阳晓,黄旋,余学清.肾病综合征的新型生物学标志物研究进展[J/CD].中华肾病研究电子杂志,,6(4):-.
肾病综合征(NS)是由于肾小球基底膜损伤、肾小球滤过屏障破坏而引起血浆蛋白质大量于尿中丢失所产生的病理生理状态。临床分为原发性和继发性两大类。原发性肾病综合征(INS)多为免疫炎症介导,糖皮质激素和免疫抑制剂是其主要治疗药物。激素抵抗、激素依赖和频繁复发的NS属于难治性肾病综合征的范畴,其对药物治疗反应差,易进展至终末期肾衰竭。影响NS疗效的主要因素包括病理类型、治疗不规范、并发症等。近年来基因组学和蛋白质组学技术显示单基因突变和潜在的循环因子与NS激素抵抗相关。不同年龄阶段激素抵抗的NS患者病原学影响因素不同。因此,进一步从遗传和分子学水平探讨NS发病机制及早期预警治疗反应性的生物学标记,实现精准诊断和治疗,对提高NS疗效、减少药物毒副反应及改善预后具有重要的指导作用。
肾病综合征;激素抵抗;生物学标志物
一、肾病综合征概述
肾病综合征(NS)是由于肾小球基底膜损伤、肾小球滤过屏障破坏而引起血浆蛋白质大量于尿中丢失所产生的病理生理状态。临床表现为大量蛋白尿(≥3.5g/d)、低蛋白血症(30g/L)、水肿和高脂血症。根据病因分为原发性和继发性两大类。其中原发性肾病综合征(idiopathicnephroticsyndrome,INS)指病因不明的一类肾病综合征,其机制多为免疫炎症介导,主要的病理类型有微小病变型肾病、系膜增生性肾小球肾炎、系膜毛细血管性肾小球肾炎、膜性肾病和局灶节段性肾小球硬化。糖皮质激素(简称激素)及免疫抑制剂目前是治疗INS的主要药物,其治疗反应性与患者的预后密切相关。不同个体疾病进展速度以及对治疗的反应存在较大的差异性。年KDIGO指南中儿童以激素治疗8周无效,即泼尼松(龙)2mg/(kg·d)或60mg/(m2·d)口服4周,随后隔日服用1.5mg/kg或40mg/m24周无效作为激素抵抗的判断标准;成人则定义为泼尼松(龙)每日1mg/kg或隔日2mg/kg治疗16周无效。激素依赖指激素治疗有效,但激素减量过程中或停药后2周内复发2次。频繁复发指短期内多次复发,即患者激素治疗有效,但在6个月内有2次或1年内有4次及以上复发[1]。上述激素抵抗、激素依赖和频繁复发的NS均属于难治性NS的范畴,其对药物治疗反应差,肾脏损害进行性加重,易进展至终末期肾衰竭,预后不佳。研究显示大约80%~90%的儿童对激素治疗有效[2],但没有获得缓解的激素抵抗型肾病综合征(steroid-resistancenephroticsyndrome,SRNS),特别是病理类型为局灶节段性肾小球硬化者,5年内发展至终末期肾脏病的风险为50%[3]。广义的难治性NS还包括对多种免疫抑制剂抵抗或反复发作的NS、不能耐受激素或其他免疫抑制剂副作用而难以继续治疗的NS等。
二、影响肾病综合征疗效的因素
影响NS疗效的主要因素包括病理类型、治疗不规范、并发症等。INS对激素的治疗反应通常与其不同的病理类型有关。一般来说,微小病变型肾病大多对激素治疗敏感,但复发率较高,且可转变为系膜增生性肾小球肾炎,进而转变为局灶节段性肾小球硬化;而系膜毛细血管性肾炎则疗效差,病变进展快;膜性肾病及系膜增生性肾小球肾炎对治疗的反应与病程或病理严重程度相关,局灶节段性肾小球硬化多数对激素抵抗[4]。激素使用时应遵循“起始足量、缓慢减药、维持要长”的原则[4]。但在实际临床工作中由于各种原因,部分患者出现了剂量不足、减量过快、维持时间不够、甚至自行停药等情况,导致NS复发。此外,激素的使用方法不当影响激素的吸收、生物利用度以及排泄等环节,也会影响疗效的发挥。感染是肾病综合征常见的并发症,由于免疫功能低下,常增加细菌、病毒的易感性,主要见于呼吸道、泌尿道和皮肤感染等。若发生感染治疗不及时或不彻底,容易导致病情复发和疗效不佳。由于患者体内高凝状态,容易出现血栓、栓塞并发症,直接影响NS治疗效果和预后。激素进入血液后,大部分与类固醇结合球蛋白或白蛋白结合,只有少量处于游离状态。当出现蛋白质代谢紊乱时,药物结合蛋白减少,激素的游离血药浓度增加,排泄加速,使药物疗效降低。此外,严重低蛋白血症引起有效循环血容量不足,少数可出现急性肾损伤,当诱发急性肾小管坏死时,患者可表现为对激素治疗反应差[5]。因此,对于表现为难治性肾病综合征的患者,在判断是否为激素抵抗前,应排除影响疗效的因素,如激素使用的不合理和各种并发症的发生,并尽可能及时诊断与处理。
