王熙堅(jiān)，祁 月 綜述，戴厚永* 審校

(南通大學(xué)附屬醫(yī)院腎內(nèi)科，南通 226001)

糖尿病腎病(diabetic nephropathy,DN)作為糖尿病(diabetes mellitus,DM)常見(jiàn)的微血管并發(fā)癥，不僅是終末期腎衰竭的主要病因，而且是DM患者心血管事件發(fā)生和死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。DN防治任重而道遠(yuǎn)，DN早期生物標(biāo)志物研究是近年的熱點(diǎn)[1]。傳統(tǒng)上，尿微量白蛋白被認(rèn)為是DN早期診斷指標(biāo)。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)部分患者尤其是1型DN患者微量白蛋白尿經(jīng)過(guò)數(shù)年后可轉(zhuǎn)歸為正常蛋白尿[2]。部分DN患者在進(jìn)展為終末期腎衰竭的過(guò)程中，自始至終沒(méi)有蛋白尿或僅有微量蛋白尿[2-3]。腎臟病理也證實(shí)部分DM患者在蛋白尿出現(xiàn)之前即有腎組織病理改變[4]。因此，尿微量白蛋白不一定是診斷DN的必備條件[2]。再者，尿微量白蛋白由于受運(yùn)動(dòng)、感染和發(fā)熱等因素影響在實(shí)際應(yīng)用中也受到一定限制，為此必須尋找新的DN生物標(biāo)志物。新近發(fā)現(xiàn)腎小管損傷在DN早期起重要作用，作為一種重要的腎小管損傷標(biāo)志物，中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)在DN中的作用受到關(guān)注，本文就NGAL在DN中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 NGAL概述

NGAL最初在中性粒細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，隨后發(fā)現(xiàn)NGAL有單體、同源二聚體和異源二聚體3種形式，其分子質(zhì)量分別為25、45和135 ku。除中性粒細(xì)胞外，肝和腎上皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞、神經(jīng)元、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等也有表達(dá)[5]。正常情況下血液中能檢測(cè)到少量NGAL，血液的NGAL從腎小球?yàn)V過(guò)后，絕大部分在近端腎小管通過(guò)meglin受體依賴方式重吸收，僅極少量隨尿液排出[6]。L.J.CAI等[7]研究尿NGAL的來(lái)源后發(fā)現(xiàn)腎小管上皮細(xì)胞主要分泌單體形式的NGAL，而異源二聚體形式的NGAL只特異來(lái)源于中性粒細(xì)胞。

NGAL在體內(nèi)發(fā)揮重要作用，除與載鐵蛋白結(jié)合調(diào)節(jié)鐵穩(wěn)態(tài)發(fā)揮抗菌作用外，還通過(guò)其趨化特性以及促細(xì)胞增殖和分化等作用，參與機(jī)體炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、器官發(fā)生和細(xì)胞分化、腫瘤進(jìn)展及轉(zhuǎn)移等病理生理作用[5]。最初發(fā)現(xiàn)在急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)時(shí)，血和尿中的NGAL在肌酐上升之前即升高，是AKI的早期生物標(biāo)志物，缺血再灌注小鼠注射重組NGAL能減輕腎損傷，顯示其在AKI時(shí)發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。不僅如此，通過(guò)熒光標(biāo)記的報(bào)告基因敲入編碼NGAL的基因座小鼠實(shí)時(shí)追蹤機(jī)體NGAL來(lái)源，發(fā)現(xiàn)AKI時(shí)血和尿中NGAL主要來(lái)自腎臟[8]。除AKI外，慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD)、心血管病、腫瘤等疾病均與NGAL有關(guān)。在CKD中，與AKI時(shí)作用相反，NGAL作為致炎因子促進(jìn)CKD的進(jìn)展，單體形式的NGAL與小管間質(zhì)損傷有關(guān)，與未敲除NGAL小鼠CKD相比，敲除NGAL小鼠CKD尿蛋白減少，腎損傷減輕，注射重組NGAL后腎損傷加重[9]。然而，在單側(cè)輸尿管梗阻小鼠模型中，輸注過(guò)度表達(dá)NGAL的巨噬細(xì)胞可改善腎纖維化[10]。

