糖尿病腎病炎癥生物標志物的研究進展

方雅萱 鐘 柯 倪清穎 何振洋 楊 波

天津中醫藥大學第一附屬醫院 國家中醫針灸臨床醫學研究中心，天津 300380

糖尿病（diabetes mellitus，DM）是導致全世界范圍內早期慢性腎臟病和終末期腎病的主要原因[1]。Luk等[2]、Wang 等[3]研究表明我國DM 患病率在過去的十幾年里持續上升，預示著糖尿病腎病（diabetic nephropathy，DN）患者的數量會隨之增長。DN 作為DM 常見的微血管并發癥，目前普遍認為其發生發展的機制與糖脂代謝紊亂、腎臟血流動力學改變、腎素-血管緊張素-醛固酮系統異常激活、氧化應激、遺傳易感因素等有關[4]。近年來，越來越多的研究數據表明微炎癥參與了DN 的發病過程[5]。微炎癥被認為是先天免疫系統反應的激活，可與普通的炎癥反應相區別，臨床上認為其是指促炎性細胞因子和其他激活免疫系統的介質循環水平的增加。這種慢性低度炎癥對腎臟的損害是導致DN 功能結構改變的基礎，通過抑制免疫系統的激活和炎癥介質的產生起到保護腎臟的作用[6]。因此，炎癥介質作為判斷預后的生物標志物及潛在的治療靶點，對DN 患者的生存尤為重要。本文就如今較為常見的炎癥生物標志物作一綜述。

1 超敏C 反應蛋白（high-sensitivity C-reactive protein，hs-CRP）

hs-CRP 是由肝臟產生的急性時相反應蛋白，是被普遍認可的反映體內炎癥狀態的敏感指標。炎癥細胞因子的刺激和胰島素抵抗可導致其合成增加。hs-CRP通過激活補體系統產生大量炎癥介質，釋放氧自由基，影響血管內皮細胞使其功能受損，加速微血管病變的進展從而影響腎臟功能。美國有學者研究發現[7]血清hs-CRP 水平與DM 患者隨后發生DN 的風險獨立相關。在動物實驗中，Liu 等[8]發現，與野生型DM 小鼠比較，C 反應蛋白（C-reactive protein，CRP）轉基因DM 小鼠出現以尿蛋白排泄量顯著增加為主要表現的更為嚴重的DM 腎損傷，提示hs-CRP 在DN 的發生中起重要作用。

2 NLR

NLR 是指外周血細胞分析中中性粒細胞計數與淋巴細胞計數之比，其受生理、病理和物理因素的影響較小，較個體中性粒細胞和淋巴細胞計數更加穩定，被認為是一種廉價的、普遍可用的反映機體炎癥情況的指標。早有實驗證明[9]2 型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）患者體內中性粒細胞水平與DN 病情進展呈正相關，而淋巴細胞水平與其呈負相關。Azab等[10]對DN 患者隨訪3 年，發現患者體內NLR 水平在此期間隨著DN 的進展而明顯升高，并與尿蛋白排泄量增加和腎小球濾過率（glomerular filtration rate，GFR）降低顯著相關。Zhang 等[11]實驗證明NLR 對T2DM 患者腎功能的惡化有預測價值，通過動態觀察患者NLR水平，可以評估DN 的病情進展。

3 正五聚蛋白3（pentraxin 3，PTX3）

PTX3 與CRP 同屬正五聚蛋白家族，由樹突細胞、單核細胞、巨噬細胞、活化的內皮細胞等合成。PTX3基因的近端啟動子包含核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）結合位點[12]，所以PTX3 的表達可誘導NF-κB通路的激活，進而在腎臟組織中上調趨化因子和黏附分子及多種炎癥相關因子基因的表達，加重DN 患者腎組織的炎癥。Uzun 等[13]發現，血漿PTX3 的升高與蛋白尿的嚴重程度明顯平行。Suliman 等[14]認為血漿PTX3水平是內皮功能障礙、腎功能受損和蛋白尿密切而獨立的決定因素。因此，可以認為PTX3 是預測DM 腎臟損害的靈敏指標。

4 腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）及其受體

TNF-α 是一種具有顯著促炎作用的細胞因子，主要由單核細胞和巨噬細胞產生，在腎小球系膜細胞、內皮細胞及上皮細胞中也可合成和分泌。高糖刺激可使腎臟局部釋放TNF-α 增加，激活免疫細胞，促進炎癥細胞浸潤從而參與腎組織損傷。此外TNF-α 受體（TNFR1、TNFR2）可直接刺激足細胞產生多種細胞因子，介導對足細胞、系膜細胞、內皮細胞和上皮細胞的毒性作用，誘導細胞凋亡，影響腎小球的血流動力學。DN 患者較T2DM 患者血清TNF-α 濃度更高，提示DN 患者體內的炎癥負荷增加[15]。在DN 實驗模型中[16]發現尿蛋白排泄增加前就出現了腎小球和近端腎小管上皮細胞TNF 的表達上調，提示其在DN 早期中發揮作用。還有研究發現血漿TNFR1 和TNFR2 濃度與腎臟損傷密切相關[17]，TNF 受體尤其是TNFR1 的基線水平可以獨立預測終末期腎病的進展，并且其預測能力強于蛋白尿[18]，提示TNF-α 是DN 病情進展的強預測因子之一。

