尿Smad1与2型糖尿病肾病早期诊断及病情进展关系的探讨

李巧，李佳萦，冯烈，万晓刚，朱章志

（1.广州中医药大学第一附属医院内分泌科，广东 广州 510405；2.暨南大学第一附属医院内分泌科，广东 广州 510632）

论著

尿Smad1与2型糖尿病肾病早期诊断及病情进展关系的探讨

李巧1，李佳萦2，冯烈2，万晓刚1，朱章志1

（1.广州中医药大学第一附属医院内分泌科，广东 广州 510405；2.暨南大学第一附属医院内分泌科，广东 广州 510632）

目的探讨尿Smad1与2型糖尿病肾病早期诊断及病情进展之间的关系。方法选取广州中医药大学第一附属医院内分泌科和暨南大学第一附属医院内分泌科166例2型糖尿病患者。按尿微量白蛋白与肌酐比值分为正常白蛋白尿组、微量白蛋白尿组和大量白蛋白尿组。并以80例健康体检者作为对照组。采用酶联免疫吸附法检测尿标本中Smad1浓度，并以尿Smad1与尿肌酐（SCR）作为标准数值，SCR取对数值。结果正常白蛋白尿组SCR与对照组比较差异无统计学意义（P＞0.05）；微量白蛋白尿组SCR较正常白蛋白尿组高（P＜0.05）；大量白蛋白尿组SCR较微量白蛋白尿高（P＜0.05）。Pearson相关分析显示，SCR与HbA1c、病程、视网膜病变呈线性正相关（r=0.384、0.413和0.325，P=0.000、0.005和0.021）；ROC曲线显示，尿Smad1是诊断2型糖尿病肾病的较好指标。结论尿Smad1可作为2型糖尿病肾病早期诊断的新型指标，并可反映糖尿病肾病病情进展。

尿Smad1；糖尿病肾病；尿微量白蛋白与肌酐比值

糖尿病肾病是糖尿病严重的微血管并发症，是导致终末期肾功能衰竭的主要原因之一。糖尿病肾病早期若及时干预肾功能可恢复，而一旦发展为临床肾病就很难逆转。故早发现，早干预，对控制和延缓糖尿病肾病进展具有重要的临床意义。肾活检是诊断早期肾病的金标准，但其为有创性检查，故目前临床上未得到广泛运用。微量白蛋白尿是目前糖尿病肾病早期诊断最常用的指标。但微量白蛋白尿受运动、血压、尿路感染等多种因素干扰，存在一定的误诊率[1]。因此，寻找一个更可靠的能够早期诊断糖尿病肾病的无创性指标显得非常重要。

随着人们对糖尿病肾病的深入研究，人信号转导分子1（Smad1）蛋白在糖尿病肾病中的作用受到越来越多的关注。自ABE等[2]在2004年首次提出Smad1可作为肾脏功能紊乱的标志后，众多的学者通过动物模型对肾小球Smad1及尿Smad1在糖尿病肾病中作用做一系列深入研究，结果发现尿Smad1的排泄水平与肾小球系膜基质积聚的程度呈正相关[3-5]。近年来，有关尿Smad1与2型糖尿病肾病的临床研究也发现两者关系密切[6]，有研究认为，尿Smad1可作为2型糖尿病肾病诊断指标，并可用于评价糖尿病肾病的严重程度[7]。鉴于目前的研究多限于动物实验而缺乏临床资料，故本研究通过较大样本、多中心合作再次探讨尿Smad1与糖尿病肾病的关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2014年3月-2015年7月于广州中医药大学第一附属医院内分泌科和暨南大学附属第一医院内分泌科收治的166例2型糖尿病患者。平均年龄（57.12±10.69）岁；平均病程（7.87±3.18）年。另选取健康体检者80例为对照组，平均年龄（56.56± 7.64）岁。糖尿病视网膜病变诊断标准以国际临床分级标准为准，糖尿病肾病临床分期参考1989年Mogensen分期标准。本研究在排除其他原因引起的蛋白尿增多情况下，将97例尿微量白蛋白肌酐比值（urinary albuminto-ereatinine ratio，ACR）＜30 mg/g的患者作为正常白蛋白尿组，54例30 mg/g≤ACR＜300 mg/g作为微量白蛋白尿组即早期糖尿病肾病组，15例ACR≥300 mg/g作为大量白蛋白尿组。本研究获得广州中医药大学第一附属医院及暨南大学附属第一医院伦理委员会的批准。