2 NGAL與DN

過(guò)去認(rèn)為DN病變主要發(fā)生在腎小球，近年研究[11-13]發(fā)現(xiàn)，小管間質(zhì)在DN中的發(fā)病過(guò)程中也起十分重要的作用，DN腎小管損傷受到研究者的重視。NGAL作為腎小管間質(zhì)損傷的生物標(biāo)志物在DN中的作用受到廣泛關(guān)注[14-15]。

2.1 尿NGAL和DN日本學(xué)者[16]發(fā)現(xiàn)與正常人相比，DM前期和DM患者尿NGAL/肌酐比(urine NGAL-creatinine ratio,UNCR)和尿胱抑素C/肌酐比(urine cystatin C-creatinine ratio,UCCR)明顯升高，UNCR預(yù)測(cè)DM前期和DM患者尿微量白蛋白的比值比(odds ratio,OR)比分別為1.138和1.070。受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線顯示在評(píng)估DM尿微量白蛋白方面UNCR優(yōu)于UCCR。F.L.NAUTA等[17]發(fā)現(xiàn)DM正常蛋白尿患者尿NGAL較非DM正常人高1.5倍。J.A.DE CARVALHO等[18]進(jìn)一步將DM患者按尿白蛋白肌酐比(urinary albumin creatinine ratio,uACR)分為uACR＜10 mg/g，10～30 mg/g以及＞30 mg/g 3組，發(fā)現(xiàn)隨著尿蛋白的增加，尿NGAL逐漸增加，進(jìn)一步證明DM患者在沒(méi)有出現(xiàn)微量白蛋白尿之前即有腎小管損傷。在一項(xiàng)納入正常人、DM患者無(wú)微量蛋白尿以及DM患者有微量白蛋白的研究[19]中，發(fā)現(xiàn)尿NGAL水平和尿微量白蛋白呈正相關(guān)，尿NGAL診斷早期DN的敏感度為82.5%，特異度為72%。國(guó)內(nèi)學(xué)者[20]也發(fā)現(xiàn)尿NGAL和尿視黃醇結(jié)合蛋白與DN相關(guān)。此外，與低尿NGAL相比，2型DM患者尿液中NGAL較高者腎功能下降更快[21]。分析尿NGAL的來(lái)源后發(fā)現(xiàn)：鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)誘導(dǎo)的DM小鼠8周后腎組織的NGAL水平，與正常非STZ小鼠腎組織NGAL比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，進(jìn)一步通過(guò)腹腔注射熒光標(biāo)記的外源性NGAL后發(fā)現(xiàn)STZ小鼠近端腎小管端的尿液中外源性NGAL重吸收減少了47%，而正常小鼠則基本全部重吸收，表明DM時(shí)尿NGAL升高的主要原因是近端腎小管重吸收減少而不是合成增加[22]。

2.2 血NGAL和DN S.Y.KIM等[23]研究發(fā)現(xiàn)DM患者血NGAL高于正常人，且血NGAL值與尿蛋白水平呈正相關(guān)，與腎小球?yàn)V過(guò)率(glomerular filtration rate,GFR)呈負(fù)相關(guān)，多元回歸顯示血NGAL獨(dú)立于患者年齡、性別以及GFR水平與DM患者腎小管損傷有關(guān)。將50例2型DM患者分為正常蛋白尿組和微量蛋白尿組。微量蛋白尿組血NGAL水平高于正常蛋白尿組和正常人組，但后兩組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示血NGAL可作為潛在的DN早期血清標(biāo)志物[24]。研究[25]顯示血NGAL和胱抑素C(cystatin C,cys C)聯(lián)合檢測(cè)作為DM患者腎功能不全的早期預(yù)測(cè)因子較其他指標(biāo)更有優(yōu)勢(shì)。

