IgA肾病尿液生物标记物的研究进展

晨曦

      摘要：IgA肾病是全世界最常见的原发性肾小球疾病，是引起终末期肾功能衰竭的蕈要原因之一。IgA肾病以蛋白尿和(或)血尿为主要表现，病情变化轻重不一。大量研究显示多种炎症因子，细胞因子等参与了IgA肾病病理损伤过程，其在尿液中的表达及变化在评估IgA肾病疾病活动性，检测疾病进展程度及评价疗效，评估预后等方面有重要意义。现就近年来对IgA肾病尿液生物标记物的研究进展作一综述。
      关键词：IgA肾病； 炎症因子； 细胞因子； 尿液生物标记物

       IgA肾病是全世界最常见的原发性肾小球疾病，也是成人和儿童慢性肾损伤最常见原因，是以IgA或以IgA为主的免疫球蛋白及补体成分在肾小球系膜区呈弥漫颗粒状或团块状沉积，有时伴有毛细血管襻沉积，所引起一系列临床及病理改变，以蛋白尿和(或)血尿为主要表现，病情变化轻重不一，在确诊后5~25年内有15%～40%的患者发展为终末期。肾脏疾病(ESRD)。其诊断和疾病动态检测依赖。肾组织活检，但肾活检为创伤性检查，重复肾活检患者难以接受，且存在并发症。因此，一些非侵入性，可靠的，能反映病理变化及疾病进展的指标成为迫切需要。目前大量研究显示多种炎症因子，细胞因子及免疫活性物质参与了IgA肾病病理损伤过程，其在尿液中的表达及变化可能能够反映局部肾小球或肾脏浸润炎症细胞的变化，在评估IgA肾病疾病活动性，检测疾病进展程度及评价疗效，评估预后等方面有重要意义一。诸多研究已尝试将与增殖修复有关的细胞因子在尿液中的浓度检测作为有潜力的生物标记物来评估疾病病理变化及长期预后。仅就近年来对IgA肾病尿液生物标记物的研究进展作一综述。
1 单核细胞趋化蛋白(MCP)-1
       MCP-1属于含有4个保留性半胱氨酸基序的低分子质量趋化因子，属CC亚家族，对单核巨噬细胞具有特异性趋化激活作用。MCP-1可由多种细胞产生，包括激活的单核巨噬细胞、内皮细胞、纤维母细胞、平滑肌细胞和角质细胞，其它如星形细胞、骨细胞、表皮细胞和某些肿瘤细胞等也可产生MCP-1，还可由肾脏系膜细胞、肾小管上皮细胞、肾小球内皮细胞及间质浸润细胞分泌产生。MCP-1通过高度亲和力受体与单核细胞结合发挥强烈趋化作用，引起单核巨噬细胞聚集活化，产生钙离子内流引发呼吸爆发等炎症级联反应。MCP-1可以通过多种途径介导IgA肾病。肾损伤：①MCP-1通过活化核因子(NF)-κB途径刺激血管内皮细胞和肾小管上皮细胞产生白细胞介素(IL)-6，促进肾小球尤其是肾小管炎症反应；②通过趋化激活单核细胞并促其分泌转化生长因子(TGF)-β等致纤维化的细胞因子，促进肾间质纤维化；③通过调节单核-巨噬细胞膜表面黏附分子CD11/CD18表达，使单核-巨噬细胞黏附性增强而加重组织损伤；④还能引起溶酶体酶、超氧化物阴离子的释放，直接参与肾脏的损伤。Liu等采用酶联免疫吸附法将IgA肾病及健康人尿液MCP-1水平进行检测，及与肾脏病理进行相关性分析，发现IgA肾病患者尿液MCP-1水平高于正常人群，尤以中度及重度病变者明显，且尿液MCP-1水平与肾小管间质损害呈正相关，可能参与了间质损害。Yokoyama等发现尿液MCP-1水平能够反映IgA肾病肾小球系膜增殖程度，与肾间质炎症浸润程度密切相关。Torres等通过对IgA肾病患者18～84个月随访研究发现，尿液EGF／MCP-1水平较低患者肾脏存活率较高者下降明显，多变量回归显示尿液EGF/MCP-1可作为IgA肾病进展为终末期肾衰竭(ERSD)的独立预测指标。另有研究发现以肾小管萎缩和间质炎细胞浸润为病理特点的先天性梗阻性肾病患者尿液EGF水平明显下降而MCP-1浓度升高明显，术后随着肾功能恢复，尿液EGF 水平回升，MCP-1浓度下降。由此证明尿液MCP-1的检测可作为辅助评估IgA肾病肾损伤尤其是肾间质损伤程度及疾病预后的重要标记物。
2 IL-6/内皮细胞生长因子