1.2 方法

1.2.1 观察指标尿Smad1、ACR、糖化血红蛋白（hemoglobin A1C，HbA1c）、空腹血糖（fasting blood sugar，FPG）、血脂、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、血肌酐(Creatinine，Cr)、眼底检查等。

1.2.2 Smad1的检测用无菌管收集所有纳入人群新鲜晨尿，于常温下3 000 r/min离心20 min，仔细收集上清液，置于-80℃冰箱冷冻保存，使用前迅速解冻并离心以去除尿酸或磷酸盐成分。采用双抗体夹心酶联免疫吸附法定量测定尿Smad1浓度，所有过程均在96孔板（试剂盒购于美国R&D公司）中进行。

1.3 统计学方法

采用SPSS 13.0统计软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（±s）表示，非正态分布资料经自然对数校正为正态分布[BUN、（Urinary Smad1 serum creatinine，SCR）]或用秩转换的非参数检验（多个独立样本间ACR比较用Kruskal-WallisH检验）。多样本间均数比较用方差分析，多样本均数间两两比较用SNK检验，多样本间率的比较用χ2检验，指标间相关分析用Pearson相关分析，以受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线评价诊断试验的特异性和敏感性，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组一般临床指标比较

2型糖尿病患者各亚组与对照组比较，除病程、FPG、HbA1c、ACR、胱抑素C（Cystatin C，Cys-c）有统计学意义，其他基线指标比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.22 型糖尿病患者各亚组和对照组SCR比较

正常白蛋白尿组SCR与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。随着ACR含量的增加，SCR水平也逐渐升高，微量白蛋白尿组SCR与正常白蛋白尿组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；大量白蛋

白尿组SCR与微量白蛋白尿组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表1 糖尿病各亚组与对照组观察指标比较（±s）

表1 糖尿病各亚组与对照组观察指标比较（±s）

注：1）与对照组比较，P＜0.05；2）与正常白蛋白尿组比较，P＜0.05；3）与微量白蛋白组比较，P＜0.05

组别年龄/岁男/女/例BMI/（kg/m2）病程/年FPG/（mmol/L）HbA1c/%对照组（n=80）56.56±7.6441/3922.90±3.35-5.01±0.845.12±0.25正常白蛋白尿组（n=97）56.61±12.4150/4723.16±3.426.75±3.767.05±2.311）8.02±2.181）微量白蛋白尿组（n=54）57.35±11.3424/3023.33±3.068.24±3.811）2）8.64±3.151）2）9.67±2.501）大量白蛋白尿组（n=15）58.50±9.426/923.05±3.2413.54±3.711）2）3）8.88±3.561）2）9.97±3.501）F值1.147-0.19521.47832.33168.986 χ2值-1.345----P值0.2410.8660.9450.0000.0000.008组别SBP/mmHgBUN/（mmol/L）Cr/（μmol/L）Cys-c/（mg/L）ACR/（mg/g）对照组（n=80）117.68±8.860.65±0.1562.08±15.690.84±0.1890.83正常白蛋白尿组（n=97）116.65±9.820.68±0.1562.31±16.810.96±0.221）90.26微量白蛋白尿组（n=54）118.26±9.200.64±0.1162.17±18.311.33±0.251）2）201.521）2）大量白蛋白尿组（n=15）117.63±9.980.71±0.1864.66±20.741.53±0.231）2）231.171）2）3）F值0.5361.6540.80885.690 χ2值----137.202 P值0.6120.1770.5240.0000.000

表2 正常白蛋白尿组、微量白蛋白尿组和大量白蛋白尿组尿Smad1含量比较（ng/mg，±s）

表2 正常白蛋白尿组、微量白蛋白尿组和大量白蛋白尿组尿Smad1含量比较（ng/mg，±s）

注：1）与对照组比较，P＜0.05；2）正常白蛋白尿组比较，P＜0.05；3）与微量白蛋白尿组比较，P＜0.05

组别SCR对照组（n=80）0.68±0.55正常白蛋白组（n=97）0.76±0.35微量白蛋白尿组（n=54）1.02±0.231）2）大量白蛋白尿组（n=15）1.36±0.061）2）3）F值33.504 P值0.000

