任健坤 史麗萍
(華北煤炭醫(yī)學(xué)院附屬開(kāi)灤醫(yī)院內(nèi)分泌科 河北 唐山 063000)
中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(fneutrophil gelatinase-associated hpocalin,NGAL),又名脂質(zhì)運(yùn)載蛋白 -2,是脂鈣蛋白家族的成員之一,1993年被Kjeldsen等在中性粒細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),隨著人們對(duì)NGAL的研究,大量動(dòng)物及臨床實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)NGAL與感染、炎癥、腫瘤、腎臟疾病等都有著密切的聯(lián)系。目前在腎臟疾病中的研究發(fā)現(xiàn)在急性缺血性腎損傷時(shí),NGAL可作為一個(gè)敏感的早期預(yù)測(cè)指標(biāo),并對(duì)腎臟有保護(hù)作用,最新研究中發(fā)現(xiàn)NGAL也可作為慢性腎臟疾病的標(biāo)志物,并且比其他用來(lái)評(píng)估腎臟損傷的生物標(biāo)志物更敏感更能早期發(fā)現(xiàn)腎臟的損傷程度,也為腎臟疾病的治療開(kāi)辟了新的道路?,F(xiàn)就NGAL與慢性腎臟疾病的關(guān)系做一綜述。
NGAL基因定位于染色體9q34上,全長(zhǎng)5869bp,其基因序列經(jīng)克隆鑒定,由63 bp的5'端非翻譯區(qū)和591 bp的編碼區(qū)組成[1],是一條含有178個(gè)氨基酸殘基的多肽鏈,相對(duì)分子質(zhì)量為25-kDa,其核心結(jié)構(gòu)是由中間的8條β折疊形成的一個(gè)桶狀結(jié)構(gòu),稱(chēng)作β折疊桶結(jié)構(gòu)。β折疊桶結(jié)構(gòu)底部?jī)?nèi)側(cè)由輸水的芳香族和脂肪族氨基酸殘基形成了一個(gè)疏水核,這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了NGAL的生物學(xué)活性。NGAL具有結(jié)合并運(yùn)輸疏水性小分子,參與清除炎癥介質(zhì),發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)作用,能與基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)形成分子間二硫鍵,以復(fù)合物MMP-9/NGAL的形式存在,以此來(lái)調(diào)節(jié)MMP-9的功能,并參與到腫瘤的發(fā)生、發(fā)展特別是浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移等過(guò)程,NGAL在卵巢癌、結(jié)腸腺癌、胰腺腺癌等腫瘤組織及其周?chē)M織中呈高度表達(dá)狀態(tài),當(dāng)腎臟缺血性或中毒性損傷時(shí),由于其分子量小并且不易降解的特點(diǎn),可大量的積聚于腎小管皮質(zhì)層、血液及尿液中[2]。NGAL廣泛分布于人體各種組織,包括肺、肝臟、胸腺、腎臟、小腸、脂肪細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞[3]。
NGAL存在于腎小管上皮細(xì)胞中,與腎臟胚胎的分化發(fā)育過(guò)程密切相關(guān),Schmidt等在研究腎臟的原始細(xì)胞向上皮細(xì)胞分化時(shí),從輸尿管芽細(xì)胞中分離出NGAL,發(fā)現(xiàn)其能誘導(dǎo)后腎間質(zhì)向腎小管上皮細(xì)胞分化,此外還在人工培養(yǎng)的腎集合管細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)可刺激NGAL的產(chǎn)生,從而促進(jìn)上皮細(xì)胞向管狀組織的分化[4]。針對(duì)于NGAL誘導(dǎo)細(xì)胞分化的機(jī)制,最新研究表明NGAL主要通過(guò)與鐵質(zhì):鐵載體結(jié)合形成NGAL:鐵載體;鐵復(fù)合物介導(dǎo)鐵離子向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)從而誘導(dǎo)腎臟的原始細(xì)胞向早期上皮細(xì)胞的分化。