可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体与局灶节段性肾小球硬化

李芙蓉　综述　郑春霞　审校

局灶节段性肾小球硬化(FSGS)突出表现为蛋白尿和足细胞损伤[1]，其中足细胞损伤被认为是FSGS发生发展的中心环节和始动因素，在蛋白尿的发生中起关键作用，因此将FSGS归为足细胞病。人们一直致力于FSGS发病机制研究，且发现了一些致病因素，如基因缺陷、病毒感染及某些药物，然而原发性FSGS的致病因素尚不清楚。近年来，有研究证实患者血液中的循环因子可能是引起原发性FSGS的主要原因，能够导致足细胞损伤、肾小球通透性增加[2-7]。Th2细胞来源的细胞因子如白细胞介素13(IL-13)[8]、IL-6家族的心肌营养类细胞因子1(CLC-1)[9]被认为可能是FSGS的循环因子。令人瞩目的是，最近Wei等[10]通过系列研究认为可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体(suPAR)是造成FSGS发病的循环因子。本文将系统总结suPAR在足细胞损伤和蛋白尿发生中的作用，探讨suPAR与FSGS发病的关系及其在FSGS临床诊疗中的应用前景。

尿激酶型纤溶酶原激活物受体(uPAR)又称CD87，含有7个外显子和6个内含子，缺乏跨膜和胞内区域，属于单链糖基化蛋白，需糖基化磷脂酰肌醇(GPI)锚定于细胞膜上，包含3个高度同源结构域(DⅠ，DⅡ，DⅢ)，糖基化的uPAR分子量约60 kD，无糖基化的uPAR分子量约35 kD。其中，DI含有与uPA结合的抗原决定簇， DⅠ和DⅠ-DⅡ含有与αvβ3整合素(αvβ3-integrin)的配体玻连蛋白相结合的表位，DⅢ与GPI结合而锚定于细胞膜上。在足细胞的信号传递过程中，uPAR先与玻连蛋白结合，然后激活足细胞αvβ3-integrin，从而激活三磷酸鸟苷酶Ras相关的C3内毒素底物(GTPases Rac)和细胞分裂同期蛋白42(Cdc42)，引起肌动蛋白细胞骨架重排,导致蛋白尿的产生(图1)。

图1　uPAR在足细胞的信号传递过程[11]

uPAR不仅在多种免疫细胞膜上表达，如单核细胞、中性粒细胞、激活的T细胞和巨噬细胞，而且在组织固有细胞(如内皮细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞、系膜细胞及足细胞)表达，此外在某些肿瘤细胞亦表达[12,13]。生理条件下uPAR呈低表达[14]，某些病理状态下，如恶性肿瘤、炎症、动脉粥样硬化、组织重构等，uPAR表达增高[15,16]。在功能上可调节活化T细胞、单核细胞和中性粒细胞黏附、迁移和渗出[17,18]，在恶性肿瘤细胞，过表达的uPAR可促进肿瘤细胞增生、迁移、侵袭，并提示预后不良[19]。

suPAR是细胞表面的uPAR 由uPA、纤溶酶、糜蛋白酶、金属蛋白酶及弹性蛋白酶等水解从细胞表面脱落的片段，存在于血液、尿液、脑脊液和唾液中。目前的研究认为可能由DⅠ-Ⅱ-Ⅲ(suPARⅠ-Ⅲ)、 DⅡ-Ⅲ(suPARⅡ-Ⅲ)、 DⅠ(suPARⅠ)、DⅠ-Ⅱ(suPARⅠ-Ⅱ)或DⅢ(suPARⅢ)组成(图2)。机体免疫系统激活后可引起血清中suPAR增加，如细菌感染、疟疾、恶性肿瘤、发作性睡眠性血红蛋白尿症、人类免疫缺陷病毒1(HIV-1)感染等[10]。值得注意的是，在啮齿类动物中发现suPAR是可以合成分泌的，这种方式是否也存在于人类尚未被阐明。因此，Maas等[20]对suPAR完全从细胞膜上脱落释放提出了质疑，对suPAR结构、来源和功能还需进一步深入研究。

