糖尿病肾病发病机制中各种炎性因子的作用

陈白帆(综述)，任建功(审校)

(兰州大学第二医院糖尿病科，兰州730000)

糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)是在糖尿病病程中出现的以蛋白尿、高血压、水肿、肾功能不全等肾脏病变为特征的疾病，目前认为主要是在遗传易感性基础上多种炎性因子参与引起的肾脏慢性损伤。其内皮功能障碍可能是DN发生、发展的主要过程［1］。研究发现内皮细胞抗体(endothelial cell antibodies，AECA)介导的免疫损伤是造成内皮功能障碍的一个因素［2］。炎症及其他影响因素可导致内皮细胞破坏，在AECA介导的免疫损伤作用下，机体组织分泌大量炎性因子，加重内皮细胞功能障碍，最终导致DN的发生。

1 白细胞异常

大量研究发现DN肾脏内皮内白细胞黏附增多［3］。白细胞是一大类细胞，具有黏附于血管内皮的倾向，能够产生有毒的过氧化物以及蛋白水解酶［4］。此外，白细胞还具有趋化和激活的作用［5］，并在DN肾脏固有细胞和浸润炎性细胞中均有表达，并参与肾脏病理损伤。糖尿病患者的肾活检可见肾基底膜中有明显增多的白细胞，这些细胞的聚集将会导致肾脏内皮细胞功能障碍，灌注异常和血管通透性的改变，从而影响肾小球的滤过功能［6-7］。在DN患者中，白细胞的活性会逐渐增加，而白细胞的变形能力较糖耐量正常者和糖耐量下降者弱。异常的白细胞可能参与DN肾脏微循环的损伤，如毛细血管无灌注、内皮细胞损伤导致肾衰竭、血管渗漏，甚至死亡等［8］。2型糖尿病患者血清超敏C反应蛋白(highsensitivity C reaction protein，hs-CRP)增高的机制可能为胰岛素抵抗，当胰岛素分泌充足时胰岛素对肝脏急性时相纤维蛋白的合成具有不同作用，可促进清蛋白的合成而抑制CRP合成，胰岛素敏感性下降，会影响胰岛素的生理功能，致 CRP合成增加。当胰岛素分泌不足时，高血糖可促进胰岛细胞分泌白细胞介素(interleukin，IL)6，大量的IL-6作用于肝脏使CRP的合成增加［9］。

2 CRP

CRP是一种炎性反应的急性时相蛋白，参与局部或全身炎性反应。它是在感染或组织损伤时由肝细胞产生的炎性细胞因子，是反映组织损伤后发生炎性反应及修复的因子［10］。研究表明，2型糖尿病患者血清中CRP水平明显升高，且与糖尿病血管病变密切相关。作为一种敏感的急性时相蛋白，近年的研究发现其血浆浓度水平与糖尿病及其大血管并发症的发生、发展相关，对糖尿病未来风险预测有一定价值［11］。有研究采用免疫荧光双抗体夹心法检测2型糖尿病、早期DN、临床DN及健康人的CRP以及微量蛋白尿水平，结果得出CRP、微量蛋白尿测定对判断2型糖尿病的发生及早期DN并发症的发生、发展有帮助，可作为2型糖尿病及其并发症的监测和疗效观察指标［12］。另外，CRP可导致血管内皮细胞功能障碍或直接损伤血管内皮细胞，降低内皮型一氧化氮合酶的表达及生物活性;参与氧化应激，刺激血管内皮释放炎性因子，如细胞间黏附分子、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)2α及MCP-21等，其促进白细胞释放超氧化物歧化酶和蛋白水解酶，引起组织损伤;激活凝血系统和补体系统，导致机体凝血和纤溶系统平衡的失调，引发血管病变，导致DN 形成［11，13-14］。

3 核因子κB

核因子 κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)是一类重要的核转录因子，参与氧化应激和炎性反应［15］。NF-κB基因定位于4号染色体(4q24)，能诱导下游大约150个目的基因转录，包括 TNF-α和IL-1β等［16］。很多实验结果都显示NF-κB可能参与了糖尿病微血管并发症的发生、发展。其中Can微卫星重复结构可能与DN有关，用原位杂交法检测NF-κB p65 mRNA表达，并进行半定量分析。采用Spearman等级相关法分析炎性介质的表达。组织学检查显示，NF-κB、骨桥蛋白和MCP-1在肾小管表达显著增加，主要表达于结构相对正常的小管上皮细胞，在炎性细胞大量聚集及明显纤维化处表达较少。同时，肾间质α-平滑肌肌动蛋白、纤维连接蛋白表达也有明显增加，但主要表达于炎性介质阳性表达的小管周围与炎性细胞浸润及纤维化较明显的肾间质。更重要的是与ZL动物相比较，NF-κB DNA链活性转化生长因子 β1和 phospho-Smad3蛋白在ZD动物模型中起着更加深远的意义。随着NF-κB活性增加，转化生长因子β1的表达大大减弱了Smad3糖尿病肾脏的磷酸化，综合来看，未表达的NF-κB和转化生长因子β1/Smad3信号转导通路降低了糖尿病ZD动物模型肾脏疾病的发生。

