老年糖尿病肾病诊断及预后相关生物标志物的研究进展

郑文琪，熊世红

武汉科技大学附属天佑医院肾内科，湖北 武汉 430064

糖尿病（diabetes mellitus， DM）是一种常见的代谢性疾病，其最严重的并发症是糖尿病肾病（Diabetic nephropathy， DN），但目前尚缺乏有效的治疗手段。 我国 DN 的发病率和流行率在过去10年中急剧上升，据估计，中国糖尿病合并慢性肾脏疾病患者人数达2 430万［1］。 DN 的发生发展是复杂的多因素的，涉及多种途径和介质，一般认为DN 的发病机制是内稳态异常的结果，包括血流动力学异常、糖代谢紊乱和激素合成［2］。 DN 若无法及时地、有效地给予治疗，肾病进程会随着患者的病情逐步变为终末期，导致多系统生理功能下降，从而引发老年患者的临床负性事件，甚至严重威胁其生命安全。 DN 主要通过尿白蛋白排出率来进行分期诊断，治疗以血糖、血脂、血压等控制及矿物质和维生素补充为主，当DN 处于终末期时，会根据患者情况选择透析方式，其中腹膜透析作为首选方案［3］。DN 病程较长，终末期肾脏疾病的治疗，要比其他肾脏疾病的治疗更为棘手。 因此，本研究从DN 筛查、诊断、预后全过程，对具有检测价值的相关生物标志物指标进行综述分析。

1 早期筛查与诊断

1.1 微量白蛋白尿人体正常代谢下，排除尿液中白蛋白不超过 20 mg／L，达到 20 ～200 mg／L 范围时就属于微量白蛋白尿。 DN 的自然史通常分为5 个阶段，微白蛋白尿是该并发症患者首先出现的疾病，随之而来的便是大量蛋白尿和肾功能下降［4］。 出现微量白蛋白尿时，已出现晚期肾小球病变，另一方面，大量微量白蛋白尿患者可退行至正常白蛋白尿，因此仍有争议的是个体筛选是否应该通过微量白蛋白尿来预测DN［4-5］。 根据美国糖尿病协会建议［4］，对每个 2 型 DM 患者在 DM 诊断时和诊断后每年测量蛋白尿进行筛查，1 型DM 虽然在确诊5年后才会开始发病，但5年间微量白蛋白尿可达18%，因此建议在确诊1年后进行筛查，如果筛选试验没有发现微量白蛋白尿，那么也应该每年对1 型和2 型DM 患者重复进行筛选。 蛋白尿可以通过点尿白蛋白-肌酐比值（ACR）或24 h 尿量来测量，如果检测到蛋白尿增加，应在3～6 个月重复检测中予以确认，至少2 次ACR 升高间隔超过3 个月才能被认为是蛋白尿增加［6］。 3～6 个月内3 次检查中有2 次出现持续性蛋白尿（ ＞ 300 mg／d 或 ＞200 μg／min）、GFR 进行性下降和高血压即可诊断DN［7］。 目前来看，虽然筛查与诊断DN还面临着许多DN 患者不遵循典型模式的挑战，但临床上仍以蛋白尿评估作为诊断DN 的基础。

1.2 细胞外囊泡细胞外囊泡（Extracellular vesicles，EVs）是由各种细胞释放到细胞外环境的小球形包裹，正常情况下各种肾脏细胞均可分泌Evs，包括足、管状和肾小球内皮等细胞。 Evs 可诱导细胞因子的释放，促进炎症细胞的聚集，此外受损肾细胞分泌的Evs 可以转移到其他正常肾细胞中，改变正常肾细胞的表型，诱导细胞与细胞间的串扰［8］。

EVs 衍生miRNAs 在DN 诊断中具有重要作用。 miRNA-145 水平在早期实验性DN 动物模型和高糖处理的系膜细胞中增加，且在1 型糖尿病和早期DN 患者中发生水平的变化［9］。 miRNA-145 可能作为诊断 1 型 DN 的候选生物标志物。 miRNA-320c 被 Delic 等［10］发现，通过靶向TSP-1 间接参与TGF-β 信号转导，或许能够作为2 型DN早期进展诊断中的新候选生物标志物。