2.3 指标间相关分析

2型糖尿病患者各亚组间SCR与HbA1c、病程、视网膜病变比较，差异有统计学意义（r=0.384、 0.413和0.325，P=0.000、0.005和0.021）。

2.4 SCR诊断糖尿病肾病的敏感性和特异性

ROC曲线下面积为0.930，可认为SCR对糖尿病肾病的诊断价值较高。在截断点≥0.86处敏感性（88.7%）和特异性（83.0%）均较高。见附图。

附图尿Smad1诊断糖尿病肾病的ROC曲线图

3 讨论

糖尿病肾病是高糖所致的全身及肾内多种细胞因子、生长因子的表达和调节的作用结果。早期肾脏病理特点主要是细胞外基质的聚集。IV型胶原是细胞外基质的主要成分，而转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）可引起细胞外基质积聚。Smad蛋白是TGF-β下游重要的信号转导分子，介导Smads通路的胞内信号转导，从而调节Ⅳ型胶原的表达[8-10]。

目前研究发现[11]，Smad1过表达的糖尿病大鼠肾小球系膜基质的聚集增加1～1.5倍，而Smad1过表达的非糖尿病大鼠未出现肾脏组织的改变。此外，将糖尿病大鼠杂合体Smad1基因敲出后，肾小球系膜基质聚集的程度减轻。表明肾小球Smad1与早期系膜基质的积聚密切相关。糖尿病肾病研究还发现[3]，小鼠尿中Smad1的水平也与早期肾小球系膜基质积聚程度呈正相关，而白蛋白尿水平与之关联不大。使用TGF-β抗体治疗后系膜基质聚集的程度减轻，而蛋白尿并未减少[12]。因此认为尿Smad1可

以用于糖尿病肾病的早期诊断，且优于白蛋白尿。

本研究中糖尿病肾病患者尿Smad1浓度高于糖尿病患者和对照组，而糖尿病患者尿Smad1浓度与对照组无差异，表明尿Smad1可能是肾功能损伤的特异性指标。而且本研究还绘制ROC曲线，结果发现尿Smad1对糖尿病肾病的诊断价值较高（诊断价值：ROC曲线下面积≤0.7较低；＞0.7且≤0.9中等；＞0.9较高。本研究曲线下面积为0.930），由此推测尿Smad1可以作为糖尿病肾病的诊断指标。此外，本研究还发现糖尿病肾病早期尿Smad1浓度高于正常白蛋白尿组，表明尿Smad1可以预测早期糖尿病肾病。而且，随着糖尿病肾病的进展，尿Smad1浓度随白蛋白尿的增加而升高，表明尿Smad1与糖尿病肾病病情进展相关。这与以往的研究结论是一致的[3-4]。

本研究还观察到糖尿病患者HbA1c越高，病程越长，视网膜病变越严重，尿Smad1浓度就越高，表明病程、血糖、视网膜病变可能会影响尿Smad1的表达。而视网膜病变与肾脏病变同属2型糖尿病的微血管并发症，由此可进一步证明尿Smad1与糖尿病肾病密切相关。

总之，本研究表明尿Smad1可作为糖尿病肾病早期诊断的新型生物指标，并可判断糖尿病肾病病情进展程度。但本研究是以ACR而不是肾活检作为糖尿病肾病的诊断及早期诊断指标，因此结果可能存在偏倚。本研究属较早探讨尿Smad1与2型糖尿病肾病关系的临床研究，将为这方面的后续研究提供参考依据。未来笔者将继续关注这方面的研究，希望在不久的将来能给大家带来更多新的惊喜。

[1]CARAMORI M L,FIORETTO P,MAUER M.Low glomerular filtration rate in normoalbuminuric type 1 diabetic patients:an indicator of more advanced glomerular lesion[J].Diabetes,2003, 52(4):1036-1040.

[2]ABE H,MATSUBARA T,IEHARA N,et al.TypeⅣcollagen is tranSCRiptionally regulated by Smad1 under advanced glycation end product(AGE)stimulation[J].J Biol Chem,2004,279: 14201-14206.

[3]MATSUBARA T,ABE H,MIMA A,et al.Expression of Smad1 is directly associated with Mesantial matrix expansion in rat diabetic nephropathy[J].Lab Invest,2006,86:357-368.

