[1]             邱占军       (综述)   荣海钦（审校）

（山东省内分泌与代谢病研究所，济南，250062.）山东中医药大学附属医院急诊科邱占军

【中图分类号】R 72            【文献标识码】 A

摘要：本文综述了目前关于糖尿病肾病（DN）尿液标记物的研究报道，并对各指标在DN早期诊断中的优缺点进行了讨论。其中包括反映肾小球功能损害的转铁蛋白、IV型胶原、铜蓝蛋白、转化生长因子，反映肾小管功能损害的低分子量蛋白如视黄醇结合蛋白、α1-微球蛋白以及Tamm-Harsfall蛋白、N-乙酰β-D-氨基葡萄糖苷酶等。联合检测尿标记物对DN早期诊断比尿微量白蛋白更敏感、更特异。

关键词：糖尿病肾病；转铁蛋白；铜蓝蛋白；IV型胶原；视黄纯结合蛋白；

N-乙酰β-D-氨基葡萄糖苷酶

The value of urinary markers’ detection on early diagnosis of diabetic nephropathy  QIU Zhan-jun1,RONG Hai-qin2.(1.Shandong  Academy  of  Medical Sciences , Ji’nan 250062,China ;2.Shandong Endocrine And Diabetes Instistute,Ji’nan250062,China)

Abstract:This review looks at the studies reported so far on urinary markers of diabetic nephropathy, both glomerular and tubular, and their roles in the early detection of renal damage. The advantages and disadvantages of some of these markers are also discussed. The markers reviewed include (1) glomerular--transferrin, type IV collagen ，ceruloplasmin ，transforming growth factor beta （TGF-β） , and (2) tubular--low molecular weight proteins (retinol binding protein, alpha 1 microglobulin), other proteins such as Tamm-Horsfall protein, urinary enzymes (N-acetyl-beta-D-glucosaminidase ) . To detect multiple urinary markers is more sensitive and specific than microalbumin in the early diagnosis of diabetic nephropathy.

Key Words : Diabetic nephropathy；Transferrin；Ceruloplasmin ；Type IV collagen；Retinol binding protein；N-acetyl-beta-D-glucosaminidase

2001年，中华医学会糖尿病学分会组织全国各省市对我国大城市24496例内分泌科住院糖尿病（DM）患者的糖尿病并发症及其相关大血管疾病状况进行了回顾性分析，发现并发肾脏性病变的约33.6。 在欧洲、美国和日本, 糖尿病肾病(diabetes nephropathy, DN)已成为终末期肾功能衰竭(ESRD)的主要病因。 DN患者在出现临床持续性蛋白尿后的平均5～7年内,就可进展至ESRD。DM患者并发DN的死亡率为未并发肾病者30倍,一旦发生临床 DN,则缺乏有效方法制止其发展。 资料表明，早期诊断、早期介入可推迟肾合并症的发生24年，透析、肾移植率可减少21-63％，预期寿命(中位数)可延长14年。故早期诊断对DN的防治和预后尤为重要。  

DN的早期外在标志是尿蛋白的出现,糖尿病尿白蛋白排泄率(UAER)在20~200ug/min被确定为微量蛋白尿,其作为DN的早期诊断指标已被国内外的一些回顾性研究所证实。但是，其阳性率只有20%~30%,假阴性率较高。并且，蛋白尿的出现,反映的只是肾小球滤过膜通透性的增加或结构的破坏,研究表明，肾小球功能受损时常伴有肾小管功能损害。所以，UAER并不能准确反映肾脏损害。近年来一些临床和实验研究表明,尿液中还有许多标记物有可能成为反映糖尿病早期肾损害更敏感的指标。

