CKD273预测慢性肾脏病的研究进展

高秀梅，张萍综述 王淑春审校

慢性肾脏病(chronic kidney disease，CKD)是指各种原因引起的慢性肾脏结构和功能障碍(肾脏损害病史大于3个月)，包括肾小球滤过率(glomerular filtration rate，GFR)正常和不正常的病理损伤、血液或尿液成分异常、影像学检查异常、不明原因GFR下降(<60 ml ·min-1·1.73 m-2)超过3个月。近年来CKD的发病率和患病率呈逐年上升趋势，全球有17%成年人和20% 65岁以上老年人受其影响[1]，CKD因其高流行率和对国家医疗的巨大经济负担成为一个重要的公共卫生问题，因此采取措施早期发现CKD并预防其并发症以提高生存率和生活质量是十分重要的。

1 目前检测指标的局限性

目前CKD的检测指标有众多局限性，且不能早期发现及预测疾病发展。尿白蛋白/肌酐比值(UACR)或尿白蛋白排泄率(UAER)是目前被广泛接受的糖尿病肾病(DKD)早期诊断指标，微量白蛋白尿(定义为UACR≥30 mg/g)的出现通常提示肾病早期，但其他肾病也可出现微量白蛋白尿，且白蛋白尿作为诊断标志物的效能受到许多因素的限制，因此微量白蛋白尿敏感度及特异度不高[2]，更不能准确预测疾病进展。99Tcm-DTPA肾动态显像法是一种成熟、可靠的肾功能评测技术，是目前应用于临床唯一可测定单肾肾功能的技术，但该技术只是肾功能检测，不能更早期发现疾病，且患者需接触一定的放射物质[3]。KDIGO指南推荐使用血清肌酐(SCr)估算GFR并分类[4]，这种分类使CKD得以统一和标准化，然而，SCr是疾病的晚期标志物，其出现异常时GFR已下降至50%，且不同年龄、体质量指数、种族等都会影响计算结果，估算不准确。肾脏穿刺病理检查是肾脏病病因诊断的金标准，尽管肾组织活检检测到的形态学改变与肾脏功能改变有关，但是肾穿刺术为有创操作，且随机抽取，不能完全代表整个肾脏，应用病理学改变来预测预后仍需进一步探讨，使用肾组织活检作为CKD进展的监测仍不被认为是常规临床诊疗方法[5]。CKD通常无症状，病程缓慢，症状明显时已有严重的肾损害，因此通过症状早期发现CKD也基本不可能。目前手段在确定CKD最早迹象或跟踪进展方面有很多局限性，因此发现满足临床需求的新分子生物标志物来评估健康人群CKD的风险及预测CKD进展非常重要。

2 CKD273概述

蛋白质和代谢产物的性质或水平变化的测量为病理生理过程提供了解释，在诸多蛋白质生物标志物中，尿CKD273可以预测CKD进展，特别值得关注。2010年，Good等[6]对230例各种病因导致的CKD患者和379例健康者进行队列研究，使用毛细管电泳—质谱分析(CE-MS)首次检测出CKD273，在同一研究中，CKD273分类模型在110例CKD患者和34例健康者的独立测试组中得到验证，其敏感度为85.5%，特异度100%。CKD273是通过应用存在于尿液中的CKD特异性多肽开发出的多维分类模型，由273个尿肽片段组成，其主要成分是胶原片段(约占74%)，5-抗胰蛋白酶、尿调节素、血清白蛋白、纤维蛋白原、聚合物免疫球蛋白受体等构成其余部分，CKD273异常最显著的变化是胶原片段。虽然CKD发生可能是由多种不同的原发性疾病和/或继发性危险因素导致，但进行性肾小管间质纤维化是最常见的分子和病理特征之一，它被认为是CKD的一个标志。纤维化是由于细胞外基质(ECM)的合成和降解不平衡造成的。肾纤维化是疾病进展的重要指标，并影响所有肾脏结构。肾纤维化的病理生理学与不受控制的纤维形成过程有关，任何类型的肾脏损伤都会激活纤维形成过程。纤维化的扩大改变了正常的组织内平衡和结构，导致肾衰竭。目前，CKD尚无有效的治疗方法，在一定程度上与缺乏肾脏疾病的早期标志物有关。尿CKD273中胶原片段的减少表明胶原降解减少，导致胶原在肾脏组织中沉积增加，促进纤维化的形成，曾有研究观察到CKD273中胶原片段减少与细胞外基质沉积增加有关[7]，在肾活检中，CKD273评分与肾纤维化程度之间存在显著的相关性，CKD273评分越高，CKD发生及进展的风险就越高；相反，临床中常规使用的其他参数(UACR、eGFR)与肾脏纤维化的百分比无显著相关性，说明CKD273发现并预测CKD进展更具有优越性[8]。2012年Molin等[9]对62例CKD和75例蛋白尿正常的2型糖尿病患者进行研究，进一步证实了CKD273诊断CKD曲线下面积(AUC)为0.96。2014年Siwy等[10]观察165例2型糖尿病患者，CKD273诊断CKD的AUC为0.950～1.000，这说明通过检测CKD273可在早期阶段无创地评估胶原片段变化，为早期预测CKD提供新途径，而针对胶原蛋白的研究可对治疗提供新思路。

