肾瘢痕的特点是局灶性间质纤维化，是一种不可逆性的肾损伤，与高血压和慢性肾病等长期健康风险有关。对于儿童人群，肾瘢痕形成的主要危险因素是膀胱输尿管反流和泌尿系感染，其检测方法包括影像学检查及无创生物标志物，目前临床上主要的评价标准是99mTc-DMSA肾静态显像。期待对肾瘢痕无创性生物学标记物的探索，能为临床提高早期肾瘢痕形成的预测和检出提供更多方便快捷的方式，从而减少肾瘢痕的形成与进展。
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肾瘢痕(renal scarring，RS)是一种不可逆的局灶或弥漫性肾损伤，可引起高血压、蛋白尿、慢性肾病、甚至终末期肾病的发生。对于儿童，RS形成的主要危险因素是膀胱输尿管反流和泌尿系感染。由于肾纤维化会导致严重后果，早期及动态的评估就显得尤为必要，而在临床实践中，尚缺乏高效、准确的评价指标。本文通过阅读国内外文献，对RS形成的危险因素、检测及评估方法进行综述，为临床提高RS形成的预测水准和检出率提供方便快捷的依据，以减少RS的形成与进展。
儿童RS危险因素关联度较高的主要有高级别膀胱输尿管反流和反复的泌尿系感染，也有部分研究显示性别、年龄与RS的发生率有关，但仍存在争议。
RS的形成实际上是肾固有细胞的纤维化。广泛的肾小管损伤和炎性细胞募集促使肌成纤维细胞浸润到间质，随后胶原沉积，最终导致间质纤维化[6]。细菌随逆流尿液入肾，侵入肾实质，并通过释放毒素直接损伤组织，受损的肾实质细胞(主要是肾小管上皮细胞)和免疫细胞释放一系列促纤维化细胞因子，刺激肌成纤维细胞活化与增殖[7]。损伤刺激毛细血管内皮细胞、嵌入毛细血管内皮细胞基膜中的周细胞转化为肌成纤维细胞，导致毛细血管完整性被破坏，受损部位毛细血管稀疏化会引起肾组织缺氧，而缺氧可导致上皮细胞线粒体功能受损，肾小管发生萎缩且修复受阻，同时缺氧还可进一步加重炎症损伤并促进细胞外基质的产生[8,9]。氧化应激、自噬在成肌纤维细胞激活引起的肾小管间质纤维化以及肾小球膜硬化，足细胞异常和顶叶上皮细胞损伤在肾小球硬化中起着至关重要的作用[10,11]。正常固有细胞一旦转化成肌成纤维细胞，就不再依赖原发病中的炎性介质以及细胞因子的刺激发生转化，而是自主增殖、自主持续分泌并合成不易被降解的Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白，从而造成细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的合成异常加快，降解速度降低。
早期发现肾纤维化，并进行动态评估，是临床治疗的重要参考依据。但实际上，临床医师除了应用99mTc-DMSA肾静态显像进行判断，缺少更多高效、准确的诊断方法。近几年，国内外研究者开展广泛探索，在影像学、分子生物学等领域进行研究，努力寻找可替代的、方便、可靠的检测评估指标，以期为临床服务。
99mTc-DMSA肾静态显像至今仍是RS形成的主要评价标准，可以指导治疗、评价疗效和判断预后[12]。静脉注射显影剂99mTc-DMSA 1～3 h后分别行双肾平面和断层显像，正常情况下显影呈均匀放射学分布，若出现肾皮质局部放射性减低、轮廓、缩小、多发显影剂分布缺损区或楔形缺损时，提示RS形成可能[13]。但这个方法也存在明显缺陷，由于显影剂在肾皮质滞留时间过长，容易导致患者暴露于较高辐射剂量。尤其对于儿童患者，局限性更加明显，由于存在辐射，不宜在短期内反复使用，且检查流程烦琐，故不适用于儿童RS的实时跟踪观察。