图2　suPAR几种可能的结构

uPAR导致足细胞损伤

Xu等[21]首先发现了uPAR在肾小球损伤中作用。在大鼠肾小球肾炎模型中，肾小球内除了细胞外基质大量沉积外，内皮细胞、系膜细胞和足细胞中uPAR表达明显升高。最初他们认为uPAR所起的作用是降解细胞外基质，然而却发现uPAR的另一重要作用，即uPAR参与足细胞的损伤和脱落。Wei等[13]从另外一个角度发现了uPAR对足细胞的损伤作用,肾脏疾病中足细胞的脱落与肿瘤细胞的迁移相似。该作者受这一现象启发，决定研究uPAR在足细胞损伤中的作用。他们发现FSGS及糖尿病肾病患者肾小球中尿激酶型纤溶酶原激活物受体(Plaur)mRNA及其蛋白uPAR表达上调，同时在脂多糖及嘌呤霉素诱导的小鼠肾病模型中发现，uPAR高表达于足细胞膜上。而Plaur敲除小鼠注射脂多糖后并无蛋白尿，但给予重组Plaur基因后，蛋白尿再现。随后他们的实验证实αvβ3-integrin在uPAR信号通路中的作用。进一步体外实验及小鼠模型发现uPAR导致玻连蛋白依赖的αvβ3-integrin激活，进而激活GTPases Rac 和Cdc42，引起肌动蛋白细胞骨架重排从而导致蛋白尿的产生。通过给予uPAR拮抗剂或αvβ3-integrin的拮抗剂cyclo-RGDfV阻断uPAR-αvβ3-integrin信号通路后减少了足细胞在基膜上的迁移及蛋白尿产生。Zhang等[22]在大鼠5/6肾切除模型中取得与上述研究相一致的结果，该模型中足细胞uPAR表达上调、αvβ3-integrin激活，并且还发现阿米洛利可下调uPAR表达，推测阿米洛利通过对足细胞产生脱靶效应，降低αvβ3-integrin活性从而减轻足细胞损伤。

suPAR是否为FSGS的致病因素

足细胞膜上uPAR参与了蛋白尿的产生，那么循环中suPAR是否也参与足细胞损伤、蛋白尿的形成？Wei等[10]随后的实验证实了这点，他们将重组小鼠suPARⅠ-Ⅲ质粒注入Plaur敲除小鼠体内，诱导小鼠蛋白尿产生。同时将含有suPARⅠ-Ⅱ质粒注入到野生型小鼠皮肤中，小鼠产生了蛋白尿及FSGS样病变。因此，他们认为循环中suPAR激活了足细胞表面αvβ3-integrin，从而诱导小鼠产生蛋白尿，而这一过程是独立于足细胞膜上uPAR的作用。如果DII点突变的suPAR质粒注入小鼠体内，无法与αvβ3-integrin结合，就不能诱导小鼠产生蛋白尿。总之，他们认为完整或部分结构域suPAR都可以诱导小鼠产生蛋白尿。进一步他们利用肾移植后发生蛋白尿患者的血清体外培养分化的足细胞，发现αvβ3-integrin被激活；而经血浆置换治疗后蛋白尿完全缓解患者的血清培养足细胞αvβ3-integrin活性下降；同样，抗suPAR抗体或cyclo-RGDfV能够使足细胞αvβ3-integrin的活性下降。因此认为循环suPAR是导致FSGS的致病因素，它可以用来鉴别FSGS及其他蛋白尿性肾脏疾病，可用于FSGS的诊断及指导治疗。

suPAR在FSGS患者中的特异性

Wei等[10]利用临床标本发现FSGS患者血清suPAR水平高于正常健康人、微小病变性肾病(MCD)、膜性肾病(MN)和前兆子痫患者。以3 000 pg/ml作为suPAR阈值，71.4%FSGS患者suPAR浓度升高， MN、先兆子痫患者比例分别为36.4%、14.3%，而 MCD患者、健康志愿者suPAR均<3 000 pg/ml。将FSGS患者分为三个亚群：原发性FSGS受者、移植后复发FSGS、移植后未复发FSGS，发现其中移植后再次复发FSGS患者其移植前suPAR浓度是最高的。对移植后FSGS患者进行随访，移植1年后发现，复发的FSGS患者血清suPAR浓度显著高于未复发患者。因此，该研究认为移植前suPAR浓度可以预测移植后FSGS复发风险， 移植后suPAR浓度可以帮助评估复发。

Wei等[23]进一步对两组FSGS队列研究进行suPAR测定以验证前期的结果。研究中仍以3 000 pg/ml作为suPAR的阈值，北美70例FSGS患者中血清suPAR阳性率是84.3%，欧洲94例FSGS患者阳性率是55.3%，而150例健康对照组中只有6%血清中suPAR浓度是升高的。此外还发现，在欧洲队列研究中，NPHS2基因缺陷/遗传性FSGS患者中suPAR浓度较非基因缺陷/遗传性FSGS患者高。且炎症反应不能解释其中suPAR的差别，提示高水平的suPAR是大多数原发性FSGS的特征性表现。

