狼疮性肾炎复发的相关生物标志物

Biomarkers of Relapses of Lupus Nephritis

摘要: 狼疮性肾炎(LN)是系统性红斑狼疮(SLE)的常见并发症之一。LN复发是慢性肾脏疾病进展甚至最终达到终末期肾病的重要危险因素，严重影响患者的预后及生存质量。目前传统的临床指标如尿蛋白定量、血清肌酐、尿沉渣、抗dsDNA抗体、抗C1q抗体、补体水平以及肾活检对于提示LN的早期复发不够敏感或特异。因此，长期以来一直寻找能够更好的监测LN疾病活动和识别LN复发的生物标志物。本文总结了与LN复发有关的传统的和新型生物标志物的研究现状以指导LN的临床管理。

Abstract: Lupus Nephritis (LN) is one of the common complications of systemic lupus erythematosus (SLE). LN relapse is an important risk factor for the progression to chronic kidney disease and even end-stage renal disease, which seriously affects the prognosis and quality of life of patients. Currently, traditional clinical markers such as urine protein quantification, serum creatinine, urinary sediment, anti-dsDNA antibody, anti-C1q antibody, complement level, and renal biopsy are not sensitive or specific enough to identify early relapse of LN. Therefore, biomarkers that can better monitor LN disease activity and recognize LN relapse have long been sought. The current status of research on traditional and novel biomarkers associated with LN relapses are summarized in this article to guide the clinical management of LN.

1. 引言

系统性红斑狼疮(Systemic Lupus Erythematosus, SLE)是一种复杂的自身免疫性疾病，其临床表现极为多样。狼疮性肾炎(Lupus Nephritis, LN)是SLE最常见、最严重的临床表现之一，其发病率和死亡率均较高[1] [2]，严重影响了患者的预后。尽管LN患者的疗效总体上有所改善，LN的5年和10年肾脏存活率有所增加，但LN复发率仍较高。LN复发是慢性肾脏疾病进展甚至最终达到终末期肾病的重要危险因素，并且额外的免疫抑制治疗可能导致更多的治疗相关并发症，从而增加发病率和死亡率，并且导致更沉重的医疗负担[3]-[5]。肾脏复发往往预示着长期肾脏预后不良，因此，识别LN复发风险更高的患者，进行早期诊断并早期治疗至关重要。

既往研究发现了与LN有关的多种传统实验室生物学标志物包括血清和肾脏疾病相关指标，但是大多数研究是单中心研究，队列、样本量存在显著差异，导致结果不确切，并且对于预测LN复发的作用有限。迄今为止，没有单一生物标志物被证实为对LN复发的预测敏感和有效[6]。随着蛋白质组学和代谢组学的发展，LN复发相关生物标志物的研究取得一定进展，因此本文旨在总结与LN复发有关的传统的和新型生物标志物的研究现状以寻找可靠有效的生物学指标以指导LN的临床管理。

2. 传统生物标志物

2.1. 尿蛋白定量

肾脏复发包括肾病性复发和肾炎性复发，肾病性复发指的是LN完全缓解后尿蛋白水平上升>1 g或部分缓解后蛋白尿水平较前增加2倍以上；肾炎性复发是指LN缓解后血肌酐水平增加大于等于基础值的25%，伴有或不伴有尿蛋白的增加[7]。因此尿蛋白定量正常并不能排除患者复发的可能性。同时由于感染等情况也可以引起尿蛋白定量增加，所以用尿蛋白定量增加来判断肾脏复发时应综合考虑[8]。

2.2. 血清肌酐

血清肌酐水平增加往往提示肾脏损害加重，预示着发生了肾炎性复发，但是对于LN肾脏复发的早期识别作用有限。并且当肾病性复发时，血清肌酐水平无明显升高，所以无法仅通过这一个指标来判断是否发生了肾脏复发。

2.3. 活动性尿沉渣

尿中管型、红细胞数量增加有助于提示LN病情活动，但是活动性尿沉渣不具有疾病特异性，标本污染或尿路感染时也可不同程度地出现此改变[9]。因此在判断LN是否出现肾脏复发时，应考虑有无尿路感染等因素的混杂。