目前原发性肾病综合征主要应用免疫抑制剂经验性治疗,并按照治疗反应进行分类,尤其是对于儿童[1]。然而因缺乏对其潜在发病机制及原因的精确认识,导致部分患者承受了不必要的免疫抑制剂带来的毒副作用。即使病理类型与治疗反应性有一定的联系,但其中治疗反应的差异性依然不能用病理类型的不同完全解释,同一病理类型的患者由于其潜在的病因、发病机制不同,可表现为不同的治疗反应及临床预后。因此如何从分子学水平重新认识肾病综合征并根据不同的机制采用针对性治疗仍是一个挑战。
三、肾病综合征的新型生物学标志物
近年来随着基因组学和蛋白质组学技术的广泛应用,越来越多的研究发现遗传因素在INS的易感性、严重性和治疗反应上发挥着重要作用。通过比较细胞、组织和机体在不同生理及病理条件下蛋白质和基因表达的异同,并对相关蛋白质和基因进行分类和鉴定,可用于寻找肾病综合征的早期生物学标志物,揭示疾病发生机制,帮助诊断及预测治疗反应性和预后。INS目前按照发病机制可以分为单基因缺陷、免疫介导和其他类型。肾小球足细胞作为肾病综合征的靶细胞,近年来受到了广泛重视。多项研究表明,无论是家族性的还是散发性病例,单基因突变在SRNS中占据了相当大的比重(2.9%~30%)[6]。利用新一代测序技术(next-generationsequencing,NGS),迄今为止至少发现了53个相关致病基因,几乎都与足细胞的结构或功能缺陷有关,大多表现为常染色体隐性遗传,少数为显性遗传或X染色体连锁遗传,常见于局灶节段性肾小球硬化[4-13]。其中最常见的是NPHS1、NPHS2和WT1基因,也是较早发现的致病基因。这些基因涉及到编码裂孔隔膜相关蛋白nephrin、podocin、PLCE1、CD2AP的基因NPHS1、NPHS2、NPHS3、CD2AP,裂孔隔膜离子通道相关蛋白TRPC6的基因TRPC6,核转录因子WT1的基因WT1,肌动蛋白细胞骨架α-actinin4、invertedformin2的基因ACTN4、INF2,肾小球基底膜蛋白lamininβ2的基因LAMB2,以及线粒体辅酶Q10合成相关蛋白的基因COQ2、COQ10、PDSS2、ADCK4等等。某些基因如EMP2[14]、KANK[12]可能与激素或环孢素的治疗敏感性有关。表现为常染色体隐性遗传的基因如NPHS1、NPHS2、PLCE1、LAMB2等,它们通常在婴儿或儿童时期即引起发病;而表现为显性遗传的基因如CD2AP、TRPC6、WT1、ACTN4等,大多较晚发病,有的甚至在成年时期才发病,并且有家族聚集性。基因组学方面的进展证实了基因突变是INS发病机制中的一个重要因素。随着第二代甚至第三代基因测序技术的兴起,更多新的基因还会不断被发现。遗传因素在不同年龄的人群中的影响也是不同的,在婴儿、儿童和青少年SRNS中占据了明显的优势,随着年龄增长,环境因素逐渐成为主导。因此建议,除家族史、综合征特征和先天发病外,所有对适当激素治疗无反应的NS患儿应该进行遗传学筛查,基于遗传学检查结果确定相应治疗方案[15]。
对于免疫介导的原发性肾病综合征,循环因子被认为在其中起到重要作用,因此也被称为循环因子疾病(circulatingfactordisease,CFD),最典型的证据是SRNS肾移植后复发[16]。虽然还不清楚循环因子来源于哪里、存在一种还是多种或一个家族的循环因子,但这一类型一般对免疫抑制剂治疗有效,而复发的原因通常与病毒感染导致的免疫系统激活有关,后期可以表现为继发性激素抵抗。研究者在过去几十年中尝试在血液、尿液、组织中寻找潜在的循环因子,但至今未得到一致的答案[17],大多数研究还处于起始阶段,没有确凿的证据表明它与治疗反应和复发有明确联系。