楊柯可 毛建華

過敏性紫癜(henoch-sch?nlein purpura,HSP)是兒童中最常見的系統性血管炎,臨床表現可有非血小板減少性紫癜,腹痛,關節(jié)炎或關節(jié)痛,血尿或蛋白尿。在全世界范圍內,發(fā)生率約為(10～20)/10萬兒童,90%的病例發(fā)生在2～10歲的兒童中,高達20%～80%的兒童出現腎炎的跡象,占所有終末期腎病(end stage renal disease,ESRD)兒童的1%～2%,腎臟受累是預后的主要決定因素[1,2]。

目前,過敏性紫癜性腎炎(henoch-sch?nlein purpura nephritis,HSPN)的發(fā)病機制一般被認為涉及4個關鍵步驟:(1)產生半乳糖缺乏IgA1(galactose-deficient IgA1,Gd-IgA1)。(2)產生針對Gd-IgA1的自身抗體。(3)形成Gd-IgA1免疫復合物。(4)含有Gd-IgA1的免疫復合物在系膜沉積,導致系膜增殖,炎性介質釋放及腎組織損傷,主要與免疫、炎癥、凝血和遺傳易感性等多方面因素相關[3]。臨床上對于懷疑過敏性紫癜合并腎損害的患兒,常需腎穿刺活檢來明確其組織病理學類型并指導臨床治療。但腎活檢作為一種有創(chuàng)性操作,可能導致疼痛、感染、腎周血腫、周圍臟器損傷等并發(fā)癥,難以重復進行,不適于對疾病的變化及治療效果進行動態(tài)監(jiān)測。傳統的生物學標志物如尿蛋白、血清肌酐、腎小球濾過率、尿素氮等,常在出現嚴重腎臟損害時才發(fā)生變化,敏感度低,存在滯后性,不適于早期監(jiān)測疾病變化。因此,積極尋找無創(chuàng)、敏感度、特異性的HSPN尿液及血清標志物具有重要意義。本文就HSPN腎組織損傷標志物、炎癥標志物、代謝及遺傳標志物做一綜述,以期為HSPN的早期診斷與治療提供思路。

一、腎組織損傷標志物

1.腎損傷分子-1(kidney injury molecule-1,KIM-1):KIM-1是一種39kDa的Ⅰ型膜糖蛋白,在正常組織中幾乎不表達,在腎臟損傷時,KIM-1主要表達于分化的近端腎小管上皮細胞,其濃度可在血液及尿液中短時間內顯著升高,并與腎臟損傷的程度相關,可同時參與腎臟的損傷和修復[4]。在一項納入59例HSP患兒研究中,發(fā)現HSPN患兒尿KIM-1水平高于非HSPN患兒及健康對照者,尿KIM-1預測HSP患兒腎損傷的ROC曲線下面積為0.93,進一步分析發(fā)現KIM-1與腎臟病理損傷程度及尿蛋白水平呈正相關(r=0.671,P<0.01),反映KIM-1在HSP腎損傷中發(fā)揮作用[5]。也有研究發(fā)現,與健康對照者比較,HSP急性期兒童血清及尿液中KIM-1的濃度明顯升高,而HSPN組與非HSPN組中濃度無顯著性差異,KIM-1水平的升高發(fā)生在血肌酐升高之前,但隨著時間的推移,HSPN患兒KIM-1濃度降低,這表明KIM-1水平可能與疾病活動有關[6]。在成人患者中發(fā)現,尿液中KIM-1的濃度與間質炎癥、毛細血管外腎小球活性指數相關,這表明測量KIM-1可能有助于評估HSPN患者腎損害的嚴重程度和進展。所以可在HSP患者中常規(guī)檢測KIM-1水平,從而為早期診斷HSPN及監(jiān)測疾病活動提供新思路。