3 CKD273预测CKD的价值

3.1 CKD273预测蛋白尿 早在2010年Good等[6]发现CKD273分类模型时，验证了CKD273能有效地区分CKD患者与健康者，提示CKD273对于早期诊断及预测CKD进展可能具有重要作用，可对早期诊断CKD进行无创评估。Zurbig等[11]研究表明，CKD273较UAER能更早地发现白蛋白尿，CKD273在发生微量白蛋白尿前1～5年预测了从正常到微量白蛋白尿的变化，该研究将CKD273>0.343定义为阳性；调整模型之后，CKD273甚至在疾病进展前3～5年就可以识别出从微量白蛋白尿到大量白蛋白尿的进展，表明CKD273能早期预测白蛋白尿的发生，对还未发展为CKD的患者进行早期评估。Roscioni等[12]在44例2型糖尿病患者及44例健康对照人群研究中发现，CKD273与从微量白蛋白尿到大量白蛋白尿的转变相关(OR=1.35，95%CI1.02～1.79,P=0.035)，CKD273还能评估GFR进展(ROC增加0.03，P=0.002)。调整基础尿蛋白排泄和eGFR之后，除eGFR外，还可以预测3年内尿蛋白的发展阶段。一项多中心随机临床对照试验[13]，737例正常蛋白尿的糖尿病患者被分配到坎地沙坦或安慰剂组，随访4.1年，次要终点为持续性微量白蛋白尿的形成，除去治疗(坎地沙坦或安慰剂)、性别、年龄、收缩压、糖化血红蛋白、尿蛋白排泄率、肾小球滤过率和糖尿病持续时间，CKD273仍然是持久微量蛋白尿的独立预测因子，此研究为了更早检测到DKD，将之前的CKD273评分截断值降至0.154，提高了风险预测，这有助于识别高风险正常蛋白尿患者，以预防DKD。CKD273不仅能预测尿蛋白的进展，还可预测微量蛋白尿与死亡的相关性。Currie等[14]观察了155例确诊为微量蛋白尿2型糖尿病患者，随访6年，在调整了性别、年龄、血压、冠状动脉钙化(CAC)评分、N未端利尿钠肽前体(NT-proBNP)后，CKD273仍与2型糖尿病和微量蛋白尿患者病死率相关，但该研究没有显示出CKD273对2型糖尿病和微量蛋白尿患者心血管事件的预测价值。以上结果表明CKD273可对CKD患者进行早期预测即风险评估，进一步的研究还需要确认CKD273在预防肾衰竭中的作用。

