miRNA与肾脏疾病的研究进展

罗秋林综述 黄鹏审校

1.右江民族医学院，广西 百色 533000；2.右江民族医学院附属医院肾内科，广西 百色 533000

肾脏疾病是临床的常见病、多发病。近年来，肾脏疾病的发病率逐年上升，临床中多数肾脏疾病起病较为隐匿，早期不被发现，大多数患者就诊时已达到慢性肾脏病或是肾脏病的终末期，治疗效果不甚理想，给家庭和社会带来了巨大的精神和经济压力。因此，寻找能够早期诊断、指导预后的肾脏疾病的有效生物标记物迫在眉睫。近年来已开始有研究以miRNA为切入点探讨其作为肾脏疾病生物标志物的可能性。miRNA是广泛存在于真核生物中，长19～23个核苷酸，可调控细胞内基因的表达，具有较强的发育时序特异性和组织特异性，广泛参与细胞增殖、分化、凋亡、免疫调节等病理生理过程[1-2]。目前的研究表明，miRNA不仅参与肾脏的正常发育过程，在肾脏疾病的发生发展中也发挥着不可忽视的作用。本文就miRNA与肾脏疾病的相关研究进展做一综述。

1 miRNA与急性肾损伤

近年来，急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)的发病率高且呈逐年上升趋势，其主要表现为少尿、无尿、氮质血症、高钾血症等肾功能的急剧下降和代谢产物的蓄积[3]。目前AKI的诊断和分级标准的主要依据是血清肌酐和尿量的变化，但AKI的病程进展迅速，肌酐和尿量的变化对于早期诊断AKI具有局限性。因此，新的生物标志物miRNA开始成为早期诊断AKI的新兴标志物。随着人们对miRNA与AKI的相关性研究的不断深入，大量的研究表明miRNA可用于AKI的早期诊断。目前研究表明不同病因导致的AKI会导致其相应的miRNA水平上调或下降。

1.1 心脏手术相关AKI(CSA-AKI)AGUADO-FRAILE等[4]进行的一项试点前瞻性研究表明在心脏手术后发生AKI的患者的基础血清样本中，miR-26b-5p、miR-27a-3p、miR-93-3p和miR-127-3p与未发生AKI的患者相比明显下调，表明这些miRNAs可能是该队列中AKI易感性的生物标志物。并且这些miRNA的表达在血清肌酐升高前几天被调节，显示出对AKI的早期诊断价值。熊田辛等[5]研究发现在先天性心脏病的小儿患者体外循环术后发生AKI的患儿血清miR-203呈升高趋势,并且在术后12 h达到高峰，其血清miR-203表达变化较肌酐、尿量出现得更早，证明了miR-203水平升高是先心病患儿发生AKI的独立危险因素。一项对120例接受心脏手术的成人患者的研究表明尿和血浆miR-21水平与心脏手术后严重AKI和其他不良结局的风险有关，且对CSA-AKI的预后评估具有潜在价值[6]。ARVIN等[7]研究发现CSA-AKI患者术后的基线血清和尿中miR-21水平均低于非AKI组；此外，血清手术后6 h、尿样手术后6 h和12 h的miR-21水平明显低于AKI组，并且尿miR-21，特别是术后6 h，是一种比血清miR-21更可靠的检测CSA-AKI的指标，且可作为AKI早期诊断的生物标志物。

1.2 药物相关AKI 肾脏是人体主要的代谢器官，大多数药物均通过肾脏进行代谢。在进行药物代谢过程中，均会对肾脏产生一定的损伤。其中对肾脏损伤较大的是氨基糖苷类及抗肿瘤药[8]。一项关于对乙酰氨基酚(APAP)过量及使用顺铂治疗的患者的研究表明[9]：与健康对照组相比，患有AKI的APAP-OD患者和未诊断为AKI的APAP-OD患者的尿miR-21、-200c和-423水平显著升高，在APAP-OD患者中，每种生物标记物的尿浓度越高，发生急性肾损伤的几率越高。因此，可将miR-21、-200c和-423作为检测患者药物诱导AKI的特异性泌尿生物标志物。KAGAWA等[10]通过对大鼠分别注射顺铂、庆大霉素、嘌呤霉素建立AKI模型的研究表明miR-143-3p和miR-122-5p在所造的AKI模型中都普遍下调，且变化早于血清肌酐和血尿素氮等传统的生物标志物。这些数据表明，血浆中miRNA的变化在药物相关AKI的早期敏感检测具有重要价值。

