巨噬細胞移動抑制因子在腎炎性疾病發病機制中的研究進展

丁 娜，王 博，黃彬濤，郝 健

(內蒙古醫科大學附屬醫院，內蒙古 呼和浩特 010030)

巨噬細胞移動抑制因子(macrophage migration inhibition factor，MIF)是一種多功能性蛋白，具有細胞因子，內分泌分子，伴侶蛋白和酶樣特性多種功能[1]。MIF與其受體CD74和CD44相互作用激活信號轉導通路[2]，同時MIF還是趨化因子受體CXCR2、CXCR4和CXCR7的非同源配體。MIF在腎小球腎炎、自身免疫性疾病、動脈粥樣硬化和膿毒癥等多種疾病中發揮著促炎和加重疾病的作用。應用抗MIF抗體能夠減輕疾病的嚴重程度以及減緩疾病的發展進程。MIF是腎炎性疾病發病機制中的關鍵介質，腎臟MIF在感染性休克、炎癥、免疫損傷和糖尿病等多種病理條件下釋放并發揮其生物活性。MIF對腎小球細胞，特別是上皮細胞和系膜細胞有局部作用，能夠促進其病理增殖，加重腎炎性疾病的發生發展[3]。因此研究分析MIF在腎炎性疾病發病中的機制有著重要意義。本文總結了MIF的來源及生物學特性，重點闡述了MIF及其受體在各種腎炎性疾病發病機制中的作用。

1 MIF的來源和生物學功能

1966年Bloom等在遲發性超敏反應的豚鼠中發現了一種能夠抑制巨噬細胞移動的可溶性細胞因子，并將其命名為巨噬細胞移動抑制因子。最初人們認為MIF只是由活化的T淋巴細胞產生的，而后發現垂體前葉細胞在脂多糖刺激下也可以釋放MIF，除此以外巨噬細胞也是體內MIF的重要來源之一,靜息狀態下的巨噬細胞中可以觀察到高水平MIF前體蛋白和MIFmRNA。還有眾多研究表明，MIF也是由許多其他細胞產生的，如單核細胞、粒細胞、內分泌細胞、上皮細胞和內皮細胞等[4]。血小板同樣也是MIF的來源之一，人血小板不僅含有大量的MIF蛋白，而且在特定的血栓形成刺激下分泌大量的MIF。

MIF發揮著多種生物學作用，包括糖皮質激素拮抗作用，上調Toll樣受體4(TLR-4)的表達，控制JAB1的轉錄效應，通過與p53的直接相互作用抑制激活誘導的p53依賴性凋亡，以及穩定p53-MDM2復合物[5]。MIF與膜受體CD74結合引起細胞表面糖蛋白CD44的募集，隨后CD74與CD44偶聯后啟動信號轉導通路，誘發促炎細胞因子的表達，另外，MIF通過與趨化因子受體CXCR2、CXCR4和CXCR7結合，發揮趨化因子樣的功能，吸引巨噬細胞，并將B淋巴細胞引導到炎癥部位[6]。MIF還作為一種胞質伴侶樣蛋白發揮著多種內在的酶活性，如D-雙甲基酶、苯丙酮酸互變異構酶和硫醇-蛋白氧化還原酶活性。MIF與受體CXCR7的相互作用可以調節血小板存活和血栓形成。此外，MIF可通過抑制糖皮質激素的作用來間接調節免疫反應，因此，MIF表達和濃度升高通常與免疫性炎癥性疾病相關。

2 MIF與腎炎性疾病

巨噬細胞是腎臟組織的主要浸潤細胞。在正常腎臟中，MIF由腎小球上皮細胞和皮質小管微弱表達，但在病變腎臟中MIF的表達明顯上調。國內外眾多學者也對MIF在腎臟疾病發病機制中的作用日益重視。