2.4. 抗双链DNA抗体

既往研究表明，血清抗dsDNA抗体的增加通常先于狼疮复发。此外，在抗dsDNA抗体水平升高后对患者进行预防性治疗可降低后续肾脏复发可能性[9]-[11]。但也有研究表明抗dsDNA抗体的预测效能欠佳[12]，这可能与抗dsNDA特异性不高有关，如肝炎、感染、其他风湿性疾病也可引起抗dsNDA阳性，因此临床实际应用价值有限。

2.5. 血清补体

补体系统与SLE密切相关[13]，初次诊断时C3/C4降低与预后不良相关[14]。然而一些研究表明，C3/C4预测LN或肾脏复发作用有限[15] [16]。总体而言，C3 (75%/71%)和C4 (48%/71%)用于识别肾脏复发的灵敏度/特异性较低[9]，并且由于其指标在患者取得临床缓解后很长时间内一直处于比较稳定的水平，因此不适宜用于LN肾脏复发的早期识别。

2.6. 抗C1q抗体

C1q是补体激活经典途径的第一组分和识别蛋白，它在清除凋亡细胞和维持免疫耐受中发挥了至关重要的作用。抗C1q抗体对SLE无特异性，可存在于其他自身免疫性疾病和与狼疮疾病无关的肾脏疾病中，如低补体血症性荨麻疹性血管炎综合征(HUVS)和硬皮病[17] [18]。多数研究发现SLE患者中抗C1q抗体的存在与LN有关[19] [20]。大多数作者认为抗C1q抗体阴性可以排除活动性肾脏疾病[21] [22]，且有研究表明抗C1q抗体滴度可能有助于预测LN复发[21]。

2.7. 肾活检

肾活检是确诊、评估LN活动度的金标准，但由于是有创性检查，在缓解期的患者很少接受重复肾活检。因此，通过早期重复肾活检在组织学上识别LN肾脏复发十分困难，而且对于复发后的LN患者，也可因患者病情严重或主观不愿意接受肾活检使重复肾活检的实施受到限制。综上其对于早期判断肾脏复发的作用有限。

3. 新型生物标志物

3.1. 尿液生物标志物

LN患者的尿液是生物标志物的潜在丰富来源。许多参与LN自身免疫反应的相关分子通过尿液的形式从受损的肾脏中排出，因此可以直接反映肾脏的受损情况。

3.1.1. 肿瘤坏死因子样凋亡微弱诱导剂(TNF-Like Weak Inducer of Apoptosis, TWEAK)

主要由单核细胞和巨噬细胞产生，作为促炎症细胞因子起作用。几种与疾病活动相关的尿细胞因子/趋化因子，如IL-6、MCP-1和IP 10，受TWEAK调节[23] [24]。一些横断面研究发现与非活动性肾炎和慢性稳定性肾炎的SLE患者相比，活动性LN患者和肾脏复发患者中的uTWEAK显著更高[25] [26]。TWEAK在尿中的水平似乎在LN的活动期显著升高，并在缓解期下降[27]-[29]。uTWEAK有望成为一个LN复发的预测指标。

3.1.2. 尿脂联素(Urinary Adiponectin)

脂联素是一种脂肪细胞来源的细胞因子，除了在代谢和葡萄糖调节中的核心作用外，还能调节炎症[30]-[32]并诱导MCP-1的产生[33]。脂联素在LN患者的尿液中显著升高[34] [35]，且与非活动性肾炎的SLE患者、其他非狼疮性肾病患者以及健康对照相比，LN肾脏复发期间尿脂联素显著升高[30]。纵向研究显示在肾脏复发的2个月前尿脂联素就开始升高，并与蛋白尿和血清肌酐相关[30]。

