尿液生物标记物在早期2型糖尿病肾病诊断中的价值探讨

陈 英，刘 凯，苏 屿，吴佳力,何佩芳,黄 涛

(海南省人民医院 1.检验科；2.老年病科,海南 海口570311)

糖尿病肾病是慢性肾脏病的主要原因之一[1]。肾脏受累通常发生在糖尿病发病后10年以上，但最近的研究表明，在糖尿病的早期阶段就有早期的肾损害[2]。肾小管间质损害在早期糖尿病肾病的发病机制中起着重要作用[3]。蛋白尿是肾小球损伤的标志物，微量白蛋白尿目前是检测早期糖尿病肾病的金标准[4]。日本的一项研究显示，糖尿病肾病的典型组织病理学改变可能发生在没有蛋白尿的患者之中[5]。因此，尿白蛋白可能不足以识别早期糖尿病肾病患者。研究发现：尿液生物标志物可准确反映糖尿病早期肾病患者组织病理学改变的程度[6]。尿液生物标志物如中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)和胱抑素-C可以帮助检测在糖尿病肾病的早期阶段发生的肾小管损伤[7]。NGAL是一种在中性粒细胞和肾小管和消化道上皮中低水平表达的蛋白[8]。半胱氨酸蛋白酶抑制剂-C是一种细胞质蛋白，对血液中半胱氨酸蛋白酶的抑制剂起作用，它通过肾小球滤过从血液循环中清除，并在肾小管中完全重吸收和降解[9]。有研究表明，在没有蛋白尿和微量白蛋白尿的2型糖尿病患者中，尿NGAL和胱抑素-C水平也显著升高。

基于此，我们设计实验测定2型糖尿病早期肾病患者的尿NGAL和胱抑素-C的水平，并与无肾病的糖尿病患者进行比较，探讨尿NGAL和胱抑素-C水平与微量白蛋白尿的关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象及分组

入组海南省人民医院内分泌科及老年病科确诊的126名2型糖尿病患者在获得他们的书面知情同意后纳入研究。排除标准：合并甲状腺疾病，服用类固醇及肾毒性药物，服用血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂或血管紧张素受体阻滞剂(ARBs)药物，高血压患者，大量蛋白尿患者(尿白蛋白> 300 mg/天)或血清肌酐值升高的患者。所有患者分为3组：第1组由63名患有微量白蛋白尿的2型糖尿病患者组成，第2组包括63名没有微量白蛋白尿的2型糖尿病患者，而第3组由30名年龄和性别匹配的无糖尿病无肾脏疾病的对照者组成。

1.2 检测指标

计算两组研究对象的体重指数。实验室评估包括糖化血红蛋白(HbA1c)和血清肌酐。对所有组中的受试者进行尿液检查并通过免疫比浊技术检测尿微量白蛋白水平。如果第1份尿液样本检测为蛋白阳性，则在1个月后重复该测试，尿液样本测试显示蛋白阳性时将该患者归类于蛋白尿组。将样品离心并在-20℃的深冷冻箱中储存。为减少尿样中尿蛋白浓度的变化引起的检验误差同时测定各组受试者的尿白蛋白-肌酐比率(ACR)，再通过使用尿白蛋白-肌酐比率估计微量白蛋白尿。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测各组受试者尿NGAL和胱抑素C水平。

1.3 统计学分析

分类变量用率和百分比表示，连续变量采用平均值±标准差或中位数范围表示。采用卡方检验和Fisher精确检验对早期肾病和无早期肾病的糖尿病患者的分类变量进行比较。通过使用独立的Student′st检验或单因素方差分析，对研究组中的尿NGAL和胱抑素-C水平进行比较。采用相关分析检测尿NGAL和胱抑素C与微量白蛋白尿的线性关系。受试者工作特性(ROC)曲线以及曲线下面积评估尿NGAL和胱抑素-C水平的诊断价值。使用SPSS24.0软件进行统计分析，P值小于0.05有统计学意义。

2 结果

2.1本研究共招募156名受试者，其中糖尿病患者126名， 对照组30名。3组平均年龄50岁，男性84例。有微量白蛋白尿的患者与无蛋白尿的患者相比，糖尿病程更长。BMI的分布在3组之间具有可比性，所有组中的大多数患者的BMI在25-29.9 kg/m2之间。3组中HbA1c的差异有统计学意义。无白蛋白尿组的平均HbA1c为7.41%，而微量白蛋白尿组的平均HbA1c为9.17%，对照组的平均HbA1c为4.7%，表1。

表1 研究对象基本数据

2.2与对照组相比，糖尿病患者的尿NGAL和胱抑素-C值显著升高。在糖尿病患者中，无蛋白尿组的尿平均NGAL和胱抑素-C值分别为146.12 ng/ml和2.61 ng/ml，低于微量白蛋白尿组的平均值228.18 ng/ml和3.23 ng/ml(表2)。

