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糖尿病肾病早期诊断和病情评估生物标志物(下)

原标题:糖尿病肾病早期诊断和病情评估生物标志物(下)

作者简介

李江,毕业于中南大学湘雅医学院,现就职于中日友好医院检验科,副主任技师,主要从事临床生化与免疫学检验的方法学及临床应用、慢性病监测与管理、临床检验质量控制等工作。

由中日友好医院李平教授和解放军总医院谢院生教授主编的《糖尿病肾病——中西医结合诊疗与研究》一书将于近日出版,该书分为上、中、下三篇,全面介绍了糖尿病肾病的流行病学、诊断及鉴别诊断、中西医治疗及进展等内容,力求“源于中医,高于中医,源于西医,高于西医”。本人参与了其中“糖尿病肾病早期诊断和病情评估生物标志物”部分的编写,现呈现给大家评阅。

新型标志物

其他潜在的DKD风险和进展信号在成为可靠的疾病标志物前,还需要进一步证据支持。候选的标志物包括尿液蛋白绑定的晚期糖基化终末产物(AGEs)、特定的氧化应激标志物和纤维化细胞因子,例如结缔组织生长因子(CTGF)、转化生长因子β(TGF-β)、胱抑素C和脂肪酸结合蛋白家族中的肾小管标志物。新增的标志物包括成纤维细胞生长因子 23(FGF-23),尿液 IV 型胶原蛋白以及循环或尿液微小核糖核酸(microRNA)。

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炎症标志物

慢性微炎症状态在DN的发病过程中起重要作用,某些关键炎症因子为DN的病情判断提供了关键线索。

通过第一次乔斯林肾脏研究(即1型糖尿病患者微量白蛋白尿自然病程研究)中145例患者的尿标本检测,发现白介素6(IL-6)、白介素8(IL-8)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、干扰素γ诱导蛋白(IP-10)、巨噬细胞炎性蛋白1δ(MIP-1δ)的尿浓度在肾功能下降的患者中显著升高,且出现早期肾功能下降(每年GFR下降>3mL/min/1.73m2)者这5种炎症标志物的基线水平高于肾功能稳定者,两种以上炎症标志物浓度升高的患者出现早期肾功能下降的风险增加5倍。

第二次乔斯林肾脏研究的横断面分析发现,炎症相关标志物-可溶性肿瘤坏死因子受体1和2(sTNFR1, 2)与cC-GRF水平呈显著负相关。

一系列的临床研究进一步阐明了TNFRs对1型和2型糖尿病患者肾脏病情转归的预测价值。

Gohda等的研究证实血浆TNFR水平对1型糖尿病患者的预后有提示意义,该研究纳入了两次乔斯林肾脏研究中cC-GFR正常的628例患者,TNFR2水平处于最高四分位距的患者12年后达到CKD3期的累积发生率为60%,而其他四分位距的患者仅为5%~19%。Cox比例风险模型分析显示,TNFR2水平处于最高四分位距的患者发生早期肾功能下降的风险比其他患者高3倍(HR=3.0)。

基于DCCT/EDIC研究(糖尿病控制与并发症研究/糖尿病干预及并发症流行病学研究)数据的结论同样证实,炎症标志物-sTNFR1、2和E选择素的升高是1型糖尿病患者显性蛋白尿进展重要的独立预测因子。

Pavkov等的最新研究显示TNFR1、2对2型糖尿病患者的ESRD也具有良好的预测价值。

Niewczas等通过410例2型糖尿病患者的观察性研究提出TNFR1的基线水平能够独立预测12年后ESRD的进程,这种关联性在尿蛋白正常的患者中更强,提示血浆TNFR有望成为比蛋白尿更有效力的ESRD预测标志物。

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氧化应激标志物

线粒体ROS产物8-羟基-2’-脱氧鸟苷(8-OHdG)是高糖诱导肾脏损伤的关键调节因子,也是评估人体氧化应激状况的有效手段。研究显示,尿8-OHdG的升高与2型糖尿病DN患者的蛋白尿进展相关,多因素logistic回归分析提示它在多种危险因素中表现出较好的预测价值。然而,也有研究认为尿8-OHdG水平对DN进展的预测能力无法超越ACR。

核因子(NF)-E2相关因子(Nrf2)是调节细胞内抗氧化的主要转移因子,被证实可能有肾脏保护作用,它的调节物-甲基巴多索隆被认为是治疗DN有前景的新药,并开展了大型临床试验。然而,虽然实验室和临床研究均证实甲基巴多索隆能够逆转DN的GFR,但因其增加心衰风险的副作用而被终止于Ⅲ期临床试验。

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细胞因子

尿结缔组织生长因子(CTGF)水平与ACR水平密切相关,微量白蛋白尿患者的CTGF比尿蛋白正常的患者高10倍,显性蛋白尿患者可高出100倍。尿CTGF的排泄和1型糖尿病肾病患者的蛋白尿、GFR进展相关,血浆CTGF基线水平是显性蛋白尿患者ESRD和死亡的独立危险因素。

成纤维细胞生长因子23(FGF-23)是磷酸代谢的重要调节因子。一项2型糖尿病合并显性蛋白尿患者的研究通过33个月的随访发现,血清FGF-23水平是肌酐翻倍、透析、死亡等硬终点的独立预测因子。

足细胞B7-1的可溶性配体CD28(sCD28)升高预示着DN进展至ESRD的高风险。进展至ESRD患者的血sCD28基线水平高于肾功能稳定的患者。通过调整年龄、eGFR、糖化血红蛋白、尿蛋白等协变量,多因素分析表明sCD28是DN进展至ESRD的独立危险因素。