[4]MIMA A,ARAI H,ABE H,et al.Urinary Smad1 is a novel marker to predict later onset of mesangial matrix expansion in diabetic nephropathy[J].Diabetes,2008,57:1712-1722.

[5]DOI T,MIMA A,MATSUBARA T,et al.The current clinical problems for early phase of diabetic Nephropathy and approach for pathogenesis of diabeticnephropathy[J].DiabetesRes Clin Pract, 2008,82(Suppl 1):S21-S24.

[6]FU W J,FANG Y G,DENG R T,et al.Correlation of high urinary Smad1 level with glomerular hyperfiltration in type 2 diabetes mellitus[J].Endocrine,2013,43(2):346-350.

[7]LI Q,FENG L,LI J,et al.Urinary Smad1 is a new biomarker for diagnosis and evaluating the severity of diabetic nephropathy[J]. Endocrine,2014,46(1):83-89.

[8]JAVELAUD D,MAUVIE A.Transforming growth factor-betas: Smad signaling and roles in p hysiopathology[J].Pathol Biol, 2004,52(4):50-54.

[9]ABE H,MATSUBARA T,ARAI H,et al.Role of Smad1 in diabetic nephropathy:Molecular mechanisms and implications as a diagnostic marker[J].Histol Histopathol,2011,26(4):531-541.

[10]ABE H,TOMINAGA T,MATSUBARA T,et al.Scleraxis modulates bone morphogenetic protein 4(BMP4)-Smad1 proteinsmooth muscle α-actin(SMA)signal transduction in diabetic nephropathy[J].J Biol Chem,2012,287(24):20430-20442.

[11]MATSUBARA T,ARAKI M,ABE H,et al.Bone morphogenetic protein 4 and smad1 mediate extracellular matrix production in the development of diabetic nephropathy[J].Diabetes,2015,64 (8):2978-2990.

[12]ZIYADEH F N,HOFFMAN B B,HAN D C,et al.Long-term prevention of renal insufficiency,excess matrix gene expression, and glomerular mesangial matrix expansion by treatment with monoclonal antitransforming growth factor-beta antibody in db/db diabetic mice[J].Proc Natl,Acad Sci USA,2000,97:8015-8020.

（张蕾 编辑）

Relationship of urinary Smad1 with early diagnosis and progression of diabetic nephropathy in type 2 diabetes patients

Qiao Li1,Jia-ying Li2,Lie Feng2,Xiao-gang Wan1,Zhang-zhi Zhu1
(1.Department of Endocrinology,the First Affiliated Hospital,Traditional Chinese Medicine University of Guangzhou,Guangzhou,Guangdong 510405,China;2.Department of Endocrinology,the First Affiliated Hospital of Jinan University, Guangzhou,Guangdong 510632,China)

Objective To explore the relationship of urinary Smad1 with early diagnosis and progression of diabetic nephropathy in type 2 diabetes patients.Methods In this study 166 subjects with type 2 diabetes and 80 healthy volunteers were enrolled.The patients were divided into three groups according to urine albumin to creatinine ratio,i.e.normal albuminuria group,microalbuminuria group and macroalbuminuria group.The 80 healthy volunteers were the controls.Enzyme-linked immunosorbent assay was used to detect the urinary Smad1 concentration.Urinary Smad1 to creatinine ratio(SCR)was used as the standard reference.Results The SCR in the microalbuminuria group was higher than that in the normal albuminuria group(P＜0.05).SCR of the macroalbuminuria group was higher than that of the microalbuminuria group(P＜0.05),while there was no difference between the normal albuminuria group and controls(P＞0.05).Pearson correlation analysis showed that SCR was positively correlated to HbA1c, duration and diabetic retinopathy of the disease(r=0.384,0.413 and 0.325;P=0.000,0.005 and 0.021, respectively).ROC curve showed that urinary Smad1 is a good indicator for early diagnosis of type 2 diabetic nephropathy.Conclusions Urinary Smad1 may be a new early diagnostic indicator for diabetic nephropathy and

urinary smad1;diabetic nephropathy;SCR

R587.2

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2016.22.007

1005-8982（2016）22-0034-04

2016-02-24

朱章志，E-mail：419717017@qq.com；Tel：18620120683

could reflect the progression of diabetic nephropathy.