尿生物标记物预测原发性肾小球肾炎疗效及预后的意义

翁沁婕 综述 谢静远 陈 楠 审校

·肾脏病基础·

尿生物标记物预测原发性肾小球肾炎疗效及预后的意义

翁沁婕 综述 谢静远 陈 楠 审校

原发性肾小球肾炎是一组以肾小球损害为主的疾病，其病因复杂，激素和免疫抑制剂为其主要治疗方法，但药物不良反应较大，如何合理使用是肾科医师日常工作中的难题。近年来，越来越多的研究显示尿生物标记物的水平及变化在预测疾病疗效、预后等方面有重要意义，可帮助临床医师选择有效且安全的治疗方案，亦为临床工作提供了许多新的理念与思路。本文将对尿生物标记物在原发性肾小球肾炎中的临床意义进行综述。

原发性肾小球肾炎生物标记物激素免疫抑制剂预后

原发性肾小球肾炎(PGN)是一组以肾小球损害为主的疾病，临床可表现血尿、蛋白尿、水肿、高血压和不同程度肾功能损害，是导致终末期肾病(ESRD)的重要病因。PGN根据激素疗效不同可分为激素抵抗型肾病综合征(SRNS)及激素敏感型肾病综合征(SSNS)。PGN的发病机制仍不明确，目前基本治疗方法仍为激素单用或联合免疫抑制剂。长期大剂量使用激素可引起感染、代谢紊乱及骨质疏松等一系列毒副作用。因此，若能早期预测患者对于激素治疗的疗效及预后，则可规范PGN的治疗，提高诊治水平。近年来，已有使用尿生物标记物来评估疾病病情变化及长期预后的报道，本文就近年来尿生物标记物的研究进展作一综述。

中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)

NGAL是一种普遍存在的脂质载铁蛋白［1］，在远端肾小管上皮细胞中高表达，发生急性肾损伤(AKI)等情况后由肾小管上皮细胞释放。NGAL属于脂质运载蛋白超家族，1993年由Kjeldsen从中性粒细胞中分离获得，亦表达于肝脏等组织及动脉粥样硬化斑块中［2］。Bolignano等［3］发现，大量蛋白尿的膜性肾病患者的尿液NGAL(uNGAL)明显高于正常对照组，且uNGAL与蛋白尿呈正相关，与残余肾功能呈负相关。与低uNGAL(＜350 ng/ml)患者相比，高基线uNGAL(＞350 ng/ml)患者随访1年后肾功能下降≥50%基线水平的风险更高(RR=3.36)。该研究结果提示，肾小球病变严重程度及预后可能与是否合并肾小管病变有关。uNGAL除了可作AKI的早期分子标记物，还可能对肾小球病变的临床表现及预后有一定预测价值。Nishida等［4］比较慢性肾功能不全、增生性肾小球肾炎、SRNS、SSNS等和24名健康对照的血、尿NGAL，发现除了缓解期的SSNS组患者，其余各组患者uNGAL水平显著高于对照组(P＜0.05)，而仅在慢性肾功能不全组患者发现血NGAL水平显著增高(P＜0.001)。同时，患者的蛋白尿水平与uNGAL显著相关(P=0.015)而与血NGAL不相关(P=0.767)。因此，与血NGAL相比，uNGAL可能更适合作为原发性肾小球肾炎的生物标记物。Bennett等［5］对SRNS、SSNS和健康人群的uUGAL进行研究发现，SRNS患者的NGAL中位数显著高于SSNS患者和健康对照(P＜0.001)，区分SRNS和SSNS的AUC为0.91(P＜0.000 1);NGAL水平与GFR呈显著负相关(r=－0.5，P＜0.001)。该研究表明uNGAL可区分SSNS和SRNS，并与SRNS严重程度相关。Chehade等［6］发现，与健康儿童相比，NGAL水平在局灶节段性肾小球硬化(FSGS)(P=0.007)和微小病变(MCD) (P=0.01)患儿中显著升高;uNGAL水平与蛋白尿和GFR水平无明显相关。ROC曲线分析显示尿NGAL/尿肌酐比=17 ng/mg可用于鉴别MCD和FSGS，该研究提示uNGAL水平是鉴别MCD和FSGS的可靠生物标记物，并且与蛋白尿和GFR水平无明显相关性。

