尿KIM-1,NGAL及β2-MG在糖尿病肾脏疾病早期诊断中价值研究*

马续祥,王道洋,纵晓英,黄玉萍,丁志珍，李 莹,辛 玲

(蚌埠医学院第二附属医院肾内科，安徽 蚌埠 233000)

随着我国经济生活水平上升，居民的饮食结构改变，有学者预测5年后我国糖尿病患病率达到总人口的30%左右[1]，其中糖尿病肾脏疾病(DKD)是糖尿病常见并发症之一，随着糖尿病病情的发展，部分患者最终会进入终末期肾脏病(ESRD)，需要肾脏替代治疗，给家庭带来巨大的经济负担。因此，早期诊断DKD的出现并及时干预具有重要临床意义。在临床中，对于DKD的诊断传统方法主要依靠尿微量蛋白排泄率(UAER)、尿素(BUN)、血肌酐(SCr)、胱抑素C(Cys-C)、肾小球滤过率(GFR)等项目测定，但对早期肾损伤不够灵敏。肾脏病理检查是诊断DKD的“金标准”，为侵袭性操作，有肾脏出血、感染等风险，穿刺后需要制动、止血等处理，不易作为常规检查手段开展。临床上认为早期DKD主要病变是肾小球，随着研究的深入，发现肾小管功能障碍在早期DKD尿蛋白形成中发挥着重要作用，且肾小管的损伤早于肾小球的损伤。而肾小管功能障碍早期可在尿液中表达，近年来发现肾损伤分子1(KIM-1)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)、β2微球蛋白(β2-MG)等多种生物学标记物在早期肾损伤中存在高表达，与肾损伤程度呈正相关性[2]。本研究通过检测不同时期UAER的T2DM患者尿液中KIM-1、NGAL、β2-MG水平，观察上述指标与DKD的关系，探讨它们在DKD早期诊断中的价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年11月至2019年6月入住本院内科的T2DM患者，所有T2DM患者符合糖尿病诊断标准，通过检测UAER≥20 μg/min纳入研究，再根据UAER分为微量蛋白尿组(M组，即UAER为20～<200 μg/min)30例和大量蛋白尿组(L组，即UAER≥200 μg/min) 30例。M组中男16例，女14例；平均年龄(71.33±4.91)岁。L组中男18例，女12例；平均年龄(70.30±8.72)岁。另选取同期本院体检中心健康人员30例作为对照组，其中男16例，女14例；平均年龄(71.93±5.78)岁，生化各项指标均无异常。对照组排除以下疾病：原发或继发性肾脏病，肝脏疾病，自身免疫性疾病，近期有感染，患有肿瘤、心功能不全及其他可累及肾脏病变疾病。三组一般资料比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。

1.2方法

1.2.1标本收集 所有受试者均收集早晨第一次中段尿5 mL，放置在塑料离心试剂管中，以1 500 r/min离心5 min，取上清液，标记后放置在-20 ℃冰箱内，避免反复冻融，造成标本误差，以备集中检测KIM-1、NGAL、β2-MG三项指标。

1.2.2标本检测 采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测尿KIM-1、NGAL水平，试验步骤严格按照试剂说明书进行操作；采用化学发光法检测β2-MG水平。GFR计算采用 GFR(CKD-EPI)方程。

2 结 果

2.1各组受试者年龄及临床指标比较 三组受试者年龄比较，差异无统计学意义(P>0.05)；L组BUN水平，两组Cys-C、SCr水平均高于对照组，两组GFR水平均低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)；L组BUN、Cys-C、SCr、GFR水平与M组比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；M组BUN水平高于对照组，但差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 各组受试者年龄及临床指标比较

2.2各组受试者尿KIM-1、NGAL、β2-MG水平比较 与对照组比较，M、L组患者尿KIM-1、NGAL、β2-MG水平均升高，与M组比较，L组患者尿KIM-1、NGAL、β2-MG水平均升高，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 各组受试者KIM-1、NGAL、β2-MG水平比较

2.3T2DM患者尿无创标志物诊断DKD特异度和敏感度 尿液中KIM-1诊断DKD的ROC曲线下面积为0.631，灵敏度为63.3%，特异度为67.4%；尿液中NGAL诊断DKD的ROC曲线下面积为0.922，灵敏度为92.2%，特异度为90.0%；尿液β2-MG中诊断DKD的ROC曲线下面积为0.867，灵敏度为84.5%，特异度为81.3%。见图1。

图1 T2DM患者尿无创标志物诊断DKD的ROC曲线

3 讨 论

近年来，对DKD早期出现的生物学标记物的研究尤为关注，包括血液、尿液，以及肾脏组织中的生物学指标研究。其中尿液生物学标记物具有检测方便、无创快捷等优势，而尿KIM-1、NGAL、β2-MG作为重要的生物学标记物在DKD早期诊断中起到重要作用。

