沈藝佳，周菁，任瑩瑩，李涵，顧玥

(1.河南大學人民醫(yī)院/河南省人民醫(yī)院 腎內(nèi)科，河南 鄭州 450003；2.河南省腎病臨床醫(yī)學研究中心，河南省腎臟病免疫重點實驗室，河南 鄭州 450003)

急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)是由手術、膿毒血癥、危重疾病狀態(tài)、腎毒性藥物應用等原因引起的腎功能短時間內(nèi)急速下降且廣泛存在于臨床的一種綜合征。既往研究認為AKI是一種無長期后遺癥的臨床疾病，而近年來的研究發(fā)現(xiàn)AKI是進展至慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD)的高危因素[1-2]。一項薈萃分析表明，AKI患者發(fā)生CKD的風險是非AKI患者的2.67倍，進展至終末期腎臟病的風險是非AKI患者的4.81倍[3]。在一項隨訪時間為3 a的研究中發(fā)現(xiàn)，重度AKI患者在隨訪結束時CKD的發(fā)生率為44%，輕度AKI患者，包括腎功能已恢復正常的患者，最終也有22%進展至CKD[4]。AKI進展至CKD給個人、家庭及社會帶來沉重的醫(yī)療負擔，改善全球腎臟病預后組織建議在AKI發(fā)生后3個月評估腎功能，對有CKD發(fā)生風險的患者進行定期隨訪評估，然而目前缺少有效的評估方法[5]。腎穿刺活檢是用于評估腎臟結構變化的金標準，一方面腎穿刺活檢是有創(chuàng)操作，有引起血尿甚至危及生命的風險，另一方面并非所有AKI患者都可進展至CKD，因此大規(guī)模開展此項檢查極為困難；而血清肌酐水平并不能識別早期腎臟結構損傷，且可能會受到許多非腎臟疾病的影響[6]。已有研究表明，高齡、合并糖尿病、AKI的持續(xù)時間和嚴重程度、反復發(fā)作AKI是AKI進展至CKD的危險因素，而生物標志物的測定可以有效提高對AKI進展至CKD高危患者的識別[7]。目前已發(fā)現(xiàn)一些生物標志物在早期篩查AKI進展至CKD的高?；颊咧杏袧撛趦r值，本文就這些生物標志物展開綜述。

1 AKI進展至CKD的相關機制

AKI發(fā)生時常引起腎小管細胞損傷，盡管腎組織和腎小管細胞具有強大的修復能力，但多數(shù)研究表明AKI后適應不良性修復是進展至CKD的關鍵驅動因素；AKI進展至CKD的機制較為復雜，包括促炎性損傷多而抗炎性修復少的免疫反應失衡、腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin system，RAS)的激活、表觀遺傳學改變、線粒體功能障礙、G2/M期細胞周期阻滯、間質纖維化的發(fā)展、組織和細胞衰老等多種機制[8-10]。盡管AKI進展至CKD的機制已被廣泛研究，但尚無有效方法跟蹤AKI后的腎臟結構損傷，也無有效干預措施延緩或阻斷AKI進展至CKD。因此，在研究AKI進展至CKD發(fā)病機制的同時尋找有潛力的生物標志物及發(fā)現(xiàn)潛在的干預靶點是目前研究的切入點之一。