3.1.3. 尿中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白(Urinary Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin, uNGAL)

uNGAL是一种可溶性蛋白，是脂质运载蛋白家族的成员。Brunner等人[36]比较了儿童期发病的SLE与JIA对照病例的尿NGAL (uNGAL)水平，发现活检证实为LN的SLE患者的NGAL水平显著高于对照组，但未发现无肾炎的SLE患者的NGAL水平升高。此外，NGAL与疾病活动的临床评分和肾组织病理学活动评分密切相关，但与慢性评分或肾损害指数无关，这突出表明尿NGAL是SLE肾脏复发的潜在生物标志物[36]。在进一步的研究中，尽管pSLE患者的血浆和尿NGAL水平均显著升高，但只有uNGAL水平随着全身或肾脏疾病活动性的恶化而显著升高[37]。RUBINSTEIN等人[37]在研究中发现尿NGAL水平在LN复发前3~6个月开始升高，在复发预警方面较血清抗dsDNA抗体滴度更优。

3.1.4. 尿粘附分子

细胞间粘附分子-1 (ICAM-1)和血管细胞粘附分子-1 (VCAM-1)是迄今为止在LN患者中研究的最常见的粘附分子[26] [38] [39]。Pizarro等人[40]发现活动期SLE患者的尿VCAM-1水平高于非活动期SLE患者，血清VCAM-1水平与总体疾病活动性相关。活动性肾病患者的尿VCAM-1水平高于血清VCAM-1水平，尿VCAM-1水平与蛋白尿及SLEDAI密切相关[40]。

ICAM-1在免疫介导的肾脏疾病(包括LN)中具有重要作用，其可能是通过促进白细胞与肾实质的粘附来发挥作用[41] [42]。许多研究发现ICAM-1在鼠和人LN中的表达增加[43] [44]。总体而言，粘附分子VCAM-1和ICAM-1似乎在LN中具有生物标志物的潜力。

3.1.5. 尿肾损伤分子(uKim-1)

Kim-1是一种跨膜蛋白，在肾小管间质炎症和纤维化中起作用，其表达上调可见于急性肾缺血、多囊肾、慢性肾病和LN患者中[45]-[48]。一项研究[49]显示与非活动性LN患者相比，活动性LN患者的uKim-1水平显著升高。此外，在活动性LN组中uKim-1水平与蛋白尿和肾小管损伤相关，这提示uKim-1在评估LN活动性中有潜在价值。但能否用于LN复发的早期预警尚需要临床的验证和证实。

3.1.6. 尿单核细胞趋化蛋白-1 (uMCP-1)

MCP-1主要由活化的单核–巨噬细胞、T细胞和自然杀伤细胞表达，能吸引血液中的单核细胞向炎症部位和肿瘤部位募集。许多研究发现LN患者的uMCP-1显著升高，并且与SLE疾病活动性以及肾脏组织学疾病活动性相关[50] [51]。在一些纵向研究中uMCP-1似乎早在肾脏复发的前2~4个月就开始升高，并随着类固醇治疗所达到临床缓解而降低，而在难治性患者中uMCP-1仍然很高，这增加了使用uMCP-1进行疾病监测或预测肾复发的可能性[52] [53]。

3.1.7. 转化生长因子-β (TGF-β)

TGF-β在炎症调节和肾纤维化的进展中起重要作用[54] [55]，它通过刺激血管内皮生长因子(VEGF)的表达[56]使血管通透性增高从而导致蛋白尿。尿TGF-β mRNA的表达与临床疾病活动、SLEDAI评分和组织学活动指数相关[52]。研究发现活动性LN患者中TGF-β的血浆水平降低和尿排泄增加[57]。因此TGF-β可作为一个潜在的生物标志物用于预测LN的疾病复发和慢性化。

3.1.8. 微小RNA (microRNA, miRNA)

miRNAs是一种短的非编码RNA，通过调节靶基因的表达而发挥作用。在先前的一项研究中，与健康对照组相比，活动性LN患者尿沉渣中miR-146a和miR-155的水平较高[58]。另一项研究发现，活动性LN患者的尿miR-200a、miR-200c、miR-141、miR-429和miR-192水平低于健康对照组[59]。上述研究表明尿沉渣miRNA水平可能是有用的生物标志物，应考虑进一步验证其有效性。

