肾损伤标志物大盘点（2020）

大光

肾损伤标志物大盘点（2020）
来源：【原创】凯德传媒  凯德传媒肾脏时讯 2020年7月7日


编者按：
　　早期诊断并积极干预是改善肾损伤预后的关键，因此临床上需要能够更早发现肾功能损害和更早诊断的生物学指标，同时需要其敏感度和特异度均较高，近年来许多更敏感更早期的生物标志物被开发出来，下面为大家概要介绍。


１．血清肌酐(serumcreatinine，Scr)
　　肌酐来源于自身骨骼肌和饮食中的肉类，正常情况下，肌酐经肾小球滤过随尿液排出。
　　Scr水平受年龄、性别、种族、代谢、蛋白质摄入量及药物作用等诸多因素的影响，如H2阻断剂西咪替丁片、抗心律失常药决奈达隆、抗生素甲氧苄啶、HIV感染治疗药物可比司他等，其误差率可高达50%。以对比剂肾病（CIN）为例，Scr明显升高往往发生在对比剂使用48h后，不仅造成CIN诊断准确率低，也使得诊断滞后，意味着正在或已经发生CIN的患者失去了预防和减轻肾损伤的最佳时机，直接导致CIN病死率上升。


２．周期阻滞生物标志物（TIMP-2和IGFBP-7）
　　胰岛素样生长因子结合蛋白7（insulin-likegrowth factor binding protein 7，IGFBP7）和金属蛋白酶组织抑制剂-2（tissueinhibitor of metal loproteinase2，TIMP-2）的组合似乎是目前一个有前途的同时具有临床和科研潜力的生物标志物，都是G1细胞周期阻滞蛋白，在缺血性和炎性刺激后，在受损肾小管细胞中合成和分泌，通过结合内皮细胞表面的α3β1整联蛋白，肾小管上皮细胞进入G1细胞周期阻滞，避免带有受损脱氧核糖核酸（DNA）的细胞分裂，阻断内皮细胞增殖及血管生成，维持这种状态直到DNA完全修复。
　　TIMP-2和IGFBP7都在AKI早期表达，标志着肾小管上皮细胞损伤。
　　有研究称IGFBP7可用于预测肾功能恢复、AKI评估、肾脏替代疗效观察，两种标志物都已在验证试验中进行了评估，TIMP-2×IGFBP7＞0.3对AKI的发展具有高灵敏度和特异性。


３．成纤维细胞生长因子23（Fibroblastgrowthfactor 23，FGF23）
　　FGF23是一种调节磷和维生素D代谢的骨源性激素，在慢性肾脏病（CKD）早期参与血磷代谢调节，在正常人群，FGF23水平随磷摄入量增加而升高且在小范围内波动。FGF23的升高发生在肾病早期，与α-klotho和骨化三醇水平降低平行，并先于PTH以及血浆磷酸盐的升高。
　　有学者发现AKI后，先于NGAL和肌酐，血FGF23迅速升高，且血FGF23高水平提示AKI不良预后。
　　另有大量临床数据显示，FGF-23浓度随CKD病情进展逐渐升高，目前认为，FGF-23是最早出现的CKD-MBD检测指标。
　　透析患者中FGF23水平可以达到正常值的1000倍以上，血FGF23升高是透析患者死亡的独立危险因素。
　　但是，截至目前，FGF23核心调控机制尚未完全阐明，炎症性肠病、类风湿性关节炎、非肾性贫血或心功能不全以及促炎性细胞因子、铁和促红细胞生成素等因素也会造成FGF23水平升高。


４．白细胞介素18（interleukin-18，IL-18）
　　由肾小管上皮细胞和巨噬细胞产生的促炎性细胞因子，当肾小管受到缺血再灌注等严重损伤时，活性IL-18由肾小管细胞释放进入血液和尿液，介导肾实质中性粒细胞浸润，促使AKI进一步恶化，可以用于急性肾损伤的检测。
　　Ling等分别对心脏手术后、肾脏移植术后、急性肾损伤以及急危重症患者进行研究，发现IL-18水平均明显升高，并且比Scr水平升高提早24-48h，提示IL-18具有诊断急性肾损伤的特异度和敏感度。
　　此外，急性肾小管坏死和肾移植后肾功能延迟恢复患者尿IL-18明显升高。
　　但IL-18水平受脓毒血症、关节炎、炎性肠病、系统性红斑狼疮、银屑病、肝炎和多发性硬化等影响。


