痛风患者早期肾损伤诊断生物标志物的研究进展
2019-02-12李雪媛江美华李伟王佳怡肖春媛韩捷
李雪媛,江美华,李伟,王佳怡,肖春媛,韩捷
(同济大学附属东方医院,上海200120)
痛风患者由于尿酸盐沉积于肾间质导致肾小管萎缩变形、间质纤维化,严重时可引起肾小球缺血性硬化;同时某些具有肾脏疾病或其他疾病伴有肾损伤的患者随着肾小球滤过率下降,尿酸排泄减少,血中尿酸水平升高,导致痛风发作。持续高尿酸血症和反复的痛风发作则可进一步加重肾脏疾病的进展,两者互为因果,关系密切。因此,选用合适的检测指标及时发现痛风患者的早期肾损伤是临床上需要解决的重要问题。目前,临床上常见的肾功能检测指标有血清肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)和尿酸等,但对肾功能损伤的早期诊断有一定局限性。现就近年来对痛风患者早期肾损伤具有诊断作用的生物标志物研究进展综述如下。
1 与痛风早期肾脏损害相关的生物标志物
1.1 中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL) NGAL是脂质运载蛋白家族成员之一,属于急性时相反应蛋白,可介导铁离子向细胞内运输,虽广泛分布于机体各组织,但正常情况下表达水平较低。当肾小管受损时,NGAL可诱导肾脏祖细胞向肾小管上皮细胞分化,以修复受损的肾小管上皮细胞。因此,NGAL通常被作为肾小管受损的指标。有研究表明,血清NGAL与Scr水平呈正相关,尿NGAL水平与肾小球滤过率(eGFR)和肾实质损伤的严重程度有关。多数学者认为,NGAL是诊断和发现早期肾功能损伤敏感而准确的生物学指标。目前,血清NGAL的研究见于慢性肾脏病[1]、糖尿病肾病[2]、急性肾损伤[3]等疾病早期肾损伤的诊断中,尤其在未出现蛋白尿的早期肾损伤患者,其作用较为明显。
蓝伦礼等[4]以不同剂量酵母和腺嘌呤诱导大鼠痛风性肾病模型,发现模型E组(该组病理结果显示肾脏病理组织变化明显,炎性细胞浸润肾小管上皮细胞肿胀,但肾小管和肾小球结构未被破坏)肾小管上皮细胞胞质NGAL表达高于正常对照组,表明痛风性肾病大鼠NGAL分泌较正常小鼠增多。彭璇等[5]研究显示,尿中NGAL和肾损伤因子1(KIM-1)在痛风伴肾功能正常组(eGFR≥90 mL/min)和正常对照组之间无显著性差异,而在痛风伴肾功能早期损伤组(eGFR 60~90 mL/min)则高于痛风伴肾功能正常组、正常对照组,提示尿中NGAL和KIM-1在痛风伴肾功能损伤的早期诊断中具有一定价值。可见,血清和尿NGAL对肾损伤较为敏感,可作为痛风患者肾损伤的早期诊断标志物。
1.2 视黄醇结合蛋白(RBP) 正常情况下,体内90%的RBP以视黄醇/RBP复合物的形式存在;当RBP与细胞表面的RBP受体结合时,视黄醇进入细胞内,复合物解体,失去视黄醇的RBP可被肾小球过滤;其中绝大部分被近端肾小管上皮细胞重吸收并分解,降解成氨基酸,供组织利用。当肾小球滤过功能障碍时,各种形式的RBP蓄积,从而使得血清中RBP升高。因此,血清RBP的测定可作为肾小球功能障碍的早期指标。正常情况下,尿液中排出量极少,故尿RBP水平的改变能敏感地反映肾小管功能的损害,可作为肾小管损伤的标志物。
