慢性腎臟病患者血清CHI3L1、MMP-13表達水平及其病情評估、預后價值*

唐方平,劉義強,李 娜,付 平

1.江油市人民醫院腎病風濕免疫科,四川江油 621700;2.江油市第二人民醫院,四川江油 621700;3.四川大學華西醫院腎臟內科,四川成都 610044

慢性腎臟病為任何原因引起的腎臟結構、功能損害的疾病。大多數慢性病,如高血壓、糖尿病及一些原發性腎臟疾病(如腎小球腎炎),最終可發展為慢性腎病,并作為其長期并發癥[1]。慢性腎臟病Ⅲ期前患者通常無明顯癥狀,隨著病情的發展可能會出現中樞神經系統障礙、急性心力衰竭等并發癥,以及腎功能衰竭,影響患者的生活甚至危及生命[2],因此早期發現、早診斷有助于改善患者的預后。幾丁質酶屬于糖苷水解酶18家族,是由N-乙酰葡糖胺重復序列組成的多糖鏈,幾丁質酶3樣蛋白1(CHI3L1)屬于該家族成員,在原核生物和真核生物中都很常見,CHI3L1由巨噬細胞、內皮細胞、癌細胞、中性粒細胞和肝星狀細胞等多種細胞產生,在炎癥和組織修復、重塑以及對抗氧化劑、病原體誘導的損傷中起著至關重要的作用[3]。有研究表明,CHI3L1對診斷患者腎功能損傷具有一定的參考價值,且在危重癥患者中其水平增加,推測其可能影響慢性腎臟疾病的發展[4]。基質金屬蛋白酶(MMP)屬一類鋅依賴性蛋白水解酶家族蛋白,負責切割多種細胞外基質蛋白,MMP-13在腎臟疾病的發生發展中起關鍵作用[5]。有研究顯示,MMP-13與CHI3L1共同參與肺癌轉移,但對慢性腎臟病的病情及預后評估的應用價值尚鮮見報道[6]。本研究旨在探討慢性腎臟病患者血清CHI3L1和MMP-13對其病情評估、預后價值的影響。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2020年3月至2022年8月在江油市人民醫院就診的208例慢性腎臟病患者,其中男108例,女100例,年齡28～75歲,平均(58.28±4.28)歲;208例慢性腎臟病患者中包括101例原發性腎小球病,76例繼發性腎小球病,21例糖尿病腎病,10例腎小管-間質疾病。納入標準:(1)符合慢性腎臟病診斷標準[7];(2)臨床資料完整;(3)研究者配合度較高。排除標準:(1)使用過藥物如糖皮質激素、抗凝劑等的患者;(2)接受透析或腎移植治療的患者;(3)自身免疫性或感染性疾病患者;(4)嚴重肝、肺及心血管等系統性疾病患者;(5)妊娠或哺乳期患者。將208例慢性腎臟病患者按照病情嚴重程度劃分[8]:其中腎小球濾過率(GFR)≥90 mL/(min·1.73 m2)為Ⅰ期組,共21例;GFR在60～89 mL/(min·1.73 m2)為Ⅱ期組,共42例;GFR在30～59 mL/(min·1.73 m2)為Ⅲ期組,共86例;GFR在15～29 mL/(min·1.73 m2)為Ⅳ期組,共38例;GFR在0～<15 mL/(min·1.73 m2)為Ⅴ期組,共21例。以同期進行體檢的體檢健康者為對照組,共152例,近期無接受慢性腎臟及腎毒性藥物史,其中男88例,女64例,年齡25～75歲,平均(58.25±4.45)歲。對照組、病例組在性別及年齡方面比較,差異無統計學意義(P>0.05)。本研究經江油市人民醫院醫院倫理委員會批準。

1.2研究方法

1.2.1樣本采集 對照組于體檢時抽取靜脈血樣品5 mL,病例組患者于入院第1天收集空腹靜脈血樣品5 mL,將樣品靜置30 min后,在4 ℃下以8 000×g離心15 min分離血清,取上清液儲存在-80 ℃待檢。