1肾小球功能损害标记物

1．1 尿转铁蛋白（Transferrin ，Tf） Tf是一种铁结合单体β1球蛋白,属铁结合蛋白家族成员之一，成熟的蛋白分子是由一氨基酸残基组成的单链糖蛋白,相对分子质量为8万左右,分子大小为3.8nm,等电点为5.6~6.6(接近中性)，Tf主要由肝脏合成,在网状内皮系统和内分泌腺体中也有少量合成分泌,血浆Tf不仅能与铁元素结合,而且能少量结合铜、锌、钙和钴元素。肾脏是Tf的主要排泄器官。国内外大量研究发现，尿转铁蛋白在2型糖尿病病人升高比白蛋白早, 可能由于Tf的等电点较白蛋白高,带有较少负电荷,而肾小球滤过膜带有大量的负电荷,当Tf通过滤过膜时,受到的电荷排斥力较白蛋白小,故它较后者更容易漏出,因而能更敏感地反映肾小球电荷屏障的受损，可能提示在预测糖尿病早期肾损害方面,它比尿微量白蛋白敏感。Kanauchi M[1]等通过对糖尿病人的尿转铁蛋白量与其肾活检发生间质性损害情况的对比后得出结论，在微量白蛋白尿阶段的尿转铁蛋白升高可能引起2型糖尿病人的小管间质性损伤。但是也有不同结果，Mackinnon B[2] 等利用凝胶电泳法对包括原发性肾病、糖尿病肾病及其他一些肾病的患者进行的一个前瞻性、横断面的研究并不支持转铁蛋白在人类肾损害的发展中是重要的。所以，对于尿Tf在DN的早期诊断方面的价值尚需进一步研究。

1.2尿IV 胶原（type IV collagen） IV 胶原既是基膜蛋白,也是肾小球系膜基质的主要成分。应用免疫荧光染色法发现,DM早期肾小球内即可出现IV型胶原的合成增加 ，IV型胶原的合成增加可引起肾小球基底膜(GBM)结构的改变,破坏肾小球的滤过屏障,从而导致滤过膜通透性增加,蛋白漏出,产生蛋白尿。IV型胶原的表达与系膜扩张程度及小管间质的损伤程度密切相关，尿IV型胶原可提示DN的肾脏病理改变程度及病程进展情况。有研究提示尿IV型胶原在伴微量白蛋白尿的糖尿病人中显著升高，可能是临床上对诊断DN早期损害的有用指标。日本糖尿病肾脏病委员会在2005年推荐的日本糖尿病肾病早期诊断的修正标准中，将“肾脏肥大和尿IV型胶原升高可能预示糖尿病肾病的存在”作为5条标准之一[3]。但是，尿IV型胶原升高的机制还有待于进一步的研究加以探讨和证实。

1.3尿铜蓝蛋白(ceruloplasmin  Cerp)  Cerp是血浆中的一种单链α2球蛋白,每分子含8个铜原子,相对分子质量为132000,等电点为4.4,半衰期为5~7d,它在肝脏内合成,最终在肝脏内降解并分泌至胆道。在正常人血浆中的平均含量为300mg/L。铜蓝蛋白分子量比白蛋白大,  国内外研究证明,尿中铜蓝蛋白的升高与白蛋白的增加相平行,甚至有部分尿白蛋白尿阴性的病人尿Cerp 阳性,这可能与铜蓝蛋白的等电点偏酸性有关。 目前认为,尿铜蓝蛋白升高的原因可能是:蛋白质通过肾小球需经过两种屏障,即体积屏障和电荷屏障,前者为选择性滤过屏障,后者为排斥性滤过屏障 。在糖尿病肾病进展期孔径选择性丧失可能是主要的机制,但在糖尿病肾病早期,一般认为是基底膜电荷屏障受损所致 ,肾小球基底膜电荷选择性的改变导致阴电荷蛋白如白蛋白等的漏出，而铜蓝蛋白的等电点4.4较白蛋白的等电点4.8~5.2更偏酸性,故铜蓝蛋白的漏出较白蛋白更早，是肾小球早期损害的检测指标。史虹莉[4]等研究认为，晨尿Cerp /Cr可能为诊断2型糖尿病早期肾脏病变的标准之一,且较尿Alb/Cr更为敏感。Takuma Narita [5]等通过对140例非糖尿病患者的跟踪研究发现，起初尿铜蓝蛋白就显著升高的患者中，5年后出现微量蛋白尿的比率显著高于起初铜蓝蛋白正常患者的比率。认为尿铜蓝蛋白增加可以预测微量白蛋白尿的发展，在肾脏血流动力学中这种变化比尿白蛋白更敏感，比尿白蛋白对无微量白蛋白尿的糖尿病患者发展为微量白蛋白尿患者更有预测价值。

