探討NLRP3/IL-1β信號通路在高尿酸性腎病中的作用

高紅梅 黃新梅 曹文瓊 陳立軍 哈華蘭 陸敬雁 朱學新 賈新燕

【關鍵詞】 高尿酸血癥 高尿酸血癥性腎病 NLRP3 IL-1β TNF-α

[Abstract] Objective： To detect the level of NLRP3/IL-1β signaling pathway in patients with hyperuric acid nephropathy，to explore its role in hyperuric acid nephropathy. Method： A total of 42 patients with hyperuricemia and 26 patients with hyperuricemic nephropathy admitted to our hospital from September 2018 to September 2020 were selected， and 35 healthy people who underwent physical examination during the same period were selected as the healthy control group. Peripheral blood monocytes were isolated， the mRNA levels of NLRP3 and caspase-1 were detected by real-time fluorescence quantitative PCR， plasma levels of IL-1β， TNF-α， IL-6 and IL-18 were detected by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）， the above indexes of each group were compared. Result： The levels of cystatin C， urea nitrogen and uric acid in hyperuricemia group were higher than those in healthy control group， the differences were statistically significant （P<0.05）. The levels of cystatin C， urea nitrogen and serum creatinine in hyperuricemia nephropathy group were significantly higher than those in healthy control group and hyperuricemia group， the differences were statistically significant （P<0.05）. Comparison of BMI， blood pressure， blood glucose， triglycerides， cholesterol， low density lipoprotein and high density lipoprotein among the three groups， there were no significant differences （P>0.05）. The levels of NLRP3， caspase-1 mRNA， IL-1β， TNF-α， IL-6 and IL-18 in hyperuricemia group and hyperuricemia nephropathy group were higher than those in healthy control group， the levels of NLRP3， caspase-1 mRNA， IL-1β， TNF-α， IL-6 and IL-18 in hyperuricemia nephropathy group were higher than those in hyperuricemia group， the differences were statistically significant （P<0.05）. Conclusion： NLRP3/IL-1β signaling pathway and inflammatory cytokines such as TNF-α， IL-6 and IL-18 are involved in the occurrence and development of hyperuric acid nephropathy.

[Key words] Hyperuricemia Hyperuricemic nephropathy NLRP3 IL-1β TNF-α

First-author’s address： The First People’s Hospital of Lanzhou City， Lanzhou 730050， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.26.014

慢性腎臟病（CKD）的患病率在全球范圍內日益增長，已成為全球范圍內的公共健康問題，有研究顯示我國成人CKD患病率約為10.8%[1]。近年研究發現高尿酸血癥是CKD和心血管疾病的獨立危險因素[2]。馮哲等[3]研究發現，血尿酸每升高60 μmol/L，腎損傷風險即增加7%～11%。人體內的尿酸約2/3經腎臟排泄。腎功能受損時，尿酸排泄障礙，導致CKD患者尿酸水平持續升高[4]。因此，高尿酸血癥普遍存在于CKD患者中。在臨床工作中，筆者也發現尿酸水平的升高提示CKD的進展，而降尿酸治療可延緩甚至逆轉CKD的進展，但其機制目前還不完全清楚。很多研究提示炎癥反應在高尿酸血癥加速CKD進展的過程中起著重要作用，而炎癥反應與固有免疫系統的活化密切相關[5-6]。NLRP3是固有免疫系統的模式識別受體，可促進IL-1β等炎性細胞因子的分泌，IL-1β是促進炎癥反應的重要炎性細胞因子[7]。本研究觀察NLRP3/IL-1β信號通路在高尿酸腎損害患者體內水平的變化，探討其在高尿酸腎損害中的作用機制。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018年9月-2020年9月本院腎病科收治的高尿酸血癥患者42例和高尿酸性腎病患者26例。（1）納入標準：高尿酸血癥患者符合《中國腎臟疾病高尿酸血癥診治的實踐指南（2017版）》中高尿酸血癥的臨床診斷標準[8];高尿酸性腎病患者符合《中國腎臟疾病高尿酸血癥診治的實踐指南》[9]，估算腎小球濾過率<60 mL/（min·1.73 m2）;年齡18～70歲。（2）排除標準：合并嚴重的心血管疾病、肝臟疾病、呼吸系統疾病、血液系統疾病及免疫系統疾病;合并嚴重的水、電解質、酸堿平衡紊亂;合并精神疾病或神志不清，不能表達自己意愿。選取同期體檢的健康者35名作為健康對照組。研究對象自愿簽署知情同意書，并通過本院倫理委員會審批。

1.2 方法

1.2.1 分離外周血單核細胞 根據CB6102-2×200KIT試劑盒（金克隆G-CLONE）說明書，按步驟提取人外周血單核細胞。調整細胞濃度為5×105個/mL備用。