       IL-6是一种重要的炎症介质，可由多种细胞如系膜细胞、内皮细胞、上皮细胞等固有细胞以及肾脏浸润细胞巨噬细胞、淋巴细胞产生。Horii 等早在1989年就通过体外实验发现IL-6可由大鼠肾脏系膜细胞产生并通过自分泌作用刺激系膜细胞增殖，人类系膜增殖性肾炎尤其是IgA肾病患者尿液中可检测到IL-6水平升高。IgA肾病中，IL-6一方面参与肾脏的自身防御，促进炎症消散和修复；另一方面作为“攻击性”炎症介质启动或促进肾组织的炎症和损伤，参与疾病的病理过程。随着IgA肾病病理进展，尿液IL-6水平持续升高。Ranieri 等认为尿液IL-6水平能够反映系膜增殖及小管损伤程度，通过对IgA肾病患者3年随访研究发现，肾脏IL-6 和EGF 表达与肾间质损伤密切相关；尿液IL-6 升高，EGF 水平降低与肾间质损伤程度、高血压、血肌酐水平有关。尿液IL-6/EGF水平对IgA肾病病理损伤进展及预后评估有重要价值，可作为长期肾功能的预测指标。Harada等对59例IgA肾病进行8年追踪研究，其中15例出现肾功能进展恶化，进展期患者尿液IL-6水平明显高于非进展期患者，诊断时尿液浓度高过2.5ng/d患者危险度是低于1.0 ng/d患者的7.8倍，预后较差。尿液IL-6可作为IgA肾病长期预后的预测指标。但IL-6并不是一种肾脏疾病特异性标志物，很多慢性肾疾病如局灶硬化性肾炎，血管炎性肾损伤都可存在尿液IL-6 水平升高。
3 IL-8
       IL-8是一种白细胞尤其是中性粒细胞的趋化活动因子。在很多内源性外源性炎症因子[如脂多糖(LPS)、IL-1、干扰素(INF)-α]刺激下，由肾小球系膜细胞，近端小管细胞产生，也可以由成纤维细胞、内皮细胞、单核巨噬细胞分泌。IL-8可能通过诱导中性粒细胞及T细胞浸润在IgA肾病炎症进展过程中起作用，Sekikawa等发现肾小球内IL-8 mRNA的表达与中性粒细胞相关性明显，可能参与了肾小球增殖。Yoshioka等报道IgA肾病肾组织中肾小球和肾小管细胞均可表达IL-8，小管间质表达IL-8阳性细胞个数与肾小管间质损伤程度及蛋白尿相关。尿液IL-8水平可反映局部肾小球细胞或间质浸润细胞的产生。研究发现，IgA肾病患者尿液中IL-8水平明显升高，以Ⅲ级以上严重病变为甚。尿液IL-8浓度与蛋白尿量，白细胞尿及管型有关，尤其重要的是，尿液高IL-8水平与IgA肾病病理损伤程度密切相关，可反映肾小球系膜增殖程度、球囊黏连、新月体形成、肾小球纤维化和间质损伤一。所以IL-8在IgA肾病病理分级，临床治疗干预方面发挥重要作用，是评估肾脏损伤及预后的良好指标。另外，IL-8还可以通过聚集和活化中性粒细胞介导急性炎症反应。
4 肾损伤分子(KIM)-1
       KIM-1是一种跨膜糖蛋白，属于免疫球蛋白超家族。KIM-1在正常肾组织中几乎检测不到，主要在呈去分化表型的受损近端小管上皮细胞内表达，它的外功能区可以从细胞脱落释放到尿液，但在无肾脏患者群中并不升高，尿液高水平KIM-1表明肾病理进展导致小管上皮细胞去分化。KIM-1在急性肾缺血及毒性肾小管坏死尿液中KIM-1明显升高。在多种类型肾病如IgA肾病，膜性肾病，糖尿病肾病及狼疮肾炎及原发性肾细胞癌等也都有KIM-1表达及尿液KIM-1水平升高。双侧肾缺血小鼠模型实验10 min后即发现尿液KIM-1水平明显升高，随时间延长在尿中浓度保持稳定，同时未检测到血肌酐、BUN、尿NAG酶和尿蛋白等有明显变化。尿液KIM-1是近端肾小管早期损伤的敏感生物学标记物，且与肾脏纤维化程度、肾间质炎细胞浸润程度呈正相关，与肾功能呈负相关。尿液KIM-1检测是一种非侵人性、快速、敏感、可重复性的评估早期肾功能损伤及临床前期药物试验的方法。
5 TGF-β1
       TGF-β是由Assoian等首次从血小板中提取出来的，它是一类多功能的细胞生长因子，能够抑制多类细胞的增殖、分化、促进细胞间质的形成。体内许多组织细胞都能产生TGF-β，包括肾小球系膜细胞、内皮细胞、肾小管上皮细胞及血管平滑肌细胞等。TGF-β超家族至少包括5种TGF-β 类型(β1~β5)与其它类似物，其中TGF-β1的研究最广泛和活跃。TGF-β1的生物学作用主要有：抑制免疫活性细胞的增殖，调节细胞的表型，抑制淋巴细胞的分化，抑制细胞因子产生，促进成纤维细胞、成骨细胞和雪旺细胞的生长，促进细胞外基质(ECM)如胶原蛋白、纤黏连蛋白的表达和抑制ECM的降解，对细胞的形态发生、增殖和分化过程起着重要作用。TGF-β1是目前公认的肾脏促纤维化因子。