中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白與慢性腎病

任健坤 史麗萍

(華北煤炭醫學院附屬開灤醫院內分泌科 河北 唐山 063000)

中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白(fneutrophil gelatinase－associated hpocalin，NGAL)，又名脂質運載蛋白 －2，是脂鈣蛋白家族的成員之一，1993年被Kjeldsen等在中性粒細胞中發現，隨著人們對NGAL的研究，大量動物及臨床實驗已經證實NGAL與感染、炎癥、腫瘤、腎臟疾病等都有著密切的聯系。目前在腎臟疾病中的研究發現在急性缺血性腎損傷時，NGAL可作為一個敏感的早期預測指標，并對腎臟有保護作用，最新研究中發現NGAL也可作為慢性腎臟疾病的標志物，并且比其他用來評估腎臟損傷的生物標志物更敏感更能早期發現腎臟的損傷程度，也為腎臟疾病的治療開辟了新的道路?，F就NGAL與慢性腎臟疾病的關系做一綜述。

1 NGAL的生物特點及功能

NGAL基因定位于染色體9q34上，全長5869bp，其基因序列經克隆鑒定，由63 bp的5'端非翻譯區和591 bp的編碼區組成[1]，是一條含有178個氨基酸殘基的多肽鏈，相對分子質量為25－kDa，其核心結構是由中間的8條β折疊形成的一個桶狀結構，稱作β折疊桶結構。β折疊桶結構底部內側由輸水的芳香族和脂肪族氨基酸殘基形成了一個疏水核，這一結構特點決定了NGAL的生物學活性。NGAL具有結合并運輸疏水性小分子，參與清除炎癥介質，發揮重要的免疫調節作用，能與基質金屬蛋白酶－9(MMP－9)形成分子間二硫鍵，以復合物MMP－9/NGAL的形式存在，以此來調節MMP－9的功能，并參與到腫瘤的發生、發展特別是浸潤、轉移等過程，NGAL在卵巢癌、結腸腺癌、胰腺腺癌等腫瘤組織及其周圍組織中呈高度表達狀態，當腎臟缺血性或中毒性損傷時，由于其分子量小并且不易降解的特點，可大量的積聚于腎小管皮質層、血液及尿液中[2]。NGAL廣泛分布于人體各種組織，包括肺、肝臟、胸腺、腎臟、小腸、脂肪細胞以及巨噬細胞[3]。

2 NGAL與腎臟的關系

NGAL存在于腎小管上皮細胞中，與腎臟胚胎的分化發育過程密切相關，Schmidt等在研究腎臟的原始細胞向上皮細胞分化時，從輸尿管芽細胞中分離出NGAL，發現其能誘導后腎間質向腎小管上皮細胞分化，此外還在人工培養的腎集合管細胞中發現肝細胞生長因子(HGF)可刺激NGAL的產生，從而促進上皮細胞向管狀組織的分化[4]。針對于NGAL誘導細胞分化的機制，最新研究表明NGAL主要通過與鐵質:鐵載體結合形成NGAL:鐵載體;鐵復合物介導鐵離子向細胞內轉運從而誘導腎臟的原始細胞向早期上皮細胞的分化。眾所周知腎臟病變時，在腎小管上皮細胞漿內具有活性的游離鐵顯著增加，而鐵的過度堆積往往引起細胞或組織的損傷，根據NGAL可轉運鐵入細胞內從而減輕鐵在腎臟中堆積的特點，可推測NGAL起到對腎臟的保護作用[5]。Mori等通過動物實驗進一步證實了這一推斷，證明了NGAL通過與鐵載體一起輸送至近端腎小管而發揮明顯的腎臟保護和減輕氮質血癥的作用[6]。

3 NGAL與慢性腎病的關系

慢性腎病是一個破壞性的疾病，根據美國2007年的年度數據顯示，在腎臟數據系統中慢性腎病呈現急劇增加的趨勢，尤其以病變的前期狀態為主，其發病率及死亡率在成年人和兒童中已經達到了流行的地步，因此早期發現腎臟病變并采取有效的措施予以處理對于減緩慢性腎病的惡化，預防并發癥，降低心血管事件的發生具有非常重要的意義[7]。然而目前已知的用來檢測早期慢性腎病的生物標志物還比較少，NGAL的價值已經在急性腎損傷中得到了證實，能否用其來發現早期的慢性腎臟病變及監測慢性腎病的進展也越來越受到人們的重視，最新的研究已經發現NGAL在慢性腎損傷時也呈高表達狀態，從而提示NGAL與慢性腎病具有相關性，各種腎臟疾病包括腎小球腎炎、慢性間質性腎炎、IgA腎病、糖尿病性腎病等都可發展至慢性腎臟疾病，NGAL是否參與到慢性腎病的發生、發展過程，并用其來監測腎臟的損傷程度?Bolignano等研究發現臨床上多種病因引起的慢性腎病患者血清中NGAL的水平明顯高于健康對照組，且與血肌酐成正相關，與腎小球濾過率(GFR)成負相關，并進一步分析證明了與血肌酐相比NGAL能更好的反應GFR的水平，并推斷出尿和血中的NGAL可獨立于其他可能混淆的因素預測慢性腎病的進展情況，在慢性腎臟病變的進展中可作為一種新的風險指標[8]。這一研究證實了NGAL在慢性腎病中的意義，對于早期發現、早期治療腎臟損害也許可以作為一個敏感、無創、特異性高的生物學指標。NGAL在慢性腎病中的意義已經受到很多學者的關注，但目前研究還比較少，其中與下列疾病關系比較緊密。

