原道川 龔學(xué)忠 劉建聯(lián) 王丹軍 李同路

上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬市中醫(yī)醫(yī)院腎內(nèi)科，上海 200040

急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）是一種由各種原因引起腎功能急速下降而出現(xiàn)的綜合征，臨床常見且病情危重[1]。AKI 治療時(shí)機(jī)與預(yù)后關(guān)系緊密[2]，越早干預(yù)越能消除腎臟預(yù)后的不利影響。臨床采用KDIGO指南中AKI 診斷標(biāo)準(zhǔn)，血清肌酐（serum creatinine，Scr）及尿量變化是主要指標(biāo)，但對AKI 患者，Scr 水平是缺乏特異性、敏感性和時(shí)效性的指標(biāo)，易受液體平衡和藥物影響[3]，對于非少尿性AKI，尿量也缺乏敏感性。臨床需要特異性高、敏感性強(qiáng)的新型標(biāo)志物，比常規(guī)指標(biāo)更早識別AKI，逆轉(zhuǎn)早期腎損傷，恢復(fù)腎功能。

在早期AKI 發(fā)生后相關(guān)生物標(biāo)志物升高，但腎功能未見異常，學(xué)者稱之為亞臨床AKI[4]。AKI 時(shí)腎內(nèi)炎癥通路激活，相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞向損傷部位募集，浸潤腎實(shí)質(zhì)，是腎損傷的早期反應(yīng)，相關(guān)標(biāo)志物包括白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6、IL-10、IL-18、腎損傷分子1（kidney injury molecule 1，KIM-1）、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）和人巨噬細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）；反映腎小管重吸收功能的生物標(biāo)志物有白蛋白、胱抑素C、α1-微球蛋白、β2 微球蛋白、肝型脂肪酸結(jié)合蛋白（liver-type fatty acid binding protein，L-FABP），由于腎小管重吸收障礙而在尿液中積累[5]。此外還包括細(xì)胞周期阻滯標(biāo)志物（TIMP-2/IGFBP7）、血幼素（hemojuvelin）、中期因子（midkine）、幾丁質(zhì)酶3 樣蛋白1（chitinase3-likeprotein1，CHI3L1）、微RNA（microRNA，miRNA）等[6]，動態(tài)檢測血清或尿液中的上述標(biāo)志物，能夠在AKI患者Scr 發(fā)生可檢測變化之前識別病情，為臨床提供一個(gè)早期救治的機(jī)會。本文將對AKI 新型生物標(biāo)志物進(jìn)行綜述。

1 IL-24

已知白細(xì)胞介素家族中的各種因子在AKI 中都高度表達(dá)，Tabata 等[7]在對腎臟缺血再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury，IRI）的小鼠模型研究中，通過測量血清和尿液中IL-24、肌酐和NGAL 的水平，發(fā)現(xiàn)IRI 2 h 后血清和尿液中的IL-24 水平即顯著升高，他認(rèn)為在缺血性腎損傷中IL-24 的確是AKI 發(fā)生后小鼠血清和尿液里立即升高的一個(gè)因子，尿IL-24最早在IRI 2 h 后被檢測到，IL-24 濃度在尿液和血清升高與管狀上皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞在急性腎損傷中通過IL-24 信號傳遞相關(guān)，IL-24 mRNA 的表達(dá)隨著小鼠腎臟缺血時(shí)間的延長而增加，因此在血清和尿液中的IL-24 是急性腎損傷的一個(gè)潛在早期標(biāo)志物。Pap 等[8-9]研究發(fā)現(xiàn)IL-24 可能通過增加促成纖維細(xì)胞生長因子的上皮產(chǎn)生而間接作用于腎肌成纖維細(xì)胞，具有促腎臟纖維化效應(yīng)，此外IL-24 在炎癥調(diào)節(jié)和組織重塑中具有潛在作用，能夠使瘢痕組織重塑和纖維化。IL-24可能是區(qū)分發(fā)展為慢性腎臟病的AKI 和可恢復(fù)功能的AKI 的一個(gè)有用的預(yù)后診斷決定因素。雖然不同實(shí)驗(yàn)研究證明了血清和尿液IL-24 水平升高早于Scr 水平，能夠作為敏感的AKI 早期診斷標(biāo)志物和判斷AKI 嚴(yán)重程度的標(biāo)志物，但是該研究目前僅是在動物實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行，尚需通過大量的臨床樣本觀察證明其臨床實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2 CHI3L1