2 AKI進展至CKD的相關生物標志物

2.1 中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)NGAL是由位于人類9p34染色體上的基因編碼的一種小分子分泌蛋白，正常情況下，人體組織器官中NGAL相關的mRNA表達量很低，而在腎小管上皮細胞受損期間，腎小管上皮細胞中的表達NGAL的mRNA上調(diào)導致產(chǎn)生大量的NGAL，從而致血液和尿液中的NGAL濃度迅速升高[11]。在動物實驗及臨床研究中發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)標志物相比，NGAL是有效的早期診斷AKI的新型生物標志物，而NGAL是否可以作為早期識別AKI進展至CKD高?；颊叩臐撛跇酥疚镆彩艿綇V泛的關注。一項在小鼠的缺血再灌注損傷(ischemia-reperfusion injury，IRI)模型中的研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，缺血組的腎臟在IRI后第10、28天發(fā)生明顯的腎小管纖維化；在對IRI后恢復期腎臟基因表達的差異性分析中發(fā)現(xiàn)，表達NGAL的基因在IRI后第3、10、28天均顯著上調(diào)，這表明AKI發(fā)生之后腎臟可能處于持續(xù)損傷階段[12]。另一項在大鼠的IRI相關AKI至腎纖維化模型中也發(fā)現(xiàn)，在IRI后28 d，腎組織中表達NGAL的mRNA水平仍較高，且與大鼠的腎臟纖維化呈正相關[13]。在一項前瞻性臨床研究中發(fā)現(xiàn)，AKI后90 d腎功能完全恢復的患者入院時尿液NGAL、血清NGAL中位濃度分別為264.68、351.86 μg·L-1，而AKI后90 d進展至CKD的患者入院時尿液NGAL、血清NGAL中位濃度分別為885.72、790.99 μg·L-1，兩者之間的差異有統(tǒng)計學意義；ROC曲線表明入院時測定的尿液NGAL、血清NGAL水平在預測AKI后90 d進展至CKD均有較高的靈敏度[14]。在另一項回顧性研究中發(fā)現(xiàn)尿液NGAL水平與持續(xù)性AKI、隨訪期間發(fā)生腎臟不良事件及進展至CKD相關，且在預測模型中加入AKI發(fā)生后72 h內(nèi)測定的尿液NGAL水平可提高對AKI患者1 a后發(fā)生持續(xù)性腎功能不全的預測效能[15]。因此，NGAL有望成為早期識別AKI進展至CKD高危患者的良好生物標志物。

2.2 腎損傷分子-1(kidney injury molecule-1，KIM-1)KIM-1是由位于人類5號染色體長臂5q33.3位點上的基因編碼的一種跨膜糖蛋白；在正常腎臟中，KIM-1的表達極少，而在腎小管上皮細胞受到損傷時，KIM-1的表達顯著增加，進一步至KIM-1從細胞表面脫落進入血液和尿液的含量也增加。既往的研究表明KIM-1不僅是AKI的潛在標志物，也可以反映AKI后腎臟的修復活動[16]。在小鼠IRI模型中的研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，缺血組的腎臟在IRI后第10、28天發(fā)生明顯的腎小管纖維化；在對IRI后恢復期腎臟基因表達的差異性分析中發(fā)現(xiàn)，表達KIM-1的基因在IRI后第3、10、28天均顯著上調(diào)[12]。在順鉑誘導的大鼠AKI模型中發(fā)現(xiàn)，在AKI發(fā)生時，尿液KIM-1明顯升高；在AKI恢復后，仍有一部分大鼠的尿液KIM-1升高，這可能代表腎臟此時處于亞臨床損傷階段，而傳統(tǒng)的標志物并不能識別此時的腎臟損傷[17]。在一項平均隨訪時間為4 a的研究中發(fā)現(xiàn)，術前和術后測定的血液KIM-1水平升高在預測AKI進展至CKD的風險較非AKI患者分別增加0.99倍、1.22倍[18]。在一項多中心研究中發(fā)現(xiàn)，在行血管造影術前1～2 h內(nèi)測定的血漿KIM-1水平較高與90 d后發(fā)生腎臟不良事件(腎臟不良事件定義為需要透析治療或腎功能持續(xù)下降)相關；在校正尿微量白蛋白比尿肌酐(albumin-to-creatinine ratio，ACR)及基線腎小球濾過率水平后，90 d后存在腎臟不良事件組的血漿KIM-1水平仍顯著高于90 d后未發(fā)生腎臟不良事件組[19]。因此，動態(tài)監(jiān)測KIM-1水平可能有助于識別AKI發(fā)生后有進展至CKD風險的患者。

