中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白與慢性腎病

任健坤 史麗萍

(華北煤炭醫(yī)學(xué)院附屬開灤醫(yī)院內(nèi)分泌科 河北 唐山 063000)

中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(fneutrophil gelatinase－associated hpocalin，NGAL)，又名脂質(zhì)運(yùn)載蛋白 －2，是脂鈣蛋白家族的成員之一，1993年被Kjeldsen等在中性粒細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，隨著人們對NGAL的研究，大量動物及臨床實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)NGAL與感染、炎癥、腫瘤、腎臟疾病等都有著密切的聯(lián)系。目前在腎臟疾病中的研究發(fā)現(xiàn)在急性缺血性腎損傷時，NGAL可作為一個敏感的早期預(yù)測指標(biāo)，并對腎臟有保護(hù)作用，最新研究中發(fā)現(xiàn)NGAL也可作為慢性腎臟疾病的標(biāo)志物，并且比其他用來評估腎臟損傷的生物標(biāo)志物更敏感更能早期發(fā)現(xiàn)腎臟的損傷程度，也為腎臟疾病的治療開辟了新的道路?，F(xiàn)就NGAL與慢性腎臟疾病的關(guān)系做一綜述。

1 NGAL的生物特點(diǎn)及功能

NGAL基因定位于染色體9q34上，全長5869bp，其基因序列經(jīng)克隆鑒定，由63 bp的5'端非翻譯區(qū)和591 bp的編碼區(qū)組成[1]，是一條含有178個氨基酸殘基的多肽鏈，相對分子質(zhì)量為25－kDa，其核心結(jié)構(gòu)是由中間的8條β折疊形成的一個桶狀結(jié)構(gòu)，稱作β折疊桶結(jié)構(gòu)。β折疊桶結(jié)構(gòu)底部內(nèi)側(cè)由輸水的芳香族和脂肪族氨基酸殘基形成了一個疏水核，這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了NGAL的生物學(xué)活性。NGAL具有結(jié)合并運(yùn)輸疏水性小分子，參與清除炎癥介質(zhì)，發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)作用，能與基質(zhì)金屬蛋白酶－9(MMP－9)形成分子間二硫鍵，以復(fù)合物MMP－9/NGAL的形式存在，以此來調(diào)節(jié)MMP－9的功能，并參與到腫瘤的發(fā)生、發(fā)展特別是浸潤、轉(zhuǎn)移等過程，NGAL在卵巢癌、結(jié)腸腺癌、胰腺腺癌等腫瘤組織及其周圍組織中呈高度表達(dá)狀態(tài)，當(dāng)腎臟缺血性或中毒性損傷時，由于其分子量小并且不易降解的特點(diǎn)，可大量的積聚于腎小管皮質(zhì)層、血液及尿液中[2]。NGAL廣泛分布于人體各種組織，包括肺、肝臟、胸腺、腎臟、小腸、脂肪細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞[3]。

2 NGAL與腎臟的關(guān)系

NGAL存在于腎小管上皮細(xì)胞中，與腎臟胚胎的分化發(fā)育過程密切相關(guān)，Schmidt等在研究腎臟的原始細(xì)胞向上皮細(xì)胞分化時，從輸尿管芽細(xì)胞中分離出NGAL，發(fā)現(xiàn)其能誘導(dǎo)后腎間質(zhì)向腎小管上皮細(xì)胞分化，此外還在人工培養(yǎng)的腎集合管細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞生長因子(HGF)可刺激NGAL的產(chǎn)生，從而促進(jìn)上皮細(xì)胞向管狀組織的分化[4]。針對于NGAL誘導(dǎo)細(xì)胞分化的機(jī)制，最新研究表明NGAL主要通過與鐵質(zhì):鐵載體結(jié)合形成NGAL:鐵載體;鐵復(fù)合物介導(dǎo)鐵離子向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)從而誘導(dǎo)腎臟的原始細(xì)胞向早期上皮細(xì)胞的分化。眾所周知腎臟病變時，在腎小管上皮細(xì)胞漿內(nèi)具有活性的游離鐵顯著增加，而鐵的過度堆積往往引起細(xì)胞或組織的損傷，根據(jù)NGAL可轉(zhuǎn)運(yùn)鐵入細(xì)胞內(nèi)從而減輕鐵在腎臟中堆積的特點(diǎn)，可推測NGAL起到對腎臟的保護(hù)作用[5]。Mori等通過動物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了這一推斷，證明了NGAL通過與鐵載體一起輸送至近端腎小管而發(fā)揮明顯的腎臟保護(hù)和減輕氮質(zhì)血癥的作用[6]。

