兒童腎小球性血尿的發(fā)病機(jī)制及研究進(jìn)展

姚露露，喬曉輝

血尿是指尿液中含有超過(guò)正常量的紅細(xì)胞，僅在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞者稱(chēng)為鏡下血尿；肉眼即能見(jiàn)尿呈“洗肉水樣”或血樣者稱(chēng)為肉眼血尿，通常當(dāng)尿紅細(xì)胞＞2.5×109/L（1 000 ml尿中含0.5 ml血液）即可出現(xiàn)肉眼血尿。鏡下血尿的檢查方法和診斷標(biāo)準(zhǔn)尚欠統(tǒng)一，目前我國(guó)兒科血尿的診斷與國(guó)際現(xiàn)行的診斷標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，即以尿中紅細(xì)胞數(shù)目判定：離心尿時(shí)＞3個(gè)/高倍鏡（HP）或＞8000個(gè)/ml，非離心尿時(shí)＞1～2個(gè)/HP，即診斷為血尿。

由于對(duì)血尿定義的不同，同時(shí)也因?yàn)檠蜃陨頍o(wú)特殊癥狀，因此其真實(shí)發(fā)生率差異較大。有報(bào)道稱(chēng)學(xué)齡期兒童的血尿患病率為4.1%[1]；3%～5%的健康兒童在尿檢時(shí)可發(fā)現(xiàn)鏡下血尿，在重復(fù)測(cè)試中，只有1%～2%的兒童會(huì)有持續(xù)性的鏡下血尿[2]。也有研究報(bào)道無(wú)癥狀鏡下血尿患病率在1.7%～31.1%之間[3]。

根據(jù)紅細(xì)胞來(lái)源部位的不同，血尿可分為腎小球性血尿和非腎小球性血尿。腎小球性血尿的發(fā)生機(jī)制十分復(fù)雜，目前普遍認(rèn)為腎小球性血尿與腎小球?yàn)V過(guò)屏障（GFB）功能障礙或損傷有關(guān)。腎小球?yàn)V過(guò)屏障由三層結(jié)構(gòu)組成，由內(nèi)而外分別為內(nèi)皮細(xì)胞、腎小球基底膜（GBM）、臟層上皮細(xì)胞的足突。正常情況下，內(nèi)皮的窗孔（50～100 nm）能夠阻止紅細(xì)胞（直徑為6～8 m）穿過(guò)濾過(guò)屏障，并且靜電屏障也發(fā)揮一定作用。若上述任一結(jié)構(gòu)受損，都可能導(dǎo)致腎小球性血尿的發(fā)生。本文結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，圍繞腎性血尿的發(fā)生機(jī)制及相關(guān)因素的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為其發(fā)病機(jī)制的闡明和臨床診療提供新的啟發(fā)點(diǎn)和依據(jù)。

1 血尿與終末期腎病（ESRD）

以往的證據(jù)表明，孤立性血尿是一個(gè)“良性”癥狀，但近年來(lái)的研究表明，血尿與ESRD的進(jìn)展有關(guān)[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)，在平均隨訪22年后，血尿可顯著增加以色列成年人ESRD的發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[6]。另有證據(jù)表明，30%表現(xiàn)為肉眼血尿的IgA腎病（IgAN）患者及20%華法林相關(guān)腎病患者可出現(xiàn)急性腎損傷（AKI），在這些患者中有近25%的IgAN患者和66%的華法林相關(guān)腎病患者后續(xù)進(jìn)展為慢性腎臟病（CKD），其中持續(xù)的肉眼血尿是AKI向CKD進(jìn)展的重要危險(xiǎn)因素[7-8]。另有研究顯示，在CFHR5-腎病患者中，幾乎所有進(jìn)展為ESRD的男性患者，他們存在兒童期和青春期上呼吸道感染后的發(fā)作性肉眼血尿[9]。Yuste等[5]報(bào)道，與40例單純性蛋白尿的患者相比較，31例表現(xiàn)為血尿和蛋白尿的患者，其腎小球?yàn)V過(guò)率（GFR）下降速率要顯著增快。這些事實(shí)可能表明血尿?qū)δI臟疾病的進(jìn)展有負(fù)面影響。