2.N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(n-acetyl-β-glucosaminidase,NAG): NAG是一種高分子量溶酶體酶,可在機體很多組織中表達,但在近端腎小管上皮細胞中濃度特別高,腎損傷時,尿NAG濃度可顯著升高[7]。NAG已經在急性腎損傷和糖尿病腎病等中被廣泛研究和分析。研究顯示HSPN患兒尿NAG水平明顯高于非HSPN患兒及健康受試者,非HSPN患者與健康兒童尿液NAG無明顯差別[5]。在另一項評估45例已被腎活檢證實的HSPN患者尿NAG濃度的研究中發(fā)現,NAG濃度與HSPN腎臟組織病理學損傷程度相關,尿液中濃度越高,反映腎臟病理損傷越嚴重[8]。所以,尿NAG可以用于預測HSPN的發(fā)生及其組織病理學分級,是一種很有前途的標志物。

3.中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL): NGAL是一種25kDa的急性期蛋白,最初在中性粒細胞中被發(fā)現,但在炎癥、中毒、缺血等病理狀態(tài)下,也表達在腎臟、肝臟和上皮細胞中。NGAL在受損的腎單位中可被特別誘導,NGAL mRNA表達上調,血漿中NGAL濃度升高,NGAL蛋白在循環(huán)中被通透性增加的腎小球自由濾過,在近端小管中重吸收減弱,導致尿NGAL水平升高。因此腎損傷發(fā)生時,血清及尿液中NAGL表達均顯著升高,同時可發(fā)揮抑菌、抗凋亡作用和增強腎小管增殖的作用[9]。Berthelot等[10]研究發(fā)現,在成人HSPN與非HSPN中,血清NGAL濃度均有升高,進一步分析腎臟預后好(n=61)和腎臟預后差(n=22)HSP患者中血清NGAL與尿液NGAL/eGFR濃度發(fā)現,其均在后者中升高更明顯。另一項研究顯示,HSPN與HSP但無腎損傷患兒尿NAGL水平無顯著差別,但隨著HSP患者中GFR值的降低,尿液NGAL濃度檢測腎臟受累者越來越敏感[6]。鄭悅等[11]在HSPN后急性腎損傷(acute kidney injury on HSPN,A-on-HSPN)患兒的血液、尿液、腎活檢組織中均發(fā)現明顯升高的NGAL,少數患兒在血肌酐正常時NGAL已高于正常。NAGL反映組織應激和腎單位損傷,比肌酐更早的發(fā)揮預測作用,因此,NAGL的測定對確定HSP患者早期腎損傷與提示預后有很大意義。

二、炎性反應標志物

1. 單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1):大量研究表明,HSPN進展過程中存在持續(xù)炎癥,單核-吞噬細胞系統在HSPN患者腎小球及間質病變中發(fā)揮重要作用。MCP-1是一種可表達在腎臟內皮細胞、上皮細胞、系膜細胞的炎性趨化因子,通過與細胞表面G蛋白耦聯CC-趨化因子受體-2結合,運輸和募集炎性細胞而發(fā)揮作用[12]。通過對261例有或無腎炎的HSP患兒和84名健康兒童的研究,Wang等[13]研究發(fā)現,HSPN患兒中尿MCP-1顯著升高,同時尿MCP-1濃度隨著尿蛋白的濃度增加而增加。在另一項兒童HSPN的橫斷面研究中,Fuentes等[14]研究發(fā)現,尿MCP-1/肌酐值在HSPN患兒中明顯高于非HSPN患兒與健康患兒,尿MCP-1/肌酐臨界值為530pg/mg可以區(qū)分有腎活檢指征的患者(敏感度為81%,特異性為77%)。研究發(fā)現,HSPN中腎小管纖維化增加與 MCP-1及轉化生長因子-β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)增加相關,腎間質纖維化的程度影響著HSPN患者的腎臟預后[15]。與此同時,新月體形成常被認為是腎臟不良預后的病理表現,有新月體形成的HSPN患者MCP-1水平更高[16]。綜上所述,在HSP患兒中,MCP-1對于預測腎炎的發(fā)生及其預后發(fā)揮作用,監(jiān)測MCP-1濃度對早期確定治療方案與采取措施預防進一步腎損害具有重要意義,期待有更多的大型獨立隊列研究來證實其在兒童HSPN中的價值。

