郭夢(mèng)然，閔 行，葉 月，許曉雙，甄東戶

(1.蘭州大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院 內(nèi)分泌科， 甘肅 蘭州 730030； 2.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 內(nèi)分泌科， 甘肅 蘭州 730030)

近年來，中國糖尿病腎臟疾病(diabetic kidney disease,DKD)的患病率不斷上升，由2001年的34.7%到2017年的20%～40%[1]。仍然是終末期腎臟疾病(end stage renal disease,ESRD)最常見原因及死亡原因[2]。DKD的發(fā)病涉及糖脂代謝紊亂、氧化應(yīng)激、血流動(dòng)力學(xué)異常、炎性因子及遺傳易感因素等。其中對(duì)遺傳易感基因的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)研究為預(yù)測(cè)DKD發(fā)病及進(jìn)展提供新的思路，以便早期發(fā)現(xiàn)DKD高危人群, 對(duì)實(shí)現(xiàn)DKD早期預(yù)測(cè)和防治具有重要意義；再者，DKD又是一種炎性反應(yīng)性疾病，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重塑和腎臟纖維化， 其中免疫細(xì)胞的作用不可忽視，T細(xì)胞和2型固有淋巴細(xì)胞(type-2 innate lymphoid cell,ILC2)分泌細(xì)胞因子參與腎臟慢性炎性反應(yīng)。這將進(jìn)一步豐富DKD的病理生理機(jī)制。

1 遺傳易感基因

在慢性疾病的發(fā)病中基因與環(huán)境交互作用，有助于解釋人群易感性差異的原因，進(jìn)而可以對(duì)環(huán)境與疾病、基因與疾病的關(guān)系有深入的認(rèn)識(shí)，遺傳因素可以通過影響腎臟對(duì)環(huán)境因素的反應(yīng)性來增加DKD的易感性[3]。確定DKD的易感基因不僅有助于從分子水平認(rèn)識(shí)其發(fā)病機(jī)制，同時(shí)還可能篩選出高危人群，以利于早期診斷及防治，甚至進(jìn)行基因治療。

1.1 吞噬和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性1基因(ELMO1)多態(tài)性與DKD的患病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系

其位于7號(hào)染色體短臂1區(qū)4帶(7p14)，編碼一種可溶性細(xì)胞質(zhì)蛋白，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞凋亡和細(xì)胞吞噬過程中介導(dǎo)細(xì)胞骨架重排。首次在日本T2DM患者中篩選出ELMO1基因，隨后在腎小管和腎小球上皮細(xì)胞中檢測(cè)到ELMO1編碼蛋白的表達(dá)，在糖尿病小鼠的腎臟中該蛋白表達(dá)明顯升高；并且ELMO1的過量表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)基因表達(dá)增加和基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)基因表達(dá)減少[4]，提示持續(xù)過表達(dá)的ELMO1會(huì)使細(xì)胞外基質(zhì)蛋白過度積累，擠壓閉塞毛細(xì)血管、減少濾過面積，破壞腎臟細(xì)胞導(dǎo)致組織重塑，加速糖尿病性腎小球硬化的發(fā)生和發(fā)展。后來，在伊朗人群[5]、南印度人群[6]和中國漢族人群中ELMO1作為DKD易感基因的關(guān)鍵作用已得到驗(yàn)證。其中ELMO1rs741301是研究最多的風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)：證實(shí)是伊朗人群DKD易感性的重要候選基因，同樣在南印度人群與DKD顯著相關(guān)；ELMO1rs741301與馬來西亞人群[7]DKD的易感性無關(guān)，在美洲印第安人群中ELMO1rs1345365而非rs741301與DKD風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。在1 000人中國漢族的樣本[8]中發(fā)現(xiàn)ELMO1rs741301-G等位基因和rs10255208-GG基因型與DKD風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)；同時(shí)發(fā)現(xiàn)了顯著的rs741301和飲酒之間的基因-環(huán)境相互作用組合：擁有rs741301-AG / GG基因型的飲酒者的DKD風(fēng)險(xiǎn)增加。盡管中國56個(gè)種族，但漢族人群基數(shù)大，仍具有代表性，這為進(jìn)一步研究中國人群中其他風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)和基因-環(huán)境相互作用提供了參考。

1.2 溶質(zhì)載體家族12成員3/氯化鈉共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因(solute carrier family 12 member 3,SLC12A3)與DKD及進(jìn)展的關(guān)系