3 NGAL與慢性腎病的關(guān)系

慢性腎病是一個破壞性的疾病，根據(jù)美國2007年的年度數(shù)據(jù)顯示，在腎臟數(shù)據(jù)系統(tǒng)中慢性腎病呈現(xiàn)急劇增加的趨勢，尤其以病變的前期狀態(tài)為主，其發(fā)病率及死亡率在成年人和兒童中已經(jīng)達(dá)到了流行的地步，因此早期發(fā)現(xiàn)腎臟病變并采取有效的措施予以處理對于減緩慢性腎病的惡化，預(yù)防并發(fā)癥，降低心血管事件的發(fā)生具有非常重要的意義[7]。然而目前已知的用來檢測早期慢性腎病的生物標(biāo)志物還比較少，NGAL的價值已經(jīng)在急性腎損傷中得到了證實(shí)，能否用其來發(fā)現(xiàn)早期的慢性腎臟病變及監(jiān)測慢性腎病的進(jìn)展也越來越受到人們的重視，最新的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)NGAL在慢性腎損傷時也呈高表達(dá)狀態(tài)，從而提示NGAL與慢性腎病具有相關(guān)性，各種腎臟疾病包括腎小球腎炎、慢性間質(zhì)性腎炎、IgA腎病、糖尿病性腎病等都可發(fā)展至慢性腎臟疾病，NGAL是否參與到慢性腎病的發(fā)生、發(fā)展過程，并用其來監(jiān)測腎臟的損傷程度?Bolignano等研究發(fā)現(xiàn)臨床上多種病因引起的慢性腎病患者血清中NGAL的水平明顯高于健康對照組，且與血肌酐成正相關(guān)，與腎小球?yàn)V過率(GFR)成負(fù)相關(guān)，并進(jìn)一步分析證明了與血肌酐相比NGAL能更好的反應(yīng)GFR的水平，并推斷出尿和血中的NGAL可獨(dú)立于其他可能混淆的因素預(yù)測慢性腎病的進(jìn)展情況，在慢性腎臟病變的進(jìn)展中可作為一種新的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)[8]。這一研究證實(shí)了NGAL在慢性腎病中的意義，對于早期發(fā)現(xiàn)、早期治療腎臟損害也許可以作為一個敏感、無創(chuàng)、特異性高的生物學(xué)指標(biāo)。NGAL在慢性腎病中的意義已經(jīng)受到很多學(xué)者的關(guān)注，但目前研究還比較少，其中與下列疾病關(guān)系比較緊密。

3.1 NGAL與腎小管－間質(zhì)病變的關(guān)系 許多慢性腎病與腎小管－間質(zhì)病變具有密切的關(guān)系，慢性間質(zhì)性腎炎的主要病變部位在腎小管－間質(zhì)，主要病理變化為腎間質(zhì)纖維化及炎細(xì)胞在腎小管－間質(zhì)的浸潤[9]，目前已知的較敏感的反應(yīng)腎小管損傷的臨床指標(biāo)是尿N－乙酰－B－D一氨基葡萄糖苷酶(NAG)，但Ding等在研究IgA腎病中發(fā)現(xiàn)LeeⅢ級患者的尿NAG及尿NGAL都較正常人升高，但尿NAG明顯低于尿NGAL，LeeⅡ級患者的尿NAG水平與正常人沒有差別，而尿NGAL仍高于正常人3倍，尿NGAL水平與小管NGAL表達(dá)程度、24小時尿蛋白、腎小球系膜增殖和小管間質(zhì)損傷的組織病理學(xué)評分成正相關(guān)，從而提示出尿NGAL可能是早期反映Ig A腎病小管－間質(zhì)損傷的敏感指標(biāo)，相比于NAG其敏感性可能更高，張建國等通過動物實(shí)驗(yàn)亦發(fā)現(xiàn)在慢性間質(zhì)性腎炎損傷的腎臟組織中，近端小管上皮細(xì)胞表達(dá)的NGAL較正常腎組織明顯增強(qiáng)，隨著腎小管－間質(zhì)的損傷加重，其表達(dá)量有所下降，但仍高于正常腎組織，由此可推測損傷的小管可誘導(dǎo)小管上皮再生，從而使NGAL的分泌進(jìn)一步增加，對后續(xù)的損傷發(fā)揮抵抗作用[10]，從而也進(jìn)一步證明了NGAL對腎臟的保護(hù)作用。