2022年Fogh等[10]報(bào)道，在170 189例診斷為血尿的丹麥病例中，隨訪10年0.7%的患者進(jìn)展為ESRD，其相對(duì)危險(xiǎn)度是1.6（95%CI：1.4～1.7）。在同時(shí)伴隨有糖尿病或泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤的病例，血尿也升高其發(fā)生ESRD的概率。He等[11]Meta分析13個(gè)臨床研究共5 660例IgAN患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)持續(xù)的血尿是ESRD或GFR降低50%的危險(xiǎn)因素。

血尿的存在可進(jìn)一步導(dǎo)致腎小球的損害，紅細(xì)胞通過(guò)GFB時(shí)會(huì)引起機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致畸變的細(xì)胞骨架無(wú)法將血紅蛋白鎖在紅細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，因此，血紅蛋白從紅細(xì)胞釋放到尿液，然后被腎小管上皮吸收，在那里進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為血紅素和珠蛋白，從而誘導(dǎo)多種病理效應(yīng)，包括氧化應(yīng)激、細(xì)胞死亡、炎癥和纖維化，誘導(dǎo)腎小球損傷[5,12]，從而進(jìn)一步加重血尿。因此，研究血尿發(fā)生的機(jī)制，可能會(huì)為臨床腎臟疾病的治療提供新的思路和方向。

鑒于血尿可能在腎小球疾病中的不良影響，因此血尿仍值得重視。腎性血尿的發(fā)生機(jī)制十分復(fù)雜，目前對(duì)其研究多集中在遺傳因素、免疫紊亂及炎癥等方面。

2 腎性血尿的發(fā)生機(jī)制

2.1 遺傳因素引起GFB結(jié)構(gòu)異常 遺傳因素在部分引起血尿的疾病中起到主要作用。研究發(fā)現(xiàn)，在部分遺傳性腎小球疾病中，其GFB結(jié)構(gòu)更脆弱、更容易破裂，這可能與基因突變直接改變腎小球基底膜（GBM）結(jié)構(gòu)[如Alport綜合征（AS）、薄基底膜腎病（TBMN）或遺傳性血管病、腎病、動(dòng)脈瘤和肌肉痙攣（HANAC）綜合征]或足細(xì)胞結(jié)構(gòu)[如肌球蛋白重鏈9（MYH9）相關(guān)腎病]有關(guān)[12]。

AS、TBMN都為IV型膠原相關(guān)疾病，在這些疾病中，GBM的厚度可降低至正常厚度的1/3，且GBM變薄通常是彌漫和廣泛的（雖然也發(fā)現(xiàn)局灶性異常）。IV型膠原蛋白是GBM中主要的膠原蛋白，它由COL4A3、COL4A4和COL4A5基因編碼的a3（IV）、a4（IV）和a5（IV）三聚體組成[1]。由于IV型膠原基因突變，引起胎兒型IV型膠原鏈（1/2）的持續(xù)表達(dá)，胎兒型IV型膠原蛋白容易受到蛋白酶的影響，導(dǎo)致不穩(wěn)定的GBM[4,13-14]。

肌球蛋白重鏈9相關(guān)腎病是一種常染色體顯性遺傳性疾病，由MYH9基因突變所致。MYH9基因編碼非肌性肌球蛋白重鏈IIA（肌球蛋白II），這是一種細(xì)胞骨架收縮蛋白，其在腎小球內(nèi)、足細(xì)胞、系膜和毛細(xì)血管中大量表達(dá)。肌球蛋白II被認(rèn)為是足細(xì)胞足突肌動(dòng)蛋白-肌球蛋白收縮裝置的主要組成部分[15]。一系列對(duì)MYH9突變相關(guān)的腎臟疾病研究表明，MYH9突變與足細(xì)胞損傷之間存在關(guān)聯(lián)，任何非肌球蛋白的改變，或MYH9表達(dá)，或蛋白結(jié)構(gòu)的改變，都會(huì)破壞腎小球的濾過(guò)屏障，導(dǎo)致蛋白尿和/或血尿，甚至腎功能衰竭[16]。

部分遺傳因素也可通過(guò)毒性化合物的異常沉積而引起血尿[12]。法布雷病是一種X-連鎖溶酶體貯積病，由于-半乳糖苷酶A（-Gal A）先天性缺乏導(dǎo)致球形三酰神經(jīng)酰胺在細(xì)胞內(nèi)的蓄積[17]。球狀三酰神經(jīng)酰胺的積累可引起足細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞損傷的自噬，導(dǎo)致局灶性和節(jié)段性硬化癥，以及GFB的顯著損傷，從而導(dǎo)致蛋白尿和血尿的發(fā)生。

