糖尿病肾病患者血清及尿液尿代谢组学特点及其临床意义

随着饮食和生活方式的改变,我国2型糖尿病的发病率逐渐升高,糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)在肾活检中的检出率也逐年上升。DN是糖尿病患者的主要并发症,也是引起终末期肾脏病(end stage renal disease, ESRD)的重要原因之一。DN患者临床上一旦出现肾功能不全,其病情进展快,预后差,因此早期诊断及干预有着重要临床意义。目前DN早期筛查主要依据尿微量白蛋白检查,但研究表明部分尿微量白蛋白尿正常的患者,其肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)已经出现显著下降,因此尿微量白蛋白对于DN早期诊断的敏感性并不高。很多研究致力于寻找DN早期诊断标志物,但结果均不能令人满意。 代谢组学是系统生物学的一个重要研究领域,近年来广泛应用于肾脏疾病的研究。代谢组学能系统性检测机体小分子代谢产物的变化规律,进而寻找疾病诊断标志物。DN患者体内存在糖、脂和氨基酸代谢等多种通路异常,并与肾脏损伤密切相关。因此,本研究采用代谢组学方法系统性观察DN患者血清和尿液中上述代谢通路小分子产物的变化,并寻找疾病早期诊断标志物。 我们以往的研究显示,肥胖相关性肾病(obesity-related glomerulopathy,ORG)的发病率也呈快速上升趋势。影响ORG患者肾功能进展的最重要因素是肾小管间质的慢性病变,炎症在ORG发生发展中也起着重要作用。有研究表明肥大细胞促进了DN患者的肾小管间质慢性损伤,同时,作为一种免疫调节细胞,它也参与了肥胖患者脂肪组织的炎症反应过程。本研究进一步观察了ORG患者肾组织肥大细胞分布特点及其与炎症和肾组织损伤的关系。 研究一：糖尿病肾病患者血清及尿液代谢组学特点及其临床意义 目的：应用代谢组学方法观察不同时期糖尿病肾病(DN)患者的血清及尿液糖、脂和氨基酸代谢产物变化规律,并用于发现DN早期诊断及病情进展的生物标志物。 方法：选取确诊2型糖尿病的成年男性患者90例,分为尿白蛋白正常组、微量白蛋白尿组及蛋白尿组。选取性别年龄匹配的正常对照25例,收集血清及尿液标本,分别经气相色谱/质谱(GC/MS)及液相色谱/质谱(LC/MS)检测。 结果：不同组别DN患者,其血清及尿液代谢产物水平呈现完全不同的分布。多种糖代谢通路存在紊乱,糖酵解和三羧酸循环通路障碍表现为血清葡萄糖水平升高而糖酵解和三羧酸循环产物未见显著改变；蛋白激酶C(PKC)通路异常活化表现为血清磷脂酰胆碱(PC)水平下降而花生四烯酸水平升高；已糖胺通路的异常活化表现为血清谷氨酰胺及尿液尿嘧啶二磷酸水平下降。血清支链氨基酸水平在尿白蛋白正常期出现升高,而蛋白尿期呈下降趋势；尿液氨基酸水平在尿白蛋白正常和蛋白尿组均低于正常对照组,而微量白蛋白尿组与正常对照未见显著差异。血清必需脂肪酸在各组间未见显著差异,非必需脂肪酸和反式脂肪酸水平升高；脂肪酸β氧化障碍则表现为血清左旋肉碱及脂酰辅酶A水平下降。早期诊断的候选标志物有血清棕榈酸、尿PC(P-19：1(12Z)/0：1)和十八烷二酸；而疾病进展的候选标志物有血清左旋肉碱、PC(9：0/0：0)和Dg(17：2(9Z,12Z)/20：3(8Z,11Z,14Z)/0：0),尿液尿嘧啶二磷酸和lysoPC(16:0)。结论：利用代谢组学方法可以很好的展示不同时期DN患者血清及尿液中代谢产物的变化特点,为进一步发现用于DN早期诊断及病情进展的生物标志物奠定了基础。 研究二：肥大细胞在肥胖相关性肾病肾组织损伤中的作用 目的：观察肥胖相关性肾病(ORG)肾组织肥大细胞数量、分布特点及其与临床病理指标的相关性,探讨肥大细胞与ORG肾组织损伤及病情进展之间的关系。 方法：选取肾活检确诊的ORG40例,特发性局灶节段性肾小球硬化(FSGS)18例,及正常对照10例。应用免疫组化及双重免疫荧光法检测肾组织中肥大细胞(类胰蛋白酶,tryptase)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)和巨噬细胞(CD68)分布情况,分析肥大细胞与临床病理指标的关系。 结果：ORG患者肾组织肥大细胞数显著高于FSGS及正常对照组,并主要分布在肾间质,以萎缩的肾小管和间质纤维化处更多见。肾组织MCP-1和巨噬细胞分布也显著升高,双重免疫荧光染色提示MCP-1分布与tryptase重叠,而巨噬细胞分布在肥大细胞周围。肾间质MCP-1阳性面积与肥大细胞数(r=-0.695,P<0.001)和间质纤维化程度(r=0.327,P=0.042)呈正相关。肾间质肥大细胞数与体重指数(BMI)(r=0.432,P=0.006)、收缩压(r=0.445,P=0.005)、尿N-乙酰-p-D-葡萄糖苷酶(NAG)(r=0.324,P<0.05)、血肌酐(Scr)水平(r=0.489,P=0.002)、肾小球球性硬化(r=0.466,P=0.003)、肾小球节段硬化(r=0.407,P=0.010)、肾小管萎缩(r=0.470,P=0.003)和肾间质纤维化(r=0.669,P<0.001)指标间成正相关,与eGFR水平呈负相关(r=-0.531,P<0.001)。多元回归分析显示肾间质肥大细胞浸润程度是影响eGFR水平的独立因素(R2=0.313,P<0.001)。 结论：本研究证实ORG患者肾间质肥大细胞数量增多,并参与肾组织损伤。炎症和纤维化可能在这个过程中发挥作用。