2.1MIF與急性腎損傷(AKI):急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)是一組由多種病因引起的腎功能短期內急劇下降為特征的臨床綜合征。臨床上，血漿和尿MIF水平在AKI患者發病時顯著升高，當AKI緩解時下降到正常水平。例如，肝移植術后出現嚴重AKI的患者血漿MIF濃度升高,因此MIF被認為是發生AKI和術后需要腎臟替代治療的潛在預測因子。同樣MIF也是急性腎盂腎炎患者發生AKI的一個潛在的生物標志物，急性腎盂腎炎患者在腎臟感染時尿MIF水平升高，并伴隨AKI的發生。最近的一項研究[7]表明，在腎臟缺血再灌注損傷小鼠模型發生急性AKI后，血漿和尿液中的MIF水平迅速升高，并與血清肌酐升高和腎小管壞死嚴重程度有關，而在MIF基因敲除小鼠中AKI受到了抑制，血清MIF的迅速增加有助于AKI的發生和嚴重程度，并延遲了AKI后的恢復正常的時間。這表明，MIF可能在AKI中致病，血漿和尿MIF水平可能與AKI的進展和消退有關，MIF可能是AKI潛在的治療靶點。

2.2MIF與慢性腎臟病(CKD):慢性腎臟病(Chronic kidney disease，CKD)是指由各種原因引起的慢性腎臟損傷，可伴有腎小球濾過率下降或腎功能減退，最后可逐漸進展為終末期腎病(endstage renal disease，ESRD)。ESRD患者心血管疾病的患病率高，容易引發動脈僵硬、動脈粥樣硬化和內皮功能障礙，導致發病率和死亡率增加。Liu等的研究表明ESRD患者，尤其是血液透析的患者，血清MIF顯著升高；同時在ESRD心肌損害患者中，MIF可促進尿毒癥心肌病的發生和發展[8]。CKD患者全身性慢性炎癥可能在動脈粥樣硬化和炎癥因子MIF的存在下放大動脈粥樣硬化，引發氧化應激和內皮激活，因此CKD 3-5期患者循環血清中MIF水平顯著升高可能與氧化應激和內皮激活相關。同時MIF水平還與ESRD的內皮功能障礙和動脈僵硬有關，循環MIF水平可以獨立預測動脈僵硬，而且與心肌損傷標志物相關。所以，MIF可能參與促進了CKD患者心血管疾病的發生發展。

2.3MIF與增殖性腎小球腎炎:在增殖性腎小球腎炎中，腎內皮細胞、腎小球和腎小管上皮細胞MIF mRNA表達上調都與巨噬細胞聚集和腎組織損傷密切相關。尿MIF濃度在增殖性腎小球腎炎中顯著增高，并與腎功能不全、組織學損害、白細胞浸潤有關，可用于監測患者疾病的惡化。MIF在增殖性腎小球腎炎中的排泄水平與患者的結局和免疫抑制治療的反應相關，MIF水平越高，預后越差。MIF的表達上調可以促進抗腎小球基底膜腎小球腎炎實驗性大鼠模型中局部巨噬細胞蓄積和嚴重的組織損傷以及新月體的形成。局部MIF的產生在腎小球腎炎的進行性腎損傷中對調節巨噬細胞積累和激活中起著核心作用。使用MIF中和抗體可顯著抑制免疫誘導的急進性腎小球腎炎疾病，這表明MIF在免疫介導的腎小球腎炎的發病機制中起著關鍵的調節作用。在IgA腎病患者的腎活檢標本中也發現了腎小管上皮MIF的表達上調，而聚合物IgA能夠誘導人系膜細胞產生MIF，表明MIF可能在IgA腎病中起主要致病作用。抗MIF治療可以改善實驗性IgA腎病小鼠模型的腎損傷提示了MIF可能作為調控IgA腎病的靶點。局灶性腎小球硬化癥患者尿液中的MIF水平顯著升高其水平與腎小球系膜基質增高和間質纖維化水平顯著相關，而且在巨噬細胞積聚區域腎小球和腎小管MIF的表達上調，這表明尿MIF能夠反映局灶性腎小球硬化癥患者受損腎臟內的MIF的表達，MIF是局灶性腎小球硬化癥的一種致病因子，可促使并維持炎癥表達。狼瘡腎炎的發病與MIF也有著緊密的聯系，給狼瘡動物模型注射MIF小分子抑制劑可以避免狼瘡腎炎的發生。

