巨噬细胞移动抑制因子在肾炎性疾病发病机制中的研究进展

丁 娜，王 博，黄彬涛，郝 健

(内蒙古医科大学附属医院，内蒙古 呼和浩特 010030)

巨噬细胞移动抑制因子(macrophage migration inhibition factor，MIF)是一种多功能性蛋白，具有细胞因子，内分泌分子，伴侣蛋白和酶样特性多种功能[1]。MIF与其受体CD74和CD44相互作用激活信号转导通路[2]，同时MIF还是趋化因子受体CXCR2、CXCR4和CXCR7的非同源配体。MIF在肾小球肾炎、自身免疫性疾病、动脉粥样硬化和脓毒症等多种疾病中发挥着促炎和加重疾病的作用。应用抗MIF抗体能够减轻疾病的严重程度以及减缓疾病的发展进程。MIF是肾炎性疾病发病机制中的关键介质，肾脏MIF在感染性休克、炎症、免疫损伤和糖尿病等多种病理条件下释放并发挥其生物活性。MIF对肾小球细胞，特别是上皮细胞和系膜细胞有局部作用，能够促进其病理增殖，加重肾炎性疾病的发生发展[3]。因此研究分析MIF在肾炎性疾病发病中的机制有着重要意义。本文总结了MIF的来源及生物学特性，重点阐述了MIF及其受体在各种肾炎性疾病发病机制中的作用。

1 MIF的来源和生物学功能

1966年Bloom等在迟发性超敏反应的豚鼠中发现了一种能够抑制巨噬细胞移动的可溶性细胞因子，并将其命名为巨噬细胞移动抑制因子。最初人们认为MIF只是由活化的T淋巴细胞产生的，而后发现垂体前叶细胞在脂多糖刺激下也可以释放MIF，除此以外巨噬细胞也是体内MIF的重要来源之一,静息状态下的巨噬细胞中可以观察到高水平MIF前体蛋白和MIFmRNA。还有众多研究表明，MIF也是由许多其他细胞产生的，如单核细胞、粒细胞、内分泌细胞、上皮细胞和内皮细胞等[4]。血小板同样也是MIF的来源之一，人血小板不仅含有大量的MIF蛋白，而且在特定的血栓形成刺激下分泌大量的MIF。

MIF发挥着多种生物学作用，包括糖皮质激素拮抗作用，上调Toll样受体4(TLR-4)的表达，控制JAB1的转录效应，通过与p53的直接相互作用抑制激活诱导的p53依赖性凋亡，以及稳定p53-MDM2复合物[5]。MIF与膜受体CD74结合引起细胞表面糖蛋白CD44的募集，随后CD74与CD44偶联后启动信号转导通路，诱发促炎细胞因子的表达，另外，MIF通过与趋化因子受体CXCR2、CXCR4和CXCR7结合，发挥趋化因子样的功能，吸引巨噬细胞，并将B淋巴细胞引导到炎症部位[6]。MIF还作为一种胞质伴侣样蛋白发挥着多种内在的酶活性，如D-双甲基酶、苯丙酮酸互变异构酶和硫醇-蛋白氧化还原酶活性。MIF与受体CXCR7的相互作用可以调节血小板存活和血栓形成。此外，MIF可通过抑制糖皮质激素的作用来间接调节免疫反应，因此，MIF表达和浓度升高通常与免疫性炎症性疾病相关。

2 MIF与肾炎性疾病

巨噬细胞是肾脏组织的主要浸润细胞。在正常肾脏中，MIF由肾小球上皮细胞和皮质小管微弱表达，但在病变肾脏中MIF的表达明显上调。国内外众多学者也对MIF在肾脏疾病发病机制中的作用日益重视。