目前发现可能用于诊断和预测治疗反应的主要生物学标志物包括:微小病变型肾病中的CD80(B7.1)、白介素(interleukin,IL)-13、血红素结合蛋白(hemopexin)、可溶性白介素2受体(solubleinterleukin2receptor,sIL-2R)、ABCB1glycoprotein-P等,局灶节段性肾小球硬化中的可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体(solubleurokinase-typeplasminogenactivatorreceptor,suPAR)、肿瘤坏死因子α(tumornecrosisfactor-alpha,TNFα)、心肌营养素样细胞因子(cardiotrophin-likecytokine,CLC)-1等,膜性肾病中的抗磷脂酶A2受体(phospholipaseA2receptor,PLA2R)抗体和Ⅰ型血小板域蛋白7A(thrombospondintypeIdomaincontaining7A,THSD7A)等。CD80(B7.1)是抗原呈递细胞表达的一种跨膜蛋白,足细胞CD80表达与蛋白尿产生有关[18],因此可用于诊断和监测疾病活动性。有研究显示,血红素结合蛋白可诱导大鼠可逆性蛋白尿。医院肾内科选取激素治疗前的NS患者,应用蛋白组学技术对NS患者激素治疗反应性进行了前瞻性研究,发现相比于激素敏感者和正常对照者,各种病理类型的激素抵抗者血清中血红素结合蛋白的水平显著升高,其诊断SRNS具有较高的敏感性和特异性[19],因此有望成为潜在的早期预测SRNS的生物标志物。在复发的激素敏感儿童的CD4+和CD8+淋巴细胞中IL-13表达增加[20];大鼠IL-13过度表达引起微小病变样疾病[21]。这些证据提示IL-13可能用于治疗反应和复发的预测。sIL-2R和ABCB1编码的糖蛋白-P在激素抵抗者活动期水平显著升高[22],可能是预测激素治疗反应的潜在靶标。新近研究发现:部分局灶节段性肾小球硬化和移植后复发病例出现血清suPAR水平升高[23];suPAR过度表达可诱发小鼠局灶节段性肾小球硬化,然而临床数据未证实其与局灶节段性肾小球硬化临床表现及治疗反应的联系[24],仍需大样本量研究证实。此外,局灶节段性肾小球硬化患者外周血单核细胞培养的上清液中TNFα浓度升高。CLC-1是IL-6家族的一种细胞因子,存在于复发病例血浆置换液中,能够提高肾小球渗透率,下调nephrin表达。膜性肾病出现抗PLA2R抗体水平升高,与疾病活动有关,而其是否对复发和预后有预测价值还需进一步明确[25-27]。最近的一项初步研究发现,维生素D结合蛋白(vitaminD-bindingprotein,VDBP)、前白蛋白(prealbumin)、中性粒细胞白明胶酶相关脂质运载体(neutrophilgelatinase-associatedlipocalin,NGAL)、胎球蛋白A(fetuin-A)和α1酸性糖蛋白2(alpha-1acidglycoprotein2,AGP2)等指标在SRNS中显著升高且诊断价值较高[28],因此这组指标可用于鉴别SRNS和激素敏感型肾病综合征(steroid-sensitivenephroticsyndrome,SSNS)。如果最终能找到循环因子,这无疑将成为理想的诊断、监测疾病活动的标志物。
四、展望
随着我们从细胞、分子和基因水平对INS认识的深入,基因分析、临床分型、基于机制的新型生物学标志物的引入和干预将在未来的临床实践中占据重要地位。学者们逐渐认识到从机制上对INS重新分类的必要性。因此,进一步从遗传和分子学水平探讨NS发病机制及早期预警治疗反应性的生物学标记,实现精准诊断和治疗,对提高NS疗效、减少药物毒副反应及改善预后具有重要的指导作用。
参考文献(略)
阳晓,黄旋,余学清.肾病综合征的新型生物学标志物研究进展[J/CD].中华肾病研究电子杂志,,6(4):-.
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