糖尿病肾病患者尿液中生物学标记物的表达及其与急性肾损伤发生的相关性

郭洋洋

河北省廊坊市第四人民医院肾内科 065700

糖尿病肾病是糖尿病主要慢性微血管并发症之一,可发展到终末期肾脏疾病,是慢性肾衰竭的主要原因[1]。急性肾损伤是糖尿病肾病的常见并发症之一,若不及早发现并干预会对患者生存质量产生严重影响。肾活检是急性肾损伤诊断的金标准,但是该检测为有创诊断,难以普及。因此,寻找灵敏度高、特异度强、能判断急性肾损伤生物学标记物具有极高的临床价值[1]。本研究观察糖尿病肾病患者尿液中生物学标记物的表达情况,分析其与糖尿病肾病患者发生急性肾损伤的关系,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2020年5月—2022年5月医院收治的90例糖尿病肾病患者作为研究对象,根据2012年KDIGO发布的糖尿病肾病分期指南,将分为Ⅰ期30例,Ⅱ期29例,Ⅲ期31例。Ⅰ期:男16例,女14例;年龄60～75岁,平均年龄(68.50±4.73)岁。Ⅱ期:男15例,女14例;年龄61～75岁,平均年龄(68.31±4.50)岁。Ⅲ期:男16例,女15例;年龄60～74岁,平均年龄(68.48±4.83)岁。三组性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.2 纳入标准 (1)符合《内科学》第9版[2]中糖尿病肾病的诊断标准:1型糖尿病发病后5年和2型糖尿病确诊时,出现持续蛋白尿,而后经肾活检确诊;且糖尿病肾病的分期在Ⅰ～Ⅲ期内;(2)精神、沟通无障碍;(3)患者及家属均签署知情同意书,自愿参与本研究。

1.3 排除标准 (1)心、肝、肾等重要脏器功能不全;(2)近期服用影响肾脏功能或降低血脂水平药物;(3)合并炎症感染反应;(4)合并恶性肿瘤者;(5)有透析或者器官移植史。

1.4 方法 (1)采集方法:采集所有门诊患者空腹尿液,取中段尿倒入10ml的EP管中,以医用离心机(广州吉迪仪器有限公司,型号JIDI-17D)离心10min,离心速率3 500r/min,离心半径10cm,取上清尿液分批包装(每批不少于1ml),并低温保存于-80℃的冰箱中。(2)检测方法:通过全自动生化仪(瑞士Roche公司,型号COBAS c311)以及通过酶联免疫吸附法对患者体内NGAL、KIM-1、IL-18水平进行测定,试剂盒由上海德波生物技术有限公司提供。

1.5 急性肾损伤的诊断 符合《内科学》第9版中急性肾损伤的诊断标准[2]:48h内血清肌酐水平升高≥0.3mg/dl或超过基础值的1.5倍及以上,且明确或经推断上述情况发生在7d之内;或持续6h尿量<0.5ml/(kg·h)。

1.6 观察指标 (1)比较Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期糖尿病肾病患者尿液中生物学标记物的水平,尿液中生物学标记物的水平对糖尿病肾病分期的评估;(2)根据是否并发急性肾损伤将糖尿病肾病患者分为发生组和未发生组,比较两组患者NGAL、KIM-1、尿IL-18水平,并分析上述指标与急性肾损伤发生的相关性。

2 结果

2.1 不同分期患者尿液中生物学标记物水平比较 Ⅰ期患者的NGAL、KIM-1水平均低于Ⅱ期及Ⅲ期患者,且Ⅱ期患者低于Ⅲ期患者,差异有统计学意义(P<0.05);不同分期患者尿IL-18水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 不同分期患者尿液中NGAL、KIM-1、>尿IL-18水平比较

2.2 尿液NGAL、KIM-1对糖尿病肾病分期的评估 尿液NGAL、KIM-1评估糖尿病肾病分期Ⅰ期与Ⅱ期的AUC均>0.70,有一定评估价值;尿液NGAL、KIM-1评估糖尿病肾病分期Ⅰ期与Ⅲ期的AUC均>0.70,有一定评估价值;尿液NGAL、KIM-1评估糖尿病肾病分期Ⅱ期与Ⅲ期的AUC均>0.70,有一定评估价值。详见表2,ROC曲线图见图1～3。

图1 尿液NGAL、KIM-1评估糖尿病肾病分期Ⅰ期与Ⅱ期的ROC曲线图

图2 尿液NGAL、KIM-1评估糖尿病肾病分期Ⅰ期

图3 尿液NGAL、KIM-1评估糖尿病肾病分期

表2 尿液NGAL、KIM-1对糖尿病肾病分期的评估

2.3 急性肾损伤的诊断结果 经评估,90例糖尿病肾病患者发生急性肾损伤30例,未发生急性肾损伤60例,按照急性肾损伤的发生情况将糖尿病肾病患者分为两组,分别为发生组和未发生组。

2.4 两组患者尿液中NGAL、KIM-1、尿IL-18水平比较 未发生组患者尿液中NGAL、KIM-1以及尿IL-18水平均低于发生组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组患者尿液中NGAL、KIM-1、>尿IL-18水平比较