2. 腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α): TNF-α 主要由單核-吞噬細胞分泌,是一種促炎性細胞因子,血清TNF-α濃度升高可損害血管內皮,促使血管損傷與血栓形成,進一步破壞腎小球屏障,通透性增加,同時從多個方面調節(jié)黏膜免疫反應,可直接損傷腎組織[17]。一項納入112例HSP患兒的研究顯示, HSPN組的TNF-α水平顯著高于非HSPN組與健康對照組,TNF-α水平增高的同時尿蛋白也相應增加[18]。將HSPN組進一步分為嚴重腎炎組(急性腎炎11例,慢性腎炎13例,腎病綜合征15例)與輕度腎炎組(單純性蛋白尿15例)發(fā)現,嚴重腎炎組TNF-α濃度明顯高于輕度腎炎組。HSPN與IgA腎病(免疫球蛋白A腎病)具有相似的Gd-IgA1介導的發(fā)病機制,研究發(fā)現,HSPN組TNF-α濃度明顯高于IgA腎病患者,考慮TNF-α在預測HSPN發(fā)生方面發(fā)揮價值[16]。Wu和Chen等[19,20]研究均發(fā)現,經過治療后的HSPN患者,血清TNF-α濃度明顯下降。所以,TNF-α濃度可作為HSPN疾病活動性的潛在生物學標志物。

3. 外周血中性粒細胞/淋巴細胞比值(neutrophil-to-lymphocyte ratio,NLR):NLR是一種炎性指標,作為一種廉價、簡單且容易獲得的實驗室參數,可以很好的用來評估全身炎癥的嚴重程度,NLR變化是免疫系統對持續(xù)的炎癥過程、損傷或應激的生理反應[21]。大量來自兒童及成人的研究表明,與對照組(非HSPN或健康對照)比較,HSPN患者血液NLR水平升高,NLR是HSP患兒全身受累[胃腸道和(或)腎臟受累]的指標。Ekinci等[22]研究發(fā)現,在214例HSP患兒中,經活檢證實的紫癜性腎炎患者的NLR和中性粒細胞計數均高于非腎炎患者。一項針對成人HSP患者的隊列研究發(fā)現,NLR預測HSPN的ROC曲線下面積為0.738,患者中高NLR組(>2.41)比低NLR組(≤2.41)表現出更低的eGFR,更高的蛋白尿、新月體百分比、纖維素樣壞死,高NLR是腎臟預后不良的顯著危險因素[23]。這表明NLR水平可作為HSPN患者腎臟預后不良的獨立危險因素,NLR水平高的HSPN患者可能有更嚴重的臨床與病理表現以及較差的預后。

4. 白細胞介素(interleukin,IL):IL是白細胞或免疫細胞相互作用的細胞因子,是調節(jié)炎性反應的重要因素。IL-8 是迄今為止研究最廣泛的促炎性細胞因子之一,也被認為是一種有害的趨化因子,能吸引中性粒細胞、巨噬細胞及嗜堿性粒細胞聚集,參與炎性反應的啟動和傳播。有研究發(fā)現,HSPN組(n=60)血清中細胞因子IL-1β、IL-6和IL-8的濃度高于健康對照組(n=34)和非腎炎HSP組患者(n=25),在尿液中,HSPN患兒細胞因子濃度升高更為顯著,在尿液中的IL-8濃度與蛋白尿呈正相關,與eGFR呈負相關[10]。這與先前Kimura等[24]所報道的HSP患者IL-6、IL-8升高,IL-8在HSPN患者中升高更明顯的結論一致,可以推測,IL-8與HSP腎損害發(fā)病密切相關,可作為HSPN發(fā)生、發(fā)展的潛在標志。

