劉利婷，張慧杰，阿丁嘎，吳 鈺，董海榮

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110；2.呼和浩特市第一醫(yī)院檢驗(yàn)科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010030)

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是一種慢性、累及多系統(tǒng)的自身免疫性疾病，其發(fā)病機(jī)制多與遺傳、激素、病毒及藥物等因素有關(guān)。腎臟是SLE患者最常受累的器官之一，約50%的SLE患者會(huì)出現(xiàn)腎臟受損，即狼瘡性腎炎(lupus nephritis,LN)[1]。LN病情波動(dòng)較大，呈反復(fù)遷延，需對(duì)患者進(jìn)行隨訪、監(jiān)測(cè)，以便實(shí)時(shí)調(diào)整治療方案。目前,腎臟病理活檢是診斷LN的金標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是判斷疾病嚴(yán)重程度和治療反應(yīng)性的重要依據(jù)。但頻繁的腎臟病理活檢將增加患者發(fā)生并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。因此，腎臟病理活檢在LN患者中的應(yīng)用較為局限，探索LN潛在的生物標(biāo)志物具有重要的臨床價(jià)值。常規(guī)的尿液實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)如尿蛋白、尿白蛋白/肌酐比值、尿沉渣管型等和血液實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)如抗雙鏈DNA抗體(anti-dsDNA antibody，anti-dsDNA)、血清補(bǔ)體等,可以作為輔助判斷LN嚴(yán)重程度的依據(jù)[2]。本文就尿液中與LN相關(guān)的生物指標(biāo)進(jìn)行綜述，旨在為L(zhǎng)N相關(guān)標(biāo)志物的開(kāi)發(fā)與臨床應(yīng)用提供參考。

1 LN的病理生理機(jī)制

SLE具有遺傳易感性，多發(fā)于青年女性，其發(fā)病機(jī)制極其復(fù)雜。SLE患者因病毒、環(huán)境、藥物等多種因素共同作用引起機(jī)體的免疫系統(tǒng)紊亂，首先，部分凋亡細(xì)胞和損傷細(xì)胞的清除發(fā)生障礙，釋放出大量核酸和蛋白質(zhì)成分，然后，這些成分刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗核抗體等多種自身抗體，自身抗體與自身抗原形成免疫復(fù)合物(immune complex，IC)[3]。IC主要來(lái)源于循環(huán)免疫復(fù)合物(circulating immune complexes，CIC)和原位免疫復(fù)合物。CIC是LN一系列發(fā)病機(jī)制的觸發(fā)器，其在外周產(chǎn)生并隨著血液流動(dòng)沉積于腎臟[4]。原位免疫復(fù)合物是由自身抗體與腎小球抗原結(jié)合，在腎小球原位形成[5]。IC在腎臟沉積后活化補(bǔ)體系統(tǒng)，后者與免疫球蛋白Fc部分c末端的Fc受體(receptors Fc,FcR)結(jié)合，激活炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使中性粒細(xì)胞活化；另一方面，IC會(huì)刺激腎小球內(nèi)皮細(xì)胞、系膜細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等產(chǎn)生大量的細(xì)胞因子和趨化因子，最終觸發(fā)巨大的免疫炎癥反應(yīng)損傷腎臟[6-10]，導(dǎo)致LN(圖1)。

圖1 LN的發(fā)病機(jī)制

2 LN中的潛在尿液生物標(biāo)志物

LN主要以腎免疫循環(huán)復(fù)合物沉積以及補(bǔ)體、細(xì)胞因子和趨化因子的異常表達(dá)為特征。早期檢測(cè)尿液生物標(biāo)志物如脲酶、細(xì)胞因子、趨化因子、血管分子等的異常表達(dá)，可用于以疾病正常生理或病理過(guò)程中的診斷指標(biāo)，并監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)程及預(yù)后，便于臨床醫(yī)生采取治療措施。

