馮艷莉 楊楊

糖尿病是由于機體對胰島素產(chǎn)生抵抗和(或)胰島素分泌不足,引起以慢性高血糖為特征的代謝性疾病,我國約有11%的人口患有糖尿病,同時還有很大一部分人未被診斷,目前我國糖尿病患者數(shù)量遠(yuǎn)超其他國家[1]?；颊吒哐菭顟B(tài)可嚴(yán)重影響機體物質(zhì)代謝,三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝長期紊亂可引發(fā)各種急慢性并發(fā)癥,其中慢性微血管并發(fā)癥對機體損害尤以腎臟病變和視網(wǎng)膜損害最為重要。糖尿病患者腎損害早期病理改變多為可逆性,早期發(fā)現(xiàn)糖尿病腎損傷后,積極有效地控制相關(guān)危險因素可明顯改善糖尿病腎臟疾病(DKD)患者預(yù)后,如改變生活方式及健康飲食,戒煙并改善胰島素抵抗,監(jiān)測并積極控制血糖、血壓水平,采用飲食甚至藥物調(diào)整血脂,控制體重等。

一、DKD概述

DKD屬于糖尿病最常見的微血管并發(fā)癥,以慢性炎癥為特征,我國的糖尿病患者約有1/3患有DKD[2]。我國DKD發(fā)病率呈上升趨勢,一線城市DKD已成為慢性腎臟病的首要病因[3]。由于DKD存在復(fù)雜的代謝紊亂,腎臟損傷進入到大量蛋白尿期時,DKD進展為慢性腎功能衰竭的速度將遠(yuǎn)超其他類型腎臟疾病。早期明確DKD診斷并積極干預(yù)相關(guān)危險因素,對提高患者存活率,改善其生活質(zhì)量具有重要意義。世界各國腎臟病理學(xué)家制定了DKD病理診斷標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范了DKD的病理診斷及腎小管間質(zhì)血管評分標(biāo)準(zhǔn)[4],從該診斷及評分標(biāo)準(zhǔn)可見,糖尿病早期腎小管損害明顯,甚至可能早于腎小球損害。

二、DKD的發(fā)病機制及診斷指標(biāo)

DKD的發(fā)病機制較為復(fù)雜,目前考慮與遺傳易感性、胰島素不敏感、血糖水平過高、血管內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂及慢性低度炎癥狀態(tài)、凝血異常等多種因素相關(guān)[5]。致病途徑大致包括細(xì)胞內(nèi)高糖誘導(dǎo)損傷介質(zhì)增多與激活的多元醇通路,形成晚期糖基化終末產(chǎn)物,從而導(dǎo)致蛋白尿及血管內(nèi)脂質(zhì)沉積;激活己糖胺通路及蛋白激酶C途徑。同時機體血糖過高時,可導(dǎo)致線粒體電子傳遞鏈產(chǎn)生過量的過氧化物,引起的氧化應(yīng)激也可導(dǎo)致DKD進一步進展。DKD的腎小球損傷機制主要在于高血糖癥及氧化應(yīng)激對內(nèi)皮細(xì)胞的損傷,脂質(zhì)也可誘導(dǎo)細(xì)胞因子大量釋放,加重炎癥損傷[6]。電荷屏障及物理屏障共同組成了腎小球的基本濾過屏障,而對于白蛋白等小分子物質(zhì)而言,腎小球濾過膜的電荷屏障作用更加明顯,硫酸乙酰肝素是糖萼中最豐富的糖胺聚糖,其主要參與腎小球的電荷屏障,在發(fā)育過程中硫酸乙酰肝素對腎小球的電荷選擇作用不明顯,但在疾病環(huán)境中,硫酸乙酰肝素降解酶肝素酶可誘導(dǎo)蛋白尿的生成,而高糖誘導(dǎo)的活性氧及血管緊張素Ⅱ可使肝素酶過表達(dá),從而引起蛋白尿的發(fā)生。有學(xué)者通過誘導(dǎo)糖尿病小鼠模型,對早期DKD腎小管進行組織病理學(xué)分析發(fā)現(xiàn)腎小管存在缺陷,表現(xiàn)為空泡狀的核酸結(jié)構(gòu)、PAS陽性物質(zhì)的聚集和對應(yīng)激的快速反應(yīng)等,這些缺陷主要局限于近端腎小管,并不存在于腎小球病變,推斷近端腎小管缺陷是DKD發(fā)展的初始病理形態(tài),早期發(fā)現(xiàn)并控制腎小管損傷進展可能是DKD臨床治療的有效防治策略之一[7]。此外,DKD早期腎小球濾過率升高,高濾過物質(zhì)通過腎小管內(nèi)吞作用重吸收,過度攝取糖尿病致病物質(zhì)形成糖基化終末產(chǎn)物,晚期糖基化終末產(chǎn)物通過非酶糖基化反應(yīng)形成由葡萄糖和血漿蛋白組成的羰基化合物,引起近端小管自溶酶體功能障礙,從而對腎小管細(xì)胞造成糖毒性[8]。有學(xué)者通過研究DKD患者的炎性指標(biāo),相信炎癥通路對DKD的病情進展起著重要作用,長期抑制早期輕度炎癥或許可改善DKD患者對降糖藥物的敏感性,對炎癥通路中炎性分子進行靶向處理可能起到DKD的早期預(yù)防作用[9]。