但另一些研究小组提出了与Wei等[10,23]课题组相反的观点。Chen等[24]研究小组发现，FSGS患者suPAR水平与IgA肾病、狼疮性肾炎、MN及慢性间质性肾炎患者相比较无差异。 Franco-Palacios等[25]研究认为移植前血清suPAR水平并不能预测FSGS是否复发。

suPAR在原发性FSGS及继发性FSGS疾病中的作用亦有报道。Huang等[26]研究发现，与MCD、MN及正常人群相比，FSGS患者血浆suPAR增高，但74例原发性FSGS患者与14例继发性FSGS患者血浆suPAR并无差别；进一步研究发现，14例继发性FSGS患者由于8例未找到明确的致病原因，不能排除这8例患者处于原发性FSGS早期或是FSGS某一特殊病理分型，因此他们认为suPAR对某些原发性FSGS来说是特异的。Maas等[27]研究小组对原发性FSGS(11例)、继发性FSGS(5例)和MCD患者(7例)suPAR水平进行测定发现，三组间无差别，因此，认为检测suPAR对于FSGS患者没有意义，但该研究样本量小，可能存在实验偏倚，还需要行进一步的研究验证。

Wei等[23]课题组在两组FSGS队列研究中发现，经治疗蛋白尿完全缓解北美FSGS患者， suPAR降低与蛋白尿减少呈正相关；欧洲FSGS队列中服用吗替麦考酚酯+泼尼松的患者suPAR水平显著低于服用钙调神经蛋白抑制剂+泼尼松的患者。不同治疗方案导致suPAR水平发生变化进一步支持suPAR在FSGS中的致病作用。Huang等[26]对24例FSGS患者进行随访发现，完全缓解患者血浆suPAR明显下降，部分缓解或未缓解患者suPAR无变化、甚至上升，该研究认为suPAR可能参与了原发性FSGS的发病。

北美[23]、欧洲[23]、北京[26]三个研究小组结果均显示，FSGS血循环中suPAR浓度高于健康对照、MCD和MN患者，并且suPAR与eGFR呈现相关性，但各组因入选标准及患者人种等不同，导致出现不一样的实验结果。北美队列研究中FSGS患者非裔美国人占33%，而欧洲队列研究中FSGS患者主要是欧洲人。因患者年龄、肾功能及治疗方案的不同，治疗后suPAR的变化与各临床指标呈现不同的相关性(表1)。

表1　FSGS患者suPAR研究汇总

FSGS：局灶节段性肾小球硬化；suPAR:可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体；eGFR:估算的肾小球滤过率；Ccr:内生肌酐清除率；SRNS:激素耐药型肾病综合征；MMF：吗替麦考酚酯

关于suPAR在儿童FSGS患者中的作用，不同研究小组提出了不同观点。Chan等[28]认为高浓度suPAR与Treg细胞下降有关，因此suPAR可能是引起儿童FSGS的致病因素。而Bock等[29]则认为suPAR并不是引起儿童FSGS的主要致病原因。该小组研究了1～21岁的FSGS、非FSGS肾小球疾病、非肾小球性肾脏疾病患者，排除了年龄、种族、性别差异后发现suPAR在FSGS、非FSGS肾小球病及健康志愿者中无差别(P>0.05)，非肾小球病慢性肾脏病suPAR的水平高于FSGS患者(P<0.05)。

suPAR的检测

目前，血循环中suPAR检测方法常用的是ELISA法。健康人群中，血清(血浆)中suPAR的浓度约2 000 pg/ml，最高值约4 000 pg/ml[30,31]。在多种疾病状态下，血清(血浆)suPAR浓度会升高，如肿瘤、败血症、动脉粥样硬化、肝脏疾病[31-33]。肺癌Ⅲ期的患者suPAR平均浓度3 416 pg/ml，败血症患者suPAR平均浓度可达14 060 pg/ml[31,32]，活动期系统性红斑狼疮患者suPAR也会升高[34]。因此，检测时应注意排除影响检测值的病理情况。

利用时间分辨荧光免疫分析法检测到人类免疫缺陷获得性疾病、肺癌、结肠癌患者循环中三种suPAR[35-37]。如获得性免疫缺陷性疾病中，血浆中suPARⅠ-Ⅲ平均浓度4 000 pg/ml，分子量为50 kD ；suPARⅡ-Ⅲ平均浓度5 000 pg/ml ，分子量为35 kD；suPARⅠ平均浓度1 300 pg/ml ，分子量为15 kD。Reiser等[10]研究小组用免疫沉淀方法也检测到FSGS患者循环中有三种分子量分别是22 kD、40 kD和45 kD的suPAR。