三、代謝組學生物學標志物

代謝組學分析內源性低分子量代謝物在應激刺激和疾病時的變化,利用生物體的代謝狀態(tài)來反映其整體功能狀態(tài),體內許多代謝物質長期保持在相對平衡和穩(wěn)定的狀態(tài),并受到多因素的調節(jié)和影響,一旦這種平衡被破壞,它將預示著疾病的發(fā)生、發(fā)展。在尿檢出現異常之前,HSPN患者中與腎受累相關的代謝途徑已經發(fā)生了細微的改變。研究報道,應用液相色譜-四極桿飛行時間質譜法(LC-Q/TOF-MS)在HSPN患者與對照組中鑒定出38種血清差異代謝物與50種尿液差異代謝物,其中HSPN患者中血清及尿液中膽堿和順式真空酸等濃度明顯高于對照組,膽堿聯合順式真空酸鑒別HSPN的敏感度與特異性分別為93.48%和84.09%,ROC曲線下面積為0.886[25]?；谕瑯拥姆前邢虼x組學方法,Demir等[26]研究發(fā)現,DHAP(18:0)、前列腺素D2/I2、卟啉原、5-甲基四氫葉酸和N-乙酰-4-O-乙酰神經氨酸僅在隨訪時出現腎臟受累的HSP患兒中增加。Sun等[27]研究發(fā)現與無腎炎的患兒比較,HSPN患兒中對甲酚硫酸鹽、(S)-3-羥基異丁酸、3-羧基-4-甲基-5-戊基-2-呋喃丙酸表達上調,在HSP的進展過程中不斷變化,這些代謝物和D-二聚體的組合預測HSPN的敏感度與特異性分別為94.7%和80.8%,ROC曲線下面積為0.926。代謝組學分析為HSP向HSPN進展過程中的小分子代謝改變提供了新的見解,有希望成為早期即可檢測HSPN發(fā)生的具有重要價值的潛在生物學標志物,多種代謝物相互組合的預測更具有優(yōu)勢。

四、遺傳生物學標志物

遺傳易感性可能與HSPN的發(fā)生有關。IL-1β是由先天免疫系統的細胞產生的一種強效促炎性細胞因子,與腎小球系膜細胞中膽固醇酯增加相關,活性氧代謝產物可引起腎臟疾病。有研究表明,IL-1β基因的rs16944多態(tài)性與HSP腎損害有關,TT純合子基因型可能對HSPN易感,攜帶突變T等位基因的HSP患者在疾病過程中發(fā)生嚴重腎病的風險增加[28]。屈鳳祥等[29]研究發(fā)現,非HSPN組IL-1β rs1143627位點GG基因型頻率高于HSPN組(P=0.024),兩組等位基因G比較,差異有統計學意義(P=0.013),說明IL-1β rs1143627位點等位基因G與HSPN的發(fā)生相關。人誘導型一氧化氮合酶基因(iNOS基因)包含27個外顯子,位于染色體17q11.2～17q12區(qū)域,編碼一個131kDa蛋白,在心肌細胞、血管平滑肌細胞、成纖維細胞、內皮細胞和炎性細胞中表達,在致病條件下,iNOS被誘導產生的過量的NO導致血管擴張和血管壁的炎癥,在HSP的發(fā)病機制中發(fā)揮作用。一項大樣本量HSP兒童的研究發(fā)現,iNOS基因的rs2297518多態(tài)性對HSP向HSPN的進展有顯著影響[30]。因此,可以對患兒進行基因檢測,發(fā)現易感基因有助于HSPN的診斷與判斷預后,但其不因治療而改變,不能用來監(jiān)測HSPN疾病的活動性。

五、展 望

巨噬細胞凋亡抑制劑(apoptosis inhibitor of macrophage,AIM)、可溶性轉鐵蛋白受體(soluble transferrin receptor,sTfR)、血清載脂蛋白M(apolipoprotein M,Apo M)、基質金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)、胸腺素3(pentraxin 3,PTX3)、紅細胞分布寬度、尿骨膜素(urinary periostin)等作為HSPN潛在生物學標志物的價值均有研究,但目前仍缺乏多中心、大樣本量、前瞻性的臨床隊列研究數據。

HSPN的發(fā)生、發(fā)展影響著HSP患兒的預后,早期發(fā)現腎損害的敏感標志物,做到早期診斷、早期治療,可以改善預后,降低致死、致殘率。一方面,隨著相關研究不斷深入,蛋白質組學、代謝組學、基因組學等的發(fā)展,未來勢必會找到更具特異性及敏感度的可以早期判斷HSPN的發(fā)生及預后、判斷病理分類、監(jiān)測疾病活動、評估用藥治療效果、指導治療方案選擇的新型生物學標志物;另一方面,隨著新的標志物不斷被發(fā)現,生物學標志物的聯合檢測或許有助于進一步提高診斷的特異性與敏感度,更好地指導臨床工作。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。