NGAL中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白培訓(xùn)資料

1、NGAL 中 性 粒 細(xì) 胞 明 膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白一種新的腎損傷標(biāo)志物中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白( NGAL )的臨床意義中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白 ( neutrophil gelatinaseassociated lipocalin， NGAL) ，又稱人脂質(zhì)運(yùn)載蛋白 2( lipocalin 2， Ln2) 或噬鐵蛋白 ( siderocalin) ，是人脂質(zhì)運(yùn)載 蛋白家族中的一個(gè)新成員。近年來(lái)， NGAL 作為一種新的腎損傷標(biāo)志物倍受關(guān)注。1、 NGAL 的生物學(xué)特性NGAL 是 1993 年 Kjeldsen 等 1研究中性粒細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)的一種特殊顆粒組分，與明膠 酶

2、B 即基質(zhì)金屬蛋白酶 9( matrixmetalloproteinase-9， MMP-9) 密切相關(guān)。人類 NGAL 基因定 位于第 9 號(hào)染色體長(zhǎng)臂 ( 9q34) ，全長(zhǎng) 5 869 bp，包括 1 695bp 的 5端非轉(zhuǎn)錄區(qū)、 178 bp 的 3 端非轉(zhuǎn)錄區(qū)及由 7 個(gè)外顯子和 6 個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成的 3 696 bp 的原初轉(zhuǎn)錄區(qū) ; 其相對(duì)分子質(zhì)量為 25 000 bp。血小板活化因子 ( PAF) 、白三烯 -B4( LT-B4) 和 N-甲酸基 -甲硫氨酸 -亮氨酸 -苯丙 氨酸( N-formyl-Met-Leu-Phe) 等是 NGAL 的配體 2。在生理狀態(tài)下，中性粒細(xì)

3、胞、腎小 管上皮細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞、支氣管上皮黏液細(xì)胞等分泌少量 NGAL ，而腦和周圍神經(jīng)、結(jié) 腸、子宮和卵巢、胎盤(pán)、甲狀腺等組織細(xì)胞中 NGAL 的表達(dá)呈陰性。NGAL 的生理功能尚不完全清楚，可能參與不同的生理、病理過(guò)程，涉及胚胎發(fā)育、細(xì) 胞分化、腫瘤的發(fā)生發(fā)展、細(xì)胞凋亡、炎癥免疫應(yīng)答、脂質(zhì)代謝等。在胚胎期， NGAL 發(fā)揮 類似生長(zhǎng)因子的作用，參與各類組織發(fā)育、生長(zhǎng)及分化，促進(jìn)乳腺癌、食管癌等腫瘤細(xì)胞增 殖。NGAL 與 MMP-9 以二硫鍵形成 12 500 bp 的復(fù)合物，延長(zhǎng) MMP 的蛋白水解活性，促進(jìn) MMP-9 對(duì)細(xì)胞基底膜的降解，從而浸潤(rùn)周圍基質(zhì)，介導(dǎo)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。過(guò)去研究

4、認(rèn)為， NGAL 促進(jìn)細(xì)胞凋亡，但近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn) NGAL 還是一類應(yīng)激蛋白，在外界有害物質(zhì)刺激 下，細(xì)胞分泌 NGAL 是一種機(jī)體自身防御機(jī)制，使組織細(xì)胞免于凋亡 3。 NGAL 還是一 類新的急性期反應(yīng)蛋白，作為介導(dǎo)鐵離子向胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)男滦洼d體，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性?shī)Z取螯合物中 的鐵來(lái)阻止細(xì)菌對(duì)鐵的吸收，從而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)2、 NGAL 是急性腎損傷的標(biāo)志物2 1 早期診斷急性腎功能損傷 （ AKI） 時(shí)血、尿 NGAL 濃度通常會(huì)迅速升高， 2 h 最為 明顯（ 比臨界值升高幾十至幾百倍 ） ，血清肌酐 （ sCr） 、尿酶等傳統(tǒng)指標(biāo)往往要在 24 72 h 才后明顯升高，因而 NGAL 可用于 AK

5、I 的早期診斷。 Mishra 等 4在體外循環(huán)術(shù)并發(fā) AKI 患兒的隊(duì)列研究中發(fā)現(xiàn)， 2h 尿 NGAL 診斷 AKI 的 AUCROC 為 0 998，其臨界值為 50 g /L（ ELISA 法） 時(shí)，敏感性、特異性分別為 100%、98%，而血清 NGAL 診斷 AKI 的 AUCROC 為 0 906，其臨界值為 25 g /L 時(shí)，敏感性、特異性為 70%、94%; 多元回歸分 析顯示，2 h 尿 NGAL 水平是預(yù)測(cè) AKI 的強(qiáng)有力預(yù)測(cè)因子。也發(fā)現(xiàn)成年患者 2 h 尿、血清 NGAL 水平是診斷 AKI 的可靠的早期診斷指標(biāo)。 meta 分析表明， NGAL 對(duì) AKI 的診斷