3.2 NGAL與糖尿病性腎病的關(guān)系 眾所周知，目前臨床上仍以尿微量蛋白的出現(xiàn)作為評估早期糖尿病性腎臟病變的生物指標(biāo)，然而其不足之處在于早期的腎功能紊亂有可能被忽略掉，最新的研究發(fā)現(xiàn)腎小管間質(zhì)在糖尿病腎病的發(fā)展中起著同樣重要的作用，由于長期暴露在糖尿病引起的代謝異常及血流動力學(xué)損傷因素下可能首先導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞的炎癥，隨后腎小管間質(zhì)纖維化，最終導(dǎo)致不可逆的腎臟損傷導(dǎo)致慢性腎病[11]。目前在糖尿病患者中發(fā)現(xiàn)的管狀因素有組織蛋白酶－B、N－乙酰－β－D葡萄糖苷酶及單核細(xì)胞趨化因子，這些因子與糖尿病腎臟有非常密切的關(guān)系，且引起的腎小管間質(zhì)損傷的相關(guān)程度比腎小球損傷更嚴(yán)重[12]，由此也證明了腎小管－間質(zhì)損傷在糖尿病腎病中的意義不容忽視。NGAl作為最新發(fā)現(xiàn)的腎臟病變的早期診斷中敏感的生物指標(biāo)，對于早期發(fā)現(xiàn)糖尿病引起的腎臟損害具有重大的意義。Kuwabara T等通過動物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，lipoatrophic和鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病腎病小鼠模型中尿NGAL水平顯著增高，血管緊張素受體拮抗劑坎地沙坦可明顯減少尿中NGAL的排泄，且進(jìn)一步證實(shí)了，糖尿病腎病小鼠的近端腎小管的重吸收功能嚴(yán)重受損，但是其mRNA和蛋白在腎臟中表達(dá)上調(diào)在對照組小鼠中是微不足道的，進(jìn)一步提示了尿中排泄NGAL增高主要是因?yàn)槟I臟的重吸收受損，NGAL最新的一項(xiàng)研究也證明了，在糖尿病患者還沒有微量尿蛋白出現(xiàn)之前NGAL的含量已經(jīng)明顯升高，這也提示NGAL對糖尿病腎病的早期診斷相比血肌酐、微量白蛋白有更深遠(yuǎn)的意義[13]。另外一項(xiàng)關(guān)于患有1型糖尿病的22例兒童的研究發(fā)現(xiàn)，在其腎小球?yàn)V過率及蛋白尿均正常的情況下與正常對照組相比血、尿NGAL明顯增高，更能敏感的反映出1型糖尿病患兒的腎臟的早期病變。Yang YH等通過1年的觀察研究證實(shí)尿中NGAL與血清胱抑素C、尿素氮、血肌酐有明確的正相關(guān)，與腎小球?yàn)V過率成負(fù)相關(guān)，然而血清中NGAL與胱抑素C、尿素氮的關(guān)系均低于基線水平呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)[14]。伴隨著糖尿病的日益流行，糖尿病所引起的腎臟損傷也越來越多，早期發(fā)現(xiàn)、早期治療才能更好的提高患者的生活質(zhì)量。

綜上所述，NGAL作為一種新型的分泌蛋白，與腎臟存在著密切的關(guān)系，在腎小管損傷的情況下，可能參與其損傷及修復(fù)保護(hù)作用，能否將其應(yīng)用于慢性腎臟病變的早期診斷，并指導(dǎo)腎臟病變的治療，還需進(jìn)一步通過臨床及動物實(shí)驗(yàn)研究明確其生物學(xué)功能及作用機(jī)制。

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