糖尿病腎病患者尿液中生物學標記物的表達及其與急性腎損傷發生的相關性

郭洋洋

河北省廊坊市第四人民醫院腎內科 065700

糖尿病腎病是糖尿病主要慢性微血管并發癥之一,可發展到終末期腎臟疾病,是慢性腎衰竭的主要原因[1]。急性腎損傷是糖尿病腎病的常見并發癥之一,若不及早發現并干預會對患者生存質量產生嚴重影響。腎活檢是急性腎損傷診斷的金標準,但是該檢測為有創診斷,難以普及。因此,尋找靈敏度高、特異度強、能判斷急性腎損傷生物學標記物具有極高的臨床價值[1]。本研究觀察糖尿病腎病患者尿液中生物學標記物的表達情況,分析其與糖尿病腎病患者發生急性腎損傷的關系,現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2020年5月—2022年5月醫院收治的90例糖尿病腎病患者作為研究對象,根據2012年KDIGO發布的糖尿病腎病分期指南,將分為Ⅰ期30例,Ⅱ期29例,Ⅲ期31例。Ⅰ期:男16例,女14例;年齡60～75歲,平均年齡(68.50±4.73)歲。Ⅱ期:男15例,女14例;年齡61～75歲,平均年齡(68.31±4.50)歲。Ⅲ期:男16例,女15例;年齡60～74歲,平均年齡(68.48±4.83)歲。三組性別、年齡比較差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。

1.2 納入標準 (1)符合《內科學》第9版[2]中糖尿病腎病的診斷標準:1型糖尿病發病后5年和2型糖尿病確診時,出現持續蛋白尿,而后經腎活檢確診;且糖尿病腎病的分期在Ⅰ～Ⅲ期內;(2)精神、溝通無障礙;(3)患者及家屬均簽署知情同意書,自愿參與本研究。

1.3 排除標準 (1)心、肝、腎等重要臟器功能不全;(2)近期服用影響腎臟功能或降低血脂水平藥物;(3)合并炎癥感染反應;(4)合并惡性腫瘤者;(5)有透析或者器官移植史。

1.4 方法 (1)采集方法:采集所有門診患者空腹尿液,取中段尿倒入10ml的EP管中,以醫用離心機(廣州吉迪儀器有限公司,型號JIDI-17D)離心10min,離心速率3 500r/min,離心半徑10cm,取上清尿液分批包裝(每批不少于1ml),并低溫保存于-80℃的冰箱中。(2)檢測方法:通過全自動生化儀(瑞士Roche公司,型號COBAS c311)以及通過酶聯免疫吸附法對患者體內NGAL、KIM-1、IL-18水平進行測定,試劑盒由上海德波生物技術有限公司提供。

1.5 急性腎損傷的診斷 符合《內科學》第9版中急性腎損傷的診斷標準[2]:48h內血清肌酐水平升高≥0.3mg/dl或超過基礎值的1.5倍及以上,且明確或經推斷上述情況發生在7d之內;或持續6h尿量<0.5ml/(kg·h)。

1.6 觀察指標 (1)比較Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期糖尿病腎病患者尿液中生物學標記物的水平,尿液中生物學標記物的水平對糖尿病腎病分期的評估;(2)根據是否并發急性腎損傷將糖尿病腎病患者分為發生組和未發生組,比較兩組患者NGAL、KIM-1、尿IL-18水平,并分析上述指標與急性腎損傷發生的相關性。

2 結果

2.1 不同分期患者尿液中生物學標記物水平比較 Ⅰ期患者的NGAL、KIM-1水平均低于Ⅱ期及Ⅲ期患者,且Ⅱ期患者低于Ⅲ期患者,差異有統計學意義(P<0.05);不同分期患者尿IL-18水平比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 不同分期患者尿液中NGAL、KIM-1、>尿IL-18水平比較

2.2 尿液NGAL、KIM-1對糖尿病腎病分期的評估 尿液NGAL、KIM-1評估糖尿病腎病分期Ⅰ期與Ⅱ期的AUC均>0.70,有一定評估價值;尿液NGAL、KIM-1評估糖尿病腎病分期Ⅰ期與Ⅲ期的AUC均>0.70,有一定評估價值;尿液NGAL、KIM-1評估糖尿病腎病分期Ⅱ期與Ⅲ期的AUC均>0.70,有一定評估價值。詳見表2,ROC曲線圖見圖1～3。

圖1 尿液NGAL、KIM-1評估糖尿病腎病分期Ⅰ期與Ⅱ期的ROC曲線圖

圖2 尿液NGAL、KIM-1評估糖尿病腎病分期Ⅰ期

圖3 尿液NGAL、KIM-1評估糖尿病腎病分期

表2 尿液NGAL、KIM-1對糖尿病腎病分期的評估

2.3 急性腎損傷的診斷結果 經評估,90例糖尿病腎病患者發生急性腎損傷30例,未發生急性腎損傷60例,按照急性腎損傷的發生情況將糖尿病腎病患者分為兩組,分別為發生組和未發生組。

2.4 兩組患者尿液中NGAL、KIM-1、尿IL-18水平比較 未發生組患者尿液中NGAL、KIM-1以及尿IL-18水平均低于發生組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 兩組患者尿液中NGAL、KIM-1、>尿IL-18水平比較