6、效能 受到標(biāo)本類型、年齡、檢測(cè)方法等因素影響，但 NGAL 對(duì)兒童 AKI 的診斷效能優(yōu)于成年 人，可能是成年人受到其他慢性疾病等因素影響。值得注意的是，膿毒血癥等危重疾病患 者，因受到炎癥反應(yīng)等因素影響， NGAL 可能并不適用于 AKI 的早期診斷，診斷特異性欠 佳。北美地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)， 143 名全身炎癥反應(yīng)綜合征及膿毒性休克患兒入院后 24 h 內(nèi)，血 清 NGAL 診斷 AKI 的 AUCROC 為 0 677，在臨界值為 139 ng /mL 時(shí)，敏感性為 86%，特 異性僅為 39%。經(jīng)多變量分析后發(fā)現(xiàn)，血 NGAL 并不是發(fā)生 AKI 事件的預(yù)測(cè)指標(biāo) 5。在 成人患者研究中也得到

7、類似結(jié)論。另有研究表明，危重患兒48 h 內(nèi)尿液 NGAL 水平可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè) AKI 的發(fā)生（ AUCROC 為0 79） 。但當(dāng) sCr 升高后， AUCROC降至 0 636。 ICU 中的 AKI 成人患者血漿 NGAL 水平在 48 h 后與正常對(duì)照組亦無(wú)顯著性差異 7。但 李萍珠等 8發(fā)現(xiàn)尿 NGAL 可作為膿毒血癥后并發(fā) AKI 的早期診斷標(biāo)志物，準(zhǔn)確性達(dá) 0 968，這可能與種族間水平差異有關(guān)。2 2 監(jiān)測(cè)病情進(jìn)展 NGAL 還可以反映腎功能損傷的嚴(yán)重程度。 Kusaka 等 9在接受 尸體腎臟移植的患者中發(fā)現(xiàn)，血清 NGAL 的變化呈“雙相”特點(diǎn)，比sCr 及尿量提早回落基線

8、水平。在經(jīng)歷第 2 次高峰后 NGAL 開(kāi)始下降，即提示腎功能逐漸恢復(fù)正常。因此血清NGAL 水平的變化有助于監(jiān)測(cè)腎功能延遲恢復(fù)患者的恢復(fù)情況，評(píng)估移植后是否需要進(jìn)行血 透治療。尿 NGAL 每升高 100 ng /mL，腎移植患者發(fā)生腎功能延遲恢復(fù)的概率就增加 20%10。 ICU 中的患者血漿 NGAL 濃度的增高與 AKI 的嚴(yán)重程度 ( RIFLE 分級(jí)) 相關(guān) 7，用血漿 NGAL 水平來(lái)預(yù)測(cè)是否患者需要腎替代療法的準(zhǔn)確性較高 ( AUCROC 達(dá) 0 82) 。Zappitelli 等6的前瞻性研究中也有類似發(fā)現(xiàn)。 RIFLE 分級(jí)每升高一個(gè)級(jí)別，尿 NGAL 平均值、最高值都隨之

9、增加，預(yù)示著腎功能的惡化。2 3 評(píng)估預(yù)后 NGAL 可作為 AKI 的預(yù)后指標(biāo)之一。體外循環(huán)術(shù)患者術(shù)后 2、4、6 h 尿 NGAL 水平與 AKI 的持續(xù)時(shí)間、患者住院時(shí)間長(zhǎng)短均顯著相關(guān)， 2h 尿 NGAL 還與 AKI 的嚴(yán) 重程度( 是否需要透析治療 ) 及患者病死率明顯相關(guān)。 Devarajan等4人研究發(fā)現(xiàn)血漿 NGAL 也有類似的變化。一項(xiàng)隊(duì)列研究 10發(fā)現(xiàn)，尿 NGAL 水平可預(yù)測(cè)腎移植患者移植 一周內(nèi)是否需要透析治療，以及 3 個(gè)月后器官功能的恢復(fù)狀況。3 、 NGAL 預(yù)測(cè)慢性腎病 ( CKD) 的進(jìn)展研究發(fā)現(xiàn)， CKD 患者的血清、尿 NGAL 水平顯著高于正常人群，并

10、與腎小球?yàn)V過(guò)率 ( GFR) 呈密切負(fù)相關(guān)，而 sCr 與GFR 的關(guān)聯(lián)程度不及 NGAL 。因此， CKD 患者NGAL 水平不僅是優(yōu) 于sCr 反映CFR 下降的指標(biāo)，更是評(píng)價(jià) CKD 患者腎臟損傷程度的標(biāo)志物。但 CKD 患者尿 NGAL 增高幅度不及 AKI 患者，可能與受到其他慢性疾病因素的干擾有關(guān)。歐洲一項(xiàng) CKD 成年患者隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，血清 NGAL 435 ng /mL或尿NGAL 231 ng /mL 的患者更早達(dá)到 隨訪終點(diǎn)事件 ; 并且血清、尿液 NGAL 濃度每增高 10 ng /mL，CKD 進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)分別提高了 3%與 2%，經(jīng)多變量 Cox 比例風(fēng)險(xiǎn)回歸模型分析，

