糖尿病肾病炎症生物标志物的研究进展

方雅萱 钟 柯 倪清颖 何振洋 杨 波

天津中医药大学第一附属医院 国家中医针灸临床医学研究中心，天津 300380

糖尿病（diabetes mellitus，DM）是导致全世界范围内早期慢性肾脏病和终末期肾病的主要原因[1]。Luk等[2]、Wang 等[3]研究表明我国DM 患病率在过去的十几年里持续上升，预示着糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）患者的数量会随之增长。DN 作为DM 常见的微血管并发症，目前普遍认为其发生发展的机制与糖脂代谢紊乱、肾脏血流动力学改变、肾素-血管紧张素-醛固酮系统异常激活、氧化应激、遗传易感因素等有关[4]。近年来，越来越多的研究数据表明微炎症参与了DN 的发病过程[5]。微炎症被认为是先天免疫系统反应的激活，可与普通的炎症反应相区别，临床上认为其是指促炎性细胞因子和其他激活免疫系统的介质循环水平的增加。这种慢性低度炎症对肾脏的损害是导致DN 功能结构改变的基础，通过抑制免疫系统的激活和炎症介质的产生起到保护肾脏的作用[6]。因此，炎症介质作为判断预后的生物标志物及潜在的治疗靶点，对DN 患者的生存尤为重要。本文就如今较为常见的炎症生物标志物作一综述。

1 超敏C 反应蛋白（high-sensitivity C-reactive protein，hs-CRP）

hs-CRP 是由肝脏产生的急性时相反应蛋白，是被普遍认可的反映体内炎症状态的敏感指标。炎症细胞因子的刺激和胰岛素抵抗可导致其合成增加。hs-CRP通过激活补体系统产生大量炎症介质，释放氧自由基，影响血管内皮细胞使其功能受损，加速微血管病变的进展从而影响肾脏功能。美国有学者研究发现[7]血清hs-CRP 水平与DM 患者随后发生DN 的风险独立相关。在动物实验中，Liu 等[8]发现，与野生型DM 小鼠比较，C 反应蛋白（C-reactive protein，CRP）转基因DM 小鼠出现以尿蛋白排泄量显著增加为主要表现的更为严重的DM 肾损伤，提示hs-CRP 在DN 的发生中起重要作用。

2 NLR

NLR 是指外周血细胞分析中中性粒细胞计数与淋巴细胞计数之比，其受生理、病理和物理因素的影响较小，较个体中性粒细胞和淋巴细胞计数更加稳定，被认为是一种廉价的、普遍可用的反映机体炎症情况的指标。早有实验证明[9]2 型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）患者体内中性粒细胞水平与DN 病情进展呈正相关，而淋巴细胞水平与其呈负相关。Azab等[10]对DN 患者随访3 年，发现患者体内NLR 水平在此期间随着DN 的进展而明显升高，并与尿蛋白排泄量增加和肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）降低显著相关。Zhang 等[11]实验证明NLR 对T2DM 患者肾功能的恶化有预测价值，通过动态观察患者NLR水平，可以评估DN 的病情进展。

3 正五聚蛋白3（pentraxin 3，PTX3）

PTX3 与CRP 同属正五聚蛋白家族，由树突细胞、单核细胞、巨噬细胞、活化的内皮细胞等合成。PTX3基因的近端启动子包含核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）结合位点[12]，所以PTX3 的表达可诱导NF-κB通路的激活，进而在肾脏组织中上调趋化因子和黏附分子及多种炎症相关因子基因的表达，加重DN 患者肾组织的炎症。Uzun 等[13]发现，血浆PTX3 的升高与蛋白尿的严重程度明显平行。Suliman 等[14]认为血浆PTX3水平是内皮功能障碍、肾功能受损和蛋白尿密切而独立的决定因素。因此，可以认为PTX3 是预测DM 肾脏损害的灵敏指标。

4 肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）及其受体

TNF-α 是一种具有显著促炎作用的细胞因子，主要由单核细胞和巨噬细胞产生，在肾小球系膜细胞、内皮细胞及上皮细胞中也可合成和分泌。高糖刺激可使肾脏局部释放TNF-α 增加，激活免疫细胞，促进炎症细胞浸润从而参与肾组织损伤。此外TNF-α 受体（TNFR1、TNFR2）可直接刺激足细胞产生多种细胞因子，介导对足细胞、系膜细胞、内皮细胞和上皮细胞的毒性作用，诱导细胞凋亡，影响肾小球的血流动力学。DN 患者较T2DM 患者血清TNF-α 浓度更高，提示DN 患者体内的炎症负荷增加[15]。在DN 实验模型中[16]发现尿蛋白排泄增加前就出现了肾小球和近端肾小管上皮细胞TNF 的表达上调，提示其在DN 早期中发挥作用。还有研究发现血浆TNFR1 和TNFR2 浓度与肾脏损伤密切相关[17]，TNF 受体尤其是TNFR1 的基线水平可以独立预测终末期肾病的进展，并且其预测能力强于蛋白尿[18]，提示TNF-α 是DN 病情进展的强预测因子之一。