β2微球蛋白(β2-MG)

β2-MG最初由Berggard等［7］从患者尿液中提取，它存在于正常人的尿液、血液及脑脊液。β2-MG是一种低分子量蛋白质(分子量11 818)，表达于所有有核细胞表面。肾小球滤过率降低，可导致血β2-MG升高。而肾小管重吸收功能减退，可出现尿β2-MG排泄增加。临床上常用血清尿素氮(BUN)、血清肌酐(SCr)作为检测肾功能的指标，但肾功能下降到正常人的1/3时，BUN、SCr才升高，因而它们无法早期诊断肾脏损害。Hofstra等［8］对57例特发性膜性肾病患者进行了研究，结果显示尿β2-MG是肾功能不全的独立预测因子，敏感性和特异性分别为81%和90%，优于尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)(敏感度74%、特异度81%)。另外，研究中总体的疾病缓解率为44%。在低尿β2-MG的患者中缓解率为78%，在高尿β2-MG的患者中缓解率只有14%。而在低NAG和高NAG的患者中，缓解率分别为71%和21%。因此，β2-MG在预测特发性膜性肾病患者的预后时要优于NAG，并更为精确，它的精确预测可避免激素及免疫抑制剂的过度使用。另有研究包括了115例患者，同样发现，尿α1-MG和尿β2-MG是预测SRNS预后的早期可靠生物标记物［9］。

可溶性尿激酶受体(uPAR)

uPAR是近年发现的一个单链膜糖蛋白，它以糖基化磷脂酰肌醇(GPI)锚定形式结合在体内许多细胞的表面，如血管内皮细胞、平滑肌细胞及血液粒-单核系细胞等。在多种疾病状态如肿瘤、炎症时，细胞表面的uPAR表达增高，后者从细胞表面脱落释放入外周循环中成为可溶性uPAR(suPAR)［10］。以往研究显示，FSGS患者中suPAR会升高，但Meijers等［11］的研究发现，suPAR并非在FSGS中特异性增高。在eGFR＜30 m l/(min·1.73m2)的患者中，95%患者的suPAR超过界值。相同eGFR水平的非FSGS患者和原发性FSGS患者中suPAR水平并无明显差异。在总体人群中，原发性FSGS与suPAR负相关，suPAR＞3 000 pg/m l并非原发性FSGS的独立预测因素。Franco等［12］对肾移植受者的血、尿suPAR进行了研究，肾脏原发病包括原发性FSGS、糖尿病肾病、膜性肾病、IgA肾病(IgAN)和多囊肾。结果显示，血清和尿suPAR与蛋白尿和白蛋白尿均相关。此外，该研究还观察到FSGS患者复发性时尿suPAR升高，由此提出，尿suPAR较血suPAR临床价值更高。

微小核糖核酸(miRNA)

miRNA是一类通过与mRNA的3'端非翻译序列完全或部分结合，导致靶mRNA降解或抑制其翻译，从而调控靶基因表达的非编码单链小RNA分子。miRNA参与绝大多数生理病理过程，与多种疾病的发生、发展密切相关。现已发现在尿液中也有miRNA［9］。Wang等［13］对尿液miRNAs进行研究发现IgAN患者尿miR-200a，miR-200b和miR-429水平下降。尿miRNA下降明显的患者其蛋白尿水平较高［miR-200(r=－0.483，P＜0.001)，miR-200b(r=－0.448，P=0.001)和miR-429(r=－0.466，P=0.001)］，基线肾功能较差［miR-200b(r=0.512，P＜0.001)和miR-429(r= 0.425，P=0.005)］。随访(33.4±12.6)个月后，基础尿miR-200b(r=0.316，P=0.034)较低患者其肾功能减退亦较明显。该研究提示这些尿miRNA片段对于IgAN的临床表现及预后相关。另外，Wang等［14］在另一个研究中还发现，尿miR-29a，miR-192和miR-200c可作为诊断肾病综合征(NS)和判断疾病严重程度的生物标记物。Luo等［15］也研究发现了尿miR-30a-5p在NS患儿中升高(P=0.001)，并随着病情好转而下降，尿miR-30a-5p可作为NS的潜在生物标记物。

