消退，而对于病程较短的病人微量白蛋白尿更容易消退至正常范围。这就表明微量白蛋白尿不能很好地反映肾功能的损伤而早期诊断糖尿病肾病，只能作为肾损伤的结果。

Niewczas等[14]从20世纪90年代开始对410例2型糖尿病病人进行了长达12年的跟踪随访发现了TNFR与终末期肾病的关系，他们检测了多项血浆标志物，如TNFR1、TNFR2、C反应蛋白(CRP)、白细胞介素-6(IL-6)、纤溶酶原激活物抑制物(PAI-1)、血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)，结果发现在所有被检测的标志物中，只有TNFR1和TNFR2与终末期肾病的发病有关，在TNFR1和TNFR2最高的四分位点发生终末期肾病的风险明显高于其他较低的三个四分位点，而终末期肾病与循环血中TNFR1的相关性更强，终末期肾病的发生风险随着TNFR1、TNFR2浓度的升高而有明显的升高。同时，为了探讨尿蛋白是否会在多变量作用中产生影响，他们根据是否有尿蛋白进行了分层的Cox分析，在每一层中，蛋白排泄率和TNFR1作为随着时间的变化发生终末期肾病风险的主要决定因素，分析结果表明蛋白排泄率的作用与TNFR1之间缺乏相互作用，表明循环血中TNFR1水平作为标志物对终末期肾病的预测不受蛋白排泄率的影响，而通过建立Cox比例风险模型进行多因素分析发现，TNFR1与有蛋白尿病人的尿蛋白排泄率和无蛋白尿病人的排泄率之间具有可比性，循环血中TNFR1在没有蛋白尿的糖尿病病人中发生终末期肾病的风险大于有蛋白尿的糖尿病病人，也就是说，在没有蛋白尿的糖尿病病人中TNFR与终末期肾病的相关性更强。此外，TNF与估算肾小球滤过率(eGFR)呈负相关[15]，因此，循环血中高浓度的TNFR是预测没有蛋白尿的2型糖尿病终末期肾病的标志物，比尿蛋白更具稳定性。

在另一项关于1型糖尿病病人早期肾病的研究中发现[16]，在检测的众多循环血中的血清标志物中TNFR也有升高，经过Spearman相关分析显示TNFR1、TNFR2与肾小球滤过率呈负相关，通过多因素分析调整临床变量如性别、体重指数、病程、糖化血红蛋白等之后，TNFR1、TNFR2与肾小球滤过率依然具有相关性，TNFR在没有蛋白尿但肾功能下降的1型糖尿病病人中对早期肾损伤也有很好的预测作用。这也许和肿瘤坏死因子系统调节炎症反应和细胞凋亡有关。Gohda等[17]对1型糖尿病的研究也得到了同样的结论，并进一步指出TNFR2对早期肾功能下降的预测作用稍高于TNFR1。在糖尿病鼠中[18]和人类糖尿病肾病[19]中均观察到肾小管间质细胞凋亡，在一部分病人肾小管的损伤早于肾小球功能障碍，炎症反应早于糖尿病肾病的出现[20]，这也和之前所提到的肿瘤坏死因子调节炎症反应和细胞凋亡相一致。

4小结

糖尿病肾病是糖尿病微血管并发症之一，受遗传、氧化应激、慢性炎症等多种因素影响，目前尿蛋白排泄率仍是糖尿病肾病诊断、治疗、预后评价的重要的标志，但大量研究及临床经验积累发现经过一定的治疗尿蛋白排泄率能恢复至正常范围，而一部分糖尿病病人在尿蛋白排泄率正常时却已经出现肾小球滤过率下降，这就要求寻找一个更稳定、更灵敏、更能反映肾功能损伤的标志物，2014年美国糖尿病协会(ADA)科学年会“Kelly West”奖获得者Andrzej 教授提出“微量白蛋白尿退出历史舞台”。近年来越来越多的研究表明长期慢性低度炎症的作用最终导致肾小球和肾小管的损伤，这里所说的炎症并非由细菌、病毒感染引起，而是长期的、慢性的炎症细胞浸润。TNFR1、TNFR2是细胞炎症因子，在国外对1型糖尿病早期肾研究中发现其与糖尿病肾病有相关性，在没有蛋白尿的TNFR1、TNFR2浓度较高的2型糖尿病病人发生终末期肾病的风险明显升高。在对肾组织进行的研究中发现TNFR1在近端肾小管有大量聚集，TNFR1对肾小管损伤也有预测作用，提示TNFR1、TNFR2较尿蛋白更灵敏的反映糖尿病肾病肾功能的状态，或可成为糖尿病肾病诊断新的标志物。

参考文献：

[1]Wang P，Ba ZF，Chaudry IH.Administration of tumor necrosis factor-α in vivo depresses endothelium-dependent relaxation[J].Am J Physiol，1994，266：H2535-2541.