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新型肾小管损伤标志物

早在10年前就发现,除肾小球损伤外,肾小管间质损害也是DN进展的重要危险因素。最新的病理研究证实肾小管间质损害能够预测2型糖尿病肾病患者的快速肾功能下降(每年GFR下降>14.9%)。

反映肾小管功能障碍的脂肪酸结合蛋白(fatty acid-binding protein, FABP)是DN预后标志物研究的新热点。FABP家族的重要成员肝型脂肪酸结合蛋白(liver-typeFABP,L-FABP)为内源性抗氧化剂,分布在人近端肾小管的胞浆内,很少在啮齿动物的肾脏表达。

多中心试验表明,尿L-FABP在预测CKD进展方面比蛋白尿更敏感,对DN、AKI的早期诊断和病情判断也更为有效,被日本卫生部批准为新的能够应用于临床的肾小管损伤标志物。它在尿液中的浓度与DN患者蛋白尿、ESRD的进展速度相关。对eGFR >60mL/min/1.73m2的104例2型糖尿病患者随访4年,研究结果显示高浓度L-FABP是DN病情进展有力的独立预测因子。

一项2型糖尿病患者的横断面研究发现,心脂肪酸结合蛋白(heart FABP, H-FABP) 是唯一与eGFR相关的肾小管标志物。尿L-FABP同样可以独立预测1型糖尿病患者微量白蛋白尿的进展。

肾脏损伤分子1(kidney injury molecule-1, KIM-1)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase associated lipocalin,NGAL)也是著名的近端小管损伤标志物。研究显示,合并蛋白尿的1型糖尿病患者尿基线KIM-1和NGAL水平越高,GFR下降越快。但当考虑了蛋白尿、糖尿病病史、血糖和血压控制水平等DN的传统危险因素后,这种关联就不再具有统计学意义。

另一项研究对尿蛋白正常且eGFR≥60mL/min/1.73m2的2型糖尿病患者随访4年,发现尿KIM-1、非转移性黑色素瘤糖蛋白B(glycoprotein nonmetastatic melanoma B, Gpnmb)与患者eGFR的年下降率相关。同样的,当调整了基线尿蛋白水平、糖化血红蛋白等已知危险因素后,这种关联的统计学意义也消失了。然而,也有一些前瞻性研究发现NGAL、KIM-1、Gpnmb和2型糖尿病患者的蛋白尿变化没有相关性。

5

微小RNA

基础研究发现miRNAs可以作为DN进展的标志物,研究热点主要集中在TGFβ调节的miRNAs,如miR-21、miR-29家族、miR-200,以及miR192。

然而,将miRNAs作为DN病情判断标志物还存在以下问题:多停留在DN患者体液miRNAs轮廓的描述上;对于尿标本的检测只做了miRNAs的定量而未明确它们的细胞来源;缺乏miRNAs表达和CKD临床表现相关联的原始数据。

Zampetaki等较早在大型2型糖尿病患者队列中评价了血浆miRNAs的预后意义,发现miRNA能鉴别出70%进展性的糖尿病患者,这一预测价值高于现有临床指标。56例行肾活检明确病理诊断的CKD患者尿沉渣miRNA检测显示,其中17例DN患者表现出特异性的miR-15降低,随访发现miR-15与基线尿蛋白水平和GFR降低速度呈负相关。

匹兹堡糖尿病流行病学(Pittsburgh Epidemiology of Diabetes Complications,EDC)研究中,在40例1型糖尿病患者的尿标本miRNAs检测发现miR-429等27种差异miRNAs,主要集中于DN相关的生长因子信号通路和肾纤维化信号通路,对DN的早期诊断、病程监测、病情判断等有重要意义。

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蛋白质组学发现的新型标志物

尿蛋白质组技术为尿蛋白的鉴别和定量提供了系列方法,也发现了一些用于DN病情判断的新型尿标志物,如CKD273,正常白蛋白尿伴CKD273阳性的患者出现显性白蛋白尿的风险显著增加,并能先于微量白蛋白尿而预测。CKD273阳性分类模式有助于鉴别有DN进展风险的正常蛋白尿患者,其预后意义优于DN的其他传统危险因素。

早期肾功能下降的患者相对肾功能稳定的患者,α-1(Ⅳ)胶原、α-1(V)胶原和细胞粘合素蛋白X3种尿蛋白的片段水平下降,而肌醇戊基磷酸2激酶、闭合小环蛋白3和FAT抑癌基因2这三种蛋白的片段水平上升,为预测合并微量白蛋白尿的1型糖尿病患者早期肾功能下降风险提供了可能。

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遗传标志物

遗传和表观遗传因子可以影响DKD的发生和发展。尽管有证据表明DKD发展的基因易感性,但是很难确定致病基因。DKD的家族聚集性是一个公认的现象。伴有糖尿病的患者比没有糖尿病家族史的患者ESRD风险高 5 倍。与DKD发生易感性相关的候选基因见下,在这些候选基因中,与 RAAS 相关的基因研究最为广泛。

潜在的DKD风险生物标志物需要进一步研究,风险预测还应该继续关注家族史、吸烟史、绝对的白蛋白排泄率、精确的GFR测量、血糖控制、血压测量和血浆脂质水平。糖尿病患者发展产生DKD,GFR降低到发展成为ESRD,依然很难确定。由于没有 DKD 诊断和进展的金标准,对于 DKD 相关标志物的探索很困难。DKD 早期风险标志物的探索是临床实践和临床试验的需求。

8

标志物的联合应用

标志物的联合分析,提高了对DKD早期损伤检出的阳性率,使得对DKD患病者的诊治更加全面合理(表1)。

表1 肾损伤标志物的意义

编辑 | 徐德宇返回搜狐,查看更多

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