3.1 NGAL與腎小管－間質病變的關系 許多慢性腎病與腎小管－間質病變具有密切的關系，慢性間質性腎炎的主要病變部位在腎小管－間質，主要病理變化為腎間質纖維化及炎細胞在腎小管－間質的浸潤[9]，目前已知的較敏感的反應腎小管損傷的臨床指標是尿N－乙酰－B－D一氨基葡萄糖苷酶(NAG)，但Ding等在研究IgA腎病中發現LeeⅢ級患者的尿NAG及尿NGAL都較正常人升高，但尿NAG明顯低于尿NGAL，LeeⅡ級患者的尿NAG水平與正常人沒有差別，而尿NGAL仍高于正常人3倍，尿NGAL水平與小管NGAL表達程度、24小時尿蛋白、腎小球系膜增殖和小管間質損傷的組織病理學評分成正相關，從而提示出尿NGAL可能是早期反映Ig A腎病小管－間質損傷的敏感指標，相比于NAG其敏感性可能更高，張建國等通過動物實驗亦發現在慢性間質性腎炎損傷的腎臟組織中，近端小管上皮細胞表達的NGAL較正常腎組織明顯增強，隨著腎小管－間質的損傷加重，其表達量有所下降，但仍高于正常腎組織，由此可推測損傷的小管可誘導小管上皮再生，從而使NGAL的分泌進一步增加，對后續的損傷發揮抵抗作用[10]，從而也進一步證明了NGAL對腎臟的保護作用。

3.2 NGAL與糖尿病性腎病的關系 眾所周知，目前臨床上仍以尿微量蛋白的出現作為評估早期糖尿病性腎臟病變的生物指標，然而其不足之處在于早期的腎功能紊亂有可能被忽略掉，最新的研究發現腎小管間質在糖尿病腎病的發展中起著同樣重要的作用，由于長期暴露在糖尿病引起的代謝異常及血流動力學損傷因素下可能首先導致腎小管上皮細胞的炎癥，隨后腎小管間質纖維化，最終導致不可逆的腎臟損傷導致慢性腎病[11]。目前在糖尿病患者中發現的管狀因素有組織蛋白酶－B、N－乙酰－β－D葡萄糖苷酶及單核細胞趨化因子，這些因子與糖尿病腎臟有非常密切的關系，且引起的腎小管間質損傷的相關程度比腎小球損傷更嚴重[12]，由此也證明了腎小管－間質損傷在糖尿病腎病中的意義不容忽視。NGAl作為最新發現的腎臟病變的早期診斷中敏感的生物指標，對于早期發現糖尿病引起的腎臟損害具有重大的意義。Kuwabara T等通過動物實驗研究發現，lipoatrophic和鏈脲佐菌素誘導的糖尿病腎病小鼠模型中尿NGAL水平顯著增高，血管緊張素受體拮抗劑坎地沙坦可明顯減少尿中NGAL的排泄，且進一步證實了，糖尿病腎病小鼠的近端腎小管的重吸收功能嚴重受損，但是其mRNA和蛋白在腎臟中表達上調在對照組小鼠中是微不足道的，進一步提示了尿中排泄NGAL增高主要是因為腎臟的重吸收受損，NGAL最新的一項研究也證明了，在糖尿病患者還沒有微量尿蛋白出現之前NGAL的含量已經明顯升高，這也提示NGAL對糖尿病腎病的早期診斷相比血肌酐、微量白蛋白有更深遠的意義[13]。另外一項關于患有1型糖尿病的22例兒童的研究發現，在其腎小球濾過率及蛋白尿均正常的情況下與正常對照組相比血、尿NGAL明顯增高，更能敏感的反映出1型糖尿病患兒的腎臟的早期病變。Yang YH等通過1年的觀察研究證實尿中NGAL與血清胱抑素C、尿素氮、血肌酐有明確的正相關，與腎小球濾過率成負相關，然而血清中NGAL與胱抑素C、尿素氮的關系均低于基線水平呈現負相關[14]。伴隨著糖尿病的日益流行，糖尿病所引起的腎臟損傷也越來越多，早期發現、早期治療才能更好的提高患者的生活質量。

綜上所述，NGAL作為一種新型的分泌蛋白，與腎臟存在著密切的關系，在腎小管損傷的情況下，可能參與其損傷及修復保護作用，能否將其應用于慢性腎臟病變的早期診斷，并指導腎臟病變的治療，還需進一步通過臨床及動物實驗研究明確其生物學功能及作用機制。

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