综述
尿中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白与儿童肾脏病
中华实用儿科临床杂志, 2019,34(6) : 475-478. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-428X.2019.06.020
摘要

尿中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(uNGAL)具有直观反映泌尿系统上皮损伤的特性,当肾小管上皮细胞受损伤刺激时,其被显著诱导并高表达。uNGAL的检测方法具有简单、快速、无创的优点。近年来,国内外学者就uNGAL进行了大量研究,在儿童肾脏病中,如泌尿系统感染、急性肾损伤、原发性肾病综合征及继发性肾小球疾病、膀胱输尿管反流、反流性肾病肾瘢痕形成等,检测uNGAL水平可以起早期诊断及疗效评估的作用。现系统阐述在儿童肾脏病的诊治中uNGAL的作用,以供临床医师在临床工作中参考。

引用本文: 王欣, 张碧丽. 尿中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白与儿童肾脏病 [J] . 中华实用儿科临床杂志, 2019, 34(6) : 475-478. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-428X.2019.06.020.
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中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)是一种经典的生物标志物,自发现至今已有25年之久。尿中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(uNGAL)水平因具有直观反映泌尿系统上皮损伤的特性,近年来被越来越多的学者用于临床研究中。现从临床角度出发,系统总结uNGAL在儿童肾脏病的诊治中的作用,以供儿科临床医师参考。

1 NGAL简介

NGAL最初是在被激活的中性粒细胞中发现的一种分泌性蛋白,是一种与中性粒细胞明胶酶以共价键结合的脂质运载蛋白,由178个氨基酸组成,相对分子质量25 000[1]。其由lipocalin 2基因(LCN2)编码,于中性粒细胞表达,在人体的一些组织包括肾脏、支气管、肺、胃肠道等呈低水平表达;感染、免疫反应、缺血性损伤及肿瘤等因素也会诱导上皮细胞大量表达NGAL。在肾脏中,NGAL于肾脏小管上皮细胞表达,通过远端肾小管和集合管分泌,大部分于近端肾小管被重吸收[2]

2 NGAL在泌尿系统中的生物学作用

(1) NGAL在肾损伤时具有保护肾组织的作用:在泌尿系统中,NGAL通过转运铁,促进上皮细胞生长和分化,并对损伤和感染产生应答[3];通过维持黏附和连接蛋白的原位化,保护肾小管细胞避免损伤[4]。(2)NGAL可以抑制细菌生长:泌尿系统感染的主要致病菌为革兰阴性菌,它们的成长和存活均需要铁元素的参与,这些细菌从周围环境中获取铁元素,以大肠杆菌为例,细菌的铁载体-肠菌素(enterobactin)结合游离铁会形成肠螯素(enterochelin),后者可促进细菌进一步成长。而NGAL对铁载体具有高度的亲和性,它与肠菌素紧密结合后,干扰细菌获取铁元素,起抑菌作用[5]

