糖尿病腎病患者尿液基質金屬蛋白酶組織抑制劑2、胰島素樣生長因子結合蛋白7的水平及其臨床意義

顧帥帥, 朱 琳, 金艷盛, 丁 嵐, 范茂虓

(江蘇省蘇州市吳中人民醫院, 1．腎內科, 2．內分泌科, 江蘇 蘇州, 215000)

糖尿病腎病(DN)是糖尿病最常見的微血管并發癥。目前, DN的病因和發病機制尚不明確，但可導致蛋白尿、水腫、高血壓等癥狀，嚴重者甚至可引起腎衰竭，危害患者生命健康[1-2]。隨著糖尿病和DN發病率逐年升高, DN合并急性腎損傷(AKI)的患者例數也逐年增多[3]。國外研究[4]認為，腎小管上皮細胞在DN環境中活化后分泌的炎癥因子或纖維化因子在DN發病機制中起重要作用。目前報道[5-6]用于早期檢測腎小管上皮細胞損傷的尿液標志物有3類: 第一類為炎癥標志物，包括白介素-18(IL-18)和中性粒細胞明膠酶相關的脂質鈣蛋白(NGAL); 第二類為細胞損傷標志物，主要包括腎損傷分子1(KIM-1)、肝脂肪酸結合蛋白和α谷胱甘肽S-轉移酶; 第三類為細胞周期阻滯標志物，如基質金屬蛋白酶組織抑制劑2(TIMP-2)、胰島素樣生長因子結合蛋白7(IGFBP7)。國內有關尿液TIMP-2、IGFBP7在AKI中的研究[7-8]較多，而關于TIMP-2、IGFBP7在DN患者中的研究報道并不多見。本研究分析尿液TIMP-2、IGFBP7水平診斷DN患者發生AKI的價值，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年6月—2020年6月在本院腎內科、內分泌科住院治療的254例DN患者為研究組，其中男178例，女76例，年齡18～80歲，平均(48.68±16.42)歲。納入標準: ① 年齡≥18歲者; ② 符合DN診斷標準者，即糖尿病病史超過5年或有糖尿病視網膜病變; ③ 持續蛋白尿者, 24 h尿白蛋白排泄率>30 mg, 或尿白蛋白與肌酐比值>30 mg/g, 或24 h尿蛋白定量>0.5 g。排除標準: ① 進展為終末期腎病或已經開始腎臟替代治療者，包括血液透析、腹膜透析、腎移植等; ② 糖尿病合并原發性腎小球疾病或其他繼發性腎臟疾病患者。選取230例單純2型糖尿病患者為對照組，其中男155例，女75例，年齡18～76歲，平均(48.27±15.63)歲。

1.2 研究方法

根據血清肌酐水平及尿量將DN患者分為AKI組19例和非AKI組235例。AKI診斷標準: 血清肌酐水平在48 h內上升值超過26.4 μmol/L或血肌酐上升值超過入院時50%以上，或患者尿量<0.5 mL/(kg·h)且持續6 h以上(若僅依據尿量作為AKI診斷標準時，需排除腎后性或脫水等容量不足引起的尿量減少)。合并慢性腎功能不全患者住院期間血肌酐突然上升或尿量突然減少也納入AKI組。

對照組收集1次晨尿, DN合并AKI患者在入院時收集1次晨尿, DN合并非AKI患者在入院時及入院后每隔48 h收集1次晨尿，至少收集5次或直至確診為新發AKI。每次收集尿液10 mL, 記錄并貼好標簽后離心，取上層清液1 mL置于-80℃條件下保存，待統一檢測。采用酶聯免疫吸附法檢測尿液TIMP-2、IGFBP7水平及尿肌酐水平，試劑盒購自美國RayBiotech公司，操作方法均按照試劑盒說明書步驟進行。所有患者尿液TIMP-2、IGFBP7水平均按照尿肌酐水平進行標準化。