其在腎臟中特異性表達(dá)，編碼噻嗪類敏感的Na-Cl協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Na-Cl cotransporters,NCC)，是遠(yuǎn)曲小管吸收鹽的關(guān)鍵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[9]。全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)中SLC12A3基因是DKD的易感基因。在人類中，SLC12A3是包含26個(gè)外顯子的55 kb基因，編碼的NCC具有1 002～1 028個(gè)氨基酸殘基，其中第23個(gè)外顯子Arg913Gln次要等位基因突變(密碼子發(fā)生G→A的轉(zhuǎn)換)，使得913位點(diǎn)的精氨酸(Arg)變?yōu)楣劝滨０?Gln)[10]。G/ A在不同人群對(duì)DKD表現(xiàn)出不同的作用：日本人群中外顯子23與DKD顯著相關(guān)，突變體A與微量白蛋白尿的發(fā)展和(或)向大量白蛋白尿的進(jìn)展呈負(fù)相關(guān)；而在韓國朝鮮族人群發(fā)現(xiàn)，突變體A與DKD發(fā)展進(jìn)展呈正相關(guān)[11]。與韓國人或日本人的結(jié)果不同，SLC12A3基因的遺傳變異與白種人T2DM患者的DKD敏感性沒有顯著相關(guān)性。顯然，Arg913Gln變異對(duì)不同種族DKD發(fā)病機(jī)制的影響仍存在爭議。調(diào)查中國T2DM患者SLC12A3中 Arg913Gln變異與ESRD風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系[12]，結(jié)果支持韓國人群的發(fā)現(xiàn)，而與日本人群相反：在對(duì)照組(未透析DKD)，GA + AA攜帶者的尿白蛋白排泄率(UAER)和舒張壓明顯高于GG攜帶者，推測(cè)A等位基因可能通過增加中國T2DM患者的UAER、升高血壓來增加DKD風(fēng)險(xiǎn)；DKD-ESRD組(由T2DM引起的ESRD，接受血液透析)的GA + AA基因型頻率顯著高于對(duì)照組。這是首次在中國人群中的病例對(duì)照研究，使GA + AA基因型用于預(yù)測(cè)T2DM患者DKD-ESRD的發(fā)生和發(fā)展成為可能。

2 免疫細(xì)胞在DKD中扮演的角色

免疫過程與炎性反應(yīng)相互調(diào)節(jié)，當(dāng)兩者不能及時(shí)終止時(shí)，即產(chǎn)生病理損害[13]。免疫調(diào)節(jié)在DKD的發(fā)生和發(fā)展中所起的重要作用現(xiàn)在是無可爭議的。這種調(diào)節(jié)包括增加免疫細(xì)胞向腎臟的聚集、促炎性細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生、免疫復(fù)合物的形成以及補(bǔ)體的活化[14]。許多研究證實(shí)腎臟慢性炎性反應(yīng)過程中T細(xì)胞及細(xì)胞因子過度募集，同時(shí)一類可以分泌細(xì)胞因子的固有淋巴細(xì)胞(innate lymphoid cell,ILC)逐漸走入研究者的視線。

2.1 T淋巴細(xì)胞通過慢性炎性反應(yīng)途徑促進(jìn)DKD發(fā)生

T細(xì)胞主要分為CD4和CD8亞群，CD4細(xì)胞又根據(jù)分泌細(xì)胞因子及功能不同分為輔助性T細(xì)胞(T-helper Th1、Th2、Th17等)、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(T-regulatory,Treg)。DKD患者高糖狀態(tài)下招募單核細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞到腎組織，與腎實(shí)質(zhì)細(xì)胞相互作用分泌一系列促炎因子引發(fā)腎組織的慢性炎性反應(yīng)和腎間質(zhì)纖維化[15]，誘導(dǎo)腎肥大和超濾，從而加速DKD的病程(圖1)。CD8細(xì)胞與胰島素抵抗：在高脂飲食的小鼠中，觀察到CD8細(xì)胞的浸潤現(xiàn)象先于巨噬細(xì)胞積累，一旦使用特異性抗體耗盡了CD8 細(xì)胞，則巨噬細(xì)胞浸潤、脂肪組織炎性反應(yīng)和全身胰島素抵抗得到改善；還發(fā)現(xiàn)脂肪組織激活CD8細(xì)胞，然后促進(jìn)該組織中巨噬細(xì)胞的募集和激活。這提示CD8 細(xì)胞在脂肪組織炎性反應(yīng)和全身性胰島素抵抗的引發(fā)和維持中起著重要作用[16]。CD4細(xì)胞亞型在DKD中的作用: 研究發(fā)現(xiàn)與非DKD患者相比，DKD患者血清Th1細(xì)胞因子(IFN-γ和IL-2)水平升高，蛋白尿與IFN-γ和IL-2存在顯著的正相關(guān)，eGFR與血漿IFN-γ之間呈負(fù)相關(guān)，表明Th1細(xì)胞因子參與DKD患者的組織損傷。DKD患者血清中的Th2細(xì)胞因子(IL-10)水平升高，并且提示IL-10水平與蛋白尿之間存在相關(guān)關(guān)系[17]。DKD患者尿蛋白/肌酐與 Treg細(xì)胞比例呈負(fù)相關(guān)，T2DM和DKD患者Treg細(xì)胞水平下降，血肌酐和血尿素氮與 Treg細(xì)胞呈負(fù)相關(guān)[18]，證實(shí)了Treg細(xì)胞在糖尿病及其腎臟損害中的重要作用。T淋巴細(xì)胞通過分泌多種促炎性細(xì)胞因子，激活或招募其他免疫炎性細(xì)胞參與DKD發(fā)病。不同T細(xì)胞亞型之間相互調(diào)節(jié)，一旦平衡打破就會(huì)產(chǎn)生組織及器官的損害，涉及調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的分子機(jī)制，將會(huì)為治療DKD提供新的依據(jù)。