2.2 免疫功能紊亂損傷GFB的完整性自身免疫性疾病通過(guò)免疫復(fù)合物在系膜和毛細(xì)血管袢的沉積，隨后引起炎癥細(xì)胞在腎小球簇聚集，或通過(guò)直接損傷構(gòu)成腎小球毛細(xì)血管濾過(guò)屏障的內(nèi)皮細(xì)胞和足細(xì)胞[14]。抗腎小球基底膜病（Anti-GBM），既往稱(chēng)為Good-pasture綜合征，是由致病性自身抗體形成引起的自身免疫性小血管炎，由腎小球基底膜IV型膠原中的-3鏈的自身抗體形成引起，這種膠原鏈亞型存在于肺泡膜和腎基底膜中[18]。相應(yīng)的抗體破壞腎小球基底膜的正常結(jié)構(gòu)，從而使紅細(xì)胞能夠通過(guò)受損的GBM，產(chǎn)生血尿，且其水平與腎小球病理改變嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，提示原位免疫復(fù)合物形成為血尿發(fā)生機(jī)制之一。除體液免疫外，T細(xì)胞在自身免疫性腎小球疾病發(fā)病機(jī)制中也起到重要作用。來(lái)自動(dòng)物模型的數(shù)據(jù)表明，T細(xì)胞可直接導(dǎo)致細(xì)胞介導(dǎo)的腎小球損傷，且可在沒(méi)有顯著體液免疫紊亂的情況下發(fā)生，部分患者腎活檢樣本中可觀察到T淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn)[19]。

IgAN是亞洲人群最常見(jiàn)的原發(fā)性腎小球腎炎，長(zhǎng)期隨訪研究表明，高達(dá)25%～30%的IgAN患者在20～25年內(nèi)進(jìn)展為ESRD，但其確切發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚。目前被廣泛接受的免疫發(fā)病機(jī)制是多重打擊假說(shuō)，參與高爾基體翻譯后半乳糖基化的關(guān)鍵酶（糖基轉(zhuǎn)移酶）其表達(dá)和活性異常導(dǎo)致IgA1的翻譯后修飾半乳糖基化減少，半乳糖缺陷IgA1（Gd-IgA1）可與可溶性受體CD89以及能特異性識(shí)別半乳糖缺陷IgA1的自身抗體結(jié)合而形成復(fù)合物[20]。除了形成循環(huán)免疫復(fù)合物外，糖基化不足的IgA1非共價(jià)自聚集及聚合趨勢(shì)增加而導(dǎo)致原位系膜復(fù)合物的形成[2,21]。這些IgA1復(fù)合物通過(guò)與轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（TfR）的相互作用而沉積于系膜中[22]，進(jìn)而誘導(dǎo)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶2（TG2）過(guò)度表達(dá)和系膜細(xì)胞的活化，引起炎癥細(xì)胞的募集和GBM的破壞，從而產(chǎn)生血尿[23]。而在IgAN小鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校琁gA1蛋白酶的治療使系膜IgA1沉積物水平顯著降低，血尿癥狀好轉(zhuǎn)[24]。因此，異常糖基化的IgA1及其相關(guān)的免疫復(fù)合物是IgAN發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵分子。

