中性粒细胞明胶酶相关脂蛋白和胱抑素C作为糖尿病肾病早期标志物的评价*

郑国军， 申红玉， 徐昕， 王仕忠， 樊燕△

1常州市第三人民医院检验科(江苏常州 213001)； 2常州市第二人民医院中心实验室(江苏常州 213003)

糖尿病(DM)因其患病率和相关的微血管以及大血管并发症，包括肾脏疾病的患病率增加而备受关注[1]。在将近45%的透析患者中，糖尿病是导致终末期肾病(ESRD)的主要病因[2]。在一项有关马来西亚人的相关研究中发现，46%的2型糖尿病患者伴有慢性肾脏疾病(CKD)，尿白蛋白/肌酐比值(UACR)≥30 mg/g，和(或)估计肾小球滤过率(eGFR)<60 mL/(min·1.73 m2)。CKD的发展增加了患者发病率和病死率的风险，对卫生保健基础设施产生了重大影响，从而使情况更加复杂[3]。GFR的下降限制了口服降糖药的使用。随着GFR从≥90 mL/(min·1.73 m2)降至<45 mL/(min·1.73 m2),心血管事件将会增加19%～40%。微量白蛋白尿期的肾脏病理改变多为可逆的，如能及时诊治，可阻止肾脏向不可逆的ESRD发展，这对提高患者的生存质量及减轻社会经济负担具有重大意义[4]。传统上，蛋白尿被认为是糖尿病引起的肾小球损害的结果。尿白蛋白升高是糖尿病肾病的早期征兆。各种研究表明，在糖尿病患者中，微量白蛋白尿可预测大白蛋白尿的发生和肾功能下降[5-6]。因此，高蛋白尿已成为这些患者CKD的标志物。最近，人们越来越认识到肾小管间质因长期暴露于与持续高血糖相关的各种代谢因子和作为促进因素的血流动力学损伤因子而在糖尿病肾病的发病机制中发挥作用[7]。近年来，肾小管损伤的标志物不断被发现，并被广泛研究用于预测各种肾毒性损伤后急性肾损伤的发生，如心脏手术中的缺血、脓毒症和对比剂的使用。但对CKD患者早期标志物作用的研究甚少[8-9]。尿微量白蛋白已被公认为是糖尿病肾病的最早标志物，但有相当大比例的肾损害发生时其尿蛋白为阴性[10]。大量研究表明中性粒细胞明胶酶相关脂质体(NGAL)与肾损伤密切相关，还同时参与慢性炎症和细胞糖脂代谢，其表达水平与慢性肾损伤及疾病进展密切相关[11-12]。为此，我们拟对2型糖尿病患者血清和尿中肾小管损伤标志物NGAL和胱抑素C(Cys-C)进行检测，以探索其在早期肾损伤评价中的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 根据WHO糖尿病诊断和分型标准[13]，收集2017年1月至12月在常州市第三人民医院和常州市第二人民医院内分泌科就诊的2型糖尿病患者160例。所有研究参与者都获得了书面知情同意书，研究得到了医院伦理委员会的批准。

1.2 纳入标准 所有患有高血压、癌症、感染、炎症状态、心血管、肺、其他内分泌疾病和严重肾功能损害(eGFR≤30 mL/min)的患者，根据肾脏疾病饮食结构的修改，被排除在研究中以避免潜在的混杂因素。

1.3 分组 根据UACR将患者分为两组：正常蛋白尿(UACR<30 mg/g)为对照组、微量白蛋白尿(UACR≥30 mg/g)为疾病组。

1.4 方法 第1次晨尿标本测定尿肌酐、白蛋白和NGAL水平。其中尿肌酐、血Cys-C(S-Cys-C)用全自动生化分析仪(日立7600)检测，微量白蛋白应用特定蛋白仪(美国贝克曼库尔特IMMAGE 800)检测，血NGAL(S-NGAL)和尿NGAL(U-NGAL)应用ELISA(试剂盒由R&D公司提供)进行检测，其抗体来源于美国的R&D公司。