11、血清、尿 NGAL 是CKD 的進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)的獨(dú)立 預(yù)測(cè)因子 11。3 1 糖尿病腎病糖尿病腎病的診斷往往依據(jù)尿微量清蛋白 ( mAlb) ，有研究發(fā)現(xiàn)，血清、尿 NGAL 水平在1 型/2 型糖尿病腎病患者尿 mAlb 升高前已顯著增加，是診斷糖尿病并發(fā)腎損 傷的靈敏指標(biāo)。在 2 型糖尿病腎病患者中，血清、尿 NGAL 的AUCROC 分別為0 969、 0 9012，且NGAL 水平隨著腎功能的減退而升高，與 sCr 呈正相關(guān)，與 GFR 呈負(fù)相 關(guān)。因此， NGAL 可以預(yù)測(cè) 2 型糖尿病患者腎功能的損傷程度。 Thrailkill 等 13發(fā)現(xiàn)1 型 糖尿病女性患者尿 NGAL 水平遠(yuǎn)高于

12、男性患者，推測(cè)雌激素可能對(duì) NGAL 在腎小管上皮細(xì)胞 或尿道上皮細(xì)胞的表達(dá)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，女性糖尿病患者可能更易受高血糖的負(fù)面影響。隨訪1 型糖尿病腎病患者 4 年 14，尿 NGAL 的升高水平與 GFR 的降低無(wú)關(guān)，經(jīng)多因素分析后 發(fā)現(xiàn)尿 NGAL 并不適用于評(píng)價(jià) 1 型糖尿病腎功能損傷患者的預(yù)后情況。 Nielsen 等 15的研 究結(jié)果支持這一觀點(diǎn)。3 2 狼瘡腎病隨訪狼瘡腎病成年患者發(fā)現(xiàn) 16，尿NGAL 是優(yōu)于抗 dsDNA 抗體滴度的狼 瘡腎病診斷指標(biāo)，其 AUCROC 值達(dá)0 76。當(dāng)尿 NGAL 臨界值為 13 6 ng /mL 時(shí)，診斷敏感 性和特異性分別為 89%、72%

13、。在狼瘡腎病患兒中發(fā)現(xiàn)尿、血漿 NGAL 水平隨著腎病活動(dòng)性 的增強(qiáng)而升高，但血漿 NGAL 的變化差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，尿 NGAL 是狼瘡腎病活動(dòng)性 的可靠的預(yù)測(cè)因子。與成人不同的是，兒童的尿 NGAL 升高主要發(fā)生在狼瘡腎病的前 3 個(gè)月 內(nèi) 17，這可能提示狼瘡腎病患者 NGAL 水平分布與年齡有關(guān)。3 3 其他尿 NGAL 可作為 IgA 腎病小管間質(zhì)性損傷的早期診斷指標(biāo) 18。在藥物損傷導(dǎo) 致的慢性小管間質(zhì)性腎炎中，尿 NGAL 優(yōu)于尿 mAlb ，1-MG 等標(biāo)志物，能更好地反映腎功 能損傷程度。在常染色體顯性多囊腎病中，檢測(cè)尿 NGAL 濃度能夠評(píng)估腎臟病變嚴(yán)重程度 19。4

14、 、 NGAL 和心腎綜合征心腎綜合征 ( cardio-renal syndromes， CRS) 是一種心臟和腎臟的病理生理紊亂，即由一個(gè)器 官的功能不全導(dǎo)致的另一個(gè)器官的功能不全，死亡率高，共分為5 個(gè)類型。 Alvelos等20發(fā)現(xiàn)血 NGAL 診斷1 型CRS 的AUCROC 達(dá)0 93，以170ng /mL 為臨界值時(shí)，敏感性和特異 性分別為 100%、86 7%。因此，作為腎損傷的早期診斷指標(biāo)，密切監(jiān)測(cè) NGAL 水平，有利 于臨床醫(yī)生正確評(píng)價(jià) CRS 中的腎功能損傷程度，并及時(shí)采取干預(yù)治療，減少并發(fā)癥的發(fā)生。 已有學(xué)者提出，可聯(lián)合應(yīng)用生物學(xué)標(biāo)志物 NGAL 和B 型鈉尿肽 (

15、BNP) 共同診斷 CRS，以改善 患者預(yù)后，降低死亡率。5、 腎臟疾病的療效指標(biāo)有研究發(fā)現(xiàn)， NGAL 可以反映血管球性腎炎等腎臟疾病的臨床療效 21。如: 高血壓 慢性腎病患者服用 ARB 類降血壓后，尿 NGAL 水平顯著降低。另外， NGAL 還應(yīng)用于評(píng)估 不同治療方案的腎功能臨床試驗(yàn)中。如 : 在一項(xiàng)研究手術(shù)期間靜脈點(diǎn)滴碳酸氫鈉對(duì)心臟術(shù)后 患者腎功能影響的隨機(jī)雙盲臨床試驗(yàn)中，尿 NGAL 作為評(píng)價(jià)腎功能的終點(diǎn)指標(biāo) 22。6 、參考文獻(xiàn) 1 Kjeldsen L， Johnsen AH，Sengelov H，et al Isolation and primarystructure of

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