3 uNGAL诊治儿童肾脏病的临床应用
3.1 泌尿系统感染

泌尿系统感染是儿童常见的感染性疾病,延误诊治会导致病程迁延,远期可能会出现肾瘢痕、高血压及慢性肾衰竭,因此早期诊断尤为重要。目前诊断泌尿系统感染的金指标仍然是尿培养,但所需标本必须无菌操作采集,且培养时间较长,无法用作早期诊断指标。常规尿液分析中白细胞酯酶、亚硝酸盐敏感性较低。近年越来越多的临床试验显示,uNGAL诊断泌尿系统感染具有简单、无创、快速、高敏感性等优越性[6,7,8,9,10,11,12,13],如Lubell等[8]研究发现,当uNGAL>39.1 μg/L时,诊断泌尿系统感染的敏感性可达97.1%,明显高于白细胞酯酶、亚硝酸盐及革兰染色的敏感性(74.3%)。Valdimarsson等[9]对108例泌尿系统感染患儿的研究中发现,uNGAL/肌酐比值>233 ng/mg时,诊断泌尿系统感染的敏感性达96%,特异性高达100%,提示临床上可将uNGAL作为早期判断泌尿系统感染的生物学指标。应注意的是,如果泌尿系统感染患儿急性期uNGAL水平明显降低,则提示复发性泌尿系统感染可能性大[10],考虑与患儿泌尿系统中缺乏NGAL,从而无法起抑菌作用有关。不仅如此,uNGAL还可以用来判断是否合并上尿路感染。2016年克罗地亚医师在临床观察80例急性肾盂肾炎患儿时发现,当uNGAL>29.4 μg/L时,提示急性肾盂肾炎的敏感性达92.5%,特异性达90.7%[11]。同年伊朗医师Nickavar等[12]还发现,急性肾盂肾炎患儿经过抗感染治疗后,uNGAL会明显下降,因此uNGAL不仅可以早期预测急性肾盂肾炎,还可以作为评估上尿路感染疗效的指标。值得一提的是,uNGAL或可免去上尿路感染患儿重复进行锝99核素扫描或强化CT/MRI等影像学检查存在的放射线弊端。2015年Rafiei等[13]研究显示合并肾瘢痕形成的急性肾盂肾炎患儿uNGAL水平较未形成瘢痕的急性肾盂肾炎患儿水平明显增高,提示uNGAL还可作为预测急性肾盂肾炎患儿远期合并肾瘢痕形成的指标。

3.2 急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)

AKI是指病程在3个月内的肾脏结构和功能异常,是临床常见的原发或继发性肾功能受损[14]。病理可见肾结构损伤及肾小管上皮细胞死亡。以往常用的指标血肌酐和尿素氮只有在肾脏严重的组织病理学损伤时才会升高,而且受很多非肾性因素影像较大,如年龄、性别、肌容积、营养状态、感染、血容量分布以及药物等。uNGAL可以避开这些影响因素,因为其反映的是组织损伤,而不是肾功能异常。当肾损伤发生时,远端肾单位会在短时间内大量分泌NGAL[2]。Konno等[4]在动物实验中发现,NGAL mRNA的表达和分泌始于肾小管上皮细胞发生形态和功能异常,而近端小管损伤又导致对NGAL的重吸收减少,因此在AKI的早期就能于尿液中检测到大量的NGAL。基于上述原理,uNGAL逐渐成为早期预测AKI的重要生物标志物[15,16]。早在2006年,Yuen等[17]于动物实验中发现,在AKI后3 h即有大量NGAL基因于肾组织中表达。在临床试验中,uNGAL在AKI后2~48 h开始明显升高[18,19,20],而血肌酐明显升高约需4~6 d。到2018年初,在研究可作为儿童AKI早期敏感指标的多项试验中,uNGAL的敏感性和特异性与目前业界认可的血清胱抑素C(Cys C)的结果相近[16,21]

3.3 原发性肾病综合征

原发性肾病综合征是儿科常见的肾小球疾病,临床表现为大量蛋白尿、低清蛋白血症、水肿和高脂血症。激素是治疗肾病综合征的主要药物,对激素治疗不敏感的患儿很有可能会发展为终末期肾病[22]。早期评估激素疗效可帮助肾脏科医师选择更好的治疗方案,因此,可以用来早期预测激素疗效的生物标志物日益受到关注,这其中人们对NGAL和Cys C认可最高。波兰医学博士Bienias′,等[23]在临床试验中发现,原发肾病综合征患儿uNGAL/肌酐比值较对照组明显升高,其中激素耐药(steroid-resistant nephrotic syndrome,SRNS)组uNGAL/肌酐比值较激素依赖(SDNS)组比值增高显著。Bennett等[24]则发现,原发性肾病综合征SRNS患儿uNGAL水平明显高于激素敏感(steroid-sensitive nephrotic syndrome,SSNS)组患儿水平。提示uNGAL的早期检测对肾病综合征激素疗效及预后有一定的预测作用。

3.4 继发性肾脏疾病
3.4.1 糖尿病肾病(diabetes nephropathy,DN)