3.1.9. 尿液生物标志物联合诊断LN

BRUNNER等人[35]基于6种尿生物标志物浓度的测量构建了一个组合以评估LN的活动性，称为LN活动性指标(Renal Activity Index for Lupus, RAIL)，包括NGAL、肾损伤因子-1 (KIM-1)、铜蓝蛋白、脂联素、血红素结合蛋白和MCP-1。RAIL包含的6种生物标志物除MCP-1之外，其余5种在保护肾脏免受炎症损伤方面均有很强的生物学作用。研究显示RAIL组合预测LN活动的灵敏度高达92%；此外，其能够在治疗3个月内预测疗效，可以作为LN活动性以及治疗反应的预测因素[60]。该指标综合了多个生物标志物，每种标志物均提供独立的信息，联合几种生物标志物综合评估可以在一定程度上更早期识别LN复发。但由于该研究的样本数量有限，未来该结果需要在其他人群中进行大规模的研究以验证其性能。

3.2. 血清生物标志物

3.2.1. 白介素(IL)

目前研究发现IL-6、17与LN疾病活动相关[61] [62]，IL-17可诱导产生细胞因子和趋化因子，从而募集炎症细胞损伤靶器官。IL-6可促进Th2和Th17辅助淋巴细胞适应性反应以及B细胞的增殖、分化产生抗体。研究发现活动性LN患者的血清IL-6和IL-17水平明显高于非活动性LN患者[63]，且待病情稳定后血清IL-17水平出现明显下降[64]。因此我们可以通过监测IL-6和IL-17的水平早期识别LN复发。

3.2.2. 补体C3b

2016年的一项研究[65]进一步解释了补体C3b对LN的预测作用，其研究结果显示与抗补体C1q IgG相比，抗补体C3b IgG对LN的敏感性较低，但特异性更强。LN复发时，抗补体C3b IgG水平呈上升趋势，提示抗补体C3b IgG对识别LN复发有较强的特异性，但其敏感性低，未来需要更大样本量研究来证实。

3.2.3. 血清集落刺激因子-1 (CSF-1)

狼疮性肾炎发病时肾小管会表达CSF-1，随着病情发展，CSF-1的表达增加。研究发现血清CSF-1的升高预示着LN的发生，而血清或尿液中CSF-1的升高则预示着LN的复发，甚至在有其他SLE表现的患者中，CSF-1的升高也早于肾小球功能障碍的临床证据和常规血清学指标[66] [67]。这些研究结果表明连续监测SLE患者血清或尿液中CSF-1水平可反映肾脏组织病理学，并且能预测LN的发生及复发。

3.2.4. 趋化因子

LN的发病过程中有趋化因子的参与，它通过介导免疫细胞的激活和募集淋巴细胞到炎症部位起作用。既往研究[68]发现许多血清趋化因子与SLE疾病活动密切相关，且CXCL 11、CXCL 13、CXCL 10 (IP-10)和CCL 3 (MIP 1a)与LN相关性较强。另一研究也发现[69]，活动性LN患者的血清CCL 5 (RANTES)、CCL 2 (MCP-1)、CCL 19、IFN-c诱导的单核因子(IFN-α)、IP-10、CXCL 11和IL-8 (构成趋化因子评分)显著高于非活动性和非肾性狼疮患者。此外也发现趋化因子CCL 2、CCL 3、CCL 5、CXCL 10、CXCL 12和CXCL 13的水平在活动性LN患者的血清和尿液中均升高[70] [71]。需要进一步的纵向研究来确定这些趋化因子在预测肾脏复发中的效用，并评估它们与肾脏组织病理学的相关性。

4. 总结

LN的发病机制很复杂，病情迁延。LN患者有较高的病死率，反复的肾脏复发会加重肾脏损害，严重影响患儿的预后。因此早期预测患儿复发在改善患儿远期预后方面尤为重要。尽管目前已经发现了大量用于预测和评估LN复发的新型生物学指标，但目前大部分指标的有效性还有待进一步验证。到目前为止，这些新的生物标志物尚未被标准化用于日常临床实践，或者取代用于监测疾病进展和预测肾脏复发的传统生物标志物。仅靠单一生物标志物来预测LN复发的作用有限，未来LN生物标志物研究的方向应集中于联合几种生物标志物综合评估，这可能更有助于早期预测LN复发并及时干预。

NOTES

^*通讯作者。