趙春薇 倪海祥

糖尿病的主要微血管并發(fā)癥之一是糖尿病腎臟疾?。╠iabetic kidney disease，DKD），據(jù)估計(jì)，10%～40%的糖尿病患者中約有10%～40%會(huì)發(fā)展為DKD[1]。發(fā)達(dá)國家DKD 是導(dǎo)致終末期腎臟疾?。╡nd-stage kidney disease，ESKD）的主要原因，約占所有ESKD病例的50%[2]。2015 年我國關(guān)于住院及普通人群慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）的調(diào)查顯示，約21.3%的糖尿病患者伴有CKD，其中糖尿病所致CKD 病人數(shù)到達(dá)0.24 億，DKD 患病人數(shù)已經(jīng)超過腎小球腎炎（glomerulonephritis）患病人數(shù)，可能已經(jīng)成為ESRD 的首位病因[3]。而目前臨床缺乏有效的DKD 早期診斷指標(biāo)，因此，尋找靈敏而特異的生物學(xué)指標(biāo)對于DKD 的早期診斷有重要意義。

1 糖尿病腎病診斷現(xiàn)狀

2016 年研究顯示，我國DKD 知曉率不足20%[4]。而腎穿刺活檢作為DKD 的診斷金標(biāo)準(zhǔn)，由于其有創(chuàng)性，且需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的個(gè)人和設(shè)備，并不適用于DKD 的臨床診斷，而是在懷疑有其他原因?qū)е碌哪I臟疾病而非糖尿病的情況下進(jìn)行。目前DKD 的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]是糖尿病患者出現(xiàn)微量白蛋白尿（尿白蛋白/肌酐比值UACR 30～300mg/g）或者大量白蛋白尿（UACR＞300mg/g）和（或）腎小球?yàn)V過率（eGFR）下降，同時(shí)排除其他CKD。微量白蛋白尿作為早期DKD 評價(jià)指標(biāo)，鑒于某些局限性，它不能足夠準(zhǔn)確的預(yù)測DKD 的風(fēng)險(xiǎn)。微量白蛋白尿并不能估計(jì)腎損傷預(yù)后，其可能不導(dǎo)致嚴(yán)重的白蛋白尿或大量白蛋白尿，甚至可恢復(fù)到正常白蛋白尿（UACR＜30mg/g）[6]。此外，臨床也存在尿白蛋白排泄正常，而腎臟功能已受損的情況[7]。因此目前許多學(xué)者希望尋找新的生物標(biāo)志物以增加DKD 診斷的準(zhǔn)確性。

2 炎癥機(jī)制研究進(jìn)展

在DKD 的發(fā)展過程中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)代謝異常的三個(gè)主要途徑[8]：（1）多元醇和蛋白激酶C（PKC）途徑的激活；（2）晚期糖基化終產(chǎn)物的形成；（3）腎小球超濾引起的腎小球內(nèi)高壓。在這三個(gè)主要途徑的上游，高血糖癥是DKD 發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。在這三個(gè)途徑的下游，慢性持續(xù)性微炎癥是DKD 發(fā)展的常見途徑。越來越多證據(jù)表明炎癥是導(dǎo)致DKD 許多結(jié)構(gòu)和功能改變的基礎(chǔ)。炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致腎臟的單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)代謝和血流動(dòng)力學(xué)紊亂，從而導(dǎo)致腎臟結(jié)構(gòu)的改變、腎內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)的改變、腎小球內(nèi)皮細(xì)胞通透性的改變、多種分子表達(dá)的改變、細(xì)胞壞死和凋亡以及纖維化的發(fā)生[9]。

目前認(rèn)為，在糖尿病患者中多種炎癥信號傳導(dǎo)途徑可致腎臟損傷。Janus 激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子（JAK/STAT）途徑的激活是高血糖通過參與腎臟血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的系膜細(xì)胞肥大，TGF-β，膠原蛋白合成等多個(gè)過程而參與DN 發(fā)病機(jī)制的腎臟損傷的重要機(jī)制[10]。核轉(zhuǎn)錄因子kappa B（NF-κB）構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子家族，可調(diào)節(jié)涉及不同過程的基因的表達(dá)，這些過程包括免疫應(yīng)答，細(xì)胞分化和發(fā)育，凋亡，周期進(jìn)展，炎癥和腫瘤發(fā)生。該途徑被認(rèn)為是DKD中主要的炎癥途徑之一。活化的NF-κB 進(jìn)入細(xì)胞核并刺激粘附分子，趨化因子，炎性細(xì)胞因子以及其他與炎癥和增殖相關(guān)的分子的轉(zhuǎn)錄，最終導(dǎo)致DKD 的發(fā)生發(fā)展。Rho 激酶信號傳導(dǎo)途徑的激活增加了單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）水平和單核細(xì)胞向腎小球細(xì)胞的趨化性。此外，Rho 激酶也是巨噬細(xì)胞集落刺激因子-1（CSF-1）生產(chǎn)的重要調(diào)節(jié)劑。核因子紅系2 相關(guān)因子2（Nrf2）調(diào)節(jié)抗氧化劑細(xì)胞保護(hù)性基因的表達(dá)，從而減弱系統(tǒng)性氧化超負(fù)荷。此外，Nrf2 的激活通過阻斷包括IL-1 和IL-6 在內(nèi)的促炎細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄來抑制巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，從而減輕腎臟炎癥。