4 TNF-α

TNF-α是机体炎性反应与免疫功能的重要调节因子。早在1975年，在经卡介苗注射或细菌内毒素感染的小鼠血清中就发现了该因子，因其对多种肿瘤细胞具有细胞毒性作用，而对正常细胞则无杀伤作用，故命名为TNF，最初对其的认识仅限于对肿瘤的特异杀伤作用，后发现其具有多种生物活性［17］。近年来对TNF-α在DN中作用的研究取得了一些进展。DN时，在高糖刺激下的血流动力学改变，非酶糖基化终末产物及其与IgG交联产物，代谢紊乱均可刺激肾脏局部释放TNF-α［18］。一些研究结果显示，单纯糖尿病组、DN组血清TNF-α水平均较正常对照组高，提示TNF-α可能是2型糖尿病及DN的主要发病原因之一［17］。Navarro等［19］研究表明，使用可溶性TNF-2α受体融合蛋白嵌合单抗和己酮可可碱可以明显减轻肾脏损害。TNF-2α可诱导前列腺素、白三烯、IL-21和血小板活化因子等炎性介质的合成，以诱导环氧合酶22的表达，并增强该酶活性，导致前列腺素产生增加;TNF-2α亦可提高系膜细胞MCP-21的分泌，促进免疫炎性反应进展［20］;还可诱导产生活性氧簇，产生氧化应激，并诱导MCP-21和细胞间黏附分子的表达。

5 IL-6

IL-6是一种多功能的细胞因子，可由淋巴细胞、内皮细胞、成纤维细胞及肾小球系膜细胞等多种细胞产生。IL-6是一种由单核细胞、巨噬细胞、成纤维细胞等自发或诱发产生的多功能细胞因子，可通过释放继发性细胞因子或活化宿主细胞免疫来直接或间接实现其效应，在免疫系统、造血系统、神经系统中均起重要作用，其在发病中的作用已引起重视。IL-6主要由单核巨噬细胞产生，具有多项生物学效应，是体内炎性反应和一系列病理生理过程的重要介质，在诸多疾病发病机制中起重要作用［21］。近年的研究表明，IL-6遗传变异可能与机体的大血管、微血管病变有一定的关联，为探究2型糖尿病患者IL-6基因启动子区－634C/G多态性与2型糖尿病肾病的关系，运用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性技术检测并对选择典型基因型进行测序分析，比较各组间基因型频率与等位基因频率之间的统计学差异，以限制性内切酶酶切目的基因可产生GG型(纯合突变型)、CG型(杂合突变型)、CC型(野生型)三种基因型和C、G两种等位基因。结果显示G等位基因可能是2型糖尿病肾病的危险因子，在病理状态下，IL-6可促进细胞过度激活和扩增，加速细胞凋亡，促进胰岛细胞的破坏，促进肾脏系膜增殖，说明IL-6在的病理生理过程中起到一定的作用［22］。

Dalla Vestra等［23］的研究显示，伴蛋白尿的 DN患者血清IL-6水平明显升高，其与肾小球基底膜厚度呈正相关。IL-6促进DN的机制可能是通过旁分泌或自分泌形式与肾小球系膜细胞上的IL-6受体结合，刺激肾小球系膜增殖和细胞外基质的产生，使肾小球滤过膜增厚，还可作用于血管内皮细胞，诱导其表达黏附分子和促凝血因子，黏附炎性细胞，促进血管内血栓形成，增加毛细血管通透性，从而促进DN的发生、发展。

6 IL-18

IL-18是一种多效细胞因子，能刺激T细胞增殖，诱导产生中性粒细胞趋化因子IL-28、巨噬细胞炎性蛋白21、TNF-2α、IL-21β、一氧化氮等细胞因子产生，增强Fas介导的细胞凋亡［24］。随着DN损害的发生发展，血清IL-18呈递增趋势［25］。上述研究结果提示，IL-18也可能参与DN的发生、发展。

7 足细胞损伤

nephrin是足细胞裂孔隔膜的主要组成成分之一，对维持肾小球滤过屏障的完整性起关键作用。由于高血糖、糖基化终末产物、血管紧张素Ⅱ以及氧化应激等综合作用，引起足细胞密度和数量减少，细胞骨架蛋白和裂孔隔膜改变，使基底膜完整性破坏，促进蛋白尿发生、发展和肾小球硬化。Doublier等［26］研究结果证实，DN早期存在nephrin表达异常和重分布，并可能促进肾小球滤过功能丧失，但后期nephrin表达下调伴随着蛋白尿增加，其机制可能为血管紧张素Ⅱ影响nephrin重分布和脱落，并通过糖基化终末产物来抑制nephrin基因转录。这提示DN患者nephrin表达下降可使足细胞减少，裂孔隔膜结构和屏障功能的完整性破坏，蛋白滤过加重。

8 MCP-1

MCP-1是单核细胞最强的趋化因子，在DN中表达上调，可以调节黏附分子表达增加和募集单核细胞到肾小球。随着肾功能的恶化尿MCP-21逐渐增加。MCP-21可促进细胞间黏附分子21、IL-21和IL-26等炎性介质的释放;引发氧化应激，激活蛋白水解酶，增加氧自由基的生成，损伤血管内皮细胞;激活单核细胞，诱导休眠状态的纤维细胞増殖转化为成纤维肌细胞，参与肾小球硬化，促进小管间质纤维化。

9 细胞间黏附分子

细胞间黏附分子1可促使单核巨噬细胞在肾脏浸润，释放各种炎性因子，如IL-21、转化生长因子β1等，进一步促进炎性细胞浸润，导致肾小球基底膜成分产生增多和降解减少，参与肾小球硬化［27］。

综上所述，CRP、NK-κB、TNF、IL 等炎性因子可能与DN的发病有关，对于它们与DN的具体关系尚没有明确定论。因此，将其作为今后研究的切入点，进一步实行大样本的对照研究无疑具有较大的意义和广阔的前景，对于DN的预防、诊断和治疗都具有较大的临床指导意义。

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