1.2.2用酶聯免疫吸附試驗檢測血清CHI3L1、MMP-13表達水平 采用酶聯免疫吸附試驗測定血清中CHI3L1(杭州普望生物技術有限公司)和MMP-13表達水平(武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司):將10 μL適當稀釋的CRP標準品、樣品和對照品在室溫下分配到適當標記的微量滴定孔中,然后加入100 μL酶結合試劑,充分混合30 s,并在20～25 ℃下孵育45 min。隨后用蒸餾水洗滌該孔,并通過在吸水紙上劇烈擊打,然后向每個孔中加入100 μL四甲基聯苯胺溶液,輕輕混合5 s,并在20～25 ℃下孵育20 min,最后將100 μL終止溶液加入每個孔中,輕輕混合30 s以終止反應。在15 min內用微量滴定孔讀數器在450 nm處讀取吸光度值,然后繪制標準品曲線,分析血清CHI3L1、MMP-13表達水平。

1.2.3隨訪 對所有患者通過微信或電話或門診等方式進行隨訪,隨訪時間為1年,根據預后情況將患者分為預后良好組(n=92)及預后不良組(n=116),其中預后不良指的是GFR較基線GFR下降超過30%或患者需透析治療,其中所有患者隨訪期間均無死亡。

2 結 果

2.1兩組一般資料比較 兩組受試者一般資料比較,差異無統計學意義(P>0.05),見表1。

表1 兩組受試者一般資料比較或n/n)

2.2兩組受試者組血清CHI3L1、MMP-13表達水平比較 與對照組相比,病例組患者血清中CHI3L1表達水平顯著增加,MMP-13水平顯著降低,差異有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 兩組受試者血清CHI3L1、MMP-13表達水平比較

2.3不同分期慢性腎臟病患者血清CHI3L1、MMP-13水平比較 與Ⅰ期組相比,Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期組、Ⅴ期組患者血清中CHI3L1表達水平顯著增加,MMP-13表達水平顯著降低(P<0.05);與Ⅱ期組相比,Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期組患者血清中CHI3L1表達水平顯著增加,MMP-13表達水平顯著降低(P<0.05);與Ⅲ期組相比,Ⅳ期、Ⅴ期組患者血清中CHI3L1表達水平顯著增加,MMP-13表達水平顯著降低,差異有統計學意義(P<0.05);與Ⅳ期組相比,Ⅴ期組患者血清中CHI3L1表達水平顯著增加,MMP-13表達水平顯著降低,差異有統計學意義(P<0.05),見表3。

表3 不同分期慢性腎臟病患者血清CHI3L1、MMP-13水平比較

2.4慢性腎臟病患者血清CHI3L1、MMP-13表達水平以及二者與GFR的相關性 Pearson法分析顯示,慢性腎臟病患者血清CHI3L1、MMP-13表達水平呈負相關(r=-0.529,P<0.001),CHI3L1與GFR呈負相關(r=-0.490,P<0.05),MMP-13與GFR呈正相關(r=0.424,P<0.05),見圖1。

圖1 慢性腎臟病患者血清CHI3L1、MMP-13表達水平的 相關性分析

2.5不同預后慢性腎臟病患者血清CHI3L1、MMP-13表達水平比較 與預后良好組相比,預后不良組患者血清中CHI3L1表達水平顯著增加,MMP-13表達水平顯著降低,差異有統計學意義(P<0.05),見表4。

表4 不同預后慢性腎臟病患者血清CHI3L1、MMP-13表達水平比較

2.6Cox回歸分析影響慢性腎臟病患者預后的因素 以慢性腎臟病患者是否預后不良為因變量,以血清CHI3L1、MMP-13、GFR、年齡、性別、體重、吸煙史與飲酒史為自變量,Cox回歸分析結果顯示,血清CHI3L1、MMP-13、GFR為慢性腎臟病患者預后不良的獨立影響因素(P<0.05),見表5。