2.1 嗜中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)與LNNGAL屬于尿酶分子，相對(duì)分子質(zhì)量為25 000，其在活化的白細(xì)胞與腎小管上皮細(xì)胞中呈高表達(dá)。研究顯示，NGAL可作為急性腎損傷的預(yù)測(cè)因子，其在缺血性腎損傷或藥物引起的腎毒性或腎損傷中呈高表達(dá)[11]。

研究顯示，尿NGAL與SLE疾病活動(dòng)指數(shù)(systemic lupus erythematosus disease activity index,SLEDAI)有關(guān)，可用于區(qū)分活動(dòng)性與非活動(dòng)性LN患者[12]。TORRES-SALIDO等[13]的一項(xiàng)研究顯示，F(xiàn)e NGAL/Fe蛋白比值可用于評(píng)估LN患者是否處于活動(dòng)期及其活動(dòng)程度，并作為觀察治療反應(yīng)的可靠指標(biāo)。

EL SHAHAWY等[14]研究顯示，尿NGAL診斷LN的靈敏度與特異度分別為92%、75%，曲線下面積為0.959，有顯著的診斷性能，可作為一種診斷LN的潛在生物標(biāo)志物。同時(shí)，有研究認(rèn)為，尿NGAL與LN的病理分級(jí)有關(guān)，重度LN患者尿液中NGAL水平顯著高于輕度LN患者，且具有良好的靈敏度和特異度，說(shuō)明尿NGAL在LN的分型診斷方面具有潛在作用[15]。此外，監(jiān)測(cè)尿NGAL水平可以評(píng)估活動(dòng)性LN患者經(jīng)過(guò)6個(gè)月誘導(dǎo)治療后的效果，因此，尿液NGAL增加對(duì)于預(yù)測(cè)LN患者治療后的良好反應(yīng)有潛在的作用[16]。但KIANI等[17]的研究結(jié)果與此相反，其研究顯示尿NGAL與LN 之間相關(guān)性較小，因此還需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

2.2 腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡的弱誘導(dǎo)劑(tumor necrosis factor-related weak inducer of apoptosis，TWEAK)與LNTWEAK屬于腫瘤壞死因子超家族的成員，由不同的腎細(xì)胞分泌，是一種多功能的細(xì)胞因子。TWEAK與其唯一的受體成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)誘導(dǎo)因子14(fibroblast growth factor-inducible 14,Fn14)結(jié)合可激活經(jīng)典與非經(jīng)典的核因子κB (nuclear factor-κB,NF-κB)信號(hào)通路以及其他激酶系統(tǒng)，使其誘導(dǎo)分泌其他與LN高度相關(guān)的細(xì)胞因子，如趨化因子C-C-基元配體5(chemokine CCL5,CCL5)/受激活調(diào)節(jié)正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌因子(regulated upon activation,normal T cell expressed and secreted,RANTES)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein,MCP-1)/趨化因子CC亞家族受體2(CC chemokine receptor,CCR2)、干擾素-γ誘導(dǎo)蛋白-10 (interferon-γ-induced protein-10,IP-10)和血管細(xì)胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)等，炎癥因子的過(guò)度表達(dá)可能會(huì)加劇LN的局部炎癥[18-20]。在正常組織中TWEAK和 Fn14表達(dá)水平相對(duì)較低，而在急性或慢性炎癥組織中Fn14表達(dá)顯著增加，同時(shí)調(diào)整TWEAK水平相應(yīng)增加。

越來(lái)越多的研究證明，TWEAK/Fn14信號(hào)通路參與了LN的發(fā)病機(jī)制，可作為監(jiān)測(cè)LN活性潛在的生物標(biāo)志物[21-23]。有研究表明，活動(dòng)性LN患者的尿TWEAK水平顯著高于非活動(dòng)性LN患者，且其水平與SLEDAI相關(guān)[24]。研究發(fā)現(xiàn)，在LN發(fā)作時(shí)，患者接受免疫抑制劑的治療后，監(jiān)測(cè)患者的尿TWEAK水平可以預(yù)測(cè)其對(duì)治療的反應(yīng)，數(shù)據(jù)顯示，完全緩解患者的尿TWEAK 水平始終較低，部分緩解患者的尿TWEAK 水平在治療的第 3 個(gè)月時(shí)呈下降趨勢(shì)，而未緩解患者的尿TWEAK 水平持續(xù)升高[23]。此外，尿TWEAK水平評(píng)估LN活動(dòng)度的效果優(yōu)于anti-dsDNA和補(bǔ)體水平聯(lián)合監(jiān)測(cè)的效果[25]。以上研究均表明，TWEAK有望成為L(zhǎng)N診斷及病情監(jiān)測(cè)的參考指標(biāo)。