與此同時(shí)，黏膜感染中的B細(xì)胞（尤其是扁桃體炎中的B細(xì)胞）所產(chǎn)生的腎源性IgA也可能參與了IgAN的發(fā)病。這方面的臨床證據(jù)包括：IgAN患者發(fā)作性肉眼血尿常與扁桃體炎、咽炎等黏膜感染同時(shí)發(fā)生，IgAN患者對(duì)黏膜疫苗接種的異常反應(yīng)，扁桃體切除術(shù)或扁桃體切除術(shù)聯(lián)合大劑量糖皮質(zhì)激素沖擊治療可使部分重癥IgAN患者獲益，這些證據(jù)都表明黏膜免疫可能參與了血尿的發(fā)病機(jī)制[25-26]。研究表明，在黏膜免疫缺陷（缺陷的系統(tǒng)性IgA免疫反應(yīng)）的情況下，外源性抗原可通過(guò)激活Toll樣受體（TLR），誘導(dǎo)樹(shù)突細(xì)胞中B細(xì)胞活化因子（BAFF）的過(guò)表達(dá)，促進(jìn)B細(xì)胞擴(kuò)增，導(dǎo)致IgA合成增加繼而誘導(dǎo)聚合型IgA1和IgA/IgG免疫復(fù)合物的形成[21,27]。但隨之而來(lái)的問(wèn)題是，黏膜B細(xì)胞產(chǎn)生的Gd-IgA1是如何出現(xiàn)在體循環(huán)中的。Van等學(xué)者[21,28]認(rèn)為“黏膜-腎”軸在血尿的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。一系列臨床和實(shí)驗(yàn)研究表明，人類(lèi)的黏膜與骨髓之間存在著持續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)的抗原特異性淋巴細(xì)胞和抗原遞呈細(xì)胞（包括記憶性B細(xì)胞和IgA漿細(xì)胞），這些淋巴細(xì)胞中的整合素和趨化因子受體的模式略有不同。一項(xiàng)人類(lèi)研究報(bào)告了異基因骨髓移植后IgAN的完全組織學(xué)緩解，這表明免疫反應(yīng)確實(shí)是在黏膜中觸發(fā)的，但骨髓中的記憶細(xì)胞產(chǎn)生了腎源性IgA1，并最終到達(dá)外周。目前現(xiàn)在該理論越來(lái)越受到研究者的關(guān)注，并且認(rèn)為該軸的異常可能在IgAN的發(fā)展中起重要作用。

上述疾病中，血尿產(chǎn)生的主要機(jī)制為：在體液免疫及（或）黏膜免疫的介導(dǎo)下，產(chǎn)生特異性的抗體形成循環(huán)免疫復(fù)合物或原位免疫復(fù)合物，沉積于腎小球，通過(guò)活化補(bǔ)體形成膜攻擊復(fù)合物造成細(xì)胞損傷，趨化中性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞等釋放細(xì)胞因子介導(dǎo)組織損傷[29]。

2.3 免疫紊亂及部分遺傳因素介導(dǎo)的炎癥反應(yīng) 免疫反應(yīng)需引起炎癥反應(yīng)才能導(dǎo)致腎小球損傷及血尿。炎癥介導(dǎo)系統(tǒng)可分為炎癥細(xì)胞和炎癥介質(zhì)兩大類(lèi)，炎癥細(xì)胞可產(chǎn)生炎癥介質(zhì)，炎癥介質(zhì)又可趨化、激活炎癥細(xì)胞，各種炎癥介質(zhì)間又相互促進(jìn)或制約，形成一個(gè)十分復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。多種免疫細(xì)胞及免疫介質(zhì)參與了腎小球炎癥反應(yīng)。主要的炎癥細(xì)胞包括中性粒細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞及血小板等。在免疫復(fù)合物形成的腎小球疾病中，浸潤(rùn)的炎癥細(xì)胞可釋放炎癥介質(zhì)（如補(bǔ)體，細(xì)胞因子和活性氧等），炎癥介質(zhì)可通過(guò)收縮或舒張血管來(lái)影響局部腎血流動(dòng)力學(xué)，并可作用于不同的細(xì)胞（如腎小球細(xì)胞和間質(zhì)小管細(xì)胞），促進(jìn)或抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞自分泌和旁分泌以及促進(jìn)或抑制細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）分泌。這些介質(zhì)調(diào)節(jié)炎性損傷和相關(guān)硬化變化[30]，并最終導(dǎo)致腎小球損傷和血尿的發(fā)生。