5 白细胞介素（interleukins，IL）-1β、IL-6 和IL-18

IL 是由多种细胞产生的一组细胞因子，分为抗炎和促炎两类，其中主要的促炎性细胞因子有IL-1、IL-6、IL-18 等。IL-1 有IL-1α 和IL-1β 两种形式，血液中以IL-1β 为主，可通过自分泌或旁分泌的形式刺激肾小球系膜细胞增生及诱导IL-6、TNF-α、前列腺素、γ干扰素等炎症介质参与炎症反应[19]。IL-6 可由IL-1、TNF-α 等细胞因子诱导产生，其表达异常可导致机体细胞代谢异常甚至多种器官功能障碍[20]，研究发现其与肾小球血管内皮通透性异常、系膜细胞增生和肾小球基底膜增厚相关[21]。IL-18 通过诱导γ 干扰素的释放和上调IL-1β、TNF-α、黏附分子等细胞因子的表达或介导细胞凋亡[22]而具有强大的炎症特性。Lei等[23]发现IL-1β 的表达对T2DM 小鼠的肾脏炎症和GFR 下降均有影响。Sangoi 等[24]认为IL-6 是预测DM患者肾功能障碍的敏感指标。Yaribeygi 等[25]注意到IL-18 水平与尿蛋白排泄呈正相关，提示IL-18 水平与慢性肾脏病进展密切相关。

6 Nod 样受体蛋白3（Nod-like receptor protein3，NLRP3）炎症小体

NLRP3 炎症小体是一种多蛋白寡聚体，由NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白和胱冬肽酶（caspase）-1 前体组成。在巨噬细胞和树突细胞等免疫细胞中，可通过上调胞内NLRP3 蛋白和IL-1β 前体的表达而激活caspase-1，进一步诱导IL-1β 及IL-18 前体成熟而具有促炎功能，造成局部组织炎症性损伤或全身性炎症反应[26]。Fu 等[27]研究证明持续的高糖环境可促进NLRP3炎症小体的激活。与对照组和正常及微量蛋白尿组比较，大量蛋白尿患者的NLRP3 炎症小体基因表达增加，并且认为该基因的表达可作为DN 的独立预测因素[28]。在NLRP3 基因敲除[29]或通过药物抑制NLRP3炎症小体表达[30]的小鼠中，肾脏炎症和纤维化程度均得到改善，从而反向证明NLRP3 在肾脏损伤中扮演着重要角色，是预测DN 发生发展的又一关键因素。

7 黏附分子

黏附分子被认为是血管内皮损伤的标志之一，包括细胞间黏附分子-1（inter cellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管细胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）。ICAM-1 和VCAM-1 通常以低水平表达于肾小球、肾小管内皮细胞，当受到高糖、内毒素及炎症因子如IL-1、TNF-α 等刺激后表达升高，进而促进白细胞浸润及血管内皮细胞的黏附来增强DN 的炎症反应[31]，造成相应微血管的阻塞和内皮细胞的损伤。Karimi 等[32]认为出现蛋白尿的T2DM 患者血清ICAM-1 水平明显较高，提示ICAM-1与DN 的病程进展显著相关。Astrup 等[33]在对DM 患者的10 年随访中发现，ICAM-1 和VCAM-1 与GFR下降独立相关，提示黏附分子与肾脏损伤程度和疾病进展直接相关，并且可能为正常蛋白尿的DM 患者早期预测DN 的重要因素[34]。

8 单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，Mcp-1）

Mcp-1 是趋化因子C-C 亚家族的一员，可特异性趋化、激活单核-巨噬细胞。肾小管上皮细胞、肾小球系膜细胞、肾小球内皮细胞等都可分泌微量的Mcp-1，在高糖和多种因子刺激下可在上述细胞中高表达，致使肾组织中巨噬细胞浸润，释放多种细胞因子进而介导炎症反应，参与DN 的发生发展。Siddiqui等[35]发现尿Mcp-1 与肌酐比值与肾脏快速进展相关。Fufaa 等[36]认为在临床发现DN 前，女性DM 患者尿Mcp-1 浓度升高与肾间质体积的变化有关，提示Mcp-1 可为早期发现DN 的潜在标志物。

现阶段，临床发现DN 及判断其治疗效果的指标主要为尿微量白蛋白、尿白蛋白排泄率、24 小时尿蛋白定量等，但尿蛋白的水平和肾功能下降、形态学损伤等疾病的严重程度并无直接关联；肾组织的活检是早期诊断DN 的金指标[37]，但肾穿刺作为一项有创检查，由于风险、成本等问题导致其在DN 患者中难以全面推广。因此，寻找一种或几种简便可行的能够干预临床诊断和治疗的标志物就显得尤为重要。近年来，炎症越来越多地被认为是DM 背景下微血管并发症进展的核心[38]，炎症生物标志物的预测价值也因此被越来越多的人发现，通过检测这些炎症标志物可提高DN 的发现率，并且其作为潜在的治疗靶点，通过药物作用抑制其表达能够保护肾脏、防止或延缓DN的发生发展，对DM 患者的疾病预后具有重要价值。