3 炎癥性生物標(biāo)記物

3.1 腫瘤壞死因子-α（TNF-α）TNF 主要由單核細(xì)胞產(chǎn)生，少部分由腎細(xì)胞（內(nèi)皮細(xì)胞，上皮細(xì)胞，腎小球膜和腎小管細(xì)胞）產(chǎn)生。TNF 可參與DKD 的炎癥反應(yīng)，其中以TNF-α 作用較為明顯。文獻(xiàn)報(bào)道，TNF-α 對腎小球，腎小球膜和上皮細(xì)胞發(fā)揮細(xì)胞毒性作用，并可直接造成腎臟損傷[11]。TNF-α 還改變了血管收縮與舒張之間的平衡及內(nèi)皮細(xì)胞的通透性，從而導(dǎo)致了腎小球內(nèi)血流改變和GFR 降低[12]。此外，TNF-α 可直接參與腎細(xì)胞產(chǎn)生氧化自由基（ROS），而不依賴于血流動(dòng)力，改變腎小球毛細(xì)血管壁通透性，從而增加尿白蛋白排泄率[13]。最后，TNF-α刺激鈉潴留，可誘導(dǎo)TFG-的表達(dá)，導(dǎo)致腎肥大的發(fā)生發(fā)展[14]。Lampropoulou 等[15]報(bào)道，DKD 患者尿中TNF-α 水平明顯高于糖尿病組，中度和重度白蛋白尿患者的尿中TNF-α 水平顯著高于無白蛋白尿的患者（分別為P=0.004 和P＜0.001）。Navarro 等[16]報(bào)道，與DKD 正常蛋白尿組相比，微量蛋白尿患者大量及大量蛋白尿患者的TNF-α mRNA 的表達(dá)水平呈進(jìn)行性升高（分別為29%，84.8%）。由此推測TNFα 可作為DN 的一種新型標(biāo)志物可用作輔助DKD 的診斷、預(yù)測DKD 進(jìn)展。

3.2 白細(xì)胞介素（interleukin，IL）IL 與足細(xì)胞損傷和近端腎小管功能障礙有關(guān)，但目前具體機(jī)制不明。Milas 等[17]報(bào)道，早期DKD 患者血清IL-1，IL-6，IL-8和IL-18 水平升高。IL-1 刺激前列腺素E 的產(chǎn)生和磷脂酶A2 的釋放，因此參與與前列腺素相關(guān)的肝內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)異常的發(fā)展。IL-1 的活性也與血管內(nèi)皮細(xì)胞滲透性的增加有關(guān)。尿中IL-1α 與腎小管功能損傷呈正相關(guān)（P＜0.0001，R2=0.57）[17]。

IL-6 在促進(jìn)先天性免疫反應(yīng)向適應(yīng)性免疫反應(yīng)的轉(zhuǎn)變以及中性粒細(xì)胞在小管間質(zhì)浸潤中發(fā)揮關(guān)鍵作用。腎活檢研究發(fā)現(xiàn)IL-6 mRNA 存在于常駐系膜、間質(zhì)和腎小管細(xì)胞中，以及浸潤性炎性細(xì)胞中。除了對免疫的影響外，IL-6 還可能影響細(xì)胞外基質(zhì)動(dòng)力學(xué)。事實(shí)上，IL-6 的增加可能促進(jìn)整個(gè)腎臟肥厚，腎小球基底膜增厚，足細(xì)胞肥厚和細(xì)胞周期阻滯。IL-6 過表達(dá)與蛋白尿有關(guān)，研究表明，即使在白蛋白排泄增加之前，患者的尿液和血清IL-6 水平也會(huì)升高。文獻(xiàn)報(bào)道，DKD 正常蛋白尿患者（尿微量白蛋白排泄率，20μg/min）IL-6 高于健康人群，大量蛋白尿患者IL-6 水平高于正常蛋白尿組及微量蛋白尿組，提示IL-6 臨床用于診斷DKD 以及判斷其病情嚴(yán)重程度的有效指標(biāo)[18]。

IL-18 是具有多種功能的強(qiáng)效促炎細(xì)胞因子，參與炎癥過程各種分子的合成與釋放，刺激系膜細(xì)胞中功能性趨化因子受體的表達(dá)，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞凋亡[19]。研究證實(shí)，2 型糖尿?。═2DM）患者DKD 早期出現(xiàn)IL-18 升高，同時(shí)與正常白蛋白尿患者相比，出現(xiàn)白蛋白尿異常的患者有更高的IL-18[20]。大量蛋白尿患者血清中發(fā)現(xiàn)高水平的IL-18，提示IL-18 可能在糖尿病微血管腎并發(fā)癥的發(fā)生中發(fā)揮特殊作用。最近研究表明，IL-18 血清和尿液水平與白蛋白排泄率呈正相關(guān)，而其血清水平也與T2DM 患者的頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度呈正相關(guān)，因此可能是DKD 進(jìn)展以及心血管疾病的預(yù)測指標(biāo)[21]。