CHI3L1 是一種跨40 kD 的糖蛋白，由染色體1q31-q32 上的CHI3L1 基因表達(dá)，是18 種糖苷水解酶家族的成員，但沒有任何酶活性。它由各種類型的細(xì)胞分泌，包括巨噬細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和某些類型的癌細(xì)胞[10]。近年來相關(guān)研究認(rèn)為尿CHI3L1 是一種很有前途的AKI 尿液生物標(biāo)志物[11]。在各種因素引起腎臟應(yīng)激或損傷導(dǎo)致AKI 時(shí)，腎臟內(nèi)巨噬細(xì)胞便會分泌這種蛋白質(zhì)，CHI3L1 就會出現(xiàn)在尿液中，表明腎臟細(xì)胞早期損害的發(fā)生。CHI3L1 的生物學(xué)效應(yīng)包括控制腎臟上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的細(xì)胞凋亡、炎癥和重塑，還可以提供腎臟損傷和修復(fù)的機(jī)制。Hoste 等[12]在一項(xiàng)成人危重患者前瞻性隊(duì)列研究中，評價(jià)了新的腎損害生物標(biāo)志物CHI3L1 是否比Scr 和尿量能更早地檢測到AKI 分期≥2 級的患者，以CHI3L1 的入組濃度預(yù)測在接下來的12 h 內(nèi)出現(xiàn)AKI 分期≥2 級的患者，AUC-ROC 為0.792（95%CI：0.726～0.849），這一表現(xiàn)與NGAL 相似（AUC-ROC 為0.748，95%CI：0.678～0.810）。此外，在診斷為2 級AKI 的前24 h 內(nèi)收集的樣本發(fā)現(xiàn)CHI3L1 的估計(jì)邊際平均值比對照組高2.0 倍（95%CI：1.3～3.1），該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)CHI3L1 濃度的增加與AKI 嚴(yán)重程度的增加顯著相關(guān)。這項(xiàng)研究證明CHI3L1 是預(yù)測成人ICU 患者AKI 分期≥2 級的良好生物標(biāo)志物，入組時(shí)CHI3L1 濃度水平越高，標(biāo)志著AKI 的嚴(yán)重程度越大，更證明在重癥監(jiān)護(hù)病房的危重患者中測得的尿液CHI3L1 可以預(yù)測12 h 或24 h觀察期內(nèi)AKI 分期≥2 級患者的發(fā)生，但這項(xiàng)試驗(yàn)性研究的結(jié)果僅在ICU 的危重患者中進(jìn)行，還需要在不同的環(huán)境和更大的患者群體中得到證實(shí)。Hall 等[13]發(fā)現(xiàn)尿CHI3L1 水平升高至5 ng/ml 時(shí)與患者的AKI 進(jìn)展和死亡率有中度相關(guān)性；此外，在術(shù)后24 h 內(nèi)住院的腎移植患者中，尿中CHI3L1 水平明顯升高，血清CHI3L1 水平高伴隨CRP 和蛋白尿水平升高，提示其具有炎癥作用，建議將尿CHI3L1 可以作為一種準(zhǔn)確可靠的生物標(biāo)志物來識別移植后AKI 風(fēng)險(xiǎn)患者。