1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1D)是青少年及儿童期较常见的自身免疫性疾病,DN是T1D主要的微血管并发症。DN呈慢性、进行性进展,最终可能进入终末期肾病。DN早期改变表现为高滤过、肾小球基底膜增厚及尿微量清蛋白增多[25]。一直以来用于诊断DN的实验室指标主要是尿微量清蛋白,但尿微量清蛋白的增高往往出现在T1D发病后5~10年[26],因此它的地位逐渐被以uNGAL为首的更多的生物标志物取代。Yildirim等[27]研究发现,在T1D病程最初2年内uNGAL已经开始升高。甚至在尿微量清蛋白正常的T1D患儿uNGAL已经明显升高[28],表明uNGAL可以用作早期提示DN的生物学指标。

3.4.2 紫癜性肾炎

紫癜性肾炎是过敏性紫癜最严重的并发症,远期也可能发展为终末期肾病。临床表现为在紫癜的基础上出现血尿、蛋白尿等尿检异常,病理主要是IgA沉积所致的不同程度的系膜增生性肾小球肾炎,常伴有随着疾病严重程度而加重的肾小管间质病变[29]。目前临床诊断紫癜性肾炎仍依赖于尿液分析及尿微量清蛋白水平,但上述结果存在假阴性可能[30],确定诊断须行肾穿刺活检病理诊断,但因其有创伤性为家属接受程度差,而且可能会出现泌尿系统出血性损伤,临床推广及重复检查的难度较大。鉴于uNGAL可早期提示肾损伤的特性,目前国内外均有学者将uNGAL应用于紫癜性肾炎的临床评估中。2017年邓美慧等[31]分别观察15例合并紫癜性肾炎的患儿,发现紫癜性肾炎患儿的uNGAL水平较对照组(尿检正常组)明显升高,但同年法国学者Pillebout等[29]在观察50例过敏性紫癜患儿的临床试验中发现,合并紫癜性肾炎的33例患儿其uNGAL水平与对照组无差异。完全相悖的结果可能与样本量较小有关,提示可进一步开展大样本研究。

3.4.3 狼疮性肾炎(lupus nephritis,LN)

系统性红斑狼疮是一种常见的自身免疫性疾病,临床表现为多器官、系统受累。约50%的儿童系统性红斑狼疮患者合并LN,临床表现为尿检异常、AKI及慢性肾脏病[32]。El Shahawy等[33]研究显示,系统性红斑狼疮患者的uNGAL较对照组明显升高,而且合并LN患者组uNGAL水平明显高于未合并LN患者组水平。当uNGAL>13.66 μg/L时,诊断LN的敏感性为92%,特异性为75%。提示uNGAL水平可用于预测系统性红斑狼疮患者合并LN的可能性。

3.4.4 其他

此外,uNGAL也用于监测一些危重患者的肾损伤水平,如接受心血管手术[34,35]、化疗[36,37]及药物相关肾损伤[14,15,38,39]、对比剂肾病[40]等。

3.5 反流性肾病肾瘢痕形成

2010年Ichino等[41]研究未合并泌尿系统感染的膀胱输尿管反流(vesicoureteral reflux,VUR)患儿中,VUR组uNGAL水平较健康儿童明显升高,但该水平与VUR严重程度无关,而且VUR患者中合并肾瘢痕形成的患儿uNGAL增高明显。此后,Parmaksiz等[42]在研究VUR患儿的试验中发现,在伴有肾瘢痕形成的患儿组中uNAGL/肌酐比值显著增高,由此推测uNGAL水平可作为预测反流性肾病肾瘢痕形成的非侵入性指标。

4 总结与展望

面对疾病,医师要做到早发现、早诊断、早治疗,并且要早期评估预后。在儿科临床工作中,患者家属对医师诊疗的高要求尤其明显。uNGAL检测方法简单、无创、快速,并且具有高敏感性,将逐渐成为儿科医师,尤其是儿童肾脏科医师临床和科研工作中的一份有力武器。

利益冲突

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

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