2.1MIF与急性肾损伤(AKI):急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是一组由多种病因引起的肾功能短期内急剧下降为特征的临床综合征。临床上，血浆和尿MIF水平在AKI患者发病时显著升高，当AKI缓解时下降到正常水平。例如，肝移植术后出现严重AKI的患者血浆MIF浓度升高,因此MIF被认为是发生AKI和术后需要肾脏替代治疗的潜在预测因子。同样MIF也是急性肾盂肾炎患者发生AKI的一个潜在的生物标志物，急性肾盂肾炎患者在肾脏感染时尿MIF水平升高，并伴随AKI的发生。最近的一项研究[7]表明，在肾脏缺血再灌注损伤小鼠模型发生急性AKI后，血浆和尿液中的MIF水平迅速升高，并与血清肌酐升高和肾小管坏死严重程度有关，而在MIF基因敲除小鼠中AKI受到了抑制，血清MIF的迅速增加有助于AKI的发生和严重程度，并延迟了AKI后的恢复正常的时间。这表明，MIF可能在AKI中致病，血浆和尿MIF水平可能与AKI的进展和消退有关，MIF可能是AKI潜在的治疗靶点。

2.2MIF与慢性肾脏病(CKD):慢性肾脏病(Chronic kidney disease，CKD)是指由各种原因引起的慢性肾脏损伤，可伴有肾小球滤过率下降或肾功能减退，最后可逐渐进展为终末期肾病(endstage renal disease，ESRD)。ESRD患者心血管疾病的患病率高，容易引发动脉僵硬、动脉粥样硬化和内皮功能障碍，导致发病率和死亡率增加。Liu等的研究表明ESRD患者，尤其是血液透析的患者，血清MIF显著升高；同时在ESRD心肌损害患者中，MIF可促进尿毒症心肌病的发生和发展[8]。CKD患者全身性慢性炎症可能在动脉粥样硬化和炎症因子MIF的存在下放大动脉粥样硬化，引发氧化应激和内皮激活，因此CKD 3-5期患者循环血清中MIF水平显著升高可能与氧化应激和内皮激活相关。同时MIF水平还与ESRD的内皮功能障碍和动脉僵硬有关，循环MIF水平可以独立预测动脉僵硬，而且与心肌损伤标志物相关。所以，MIF可能参与促进了CKD患者心血管疾病的发生发展。

2.3MIF与增殖性肾小球肾炎:在增殖性肾小球肾炎中，肾内皮细胞、肾小球和肾小管上皮细胞MIF mRNA表达上调都与巨噬细胞聚集和肾组织损伤密切相关。尿MIF浓度在增殖性肾小球肾炎中显著增高，并与肾功能不全、组织学损害、白细胞浸润有关，可用于监测患者疾病的恶化。MIF在增殖性肾小球肾炎中的排泄水平与患者的结局和免疫抑制治疗的反应相关，MIF水平越高，预后越差。MIF的表达上调可以促进抗肾小球基底膜肾小球肾炎实验性大鼠模型中局部巨噬细胞蓄积和严重的组织损伤以及新月体的形成。局部MIF的产生在肾小球肾炎的进行性肾损伤中对调节巨噬细胞积累和激活中起着核心作用。使用MIF中和抗体可显著抑制免疫诱导的急进性肾小球肾炎疾病，这表明MIF在免疫介导的肾小球肾炎的发病机制中起着关键的调节作用。在IgA肾病患者的肾活检标本中也发现了肾小管上皮MIF的表达上调，而聚合物IgA能够诱导人系膜细胞产生MIF，表明MIF可能在IgA肾病中起主要致病作用。抗MIF治疗可以改善实验性IgA肾病小鼠模型的肾损伤提示了MIF可能作为调控IgA肾病的靶点。局灶性肾小球硬化症患者尿液中的MIF水平显著升高其水平与肾小球系膜基质增高和间质纤维化水平显著相关，而且在巨噬细胞积聚区域肾小球和肾小管MIF的表达上调，这表明尿MIF能够反映局灶性肾小球硬化症患者受损肾脏内的MIF的表达，MIF是局灶性肾小球硬化症的一种致病因子，可促使并维持炎症表达。狼疮肾炎的发病与MIF也有着紧密的联系，给狼疮动物模型注射MIF小分子抑制剂可以避免狼疮肾炎的发生。

