足细胞蛋白标志物在原发性足细胞病中的应用进展

杨岚茵，林栩,2，蓝梦麟

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，广西百色 533000

近年来，慢性肾脏病越来越多地影响患者生活质量。随着肾脏替代疗法的兴起，用于治疗慢性肾脏病的医疗支出大幅增加[1]。足细胞病属慢性肾脏病，若不能及时干预会逐渐发展为肾衰竭，从而引起更严重的并发症和后遗症，给患者造成巨大心理压力并影响患者及其家属的生活。目前，临床上课用于足细胞病诊断的传统方法较为有限，其以肾穿刺活检为主，通过光镜、免疫组织化学、电镜等技术判断病理类型[2]。肾穿刺活检是一种有创操作，部分患者受禁忌证或操作局限性影响，无法通过肾穿刺诊断；同时，部分患者及家属也因其为有创检查方法而难以接受，从而影响患者的下一阶段诊治。随着学者们对足细胞认识的逐渐深入，越来越多的足细胞蛋白标志物被人们所发现，这为足细胞蛋白标志物成为一种非侵入性诊断方法提供了方向。

1 足细胞结构与足细胞病

1.1 足细胞的结构和功能

足细胞又称为肾小球脏层上皮细胞，是一种高度分化细胞，由细胞体、初级突和足突3 部分构成[3]；同时其也是一种位于肾小球基膜（glomerular basement membrane，GBM）最外层的特殊上皮细胞，与内层毛细血管内皮细胞和中层肾小球基膜共同构成肾小球滤过屏障[1,4]。足细胞发挥维持肾小球滤过、参与局部免疫和炎症反应等作用[5-6]。足细胞受外界因素干扰较大，除遗传变异外，高血糖、高血脂、高血压、免疫相关、感染相关等环境因素均可造成足细胞损伤和功能障碍[7-8]。足细胞损伤后可使足细胞数量或密度降低以及足细胞足突融合，导致继发性内皮和GBM 损伤、GBM 负电荷丢失及裂孔膜蛋白异常，进而导致蛋白尿的产生[6]。

1.2 足细胞病

足细胞病是以足细胞结构和功能改变为重要特征的一种肾脏疾病。足细胞病的病因包括免疫、遗传、肿瘤、感染等；在此基础上，足细胞病主要分为原发性、继发性、遗传性3 大类[9]。最具特征性的原发性足细胞病常见于微小病变型肾病（minimal change nephrosis，MCD）、局灶节段性肾小球硬化（focal segmental glomerulosclerosis，FSGS）及膜性肾病（membranous nephropathy，MN）[1]。该病表现不一，大量蛋白尿（尿蛋白>3.5g/24h）是足细胞病的决定性特征[8]；同时也可导致一系列其他临床表现，包括水肿、高脂血症、贫血、内分泌紊乱等，并会增加患者的感染风险，病理上可看到基膜增厚、足突融合等改变。

2 足细胞蛋白标志物

2.1 足细胞B7-1

B7-1 又称为CD80，是在B 淋巴细胞、树突状细胞、足细胞和肾小管细胞上表达的一种表面糖蛋白[10]。B7-1 是T 细胞表面上两种不同蛋白质的配体，可与T 细胞表面的特异受体CD28（用于自调节和细胞间缔合）和细胞毒性T 淋巴细胞相关抗原4（用于调节和细胞解离的衰减）结合[11]。研究发现，足细胞上B7-1 的表达升高与足细胞损伤形呈正相关[12]。足细胞损伤会导致足细胞来源的细胞碎片和足细胞特异性分子靶标脱落到尿液中，这均可作为肾脏疾病的生物学标志物，而B7-1 正是其中之一[6]。B7-1未来有机会成为足细胞病的诊断标志物之一[13]。