3 肝型脂肪酸結(jié)合蛋白（liver-type fatty acid binding protein，L-FABP）

L-FABP 是一種內(nèi)源性抗氧化蛋白，分子量為14 kD，正常和患者腎臟中均有表達(dá)，存在于近端腎小管曲部和直部的上皮細(xì)胞中。L-FABP 在腎臟缺血缺氧產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)時(shí)迅速釋放到腎小管管腔中，隨尿液排泄，是預(yù)警AKI 早期腎小管損傷的標(biāo)志物[14]，監(jiān)測尿液L-FABP 濃度水平可以預(yù)測早期AKI 的發(fā)生和嚴(yán)重程度。臨床上各種病因?qū)е履I臟缺血再灌注是發(fā)生AKI 的主要機(jī)制[15-16]，腎臟缺血導(dǎo)致小管上皮細(xì)胞氧化應(yīng)激增加，在這種病理?xiàng)l件下，產(chǎn)生了大量的活性氧（reactive oxygen species，ROS），超出了細(xì)胞的清除能力，ROS 介導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)膜膜脂的過氧化，這一過程稱為脂質(zhì)過氧化，過氧化產(chǎn)物特別是丙二醛（malon dialdehyde，MDA）和4-羥基壬醛在腎小管近端小管細(xì)胞中積累并損傷近端小管，L-FABP 將過量的不飽和脂肪酸和脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)物結(jié)合在其β-片層結(jié)構(gòu)的口袋中，將這些物質(zhì)轉(zhuǎn)移到管狀管腔中，并將其從近端小管排泄到尿液中，從而防止腎I/R 損傷。有研究顯示[17]，與其他的尿液生物標(biāo)志物如KIM-1 和NGAL 相比，L-FABP 在早期預(yù)測腎臟疾病、確定診斷和病情預(yù)后方面效應(yīng)更好。Suzuki 等[18]在一項(xiàng)前瞻性觀察研究中，將入院后被送往重癥監(jiān)護(hù)中心的患者使用快速檢測試劑盒測定尿L-FABP 濃度后分為尿L-FABP陰性組和尿L-FABP 陽性組，最終總共176 例患者納入最終分析，觀察到陰性組AKI 發(fā)生率為16.3%，陽性組AKI 發(fā)生率為59.1%，使用快速檢測試劑盒測定的尿L-FABP 濃度對預(yù)測持續(xù)性AKI 的發(fā)生有一定的臨床價(jià)值。研究表明[19-20]L-FABP 在腎臟損傷和修復(fù)中發(fā)揮重要作用，具有一定的腎保護(hù)作用，當(dāng)腎臟受到各種腎應(yīng)激因素的影響，如腎缺血、各種毒素、尿蛋白超載和高血糖，以及由此產(chǎn)生的各種壓力導(dǎo)致腎小管間質(zhì)損傷時(shí)，L-FABP 基因在腎臟中的表達(dá)上調(diào)，并且尿中排泄量增加，L-FABP 基因的表達(dá)可以加速脂肪酸代謝，通過β 氧化過程，L-FABP 攜帶脂肪酸到線粒體或過氧化物酶體，并引起腎小管上皮細(xì)胞脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的排泄，從而抑制炎癥因子的釋放，減輕腎小管間質(zhì)損傷，實(shí)現(xiàn)腎保護(hù)。尿L-FABP 在日本被批準(zhǔn)作為AKI 生物標(biāo)志，但L-FABP 在腎臟疾病中的作用機(jī)制需要進(jìn)一步的研究來闡明，其臨床應(yīng)用尚需在大型研究和更廣泛的臨床環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證。

4 miRNA

目前研究發(fā)現(xiàn)[21-22]，miRNA 不僅參與腎臟的正常發(fā)育過程，還通過調(diào)節(jié)腎臟細(xì)胞凋亡、炎癥細(xì)胞招募、自噬機(jī)制、免疫應(yīng)答和靶向血管生成等途徑在AKI的發(fā)生發(fā)展方面起重要調(diào)控作用，與AKI 的預(yù)后密切相關(guān)。Bortnar 等[23]通過檢測100 例腎移植受者腎功能穩(wěn)定的慢性腎臟病患者血清中miRNA，發(fā)現(xiàn)miRNA與移植腎受者的各種生理和病理狀態(tài)廣泛相關(guān)，miRNA 與組織學(xué)證實(shí)的抗體介導(dǎo)的移植腎排斥反應(yīng)和原發(fā)性腎小球腎炎的復(fù)發(fā)顯著相關(guān)。Tod 等[24]在脂多糖（lipopolysach-aride，LPS）誘導(dǎo)的全身炎癥小鼠膿毒性AKI 模型中，研究了小鼠腎臟中miRNA 表達(dá)的時(shí)間依賴性變化，并與同一腎臟樣本的質(zhì)譜蛋白譜進(jìn)行了比較，膿毒癥AKI 時(shí)血清尿素濃度、TNF-α和miRNA 表達(dá)升高，盡管在1.5 h 已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的腎功能損害，但只有Lcn-2 miRNA 在同一時(shí)間上調(diào)，大多數(shù)miRNA 在炎癥反應(yīng)高峰時(shí)上調(diào)，即在腎損傷6、24 h 發(fā)生改變，因?yàn)橛^察到一個(gè)miRNA 簇在LPS后6 h 協(xié)同上調(diào)，并在48 h 后下降，其中miR-762 的表達(dá)在膿毒性AKI 的早期大量增加，miR-762 是最新鑒定和驗(yàn)證的上調(diào)幅度最大的miRNA，在LPS 誘導(dǎo)AKI 中，miR-21a-5p是受影響最大的miRNA。雖然較多miRNA 已被證實(shí)可用于AKI 的早期診斷，但循環(huán)血液和尿液中miRNA的含量較低，尋找一種靈敏度高、操作容易、耗時(shí)短且成本底廉的檢測方法是將miRNA應(yīng)用于早期診斷AKI 急需解決的問題，這需進(jìn)一步的探索和深究[25-26]。