2.4MIF与膜性肾病(MN):膜性肾病(membranous nephropathy，MN)是成人最常见的肾小球肾炎之一，是一种由于IgG和补体成分在肾小球毛细血管壁的上皮下沉积进而导致包括大量蛋白尿、低蛋白血症、易栓症在内的临床综合征。其发病机制复杂，发病率呈逐年上升的趋势。肾活检是诊断膜性肾病的金标准。目前的研究证实M型磷脂酶A2受体(M type phospholipase A2 receptor,PLA2R)及1型血小板反应蛋白7A (Thrombospondin type 1domain-containing 7A，THSD7A)可作为MN患者诊断的生物学标志物。虽然MIF在MN中排泄率的较低，尿中MIF水平与正常值无显著差异。但是2019年L'Imperio V[9]等运用MALDI-MSI技术分析两组经肾活检证实为MN的患者对免疫抑制治疗的反应，并对他们进行随访，从而发现对免疫抑制治疗效果较差的一组MN患者的肾组织中MIF蛋白表达显著增加，证明MIF可以作为一种评估预后的生物标志物来区分那些对免疫抑制治疗有反应以及无反应的患者。这一发现证明了MIF在MN患者的肾组织中有沉积，并与免疫抑制治疗反应相关，为MIF成为MN患者治疗预后评估的生物标志物提供了支持。

2.5MIF与糖尿病肾病(DN):糖尿病肾病(Diabetic nephropathy，DN)是糖尿病患者最常见的微血管并发症, 持续的高血糖会诱发蛋白尿、肾小球硬化和管状间质纤维化,最终引起终末期肾功能衰竭，是导致糖尿病患者死亡的重要原因。越来越多的证据表明，免疫和炎症机制可能在DN的发展和进展中发挥重要作用。MIF可刺激细胞因子促进机体炎症反应，是感染和DN的重要介质。杨志等发现DN患者血浆中MIF的水平明显高于对照组，并且与肾功能相关指标水平呈正相关，可作为判断DN患者病情严重程度的可靠指标，为早期筛查和合理治疗DN提供依据[10]。高浓度的葡萄糖会上调肾小球足细胞中MIF受体CD74的表达，CD74在DN患者的肾小球和肾小管间质中的表达显著增高，这表明MIF可能在DN的发病机制中起着重要的作用。在糖尿病小鼠模型中尿MIF的升高先于尿微量白蛋白的出现，因此糖尿病肾病中尿微量白蛋白的发生可能是由MIF导致的。根据最近Khalilpour的研究提示，给DN大鼠应用MIF拮抗剂后，蛋白尿水平显著降低，病理损伤减轻，这表明MIF拮抗剂能够保护DN的肾功能，抑制MIF可能是DN的一种潜在治疗策略[11]。

2.6MIF与过敏性紫癜肾炎(HSPN):过敏性紫癜(Henoch-Schonlein purpura，HSP)是一种常发生在儿童中的小血管炎，可引起不同的临床特征，如皮肤紫癜、关节炎和/或关节痛、胃肠道疾病和肾脏损害。过敏性紫癜肾炎(Henoch-Schonlein purpura nephritis，HSPN)发生在30%～50%的HSP患儿中，其中97%的患儿在典型皮疹发作后6个月内发展为肾炎[12]。MIF在介导HSPN肾损害中可能起着重要作用，随着HSPN的病理损害程度的加重,肾脏病理分级的增加,肾小球和肾小管间质内MIF的表达明显增多,且在病变越严重的部位MIF表达水平也越明显增多,提示肾组织MIF表达与紫癜性肾炎肾脏局部病理损害和病变严重程度有关。HSPN患者在蛋白尿前出现尿MIF升高，经糖皮质激素治疗后尿MIF水平显著降低，表明尿MIF测定不仅可以为HSPN患者早期诊断提供有价值的信息，而且还可以作为评估治疗结果的一种可选方法。