2 结果

2.1 研究对象的基本特征、临床和实验室数据 在160例患者中，80例2型糖尿病患者合并微量白蛋白尿被定义为疾病组，80例正常白蛋白尿患者作为对照组。疾病组中男45例，女35例；对照组中男44例，女36例。两组研究对象的基本特征、临床和实验室数据[包括糖化血红蛋白(HbA1C)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、三酰甘油(TG)等]见表1。

参数例数年龄(岁)性别(例)男女体质指数(kg/m2)腰围(cm)糖尿病病程(年)收缩压(mmHg)对照组8044.2±5.9404024.63±2.1684.65±10.237.2±2.9122.0±10.65疾病组8056.2±9.1423825.55±3.1487.62±9.5614.2±7.6138.6±14.54P值0.020.120.050.040.0010.01参数例数舒张压(mmHg)HbA1C(mmol/L)LDL(mg/dL)HDL(mg/dL)TG(mg/dL)对照组8081.00±7.556.98±0.87113.6±12.6943.5±6.36117.3±10.82疾病组8089.15±10.878.36±2.47141.3±22.5736.2±4.47142.3±19.58P值0.030.040.0010.010.03

2.2 两组血清和尿液中NGAL及Cys-C水平 与对照组相比，疾病组的U-NGAL、S-NGAL和S-Cys-C水平显著升高(P<0.05)，见表2。

项目例数蛋白尿(mg/L)UACR(mg/g)U-NGAL(ng/mL)S-NGAL(ng/mL)S-Cys-C(ng/mL)对照组8023.40±12.338.45±14.964.56±0.92117.03±14.78440.48±188.72疾病组80169.05±63.24199.25±69.8511.36±4.72163.23±38.471 196.24±1 054.32P值0.0020.0100.0100.0400.001

2.3 肾损伤标志物与其他参数的相关性分析 相关分析显示白蛋白尿与S-NGAL和U-NGAL呈正相关，且U-NGAL与白蛋白尿的相关性比S-NGAL与尿白蛋白的相关性要强，见表3。

表3 肾损伤标志物与其他参数的相关性分析

2.4 U-NGAL检测尿微量白蛋白患者ROC曲线 U-NGAL和S-NGAL诊断糖尿病肾病的曲线下面积分别为0.928和0.826，诊断敏感度分别为81.9%和75.2%，特异度分别为93.2%和84.6%。

图1 U-NGAL和S-NGAL诊断糖尿病肾病的ROC曲线

3 讨论

在本研究中，我们评估了糖尿病肾病患者急性肾损伤的新标志物。2型糖尿病因其慢性并发症所致的负担是一个越来越关注的问题[14]。20%～40% 2型糖尿病患者会发生糖尿病肾病。虽然尿白蛋白的存在是肾病的标志物，糖尿病的肾功能不全并不总是伴有蛋白尿；目前正在研究几种新的生物标志物，有望能尽早发现肾病[15]。我们的研究中包括有正常白蛋白尿和微量白蛋白尿的研究参与者，目的在于观察肾脏病之前是否存在肾小管病变。微量白蛋白尿患者比正常白蛋白尿患者有更长的糖尿病持续时间和更高的腰围。与糖尿病肾病的自然病史相一致，他们的收缩压和舒张压也高于其正常白蛋白尿的对照组，并有发生CKD的倾向[16]。在本研究中，微白蛋白尿患者S-NGAL和U-NGAL和Cys-C作为肾小管病变的标志物显著高于正常白蛋白尿患者。有正常白蛋白尿的患者这些标记物水平也明显高于正常对照组，这意味着这些标记物似乎与肾脏疾病的严重程度平行增加，在糖尿病肾病表现的患者中达到更高的水平。ROC曲线分析表明，U-NGAL和S-NGAL诊断糖尿病肾病的曲线下面积分别为0.928和0.826，这表明他们是早期肾损害的敏感指标。最近的一项研究报告显示，2型糖尿病患者微量白蛋白尿患者U-NGAL显著高于正常白蛋白尿患者，并且与尿白蛋白水平呈正相关[17-18]。

