慢性肾脏病患者血清CHI3L1、MMP-13表达水平及其病情评估、预后价值*

唐方平,刘义强,李 娜,付 平

1.江油市人民医院肾病风湿免疫科,四川江油 621700;2.江油市第二人民医院,四川江油 621700;3.四川大学华西医院肾脏内科,四川成都 610044

慢性肾脏病为任何原因引起的肾脏结构、功能损害的疾病。大多数慢性病,如高血压、糖尿病及一些原发性肾脏疾病(如肾小球肾炎),最终可发展为慢性肾病,并作为其长期并发症[1]。慢性肾脏病Ⅲ期前患者通常无明显症状,随着病情的发展可能会出现中枢神经系统障碍、急性心力衰竭等并发症,以及肾功能衰竭,影响患者的生活甚至危及生命[2],因此早期发现、早诊断有助于改善患者的预后。几丁质酶属于糖苷水解酶18家族,是由N-乙酰葡糖胺重复序列组成的多糖链,几丁质酶3样蛋白1(CHI3L1)属于该家族成员,在原核生物和真核生物中都很常见,CHI3L1由巨噬细胞、内皮细胞、癌细胞、中性粒细胞和肝星状细胞等多种细胞产生,在炎症和组织修复、重塑以及对抗氧化剂、病原体诱导的损伤中起着至关重要的作用[3]。有研究表明,CHI3L1对诊断患者肾功能损伤具有一定的参考价值,且在危重症患者中其水平增加,推测其可能影响慢性肾脏疾病的发展[4]。基质金属蛋白酶(MMP)属一类锌依赖性蛋白水解酶家族蛋白,负责切割多种细胞外基质蛋白,MMP-13在肾脏疾病的发生发展中起关键作用[5]。有研究显示,MMP-13与CHI3L1共同参与肺癌转移,但对慢性肾脏病的病情及预后评估的应用价值尚鲜见报道[6]。本研究旨在探讨慢性肾脏病患者血清CHI3L1和MMP-13对其病情评估、预后价值的影响。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2020年3月至2022年8月在江油市人民医院就诊的208例慢性肾脏病患者,其中男108例,女100例,年龄28～75岁,平均(58.28±4.28)岁;208例慢性肾脏病患者中包括101例原发性肾小球病,76例继发性肾小球病,21例糖尿病肾病,10例肾小管-间质疾病。纳入标准:(1)符合慢性肾脏病诊断标准[7];(2)临床资料完整;(3)研究者配合度较高。排除标准:(1)使用过药物如糖皮质激素、抗凝剂等的患者;(2)接受透析或肾移植治疗的患者;(3)自身免疫性或感染性疾病患者;(4)严重肝、肺及心血管等系统性疾病患者;(5)妊娠或哺乳期患者。将208例慢性肾脏病患者按照病情严重程度划分[8]:其中肾小球滤过率(GFR)≥90 mL/(min·1.73 m2)为Ⅰ期组,共21例;GFR在60～89 mL/(min·1.73 m2)为Ⅱ期组,共42例;GFR在30～59 mL/(min·1.73 m2)为Ⅲ期组,共86例;GFR在15～29 mL/(min·1.73 m2)为Ⅳ期组,共38例;GFR在0～<15 mL/(min·1.73 m2)为Ⅴ期组,共21例。以同期进行体检的体检健康者为对照组,共152例,近期无接受慢性肾脏及肾毒性药物史,其中男88例,女64例,年龄25～75岁,平均(58.25±4.45)岁。对照组、病例组在性别及年龄方面比较,差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经江油市人民医院医院伦理委员会批准。

1.2研究方法

1.2.1样本采集 对照组于体检时抽取静脉血样品5 mL,病例组患者于入院第1天收集空腹静脉血样品5 mL,将样品静置30 min后,在4 ℃下以8 000×g离心15 min分离血清,取上清液储存在-80 ℃待检。

1.2.2用酶联免疫吸附试验检测血清CHI3L1、MMP-13表达水平 采用酶联免疫吸附试验测定血清中CHI3L1(杭州普望生物技术有限公司)和MMP-13表达水平(武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司):将10 μL适当稀释的CRP标准品、样品和对照品在室温下分配到适当标记的微量滴定孔中,然后加入100 μL酶结合试剂,充分混合30 s,并在20～25 ℃下孵育45 min。随后用蒸馏水洗涤该孔,并通过在吸水纸上剧烈击打,然后向每个孔中加入100 μL四甲基联苯胺溶液,轻轻混合5 s,并在20～25 ℃下孵育20 min,最后将100 μL终止溶液加入每个孔中,轻轻混合30 s以终止反应。在15 min内用微量滴定孔读数器在450 nm处读取吸光度值,然后绘制标准品曲线,分析血清CHI3L1、MMP-13表达水平。

1.2.3随访 对所有患者通过微信或电话或门诊等方式进行随访,随访时间为1年,根据预后情况将患者分为预后良好组(n=92)及预后不良组(n=116),其中预后不良指的是GFR较基线GFR下降超过30%或患者需透析治疗,其中所有患者随访期间均无死亡。

2 结 果

2.1两组一般资料比较 两组受试者一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 两组受试者一般资料比较或n/n)

2.2两组受试者组血清CHI3L1、MMP-13表达水平比较 与对照组相比,病例组患者血清中CHI3L1表达水平显著增加,MMP-13水平显著降低,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 两组受试者血清CHI3L1、MMP-13表达水平比较