2.7MIF与ANCA相关小血管炎(AAV):ANCA相关小血管炎(anti-neutrophil cytoplasmic antibodies-associated vasculitis，AAV)是一组罕见但危及生命的系统性自身免疫性疾病，主要包括肉芽肿性多血管炎、显微镜下型多血管炎和嗜酸细胞性肉芽肿性多血管炎。目前认为中性粒细胞是AAV发病的核心因素，而抗中性粒细胞胞浆抗体(anti-neutrophil cytoplasmic antibodies，ANCA)对中性粒细胞的刺激则是AAV发生的关键。活动性AAV患者血清中循环MIF水平明显升高，且与疾病的活动度相关，而在巨细胞动脉炎和结节性动脉炎中并未发现此现象。Hao等的研究发现MIF可以预激活中性粒细胞在ANCA作用下活化，细胞上清中白介素8、白介素6和白介素23表达增加，这表明，阻断MIF可以抑制ANCA诱导中性粒细胞的活化而减轻炎症损伤[13]。在补体系统的众多因子中，C5a及其受体CD88的相互作用是补体参与AAV发病机制的核心环节。本人所在研究团队最新研究发现由C5a介导的中性粒细胞在ANCA作用下可以诱导产生大量MIF，同时阻断MIF可以抑制C5a预激活中性粒细胞在ANCA作用下的活化，表明C5a和MIF相互作用参与了AAV的发病。

2.8MIF与尿路感染(UTI):尿路感染(Urinary tract infection，UTI)是最常见的细菌感染之一，可累及上尿路(急性肾盂肾炎)和/或下尿路(膀胱炎/尿道炎)。尿路感染患儿的尿MIF和尿MIF/Cr水平明显升高，而尿MIF/Cr比尿MIF具有更高的敏感性和特异性，并与感染的严重程度有关，同时尿MIF/Cr可用于早期预测肾功能正常的儿童泌尿系感染，在没有全身炎症和自身免疫性疾病的情况下，在培养结果出来之前决定是否应该开始经验性抗生素治疗。急性肾盂肾炎患儿尿MIF/Cr比值明显高于急性膀胱炎患儿和健康对照组，表明尿MIF/Cr比值是鉴别急性肾盂肾炎与急性膀胱炎的敏感指标，同时尿MIF/Cr比值还可用于预测患儿发生永久性肾损伤和肾疤痕的风险。

2.9MIF与常染色体显性多囊肾(ADPKD):常染色体显性多囊肾病(Autosomal dominant polycystic kidney disease，ADPKD)是最常见的遗传性肾脏疾病，其特点是多个囊肿进行性生长并扩张分散在整个肾实质，肾脏功能在几十年的时间里逐渐丧失，最终导致ESRD。MIF在ADPKD的发病机制中起着重要作用，与正常肾脏和尿液样本相比，ADPKD患者的囊肿液和尿液中的MIF水平明显增加。ADPKD是由PKD1和PKD2的突变引起的，在PKD1突变的ADPKD小鼠模型中，MIF的抑制或敲除延迟了囊肿的生长，减少了肾脏巨噬细胞的聚集。MIF通过激活ERK、mTOR和Rb/E2F信号通路，增加葡萄糖摄取和ATP产生，从而抑制AMP活化的蛋白激酶信号转导，进而促进囊性上皮细胞增殖。MIF还通过p53依赖性信号转导调控囊性肾上皮细胞凋亡。MIF依赖的巨噬细胞募集与单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)和炎性细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)上调有关。TNF-α诱导MIF表达，继而促进肾上皮细胞TNF-α的表达，提示TNF-α与MIF在囊肿发育过程中存在正反馈循环。表明MIF是ADPKD发病的中枢和上游调节因子，为进一步探索MIF作为ADPKD的治疗靶点提供了理论基础。最近的一项研究表明，在ADPKD患者的T淋巴细胞中发现ERK、mTOR、NFkB和MIF信号的改变可能有助于促进囊肿生长和肾功能衰竭以及间质性炎症的发展，靶向参与炎症的分子可能会减缓ADPKD患者疾病进展和保护肾功能[14]。

综上所述，MIF在各种肾炎性疾病中均发挥着重要的作用，研究MIF及其受体在肾炎性疾病中的发病机制可为未来寻找调控肾炎性疾病的靶点提供理论依据，也可为临床上肾炎性疾病的诊断治疗提供新的方法。