表2 各组间尿NGAL和胱抑素-C的比较

2.3尿NGAL和胱抑素C水平与尿微量白蛋白呈正相关，Pearson相关系数分别为0.850和0.783，(表3)。绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析发现：尿液NGAL在识别早期糖尿病肾病截点值为146.28 ng/mL时的敏感性为82.5%，特异性为72%，而尿液半胱氨酸蛋白酶抑制剂C截点值为2.26 ng/mL时的敏感性为81%，特异性为62.4%，(图1、2和表4)。由综合了敏感性和特异性的约登指数来看，尿NGAL诊断2型糖尿病肾病的效能更好一些。

表3 尿NGAL及尿胱抑素C与尿微量白蛋白的相关性分析

注：相关系数r为该指标与微量白蛋白的相关系数

表4 尿NGAL、胱抑素C诊断2型糖尿病肾病的Rec曲线分析

图1 尿NGAL的ROC曲线

图2 尿中胱抑素C的ROC曲线

3 讨论

肾小管损伤可能先于肾小球损伤的发生，并在糖尿病早期肾病的发病机制中起着重要作用[10]。因此，肾小管损伤的血清或尿液标志物的检测可能有助于早期糖尿病肾病的诊断[11]。

在我们的研究中，有微量蛋白尿和无蛋白尿的患者糖尿病持续时间不同，无蛋白尿组平均病程为3.95年，微量白蛋白尿组平均病程为9.11年，这些数据与He[12]等人的研究结果相近。我们还发现有和没有微量白蛋白尿的糖尿病患者中糖基化血红蛋白(HbA1c)的百分比分别为9.17%和7.41%,存在显著差异。在本研究中，糖尿病患者的尿NGAL和胱抑素C值显著高于对照组。糖尿病患者无白蛋白尿时，肾小管损伤标志物如尿NGAL和胱抑素C增加，而蛋白尿是肾小球损伤的标志物。这表明在2型糖尿病中，肾小管损伤可能先于肾小球损伤的发生。

中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)，也称为脂质运载蛋白-2，作为先天免疫系统的一部分发挥作用[13]。健康成人的平均尿NGAL(uNGAL)浓度约为20 ng/ml。在Fan[14]等人的一项研究中，糖尿病微量白蛋白尿患者的平均尿NGAL高于无蛋白尿的患者，但两组尿NGAL平均值较我们的研究中低。Gombert[15]等人研究发现肾小球滤过率(GFR)正常及血清肌酐值正常的糖尿病患者的平均尿NGAL值显著高于无糖尿病患者。这表明在微量白蛋白尿发生之前，尿NGAL水平升高可能是肾小管损伤的标志物。该研究还发现尿NGAL与微量白蛋白尿呈正相关，在我们的研究中，尿NGAL和微量白蛋白尿之间存在正相关和线性相关，同时尿NGAL识别早期糖尿病肾病的敏感性为82.5%，特异性为72.0%。在Bellos[16]等人的研究中发现了类似的发现，其中发现尿NGAL在预测糖尿病肾病时具有75%的敏感性和100%的特异性，截点值为22 ng/ml。在Hosny[17]等人的研究中，尿NGAL与尿白蛋白排泄呈显著正相关，尿NGAL对2型糖尿病患者预测微量白蛋白尿的敏感性为66.7%，特异性为88.9%。

胱抑素-C是一种低分子量蛋白(13.2 kDa)，最初在肾小管疾病患者的尿中检测到[18]。我们研究中，糖尿病合并微量白蛋白尿患者尿胱抑素-C的平均值高于无白蛋白尿患者和对照组，Kwon[19]将332例2型糖尿病患者做了回顾性横断面研究发现：半胱氨酸蛋白酶抑制剂-C在检测早期糖尿病肾病时的敏感性为70.9%，特异性为86.3%，临界值为0.1 ng/ml。在我们的研究中，尿胱抑素-C与微量白蛋白尿之间存在正相关和线性相关性，尿胱抑素-C在识别早期糖尿病肾病方面具有81.0%的敏感性和62.4%的特异性。Nakamura[20]等人的一项研究评估了尿胱抑素-C在检测早期糖尿病肾病中的可能价值。他们的研究表明，患有微量白蛋白尿的糖尿病患者的尿胱抑素C值显著高于无蛋白尿的患者，并显示尿胱抑素C与尿白蛋白-肌酐比率呈正相关。 他们的研究还表明，在预测早期糖尿病肾病患者中微量白蛋白尿的存在时，尿半胱氨酸蛋白酶抑制剂-C的诊断准确率为71.4%。

我们的研究也有一定局限性，①由于这是一项横断面研究，因此未对研究对象进行随访；②糖尿病患者未计算肾小球滤过率；③虽然已经对尿NGAL和胱抑素-C进行了许多研究，但在现有文献中没有明确定义正常者的临界值。

总而言之，与没有肾病的患者相比，患有早期糖尿病肾病的2型糖尿病患者的尿NGAL和胱抑素-C水平升高。在患有2型糖尿病的患者中，尿NGAL和胱抑素-C水平也与微量白蛋白尿(尿白蛋白-肌酸酐比)呈正相关。