1.4尿转化生长因子（TGF-β1） TGF-β1是一种重要的细胞因子,它有3种异构体,各种异构体的分布有一定的组织特异性,在肾脏TGF-β1表达最多。通过自分泌、旁分泌途径发挥以下生物学功能：促进细胞肥大，通过促进多种细胞外基质(ECM)成分的合成并抑制其降解而提高ECM含量等。糖尿病肾病时，肾小球和肾小管间质部的TGF-β的3个异构体及ECM成分均升高，活检发现肾小球中TGF-β1mRNA 水平与肾小球硬化程度平行，可作为肾小球硬化的标记物。Sharma等[6]的实验提示, TGF-β1与血Cr、UAER呈正相关,认为TGF-β1增高与肾功能损害是一致的。尿TGF-β1变化可能更早显示基底膜成份和结构变化,可作为较白蛋白更敏感的糖尿病肾病早期诊断的一个指标[7]。

2 肾小管功能损害标记物

2．1尿视黄醇结合蛋白（retinol binding protein ，RBP）  RBP是一种低分子蛋白(分子量21000),它的主要功能是将视黄醇从肝脏转运到上皮细胞，游离的RBP很快被肾小球滤过,并在近曲小管重吸收或分解，因此,正常人尿中RBP的含量很少。当肾小管功能受损时，尿RBP排泄量明显增加，大量国内外的研究表明，尿RBP排泄量增多是肾小管损害的灵敏指标,能反映早期肾小管的损害。Hong CY [8]等对2型糖尿病肾病早期标记物的研究发现，尿RBP水平只在伴发微血管病变的患者中升高，可以预测糖尿病患者伴发微血管病变或同时合并大血管病变。Ellis D[9]等通过对胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)患者的研究认为，尿RBP 是糖尿病肾病的一个优良的预测指标。但是，Salem MA[10]等对59名1型糖尿病患者的研究发现，伴肾小管病的微量白蛋白患者的尿RBP有91增高，同时，无微量白蛋白尿的患者中尿RBP比正常组的显著升高，跟踪观察36个月后发现，无微量白蛋白尿组的48人中仅有2人出现永久微量白蛋白尿。所以，肾小管标记物能否预测微量白蛋白尿的发生尚需进一步研究。

2.2N-乙酰β-D-氨基葡萄糖苷酶（N-acetyl-beta-D-glucosaminidase ，NAG） NAG是人体内广泛存在的一种重要溶酶体水解酶,血浆中半衰期仅为5分钟，且血浆中NAG不能通过肾小球基底膜。尿液中NAG主要来源于肾脏近曲小管上皮细胞,肾小球也有低浓度分布。小管间质性损害是糖尿病肾病的一个主要特征，也是肾功能损害的重要预测指标。NAG已被广泛用来评估肾小管的功能。Basturk T[11]等研究认为，2型糖尿病人的尿NAG较正常人高，是诊断早期糖尿病肾病标记物。Uslu S[12]等的研究证明，在未出现尿微量白蛋白的病人中，尿NAG就已升高；尿NAG比血肌酐有更高的敏感度，作为检测肾小管功能的指标更能符合早期诊断糖尿病肾病的标准，检测尿NAG活性可作为糖尿病人跟踪观察肾小球功能损害的筛选指标。尿液中NAG升高比微量白蛋白更早出现的机制可能是，糖尿病肾病早期肾小管尚能重吸收肾小球滤出的过多蛋白质,此时尿白蛋白正常而NAG增高。这是因为肾近曲小管重吸收作用增强,近曲小管中蛋白质含量过多，刺激重吸收系统,激活线粒体溶酶体酶, 溶酶体密度增高, 在吞饮小泡尚未完全闭合时释放水解酶,造成溶酶体酶漏出，使尿NAG排泄增加。尿NAG的测定可能是肾组织,尤其是近曲小管活动性损伤早期诊断的灵敏指标。