2.3 可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體(soluble urokinase plasminogen activator receptor，suPAR)在炎癥或其他因素刺激下，膜結合受體尿激酶型纖溶酶原激活物受體(urokinase plasminogen activator receptor，uPAR)被細胞表面的酶裂解，從細胞表面脫落形成suPAR[20]。在臨床及動物實驗研究中發(fā)現(xiàn)，高水平suPAR與AKI有關；suPAR可能通過調(diào)節(jié)細胞生物能、增加氧化應激從而增加近端腎小管對損傷的敏感性[21]。同時有研究表明suPAR是一種慢性炎癥標志物，與各種高危人群CKD的發(fā)生相關；目前也有大量研究表明suPAR可作為一種特殊的腎臟危險因素將AKI與CKD聯(lián)系起來；且suPAR是一種穩(wěn)定的生物標志物，個體suPAR水平的測定被證明在5～7 a具有相關性[22-23]。一項回顧性研究發(fā)現(xiàn)，在入院時測定的suPAR水平每升高1倍，其以后發(fā)生急性腎臟病的風險增加1.51倍，發(fā)生CKD的風險增加0.57倍[24]。另一項在基線腎小球濾過率至少為60 mL·min-1·1.73-1·m-2的患者中的研究也發(fā)現(xiàn)，基線時高suPAR水平患者發(fā)生CKD的風險是低suPAR水平患者的3.13倍[25]。SuPAR可能是一種慢性低度炎癥狀態(tài)，從而參與各種高危人群遠期腎功能下降并進展至CKD的發(fā)病過程。

2.4 單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)MCP-1是一種特異的單核細胞驅化因子和激活因子，在正常腎臟中弱表達，在IRI后立即增多表達。研究表明MCP-1通過其在巨噬細胞募集中的作用介導腎損傷，血液和尿液MCP-1升高已被證明是早期診斷AKI的生物標志物；間質單核細胞浸潤與各種急慢性腎損傷相關，而MCP-1表達增多與單核細胞浸潤密切相關，因此MCP-1是否可以早期識別AKI進展至CKD的高?；颊咭脖徊粩嘌芯縖26-27]。YAP蛋白是Hippo信號通路的主要轉錄共激活因子，與慢性炎癥相關；最近一項在小鼠IRI至AKI模型中的研究發(fā)現(xiàn)，腎小管YAP蛋白的激活與適應不良性修復有關，MCP-1隨著YAP蛋白的激活而增多，從而參與AKI進展至CKD的發(fā)病過程[28]。一項前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，心臟術后6 h內(nèi)測定的尿液MCP-1水平每增加2倍，其發(fā)生CKD的風險可增加1.12倍[29]。另一項多中心前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生AKI后3個月測定的尿液MCP-1水平較高的患者在長期隨訪中進展至CKD的可能性更高。這表明AKI發(fā)生后，腎臟可能長期處于炎癥和腎小管損傷狀態(tài)，然而目前用于臨床的檢測方法并不能檢測出這種損傷[30]。

2.5 表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)EGF是代表上皮細胞完整性和修復的生物標志物，在腎損傷后腎小管上皮細胞的修復中起重要作用。研究表明血和尿EGF的水平缺乏相關性，尿EGF可能是與AKI后腎小管修復相關的良好標志物[31]。研究發(fā)現(xiàn)，近端腎小管上皮細胞表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)的持續(xù)激活是AKI和CKD患者發(fā)生腎臟纖維化的標志[32]。在萬古霉素誘導的小鼠AKI至CKD模型中發(fā)現(xiàn)，EGFR通過上調(diào)信號轉導和轉錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)、同源結構域相互作用蛋白激酶2(homeodomain interacting protein kinase 2，HIPK2)的表達水平介導AKI進展至CKD的過程，且EGFR抑制劑的應用可顯著改善腎臟纖維化的發(fā)展，EGFR/STAT3/HIPK2信號軸的發(fā)現(xiàn)也為AKI進展至CKD的治療提供新思路[33]。一項多中心前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，心臟術后6 h內(nèi)尿液EGF水平每升高2倍，其進展至CKD的風險可降低22%[29]。研究表明尿EGF水平較高可反映功能性腎小管的質量及再生能力，而較低的尿EGF水平與間質纖維化和腎小管萎縮相關；EGF可通過激活再生通路促進AKI后腎小管損傷的修復，尿EGF可能是與多種腎臟疾病相關的新一代標志物，將尿EGF納入風險評估模型可能有助于早期識別腎功能持續(xù)下降及CKD進展的高危人群[34]。因此，動態(tài)監(jiān)測AKI患者的尿液EGF水平可能有助于識別AKI進展至CKD的高?；颊摺?/p>