1.2.2 實時熒光定量PCR法檢測NLPR3和caspase-1 mRNA表達水平 總RNA提取試劑盒TaKaPa MiniBEST Universal RNA Extraction Kit、反轉錄試劑盒PrimeScriptTMRT Master Mix（Perfect Real Time）、熒光定量試劑盒SYBR?Premix Ex TaqTMⅡ（Tli RNaseH Plus），Toyobo日本。根據試劑盒說明書，按步驟測定人外周血單核細胞中NLPR3和caspase-1 mRNA表達水平。各目的基因引物序列見表1。

1.3 觀察指標 比較三組臨床指標，比較三組外周血單核細胞NLRP3、caspase-1 mRNA水平;比較三組血漿IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-18水平。

1.4 統計學處理 采用SPSS 22.0軟件對所得數據進行統計分析，計量資料用（x±s）表示，兩組比較采用t檢驗，多組數據比較采用單因素方差分析;計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組一般資料比較 高尿酸血癥組42例，男28例，女14例，平均年齡（49.39±9.58）歲。高尿酸性腎病組26例，男19例，女7例，平均年齡（51.21±10.61）歲。健康對照組35名，男22名，女13名，平均年齡（48.92±8.82）歲。三組一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

2.2 三組臨床指標比較 高尿酸血癥組胱抑素C、尿素氮、尿酸水平均高于健康對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。高尿酸性腎病組胱抑素C、尿素氮及血肌酐水平均明顯高于健康對照組及高尿酸血癥組，差異均有統計學意義（P<0.05）。三組BMI、血壓、血糖、三酰甘油、膽固醇、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。見表2。

2.3 三組外周血單核細胞NLRP3、caspase-1 mRNA水平比較 高尿酸血癥組和高尿酸性腎病組外周血單核細胞NLRP3、caspase-1 mRNA水平均高于健康對照組，高尿酸性腎病組外周血單核細胞NLRP3、caspase-1 mRNA水平均高于高尿酸血癥組，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表3。

2.4 三組血漿IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-18水平比較 高尿酸血癥組和高尿酸性腎病組血漿IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-18水平均高于健康對照組，高尿酸性腎病組血漿IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-18水平均高于高尿酸血癥組，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表4。

高尿酸血癥與腎功能損害密切相關，Singh等[10]通過多項敏感性分析證實，高尿酸血癥使老年人患CKD的風險升高3倍。有學者認為高尿酸血癥作為腎臟疾病進展的指標甚至比尿蛋白更敏感，而高尿酸所致的腎臟損害主要表現為腎間質損害，而炎癥反應也是高尿酸所致靶器官損害的重要機制[11-12]。

人體內的模式識別受體，包括Toll樣受體（TLR）和NOD樣受體（NLR），是巨噬細胞與無菌性炎癥相關的兩種主要傳感器[13]。NLRP3炎性小體，是最具特征的NLR分子，誘導caspase-1的激活和成熟IL-1β及IL-18的釋放。炎癥因子的過度激活刺激產生細胞外基質的成纖維細胞增殖并分化為活化的肌成纖維細胞，導致纖維化[14]。患者血漿中尿酸水平升高，刺激內皮細胞釋放TNF-α等炎癥因子，TNF-α是機體內重要的促炎癥介質，通過與細胞膜上的受體結合激活多種信號通路，引起多種炎癥介質的表達，從而促進炎癥反應的發生[15]。本研究發現高尿酸血癥和高尿酸性腎病患者，尤其是高尿酸性腎病患者外周血單核細胞NLRP3和caspase-1 mRNA明顯升高;血漿IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-18水平亦明顯升高。證實NLRP3/IL-1β信號通路及炎癥反應參與了高尿酸所致的腎臟功能損害。其機制可能為：（1）活化的NLRP3使caspase-1活化，caspase-1剪切pro-IL-1β和pro-IL-18，從而分泌成熟的IL-1β和IL-18，而IL-1β通過IL-1R和IRAK4激活IL-1β信號，這些級聯反應導致近端腎小管細胞的核因子-κB活化[16]。核因子-κB是一種轉錄因子，負責調節參與炎癥途徑的基因的表達，如促炎細胞因子、趨化因子和黏附分子，參與腎小管間質纖維化和巨噬細胞浸潤，導致腎臟損傷[17]。（2）血尿酸升高導致局部或全身的炎癥反應，上調炎性細胞因子，刺激單核細胞表達并釋放細胞因子，包括IL-1β、TNF-α和IL-6等。而TNF-α和IL-6等炎癥因子能夠直接增加氧自由基的釋放，大量氧自由基的產生導致腎小球內PKC信號通路的激活，使腎小球系膜擴張、基底膜增厚、內皮功能障礙、平滑肌細胞收縮、細胞因子及轉化生長因子β（TGF-β）活化[18-19]。而TGF-β是一種致纖維化細胞因子，參與細胞外基質合成，使細胞外基質降解減少[20];此外，大量ROS的產生可能直接導致內皮功能障礙、炎癥和細胞凋亡，導致腎間質纖維化、腎功能損傷[21-22]。

綜上所述，高尿酸性腎病患者體內NLRP3和caspase-1 mRNA，血漿IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-18水平明顯升高，提示高尿酸血癥通過炎癥反應、氧化應激等多種途徑參與腎功能損傷，NLRP3/IL-1β信號通路參與了高尿酸性腎病的發生、發展，為高尿酸性腎病的早期診斷提供了理論依據，也為高尿酸性腎病的治療提供了新的靶點。

參考文獻

[1]蔡小凡，鄧躍毅，鐘逸斐，等.不同性別IgA腎病合并高尿酸血癥患者的臨床病理分析[J].安徽醫科大學學報，2019，54（12）：1960-1965.