2.3尿α1-微球蛋白（urinary alpha(1)-microglobulin，α1-MG） α1-MG（分子量33000）在正常情况下，可自由通过肾小球滤过膜而滤出，但绝大部分（99.9%）被肾近曲小管重吸收而分解，故正常尿中α1-MG 排泄甚微，当近曲小管受损时，因重吸收减少其排泄明显增加。认为尿α1-MG是反映肾小管功能和完整性的相关指标。Hong CY等对590名2型DM病人的研究表明尿α1-MG水平与糖尿病的病程、严重程度和控制情况相关，与微量白蛋白直接相关，提出尿α1-MG的检测对糖尿病肾病的早期诊断具有重要价值[ 13]。毕鸿雁等[14]研究表明，尿α1- MG较尿β2-MG更敏感，其不但可以反映早期肾小管功能受损,而且是肾小管功能进行性受损的一项指标。  

    另外，国内外报道，反映肾小球功能损害的尿免疫球蛋白G4、层粘连蛋白、和内皮素以及反映肾小管功能损害的尿Tamm-Harsfall蛋白等也是肾脏功能早期受损的敏感指标，可以对DN作出早期预测。       

3问题与展望

3．1  DN 的鉴别诊断  近年来文献报道,有肾脏损害临床表现的糖尿病患者不一定就是DN,有可能合并非糖尿病性肾病(NDRD)。由于受地理、种族、遗传和生活习惯等因素的影响,不同国家不同地区NDRD在糖尿病中的检出率差异较大,为8% ~81%不等。我国于琳华等[15]对65例2型糖尿病患者肾活检发现, 46. 2% (30/65)有NDRD。DN和NDRD的治疗、预后显著不同,区别二者对制定有针对性的治疗方案极为重要。

目前，DN的诊断和鉴别诊断最可靠的标准是肾活检，DN的基本病理改变为肾小球基膜增厚,系膜细胞外基质大量积聚和肾小球毛细血管受损,可表现为结节型或弥漫型肾小球硬化,后者为DN特有的肾脏损害类型,对DN诊断具有特异性。但是，肾活检因取材不便、具有创伤性、费用高等缺点，临床上不能广泛开展 ，尤其是在DN早期阶段，糖尿病患者一般不愿进行肾穿刺病理诊断，肾活检更难开展。

UAER的检测敏感性较高,特异性不强,某些原发性肾小球肾炎、高血压、冠心病等大血管病变均可引起尿微量白蛋白的排泄增高。NDRD患者临床表现大多以蛋白尿为主，并且有研究提示尿蛋白的多少不能完全反映DN的病程和病变严重程度,尿蛋白阴性不能排除DN的诊断，单以此项检查为标准可能存在漏诊或误诊。

3.2 尿系列指标联合检测  虽然以上诸多指标都表现出良好的灵敏度，但与UARE类似，存在灵敏度和特异度矛盾的问题。最近，有学者通过对某些指标联合检测，综合评定糖尿病人的肾功能，获得了更满意的结果，大大提高了对DN发病机制的认识，并为DN的早期诊断提供了更准确、有效的方法。甚至有报道称，某些指标还可以作为DN和NDRD的鉴别指标。

尿液的检查具有方便、无创、快捷、成本低、易接受等优点，一直是临床诊断的一个重要手段，我们相信，随着实验室检查技术的不断发展和大量临床研究的进行，尿液中的某些指标在DN的诊断尤其是早期诊断方面定会取得标志性成果。

参考文献

[1] Kanauchi M, Akai Y, Hashimoto T. Transferrinuria in type 2 diabetic patients with early nephropathy and tubulointerstitial injury.Eur J Intern Med. 2002 May;13(3):190-193.