DKD診斷為排他性臨床診斷缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),尿微量白蛋白在以往研究中均提示可反映糖尿病患者早期腎損害,但臨床工作中予以治療后可轉(zhuǎn)為陰性,故不能作為DKD進展指標(biāo)[10],目前關(guān)于早期腎損害研究指標(biāo)較多,如中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白(NGAL)、肝型脂肪酸結(jié)合蛋白(L-FABP)、視黃醇結(jié)合蛋白4(RBP-4)、尿微量白蛋白、β2微球蛋白(β2-MG)、胱抑素C(Cys-C)及尿轉(zhuǎn)鐵蛋白等[11-12]。胡軍紅等[13]研究發(fā)現(xiàn)DKD早期的各指標(biāo)檢出率:血肌酐13.33%、尿NGAL 73.33%、Cys-C 66.67%,尿NGAL聯(lián)合Cys-C檢出率可達(dá)93.3%,表明各指標(biāo)聯(lián)合檢測后對診斷早期DKD敏感性優(yōu)于各指標(biāo)單項檢測[14]。國外學(xué)者提出尿NGAL診斷DKD的臨界值為21.4 ng/ml,敏感度為94.67%,特異度為26.67%,表明尿NGAL可作為早期腎損傷標(biāo)志物,但特異性不高,需結(jié)合其他DKD相關(guān)檢測指標(biāo)或臨床表現(xiàn)綜合考慮[15]。

三、NGAL與腎損傷的相關(guān)研究進展

NGAL又稱人脂質(zhì)運載蛋白2,是脂質(zhì)運載蛋白家族的成員之一,最早在研究中性粒細(xì)胞明膠酶時發(fā)現(xiàn),后來發(fā)現(xiàn)在腎小管、心肌細(xì)胞、神經(jīng)元、內(nèi)皮細(xì)胞及各種免疫細(xì)胞中也有不同程度的表達(dá)[16-17]。NGAL具有多種作用,因其結(jié)構(gòu)特點可結(jié)合某些蛋白質(zhì),使某些細(xì)胞外基質(zhì)成分降解,從而參與組織重構(gòu)機制,在炎癥反應(yīng)中,NGAL有促炎和趨化作用。NGAL作為生長因子還能促進各類組織分化和增殖,一項研究通過敲除小鼠NGAL基因并誘導(dǎo)DKD,發(fā)現(xiàn)NGAL對腎臟具有保護作用,主要體現(xiàn)為降低氧化應(yīng)激對腎臟的損傷,延緩腎臟纖維化[18]。與傳統(tǒng)的標(biāo)記物,如血肌酐、尿素氮或Cys-C相比,NGAL不被認(rèn)為是腎功能受損的標(biāo)記物,而是反映腎臟細(xì)胞的結(jié)構(gòu)損傷,有效循環(huán)血容量下降時,腎缺血損傷可導(dǎo)致NGAL的合成在腎小管中上調(diào),因此敏感度較高。