1.3 觀察指標

記錄患者年齡、性別、體質量指數(BMI), 檢測血清肌酐、血清白蛋白、糖化血紅蛋白(HbA1c)、血尿酸、尿素氮、尿微量白蛋白、24 h尿蛋白定量、尿β2-微球蛋白、估算腎小球濾過率(eGFR)。eGFR[mL/(min·1.73 m2)]= 175×[血肌酐(mg/dL)]-1.234× [年齡(歲)]-0.179× 性別(男性=1, 女性=0.79)。根據eGFR對DN患者進行分期: Ⅰ期為eGFR≥90 mL/(min·1.73 m2); Ⅱ期為eGFR 60～<90 mL/(min·1.73 m2), 表現為輕度下降; Ⅲ期為eGFR 30～<60 mL/(min·1.73 m2), 表現為中度下降; Ⅳ期為eGFR 15～<30 mL/(min·1.73 m2), 表現為大幅下降; Ⅴ期為腎衰竭, eGFR<15 mL/(min·1.73 m2); 分期結果為Ⅰ期32例, Ⅱ期84例, Ⅲ期90例, Ⅳ期48例。

1.4 統計學方法

2 結 果

2.1 研究組與對照組臨床資料比較

研究組與對照組患者年齡、男性比率、BMI比較，差異無統計學意義(P>0.05); 研究組血清肌酐、HbA1c、血尿酸、尿素氮、尿微量白蛋白、24 h尿蛋白定量、尿β2-微球蛋白均高于對照組，血清白蛋白、eGFR均低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 研究組與對照組臨床資料比較

2.2 不同臨床分期DN患者血清肌酐及尿液TIMP-2、IGFBP7水平比較

Ⅲ期、Ⅳ期DN患者血清肌酐、TIMP-2與尿肌酐的比值(TIMP-2/尿肌酐)、IGFBP7與尿肌酐的比值(IGFBP7/尿肌酐)均高于Ⅰ期、Ⅱ期患者，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 不同臨床分期DN患者血清肌酐及尿液TIMP-2、IGFBP7水平比較

2.3 AKI組與非AKI組DN患者血清肌酐及尿液TIMP-2、IGFBP7水平比較

與非AKI組相比, AKI組患者血清肌酐水平及尿TIMP-2/尿肌酐、尿IGFBP7/尿肌酐水平均上升，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 AKI組與非AKI組DN患者血清肌酐及尿液TIMP-2、IGFBP7水平比較

2.4 尿液TIMP-2、IGFBP7水平與相關指標的關系

尿液TIMP-2、IGFBP7水平與血清肌酐、HbA1c、血尿酸、尿素氮、尿微量白蛋白、24 h尿蛋白定量、尿β2-微球蛋白均呈正相關(P<0.05), 與血清白蛋白、eGFR均呈負相關(P<0.05)。見表4。

表4 尿液TIMP-2、IGFBP7水平與相關指標的關系

2.5 尿液TIMP-2、IGFBP7、血清肌酐診斷DN患者發生AKI的價值

ROC曲線結果顯示，入院時尿液TIMP-2、IGFBP7、血清肌酐預測DN患者發生AKI的曲線下面積(AUC)分別為0.676(95%CI: 0.587～0.756)、0.864(95%CI: 0.792～0.918)、0.618(95%CI: 0.528～0.703), 尿液TIMP-2聯合IGFBP7預測DN患者發生AKI的AUC為0.926(95%CI: 0.866～0.965), 見表5、圖1。