磁共振尿路成像(magnetic resonance urography，MRU)对于RS的诊断基于以下影像学表现：①局灶性皮质厚度丢失；②局灶性皮质凹陷；③局灶性微囊性改变；④T2加权像局灶性低信号[14]。对于需要长期随访的患儿来说，MRU可作为一种替代方式，以减少射线暴露。但MRU检测RS的敏感度显著低于99mTc-DMSA，且费用高、需镇静，故通常不作为RS首选评估手段[15]。
RS形成时，肾超声(renal ultrasound，RUS)表现为部分回声增强、皮质变薄、肾萎缩和(或)皮质髓质分化异常定义[16]。杨琰等[17]通过能量多普勒超声定量分析肾上、中、下三部分中肾皮质的血流灌注情况，并分别进行评分后相加，评分标准如下：①0分，无血流灌注；②1分，片状血流灌注缺损；③2分，虫蚀状血流灌注缺损；④3分，无血流灌注缺损。肾盂肾炎患儿首次出现发热症状24 h内评分<7分时，RS形成的危险性增大。
虽然超声检查容易获得，且属于非侵入性无辐射的检查，但RUS对于RS的检测敏感性较差、特异度高，不能作为有效的筛查试验，因此超声检查正常也不能排除RS或将来RS形成的风险。
CNA35是一种天然胶原结合蛋白，可以与纤维形成的胶原结合，但不与其他细胞外基质成分(如层粘连蛋白、弹性蛋白和纤维连接蛋白)结合[18]。Kee和Danila[19]研究了结合CNA35的金纳米颗粒，作为用于血管和分子成像的新型CT造影剂，用于冠状动脉疾病的血管成像和心肌瘢痕的分子成像。RS的病理特征是肾间质和血管周围ECM的病理性生成和积聚，主要由胶原蛋白组成。Baues等[20]用近红外荧光团Cy7标记的CNA35通过静脉注射，使用混合计算机断层扫描-荧光分子断层扫描，发现标记的CNA35可以特异性地检测RS中胶原的沉积。CNA35胶原靶向结合造影剂也被用在超声造影的临床应用中。目前，CNA35的胶原成像技术已在国外被应用，在国内广泛应用于临床之前，还需进一步深入研究。
虽然肾纤维化能通过影像学方法进行评估，但影像学表现总是发生在生物学改变之后，存在滞后性。但生物学指标的无创性、易得性和检测便利性，一直是临床医师想要获得的。所以，寻找无创生物标志物以预测RS的形成具有很高的临床价值和意义。
(1)全长巨蛋白(C-megalin)：巨蛋白是一种600 kDa的受体样转运糖蛋白，在肾近端肾小管细胞上表达，并从肾小球滤出物中重新吸收小分子量蛋白。尿液中以胞外结构域(A-megalin)和全长巨蛋白形式存在，可分别用氨基和羧基末端的酶联免疫吸附试验结果进行测定。巨蛋白介导蛋白代谢引起的因内溶酶体超负荷损伤的近端肾小管上皮细胞，通过胞吐增加尿全长巨蛋白的排泄。尿全长巨蛋白是各种肾小球疾病及IgA肾病中肾小球异常的标志[21]。Yamanouchi等[22]通过分析37例有UTI病史患儿的临床资料，认为尿全长巨蛋白水平与UTI后RS形成呈显著正相关，以6.5 pmol/nmol为临界值具有最好的诊断准确性。