3.2 CKD273预测CKD进展 CKD273不仅可预测蛋白尿的发生，还可预测CKD进展[15-17]。CKD273评分与eGFR(中度CKD期)有显著的相关性[18]。在一项对53例CKD患者的研究中，CKD273随CKD分期的恶化而升高，并且与eGFR呈线性相关(r=-0.64，P<0.001)，在为期3.6年的随访中，有4例失访，在所有到达透析(9例)或死亡(6例)的终点患者中，CKD273评分均>0.55，而CKD273评分<0.55的患者无1例到达终点，CKD273能够根据疾病严重程度区分CKD患者，但该试验CKD273的评分阈值较其他试验高，可能与该试验预测终点为透析或死亡硬性终点有关[15]。Pontillo等[19]研究了2 672例主要诊断为糖尿病(1型和2型)的人群，以每年eGFR下降>5 ml·min-1·1.73 m-2为主要终点，在eGFR>70 ml·min-1·1.73 m-2基线范围内，CKD273比UAER有更好的肾功能进展预测价值，因此CKD273适合更早期肾功能进展的预测。关于CKD273绝大部分研究对象为糖尿病患者，既往有一项368例心脏移植(HTx)患者的研究显示，在调整了参与者多年来HTx、体质量指数、平均动脉压、吸烟史、血糖、高密度脂蛋白/胆固醇比、使用降压药和免疫抑制药物后的eGFR和CKD273之间横断面相关性。CKD273在心脏移植术后CKD患者(eGFR <60 m·/min-1·1.73 m-2)中比24 h蛋白尿与肾脏功能障碍有更密切的相关性，此试验CKD273阈值为0.154[20]。一项纳入2 087例糖尿病患者的研究[21]，平均年龄46.1岁，eGFR均≥60 ml·min-1·1.73 m-2，在调整协变量和基线eGFR后，CKD273独立于UAER，预测糖尿病患者慢性肾功能不全进入3期eGFR<60 ml·min-1·1.73 m-2，CKD273的临床应用阈值为0.154。另一项研究纳入1 014例1型和2型糖尿病患者，结果显示CKD273能够在无蛋白尿情况下识别eGFR<60 ml·min-1·1.73 m-2的糖尿病患者(整个队列阳性预测率为34%，2型糖尿病患者阳性预测率为47%)，该结果支持CKD273与UACR、eGFR无关[22]。Steno-2试验对从1995年纳入的151例持续性微量白蛋白尿的糖尿病患者长达19年的随访，使用CKD273对肾病进展进行观察，肾病进展包括大量蛋白尿(UAER>300 mg/24 h)、肾功能不全(GFR <45 ml·min-1·1.73 m-2)或进展为终末期肾病(ESRD)或死亡，根据CKD273评分，以0.343作为分界点，分为低风险和高风险。该研究未能证明CKD273是大量蛋白尿的进展、肾功能受损肾脏终点的预测指标，但CKD273中的尿肽亚群(基于GFR的评分模型)与大量蛋白尿及CKD3b阶段的风险增加相关，但该研究为事后分析，有局限性，不是以此为目的研究设计的。Rodríguez-Ortiz等[23]研究观察了1 482例患者，糖尿病患者占74%，在进行预测因子的比较中，CKD273在预测eGFR >70 ml·min-1·1.73 m-2患者中eGFR的快速进展(每年eGFR下降>5 ml·min-1·1.73 m-2)方面优于白蛋白尿，在eGFR >60 ml·min-1·1.73 m-2和蛋白尿<30 mg/d的个体中，CKD273亚分类器预测eGFR的快速损失，AUC从0.797(0.743～0.844)到0.736(0.689～0.780)不等。在调整了性别、年龄、蛋白尿、糖尿病、eGFR基线和收缩压之后，CKD273亚分类器和CKD快速进展之间的相关性仍然显著。CKD273对GFR的预测存在争议，尿肽亚群可能更有用，有必要对CKD273更具体的片段检测进一步研究观察。

3.3 CKD273评价CKD和DKD药物治疗潜力 除预测CKD价值外，CKD273还可以评价CKD和DKD药物治疗潜力。Tofte等[24]通过多中心、前瞻性、观察性研究，观察了从10个欧洲国家15个中心招募的2型糖尿病、尿蛋白排泄正常及肾功能正常1 775例患者，该项研究随访2.51年，结果显示CKD273不仅能够预测2型糖尿病患者微量白蛋白尿和CKD的进展，还能评价螺内酯对阻断醛固酮产生抗纤维化作用，CKD237阈值为0.154，高于阈值者对螺内酯的反应较好。Lindhardt等[25]对111例有难治性高血压的2型糖尿病患者进行随机双盲临床试验的事后分析，目的是评估CKD273评分是否能预测醛固酮受体拮抗剂螺内酯对蛋白尿的反应，研究发现，对CKD273水平高的患者给予螺内酯治疗，可能有助于调整对治疗的反应；而对CKD273水平低者，治疗通常无反应，也就意味着不需要使用无效的药物，从而避免不必要的不良反应，但CKD273不能预测螺内酯治疗期间高钾血症的风险，这表明UACR的减少并不总是与钾的增加相一致，可能与MRA治疗效果的2种截然不同的途径有关：一种是肾小球效应，导致尿蛋白/肌酐比值降低，而引起高钾血症的机制更可能与肾小管水平的效应有关。目前正在进行的包括3 280例正常白蛋白尿的2型糖尿病患者的多中心临床试验(PRIORITY试验)中，应用CKD273分类模型筛选出进展为CKD的高危人群，随机接受小剂量螺内酯(25 mg/d)或安慰剂治疗，而低风险参与者除标准护理外不进行干预，随访3年后检测尿白蛋白的变化，从而评估应用螺内酯治疗是否可以在正常白蛋白尿的糖尿病患者中早期预防，该研究将CKD273的高低风险阈值定在0.154，结果将会对CKD273用于疾病风险分层临床分类模型的有效性提供重要参考价值[26]。早在2010年Andersen等[27]对存在微量白蛋白尿的2型糖尿病患者给予厄贝沙坦治疗，经过2年随访发现，使用厄贝沙坦治疗的患者CKD273评分显著降低，而安慰剂组无明显改善，表明CKD273可能在DKD的药物治疗效果中具有评估作用。一项纳入1 777例患者的研究也显示CKD273与eGFR、UACR有关联(P<0.05)，该试验CKD273阈值为0.154，由此看来阻断肾素—血管紧张素—醛固酮系统(RAAS)仍然是治疗CKD的基础(曲线下面积0.72)[28]。接受DPP-4抑制剂利格列汀治疗的高危CKD患者，肾衰竭丧失有减缓趋势[29]。以上研究均说明，CKD273能够评价CKD和DKD药物治疗潜力，有助于治疗方案的制定与完善，但还需要大量的临床试验进行验证。