表5 尿液TIMP-2、IGFBP7、血清肌酐診斷DN患者發生AKI的價值

圖1 尿液TIMP-2、IGFBP7、血清肌酐預測DN患者發生AKI的ROC曲線

3 討 論

DN是導致終末期腎臟病的主要原因，也是導致糖尿病患者死亡的重要原因之一[9-10]。早期預測DN患者AKI的發生有利于盡早開展治療。TIMP-2、IGFBP7作為細胞周期阻滯標志物，國內外多項研究[10-11]發現其在AKI中發揮作用，且可能參與發病機制。基質表達增加和衰退減少導致的細胞外基質成分過度積累是腎纖維化發展的原因之一。基質成分由基質金屬蛋白酶(MMPs)調控, TIMP-2被稱為MMPs的調節因子[12]。腎小管細胞損傷率的增加導致細胞周期阻滯，而細胞周期阻滯被認為是一種腎保護機制[13]。在這種情況下, TIMP-2、IGFBP7這2種細胞蛋白在腎小管上皮細胞中過度表達，而尿液中這些蛋白的水平升高表明腎小管細胞處于應激狀態[14-15]。本研究結果顯示，隨著DN患者病理分級加重，尿TIMP-2/尿肌酐、尿IGFBP7/尿肌酐水平均升高, Ⅳ期DN患者尿TIMP-2/尿肌酐、尿IGFBP7/尿肌酐水平達到最高，表明尿液TIMP-2、IGFBP7水平變化可反映DN患者腎小球損傷及病情嚴重程度。XIE Y等[16]開展的一項隊列研究發現, (TIMP-2)·(IGFBP7)值在重癥監護病房AKI患者不良預后風險預測中有較高的特異性，可以作為AKI患者的預后生物標志物。本研究結果顯示, DN合并AKI患者尿液TIMP-2/尿肌酐、IGFBP7/尿肌酐水平顯著高于非AKI患者，表明尿液TIMP-2、IGFBP7可反映DN患者病情發展，可能與AKI發生有關，監測DN患者尿TIMP-2/尿肌酐、尿IGFBP7/尿肌酐水平變化可評估患者病情發展狀況，實施精準干預措施，改善患者預后。本研究Pearson檢驗分析顯示，尿液TIMP-2、IGFBP7水平與血清肌酐、HbA1c、血尿酸、尿素氮、尿微量白蛋白、24 h尿蛋白定量、尿β2-微球蛋白均呈正相關(P<0.05), 與血清白蛋白、eGFR均呈負相關(P<0.05), 進一步表明尿液TIMP-2、IGFBP7水平升高與DN患者的病情進展有關。

血清肌酐是一種內生肌酐，當患者出現腎損傷時，血清肌酐水平顯著上升，可反映患者腎實質損傷情況。本研究結果顯示，隨著DN患者病理分期加重，血清肌酐水平也逐漸上升，且DN合并AKI患者血清肌酐水平顯著高于非AKI患者。臨床研究[17]發現，血清肌酐水平只在腎損傷后較長一段時間或者在患者病情發展嚴重后才顯著增高，不能提示腎損傷早期腎功能的變化。有學者[18-19]通過收縮壓干預實驗研究發現，在AKI背景下，尿液IL-18、KIM-1、NGAL可作為評估腎小管細胞損傷的標志物，但其基線水平不能反映未來AKI發生風險，存在一定的局限性。ZHANG B等[20]在高糖條件下利用全細胞膜片鉗記錄大鼠腎小球系膜細胞ATP敏感性鉀通道(KATP)電流情況，結果發現細胞中TIMP-2水平、KATP通路活性和腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)活性顯著降低，同時可促進腎小球膜細胞增殖和Ⅳ型膠原產生; 利用KATP選擇性開啟劑二氮嗪(diazoxide)預處理可誘導TIMP-2生成，降低Ⅳ型膠原生成，表明TIMP-2可能在高糖誘導腎損傷中起保護作用。IGFBP7是一種與細胞過程有關的分泌蛋白, CAI X J等[21]研究發現，沉默IGFBP7可以抑制高糖誘導的足細胞凋亡和上皮間質轉化(EMT), 而TGF-β1/Smad信號通路與細胞增殖、凋亡活性和EMT相關，揭示沉默IGFBP7可抑制TGF-β1/Smad通路活性，改善足細胞損傷，表明IGFBP7可能是治療DN的潛在靶點。然而, TIMP-2、IGFBP7在DN患者中的具體作用機制有待進一步研究。本研究ROC曲線結果顯示，血清肌酐、尿液TIMP-2、IGFBP7預測DN患者發生AKI的AUC分別為0.618、0.676、0.864, 可見尿IGFBP7的預測效能最好; 進一步行尿液TIMP-2、IGFBP7的聯合檢測，結果顯示聯合檢測預測DN患者發生AKI的AUC為0.926, 特異度高達95.89%, 靈敏度也顯著升高，提示尿液TIMP-2、IGFBP7聯合預測效能最好。

綜上所述，尿液TIMP-2、IGFBP7水平隨DN患者病理分級加重而呈上升趨勢，或可作為預測DN患者發生AKI的潛在生物標志物，監測兩者水平變化可更好地評估患者病情發展，具有一定的臨床實際意義。