(2)中性粒细胞明胶酶相关的脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)：脂环蛋白家族中的一员，在细胞活化后，会从人中性粒细胞的特定颗粒中分泌出来。NGAL有尿液和血浆NAGL(uNGAL和pNGAL)2种形式。研究表明这两种形式均可作为早期诊断肾损伤的有力生物标志物，pNGAL主要反映全身炎症状况，而uNGAL则特异性地反映肾小球上皮的损害[23]。在反复发生尿路感染的儿童中持续追踪uNGAL水平可能可以提供一种非侵入性的方法来监测RS的进展[24]。Parmaksz等[25]通过对123例原发性输尿管反流患儿和30例健康儿童进行评估，发现RS形成组的uNGAL水平高于无瘢痕组。研究发现，在贫血情况下，无肾受累的发热性尿路感染、无瘢痕的急性肾盂肾炎和急性肾盂肾炎后RS形成的pNGAL水平连续升高，提示pNGAL可能与发热性尿路感染儿童贫血和RS形成密切相关[26]。
(3)尿血管紧张素原：血管紧张素原是肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system，RAS)的一种限速底物，尿血管紧张素原(urinary angiotensinogen，U-AGT)水平取决于受损肾小球对血浆血管紧张素原(angiotensinogen，AGT)的滤过率和近端小管AGT的分泌量。RAS的激活被认为是肾纤维化发展的标志[27]。而U-AGT反映肾内RAS的活性，可以通过酶联免疫吸附法测定其浓度。U-AGT可作为肾功能不全患者间质炎性细胞浸润的非侵入性生物标志物，并预测肾预后[28]。研究表明，尿路感染患者存在U-AGT升高，RAS活化可能参与了尿路感染所导致的肾损伤[29]。Kitao等[30]通过对49例因发热性尿路感染接受肾核素扫描的婴儿进行研究发现，有RS形成患儿的U-AGT水平显著高于非瘢痕患儿，因此推断U-AGT有助于RS形成的诊断。
(4)尿内皮素-1(endothelin-1，ET-1)：ET-1是由21个氨基酸组成的多肽，属于哺乳动物内皮素生物活性肽家族成员，是有效的血管收缩肽，其水平升高与高血压，内皮功能障碍等有关。ET-1在肾的高亲和力结合位点主要是肾小球和乳头区，主要影响传出小动脉，这可能导致肾小球内高压，引起肾小球损伤。肾小球发生损伤后，肾小球系膜细胞会产生和释放ET-1，尿液中ET-1的排泄独立于血浆ET-1水平，反映肾对该肽的产生与释放水平。ET-1通过促进系膜胶原合成、减少系膜细胞降解ECM、刺激系膜收缩等途径参与肾纤维化的形成。动物研究表明，肾中ET-1的过度表达会导致间质纤维化和肾小球硬化[31]。Yilmaz等[32]选择44例RS形成患儿和32例无RS患儿作为研究对象，发现瘢痕组尿ET-1、尿ET-1/Cr平均水平明显高于对照组，且尿ET-1以1.064 fmol/ml为最佳临界值可预测肾功能正常儿童RS的形成。
(5)肾损伤分子1(kidney injury molecule 1，KIM-1)：KIM-1是免疫球蛋白基因超家族成员，是一种跨膜糖蛋白。KIM-1在正常肾中含量较少不会被轻易检测出来，但在近曲小管上皮细胞受损后，其表达会明显增强。研究显示，尿中KIM-1水平与肾损害程度和随后的肾小管间质纤维化有关[33]。尿KIM-1可作为预测小儿急性发热性尿路感染后RS形成的生物标志物[34]。
急性期部分炎症类标志物显著升高，可能反映了细菌入侵后的肾损伤或炎症导致的早期纤维化程度，但与发病几个月后RS形成间的相关性尚不清楚。