胱抑素C(Cys C)

Cys C为半胱氨酸蛋白酶抑制剂(CPIs)家族中的一员，分子量约13 000［16］。人体所有有核细胞都能产生Cys C，且产生率恒定［17］。许多研究表明Cys C在预测GFR变化方面比肌酐更为敏感［18］，因其不受肌肉量、年龄和性别的影响［17］。Proletov等［19］研究者检测了肾穿刺前每天的血液和尿液Cys C水平，以及肾小球硬化程度、肾小管和肾间质硬化程度和肾小管萎缩程度等。结果表明，尿Cys C水平和肾小球硬化程度、蛋白尿及GFR下降有关。

NAG

NAG是一种溶酶体酶，相对分子量较大(分子量约130 000)，由远端肾小管产生，可从尿液中少量分泌。有研究表明，尿NAG可作为判断肾脏疾病活动性的敏感标记物。尿NAG的增多常提示肾小管细胞受损，并且预后不佳［20，21］。早前Vallés等［22］的研究结果显示SRNS组患儿的尿NAG水平显著高于SDNS组、SSNS组和对照组。尿NAG水平与蛋白尿正相关(r=0.73，P＜0.01)。Hong等［23］发现慢性肾小球肾炎患儿SCr与尿NAG水平相关(r=－0.817，P＜0.01)，GFR与尿NAG水平相关(P＜0.01)。提示在慢性肾小球肾炎的患者中可用尿NAG预测患者GFR水平。Mishra等［21］对不同类型NS患者的尿NAG水平进行了研究，结果显示，无论是初发或者复发NS，SRNS患者的尿NAG/Cr水平较其他患者显著增高(P＜0.001)。尿NAG/Cr≥108.9 U/g可作为预测SRNS的参考界值，其敏感度78.8%、特异度100%、阳性预测值100%和阴性预测值77.7%。

炎症因子

尿液中的一些炎症因子参与增殖和修复的过程，可作为潜在的生物标记物并预测长期预后。Idasiak-Prechocka等［24］研究了尿液中的肿瘤坏死因子受体1(TNFR1)和PGN患者肾损伤程度和预后的关系。结果显示PGN患者的尿TNFR1水平明显高于健康对照(P＜0.000 02)。尿TNFR1可作为原发性肾小球肾炎的生物标记物及肾功能损伤进展的预测指标。Wasilewska等［25］对尿液中的单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)进行研究发现，处于复发期的MCD患者的uMCP-1/Cr显著高于健康对照者(P＜0.05)。Cara-Fuentes等［26］对MCD和FSGS患者中的血、尿CD80和suPAR进行了研究，复发期的MCD患者的尿CD80水平较缓解期患者显著升高(P＜0.001)。研究提示尿CD80和血suPAR可联合应用于MCD和FSGS的诊断与鉴别诊断。

小结:目前PGN的基本治疗方法仍有赖于激素或联合免疫抑制剂。长期大剂量使用激素可引起一系列不良反应，但目前仍缺乏有效方案早期预测激素治疗的疗效及预后。近年来，已有多项研究使用尿生物标记物评估肾小球肾炎的疾病变化及长期预后(表1)。其中，NGAL及β2-MG等生物标记物可预测激素治疗的疗效及预后，其临床意义较为肯定;而对于uPAR的研究尚存在争议;miRNA及炎症因子等的预测作用尚需更多的研究揭示。