2.4MIF與膜性腎病(MN):膜性腎病(membranous nephropathy，MN)是成人最常見的腎小球腎炎之一，是一種由于IgG和補體成分在腎小球毛細血管壁的上皮下沉積進而導致包括大量蛋白尿、低蛋白血癥、易栓癥在內的臨床綜合征。其發病機制復雜，發病率呈逐年上升的趨勢。腎活檢是診斷膜性腎病的金標準。目前的研究證實M型磷脂酶A2受體(M type phospholipase A2 receptor,PLA2R)及1型血小板反應蛋白7A (Thrombospondin type 1domain-containing 7A，THSD7A)可作為MN患者診斷的生物學標志物。雖然MIF在MN中排泄率的較低，尿中MIF水平與正常值無顯著差異。但是2019年L'Imperio V[9]等運用MALDI-MSI技術分析兩組經腎活檢證實為MN的患者對免疫抑制治療的反應，并對他們進行隨訪，從而發現對免疫抑制治療效果較差的一組MN患者的腎組織中MIF蛋白表達顯著增加，證明MIF可以作為一種評估預后的生物標志物來區分那些對免疫抑制治療有反應以及無反應的患者。這一發現證明了MIF在MN患者的腎組織中有沉積，并與免疫抑制治療反應相關，為MIF成為MN患者治療預后評估的生物標志物提供了支持。

2.5MIF與糖尿病腎病(DN):糖尿病腎病(Diabetic nephropathy，DN)是糖尿病患者最常見的微血管并發癥, 持續的高血糖會誘發蛋白尿、腎小球硬化和管狀間質纖維化,最終引起終末期腎功能衰竭，是導致糖尿病患者死亡的重要原因。越來越多的證據表明，免疫和炎癥機制可能在DN的發展和進展中發揮重要作用。MIF可刺激細胞因子促進機體炎癥反應，是感染和DN的重要介質。楊志等發現DN患者血漿中MIF的水平明顯高于對照組，并且與腎功能相關指標水平呈正相關，可作為判斷DN患者病情嚴重程度的可靠指標，為早期篩查和合理治療DN提供依據[10]。高濃度的葡萄糖會上調腎小球足細胞中MIF受體CD74的表達，CD74在DN患者的腎小球和腎小管間質中的表達顯著增高，這表明MIF可能在DN的發病機制中起著重要的作用。在糖尿病小鼠模型中尿MIF的升高先于尿微量白蛋白的出現，因此糖尿病腎病中尿微量白蛋白的發生可能是由MIF導致的。根據最近Khalilpour的研究提示，給DN大鼠應用MIF拮抗劑后，蛋白尿水平顯著降低，病理損傷減輕，這表明MIF拮抗劑能夠保護DN的腎功能，抑制MIF可能是DN的一種潛在治療策略[11]。

2.6MIF與過敏性紫癜腎炎(HSPN):過敏性紫癜(Henoch-Schonlein purpura，HSP)是一種常發生在兒童中的小血管炎，可引起不同的臨床特征，如皮膚紫癜、關節炎和/或關節痛、胃腸道疾病和腎臟損害。過敏性紫癜腎炎(Henoch-Schonlein purpura nephritis，HSPN)發生在30%～50%的HSP患兒中，其中97%的患兒在典型皮疹發作后6個月內發展為腎炎[12]。MIF在介導HSPN腎損害中可能起著重要作用，隨著HSPN的病理損害程度的加重,腎臟病理分級的增加,腎小球和腎小管間質內MIF的表達明顯增多,且在病變越嚴重的部位MIF表達水平也越明顯增多,提示腎組織MIF表達與紫癜性腎炎腎臟局部病理損害和病變嚴重程度有關。HSPN患者在蛋白尿前出現尿MIF升高，經糖皮質激素治療后尿MIF水平顯著降低，表明尿MIF測定不僅可以為HSPN患者早期診斷提供有價值的信息，而且還可以作為評估治療結果的一種可選方法。