徐卓佳等[6]对民航总医院体检的385名民航男性飞行员体检资料进行分析,同时测定尿α1微球蛋白(α1-MG)、β2微球蛋白(β2-MG)、胱抑素C(Cys C)、N-乙酰β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、RBP等与肾损伤相关指标,发现高尿酸者尿α1-MG、β2-MG、Cys C、RBP、NAG均高于尿酸正常者;根据其研究结果可以推断,高尿酸血症患者常常已经出现肾功能损伤,尿RBP升高对高尿酸血症合并肾损伤具有诊断价值。
1.3 NAG NAG的相对分子质量约为130 kD,是溶酶体中的一种酸性水解酶,广泛存在于各种组织中。血浆中NAG半衰期仅为5 min,且不能被肾小球滤过。正常情况下,尿中NAG含量相对稳定,肾小管细胞尤其是皮质近曲小管细胞内的溶酶体中含有丰富的NAG;当肾脏组织特别是近曲小管受损时,NAG可随着细胞的破坏、脱落进入肾小管管腔,从而使尿中NAG的活性显著增高。临床研究发现,尿NAG升高常早于Scr、BUN、β2-MG等指标的升高,可作为判断早期肾小管损伤的无创性指标。
蓝伦礼等[4]发现,痛风性肾病模型大鼠尿NAG高于正常大鼠,同时其水平与Scr具有相关性,故尿NAG对痛风性肾病的诊断具有一定价值。Lebedeva等[7]选取115例有痛风家族史的人员作为受试者,其中70例高尿酸血症但不合并肾脏疾病患者为实验组,余45例健康人为对照组,入组前及随访9个月后测定其尿微量白蛋白(mAlb)和尿NAG;结果显示,实验组中23例尿mAlb升至20 mg/d以上、尿NAG活性升至5 U/L以上,其中17例诊断为慢性肾小管间质性肾炎、6例未表现明显肾损伤。分析结果,作者认为高尿酸血症患者虽然早期无明显临床症状,但尿mAlb和NAG逐渐升高,这两项指标对于了解高尿酸血症的肾损伤程度具有重要意义。
1.4 Cys C Cys C是半胱氨酸蛋白酶抑制剂家族成员之一,广泛存在于各种体液及所有有核细胞表面,被机体内有核细胞以恒定的速率产生;同时,它能自由通过肾小球滤过膜,并能被近端小管完全重吸收和分解,最终回到血液中,参与调节细胞内肽和蛋白质的代谢;由于肾小管不能分泌Cys C,故血清Cys C浓度主要由eGFR决定。当肾小球损伤时,eGFR发生改变,不能自由滤过Cys C,可致血中Cys C升高。因此,血清Cys C是反映eGFR的理想内源性标志物。当疾病引起肾小管损伤时,由于其重吸收功能不良,尿中Cys C也会增高。已有大量研究报道,尿Cys C是评价早期肾小管损伤的有效指标[8]。
近几年,已有研究报道Cys C对痛风患者早期肾损伤诊断和预测具有重要的指导意义。Choe等[9]研究显示,不同eGFR水平的痛风性肾病患者血清Cys C、Scr、BUN存在差异,Scr、血清Cys C与eGFR呈高度负相关;与Scr相比,血清Cys C对痛风性肾病具有更高的诊断准确性,可作为痛风患者早期肾损伤的标志物。陈媛媛等[10]研究结果提示,血清Cys C可反映痛风患者eGFR受损程度,而尿Cys C可作为了解肾小管损伤的指标,对痛风性肾病的早期诊断具有重要意义。
1.5 mAlb mAlb由肝脏合成,属小球性尿蛋白,正常情况下不能通过肾小球滤过膜,尿中含量甚微;当肾小球损伤时,对蛋白质滤过屏障分子筛的作用被破坏,通透性增加,mAlb排泄量相应增多。近年来,已有研究表明尿mAlb及尿mAlb/Scr值可作为肾小球早期损伤的敏感指标之一。任传路等[11]选取痛风急性发作期组、痛风间歇期组及健康对照各50例,发现联合检测CRP、Cys C、mAlb/Scr诊断肾损伤的准确率最高。