2.2 足细胞裂孔隔膜蛋白Nephrin

肾小球滤过屏障主要分为3 层，由内到外分别为毛细血管内皮细胞、肾小球基膜和足细胞[4]。足细胞上的裂孔隔膜决定滤过分子的种类，是滤过屏障的重要结构，这在足细胞的损伤中发挥重要作用。Nephrin 是足细胞裂孔隔膜上特异性表达于肾小球足细胞的一种分子，其编码基因为NPHS1[14]。Nephrin作为足细胞膜上传递信号的一种重要分子，与其他足细胞蛋白一起参与足细胞的产生、改变、凋亡等一系列调控过程中[4]。通常情况下，Nephrin 沿肾小球毛细血管壁均匀线性分布，其表达水平的改变将可导致大量蛋白尿的产生。研究表明，上调Nephrin的表达可维持足细胞的分子结构和功能，从而防止足细胞的损伤[15]。

2.3 足细胞裂隙膜蛋白Podocin

Podocin 是2000 年被发现的一种新蛋白因子，其编码基因为NPHS2，主要在足细胞裂孔隔膜处特异性表达，参与裂孔隔膜与足突细胞骨架之间的结合[14,16]。Podocin 在足细胞膜中表现为一种特殊结构，可连接足细胞骨架，维持裂孔隔膜结构完整性，对维持足突细胞骨架和调节肾小球的滤过有重要作用[17]。Podocin 可与Nephrin 等相互作用，并可增强Nephrin 的信号转导[4]。因此，减少Podocin 的丢失是减轻足细胞损伤的一种方式。

2.4 足细胞标记蛋白

足细胞标记蛋白（podocalyxin，PCX）是足细胞顶膜区的一层唾液酸糖蛋白，是GBM 电荷屏障的主要组成成分，因其具有抗黏附作用可确保肾小球滤过屏障的正常功能[18]。PCX 是目前发现的最为特异的足细胞蛋白标志物，其表达与疾病的进展、足细胞损伤及蛋白尿形成有重要关系[19]。PCX 很可能通过与肌动蛋白细胞骨架的联系来影响多种重要细胞的功能[20]。研究发现，原发性肾病综合征合并急性肾损伤组患者中尿PCX 较对照组明显升高[21]。综上，PCX 检测可作为无创性诊断足细胞病的方式之一。

2.5 突触足蛋白Synaptopodin

Synaptopodin 是一种与足细胞骨架相关的一种足细胞特异性肌动蛋白结合蛋白，其通过稳定应激纤维，在调节足细胞肌动蛋白动力学和维持肾小球过滤功能方面起重要作用[21]。同时，Synaptopodin是骨架蛋白的重要组成部分，其通过与连接蛋白的连接作用，维持足细胞功能[22]。有研究通过建立动物模型发现，疾病条件下Synaptopodin 水平的改变可能会改变细胞内瞬时受体电位阳离子通道6 通道的定位和活性，从而进一步导致足细胞损伤及功能障碍[21,23]。

2.6 血管生成素样蛋白4

血管生成素样蛋白4（angiopoietin-like protein 4，ANGPTL4）是一种分泌型糖蛋白，与足细胞损伤密切相关。研究发现，ANGPTL4 的表达上调与足细胞损伤有关，其在蛋白尿的形成中发挥重要作用[24]。研究表明，在正常条件下，野生型小鼠和ANGPTL4基因敲除小鼠在生化指标和肾脏病理学方面比较，差异无统计学意义；但在肾病条件下，ANGPTL4基因敲除小鼠的蛋白尿显著减少，表明ANGPTL4诱导肾病小鼠足细胞损伤，导致蛋白尿的形成，其分子机制可能与ANGPTL4 下调肌动蛋白细胞骨架调控信号有关[25]。因此，ANGPTL4 有望成为足细胞病的无创诊断方法。

