新型慢性肾脏病标志物研究进展

周江慧,李倩玉,杨 爽,刘 锋

(吉林大学中日联谊医院 肾内科，吉林 长春130033)

各种原因引起的肾脏结构和功能障碍≥3个月，称为慢性肾脏病(CKD)。目前临床上评判肾功能的指标是Scr，但其并不能早期敏感、可靠的诊断CKD[1]。究其原因是因为血清肌酐是一种功能性的生物指标，且肾脏具有强大的代偿功能，当肾脏轻度损伤时，由于其代偿功能，血肌酐并不能出现变化。而目前的新型标志物NGAL、KIM-1、IL-18可于慢性肾脏病早期出现，且易于检测，可为CKD的治疗提供依据，故加深对其了解在临床工作中是十分必要。

1 中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)

1.1 NGAL结构特点

NGAL是一种起初在中性粒细胞中发现的由198个氨基酸残基的25 KD多肽组成的小分子蛋白，其相对分子质量为25000。其结构包括N端的310-螺旋、C端的a螺旋和β折叠桶。NGAL存在的结构形式有多种[2]。其中有重要临床意义的则是其二聚体与单体形式的结构，其二聚体结构形式的NGAL主要以中性粒细胞分泌为主。而单体结构形式的NGAL是由受损的肾小管上皮细胞分泌出来的[3,4]。其结构形式于肾小球滤过率又有何关系呢，有研究证实单体形式的 NGAL越高，肾小球滤过率越低，两者呈反比关系。而其他结构形式与肾小球滤过率无关。并且有相关研究表明单体形式的NGAL水平不受有中性粒细胞参与的泌尿系统炎症的影响[4]。提示单体形式的NGAL对CKD具有特异性，可反映肾脏的损伤情况。

1.2 NGAL与肾脏病关系

众所周知NGAL往往作为急性肾损伤(AKI)标志物，其产生机制是当上皮细胞受到损伤时，近端肾小管产生大量的NGAL，诱导肾小管上皮细胞的再生和凋亡[5]。其产生增对的原因是NGAL是一类应激蛋白，在外界因素刺激下，细胞会分泌NGAL来保护自身，使组织细胞免于凋亡。故当肾小管上皮细胞受到损伤时，人体出于自身防御机制会分泌NGAL。Devarajan 等[6]在肾缺血/再灌注及顺铂诱导小鼠肾损伤模型中，运用特定的方法发现，损伤后，NGAL m RNA 、蛋白在近曲小管细胞上呈高水平表达，并可在损伤后3 h后NGAL在尿液和血液中出现明显升高。其变化明显早于目前临床常用的功能标志物(如血肌酐)，是敏感的早期肾损伤生物标志物。但其对CKD又有什么诊断意义呢，目前CKD基础上的急性肾损伤(AKI)的发生率也越来越高。其原因是慢性肾病中肾单位功能的丧失会导致其余肾单位的工作强度增大，使肾小管易于发生AKI且恢复难度较大。故CKD患者易于发生AKI。NGAL在检测AKI上的优势可充分利用到CKD基础上的AKI，短期内血液和尿液中NGAL明显升高，预示着急性肾损伤发生，指导临床工作中治疗慢性肾脏病的同时兼顾急性肾损伤的治疗，减少病死率的发生。目前有关研究发现在 CKD 中存在血清NGAL的浓度变化。一项选取45例CKD2-4期患者的对比研究表明，进入CKD3期以上患者，血清NGAL与疾病有明显的相关性，随着病情的进展，血NGAL逐渐升高，可作为CKD病情发展的指向标。也有研究表明，在肾活检样本中的，尿液中单体形式的NGAL 与肾脏的组织学具有相关性，这是进行性、重度CKD的典型表现[7]。在对 Ig A 肾病、多囊肾的研究发现其 NGAL 值高于正常对照[8,9]。Nickolas 等[10]发现尿液中单体形式NGAL与肾脏结构、功能(肾小球滤过率、间质纤维化及肾小管萎缩)显著相关。并且越来越多的研究表明NGAL参与CKD的肾纤维化过程，机制涉及NGAL抑制Ras-MAPK通路，促进MMP-9活性上调，从而导致肾脏纤维化。结合文献可知，血液NGAL和(或)尿液中NGAL都可反映慢性肾脏病发展进程及疾病的严重程度。

1.3 NGAL与糖尿病肾病、高血压肾病关系

随着糖尿病、高血压等慢性病发病率升高，当这些慢性病达到一定年限会引起肾脏结构和功能的改变，故引起的慢性肾脏病所占的分量也在逐年增加。NGAL在评估糖尿病肾病及高血压肾病上也有重要价值。有报道显示 NGAL可先于目前临床常用的血肌酐、CysC等功能性肾损伤标志物发生改变，是具有重要应用价值早期肾损伤标志物之一[11,12]。国内沈东惠[13]等通过对照研究发现健康人和尿白蛋白尚属于正常的T2DN患者相比，血NGAL具有统计学差(P<0.05)。T2DN患者的血NGAL明显升高。提示了早期DN中血NGAL升高明显早于尿白蛋白/肌酐的变化。国内外[14,15]均认为在早期糖尿病肾病中患者血清 NGAL 与 UAER(尿白蛋白排泄率)有较好的相关性。血NGAL在早期诊断糖尿病肾脏损害中具有较高的灵敏性及特异性。另有研究表明NGAL可预测II型糖尿病终末期肾病(ESRD)存活率，NGAL/SCr值与Ⅱ型糖尿病ESRD患者死亡率成正相关。同样在高血压肾病研究中，也有同样的发现，在尿白蛋白尚未出现异常时，尿中NGAL表达已有明显增高，且随着尿白蛋白的量增多而增高，差异具有统计学意义。周忠敬[16]进行了对高血压肾功能损害Ⅰ期和Ⅱ期患者尿NGAL水平的检测，结果发现，在高血压肾功能损害早期时，尿NGAL水平发生明显改变。综上，在临床工作中，可以对慢性肾脏病患者性持续的NGAL监测，预测肾功能变化趋势和病情转归，并且还能对高血压肾病，糖尿病肾病行早期诊断，适时行治疗调整，延缓CKD进展。