2 潜在与痛风早期肾脏损害相关的生物标志物
2.1 白介素18(IL-18) IL-18是新发现的细胞因子,主要由单核巨噬细胞及肾小管上皮细胞、肾小球系膜细胞、肾小囊脏层上皮细胞等产生,可促进NK细胞、T细胞的增殖和活化,参与炎性反应[12]。IL-18可刺激多种细胞因子的产生,增加NK细胞上FasL的表达,导致其介导的细胞毒作用,引起炎性反应,故血清IL-18是一种重要的免疫调节剂[13,14];同时,炎性刺激因子可以诱发近端小管上皮细胞表达IL-18,诱导近端肾小管分泌后,可裂解进入尿液中。已有研究表明,IL-18水平在急性肾损伤(AKI)[15,16]、狼疮性肾炎[17]、糖尿病肾病等[18]疾病的早期诊断中具有特异性,但有关血清及尿IL-18是否有利于发现痛风患者肾功能受损的研究尚未见报道。
2.2 肝型脂肪酸结合蛋白(L-FABP) L-FABP是一种细胞内游离脂肪酸的小分子携带蛋白,L-FABP在人类肾脏的近端小管高表达,参与脂肪酸的胞内转运、氧化、脂化。正常情况下,L-FABP与游离的脂肪酸结合后,可通过肾小球在近端小管重吸收,尿中L-FABP含量极少,不易检出。有研究认为,当肾小管受损时,伴随大量蛋白尿,游离脂肪酸在近端小管含量增高, L-FABP过度表达,同时近端小管重吸收减少。已有临床试验表明,尿L-FABP可作为AKI预测标志物[19,20],同时也是监测糖尿病肾病、非糖尿病性慢性肾病等疾病进展的新生物学标志物[21]。但是,目前尿L-FABP对痛风合并肾损伤预判的准确性有待进一步研究。
2.3 单核细胞趋化蛋白1(MCP-1) MCP-1属于趋化因子超家族,是一种可溶性低分子质量的碱性蛋白质,主要由单核-巨噬细胞、血管平滑肌细胞以及系膜细胞、内皮细胞等合成和分泌,肾小球内皮细胞、系膜细胞和单核细胞等在IL-1、TNF-α、INF-γ、PDGF等细胞因子刺激下均能产生MCP-1。血清MCP-1能趋化并激活单核-巨噬细胞,释放大量炎症介质,促进氧化应激的产生,造成内皮细胞损伤,对肾脏造成损害;MCP-1还可以刺激纤维化因子的释放,加速肾小球纤维化,促进慢性肾损伤的进展。在动物实验和临床研究中已表明,尿MCP-1水平升高与肾脏病变的严重程度呈正相关,而抑制MCP-1的表达和活性则有望减轻肾脏损害[22]。Moledina等[23]发现,冠状动脉搭桥术发生AKI及死亡患者MCP-1水平明显高于未发生AKI者,术后MCP-1与eGFR呈负相关,表明血清MCP-1升高可作为AKI发生的预测因子。Ejaz等[24]研究认为,尿酸、Scr、血清MCP-1等对于心脏手术患者术后AKI具有诊断意义。温晓宏等[25]研究表明,血、尿MCP-1和血NGAL水平在狼疮肾炎活动时均明显升高,可用于监测狼疮肾炎病情活动。目前,尚有无痛风相关研究的报道。
综上所述,研究痛风合并肾损伤的诊断指标对临床治疗和提高患者生活质量具有重要意义。临床上尿常规及肾功能等常规检测常不能及时发现早期或轻微的肾脏损害,延误病情。随着Cys C、NGAL、NAG、RBP、mAlb等更敏感的肾损伤相关生物标志物的开发及应用,早期肾脏损伤的检测水平有了明显提高,对疾病的积极干预治疗具有重要临床意义。