2.3 聯(lián)合檢查血和尿NGAL與DN與正常人相比，DM患者血和尿NGAL水平均升高，且蛋白尿越重，血和尿中NGAL也越高。ROC分析顯示，血NGAL截值為88 ng/mL時(shí)(敏感度為93.7%，特異度為100%)，識(shí)別DM正常白蛋白尿的曲線下面積(area under the curve,AUC)值為0.969；尿NGAL臨界值為22 ng/mL時(shí)，其敏感度為75%，特異度為100%，AUC值為0.910。以上結(jié)果表明，測(cè)定NGAL可作為一種早期診斷DN的非侵入性檢查[26]。印度學(xué)者[27]發(fā)現(xiàn)2型DM患者的血和尿NGAL水平和尿蛋白成呈正相關(guān)，ROC曲線顯示血和尿AUC面積分別為0.8和1.0，NGAL是早期DN的敏感指標(biāo)。新近的研究[28]也證實(shí)血和尿NGAL水平與估算腎小球?yàn)V過(guò)率(estimated glomerular filtration rate,eGFR)相平行，測(cè)定NGAL水平有助于評(píng)估DN病情。

也有報(bào)道與上述結(jié)果不一致，Y.H.YANG等[29]將74例2型DM患者分為正常蛋白尿、微量蛋白尿和大量蛋白尿3組，研究其血尿NGAL水平，發(fā)現(xiàn)隨著蛋白尿的加重，血NGAL值逐漸減少，而尿NGAL值逐漸增加。相關(guān)分析顯示其尿NGAL值和cys C、尿素和肌酐值呈正相關(guān)。與尿NGAL結(jié)果不同，血NGAL和cys C、尿素呈負(fù)相關(guān)。此外，有研究[30]顯示在DN早期高濾過(guò)階段(eGFR增加)就有腎小管損傷標(biāo)志物發(fā)生改變，血NGAL減少而尿NGAL水平增加，而且血NGAL減少與eGFR呈負(fù)相關(guān)，但尿NGAL增加與eGFR呈正相關(guān)。分析其原因可能與不同的檢測(cè)方法、異質(zhì)性等有關(guān)，有關(guān)血和尿NGAL聯(lián)合檢測(cè)與DN之間的關(guān)系需要進(jìn)一步研究。

3 展望

與正常非DM人群相比，DM患者血和尿NGAL水平發(fā)生改變，甚至在尿微量白蛋白之前即有變化，但關(guān)于血、尿NGAL的變化趨勢(shì)，與尿蛋白程度以及和eGFR的相關(guān)性報(bào)道并不一致，可能與影響血和尿中NGAL的多種因素(濾過(guò)、重吸收和分泌)以及檢測(cè)NGAL的不同形式、檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)不同等有關(guān)。盡管如此，也有部分研究[31]顯示腎小管損傷標(biāo)志物NGAL不能預(yù)測(cè)DM患者GFR下降。此外，即使DM患者血、尿NGAL較非DM患者高，NGAL水平在評(píng)價(jià)其腎功能方面也并不優(yōu)于eGFR[32]。毋庸置疑，小管間質(zhì)損傷在DN進(jìn)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用，然而DN發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，多元回歸分析顯示現(xiàn)有的(包括NGAL在內(nèi))生物標(biāo)志物診斷價(jià)值仍有待提高[33]。其次，NGAL在多種腎臟疾病中均有異常，預(yù)測(cè)DN的特異性較差，同時(shí)炎癥、癌癥、貧血、低氧等也影響NGAL水平，這些都限制了NGAL在DN診治中的應(yīng)用[5]。再次，目前發(fā)現(xiàn)的NGAL在DN早期診斷價(jià)值都是單中心、小規(guī)模、短時(shí)間研究所得，今后需要多中心、大規(guī)模、長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)研究進(jìn)行驗(yàn)證。最后，除尿微量白蛋白和GFR外，到目前為止，有關(guān)DN新的生物標(biāo)志物未應(yīng)用于個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)分層和臨床實(shí)踐，其價(jià)值受到限制[34]。由于多種機(jī)制參與DN的發(fā)病過(guò)程，單一生物標(biāo)志物價(jià)值有限，臨床常需篩選新的、更有價(jià)值的多種生物標(biāo)志物聯(lián)合來(lái)早期診斷、判斷預(yù)后和指導(dǎo)DN治療，這是未來(lái)研究的方向。