５．肾损伤分子-1（KIM-1）
　　作为1型跨膜蛋白，正常情况下KIM-1在肾组织的表达量很少，几乎不能被检测出，但在肾脏局部缺血或毒性损伤后，KIM-1在去分化近端小管细胞中表达上调，可能在上皮损伤修复的去分化过程中发挥作用，也可特异性识别凋亡肾小管上皮细胞上的磷脂酰丝氨酸抗原，进而吞噬小管腔中的凋亡和坏死物质。其在尿液中极其稳定，且浓度水平与肾损伤程度一致。
　　研究表明，尿KIM-1可以用来鉴别急性缺血性肾损伤和慢性肾功能不全，是一种特异度和敏感度都较高的早期急性肾小管损伤的生物学标志物，KIM-1可在Scr未升高前早前诊断术后患者AKI的发生。
　　但是，目前KIM-1在肾损伤进程中的作用及机制仍未完全清楚，其在尿中上升缓慢，常滞后于肾损伤，并且可受持续性蛋白尿影响，致使其诊断肾损伤的特异性降低。


６．血浆胱抑素C（cystatinC，CysC）
　　对人肾脏免疫组化和Northern印迹研究发现，CysC在经过肾小球滤膜后，正常情况下，由近曲小管细胞降解。Scr作为肾小球滤过率（GFR）的标志物受运动、肾小管分泌、肌酐重吸收、饮食等多种因素影响，由于这些显著的缺陷，研究者已开始寻找GFR更好的指示剂，发现，血清/血浆CysC可作为GFR标志物。一部分研究显示，CysC比Scr更能反映GFR的情况，尤其在GFR轻度到中度降低的病人中。另一部分研究显示，两项参数指标作为GFR的标记物意义相当。并且几乎所有的研究者都强调血清CysC与Scr相比，不受性别和肌肉组织的影响。
　　CysC在肾移植术后诊断急性排斥反应时明显优于Scr，即CysC比Scr提前(2.7±1.8)d升高；对于肾移植术后感染问题，CysC在肾移植术后诊断感染时虽然升高幅度与Scr无明显差异，但比Scr早(4.4±1.5)d出现变化，有利于早期发现。
　　已有研究证实急性肾损伤中CysC水平增加可能比SCr提前1～2d。研究还发现血清CysC水平比其它低分子蛋白水平（β2-微球蛋白、视黄醇结合蛋白等）更能反映GFR的情况。
　　但是，血浆CysC水平可能受甲状腺功能紊乱、吸烟、炎症、癌症和糖皮质激素等因素影响。此外，当蛋白尿存在时可能竞争性抑制CysC重吸收，增加排尿，因此，对于蛋白尿患者，尿CysC诊断不可靠。


７．中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neutrophilgelatinase-associated lipocalin，NGAL）
　　作为一大热点研究对象，NGAL具有阻止羟基自由基和超氧物的形成、抗凋亡、促进肾小管上皮细胞增殖的能力，其分子量小且不易降解，因此易于从血清或尿液中检出，在生理状态下肾组织的NGAL一般呈低水平表达，当近端肾小管细胞受到损害时，NGAL开始迅速大量表达，使血液和尿液中NGAL浓度均迅速增加，是辅助诊断肾毒性的强有力标志物，也被用于预测肾移植后肾功能延迟及儿童和成人造影剂肾病。
　　有研究显示肾损伤3h后尿液中NAGL浓度开始升高，损伤6h NAGL浓度达峰值，肾损伤5d后尿NAGL仍持续处于高水平。
　　冠状动脉介入诊疗（PCI）术后24h尿NGAL水平即显著升高，而Scr水平在术后48h才显著升高，可以早期诊断CIN。
　　另有结果显示，uNGAL和uNGAL/UCC比值在肝肾综合征（HRS）患者中最高，联合uNGAL/UCC比值和血清半胱氨酸蛋白酶抑制剂C（CysC）可将诊断HRS的灵敏度提高到93.33%，特异性提高到76.67%，曲线下最大面积为0.944（95%CI：0.879-1.0，P<0.001)。
　　但是，血/尿NGAL受炎症感染影响。