2.3不同分期慢性肾脏病患者血清CHI3L1、MMP-13水平比较 与Ⅰ期组相比,Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期组、Ⅴ期组患者血清中CHI3L1表达水平显著增加,MMP-13表达水平显著降低(P<0.05);与Ⅱ期组相比,Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期组患者血清中CHI3L1表达水平显著增加,MMP-13表达水平显著降低(P<0.05);与Ⅲ期组相比,Ⅳ期、Ⅴ期组患者血清中CHI3L1表达水平显著增加,MMP-13表达水平显著降低,差异有统计学意义(P<0.05);与Ⅳ期组相比,Ⅴ期组患者血清中CHI3L1表达水平显著增加,MMP-13表达水平显著降低,差异有统计学意义(P<0.05),见表3。

表3 不同分期慢性肾脏病患者血清CHI3L1、MMP-13水平比较

2.4慢性肾脏病患者血清CHI3L1、MMP-13表达水平以及二者与GFR的相关性 Pearson法分析显示,慢性肾脏病患者血清CHI3L1、MMP-13表达水平呈负相关(r=-0.529,P<0.001),CHI3L1与GFR呈负相关(r=-0.490,P<0.05),MMP-13与GFR呈正相关(r=0.424,P<0.05),见图1。

图1 慢性肾脏病患者血清CHI3L1、MMP-13表达水平的 相关性分析

2.5不同预后慢性肾脏病患者血清CHI3L1、MMP-13表达水平比较 与预后良好组相比,预后不良组患者血清中CHI3L1表达水平显著增加,MMP-13表达水平显著降低,差异有统计学意义(P<0.05),见表4。

表4 不同预后慢性肾脏病患者血清CHI3L1、MMP-13表达水平比较

2.6Cox回归分析影响慢性肾脏病患者预后的因素 以慢性肾脏病患者是否预后不良为因变量,以血清CHI3L1、MMP-13、GFR、年龄、性别、体重、吸烟史与饮酒史为自变量,Cox回归分析结果显示,血清CHI3L1、MMP-13、GFR为慢性肾脏病患者预后不良的独立影响因素(P<0.05),见表5。

表5 Cox回归分析慢性肾脏病患者预后的影响因素

3 讨 论

慢性肾脏病是世界范围内的公共卫生问题,是心血管疾病发病率和死亡率的一个重要风险因素,慢性肾脏病发展为终末期肾病会导致患者生活质量的显著下降和社会的经济负担增加[9-10]。因此关注其病情发展对延缓进展为终末期肾病及改善预后非常重要。

慢性肾脏病的发生发展与炎症反应有关,炎性浸润与释放是引发肾损伤的初始原因[11]。CHI3L1是哺乳动物几丁质酶家族的一员,是促炎性糖蛋白生物标志物,具有高度肝脏特异性,参与炎症、细胞增殖和分化[12]。在炎性疾病患者的滑液和血清中可检测到其表达水平显著增加[13]。此外,有研究发现,血清中CHI3L1表达可用于评估各种疾病,包括直肠癌、银屑病、2型糖尿病、冠状动脉疾病和糖尿病肾病等[14]。基于以上探索,本研究推测CHI3L1可能与慢性肾脏病的发展有关。本研究结果显示,慢性肾脏病患者血清中CHI3L1表达水平显著增加,推测CHI3L1表达水平在一定程度上能够反应慢性肾脏病的发生,这与其在糖尿病肾病中的趋势相同[15]。本文进一步对慢性肾脏病患者进行了不同分期,结果显示随着疾病的发展,CHI3L1表达水平也随之增加,提示关注CHI3L1表达水平有助于监测慢性肾脏病病情严重程度。Pearson法分析显示,慢性肾脏病患者血清CHI3L1与GFR呈负相关,提示CHI3L1表达水平与机体肾功能存在一定联系。进一步的预后显示,预后不良组CHI3L1表达水平明显高于预后良好组,提示通过检测CHI3L1表达水平有助于患者预后评价。

慢性肾脏病是一种慢性肾功能不全综合征,其特征是肾单位丢失、炎症、肌成纤维细胞活化和细胞外基质沉积,MMP是参与细胞外基质和基底膜降解蛋白的水解酶,如胶原蛋白和弹性蛋白,在慢性肾脏病和间质纤维化的进展中起重要作用[16-17]。MMP-13是主要的Ⅱ型胶原降解胶原酶,通过破坏蛋白聚糖参与细胞外基质的降解,在多种肾病中发挥重要作用,如在糖尿病肾病中,其表达水平显著降低,可用于其早期诊断及预后评价[18]。浸润性髓样细胞中的Twist1通过促进MMP-13的产生减轻受损肾脏中间质基质的积聚[19]。本研究发现,慢性肾脏病患者血清中MMP-13表达水平显著降低,与YAZGAN等[20]研究结果相吻合,提示上调MMP-13在慢性肾损伤进展具有保护作用。进一步的结果显示,Ⅴ期组患者血清中MMP-13表达水平最低,随着慢性肾脏病患者分期增加,MMP-13表达水平反而降低,提示MMP-13表达水平与慢性肾脏病患者病情有关。预后分析结果显示,预后良好组MMP-13表达水平明显高于预后不良组,提示通过MMP-13表达水平可用于监测患者预后。Pearson法分析显示,慢性肾脏病患者血清MMP-13表达水平与GFR呈正相关,与CHI3L1表达水平呈负相关,提示CHI3L1、MMP-13表达水平可能共同影响患者肾功能。Cox回归分析显示,血清CHI3L1、MMP-13、GFR为慢性肾脏病患者预后不良的独立影响因素,关注其表达水平变化有助于评估患者预后。

综上所述,随着慢性肾脏病患者的病情发展,患者血清中CHI3L1表达水平增加,MMP-13表达水平降低,其水平与患者肾功能状态有关,在一定程度上影响患者预后,具有重要的临床应用价值,但由于样本量有限及影响机制较多,仍需进一步验证。