2.3 MCP-1與LNMCP-1屬于CC類趨化因子(又稱β趨化因子，因其近氨基端的2個(gè)絲氨酸殘基是相鄰排列的，故稱CC類)，主要表達(dá)于單核細(xì)胞、活化的巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞，在腎臟炎癥發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中能調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞的遷移。MCP-1通過(guò)與其受體CCR2結(jié)合后激活相關(guān)信號(hào)通路，趨化多種免疫細(xì)胞到達(dá)炎癥部位，最終導(dǎo)致器官損傷[26-27]。

近年研究發(fā)現(xiàn)，MCP-1與多種自身免疫性疾病相關(guān),在SLE、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、銀屑病等疾病過(guò)程中起著重要作用[28-31]。研究證明，與非活動(dòng)性LN患者、非腎性SLE患者以及健康者相比，活動(dòng)性LN患者的尿MCP-1水平顯著升高[32-33]。同時(shí)，最近的一項(xiàng)研究表明，尿MCP-1與SLEDAI呈正相關(guān)[34]。此外，尿MCP-1與患者接受誘導(dǎo)治療的反應(yīng)相關(guān)，免疫抑制治療反應(yīng)不佳患者的尿MCP-1 和anti-dsDNA水平顯著增加[35]。SINGH等[36]研究顯示，隨著LN病情的發(fā)展，患者的尿MCP-1水平顯著增高，且與LN的類型和發(fā)作的嚴(yán)重程度相關(guān)。因此，尿MCP-1可作為監(jiān)測(cè)LN的活動(dòng)與發(fā)作的潛在標(biāo)志物。

2.4 VCAM-1與LNVCAM-1屬于免疫球蛋白超家族成員中的一種血管分子，常表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞中，與位于白細(xì)胞上的整合素晚期抗原4(very late antigen-4,VLA-4)結(jié)合后參與炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)和募集[37-38]。在LN的小鼠模型中，內(nèi)皮細(xì)胞、腎小管皮質(zhì)細(xì)胞和腎小球細(xì)胞等許多細(xì)胞在炎癥介質(zhì)的誘導(dǎo)下可分泌VCAM-1，VCAM-1的表達(dá)加劇了T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞對(duì)腎臟的損害[39]。其他臨床研究也證實(shí)，SLE患者的腎臟、血清和尿液中VCAM-1水平均異常增加[40-41]。

MOK等[40]研究發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)性LN患者的尿VCAM-1水平升高，可用于區(qū)分活動(dòng)性LN患者和無(wú)腎損傷的SLE患者。GASPARIN等[38]就尿VCAM-1水平對(duì)LN疾病的活動(dòng)程度反映作了進(jìn)一步探討，發(fā)現(xiàn)活動(dòng)性LN患者尿液中的VCAM-1水平升高，而非活動(dòng)性LN患者則無(wú)變化；同時(shí)，在LN發(fā)作期間尿VCAM-1水平會(huì)達(dá)到峰值，隨著疾病的緩解其水平會(huì)逐漸下降，且尿VCAM-1水平與SLEDAI評(píng)分有關(guān)。在組織學(xué)方面， ABD-ELKAREEM等[42]研究顯示，經(jīng)活檢確診的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)LN患者的尿VCAM-1水平高于Ⅰ、Ⅱ級(jí)LN患者，尿VCAM-1水平可用于監(jiān)測(cè)LN患者的病情。但GASPARIN等[38]卻認(rèn)為不同病理類型的LN患者的尿VCAM-1水平比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上研究結(jié)果的不同可能與被研究人群或者檢測(cè)技術(shù)的不同有關(guān)。