3.4 CKD273预测CKD患者心血管(CV)事件风险 以往试验观察到CKD预测微量蛋白尿与死亡的相关性，但没有显示出CKD273对2型糖尿病和微量蛋白尿患者心血管事件的预测[14]。另有试验随访了5.5年，评估CKD273对CKD患者CV事件的预测价值。基线CKD273与总死亡率、致命或非致命性CV事件显著相关，但与CV病死率无关。分层分析显示，仅在CKD G1～G3b且无CV病史的亚组发现，CKD273是一个强有力的、独立的致命或非致命CV事件的预测因子，且在该亚组患者中CKD273>0.360组比CKD273<-0.09组发生致命或非致命CV事件的风险增加了10倍，即使调整了性别、年龄、糖尿病、肾小球滤过率及蛋白尿也没有改变结果，因此建议在早期CKD及无CV病史患者中进行筛查及风险管理，对高风险人群应用他汀类药物等干预，获益更多。

3.5 CKD273在其他方面的价值 除了对CKD及心血管并发症预测外，CKD273还被发现作为其他筛查工具。有研究对24例慢性抗体介导排斥反应的肾移植患儿及36例对照组进行试验，尿CKD273分类器可以监测肾移植受者的慢性抗体介导排斥反应，具有较高敏感度和中等特异度，可以作为一线筛查工具，避免不必要的活检和强化免疫抑制治疗，虽然试验样本数量少，但样本量足够有效，当然CKD273应该在所有年龄更大的患者队列中进行前瞻性验证，如果试验成功，可作为常规诊断工具[30]。在一个早衰征的个案报道中，无意中发现了CKD273在衰老方面的研究价值，该患者实际年龄为10岁，而通过检测尿CKD273水平估测生物学年龄为24岁，虽然比根据肌肉骨骼评估的年龄要小，但这种是整体年龄的估计，不是器官特异性的，为检测衰老提供了独特的视角，可能成为一种无创检测早期衰老的方法[31-32]。

3.6 CKD273的经济效益及局限性 最近的一项健康—经济评估表明，计算应用CKD273分类模型筛查2型糖尿病患者肾脏疾病进展的成本—效果比，发现在所有2型糖尿病患者一生的预计过程中，用CKD273分类模型进行年度筛查费用较UAER更高，但CKD273更有效，而对于DKD继发心血管相关并发症的高危患者，使用CKD273进行筛查可以节省成本，且CKD273是一种反映CKD病理生理的生物标志物，从而可使人们对可能有效的药物进行更深入的研究。使用CKD273评估2型糖尿病进展至DKD或肾移植、移植失败、透析或者死亡、心血管事件等成本效益的研究也在进行，包括应用抗高血压治疗、血管紧张素转换酶抑制剂、螺内酯等，CKD273可能更昂贵，但慢性肾病进展更缓慢，减少糖尿病并发症和整体生活质量更好[33]。CKD273的检测过程较为复杂，对实验室及技术操作人员的要求较高，目前仍不能大规模在临床筛査及检验中使用，因此需要技术人员简化流程，从而达到降低成本的效果，才能有利于其在临床实践中推广。以上研究CKD273阈值不同，包括0.550、0.360、0.343不等，有的更低为0.154，而阈值不同可能直接影响试验结果，因此其预测的截断值尚需进一步研究以明确。

4 小结与展望

综上所述，CKD273作为一种新型的尿蛋白质组学分类模型，可以用于CKD的早期诊断与进展评估，并且较UACR和eGFR具有更高的特异度和敏感度，甚至能预测CKD患者心血管风险、药物作用、监测慢性抗体介导排斥反应。对一般人群来说，筛查费用可能较高，但对于一些高危患者，能节省成本，加上其具有无创性和相对稳定的特点，有望在临床应用中代替目前的诊断标志物。但还需要简化检测流程、加大临床实践中的推广，进行更多的试验进一步明确CKD273用于早期诊断的截断值，以便更好预测CKD患者预后及评估治疗的效果，改善生存质量，也能更好促进新药物的研发以预防CKD。