[2]Jefferson JA，Shankland SJ，Pichler RH.Proteinuria in diabetic kidney disease：a mechanistic viewpoint[J].Kidney International，2008，74(1)：22-36.

[3]Misseri R，Meldrum DR，Dagher P，et al.Unilateral ureteral obstruction induces renal tubular cell production of tumor necrosis factor-α independent of inflammatory cell infiltration[J].J Urol，2004，172：1595-1599.

[4]Limand AK，Tesch GH.Inflammation in diabetic nephropathy [J].Mediators of Inflammation，2012(5)：146154.

[5]Faustman DL，Davis M.TNF Receptor 2 and disease：autoimmunity and regenerative medicine，Frontiers in immunology[J].Front Immunol，2013，4：478.

[6]Wu Z，Bruggeman LA.Assaying NF-κB activation and signaling from TNF receptors[J].Methods Mol Biol，2014，1155：1-14.

[7]Ruspi G，Schmidt EM，McCann F，et al.TNFR2 increases the sensitivity of ligand-induced activation of the p38 MAPK and NF-κB pathways and signals TRAF2 protein degradation in macrophages[J].Cell Signal，2014，26(4)：683-690.

[8]Meiling L，Yanna L，Xia F，et al.Progranulin is required for proper ER stress response and inhibits ER stress-mediated apoptosis through TNFR2[J].Cell Signal，2014，26(7)：1539-1548.

[9]Chen X，Wu X，Zhou Q，et al.TNFR2 is critical for the stabilization of the CD4+Foxp3+regulatory T cell phenotype in the inflammatory environment[J].J Immunol，2013，190(3)：1076-1084.

[10]Fernández-Real JM，Vendrell J，García I，et al.Structural damage in diabetic nephropathy is associated with TNF-α system activity[J].Acta Diabetol，2012，49：301-305.

[11]Taubitz A，Schwarz M，Eltrich N，et al.Distinct contributions of TNF receptor 1 and 2 to TNF-induced glomerular inflammation in mice[J].PLoS One，2013，8(7)：e68167.

[12]Omote K，Gohda T，Murakoshi M，et al.Role of the TNF pathway in the progression of diabetic nephropathy in KK-Ay mice[J].Am J Physiol Renal Physiol，2014，306：F1335-F1347.

[13]Perkins BA，Ficociello LH，Silva KH，et al.Regression of microalbuminuria in type 1 diabetes[J].N Engl J Med，2003， 348：2285-2293.

[14]Niewczas MA，Gohda T，Skupien J，et al.Circulating TNF receptors 1 and 2 predict ESRD in type 2 diabetes[J].J Am Soc Nephrol，2012，23：507-515.

[15]Jung CH，Kim BY，Mok JO，et al.Association between serum adipocytokine levels and microangiopathies in patients with type 2 diabetes mellitus[J].J Diabetes Invest，2014，5：333-339.

[16]Niewczas MA，Ficociello LH，Johnson AC，et al.Serum concentrations of markers of TNF and fas-mediated pathways and renal function in nonproteinuric patients with type 1 diabetes [J].Clin J Am Soc Nephrol，2009，4：62-70.

[17]Gohda T，Niewczas MA， Ficociello LH，et al.Circulating TNF receptors 1 and 2 predict stage 3 CKD in type 1 diabetes [J].J Am Soc Nephrol，2012，23：516-524.

[18]Kumar D，Zimpelmann J，Robertson S，et al.Tubular and interstitial cell apoptosis in the streptozotocin-diabetic rat kidney[J].Nephron Exp Nephrol，2004，96：e77-e88.

[19]Kumar D，Robertson S，Burns KD.Evidence of apoptosis in human diabetic kidney [J].Mol Cell Biochem，2004，259：67-70.

[20]Jian W，Yaqing D， Chunling Z，et al.Urinary TNF-α and NGAL are correlated with the progression of nephropathy in patients with type 2 diabetes[J].Experimental and Therapeutic Medicine，2013，6：1482-1488.

(本文编辑郭怀印)

(收稿日期：2015-10-11)

中图分类号：R587.1R255.4

文献标识码：A

doi：10．3969/j．issn．1672-1349．2016．06．016

文章编号：1672-1349(2016)06-0609-04

通讯作者：王桂英，E-mail：doctoramy5@163.com

基金项目：山西省大同市科技攻关项目(No.2014100-4)