８．β2-微球蛋白（β2microglobulin,β2-MG）
　　β2-MG在细胞内经过合成、脱落、脱离重链的过程进入循环，小分子物质极易通过肾小球滤过膜，滤过的β2-微球蛋白99.9%被近曲小管细胞重吸收并被降解为氨基酸，不再返流入血。
　　一方面，肾小球功能紊乱会导致血中β2-MG上升，因此血液β2-MG是反映肾小球滤过功能的灵敏指标，各种原发性或继发性肾小球病变如累及肾小球滤过功能，均可致血β2-MG升高，其敏感度显著高于Scr，对Scr测定处于盲区而肾小球滤过功能已受损害的患者，血液β2-MG测定有利于早期发现肾小球滤过功能异常。
　　另一方面，近端肾小管是重吸收代谢β2-MG的唯一场所，当肾小管重吸收功能障碍时，尿中β2-MG浓度明显升高，称肾小管性蛋白尿，有助于鉴别以白蛋白为主的肾小球性蛋白尿，尿β2-MG是肾近曲小管损害敏感而特异标志物，可用作高血压、糖尿病肾功能受损早期诊断敏感指标。
　　但是，血、尿β2-MG升高与炎症、感染、肿瘤、血液透析相关淀粉样变性等多种疾病有关，不仅如此，其在尿液不稳定，在室温和pH值＜6的尿中迅速降解。


９．尿白蛋白（urinealbumin，u-ALB）
　　u-ALB作为人类心血管和肾脏风险标志物已经得到证实，其中u-ALB微量升高是糖尿病肾病一个早期且敏感的指标，且能预测糖尿病患者的死亡率，现已在临床上广泛应用于各种原因所致肾脏损伤的诊断、分期和预后评估，以及心脑血管疾病的风险评估。比如，在收缩期心力衰竭、炎症、剧烈运动或发烧等情况下，u-ALB水平也会升高，肾小球和（或）肾小管损伤患者可被检测到。
　　但是，u-ALB在尿液中存在形式的多样性为其准确定量带来了极大的挑战。


１０．microRNA
　　microRNA是一类由内源基因编码的非编码单链小RNA，参与转录后基因表达调控。既往研究发现，microRNA参与调节与肾内稳态有关的血压、激素、水和电解质平衡，以及糖尿病肾病、多囊肾、肾癌和肾纤维化等病理生理过程。此外，有证据表明，miR-687、miR-489、miR-494、miR-24、miR-21、miR-126这几种microRNA参与缺血再灌注诱导的AKI的发病机制,而组织缺氧是急慢性肾损伤发生发展的重要因素。
　　有动物研究发现，缺血再灌注大鼠尿液中miR-30c-5p和miR-192-5p异常表达，可作为肾损伤的重要潜在诊断标志物。还有研究发现10种microRNA（miR-101-3p、miR-127-3p、miR-210-3p、miR-126-3p、miR-26b-5p、miR-29a-3p、miR-146a- 5p、miR-27a -3p、miR-93-3p、miR-10a-5p）在诊断ICU患者发生AKI方面价值极高（AUC：0.935-1.00）。


１１．视黄醇结合蛋白（Retinolblinding protein，RBP）
　　由肝脏分泌的一种小分子蛋白质，半衰期较短，是血液中维生素A的特异转运蛋白，经肾小球滤过，由近端肾小管重吸收代谢。当肾脏疾病发生时，由于肾小球滤过率下降，肾小管重吸收障碍，血尿中RBP均显著增高，增加的RBP是肾小管损伤重要的特殊指标，在GFR未下降或轻微下降时，能较敏感地反映机体的疾病状况，而且不受饮食干扰影响，所需标本可为随机新鲜尿或者晨尿，方便快捷，为无创性检测，且RBP在尿液中含量稳定、不受pH、血压等因素影响。
　　但是，作为维生素A转运体，其在维生素A缺乏症患者中有所降低，对重度肾小球蛋白尿患者的特异性不高。


１２．丛生蛋白（clusterin）
　　一种细胞外糖蛋白，肾损伤后肾小管上皮细胞产生clusterin，发挥其抗凋亡、脂质再循环、细胞聚集和黏附的作用，有动物实验结果推论clusterin可能参与肾损伤的恢复过程。