2.5 尿液中NGAL、KIM-1與糖尿病腎病患者發生急性腎損傷的相關性 點二列相關性分析可得,尿液中NGAL(r=0.248,P=0.018)、KIM-1(r=0.279,P=0.008)、IL-18(r=0.484,P<0.001)均與糖尿病腎病患者發生急性腎損傷的風險呈正相關性。

3 討論

隨著現代醫學對糖尿病腎病的研究不斷深入,越來越多的實驗室指標被發現并用于糖尿病腎病的病情評估。由于血清生物標志物的檢測結果不僅僅只針對腎臟,還可反映全身損傷嚴重程度,近來醫療人員將更多的目光投向尿液生物標志物研究,尿液生物標志物檢查屬非侵入性檢查,檢測快速、可靠,且特異性較強[3-4]。其中尿素氮等是目前已發現并被公認的腎臟損傷標志物,但因腎臟具有非常強的代償功能,在腎功能輕度受損時,尿素氮的水平可能會無變化,因此尿素氮的敏感性較差,故此需要尋找新的非侵入性的尿液中生物標記物來評估糖尿病腎病病情狀況以及其與急性腎損傷的發生關系[5]。

本研究結果顯示,Ⅰ期患者的NGAL、KIM-1水平均低于Ⅱ期以及Ⅲ期,且Ⅱ期低于Ⅲ期;此外,本研究ROC曲線分析顯示,尿液中NGAL、KIM-1水平評估糖尿病腎病分期的AUC均>0.7,提示尿液中NGAL、KIM-1表達水平與糖尿病腎病病情發展相關。原因在于:NGAL是一種脂質運載蛋白,它具有能夠調控腎小管上皮細胞凋亡的作用。當腎小管上皮細胞受到刺激時,NGAL會被大量釋放到尿液中,其表達水平會大量升高,因此,尿NGAL表達水平與糖尿病腎病病情發展相關。而KIM-1是近曲小管上皮細胞上的一種跨膜蛋白—磷脂酰絲氨酸受體,亦屬于免疫球蛋白基因,在正常腎組織中 KIM-1不表達,但是,一旦出現腎損傷情況,尿KIM-1會在近曲小管上皮細胞中表達并釋放到尿液中,使尿液中 KIM-1水平升高[6]。因此,尿KIM-1與糖尿病腎病病情嚴重程度相關。本研究結果顯示,不同分期的糖尿病腎病患者的尿IL-18水平的差異無統計學意義,原因在于:炎性反應可影響該結果,部分患者可能存在次合并癥。

有研究結果顯示,尿NGAL是缺血性以及腎毒性急性腎損傷的早期診斷指標[7]。本研究結果顯示,發生組的尿NGAL水平比未發生組高;尿液中NGAL與糖尿病腎病患者發生急性腎損傷的風險呈正相關性,提示尿液中NGAL水平越高,代表急性腎損傷的發生風險越大。原因在于:NGAL主要存在于中性粒細胞的顆粒中,由于NGAL的分子量較低,NGAL大部分都可以通過腎小球濾過屏障,從而其在腎小管的近端處易被再吸收;當腎小管的功能有所改變時,NGAL在腎小管的重復吸收量會降低,而上皮細胞分泌會增加,其變化早于肌酐和其他標記物,因此NGAL具有顯著的時間優勢,因此,尿液中NGAL水平越高,代表急性腎損傷發生風險越高。

此外,發生組的尿液中KIM-1水平比未發生組高;尿液中KIM-1與糖尿病腎病患者發生急性腎損傷的風險呈正相關性,提示尿液中KIM-1水平越高,急性腎損傷的發生風險越大。有研究顯示,在正常情況下,KIM-1表達量很低,慢性腎臟病患者尿液中KIM-1水平不會升高,而當患者發生急性腎損傷時,KIM-1可以被迅速釋放至尿液中,尿液中KIM-1表達明顯提高[8]?？梢?KIM-1能作為一種早期檢測腎損傷的可靠生物學標志物,尿液中KIM-1水平越高,越容易發生急性腎損傷。

本研究結果顯示,發生組的尿IL-18水平比未發生組高;尿液中IL-18與糖尿病腎病患者發生急性腎損傷呈正相關性,提示尿IL-18表達水平越高,急性腎損傷的發生風險越大。原因在于:IL-18是一種促炎性反應細胞因子,由近端小管誘導分解形成的促炎癥因子,亦是輔助性T細胞因子,其介導著多種器官炎癥及缺血后損傷。有研究證實,尿IL-18在近端小管中具有損傷效應,提示尿IL-18水平升高可作為判斷近端小管損傷的標志。因此,尿液中IL-18平越高,越容易發生急性腎損傷[9]。

綜上所述,尿液中NGAL、KIM-1水平與糖尿病腎病患者的病情相關。尿液中NGAL、KIM-1、IL-18水平越高,糖尿病腎病患者發生急性腎損傷的危險性越高;臨床應密切關注NGAL、KIM-1、IL-18水平異常的患者,以早期預防糖尿病腎病患者并發急性腎損傷。