5 PARK7 和CDH16

蛋白質(zhì)組學(xué)是研究腎臟疾病生物標(biāo)志物的有力工具，利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法能夠發(fā)現(xiàn)早期診斷AKI的生物標(biāo)志物，特定于某些表型的生物標(biāo)志物具有穩(wěn)定和易于通過尿液檢測獲得的特性，具有穩(wěn)定和持續(xù)變化的蛋白質(zhì)是早期識別和診斷AKI 的理想標(biāo)志物。Kim 等[27]研究顯示PARK7 是雄激素受體依賴性轉(zhuǎn)錄的正調(diào)節(jié)因子，是細(xì)胞氧化應(yīng)激的抑制劑，是線粒體自噬和凋亡的調(diào)節(jié)因子。在腎臟缺血所致腎小管上皮細(xì)胞損傷中鑒定了PARK7 信號傳導(dǎo)的保護(hù)作用。CDH16 是鈣黏蛋白超家族的成員，鈣依賴-膜相關(guān)糖蛋白，其表達(dá)完全在腎臟，CDH16 是一種腎臟特異性蛋白，蛋白質(zhì)作為同型細(xì)胞識別的主要介質(zhì)，在組織發(fā)育的形態(tài)形成方向中起重要作用。對PARK7、PGLYRP2、NGAL 和CDH16 進(jìn)行ROC 曲線分析，發(fā)現(xiàn)PARK7 和CDH16 的診斷敏感性和特異性均高于NGAL，可用于診斷AKI，特別是感染介導(dǎo)的AKI，檢測患者尿液中連續(xù)改變的PARK7 和CDH16 濃度能早期識別AKI。Li 等[28]通過無標(biāo)簽質(zhì)譜分析盲腸結(jié)扎和穿刺誘導(dǎo)的膿毒癥AKI 大鼠模型，發(fā)現(xiàn)PARK7和CDH16 能早期識別膿毒癥所致AKI。該研究分別在0、3、6、12、24 和48 h 從膿毒癥大鼠中采集尿液樣本，對從尿液中分離出的蛋白質(zhì)進(jìn)行無標(biāo)簽質(zhì)譜分析，通過在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)分析AKI 的蛋白質(zhì)組學(xué)，發(fā)現(xiàn)PARK7 和CDH16 的表達(dá)是連續(xù)變化的，并與肌酐水平有關(guān)。該研究鑒定出膿毒癥模型AKI 大鼠相關(guān)的56 種上調(diào)蛋白和67 種下調(diào)蛋白，并進(jìn)一步檢測人尿樣中差異表達(dá)蛋白后，發(fā)現(xiàn)PARK7 和CDH16 是很有前途的候選生物標(biāo)志物。該研究闡明了連續(xù)改變的PARK7 和CDH16 是早期診斷AKI 的合適新型標(biāo)志物，但是需要更多的臨床試驗(yàn)證實(shí)這些標(biāo)志物的生物學(xué)性能，因?yàn)樵u估診斷和管理的臨床試驗(yàn)要側(cè)重于精確的人群[29]。

6 小結(jié)

目前尚未找到具備高靈敏性和高特異性的AKI標(biāo)志物，原因在于AKI 的病因、發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，依賴單一標(biāo)志物難以全面、準(zhǔn)確地反映AKI 整體病理生理改變，診斷效能難以滿足臨床需要。不同生物標(biāo)志物組合是評估腎臟損傷的最佳選擇，即在一次評估中結(jié)合不同的生物標(biāo)志物可以提高AKI 的早期預(yù)測，但是關(guān)于這些生物標(biāo)志物的變化和對腎功能長期影響之間的關(guān)系，目前仍有許多需要研究的地方。新標(biāo)志物使AKI 的早期診斷、損傷部位和病因的識別及預(yù)后評估成為可能，找到預(yù)測AKI 的理想標(biāo)志物，是廣大慢性腎臟病患者的福音。