白細(xì)胞介素-6（IL-6）和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）在腎小球固有細(xì)胞損傷和修復(fù)過(guò)程中具有重要作用。研究表明，單純性血尿患者的VEGF/肌酐（CR）和IL-6/CR值與腎小球病理性損傷評(píng)分呈正相關(guān)[31]。IL-6是由單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、系膜細(xì)胞及T淋巴細(xì)胞等細(xì)胞產(chǎn)生的多功能細(xì)胞因子。在腎小球中，腎小球膜系統(tǒng)分泌的IL-6可以刺激系膜細(xì)胞的增殖，促進(jìn)炎癥介質(zhì)的釋放（如血小板活化因子，血栓素-B2和超氧陰離子）。因此，IL-6在腎小球腎炎的免疫病理性損傷中起到重要作用。VEGF是一種強(qiáng)化的內(nèi)皮細(xì)胞特異性有絲分裂原和通透性因子，廣泛參與血管基底膜的形成和血管生成[32]。VEGF由許多細(xì)胞合成和分泌，在腎臟中，VEGF主要在足細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞中表達(dá)，而VEGF受體主要在前腎小球血管、腎小球和腹膜毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)。VEGF可以減少腎小球基底膜的陰離子數(shù)，誘導(dǎo)腎小球內(nèi)皮細(xì)胞的小窗口形成，從而同時(shí)影響腎小球基底膜的電荷和機(jī)械屏障，調(diào)節(jié)腎小球通透[33]。研究發(fā)現(xiàn)VEGF可以將腎小球內(nèi)皮細(xì)胞的電阻降低到12.5/cm2，從而增加內(nèi)皮細(xì)胞的通透性[34]。VEGF還表現(xiàn)出類(lèi)似于組胺所表現(xiàn)出的緩激肽作用，這種作用可直接引起血漿外滲和閉塞蛋白絲氨酸或蘇氨酸殘基的磷酸化，從而導(dǎo)致其降解或構(gòu)象變化，從而阻塞和增加血管通透性[30]。因此，這兩種細(xì)胞因子可能參與了血尿形成的機(jī)制。

此外，炎癥導(dǎo)致肉眼血尿惡化的可能機(jī)制包括CX3CL1/CX3CR1軸。研究表明，在IgAN患者在肉眼血尿發(fā)作期間，這些患者的外周血單核細(xì)胞CX3CR1表達(dá)增加，血清和尿液中的CX3CL1（CX3CR1的獨(dú)特配體，也稱(chēng)之為FKN）水平也升高，CX3CL1/CX3CR1軸可能通過(guò)其趨化活性來(lái)招募可改變腎小球?yàn)V過(guò)屏障的炎癥細(xì)胞，從而發(fā)揮重要作用[35]。在復(fù)發(fā)肉眼血尿的IgAN患者中，足細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞以及尿液中FKN上調(diào)，這可能是急性期CX3CR1+細(xì)胞通向尿極的血管通道，這種轉(zhuǎn)運(yùn)可引起內(nèi)皮損傷，從而導(dǎo)致血尿。

研究表明，補(bǔ)體系統(tǒng)也參與了血尿的發(fā)病機(jī)制。在IgAN病理過(guò)程中，補(bǔ)體激活是重要的一環(huán)，研究發(fā)現(xiàn)90%的IgAN患者存在系膜區(qū)C3的沉積。補(bǔ)體激活產(chǎn)物C3a和C5a具有廣泛的促炎作用，并與IgAN的活動(dòng)度及嚴(yán)重程度相關(guān)。它們的受體可能是IgAN的潛在治療靶點(diǎn)。C3a還參與誘導(dǎo)系膜細(xì)胞分泌表型，這也解釋IgAN患者中所觀察到的系膜基質(zhì)擴(kuò)張[36]。

需要注意的是，除導(dǎo)致濾過(guò)屏障結(jié)構(gòu)異常或毒性化合物沉積外，遺傳因素也可能導(dǎo)致補(bǔ)體替代通路的調(diào)節(jié)異常而引起血尿，如近年來(lái)新認(rèn)識(shí)的一類(lèi)腎小球疾病—由CFHR5基因突變引起的遺傳性C3腎小球腎炎。CFHR5基因?qū)儆诰奂谌旧w1q32上的五個(gè)基因（CFHR1-5）家族，編碼參與替代補(bǔ)體途徑調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)[37]。該腎小球疾病的主要特征是C3沉積，而無(wú)顯著的免疫球蛋白沉積。C3的沉積誘導(dǎo)強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，引起吞噬細(xì)胞趨化，細(xì)胞調(diào)理和溶解[12]。

綜上所述，免疫因素、炎癥因素及遺傳因素都與腎小球性血尿相關(guān)。需指出的是，血尿的出現(xiàn)可能是多種機(jī)制共同作用的結(jié)果。由于遺傳、自身免疫及后續(xù)的炎癥反應(yīng)，可導(dǎo)致腎小球?yàn)V過(guò)膜功能/結(jié)構(gòu)完整性破壞，包括腎小球基底膜、內(nèi)皮細(xì)胞和足細(xì)胞，最終導(dǎo)致腎小球性血尿的發(fā)生發(fā)展。