眾所周知腎臟病變時(shí),在腎小管上皮細(xì)胞漿內(nèi)具有活性的游離鐵顯著增加,而鐵的過(guò)度堆積往往引起細(xì)胞或組織的損傷,根據(jù)NGAL可轉(zhuǎn)運(yùn)鐵入細(xì)胞內(nèi)從而減輕鐵在腎臟中堆積的特點(diǎn),可推測(cè)NGAL起到對(duì)腎臟的保護(hù)作用[5]。Mori等通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了這一推斷,證明了NGAL通過(guò)與鐵載體一起輸送至近端腎小管而發(fā)揮明顯的腎臟保護(hù)和減輕氮質(zhì)血癥的作用[6]。
慢性腎病是一個(gè)破壞性的疾病,根據(jù)美國(guó)2007年的年度數(shù)據(jù)顯示,在腎臟數(shù)據(jù)系統(tǒng)中慢性腎病呈現(xiàn)急劇增加的趨勢(shì),尤其以病變的前期狀態(tài)為主,其發(fā)病率及死亡率在成年人和兒童中已經(jīng)達(dá)到了流行的地步,因此早期發(fā)現(xiàn)腎臟病變并采取有效的措施予以處理對(duì)于減緩慢性腎病的惡化,預(yù)防并發(fā)癥,降低心血管事件的發(fā)生具有非常重要的意義[7]。然而目前已知的用來(lái)檢測(cè)早期慢性腎病的生物標(biāo)志物還比較少,NGAL的價(jià)值已經(jīng)在急性腎損傷中得到了證實(shí),能否用其來(lái)發(fā)現(xiàn)早期的慢性腎臟病變及監(jiān)測(cè)慢性腎病的進(jìn)展也越來(lái)越受到人們的重視,最新的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)NGAL在慢性腎損傷時(shí)也呈高表達(dá)狀態(tài),從而提示NGAL與慢性腎病具有相關(guān)性,各種腎臟疾病包括腎小球腎炎、慢性間質(zhì)性腎炎、IgA腎病、糖尿病性腎病等都可發(fā)展至慢性腎臟疾病,NGAL是否參與到慢性腎病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程,并用其來(lái)監(jiān)測(cè)腎臟的損傷程度?Bolignano等研究發(fā)現(xiàn)臨床上多種病因引起的慢性腎病患者血清中NGAL的水平明顯高于健康對(duì)照組,且與血肌酐成正相關(guān),與腎小球?yàn)V過(guò)率(GFR)成負(fù)相關(guān),并進(jìn)一步分析證明了與血肌酐相比NGAL能更好的反應(yīng)GFR的水平,并推斷出尿和血中的NGAL可獨(dú)立于其他可能混淆的因素預(yù)測(cè)慢性腎病的進(jìn)展情況,在慢性腎臟病變的進(jìn)展中可作為一種新的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)[8]。這一研究證實(shí)了NGAL在慢性腎病中的意義,對(duì)于早期發(fā)現(xiàn)、早期治療腎臟損害也許可以作為一個(gè)敏感、無(wú)創(chuàng)、特異性高的生物學(xué)指標(biāo)。NGAL在慢性腎病中的意義已經(jīng)受到很多學(xué)者的關(guān)注,但目前研究還比較少,其中與下列疾病關(guān)系比較緊密。
3.1 NGAL與腎小管-間質(zhì)病變的關(guān)系 許多慢性腎病與腎小管-間質(zhì)病變具有密切的關(guān)系,慢性間質(zhì)性腎炎的主要病變部位在腎小管-間質(zhì),主要病理變化為腎間質(zhì)纖維化及炎細(xì)胞在腎小管-間質(zhì)的浸潤(rùn)[9],目前已知的較敏感的反應(yīng)腎小管損傷的臨床指標(biāo)是尿N-乙酰-B-D一氨基葡萄糖苷酶(NAG),但Ding等在研究IgA腎病中發(fā)現(xiàn)LeeⅢ級(jí)患者的尿NAG及尿NGAL都較正常人升高,但尿NAG明顯低于尿NGAL,LeeⅡ級(jí)患者的尿NAG水平與正常人沒(méi)有差別,而尿NGAL仍高于正常人3倍,尿NGAL水平與小管NGAL表達(dá)程度、24小時(shí)尿蛋白、腎小球系膜增殖和小管間質(zhì)損傷的組織病理學(xué)評(píng)分成正相關(guān),從而提示出尿NGAL可能是早期反映Ig