5 白細胞介素（interleukins，IL）-1β、IL-6 和IL-18

IL 是由多種細胞產生的一組細胞因子，分為抗炎和促炎兩類，其中主要的促炎性細胞因子有IL-1、IL-6、IL-18 等。IL-1 有IL-1α 和IL-1β 兩種形式，血液中以IL-1β 為主，可通過自分泌或旁分泌的形式刺激腎小球系膜細胞增生及誘導IL-6、TNF-α、前列腺素、γ干擾素等炎癥介質參與炎癥反應[19]。IL-6 可由IL-1、TNF-α 等細胞因子誘導產生，其表達異常可導致機體細胞代謝異常甚至多種器官功能障礙[20]，研究發現其與腎小球血管內皮通透性異常、系膜細胞增生和腎小球基底膜增厚相關[21]。IL-18 通過誘導γ 干擾素的釋放和上調IL-1β、TNF-α、黏附分子等細胞因子的表達或介導細胞凋亡[22]而具有強大的炎癥特性。Lei等[23]發現IL-1β 的表達對T2DM 小鼠的腎臟炎癥和GFR 下降均有影響。Sangoi 等[24]認為IL-6 是預測DM患者腎功能障礙的敏感指標。Yaribeygi 等[25]注意到IL-18 水平與尿蛋白排泄呈正相關，提示IL-18 水平與慢性腎臟病進展密切相關。

6 Nod 樣受體蛋白3（Nod-like receptor protein3，NLRP3）炎癥小體

NLRP3 炎癥小體是一種多蛋白寡聚體，由NLRP3、凋亡相關斑點樣蛋白和胱冬肽酶（caspase）-1 前體組成。在巨噬細胞和樹突細胞等免疫細胞中，可通過上調胞內NLRP3 蛋白和IL-1β 前體的表達而激活caspase-1，進一步誘導IL-1β 及IL-18 前體成熟而具有促炎功能，造成局部組織炎癥性損傷或全身性炎癥反應[26]。Fu 等[27]研究證明持續的高糖環境可促進NLRP3炎癥小體的激活。與對照組和正常及微量蛋白尿組比較，大量蛋白尿患者的NLRP3 炎癥小體基因表達增加，并且認為該基因的表達可作為DN 的獨立預測因素[28]。在NLRP3 基因敲除[29]或通過藥物抑制NLRP3炎癥小體表達[30]的小鼠中，腎臟炎癥和纖維化程度均得到改善，從而反向證明NLRP3 在腎臟損傷中扮演著重要角色，是預測DN 發生發展的又一關鍵因素。

7 黏附分子

黏附分子被認為是血管內皮損傷的標志之一，包括細胞間黏附分子-1（inter cellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管細胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）。ICAM-1 和VCAM-1 通常以低水平表達于腎小球、腎小管內皮細胞，當受到高糖、內毒素及炎癥因子如IL-1、TNF-α 等刺激后表達升高，進而促進白細胞浸潤及血管內皮細胞的黏附來增強DN 的炎癥反應[31]，造成相應微血管的阻塞和內皮細胞的損傷。Karimi 等[32]認為出現蛋白尿的T2DM 患者血清ICAM-1 水平明顯較高，提示ICAM-1與DN 的病程進展顯著相關。Astrup 等[33]在對DM 患者的10 年隨訪中發現，ICAM-1 和VCAM-1 與GFR下降獨立相關，提示黏附分子與腎臟損傷程度和疾病進展直接相關，并且可能為正常蛋白尿的DM 患者早期預測DN 的重要因素[34]。

8 單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，Mcp-1）

Mcp-1 是趨化因子C-C 亞家族的一員，可特異性趨化、激活單核-巨噬細胞。腎小管上皮細胞、腎小球系膜細胞、腎小球內皮細胞等都可分泌微量的Mcp-1，在高糖和多種因子刺激下可在上述細胞中高表達，致使腎組織中巨噬細胞浸潤，釋放多種細胞因子進而介導炎癥反應，參與DN 的發生發展。Siddiqui等[35]發現尿Mcp-1 與肌酐比值與腎臟快速進展相關。Fufaa 等[36]認為在臨床發現DN 前，女性DM 患者尿Mcp-1 濃度升高與腎間質體積的變化有關，提示Mcp-1 可為早期發現DN 的潛在標志物。

現階段，臨床發現DN 及判斷其治療效果的指標主要為尿微量白蛋白、尿白蛋白排泄率、24 小時尿蛋白定量等，但尿蛋白的水平和腎功能下降、形態學損傷等疾病的嚴重程度并無直接關聯；腎組織的活檢是早期診斷DN 的金指標[37]，但腎穿刺作為一項有創檢查，由于風險、成本等問題導致其在DN 患者中難以全面推廣。因此，尋找一種或幾種簡便可行的能夠干預臨床診斷和治療的標志物就顯得尤為重要。近年來，炎癥越來越多地被認為是DM 背景下微血管并發癥進展的核心[38]，炎癥生物標志物的預測價值也因此被越來越多的人發現，通過檢測這些炎癥標志物可提高DN 的發現率，并且其作為潛在的治療靶點，通過藥物作用抑制其表達能夠保護腎臟、防止或延緩DN的發生發展，對DM 患者的疾病預后具有重要價值。