3 尿液蛋白組學(xué)

隨著LN的發(fā)病率及全因死亡率逐年增加，LN的診斷越來(lái)越被重視，美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)強(qiáng)調(diào)了在SLE的診斷和預(yù)后中，蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物具有重要價(jià)值。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究進(jìn)展為靶向治療SLE和LN提供了新的思路。

3.1 尿液蛋白組學(xué)的方法學(xué)評(píng)價(jià)正常生理?xiàng)l件下，尿液是血液經(jīng)腎臟濾過(guò)與重吸收所形成的產(chǎn)物，這意味著尿液不僅可以反映血液的狀況，還可以顯示機(jī)體的狀態(tài)。而且，尿液中含有的蛋白質(zhì)較少，在用質(zhì)譜分析技術(shù)鑒定蛋白質(zhì)時(shí)，不必進(jìn)行復(fù)雜的處理。病理情況下，腎臟疾病所涉及的生物介質(zhì)大多由炎癥細(xì)胞或腎臟的細(xì)胞產(chǎn)生，這些介質(zhì)在尿液中的水平可評(píng)估其與腎臟病理學(xué)之間的聯(lián)系，使其與疾病部位有更好的相關(guān)性。此外，尿液中缺乏活性蛋白酶，限制了尿液中蛋白質(zhì)的降解，在對(duì)生物標(biāo)志物進(jìn)行定性和定量時(shí)可得到更準(zhǔn)確的結(jié)果[43]。因此，與具有創(chuàng)傷性的活檢和血液采集相比，尿液采集的非侵入性、便捷性使其成為L(zhǎng)N生物標(biāo)志物的理想來(lái)源。

尿液作為生物標(biāo)志物來(lái)源有一定的優(yōu)勢(shì)，但樣本采集如何標(biāo)準(zhǔn)化還有待明確。首先，主要障礙在于不同個(gè)體之間的尿液會(huì)受到其年齡、性別以及生活方式等因素的影響[44]。另一障礙是目前尿液蛋白組學(xué)缺乏樣本采集、儲(chǔ)存和處理及分析的標(biāo)準(zhǔn),從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可重復(fù)[45]。另外，需要指出的是，單獨(dú)使用本文所提到的這些生物標(biāo)志物評(píng)估LN活動(dòng)性和嚴(yán)重程度的靈敏度和特異度不如多種生物標(biāo)志物聯(lián)合評(píng)估高，故需多種生物標(biāo)志物聯(lián)合檢測(cè)以監(jiān)測(cè)復(fù)雜的疾病狀況。

3.2 尿液生物標(biāo)志物聯(lián)合診斷LNBRUNNER等[46]基于6種尿生物標(biāo)志物濃度的測(cè)量構(gòu)建了一個(gè)組合，以評(píng)估LN的活性，稱為L(zhǎng)N活動(dòng)性指標(biāo)(renal activity index for lupus,RAIL),包括NGAL、腎損傷因子-1(kidney injury molecule-1,KIM-1)、銅藍(lán)蛋白、脂聯(lián)素、血紅素結(jié)合蛋白和MCP-1。