2 肾损伤因子-1(KIM-1)

2.1 KIM-1结构特点

肾损伤分子(kidney injury mole-culer-1，KIM-1)是一种基因定位于5号染色体长臂(5q33.2)新的跨膜蛋白。KIM-1主要在激活的 CD4+T细胞表面表达，其在 Th2型细胞表面和活化的初始T细胞表面水平高表达，其重要作用是调节免疫应答反应[17]。其作用机制是该跨膜蛋白的胞内区较短，其所含一个保守的酪氨酸磷酸化位点是转导细胞内外信号的通路。

2.2 KIM-1与肾脏病关系

KIM-1在正常人体内含量极低，但当肾脏受到外界理化因素刺激时，KIM-1能在近端肾小管上皮细胞中含量迅速增加，然后经过体内的一些反应最终脱落进尿液[18]，导致其含量在肾组织和尿液中迅速升高。且其表达具有较高的组织特异性。是具有较高的敏感性和特异性诊断肾小管损伤指标之一[19]。是肾损伤分子突出价值表现。其与CKD关系又如何呢，有临床研究中发现尿 KIM-1 水平随着CKD 分期逐渐升高[20]。其原因可能与KIM-1与肾组织巨噬细胞浸润有关。Ko 等[21]在缺血再灌注肾损伤小鼠模型中，对发生 AKI 损伤后处于修复期的 24600 个基因研究发现KIM-1最为活跃，提示KIM-1或与 AKI 向 CKD 转化相关。这都提示KIM-1与慢性肾损伤是密切相关的，KIM-1在糖尿病肾病中的作用又如何呢，糖尿病肾病(DN)是糖尿病常见且较严重并发症之一，是糖尿病患者死亡的主要原因之一[22]，有相关研究表明早期采取干预治疗，可以逆转DN的发生[23]。早期糖尿病肾病可能检测不到白蛋白的指标的变化，但当UAER>300 mg/24 h，肾脏损伤则不可逆转。但许多研究发现在糖尿病肾病早期当UAER还未出现改变时，血、尿中KIM-1水平已显著增高，可预测早期DN的发生。由此，在临床工作中，可以检测KIM-1水平变化来预测慢性肾脏病分期变化以及疾病进程和急性肾损伤患者是否痊愈，是否向慢性肾脏病方向发展以及及时对糖尿病肾病早期诊断。

3 白介素-18(IL-18)

IL-18 是1995 年 Okamura 等[24]首次从诱发的中毒性休克小鼠肝脏提取液中获得的一种蛋白。是一类辅助性T细胞的细胞因子。该蛋白有着与白介素 12(interleu-kin1-12，IL-12)相似的生物学活性，但其优势在于诱导产生干扰素γ (interferon-γ，IFN -γ)的能力比 IL-12 强，故其初始命名为 IFN-γ 诱导因子(interferon gammain-ducing factor，IGIF)，随后才更名为IL-18。白介素18是一种前炎性细胞因子，介导诸多炎症。有研究发现其在炎症的级联反应中起着关键性作用。其与肾脏病相关的机理是当发生肾损伤时，白介素18作为促炎症因子在近端肾小管上皮产生增加并进入尿液，在尿液中表达增加。Liang 等实验发现，在 CKD 状态下近端肾小管产生IL-18 增多[25]。且IL-18 表达水平随诊CKD分期的升高而升高，且差别显著，与 GFR 成负相关[26]。可预测CKD分期。对于糖尿病肾病，白介素18作为炎症因子参与了糖尿病肾病炎症反应的过程，可做为糖尿病肾病患者病情发展程度及预后的指标。Hivert 等[27]前瞻性队列研究结果显示，IL-18 水平的升高可作为T2DM 病情发展的预测。IL-18 作为炎性细胞因子，可以刺激下单核细胞或者巨噬细胞的增生，扩大炎症反应，共同作用进一步加重肾小球基底膜细胞的通透性损伤，同时促进肾脏间质细胞的增生[28]。与其他标志物不同的是，白介素18不是做为慢性肾脏病早期诊断指标，而是病情严重程度的判断指标。

4 小结与展望

肾脏疾病的早期诊断一直是临床研究的热点，临床上当前使用的指标有许多缺陷，不能更加早期评价疾病，由此越来越多研究转向新型肾脏损伤标志物，而诸多标志物之间或多或少存在各自不同及相同之处，NGAL敏感性较高，可用于预测慢性肾脏病基础上是否有急性肾损伤的发生，以及预测CKD的分期，KIM-1可提示急性肾损伤向慢性肾脏病转化的趋势，而IL-8作为炎症因子，参与慢性肾脏病的过程，可预测慢性肾脏病的病情程度。而三种标志物的共同之处是都可以在慢性肾脏病早期优于血肌酐、胱抑素C等指标出现变化。因此在判断CKD时，往往需要3种标志物综合检测，扬长补短更加早期、准确、全面地判断病情，及时的采取相应的治疗方案，延缓病情进展。现今大多数标志物仍处于评估阶段，因此易于检测的NGAL、KIM-1、IL-18有可能成为诊断肾脏损伤的不可或缺的指标。