Castillo-Rodriguez等[19]的一项研究包括96例Ⅱ～Ⅳ期CKD患者，其中20%合并糖尿病肾病。对所有患者进行前瞻性随访，直到20个月观察期结束或确定为血清肌酐基线的2倍和(或)ESRD发病的初步研究终点。U-NGAL和S-NGAL基线水平预测CKD进展的单变量和多变量分析，独立于其他潜在的混杂因素，包括eGFR和年龄。Rotbain Curovic等[20]的结果显示，与对照组相比，2型糖尿病患者尿NGAL显著升高，从正常白蛋白尿到大白蛋白尿组均显著升高。U-NGAL与UACR呈正相关，与eGFR呈负相关。该研究提示，短期2型糖尿病患者肾小管损伤是常见的，而U-NGAL可能是监测这些患者肾损害的一个有前途的早期指标。Kim等的随访研究发现U-NGAL在2型糖尿病患者，从正常白蛋白尿组到大白蛋白尿(UACR≥300 mg/g)，在基线和随访水平上都有增加的趋势。发现U-NGAL与尿Cys-C、尿素氮和血清肌酐呈正相关(与GFR呈负相关)，表明U-NGAL可用于预测2型糖尿病肾病的进展[21-22]。

Cys-C是所有有核细胞不断产生的一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂，已被建议作为早期诊断糖尿病肾病肾小球和肾小管功能障碍的标志。在Siddiqi等[23]的研究中，微量白蛋白尿组尿Cys-C水平显著高于正常白蛋白尿组，并与糖尿病和糖尿病前期尿白蛋白/肌酐比值呈正相关。Colhoun等[24]在他们对糖尿病前期患者的研究中，观察到微量白蛋白尿组尿液中NGAL和Cys-C水平显著高于正常白蛋白尿组。许多其他研究已经报道，尿Cys-C水平可能是2型糖尿病患者早期肾损害的标志。无其他尿路异常及血清肌酐正常的微量白蛋白尿患者尿Cys-C水平显著升高。另一项来自2型糖尿病患者的研究发现，尿Cys-C增加与GFR的下降有关，提示较高的尿Cys-C是早期肾病更好的预测因子。所有这些均提示Cys-C是检测2型糖尿病早期肾病的一种有前途的生物标志物[25]。

在本研究中，U-NGAL与白蛋白/肌酐比、糖尿病持续时间、HbA1C、血脂异常呈正相关。我们的研究结果与Kaul等[26]的研究一致。微量白蛋白尿的糖尿病患者U-NGAL和S-NGAL及S-Cys-C水平显著高于正常白蛋白尿者。这一发现可能支持糖尿病疾病在显性糖尿病肾病之前的“管状期”假说，从而支持使用这些标志物，特别是用检测U-NGAL来早期评估甚至在微量白蛋白尿出现之前的肾脏受累。

我们在这方面的研究具有新颖性，即关于急性肾损伤标记物在糖尿病肾病中的应用在我国人群中尚无许多研究；然而，本研究也存在一定的局限性，如样本量小、横截面设计、可评价标记物数量少等。

微量白蛋白尿已被公认为糖尿病肾病的早期标志物，但大部分肾损害发生在非白蛋白尿状态。与非糖尿病对照组相比，正常白蛋白尿的2型糖尿病患者尿液生物标志物显著升高，甚至在微量白蛋白尿(目前用于早期诊断的金标准)出现之前，尿液生物标志物也可作为早期肾病的标志。尽管这些新的生物标记物有着广阔的前景，仍然需要进一步进行多中心的前瞻性研究，以确认它们在临床实践中作为筛选工具的实用性。实施不同的策略以早期发现肾病非常重要，目的是预防糖尿病患者肾脏损害的长期破坏性结果。