表5 Cox回歸分析慢性腎臟病患者預后的影響因素

3 討 論

慢性腎臟病是世界范圍內的公共衛生問題,是心血管疾病發病率和死亡率的一個重要風險因素,慢性腎臟病發展為終末期腎病會導致患者生活質量的顯著下降和社會的經濟負擔增加[9-10]。因此關注其病情發展對延緩進展為終末期腎病及改善預后非常重要。

慢性腎臟病的發生發展與炎癥反應有關,炎性浸潤與釋放是引發腎損傷的初始原因[11]。CHI3L1是哺乳動物幾丁質酶家族的一員,是促炎性糖蛋白生物標志物,具有高度肝臟特異性,參與炎癥、細胞增殖和分化[12]。在炎性疾病患者的滑液和血清中可檢測到其表達水平顯著增加[13]。此外,有研究發現,血清中CHI3L1表達可用于評估各種疾病,包括直腸癌、銀屑病、2型糖尿病、冠狀動脈疾病和糖尿病腎病等[14]。基于以上探索,本研究推測CHI3L1可能與慢性腎臟病的發展有關。本研究結果顯示,慢性腎臟病患者血清中CHI3L1表達水平顯著增加,推測CHI3L1表達水平在一定程度上能夠反應慢性腎臟病的發生,這與其在糖尿病腎病中的趨勢相同[15]。本文進一步對慢性腎臟病患者進行了不同分期,結果顯示隨著疾病的發展,CHI3L1表達水平也隨之增加,提示關注CHI3L1表達水平有助于監測慢性腎臟病病情嚴重程度。Pearson法分析顯示,慢性腎臟病患者血清CHI3L1與GFR呈負相關,提示CHI3L1表達水平與機體腎功能存在一定聯系。進一步的預后顯示,預后不良組CHI3L1表達水平明顯高于預后良好組,提示通過檢測CHI3L1表達水平有助于患者預后評價。

慢性腎臟病是一種慢性腎功能不全綜合征,其特征是腎單位丟失、炎癥、肌成纖維細胞活化和細胞外基質沉積,MMP是參與細胞外基質和基底膜降解蛋白的水解酶,如膠原蛋白和彈性蛋白,在慢性腎臟病和間質纖維化的進展中起重要作用[16-17]。MMP-13是主要的Ⅱ型膠原降解膠原酶,通過破壞蛋白聚糖參與細胞外基質的降解,在多種腎病中發揮重要作用,如在糖尿病腎病中,其表達水平顯著降低,可用于其早期診斷及預后評價[18]。浸潤性髓樣細胞中的Twist1通過促進MMP-13的產生減輕受損腎臟中間質基質的積聚[19]。本研究發現,慢性腎臟病患者血清中MMP-13表達水平顯著降低,與YAZGAN等[20]研究結果相吻合,提示上調MMP-13在慢性腎損傷進展具有保護作用。進一步的結果顯示,Ⅴ期組患者血清中MMP-13表達水平最低,隨著慢性腎臟病患者分期增加,MMP-13表達水平反而降低,提示MMP-13表達水平與慢性腎臟病患者病情有關。預后分析結果顯示,預后良好組MMP-13表達水平明顯高于預后不良組,提示通過MMP-13表達水平可用于監測患者預后。Pearson法分析顯示,慢性腎臟病患者血清MMP-13表達水平與GFR呈正相關,與CHI3L1表達水平呈負相關,提示CHI3L1、MMP-13表達水平可能共同影響患者腎功能。Cox回歸分析顯示,血清CHI3L1、MMP-13、GFR為慢性腎臟病患者預后不良的獨立影響因素,關注其表達水平變化有助于評估患者預后。

綜上所述,隨著慢性腎臟病患者的病情發展,患者血清中CHI3L1表達水平增加,MMP-13表達水平降低,其水平與患者腎功能狀態有關,在一定程度上影響患者預后,具有重要的臨床應用價值,但由于樣本量有限及影響機制較多,仍需進一步驗證。