圖1 T細(xì)胞與腎臟損傷Fig 1 T cells and kidney injury

2.2 組織修復(fù)過猶不及-2型固有淋巴細(xì)胞(ILC2)

固有淋巴細(xì)胞(innate lymphoid cell,ILC)是由共同淋巴樣祖細(xì)胞發(fā)育而來的一種非B、非T細(xì)胞的新型淋巴細(xì)胞，不表達(dá)譜系發(fā)育分子(lineage,Lin-)也不表達(dá)抗原特異性受體(TCR或BCR)。ILCs細(xì)胞多為組織駐留淋巴細(xì)胞，分布于腸道、皮膚、肺臟等黏膜屏障部位，參與黏膜免疫的形成、淋巴細(xì)胞的發(fā)育、組織損傷的修復(fù)及上皮屏障的保護(hù)作用[19]。一旦其數(shù)量或功能異常，將參與炎性反應(yīng)、免疫性疾病、代謝性疾病、哮喘和過敏[20]等疾病的發(fā)生發(fā)展。在T、B淋巴細(xì)胞缺陷的RAG基因敲除小鼠(recombination activating gene,RAG)中發(fā)現(xiàn)ILC2，ILC2受Il-33刺激后分泌細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-9和IL-13等參與肝纖維化和肺纖維化[21]。

近來也發(fā)現(xiàn)其在腎臟疾病尤其是DKD的機(jī)制中發(fā)揮重要作用[22]。探究ILC2對(duì)腎臟影響的研究表明，與對(duì)照組的缺血再灌注損傷(ischemia reperfusion injury,IRI)小鼠相比，IL-33治療的IRI小鼠血清和腎臟中的IL-4和IL-13水平升高，并且ILC2、Treg和巨噬細(xì)胞增多；小鼠模型中離體擴(kuò)增的人ILC2轉(zhuǎn)移可改善腎IRI，但長期會(huì)引起腎臟纖維化[23-24]。后來觀察到DKD患者與單純T2DM相比：ILC2百分比顯著升高、IL-5、IL-13升高、腰圍、空腹血糖、舒張壓和三酰甘油升高，推測(cè)ILC2可能通過影響血壓和脂質(zhì)代謝參與糖尿病腎臟損害[25]。為探究ILC2參與DKD的途徑[26]：與對(duì)照組(無DM的健康志愿者)相比，DM組、DKD組外周血中ILC2及細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-13明顯增加，IL-4刺激可以以濃度依賴性和時(shí)間依賴性的方式促進(jìn)TGF-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)的表達(dá)；并且觀察到晚期DKD上述指標(biāo)明顯高于早期DKD。ILC2在器官纖維化中的重要作用，為延緩DKD進(jìn)展提供了新的治療思路，以期應(yīng)用免疫抑制及靶向藥物延緩腎臟纖維化。

3 問題與展望

ELMO1rs741301和飲酒之間的基因-環(huán)境相互作用組合，為未來研究更多基因環(huán)境組合提供參考，SLC12A3為預(yù)測(cè)白蛋白尿進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)提供可能，盡管SNP與疾病并不是簡單“一對(duì)一”關(guān)系，但隨著對(duì)SNP研究的不斷深入，未來在明確SNP與DKD相關(guān)性的基礎(chǔ)上, 可對(duì)穩(wěn)定的SNP進(jìn)行檢測(cè), 反映機(jī)體罹患DKD的風(fēng)險(xiǎn)。腎臟的慢性炎性反應(yīng)始終是DKD的重要病理生理基礎(chǔ)，T細(xì)胞亞群在胰島素抵抗和腎臟炎性反應(yīng)中起重要作用，ILC2細(xì)胞影響脂質(zhì)代謝、參與腎臟纖維化，抑制免疫細(xì)胞可以改善胰島素抵抗、脂質(zhì)代謝和腎臟炎性反應(yīng)，故未來針對(duì)免疫細(xì)胞的抑制劑及靶向治療，將為治療DKD提供新的思路。