3.2.1 RAIL在腎臟中的功能RAIL包含的6種生物標(biāo)志物除MCP-1之外，其余5種在保護(hù)腎臟免受炎癥損害方面均有很強(qiáng)的生物學(xué)作用。NGAL是一種鐵載體蛋白，鐵具有保護(hù)和增強(qiáng)細(xì)胞修復(fù)的特性。同時(shí)，鐵在調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬中具有重要作用；自噬是一種分解代謝過(guò)程，通過(guò)溶酶體水解受損的蛋白質(zhì)以維持細(xì)胞存活[47-49]，NGAL在腎臟中參與自噬，再加上其具有抗凋亡的作用，以上作用共同對(duì)腎臟起到保護(hù)。KIM-1可增加腎小管上皮細(xì)胞對(duì)白蛋白的吞噬作用，且在去除凋亡細(xì)胞和壞死組織碎片中起作用，從而減輕腎損傷；除了介導(dǎo)吞噬作用外，KIM-1 還參與腎小管上皮細(xì)胞損傷后的修復(fù)過(guò)程[50]；以上研究結(jié)果說(shuō)明KIM-1 參與了腎臟保護(hù)機(jī)制。銅藍(lán)蛋白是一種抗氧化劑，其具有鐵氧化酶功能，可將對(duì)腎小管具有高度破壞性的亞鐵轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的三價(jià)鐵構(gòu)型[51]。脂聯(lián)素是一種由脂肪細(xì)胞分泌的脂肪因子，通過(guò)與其受體結(jié)合而具有腎臟保護(hù)特性[52]。血紅素結(jié)合蛋白是一種由肝細(xì)胞表達(dá)的蛋白酶，可保護(hù)腎小管免受游離血紅素自由基的毒性，此外還可通過(guò)幾種炎癥因子的誘導(dǎo)發(fā)揮抗炎作用[53]。與以上5種生物標(biāo)志物不同的是，MCP-1是招募和引導(dǎo)白細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵趨化因子之一，MCP-1的表達(dá)使白細(xì)胞的黏附游走能力加強(qiáng)，便于白細(xì)胞游走到受損部位，從而引起炎癥反應(yīng)[54]。有研究指出，減少腎臟 MCP-1 表達(dá)和巨噬細(xì)胞募集，可改善腎臟蛋白尿的癥狀,所以，抑制 MCP-1/CCL2通路可成為腎臟疾病治療的潛在方案[55]。

3.2.2 RAIL的有效性研究顯示,RAIL組合預(yù)測(cè)LN活動(dòng)的靈敏度高達(dá)92%；此外，其能夠在治療3個(gè)月內(nèi)預(yù)測(cè)療效，可以作為L(zhǎng)N活性以及治療反應(yīng)的預(yù)測(cè)因素[45]。更重要的是，該組合不僅在診斷方面有顯著價(jià)值，而且它們保護(hù)腎臟的作用及其他功能有助于研究LN機(jī)制以及確定新的治療靶點(diǎn)，從而幫助臨床醫(yī)生進(jìn)行個(gè)體化治療。值得注意的是,雖然RAIL標(biāo)志物組合有較高的靈敏度，但特異度卻較低，該組合所有標(biāo)志物的表達(dá)水平在其他類型的急性和慢性腎損傷中也有升高。同時(shí)，這個(gè)預(yù)測(cè)標(biāo)志物組合是在兒童群體中開(kāi)發(fā)的，GULATI等[56]也在成人中驗(yàn)證了該組合的有效性，該模型能夠成功地區(qū)分LN 的高活性和中/低活性，準(zhǔn)確度為 88%，與BRUNNER等[46]在LN 兒童中得到的研究結(jié)果一致，但尚需要在其他人群中進(jìn)行大規(guī)模的研究以驗(yàn)證其性能。

4 總結(jié)與展望

由于LN發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，其臨床表現(xiàn)往往與病理檢查不一致，導(dǎo)致LN的診斷比較困難，故LN患者有較高的病死率。隨著對(duì)LN發(fā)病機(jī)制的進(jìn)一步了解，臨床上的治療方法有所改進(jìn)，但如何降低LN患者的病死率仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。生物標(biāo)志物可用于LN的病情診斷、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及治療效果和預(yù)后追蹤，尿液生物標(biāo)志物因其具有無(wú)創(chuàng)傷采樣的特性，更是展示出了巨大的潛力，給LN患者的診斷提供了新的策略。但目前尚無(wú)實(shí)際應(yīng)用于臨床的標(biāo)準(zhǔn)化尿生物標(biāo)志物。因此，如何將尿生物標(biāo)志物標(biāo)準(zhǔn)化并在不同種族人群中進(jìn)行大規(guī)?？v向研究，進(jìn)而驗(yàn)證其應(yīng)用于LN診斷和進(jìn)展評(píng)估的有效性，是需要進(jìn)一步研究的方向。