研究显示，联合检测多种生物标记物比单个标记物更有效、更准确［27］，并将成为研究的新方向。与血液生物标记物相比，尿液生物标记物特异性更强，同时具备无创性、临床易获取等优点，但在进行评估时需注意其表达水平可能受肾功能、蛋白尿及尿液浓缩程度等影响。上述生物标记物的临床价值尚需要大样本前瞻性、临床试验进一步验证，以期大幅提升肾脏疾病的诊治水平。

表1 尿生物标记物的产生途径及临床意义

1 Bolignano D，Coppolino G，Romeo A，et al．Neutrophil gelatinaseassociated lipocalin(NGAL)reflects iron status in haemodialysis patients．Nephrol Dial Transplant，2009，24(11):3398-3403．

2 Kjeldsen L，Johnsen AH，Sengelv H，et al．Isolation and primary structure of NGAL，a novel protein associated with human neutrophil gelatinase．JBiol Chem，1993，268(14):10425-10432．

3 Bolignano D，Coppolino G，Lacquaniti A，et al．Pathological and prognostic value of urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin in macroproteinuric patientswith worsening renal function．Kidney Blood Press Res，2008，31(4):274-279．

4 Nishida M，Kawakatsu H，Okumura Y，et al．Serum and urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin levels in children with chronic renal diseases．Pediatr Int，2010，52(4):563-568．

5 Bennett MR，Piyaphanee N，Czech K，et al．NGAL distinguishes steroid sensitivity in idiopathic nephrotic syndrome．Pediatr Nephrol，2012，27(5):807-812．

6 Chehade H，Parvex P，Poncet A，et al Urinary low-molecular-weight protein excretion in pediatric idiopathic nephrotic syndrome．Pediatr Nephrol，2013，28(12):2299-2306．

7 Berggrd I，Bearn AG．Isolation and properties of a low molecular weight beta-2-globulin occurring in human biological fluids．J Biol Chem，1968，243(15):4095-103．

8 Hofstra JM，Deegens JK，Willems HL，et al．Beta-2-microglobulin is superior to N-acetyl-beta-glucosaminidase in predicting prognosis in idiopathic membranous nephropathy．Nephrol Dial Transplant，2008，23(8):2546-2551．

9 Hanke M，Hoefig K，MerzH，etal．A robustmethodology to study urine microRNA as tumor marker:microRNA-126 and microRNA-182 are related to urinary bladder cancer．Urol Oncol，2010，28(6):655-661．

10 Holst-Hansen C，Hamers MJ，Johannessen BE，et al．Soluble urokinase receptor released from human carcinoma cells:A plasma parameter for xenograft tumour studies．Br JCancer，1999，81(2):203-211．

11 Meijers B，Maas RJ，Sprangers B，et al The soluble urokinase receptor is not a clinicalmarker for focal segmental glomerulosclerosis．Kidney Int，2014，85(3):636-640．

12 Franco Palacios CR，Lieske JC，WadeiHM，etal．Urine But Not Serum Soluble Urokinase Receptor(suPAR)May Identify Cases of Recurrent FSGS in Kidney Transplant Candidates．Transplantation，2013，96(4):394-399．

13 Wang G，Kwan BC，Lai FM，et al．Expression of microRNAs in the urinary sediment of patientswith IgA nephropathy．DisMarkers，2010，28(2):79-86．

14 Wang G，Kwan BC，Lai FM，et al．Urinary sedimentmiRNA levels in adult nephrotic syndrome．Clin Chim Acta，2013，418:5-11．

15 Luo Y，Wang C，Chen X，et al．Increased serum and urinary microRNAs in children with idiopathic nephrotic syndrome．Clin Chem，2013，59(4):658-666．

16 Salgado JV，Neves FA，Bastos MG，et al．Monitoring renal function: measured and estimated glomerular filtration rates-a review．Braz JMed Biol Res，2010，43(6):528-536．