尿液EVs 能够作为DN 鉴定的新候选细胞，但是由于囊泡亚群的大小重叠，在尿液中分离一个纯囊泡是相对困难的，并且受到不同分离方法和不完全鉴定的影响，也很难在 EVs 中区分不同的亚居群［8］。 尿液 EVs 标志物在临床DN 诊断中还面临着许多挑战，迫切需要找到从尿液中准确分离EVs 的金标准。

2 肾功能生物标志物

ND 常累及肾小球与肾小管，在DN 治疗过程中，检测的血液及尿液生物标志物主要包括肾小球与肾小管损伤两方面［11］。 此类生物标志物具有较高的灵敏度与特异度，不仅检测操作成本低，且检测重复性好，在指导肾脏功能的治疗、评估疗效及预后中具有临床价值。

2.1 肾小管损伤检测指标肾小管作为肾脏的主要构成部分，在面对损伤时，管状上皮细胞作为炎症和纤维化细胞能够发挥功能，发生变化后产生的各种生物活性分子，

驱动了间质炎症和纤维化，但肾小管细胞死亡与间质炎症间的自体扩增环路，仍会导致肾损伤加剧［12］。 以往常见的肾小管损伤检测指标包括［13］： （1）标记小管细胞损伤的标志物，如肾损伤分子 1（Kidney injury molecule 1， KIM-1），单核细胞趋化蛋白1（Monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1）； （2）标记小管细胞功能障碍的标志物，如 α1-微球蛋白（α1-microglobulin， α1-MG）。

KIM-1 是灵敏且特异地反映肾脏损伤、恢复过程的指标。 KIM-1 是肾脏近曲小管上皮细胞一种跨膜糖蛋白，肾小管损伤后的近曲小管上皮细胞KIM-1 会出现高表达并且大量分泌，可有效诊断肾损伤，且作为最直接的生物标记物， KIM-1 与早期 DN 也具有一定相关性［14］。

MCP-1 能够有效反应肾小管细胞损伤。 MCP-1 可以在体内趋化，从而激活单核细胞并在肾组织中聚集巨噬细胞，并且能在单核细胞表面某些受体结合过程中激活肾组织中的嗜碱性细胞，介导肾脏间质炎症和管萎缩，还可以通过激活核因子κB 刺激胶原纤维的产生，最终促进肾小球基底膜中足细胞脱落死亡，导致肾小球硬化、肾间质纤维化等肾损伤［15］。

α1-MG 在肾小管损伤及能力评估中至关重要。 α1-MG 的存在形式有游离型α1-MG 和高分子量结合型α1-MG。 游离型 α1-MG 可自由地通过肾小球滤过， 95%～99%在肾小管被重吸收并分解代谢，高分子量结合型α1-MG 则无法通过，当肾小球滤过膜、肾小管损伤时， α1-MG会在肾小球中滤过增加，使肾小管重吸收减少，促使α1-MG 的水平上升［16］。

2.2 肾小球损伤检测指标研究［17］发现，肾小球平衡和小管肾小球反馈可能参与DN 进展，肾小球管平衡是近端小管对肾小球超滤液的比重吸收，近端小管仅吸收超滤液的65%～70%，小管肾小球反馈是肾血流和肾小球滤过率自我调节的重要机制，在DN 早期发生和发展中，肾小球内皮细胞损伤也起着关键的作用。

β2-微球蛋白（β2-microglobulin， β2-MG）作为重要肾脏疾病早期诊断重要实验室指标，能够反映肾小球滤过功能。 β2-MG 通常由核细胞如人淋巴和血小板产生，可以通过肾脏吸收，且几乎完全被邻近的导管吸收，当患者的肾小球滤过功能受损时，可引起β2-MG 水平升高［18］。