[2] Mackinnon B, Shakerdi L, Deighan CJ, Fox JG, O'Reilly DS, Boulton-Jones M. Urinary transferrin, high molecular weight proteinuria and the progression of renal disease. Clin Nephrol. 2003 Apr;59(4):252-8.

[3] Inomat S, Haneda M, Moriya T,Katayama S, Iwamoto Y, Sakai H, Tomino Y, Matsuo S, Asano Y, Makino H;

Diabetic Nephropha Committee. Revised criteria for the early diagnosis of diabetic nephropathy. Nippon Jinzo Gakkai Shi. 2005;47(7):767-9.

[4] 史虹莉 方京冲 杨叶虹等. 2型糖尿病患者尿铜蓝蛋白测定的临床意义. 中华内科杂志,2001 ,40 (12):823-825.

[5] Takuma Narita, MD, Mihoko Hosoba, MD, Masafumi Kakei, MD and Seiki Ito, MD. Increased Urinary Excretions of Immunoglobulin G, Ceruloplasmin, and Transferrin Predict Development of Microalbuminuria in Patients With Type 2 Diabetes . Diabetes Care, 2006 29:142-144.

[6] SharmsK, Ziyadeh FN,Alzahabi B, et a.l Increased renal production of transforming growth factor beta 1 in patients with type II diabetes.1997, 46: 854-859.

[7] 罗群 刘东海 陈玉冲 孙学婷 张顺 张祖懿. 临床内科杂志,2006,23(1):49-50.

[8] Hong CY, Chia KS, Ling SL. Urinary protein excretion in Type 2 diabetes with complications. J Diabetes Complications. 2000，14(5):259-65.

[9]Ellis D, Forrest KY, Erbey J, Orchard TJ. Urinary measurement of transforming growth factor-beta and type IV collagen as new markers of renal injury: application in diabetic nephropathy. Clin Chem. 1998 May;44(5):950-6.

[10]Salem MA, el-Habashy SA, Saeid OM, el-Tawil MM,Tawfik PH. Urinary excretion of n-acetyl-beta-D-glucosaminidase and retinol binding protein as alternative indicators of nephropathy in patients with type 1 diabetes mellitus. Pediatr Diabetes. 2002 Mar;3(1):37-41.

[11] Basturk T, Altuntas Y, Kurklu A, Aydin L, Eren N, Unsal A. Ren Fail. 2006;28(2):125-8.

[12]Uslu S, Efe B, Alatas O, Kebapci N, Colak O, Demirustu C, Yoruk A. J Nephrol. 2005 Sep-Oct;18(5):559-67.  

[13]Hong CY, Hughes K, Chia KS,et al. Urinary alpha1-microglobulin as a marker of nephropathy in type 2 diabetic Asian subjects in Singapore[J]. Diabetes Care, 2003, 26(2):338-42.

[14]毕鸿雁 田 风 田陆云. 血、尿α1-微球蛋白对Ⅱ型糖尿病肾病早期诊断价值的探讨[J]. 中国综合临床 2000,16(10):793-794.

[15] 于琳华 任淑婷 国荣 徐长福 李恒力 赵文宝. 2型糖尿病非糖尿病性肾病流行病学及病理变化研究. 中华内分泌代谢杂志.2005,21(1):61-62.

~作者简介：邱占军（1978-），男（汉），山东金乡人，硕士研究生，研究方向：糖尿病及其并发症.

E-mail:qiuzhj227@163.com.