3 足细胞蛋白标志物与原发性足细胞病

3.1 足细胞蛋白标志物与MCD

MCD 常见于儿童和青少年，其病理特点主要表现为在超微结构水平上足突消失，但在光镜水平上无明显改变。MCD 的临床表现主要为大量蛋白尿、低蛋白血症、水肿及高脂血症等。Timmermans 等[26]研究提出，活动期MCD 患者足细胞B7-1 的表达增加，表明B7-1 产生的主要来源是足细胞；此外，足细胞B7-1 的排泄与MCD 活动性密切相关，B7-1 在培养的足细胞中的表达导致Nephrin 表达降低，导致屏障功能障碍，从而导致蛋白尿的生成[27]。研究表明，复发MCD 患者中尿B7-1 水平增加，而缓解期MCD 患者的B7-1 水平保持正常，提示B7-1 可成为一种诊断标志物[28]。国外研究者通过创建分别敲除Nephrin 和Podocin 编码基因的动物模型发现，小鼠肾组织出现足突融合、裂隙隔膜缺乏，小鼠出生后表现为严重的蛋白尿，出生后几天内因大量系膜硬化症引起肾衰竭而死亡，电子显微镜观察显示足细胞足突广泛融合，其余足突连接处缺乏狭缝隔膜[29]。研究表明，通过建立由阿霉素诱导并导致明确足细胞损伤MCD 大鼠模型并与健康对照组相比发现，ANGPTL4 表达的上调仅在足细胞受损时才发生，证实ANGPTL4 可作为评估早期足细胞损伤的特异性生物学标志物[30]。

3.2 足细胞蛋白标志物与MN

MN 是原发性足细胞病常见的病理类型之一，病理上主要表现为免疫复合物沉积于肾小球基膜上皮伴基底膜弥漫性增厚，常发病于成人[30]。在肾小球滤过率>90ml/（min·1.73m2）的MN 患者中可检测到 Nephrin，而在健康受试者中未检测到，表明Nephrin 是MN 早期肾小球损伤的标志物[31]。研究表明，Podocin 信使RNA 具有作为MN 诊断和疾病活动标志物的潜力[32]。酶联免疫吸附分析法对尿液进行分析验证发现，尿B7-1 水平可鉴别MCD 与其他形式的肾脏疾病等[33]。另有研究发现，MN 患者外周血中的T 细胞亚群和单核细胞被确定为评估MN疗效和进展的候选生物学标志物，而B7-1 作为T细胞表面的配体，在参与MN 的疾病进展中发挥重要作用[34]。对收集的MCD、MN 及其他肾病患者标本分析发现，尿液ANGPTL4 水平随尿蛋白水平的增加而增加，考虑与足细胞损伤后过度分泌ANGPTL4导致肾小球滤过屏障受损程度有关，推测ANGPTL4可能成为MN、MCD 的一种早期诊断标志物[35]。研究表明，在MN 患者中PCX 的表达水平显著增加，提示PCX 可在早期反映足细胞损伤[36]。

3.3 足细胞蛋白标志物与FSGS

FSGS 常需通过肾穿刺活检予以明确诊断。若MCD、MN 未能得到及时处理，将会进展为FSGS。病理上，FSGS 常表现为系膜基质增宽和球囊粘连增加，伴系膜增生及肾小管萎缩和肾间质纤维化[37]。Kondapi 等[38]研究提出，FSGS 中的系膜基质扩增后，足细胞随后路脱离和GBM 暴露而死亡，导致裂孔隔膜组成被破坏，从而影响肾小球滤过功能。研究证实，FSGS 是一种与足细胞耗竭密切相关的疾病，而Nephrin 的耗竭易使足细胞脱离，Nephrin表达水平的降低而足细胞密度无变化会损害足细胞在损伤后恢复的能力，并可能影响疾病进展[39]。研究表明，FSGS 患者中的Nephrin 与Podocin 水平呈显著正相关。表明Podocin 可作为生物学标志物，用于对未对病变（硬化症）进行采样的足细胞病病例的常规肾活检分析[40]。

4 小结与展望

综上所述，足细胞病是慢性肾脏病常见原因之一，而足细胞损伤是足细胞病进展的关键环节。足细胞蛋白标志物是维持足细胞结构和功能稳定的关键。因此，进一步探索这些足细胞蛋白标志物的作用、分析各蛋白标志物联合检测在足细胞病中具有重要义，有助于探究影响足细胞损伤的因素，这对减缓足细胞病进展具有关键作用，为足细胞病的早期判断和及时治疗提供方向。