KIM-1是一种跨膜糖蛋白，属于免疫球蛋白基因超家族，分为细胞外和细胞质部分，并在肾脏、肝脏和脾脏中表达。其通过分子靶点在肾损伤中发挥作用。KIM-1与其组织水平密切相关，与肾组织损害密切相关。其不仅是急性肾损伤(AKI)的早期生物标志物，对于评估肾脏长期预后也具有潜在的作用[3]。KIM-1可以快速、灵敏、特异地反映各种原因导致肾脏的损伤和恢复的过程，是一种检测早期肾损伤的可靠生物学标志物。研究认为，在各种类型的原发性或继发性肾病中，肾组织的KIM-1表达水平明显升高，包括DKD。同时尿KIM-1与肾组织的KIM-1表达一致，与肾功能呈负相关[4]。在一项动物溶血性AKI实验中，24 h后大鼠尿KIM-1和NGAL水平均明显升高，并随着肾小管持续损伤而升高[5]。国内研究显示，尿KIM-1水平与肾功能呈负相关，与尿酸等呈正相关，与病理指标中IGA分级、肾小球硬化、肾间质纤维化、肾小管萎缩等指标相关性较强，其尿KIM -1水平能够较正确地反映肾间质纤维化的程度[6]。

NGAL是一种脂质运载蛋白，相对分子质量为25×103KD，是在研究调节基质金属蛋白酶9(MMP-9)时被发现，由一条多肽链构成，含有178个氨基酸残基。其广泛分布于机体如呼吸消化系统等各组织中。中性粒细胞及炎症血管内皮细胞产生NGAL，可诱导肾脏祖细胞向肾小管上皮细胞分化，以修复、再生受损的肾小管上皮细胞。因此，当肾小管受损时，血液中NGAL水平的升高是促进肾小管修复和再生的保护性因素，又可以自由通过肾小球并稳定存在于尿液中，生物功能具有多样性[7]。NGAL主要在近端小管中表达，当肾小管上皮细胞受到损伤刺激时大量分泌，其参与炎性反应的清除，同时能够调节免疫应答[8]，血NGAL浓度升高同时伴随着尿NGAL增多，尿NGAL也反映了肾脏损伤的存在。国内学者研究表明，尿NGAL水平在病理性蛋白尿出现前就已经升高，并未随着肾损伤的加重而升高，是DKD早期出现的标志物。脓毒症AKI 患者中，NGAL和KIM-1水平在24 h显著升高后，至72 h仍维持在较高水平，在血液透析治疗过程中，NGAL、KIM-1受干扰因素较小，可对AKI患者肾功能真实水平进行评估[9]。在一项缺血再灌注损伤诱发急性肾损伤模型的动物实验中，NGAL在AKI向CKD转换过程中持续升高，缺血损伤的严重程度和频率决定了缺血所致AKI的进展和结局。KIM-1和NGAL均可无创、早期发现AKI，其中NGAL更有价值[10]。

研究显示，β2-MG由体内淋巴细胞合成并广泛存在于细胞膜上物质，是由多种氨基酸残基组成的单链多肽低分子量蛋白质，可以通过肾小球滤过膜进入肾小管，绝大部分β2-MG在近曲小管分解成为氨基酸，所以在通常情况下健康人的尿液中β2-MG含量很少，当肾小球滤过功能增加或肾小管重吸收功能降低时，尿液中β2-MG水平就会升高，所以检测尿β2-MG对早期肾损伤的发现有重要意义。临床上该指标也是常用判断方法之一，DKD患者早期即有尿β2-MG水平的高表达，临床上可以此为一定依据[11]。同时国内学者研究显示，当糖尿病患者SCr、BUN正常时，尿β2-MG已经显著升高，提示早期肾脏损伤[12]。β2-MG同时也是慢性移植物肾病的一个很有前途的标记物[13]。在我国西藏地区DKD患者发病早期，BUN和UAER还未出现异常时，尿液中NGAL、 β2-MG 水平已经出现显著增加，且这种趋势随着 DKD患者 GFR 的减少而升高,NGAL和β2-MG 可作为早期诊断 T2DM 肾损伤的可靠指标[14-15]，本研究结果与之相接近。

本研究结果显示，尿KIM-1、NGAL、β2-MG在病理性蛋白尿出现之前已经升高，且随着传统的肾功能指标血BUN、Cys-C、SCr水平的升高及GFR的下降而增高，尿KIM-1、NGAL、β2-MG曲线下面积分别为0.631，0.922，0.867。

综上所述，尿KIM-1、NGAL、β2-MG对识别早期DKD的发生有一定临床意义，NGAL敏感度、特异度相对更高。