[2]林宜，朱斌，俞東容，等.基于傾向性評分匹配法高尿酸血癥對IgA腎病預后的影響[J].中華腎臟病雜志，2021，37（6）：465-473.

[3]馮哲，陳香美.重視并規范腎臟疾病高尿酸血癥的診治[J].中華醫學雜志，2017，97（25）：1921-1922.

[4]魯珍珍，鄧躍毅，劉旺意.腎活檢時高尿酸血癥與IgA腎病臨床及牛津病理相關性研究[J].安徽醫科大學學報，2020，55（3）：456-460.

[5]甘靜，高建東.高尿酸血癥與多囊腎病患者腎功能損害的相關性分析[J].中國中西醫結合腎病雜志，2020，21（1）：21-24.

[6] Kim J，Imig J D，Yang J，et al.Inhibition of soluble epoxide hydrolase prevents renal interstitial fibrosis and inflammation[J].Am J Physiol Renal Physiol，2014，307（8）：971-980.

[7]任健，馬澤立.糖尿病患者血清高尿酸水平與糖尿病腎病進展的相關性分析[J].實用中西醫結合臨床，2020，20（14）：107-108.

[8]吳惠玲.苯溴馬隆與別嘌呤醇對原發性痛風高尿酸血癥患者血漿瘦素、關節疼痛的影響[J].醫學臨床研究，2018，35（4）：791-793.

[9]中國醫師協會腎臟內科醫師分會.中國腎臟疾病高尿酸血癥診治的實踐指南（2017版）[J].中華醫學雜志，2017，97（25）：1927-1936.

[10] Singh J A，Cleveland J D.Gout is associated with a higher risk of chronic renal disease in older adults： A retrospective cohort study of U.S. Medicare population[J].BMC Nephrology，2019，20（1）：93-96.

[11]王奕，王朝霞，馬世興，等.高尿酸血癥對特發性膜性腎病臨床預后的影響[J].寧夏醫科大學學報，2021，43（1）：34-38.

[12]劉雪梅，張偉，王祥花，等.干細胞因子在尿酸性腎病大鼠模型腎組織中的表達及意義[J].中華風濕病學雜志，2019，23（3）：179-184，后插3.

[13]李玉鳳，董云萍，蔣紅櫻，等.IgA腎病患者高尿酸血癥的影響因素分析[J].臨床腎臟病雜志，2021，21（5）：411-415.

[14]馬冬艷，孫凱琳，高偉微，等.高尿酸血癥及其相關疾病中miRNAs作用研究進展[J].中國老年學雜志，2020，40（21）：4700-4703.

[15] Kim S M，Lee S H，Kim Y G，et al.Hyperuricemia-induced NLRP3 activation of macrophages contributes to the progression of diabetic nephropathy[J].Am J Physiol Renal Physiol，2015，308（9）：F993-F1003.

[16]邵曉妮，吳美薇，黑亞南，等.慢性高尿酸血癥腎病模型大鼠尿液和腎臟的代謝組學研究[J].中國藥理學通報，2020，36（11）：1607-1614.

[17]毛逸鳴.糖尿病腎臟病進展因素的研究進展[J].國際泌尿系統雜志，2020，40（4）：763-766.

[18]井小娜，任東升，關謙.非布司他對糖尿病腎病合并高尿酸血癥患者腎功能及炎性因子水平的影響[J].國際移植與血液凈化雜志，2020，18（6）：1-4.

[19] Verma T，Mallik S B，Ramalingayya G V，et al.Emodinol ameliorates urate nephropathy by regulating renal organic ion transporters and inhibiting immune inflammatory responses in rats[J].Biomed Pharmacother，2017，96：727-735.

[20]馬麗.炎癥反應在糖尿病腎病發病中的作用研究進展[J/OL].中華臨床醫師雜志（電子版），2013（13）：6076-6079.

[21]郭海華，孫志國，劉群，等.IgA腎病合并高尿酸血癥患者的臨床及病理特點分析[J].中國實驗診斷學，2020，24（2）：249-253.

[22]鄔文艾琳，張杰，陳偉圣，等.基于NLRP3炎癥信號通路探討山核桃葉總黃酮抗高尿酸血癥作用機制研究[J].中國衛生檢驗雜志，2019，29（13）：17-20，24.

（收稿日期：2021-07-23） （本文編輯：姬思雨）