1.3 脓毒症性AKI 脓毒症最常见于重症监护病房(intensive care unit，ICU)患者，研究表明在ICU住院患者发生AKI的风险为54.7%，且脓毒症是导致其发生AKI的最常见原因，AKI可作为独立危险因素增加脓毒症患者的死亡率。研究表明miR-10a对于ICU脓毒症患者发生AKI的早期诊断与预后具有潜在的临床应用价值[12-13]。前瞻性临床分析表明在评价脓毒症所致AKI患者28 d死亡率评估中，miR-29a特异性最佳，而miR-10a-5p敏感性则最优，说明这两种miRNAs对脓毒症所致AKI的28 d生存率具有较高的临床参考价值；对脓毒血症患者预后评估中联合检测miR-29a和miR-10a-5p可以提高其敏感性和特异性，它们对脓毒症所致AKI的早期诊断和预后评估是较为理想的血清标志物[12]。魏薇等[14]的研究发现miR-21和miR-107-5p分别与血清肌酐、血尿素氮、血胱抑素C及肾损伤分子-1表达呈正相关，并且miR-21和miR-107-5p是脓毒症伴AKI患者死亡的独立危险因素，对于评估脓毒症伴AKI患者28 d死亡率具有重要的早期诊断和预测价值。综上，检测相关的miRNA可有助于早期诊断脓毒症性AKI，对于减少患者的死亡率有着重要应用价值。

1.4 对比剂相关AKI 随着放射诊疗技术与介入治疗的发展，对比剂相关AKI的发病率逐年上升,相关研究表明，与对比剂相关AKI关系较为密切的是miR-30家族成员，miR-7a、miR-200a及miR-188也参与了此对比剂所致AKI的过程，上述miRNA对于对比剂相关AKI的早期诊断具有潜在的临床应用价值[15-16]。

2 miRNA与狼疮性肾炎(lupus nephritis，LN)

狼疮性肾炎是系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)累及肾脏引起的免疫性损伤，其临床表现多样，可表现为不同程度的血尿、蛋白尿、肾功能不全、贫血等。因LN起病隐匿，其预后也比其他类型的肾炎较差。近几年，关于miRNA与LN的研究也成为目前研究的一个热点。林烈桔等[17]开展的一项儿童LN的病例对照研究表明LN患儿血浆miR-145及miR-183表达水平明显降低，且与LN活动度及病理分型相关，联合抗dsDNA抗体检测对LN诊断具有较高的价值。一项关于miRNA的微阵列分析表明，LN患者中有17个上调的miRNAs；实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RTqPCR)还证实了hsa-miR-150、hsa-miR-200c、hsa-miR-181a、hsa-miR-125a和hsa-miT-675的上调[18]。此外，上调的IL-β、IL-6和TNF-α与血清hsa-miR-125a显著相关，并表明了miR-125a可以成为SLE的一种新的生物标志物，有助于阐明LN的致病机制。一项关于55例女性LN患者外周血单个核细胞(PBMCs)中miR-16、miR-21、miR-141、miR-146a和miR-155的表达水平研究结果显示LN活动性肾炎组的miR-21和miR-155水平明显高于无肾炎组、非活动性肾炎组；逻辑回归分析显示miR-21和miR-155是LN的重要危险因素，表明miR-21和miR-155在PBMCs中的过度表达可能参与了LN的病理生理过程，miR-21和miR-155可作为该病的生物标志物[19]。LI等[20]开展的小鼠模型试验发现miR-183注射可降低抗DNA抗体和免疫复合物组分水平，恢复调节性T细胞(regulatory cells，Tregs)和辅助性T细胞17(thelper cell 17，Th17)细胞群，延长存活时间，这提示miR-183注射可能是一种延缓或减轻系统性红斑狼疮的病理特征的有效治疗方法。TU等[21]开展的一项病例对照研究表明miR-654可能通过调节病理性细胞移动抑制因子(MIF)过表达在狼疮肾炎的进展中起关键作用，miR-654可能在狼疮性肾炎中有潜在的治疗应用，特别是在具有高基因型MIF表达者的个体中。通过对LN患者的长期随访发现尿液中的LET-7a和miR-21在活动性疾病的LN患者中与非活动性疾病相比明显下调，而在治疗结束后表达升高[22]，提示miR-21在LN患者的疾病诊断和预后评估中具有参考性。综上，多种miRNA与LN都有相关性，这些miRNA在将来都有可能成为诊断、指导治疗、评估预后的可靠生物标记物。