目前商品化的suPAR ELISA试剂盒并不是针对suPAR某一个结构域而设计的特异性抗体，因此检测的是uPAR所有可能降解片段的总和。所以，目前的检测方法还不能检出特异的致病性suPAR，还需进一步改进。

小结:目前研究证实约2/3的FSGS患者suPAR水平升高， suPAR通过介导αvβ3-integrin激活导致足细胞损伤而产生蛋白尿，这是对FSGS发病机制认识的一大进步[38]。然而，suPAR对于FSGS患者的临床应用还有待进一步证实，并且尚有许多问题需要回答。从循环因子的角度分析，suPAR仅可以解释部分FSGS患者的发病机制，很有可能其他未知的循环因子单独或协同suPAR导致FSGS发生。此外， FSGS患者血循环中高浓度的suPAR来源于哪类细胞？这些细胞发生了什么变化？何种刺激因素导致这些细胞的改变？这些问题的阐明将有助于我们进一步认识suPAR在FSGS发病中的作用和临床应用价值。

1D’Agati VD,Kaskel FJ,Falk RJ.Focal segmental glomerulosclerosis.N Engl J Med,2011,365(25):2398-2411.

2Chang JW,Pardo V,Sageshima J,et al.Podocyte foot process effacement in postreperfusion allograft biopsies correlates with early recurrence of proteinuria in focal segmental glomerulosc- lerosis.Transplantation,2012,93(12):1238-1244.

3Deegens JK,Andresdottir MB,Croockewit S,et al.Plasma exchange improves graft survival in patients with recurrent focal glomerulosclerosis after renal transplant.Transpl Int,2004,17(3):151-157.

4Kemper MJ,Wolf G,Müller-Wiefel DE.Transmission of glomerular permeability factor from a mother to her child.N Engl J Med,2001,344(5):386-387.

5Gallon L,Leventhal J,Skaro A,et al.Resolution of recurrent focal segmental glomerulosclero- sis after retransplantation.N Engl J Med,2012,366(17):1648-1649.

6陈朝红,刘志红,秦卫松,等.利用体外培养足细胞针对局灶节段性肾小球硬化患者的循环因子进行检测.肾脏病与透析肾移植杂志,2009,18(1):3-12.

7刘志红,黎磊石.局灶节段性肾小球硬化研究的新方法,新观点.肾脏病与透析肾移植杂志,2009,18 (1):1-2.

8Yap HK,Cheung W,Murugasu B,et al.Th1 and Th2 cytokine mRNA profiles in childhood nephrotic syndrome evidence for increased IL-13 mRNA expression in relapse.J Am Soc Nephrol,1999,10(3):529-537.

9McCarthy ET,Sharma M,Savin VJ.Circulating permeability factors in idiopathic nephrotic syndrome and focal segmental glomerulosclerosis.Clin J Am Soc Nephrol,2010,5 (11):2115-2121.

10 Wei C,El Hindi S,Li J,et al.Circulating urokinase receptor as a cause of focal segmental glomerulosclerosis.Nat Med,2011,17(8):952-960.

11 Smith HW,Marshall CJ.Regulation of cell signalling by uPAR.Nat Rev Mol Cell Biol,2010,11(1):23-36.

12 Thunø M,Macho B,Eugen-Olsen J.suPAR:the molecular crystal ball.Dis Markers,2009,27(3):157-172.

13 Wei C,Möller CC,Altintas MM,et al.Modification of kidney barrier function by the urokinase receptor.Nat Med,2008,14(1):55-63.

14 Solberg H,Ploug M,Høyer-Hansen G,et al.The murine receptor for urokinase-type plasminogen activator is primarily expressed in tissues actively undergoing remodeling.J Histochem Cytochem,2001,49(2):237-246.

15 Furlan F,Galbiati C,Jorgensen NR,et al.Urokinase plasminogen activator receptor affects bone homeostasis by regulating osteoblast and osteoclast function.J Bone Miner Res,2007,22(9):1387-1396.

16 Fuhrman B.The urokinase system in the pathogenesis of atherosclerosis.Atherosclerosis,2012,222(1):8-14.

17 Dekkers PE,ten Hove T,te Velde AA,et al.Upregulation of monocyte urokinase plasminogen activator receptor during human endotoxemia.Infect Immun,2000,68(4):2156-2160.

18 Gyetko MR,Sitrin RG,Fuller JA,et al.Function of the urokinase receptor (CD87) in neutrophil chemotaxis.J Leukoc Biol,1995,58(5):533-538.