17 Ferguson MA，Waikar SS．Established and emergingmarkers of kidney function．Clin Chem，2012，58(4):680-689．

18 Park MY，Choi SJ，Kim JK，et al．Urinary cystatin C levels as a diagnostic and prognostic biomarker in patients with acute kidney injury．Nephrology(Carlton)，2013，18(4):256-262．

19 Proletov IaIu，Saganova ES，Galkina OV，et al．Diagnostic value of cystatin C and neutrophil gelatinase-associated lipocalin in primary glomerulopathies．Ter Arkh，2013，85(6):10-16．

20 Price RG．The role of NAG(N-acetyl-beta-D-glucosaminidase)in the diagnosis of kidney disease including themonitoring of nephrotoxicity．Clin Nephrol，1992，38(Suppl 1):S14-19．

21 Mishra OP，Jain P，Srivastava P，et al．Urinary N-acetyl-beta-Dglucosaminidase(NAG)level in idiopathic nephrotic syndrome．Pediatr Nephrol，2012，27(4):589-596．

22 Vallés P，Peralta M，Carrizo L，et al．Follow-up of steroid-resistant nephrotic syndrome:Tubular proteinuria and enzymuria．Pediatr Nephrol，2000，15(3-4):252-258．

23 Hong JD，Lim IS．Correlation between glomerular filtration rate and urinary N acetyl-beta-D glucosaminidase in children with persistent proteinuria in chronic glomerular disease．Korean JPediatr，2012，55 (4):136-142．

24 Idasiak-Piechocka I，Oko A，Pawliczak E，et al．Urinary excretion of soluble tumour necrosis factor receptor 1 as amarker of increased risk of progressive kidney function deterioration in patients with primary chronic glomerulonephritis．Nephrol Dial Transplant，2010，25(12): 3948-3956．

25 Wasilewska A，Zoch-Zwierz W，Taranta-Janusz K，et al．Urinary monocyte chemoattractant protein-1 excretion in children with glomerular proteinuria．Scand JUrol Nephrol，2011，45(1):52-59．

26 Cara-Fuentes G，Wei C，Segarra A，etal．CD80 and suPAR in patients with minimal change disease and focal segmental glomerulosclerosis: diagnostic and pathogenic significance．Pediatr Nephrol，2014，29(8): 1363-1371．

27 Fassett-RG，Venuthurupalli SK，Gobe GC，et al．Biomarkers in chronic kidney disease:a review．Kidney Int，2011，80(8):806-821．

Prediction value of urine biomarkers on treatment efficiency and prognosis of patients w ith primary glomeru lonephritis

WENGQinjie，XIE Jingyuan，CHEN Nan

Primary glomerulonephritis，which has complex causes，is a group of diseases characterized by glomerular damage．It can be caused by kidney itself as well as secondary to systemic diseases．The treatment of primary glomerulonephritis includes corticosteroids and immune suppressive agents both of which may lead to severe side effects．How to treat these patients safely and effectively by these drugs is one of the problems nephrologists often face to in their daily work．In recent years，more and more studies showed that urinary biomarkers had potential values in predicting the effect and prognosis of glomerulonephritis，thus can help clinicians choose an effective and safe way and also provide new concepts and ideas in clinicalwork．This article will review the clinical significance of urinary biomarkers in patients with primary glomerulonephritis．

primary glomerulonephritis urinary biomarkers corticosteroids immunosupressors prognosis

2014-07-24

(本文编辑 律舟 可可)

国家重点基础研究发展计划(973计划)(2012CB517604);中华医学会临床医学科研专项基金(13030280413);国家

自然科学基金(81370015，81000295)

上海交通大学医学院附属瑞金医院肾脏科(上海，200025)

Department of Nephrology，Ruijin Hospital，Shanghai Jiao Tong University School of Medicine，Shanghai200025，China