3 miRNA与糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)

糖尿病肾病(DN)是终末期肾病的主要原因之一，其发病率随着人们物质生活的改善日趋上升。CONSERVA等[23]研究发现miR-27b-3p和miR-1228-3p在DN患者的活检和尿液中下调，两种miRNAs的联合尿表达也能区分DN患者和其他肾小球肾炎，使miR-27b-3p和miR-1228-3p成为糖尿病肾病诊断和预后的两种可能的非侵入性泌尿候选生物标志物。焦婷婷[24]开展的DN患者的队列研究证明miR-31-3p、miR-135b-5p和miR-1290对DN具有一定诊断效能，3个miRNAs有望成为DN的无创生物诊断标志物。DN中miR-135b-5p和尿微量白蛋白与肌酐的比值(ACR)水平存在着显著的正相关性，或可作为病情严重程度的重要指标。KIM等[25]开展的一项病例对 照研 究证明miR-1246、miR-642a-3p、LET-7c-5p、miR-1255b-5p、LET-7i-3p、miR-5010--5p、miR-150-3p在糖尿病肾病患者中与健康对照组相比明显上调，其中miR-4449在糖尿病肾病患者中与非糖尿病肾病患者相比高表达，并且这八种miRNAs与蛋白尿的严重程度显著相关。这些miRNAs可能是DN诊断和治疗的有前途的候选物。JIANG等[26]研究表明，miR-342-3p在体外和体内对DN的进展有抑制作用。此外，miR-342-3p通过靶向sox6抑制肾间质纤维化的进展，表明miR-342-3p/sox6轴可能是DN的潜在治疗靶点。SUN等[27]研究表明通过上调SIRT1抑制miR-133b和miR-199b减弱TGF-β1诱导的上皮间质转化和肾纤维化，而通过miR-21下调BMP-7能够抑制DN引起肾纤维化[28]。这些研究都表明不同的miRNAs是未来诊断、治疗DN的潜在策略。

4 miRNA与慢性肾脏病(chronic kidney disease，CKD)