19 Tang CH,Wei Y.The urokinase receptor and integrins in cancer progression.Cell Mol Life Sci,2008,65(12):1916-1932.

20 Maas RJ,Deegens JK,Wetzels JF.Serum suPAR inpatients with FSGS:trash or treasure? Pediatr Nephrol,2013,28(7):1041-1048.

21 Xu Y,Berrou J,Chen X,et al.Induction of urokinase receptor expression in nephrotoxic nephritis.Exp Nephrol,2001,9(6):397-404.

22 Zhang B,Xie S,Shi W,et al.Amiloride off-target effect inhibits podocyte urokinase receptor expression and reduces proteinuria.Nephrol Dial Transplant,2012,27(5):1746-1755.

23 Wei C,Trachtman H,Li J,et al.Circulating suPAR in two cohorts of primary FSGS.J Am Soc Nephrol,2012,23(12):2051-2059.

24 Chen JS,Lin LF,Lin WY,et al.Role of serum level of soluble urokinase receptor in various biopsy-proven kidney diseases and staging effect in diabetic nephropathy [abstract].J Am Soc Nephrol,2012,23:726A(http://www.asn-online.org/education/kidneyweek/archives/).

25 Franco-Palacios CR,Lieske JC,Wadei H,et al.Soluble urokinase receptor(suPAR) in the serum and urine of patients with focal and segmenta lglomerulosclerosis (FSGS) and IgA nephropathy [abstract].J Am Soc Nephrol,2012,23:64A(http://www.asn-online.org/education/kidneyweek/archives/).

26 Huang J,Liu G,Zhang YM,et al.Plasma soluble urokinase receptor levels are increased but do not distinguish primary from secondary focal segmental glomerulosclerosis.Kidney Int,2013,84(2):366-372.

27 Maas RJ,Wetzels JF,Deegens JK.Serum-soluble urokinase receptor concentration in primary FSGS.Kidney Int,2012,81(10):1043-1044.

28 Chan CY,Yeo WS,Wei CL,et al.High suPAR levels in FSGS patients is associated with decreased Treg cells.J Am Soc Nephrol,2012,23,484A(http://www.asn-online.org/education/kidneyweek/archives/).

29 Bock ME,Price HE,Gallon L,et al.Serum Soluble Urokinase-Type Plasminogen Activator Receptor Levels and Idiopathic FSGS in Children:A Single-Center Report.Clin J Am Soc Nephrol,2013,8(8):1304-1311.

30 Gustafsson A,Ajeti V,Ljunggren L.Detection of suPAR in the Saliva of Healthy Young Adults:Comparison with Plasma Levels.Biomark Insights,2011,6:119-125.

31 Cobos E,Jumper C,Lox C.Pretreatment determination of the serum urokinase plasminogen activator and its soluble receptor in advanced small-cell lung cancer or non-small-cell lung cancer.Clin Appl Thromb Hemost,2003,9(3):241-246.

32 Giamarellos-Bourboulis EJ,Norrby-Teglund A,Mylona V,et al.Risk assessment in sepsis:a new prognostication rule by APACHE II score and serum soluble urokinase plasminogen activator receptor.Crit Care,2012,16(4):R149.

33 Edsfeldt A,Nitulescu M,Grufman H,et al.Soluble urokinase plasminogen activator receptor is associated with inflammation in the vulnerable human atherosclerotic plaque.Stroke,2012,43(12):3305-3312.

34 Toldi G,Szalay B,Bekö G,et al.Plasma soluble urokinase plasminogen activator receptor (suPAR) levels in systemic lupus erythematosus.Biomarkers,2012,17(8):758-763.

35 Ostrowski SR,Piironen T,Høyer-Hansen G,et al.High plasma levels of intact and cleaved soluble urokinase receptor reflect immune activation and are independent predictors of mortality in HIV-1-infected patients.J Acquir Immune Defic Syndr,2005,39(1):23-31.

36 Almasi CE,Christensen IJ,Høyer-Hansen G,et al.Urokinase receptor forms in serum from non-small cell lung cancer patients:relation to prognosis.Lung Cancer,2011,74(3):510-515.

37 Thurison T,Lomholt AF,Rasch MG,et al.A new assay for measurement of the liberated domain I of the urokinase receptor in plasma improves the prediction of survival in colorectal cancer.Clin Chem,2010,56(10):1636-1640.

38 Jefferson JA,Alpers CE.Glomerular disease:‘suPAR’-exciting times for FSGS.Nat Rev Nephrol,2013,9(3):127-128.