2.7MIF與ANCA相關小血管炎(AAV):ANCA相關小血管炎(anti-neutrophil cytoplasmic antibodies-associated vasculitis，AAV)是一組罕見但危及生命的系統性自身免疫性疾病，主要包括肉芽腫性多血管炎、顯微鏡下型多血管炎和嗜酸細胞性肉芽腫性多血管炎。目前認為中性粒細胞是AAV發病的核心因素，而抗中性粒細胞胞漿抗體(anti-neutrophil cytoplasmic antibodies，ANCA)對中性粒細胞的刺激則是AAV發生的關鍵。活動性AAV患者血清中循環MIF水平明顯升高，且與疾病的活動度相關，而在巨細胞動脈炎和結節性動脈炎中并未發現此現象。Hao等的研究發現MIF可以預激活中性粒細胞在ANCA作用下活化，細胞上清中白介素8、白介素6和白介素23表達增加，這表明，阻斷MIF可以抑制ANCA誘導中性粒細胞的活化而減輕炎癥損傷[13]。在補體系統的眾多因子中，C5a及其受體CD88的相互作用是補體參與AAV發病機制的核心環節。本人所在研究團隊最新研究發現由C5a介導的中性粒細胞在ANCA作用下可以誘導產生大量MIF，同時阻斷MIF可以抑制C5a預激活中性粒細胞在ANCA作用下的活化，表明C5a和MIF相互作用參與了AAV的發病。

2.8MIF與尿路感染(UTI):尿路感染(Urinary tract infection，UTI)是最常見的細菌感染之一，可累及上尿路(急性腎盂腎炎)和/或下尿路(膀胱炎/尿道炎)。尿路感染患兒的尿MIF和尿MIF/Cr水平明顯升高，而尿MIF/Cr比尿MIF具有更高的敏感性和特異性，并與感染的嚴重程度有關，同時尿MIF/Cr可用于早期預測腎功能正常的兒童泌尿系感染，在沒有全身炎癥和自身免疫性疾病的情況下，在培養結果出來之前決定是否應該開始經驗性抗生素治療。急性腎盂腎炎患兒尿MIF/Cr比值明顯高于急性膀胱炎患兒和健康對照組，表明尿MIF/Cr比值是鑒別急性腎盂腎炎與急性膀胱炎的敏感指標，同時尿MIF/Cr比值還可用于預測患兒發生永久性腎損傷和腎疤痕的風險。

2.9MIF與常染色體顯性多囊腎(ADPKD):常染色體顯性多囊腎病(Autosomal dominant polycystic kidney disease，ADPKD)是最常見的遺傳性腎臟疾病，其特點是多個囊腫進行性生長并擴張分散在整個腎實質，腎臟功能在幾十年的時間里逐漸喪失，最終導致ESRD。MIF在ADPKD的發病機制中起著重要作用，與正常腎臟和尿液樣本相比，ADPKD患者的囊腫液和尿液中的MIF水平明顯增加。ADPKD是由PKD1和PKD2的突變引起的，在PKD1突變的ADPKD小鼠模型中，MIF的抑制或敲除延遲了囊腫的生長，減少了腎臟巨噬細胞的聚集。MIF通過激活ERK、mTOR和Rb/E2F信號通路，增加葡萄糖攝取和ATP產生，從而抑制AMP活化的蛋白激酶信號轉導，進而促進囊性上皮細胞增殖。MIF還通過p53依賴性信號轉導調控囊性腎上皮細胞凋亡。MIF依賴的巨噬細胞募集與單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)和炎性細胞因子腫瘤壞死因子-α(TNF-α)上調有關。TNF-α誘導MIF表達，繼而促進腎上皮細胞TNF-α的表達，提示TNF-α與MIF在囊腫發育過程中存在正反饋循環。表明MIF是ADPKD發病的中樞和上游調節因子，為進一步探索MIF作為ADPKD的治療靶點提供了理論基礎。最近的一項研究表明，在ADPKD患者的T淋巴細胞中發現ERK、mTOR、NFkB和MIF信號的改變可能有助于促進囊腫生長和腎功能衰竭以及間質性炎癥的發展，靶向參與炎癥的分子可能會減緩ADPKD患者疾病進展和保護腎功能[14]。

綜上所述，MIF在各種腎炎性疾病中均發揮著重要的作用，研究MIF及其受體在腎炎性疾病中的發病機制可為未來尋找調控腎炎性疾病的靶點提供理論依據，也可為臨床上腎炎性疾病的診斷治療提供新的方法。