１３．N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶（NAG）
　　NAG是一种溶酶体酶，又称尿酶，广泛分布于人体各组织中，但在前列腺和肾脏近端肾小管含量最高，在正常情况下，血清中NAG不能通过肾小球滤过从尿中排泄。溶酶体是各种攻击因子（如生物毒素、化学毒素、自由基、免疫活化因子）容易侵犯的靶位，肾小管上皮细胞发生变形、肿胀、坏死，使尿液中NAG含量升高，尿NAG是反映肾小管损害的敏感指标。比如，药物损伤及重金属（汞、铅）引起肾损伤时，尿NAG变化早于一般肾功能检测和尿常规检查。


１４．γ-谷氨酰转肽酶（γ-GlutamylTransferase，GGT）
　　γ-谷氨酰转肽酶是分解蛋白质酶之一，肾脏中最多，当肾小管上皮细胞的刷状缘微绒毛结构丧失时，GGT释放到尿液中，尿GGT升高提示近端小管上皮细胞损伤。


１５．肝脏脂肪酸结合蛋白（liverfatty acid binding protein，L-FABP）
　　既往已有研究证实尿L-FABP可预测糖尿病肾病的进展，随着研究深入，发现尿L-FABP是1型糖尿病患者卒中及死亡率的独立预测因素。因此，有研究建议，在Scr早期轻度变化时就可以进行尿液L-FABP检测，并可独立或联合其他临床指标作为判断预后的标志物。
　　但是，患肝病时，尿L-FABP失去特异性。


１６．神经生长因子（Netrin-1）
　　一种神经元导向蛋白，在正常肾脏肾小管上皮细胞中几乎不表达，AKI患者尿Netrin-1升高，可能是一种很有前途的早期检测肾损伤的生物标志物。


其他：
　　还有一些研究提示包括尿C-C基序趋化因子配体14（CCL14）、壳多糖酶3样蛋白1（urinaryChitinase3-Like1，CHIL3L1）、血浆前脑啡肽、骨桥蛋白（OPN）、尿调节素（又称为uromucoid或tammhorsfall糖蛋白）、不对称二甲基精氨酸（ADMA）和对称二甲基精氨酸（SDMA）等相关研究也让大家看到了新的希望。

参考文献
1. biomarker ofpersistent acute kidney injury:another gemstone in the jewelrybox.DOI: 10.1007/s00134-020-05957-z.
2. 李秀珍,谭晓, 高逸冰,等.血清中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白对对比剂肾病的早期预测价值[J].中华老年多器官疾病杂志,2019, 18(3).
3. Gomaa SH,Shamseya MM, Madkour MA. Clinical utility of urinary neutrophilgelatinase-associated lipocalin and serum cystatin C in a cohort ofliver cirrhosis patients with renal dysfunction: a challenge in thediagnosis of hepatorenal syndrome. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2019Jan 4.
4.IsakovaT,etal.[J].CinJAm Soc Nephro,2011,6:2688-2695.
5. J Am Soc Nephrol29: ccc–ccc, 2018. doi:
https://doi.org/10.1681/ASN.2017121334.
6. 高娇肖敏 李丹等，尿肾功能指标在糖尿病肾病早期肾损伤中的评估价值[J]，医学临床研究,2019,36（5）:843-845
7.张胜莹，尿微量清蛋白、血清胱抑素、尿视黄醇结合蛋白在糖尿病肾病不同分期检测中的临床价值[B]，临床医学,2018,7（13）:73
8. 戴婉如，游若兰等，尿液N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶和视黄醇结合蛋白在早期肾损伤中的临床价值[J]，医学检验与临床,2018,29（1）:14-17.
9.尿白蛋白检测方法及标准化研究的新进展.中华检验医学杂志,2019,42(11):904-908.
10. 中华医学会糖尿病学分会.中国2型糖尿病防治指南(2017年版)[J].中华糖尿病杂志,2018, 10(1):4-67.
11.Diabetologia.2017 Sep;60(9):1782–1790.
12. Kidney Int. 2015March ; 87(3): 640–648.doi:10.1038/ki.2014.301.

原文地址：https://mp.weixin.qq.com/s/mPx9peH76OWmW5dTm7mqAQ