2.6 Dickkopf相關蛋白3(dickkopf-related protein 3，DKK3)DKK3是Dickkopf家族的成員之一，在健康的腎臟組織中不表達，是腎小管上皮細胞處于應激狀態(tài)時合成的一種分子量為38 kDa的分泌型糖蛋白，在Wnt/β-catenin信號通路的調(diào)控中起重要作用[35]。在對CKD發(fā)病機制的研究中發(fā)現(xiàn)，DKK3通過激活Wnt/β-catenin通路參與腎臟纖維化的進展；在對AKI發(fā)病機制的研究中發(fā)現(xiàn)，AKI發(fā)生時瞬時的Wnt/β-catenin通路的激活有益于AKI后短期腎功能恢復，DKK3通過抑制Wnt/β-catenin通路參與AKI的發(fā)生，然而持續(xù)的Wnt/β-catenin通路激活可驅動腎臟纖維化，導致AKI進展至CKD，同時在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，DKK3基因的缺失可減輕腎臟纖維化[36]。一項在手術患者中的研究發(fā)現(xiàn)，術前測定的尿DKK3/肌酐>471 pg·ng-1的患者術后發(fā)生AKI風險是尿DKK3/肌酐<471 pg·ng-1患者的1.65倍，在為期820 d的隨訪中腎功能下降的風險是尿DKK3/肌酐<471 pg·ng-1患者的2.01倍[37]。急性疾病質量倡議主持的共識會議建議可考慮將DKK3作為評估AKI進展至CKD的指標之一[38]。因此，尿DKK3水平可能是早期識別AKI進展至CKD的高危患者的良好標志物，同時對DKK3的轉化研究可能會對AKI患者的遠期預后帶來新的干預途徑。

2.7 血管緊張素原(angiotensinogen，AGT)RAS系統(tǒng)在AKI發(fā)生后的過度和持續(xù)激活可通過多種機制向CKD進展，一方面，血管緊張素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，Ang Ⅱ)不僅可增加腎小球小動脈的阻力，特別是傳出小動脈的阻力，并且可破壞傳入小動脈的自我調(diào)節(jié)能力，從而導致高濾過、腎小球高血壓和硬化；另一方面，AngⅡ還可通過促進腎臟成纖維細胞增殖直接導致腎臟纖維化，同時伴有轉化生長因子β1、纖維連接蛋白、結締組織生長因子、Ⅰ型膠原蛋白表達的增加；除此之外，AngⅡ還可通過上調(diào)纖溶酶原激活物抑制物1和基質金屬蛋白酶組織抑制物1，從而促進細胞外基質的聚集，以及其他多種途徑參與AKI進展至CKD的發(fā)病過程[39]。AGT是合成血管緊張素Ⅰ(angiotensinⅠ，AngⅠ)和AngⅡ的底物，可以分泌到腎小管管腔中并在尿液中被檢測到，且研究表明尿AGT可反映腎臟的RAS狀態(tài)[40]。在小鼠IRI至AKI模型中的研究發(fā)現(xiàn)，尿AGT的持續(xù)升高與AKI后腎臟纖維化有關；在IRI后第14天測定的尿AGT水平在預測IRI后第84天發(fā)生腎臟纖維化的ROC曲線下面積為0.81；若是在AKI后干預RAS激活可減輕腎臟纖維化的進展[6]。在AKI進展至CKD的大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，在IRI后第30天開始使用腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)抑制劑治療大鼠，通過分析IRI后第90天炎癥標志物水平、腎臟組織學變化比較不同分組發(fā)生CKD的情況，結果發(fā)現(xiàn)使用RAAS抑制劑可顯著減輕大鼠腎臟向CKD進展[41]。因此，關于尿AGT在AKI進展至CKD發(fā)病機制中的研究有助于追蹤AKI后的早期腎臟結構損傷，且RAAS抑制劑的使用也可能成為治療或延緩AKI進展至CKD的有效治療方法。