A腎病小管-間質(zhì)損傷的敏感指標(biāo),相比于NAG其敏感性可能更高,張建國(guó)等通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)亦發(fā)現(xiàn)在慢性間質(zhì)性腎炎損傷的腎臟組織中,近端小管上皮細(xì)胞表達(dá)的NGAL較正常腎組織明顯增強(qiáng),隨著腎小管-間質(zhì)的損傷加重,其表達(dá)量有所下降,但仍高于正常腎組織,由此可推測(cè)損傷的小管可誘導(dǎo)小管上皮再生,從而使NGAL的分泌進(jìn)一步增加,對(duì)后續(xù)的損傷發(fā)揮抵抗作用[10],從而也進(jìn)一步證明了NGAL對(duì)腎臟的保護(hù)作用。
3.2 NGAL與糖尿病性腎病的關(guān)系 眾所周知,目前臨床上仍以尿微量蛋白的出現(xiàn)作為評(píng)估早期糖尿病性腎臟病變的生物指標(biāo),然而其不足之處在于早期的腎功能紊亂有可能被忽略掉,最新的研究發(fā)現(xiàn)腎小管間質(zhì)在糖尿病腎病的發(fā)展中起著同樣重要的作用,由于長(zhǎng)期暴露在糖尿病引起的代謝異常及血流動(dòng)力學(xué)損傷因素下可能首先導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞的炎癥,隨后腎小管間質(zhì)纖維化,最終導(dǎo)致不可逆的腎臟損傷導(dǎo)致慢性腎病[11]。目前在糖尿病患者中發(fā)現(xiàn)的管狀因素有組織蛋白酶-B、N-乙酰-β-D葡萄糖苷酶及單核細(xì)胞趨化因子,這些因子與糖尿病腎臟有非常密切的關(guān)系,且引起的腎小管間質(zhì)損傷的相關(guān)程度比腎小球損傷更嚴(yán)重[12],由此也證明了腎小管-間質(zhì)損傷在糖尿病腎病中的意義不容忽視。NGAl作為最新發(fā)現(xiàn)的腎臟病變的早期診斷中敏感的生物指標(biāo),對(duì)于早期發(fā)現(xiàn)糖尿病引起的腎臟損害具有重大的意義。Kuwabara T等通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),lipoatrophic和鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病腎病小鼠模型中尿NGAL水平顯著增高,血管緊張素受體拮抗劑坎地沙坦可明顯減少尿中NGAL的排泄,且進(jìn)一步證實(shí)了,糖尿病腎病小鼠的近端腎小管的重吸收功能?chē)?yán)重受損,但是其mRNA和蛋白在腎臟中表達(dá)上調(diào)在對(duì)照組小鼠中是微不足道的,進(jìn)一步提示了尿中排泄NGAL增高主要是因?yàn)槟I臟的重吸收受損,NGAL最新的一項(xiàng)研究也證明了,在糖尿病患者還沒(méi)有微量尿蛋白出現(xiàn)之前NGAL的含量已經(jīng)明顯升高,這也提示NGAL對(duì)糖尿病腎病的早期診斷相比血肌酐、微量白蛋白有更深遠(yuǎn)的意義[13]。另外一項(xiàng)關(guān)于患有1型糖尿病的22例兒童的研究發(fā)現(xiàn),在其腎小球?yàn)V過(guò)率及蛋白尿均正常的情況下與正常對(duì)照組相比血、尿NGAL明顯增高,更能敏感的反映出1型糖尿病患兒的腎臟的早期病變。Yang YH等通過(guò)1年的觀察研究證實(shí)尿中NGAL與血清胱抑素C、尿素氮、血肌酐有明確的正相關(guān),與腎小球?yàn)V過(guò)率成負(fù)相關(guān),然而血清中NGAL與胱抑素C、尿素氮的關(guān)系均低于基線水平呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)[14]。伴隨著糖尿病的日益流行,糖尿病所引起的腎臟損傷也越來(lái)越多,早期發(fā)現(xiàn)、早期治療才能更好的提高患者的生活質(zhì)量。
綜上所述,NGAL作為一種新型的分泌蛋白,與腎臟存在著密切的關(guān)系,在腎小管損傷的情況下,可能參與其損傷及修復(fù)保護(hù)作用,能否將其應(yīng)用于慢性腎臟病變的早期診斷,并指導(dǎo)腎臟病變的治療,還需進(jìn)一步通過(guò)臨床及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究明確其生物學(xué)功能及作用機(jī)制。
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