2.5 尿液中NGAL、KIM-1与糖尿病肾病患者发生急性肾损伤的相关性 点二列相关性分析可得,尿液中NGAL(r=0.248,P=0.018)、KIM-1(r=0.279,P=0.008)、IL-18(r=0.484,P<0.001)均与糖尿病肾病患者发生急性肾损伤的风险呈正相关性。

3 讨论

随着现代医学对糖尿病肾病的研究不断深入,越来越多的实验室指标被发现并用于糖尿病肾病的病情评估。由于血清生物标志物的检测结果不仅仅只针对肾脏,还可反映全身损伤严重程度,近来医疗人员将更多的目光投向尿液生物标志物研究,尿液生物标志物检查属非侵入性检查,检测快速、可靠,且特异性较强[3-4]。其中尿素氮等是目前已发现并被公认的肾脏损伤标志物,但因肾脏具有非常强的代偿功能,在肾功能轻度受损时,尿素氮的水平可能会无变化,因此尿素氮的敏感性较差,故此需要寻找新的非侵入性的尿液中生物标记物来评估糖尿病肾病病情状况以及其与急性肾损伤的发生关系[5]。

本研究结果显示,Ⅰ期患者的NGAL、KIM-1水平均低于Ⅱ期以及Ⅲ期,且Ⅱ期低于Ⅲ期;此外,本研究ROC曲线分析显示,尿液中NGAL、KIM-1水平评估糖尿病肾病分期的AUC均>0.7,提示尿液中NGAL、KIM-1表达水平与糖尿病肾病病情发展相关。原因在于:NGAL是一种脂质运载蛋白,它具有能够调控肾小管上皮细胞凋亡的作用。当肾小管上皮细胞受到刺激时,NGAL会被大量释放到尿液中,其表达水平会大量升高,因此,尿NGAL表达水平与糖尿病肾病病情发展相关。而KIM-1是近曲小管上皮细胞上的一种跨膜蛋白—磷脂酰丝氨酸受体,亦属于免疫球蛋白基因,在正常肾组织中 KIM-1不表达,但是,一旦出现肾损伤情况,尿KIM-1会在近曲小管上皮细胞中表达并释放到尿液中,使尿液中 KIM-1水平升高[6]。因此,尿KIM-1与糖尿病肾病病情严重程度相关。本研究结果显示,不同分期的糖尿病肾病患者的尿IL-18水平的差异无统计学意义,原因在于:炎性反应可影响该结果,部分患者可能存在次合并症。

有研究结果显示,尿NGAL是缺血性以及肾毒性急性肾损伤的早期诊断指标[7]。本研究结果显示,发生组的尿NGAL水平比未发生组高;尿液中NGAL与糖尿病肾病患者发生急性肾损伤的风险呈正相关性,提示尿液中NGAL水平越高,代表急性肾损伤的发生风险越大。原因在于:NGAL主要存在于中性粒细胞的颗粒中,由于NGAL的分子量较低,NGAL大部分都可以通过肾小球滤过屏障,从而其在肾小管的近端处易被再吸收;当肾小管的功能有所改变时,NGAL在肾小管的重复吸收量会降低,而上皮细胞分泌会增加,其变化早于肌酐和其他标记物,因此NGAL具有显著的时间优势,因此,尿液中NGAL水平越高,代表急性肾损伤发生风险越高。

此外,发生组的尿液中KIM-1水平比未发生组高;尿液中KIM-1与糖尿病肾病患者发生急性肾损伤的风险呈正相关性,提示尿液中KIM-1水平越高,急性肾损伤的发生风险越大。有研究显示,在正常情况下,KIM-1表达量很低,慢性肾脏病患者尿液中KIM-1水平不会升高,而当患者发生急性肾损伤时,KIM-1可以被迅速释放至尿液中,尿液中KIM-1表达明显提高[8]。可见,KIM-1能作为一种早期检测肾损伤的可靠生物学标志物,尿液中KIM-1水平越高,越容易发生急性肾损伤。

本研究结果显示,发生组的尿IL-18水平比未发生组高;尿液中IL-18与糖尿病肾病患者发生急性肾损伤呈正相关性,提示尿IL-18表达水平越高,急性肾损伤的发生风险越大。原因在于:IL-18是一种促炎性反应细胞因子,由近端小管诱导分解形成的促炎症因子,亦是辅助性T细胞因子,其介导着多种器官炎症及缺血后损伤。有研究证实,尿IL-18在近端小管中具有损伤效应,提示尿IL-18水平升高可作为判断近端小管损伤的标志。因此,尿液中IL-18平越高,越容易发生急性肾损伤[9]。

综上所述,尿液中NGAL、KIM-1水平与糖尿病肾病患者的病情相关。尿液中NGAL、KIM-1、IL-18水平越高,糖尿病肾病患者发生急性肾损伤的危险性越高;临床应密切关注NGAL、KIM-1、IL-18水平异常的患者,以早期预防糖尿病肾病患者并发急性肾损伤。