血液与尿液中的视黄醇结合蛋白（retinol-binding protein， RBP）的变化反应肾功能。 90%的RBP 可以与甲状腺混合，避免肾小球过滤和去除颗粒， RBP 在游离时，10%通过肾小球自由过滤， 99.97%被近端小管重吸收分解代谢，使正常生理条件下 RBP 水平极低［19］。 当 RBP 水平升高时，即可反应肾功能异常。 此外， RBP 在原尿中约99.98%会由肾近曲小管被重吸收后降解，不仅供组织所利用，同时也是肾小管损伤标记物，即RBP 在尿中的排泄量增加、减少时，均预示患者肾功能损伤［18］。

胱抑素C（cystatin C， CysC）水平能够反映肾小球滤过率。 CysC 能够被肾小球自由过滤，且能够被近端导管重吸收、分解代谢，肾脏作为从血液中清除CysC 的唯一器官， CysC 由于产生速度和血药浓度稳定，因而分泌时不受肌肉质量、性别、年龄、体质量、饮食和药物的影响［16］。 研究［20］表明，当CysC 水平降低时，有利于减轻肾损伤，保护肾脏功能。

3 预后价值

3.1 血清miR-141miRNA 是非编码的微小RNA，在活有机体的真核细胞中发现了很多，真核细胞大约有22 个核苷酸，通过转录参与了不同生物学的过程，而miR-141 能够对ND 产生抑制作用，包括肾纤维化与细胞增殖［21-22］。 罗丽花等［23］研究表明， DN 组患者于随访期间出现了终末期肾病，其中，血清miR-141 在高表达水平出现终末期肾病的例数明显高于低水平，风险比低表达高达3.5 倍。 研究验证了血清miR-141 表达水平越高，则DN 患者的肾损伤程度越严重、预后程度越差的观点，在临床上具有一定预后的价值。

3.2 TIMP3组织抑制金属蛋白酶（Tissue Inhibitor of Metalloproteinase， TIMP）是与 DN 相关的新通路，其家族中的 2 个成员 TIMP2 和 TIMP3 是候选基因，研究［24］发现，其出现在人类和三分之二的糖尿病小鼠模型（STZ 和db／db 小鼠）中。 TIMP3 是 1 种细胞外基质（ECM）结合蛋白，在人和小鼠中广泛表达，它能够凭借调节活性，在调节基质组成方面发挥重要作用，从而影响细胞生长和迁移、血管的生成等广泛生理过程［25］。 TIMP3 是肾脏中表达最高的TIMP，具有广泛的蛋白酶抑制谱；它的丢失与年龄相关性肾纤维化和小管间质纤维化相关，这是多种肾脏疾病中重要的预后标志。

3.3 血尿素氮肌酐比值血尿素氮肌酐比值（serum urea nitrogen to creatinine ratio， sUCR）在反映饮食蛋白摄入量的同时，能够用于患者肾脏疾病的预后评估。 研宄表明，sUCRsUCR 可区分急性肾前损伤和急性肾损伤，如果sUCR 大于20 临界值，则可能是肾脏灌注不足，导致抗尿激素剂量增加和尿素再吸收增加，使得 sUCR 上升［26］。Takaya 等［27］研究结果表明，在患有急性心室衰竭的患者中， sUCR 可用于评估急性肾衰竭的风险分层，即sUCR 越高时死亡率也升高。 此外，再肾脏相关不良症状的预测和在不同病情患者身上， sUCR 也可做预测评估［26］。

4 小结

我国已有的DN 的诊断标准尚不健全，早期DN 几乎无临床表现，而当患者伴发临床表现时表明肾脏已严重受损，进入了不可逆转期［28］。 因此，发现更多的 DN 早期筛查与诊断指标对患者生存质量的提高具有重要意义，对于进入不可逆转期的患者也需要在治疗过程中通过相关指标判断病情变化，及时调整治疗方案。 综上所述，随着医疗科技的不断进步，发现了许多新的指标，但这些指标是否具有可靠性、敏感性与特异性，其检测方式是否能够在临床范围应用，还需要更多地研究去证实。