慢性肾脏疾病(CKD)是一种缓慢进行的不可逆转的可引起肾单位丢失、终末期肾病和/或过早死亡的进展性疾病。随着高血压、糖尿病及人口老龄化的发病率越来越高，CKD已经成为公共卫生问题。目前研究表明miRNA参与CKD的发生发展，因此利用特定的miRNA诊断、治疗及评估疾病进展具有重要意义。BAI等[29]通过对CKD造模小鼠的研究表明CKD患者肾组织中miR-214的肾小管表达比健康对照组更丰富，且与蛋白尿和肾纤维化程度呈正相关，miR-214通过破坏线粒体氧化磷酸化在CKD中的致病作用，提示miR-214作为CKD的治疗靶点和诊断生物标志物的潜力。一项关于局灶节段性肾小球硬化(FSGS)队列研究表明结果与完全缓解(FSGS-Cr)和正常对照组(NCs)相比，尿miR-196a在FSGS-A中显著增加，清楚地区分FSGS-A、FSGS-Cr和NCs[30]。而血浆miR-196a在这些组之间没有差异，提示了尿miR-196a可作为预测CKD进展的生物标志物。另有研究表明miR-26a在肌肉中的过表达通过外体介导的miR-26a转移防止了CKD诱导的肌肉萎缩和减轻心肌病，这些结果提示了利用miR-26a的外体递送治疗CKD并发症的可能治疗策略[31]。综述表明，LET-7、miR-21-29、-192、-200、-324、-132、-212，-30、-126、-433、214和-199a等这些miRNAs都与肾纤维化有关，并有可能利用这些分子靶点治疗CKD[32]。

5 miRNA与原发性肾小球肾(Primaryglomeu--l onephritis)

原发性肾小球肾炎是由多种病因引起的临床常见肾小球疾病，临床常见病理类型主要有IgA肾病、膜性肾病、微小病变型肾病等，其最终会发展为终末期肾脏病，给家庭和社会带来巨大的经济负担与精神压力。因此，找到能够早期诊断原发性肾小球肾炎的无创生物标记物与治疗靶点，将有效遏制疾病的进展，为患者带来希望。miRNA作为近年来的研究热点，在原发性肾小球肾炎方面也有了一定的进展。研究表明miR-204可通过靶向肾小管上皮细胞缺血再灌注损伤后的特异性β1糖蛋白(SP1)参与肾小管上皮细胞缺血再灌注损伤后的调节上皮-间充质转换[33]，并且保护肾小管间质组织免受慢性纤维化改变的影响，还可通过调节白细胞介素-6(IL-6)受体的表达来控制局部炎症[34]。SZETO等[35]通过对IgA患者和健康人的尿液的miRNA靶点进行统计分析表明用于诊断IgA肾病的尿miR-204水平的受试者工作特征曲线(Roc)尿miR-204的敏感性和特异性分别为100%和55.5%，对IgA肾病具有最佳的诊断准确性。在一项回顾性国际研究中发现miR-148b和LET-7b是检测原发性IgA肾病的血清标志物，因此，联合miRNA生物标志物LET-7b和miR-148b的血清水平可能成为一种新的、可靠的、无创的诊断IgA肾病的方法[36]。另有研究表明miRNA-27a-43p直接靶向FOSB，调节IgA肾病的细胞增殖、凋亡和炎症反应，这一新途径有望为IgA肾病提供新的治疗策略[37]。一项以肾病综合征(Nephrotic Syndrome NS)患者外周血单核细胞和血浆中的miR-30c和miR-186表达水平的病例对照研究表明，与对照组相比，NS组及其亚型有显著性差异，所研究的miRNAs的联合水平检测对区分NS患者和健康对照者具有一定的准确性[38]。WANG等[39]研究表明血浆miR-30a-5p和miR-106a-5p可作为系膜增生性肾小球肾炎的新的和潜在的诊断生物标志物。而应用miR-193a/WT1/PODXL轴可能是评估特发性膜性肾病发病和预后的一种理想方法，这种联合诊断也能够区分特发性膜性肾病患者在不同阶段的预后[40]。

6 结语

随着人类对miRNA与肾脏疾病研究的不断深入，miRNA在肾脏疾病的早期诊断、治疗、疾病分型、预后评估等方面中体现出了可观的应用价值，但由于miRNA与肾脏疾病发病机制及疾病发生发展的复杂性，其具体机制仍有待进一步的临床研究来阐述证实。相信在不久的将来，人们可以应用miRNA对肾脏疾病进行早期诊断、靶向治疗及预后评估，以期为肾脏病患者带来福祉，早期干预疾病的发生发展，延缓疾病的进展，改善疾病的预后，延长患者的生命，提高患者的生活质量。