2.8 微小RNA(microRNA，miRNA)研究表明，表觀遺傳學改變參與AKI進展至CKD的病理過程，其中涉及組蛋白修飾、DNA甲基化及非編碼RNA(non coding RNA，ncRNA)[42]。MiRNA是研究最廣泛的ncRNA，是由20～22個核苷酸分子組成，可調(diào)控基因的表達和蛋白質的合成，且穩(wěn)定存在于人的各種體液之中，具備作為生物標志物的必要條件[43]。在馬兜鈴酸誘導的小鼠AKI至CKD模型中發(fā)現(xiàn)，核因子-κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)信號激活和促炎細胞因子顯著升高可誘導miR-382的過度表達，至miR-382的靶基因人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因(phosphatase and tensin homologs deleted on chromosome 10，PTEN)的表達下調(diào)，進一步至其下游的蛋白激酶B(protein kinase B，AKT)信號通路被激活，最終導致細胞外基質的沉積增加和腎臟纖維化進展；在miR-382基因敲除的小鼠中給予同樣的馬兜鈴酸誘導腎損傷，結果發(fā)現(xiàn)腎臟損害明顯減少，總之，NF-κB/miR-382/PTEN/AKT軸可能在馬兜鈴酸誘導的AKI進展至CKD的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用，而靶向miR-382也為延緩AKI進展至CKD提供一種新的干預靶點[44]。在IRI誘導的小鼠AKI至CKD模型中發(fā)現(xiàn)，槐耳提取物可通過上調(diào)miR-1271抑制內(nèi)質網(wǎng)應激標志物葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78和C/EBP同源蛋白的表達，從而減輕AKI進展至CKD期間內(nèi)質網(wǎng)應激誘導的腎臟纖維化和細胞凋亡[45]。在其他AKI至CKD的動物模型中也發(fā)現(xiàn)各種miRNA的不同作用，如miR-101的過表達可抑制纖維化和上皮間質轉化過程而延緩AKI進展CKD、腎小管細胞來源的外泌體miR-150-5p可通過細胞因子信號抑制因子1介導成纖維細胞活化促進AKI后腎臟纖維化的發(fā)生、從外泌體中分離出的miR-105可促進AKI后腎臟纖維化的發(fā)生、長鏈ncRNA-H19可通過與miR-196a競爭性結合激活Wnt/β-catenin信號通路而誘導AKI進展至CKD[46-49]?？傊?，目前的研究表明，miRNA檢測不僅可用于早期識別AKI后的腎臟纖維化，也可為治療腎臟纖維化提供新的干預靶點，因此開展快速的檢測方法、進行大規(guī)模的研究是當前需要解決的問題。

2.9 其他標志物尿ACR是評估慢性腎臟病進展的生化指標。近期有文獻報道，尿ACR可以作為一般人群中AKI發(fā)生的預測因素，高水平尿ACR患者發(fā)生AKI的風險是低水平尿ACR患者的2.73倍[50]。同時在一項多中心前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生AKI后3個月測定的尿ACR水平較高是預測這些患者進展至CKD的獨立危險因素，因此在AKI患者的隨訪中可考慮將尿ACR作為常規(guī)測量指標[51]。此外，目前有研究表明胱抑素C、YKL-40也稱甲殼素酶3樣蛋白1、尿調(diào)節(jié)素、可溶性腫瘤壞死因子受體1、可溶性腫瘤壞死因子受體2、核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3、肝型脂肪酸結合蛋白、金屬蛋白酶組織抑制劑2、胰島素樣生長因子結合蛋白7、人絲氨酸蛋白酶抑制因子3等標志物可能也是早期識別AKI進展至CKD的高?；颊叩臐撛谏飿酥疚?，但是這些生物標志物是否可作為長期隨訪AKI患者中的測定指標仍需大量臨床及動物研究進行驗證[5,30,52-55]。

3 結語

AKI是進展至CKD的高危因素，早期識別AKI患者中可能進展至CKD的高危人群，發(fā)現(xiàn)潛在治療靶點進行早期干預對改善患者的遠期預后、減輕醫(yī)療負擔至關重要，因此迫切需要開發(fā)出一種與腎臟病理變化密切相關的無創(chuàng)生物標志物。一方面AKI的發(fā)病原因較多，另一方面目前關于這些標志物的研究多集中于動物實驗研究，大型臨床研究相對較少，因此關于這些標志物在臨床中的轉化應用仍需繼續(xù)研究。同時尋找與AKI進展至CKD相關的更加敏感的生物標志物也是必不可少的工作。