現(xiàn)有研究表明炎癥及免疫應(yīng)答反應(yīng)在DKD的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用,而NGAL可能參與該免疫炎性損害過程。NGAL主要由腎臟的近曲小管分泌并釋放入血,急性腎損傷時,NGAL在極短的時間內(nèi)會迅速升高,2～4 h最為明顯。蛋白尿陰性或輕度升高的糖尿病患者NGAL表達(dá)增高,其升高可能與微量蛋白尿無關(guān),有效循環(huán)血容量下降時,腎臟缺血缺氧損傷可導(dǎo)致NGAL的合成增加,說明NGAL可成為敏感的早期急性腎損害的生物標(biāo)志物[19]。終末期腎病患者血清NGAL升高,腎臟移植手術(shù)后腎功能逐漸恢復(fù)正常,此時可見血清NGAL明顯下降,尿NGAL可預(yù)測術(shù)后腎臟是否需要繼續(xù)透析治療及腎臟功能恢復(fù)情況,說明NGAL可以評估腎損傷預(yù)后。

四、尿NGAL在DKD中的應(yīng)用前景

NGAL參與腎急性缺血缺氧損害的發(fā)病機制研究較多,作為早期急性腎損害的診斷標(biāo)志物得到大家共識,但其參與慢性腎損害的相關(guān)機制研究較少。DKD早期腎損害發(fā)生在腎小管,故腎小管標(biāo)志物NGAL也可考慮作為DKD的早期診斷標(biāo)志物,尤其是若能排除其他原因?qū)е履I功能不全時則意義更大,大量臨床試驗研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),大量蛋白尿組糖尿病患者NGAL較微量蛋白尿組及正常對照組均明顯升高,微量蛋白尿組較正常對照組升高[20],考慮NGAL可預(yù)測糖尿病早期腎損害,因DKD可導(dǎo)致機體嚴(yán)重代謝紊亂,NGAL參與DKD的發(fā)病機制目前仍不清楚,且特異性欠佳,因此尿NGAL作為DKD的早期診斷標(biāo)志物用于臨床仍存在爭議。NGAL與肥胖、糖耐量異常呈正相關(guān),與高密度脂蛋白膽固醇呈負(fù)相關(guān),NGAL缺乏可導(dǎo)致胰島素抵抗的發(fā)生率明顯升高[21],由此可見,NGAL參與糖尿病的發(fā)生發(fā)展,在確診為DKD的患者中,NGAL水平可預(yù)示DKD的疾病進展,作為DKD進展的危險因素,具體機制可能與參與線粒體氧化相關(guān)。

尿液在腎臟中形成,尿液中分子的表達(dá)在一定程度上預(yù)示著腎臟損傷情況,因此尿液生物標(biāo)志物對腎臟損傷的判斷更加準(zhǔn)確,且尿液標(biāo)本采集無創(chuàng)且操作簡單,對判斷腎臟受損程度的變化實際操作更方便。腎小管性蛋白尿的發(fā)生早于腎小球的微量白蛋白尿,腎小管損傷而不是腎小球損傷是2型糖尿病最早發(fā)生腎功能損害和蛋白尿的原因[22]。目前普遍認(rèn)為尿微量蛋白可揭示腎臟的損傷情況,尿白蛋白水平與腎損害程度呈正比,是檢測早期DKD的可靠指標(biāo)。王姍姍等[23]對糖尿病患者每3～4個月隨訪1次,共隨訪2年,發(fā)現(xiàn)隨訪前后尿NGAL均與尿微量白蛋白呈正相關(guān),并與病情嚴(yán)重程度呈正比。

早期DKD患者的腎小球濾過率下降,血NGAL升高,腎小管重吸收功能下降,尿NGAL升高,尿NGAL與白蛋白尿的正相關(guān)性大于血NGAL與白蛋白尿的正相關(guān)性。國外學(xué)者同樣發(fā)現(xiàn)在DKD早期診斷中尿NGAL的效能最佳,其次為血清NGAL,尿NGAL能夠很好地預(yù)測早期DKD腎功能損害,提示尿NGAL的敏感度優(yōu)于血NGAL[24]。

五、展望

臨床試驗證實尿NGAL有望成為早期DKD的診斷標(biāo)志物,尿NGAL即時檢測(POCT)作為一種定性實驗可快速判斷尿NGAL是否升高,為DKD的早期快速篩查提供很大幫助。相關(guān)產(chǎn)品已出現(xiàn)在市場上,其特點為操作簡單,結(jié)果讀取方便快捷,相較實驗室檢測成本更低,因此易于推廣。尿NGAL參與DKD的發(fā)病機制較為復(fù)雜,仍需更深入的研究進行探討,尿NGAL診斷臨界值目前無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),后期需要更多更大樣本量的臨床試驗進行研究,同時尿NGAL即時檢測的敏感度仍需通過大量的臨床試驗加以驗證。