3.3 趨化因子 MCP-1 負(fù)責(zé)粘附后單核細(xì)胞通過內(nèi)皮的遷移，并且是影響腎病患者和腎損傷動(dòng)物模型中巨噬細(xì)胞積累的主要因素[22]。在糖尿病患者中，MCP-1 在腎小球和腎小管上皮上調(diào)[23]；此外，尿液水平與腎功能下降密切相關(guān)[24]。MCP-1 在腎細(xì)胞中的表達(dá)是由炎癥細(xì)胞因子誘導(dǎo)的，并構(gòu)成腎小球和腎小管炎癥發(fā)展的起點(diǎn)。腎中MCP-1 表達(dá)的誘導(dǎo)涉及多種細(xì)胞因子，但一些研究指出TNF 是最有效的誘導(dǎo)劑。基于以上數(shù)據(jù)，MCP-1 已被提議作為糖尿病腎小管間質(zhì)變化的新生物標(biāo)志物，并預(yù)測腎病進(jìn)展和預(yù)后。研究證實(shí)，T2DM 患者DKD 早期出現(xiàn)MCP-1升高，同時(shí)與正常白蛋白尿患者相比，出現(xiàn)白蛋白尿異常的患者有更高的MCP-1[25]。

CSF-1 控制巨噬細(xì)胞的存活，增殖和分化。盡管CSF-1 在多種腎細(xì)胞類型（腎小球系膜，腎小管和內(nèi)皮細(xì)胞）中組成性表達(dá)，但慢性炎癥中這種趨化因子的腎臟水平紊亂通過產(chǎn)生不受控制的腎內(nèi)巨噬細(xì)胞擴(kuò)增而參與腎臟疾病的進(jìn)展。腎CSF-1 在2 型糖尿病小鼠中高表達(dá)[26]。而通過刪除小鼠中的編碼基因來降低腎臟CSF-1 水平，會(huì)減弱腎臟炎癥過程中巨噬細(xì)胞的浸潤和增殖[27]。通過施用針對CSF-1 受體的抗體，在多種腎臟疾病動(dòng)物模型中巨噬細(xì)胞的積累也得以減弱[28]。該因子水平的調(diào)節(jié)增加了針對DKD中巨噬細(xì)胞介導(dǎo)損傷的特異性療法的可能性。

3.4 其他炎癥生物標(biāo)志物 炎癥的生物標(biāo)志物還包括γ 干擾素誘導(dǎo)蛋白10（interferon gamma-induced protein 10，IP-10），粒細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating，G-CSF），嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子（Eotaxin），受激活調(diào)節(jié)正常T 細(xì)胞表達(dá)和分泌因子（regulated upon activation normal T cell expressed and secreted factor，RANTES）。IP-10 是促炎細(xì)胞因子，在患有DKD 的受試者中其血清水平顯著升高[29]。此外，發(fā)現(xiàn)這種促炎細(xì)胞因子的血清和尿液水平與白蛋白排泄率和內(nèi)膜中膜厚度呈正相關(guān)，這表明微炎癥可能是T2DM 中DKD 和動(dòng)脈粥樣硬化的常見危險(xiǎn)因素[30]。在DKD 的早期，血清和尿液中的G-CSF水平也會(huì)升高[31]，而在超濾過程中，尿RANTES 和Eotaxin 排泄率明顯高于正常濾過的DM 患者[32]。Eotaxins 是嗜酸性粒細(xì)胞趨化蛋白的趨化細(xì)胞因子亞家族，由嗜酸性粒細(xì)胞趨化蛋白構(gòu)成，包括eotaxin-1（CCL-11），eotaxin-2（CCL-24）和eotaxin-3（CCL-26）。糖尿病腎腎臟超濾引起的尿液中趨化因子和RANTES 含量較高，是腎小球內(nèi)高壓導(dǎo)致腎臟炎證的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，G-CSF，Eotaxin 和RANTES 水平在白蛋白尿或微量白蛋白尿的T2DM 患者中較征程白蛋白尿患者明顯升高[20]。

4 小結(jié)

綜上所述，免疫炎癥反應(yīng)是DKD 發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因素，多種炎癥因子如TNF、IL、趨化因子等均參與DKD 疾病進(jìn)展過程。雖然目前尿白蛋白是診斷DKD 最常用的臨床指標(biāo)，但是近期研究顯示炎癥因子表達(dá)水平異常常早于尿白蛋白水平異常出現(xiàn)。因此如何在DKD 患者疾病最早期進(jìn)行診斷及干預(yù)是未來研究的重點(diǎn)，而炎癥因子是當(dāng)前最具潛力的生物標(biāo)記物。未來臨床研究應(yīng)著重于探討炎癥因子對DKD 患者診斷、預(yù)后、治療等多方面的預(yù)測價(jià)值，從而為DKD 患者疾病管理提供更系統(tǒng)、更精準(zhǔn)的方向。