(1)转化生长因子(transforming growth factor 1，TGF-β1)：TGF-β超家族成员，在细胞生长分化、炎症调节和损伤修复中均有重要地位。TGF-β1是肾纤维化发病机制中公认的关键介质，在炎性反应和ECM沉积中起关键作用，还通过诱导肾小管上皮细胞转化为肌成纤维细胞来介导肾纤维化。Koesters等[35]通过动物实验表明，TGF-β1的持续表达促进了肾小管自噬，导致肾小管去分化并伴有广泛的肾小管周围纤维化。发生肾纤维化时，TGF-β1在尿液和血清的含量均显著升高。已有研究证明，血清TGF-β1水平在多囊肾病肾纤维化、CKD 3～5期病人中明显升高[36]。刘江等[37]的研究表明，尿TGF-β1/Cr可用于检测活动期的肾纤维化。
(2)C反应蛋白(C-creative protein，CRP)：一种由肝合成的典型急性时相反应蛋白，在细胞因子介导的组织损伤、感染和炎性反应中，其循环浓度会迅速而广泛地升高。Rodríguez等[38]的研究表明，血清CRP为115 mg/L是最佳的RS诊断临界点。Yildiz等[39]的研究表明，RS患者的hs-CRP水平明显高于无RS者。Ylmaz等[1]的研究表明，CRP升高与RS形成呈正相关。
(3)正五聚蛋白(pentraxin-3，PTX3)：又名肿瘤坏死因子刺激基因14，也是一种急性时相反应蛋白，由内皮细胞、平滑肌细胞、肾系膜细胞、巨噬细胞等周围组织和炎症细胞合成。研究表明，PTX3水平和肾疾病的严重程度与进展有关，且在缺血性急性肾损伤的发病机制中起关键作用[40]。Becerir等[41]将88例患儿分为VUR伴RS组(组1)、RS不伴VUR组(组2)、VUR不伴RS组(组3)和无肾积水或尿路感染病史的健康儿童(组4)，结果发现RS组患儿(组1+2)尿PTX3和尿PTX3/Cr水平明显高于无RS(组3+组4)者(差异有统计学意义，P＝0.006)，而尿PTX3水平在VUR组(组1+3)与无VUR组(组2+4)间差异无统计学意义(P>0.05)。
(4)降钙素原(procalcitonin，PCT)：一种水平比较稳定的蛋白质，外周血中含量较低，当存在严重的全身性感染时，由实质细胞持续释放入血。研究表明，PCT水平与肾损害的严重程度显著相关，血清PCT水平可作为早期诊断急性肾盂肾炎和判断肾实质受累程度敏感而特异的指标，可用于预测有永久性肾实质损害风险的患者[42]。Bressa等[43]的研究表明，继发性RS形成的肾盂肾炎患者血清的PCT浓度明显高于无瘢痕形成的肾盂肾炎患者，认为血清PCT浓度是急性肾盂肾炎后RS是否形成的有效预测工具。
(5)生长激素表达基因2蛋白(suppression of tumorigenicity 2，ST2)：作为白细胞介素Ⅰ受体家族中的一员，在免疫和炎性反应过程中扮演了重要角色。ST2有可溶性ST2和跨膜受体形式ST2两种形式。可溶性ST2可由内皮细胞和成纤维细胞分泌。作为诱饵受体的可溶性ST2是导致纤维化的各种炎症性疾病的生物标志物。Ohta等[44]通过比较14例上尿路感染后RS形成患儿、14例上尿路感染后无RS形成患儿以及13例对照受试者的血清可溶性ST2水平，发现瘢痕组血清可溶性ST2水平明显高于非瘢痕组，其敏感性和特异性分别为92.9%和64.3%，从而认为血清可溶性ST2水平可能是小儿上尿路感染者继发RS的有用生物标志物。
综上所述，RS形成的危险因素众多，早期诊断发现和动态跟踪肾瘢痕情况，进行有效临床治疗，对于减少RS的形成和进展或许具有积极意义。虽然，目前临床上已经广泛使用影像学方法评估肾瘢痕程度，但临床医生及科学研究者对肾瘢痕生物学标记物的探索却从未停止。有效便捷的RS预测和检出方法具有很高临床价值，期待筛选出高敏感度和特异度的无创生物指标。
所有作者均声明不存在利益冲突