在IgA肾病进展过程中，TGF-β1起重要作用。Yoshioka，Taniguchil 等研究均发现IgA肾病肾组织TGF-β1 mRNA和蛋白质表达均增强。且与病理组织损伤程度有明显相关性，提示在IgA肾病肾组织纤维化过程中起重要作用。国内TGF-β1与IgA肾病Lee分级相关性研究也发现随着病理进展程度加重，TGF-β1表达增加，但V级病变中几乎检测不到。在IgA肾病患者中，RAS系统起重要作用并通过TGF-β1介导早期纤维化。以上结果均表明TGF-β1在IgA肾病作发病机制中的作用提供了直接证据。肾脏分泌TGF-β1的含量可从尿液相对精确检测出，对估计肾脏合成分泌TGF-β1及肾小球纤维化的进展十分有益。Wolf 等研究发现，尿液中TGF-β1水平升高与肾小球系膜基质增加程度显著相关，提示TGF-β1是系膜增生的促进因子，其水平变化可间接反映肾小球系膜增生的程度。Murakami 等发现尿液中TGF-β1水平与肾间质硬化程度显著相关。Beiko 等研究发现IgA肾病中，尿TGF-β1与新月体形成有关，激素治疗后尿中浓度下降。因此，尿液TGF-β1检测在评估IgA肾病病理损伤进展程度，评价药物疗效方面有重要价值。
6 蛋白组学
       近来诸多研究表明尿液蛋白及某些多肽类物质可以反应不同肾疾病的特征及进展。IgA肾病是世界范围内最常见的原发性肾小球疾病，临床表现以血尿蛋白尿为主。长期尿检无异常的获得临床缓解的患者经肾活检发现病变依然持续性存在。一项日本研究对活体供肾者进行肾穿检查发现有16%无临床表现者患有IgA肾病。由此认为亚临床IgA肾病可能存在更多的人群，不能通过普通尿检测方法发现，造成治疗延迟。目前多采用2DE，SDS-PAGE/Western blot及CE coupled with MS(CE-MS)等敏感方法进行尿液蛋白多肽类物质检测，发现多种肾疾病特异性蛋白标记物，为疾病早期诊断提供了重要工具。Adachi 等在正常人尿中检测出近1 500种蛋白片段。Park 等应用2DE，MALDITOF-MS方法成功建立了IgA肾病特异性尿液蛋白谱。在IgA肾病患者尿液中检出311个蛋白位点，其中216个与正常对照组不同，这些位点中代表59种蛋白成分的82个位点过度表达，134个表达下降。胰岛素受体前体；双功能氨酰-tRNA合成酶；锌指蛋白Kr18和324；T复合蛋白1，θ亚群；血红蛋白α链，血红蛋白β 链等蛋白表达增加，可能与IgA肾病相关。疾病特异性蛋白标记物不是由单一分子组成，而是由一组不同的，定义明确的肽类分子共同组成。IgA肾病尿液中发现胶原α-125肽，95肽片段，及一些9肽，10肽类物质增加。尿液α-1抗胰蛋白酶，α-1球蛋白分解片段及硫酸乙酰肝素的含量在IgA肾病中明显升高。另外尿液免疫球蛋白浓度在寻求IgA肾病病理进展标记物方面也起到不容忽视的作用。研究发现，IgA肾病尿液IgG，IgA浓度高于健康志愿者人群及其它肾脏疾病患者。总之，通过各种先进技术进行尿液蛋白组学检测发现疾病特异性生物标记物对疾病早期诊断，进展及治疗评估有重要意义，虽然目前处于继续探索阶段，尚未在临床实践中列为常规，但具有很广阔的临床发展前景。
       另外，近年来在IgA肾病尿液其它生物标记物如细胞因子IL-18，IL-1，肿瘤坏死因子α，细胞间黏附分子等，酶类物质如NAG酶，NGAL及细胞水平如足细胞等的研究相对较多，在这里不一一赘述。
7 前景和展望
       多种细胞因子，生长因子及蛋白多肽等尿液无创性生物标记物检测，并联合临床及实验室特征进行综合评估在IgA肾病病理进展，病情评估，治疗干预反映等有重要价值和意义，尤其是疾病特异性标记物的发现，将为疾病早期诊断及药物干预提供了良好工具，目前对其研究还未全面和完善，随着研究进一步深入，针对特异性生物标记物的干预将为肾脏疾病的防治开辟一条新的途径。
                                                                                                        编辑：范伟伟

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