一文讀懂 | 糖尿病腎病早期診斷、評估的生物標誌物

由中日友好醫院李平教授和解放軍總醫院謝院生教授主編的《糖尿病腎病-中西醫結合診療與研究》一書將於近日出版，該書分為上、中、下三篇，全面介紹了糖尿病腎病的流行病學、診斷及鑒別診斷、中西醫治療及進展等內容，力求「源於中醫，高於中醫，源於西醫，高於西醫」。本人參與了其中「糖尿病腎病早期診斷和病情評估生物標誌物」部分的編寫，現呈現給大家評閱。

傳統意義上的糖尿病腎病（Diabetic Kidney Disease，DKD）被認為是與糖尿病相關的腎損傷。但是現在 DKD 做為慢性腎臟疾病（CKD）的一個新的分類系統，其定義擴大到伴有糖尿病的 CKD 人群，包括傳統的以蛋白尿為中心的模型。糖尿病腎損傷患者應該具有持續性的臨床可檢測的蛋白尿，並伴有血壓升高和腎小球濾過率（GFR）降低。亞臨床型蛋白尿（即微量白蛋白尿）被認為是 DKD 蛋白尿增加的自然病程早期階段，可被稱為「早期糖尿病腎病」。

DKD 的臨床表現和實驗室檢查並沒有特異性改變。對於 1 型糖尿病患者在發病後 5 年，2 型糖尿病患者在確診的同時，出現持續的微量白蛋白尿，就應懷疑 DKD 的存在。如果病程更長，臨床表現為蛋白尿，甚至出現大量蛋白尿或腎病綜合征，同時合併有糖尿病的其他併發症，如糖尿病眼底病變，就應考慮 DKD。伴有 DKD 的個體具有顯著的終末期腎病（ESRD）風險與心血管疾病發病和死亡風險，因此早期診斷、預防和治療很重要，但是確定患者具有 DKD 進展傾向，缺乏有效的金標準。

表 1 各種 DKD 標誌物的用途和優缺點

第一部分 一般檢查

（一）微量白蛋白尿：微量白蛋白尿是 DKD 白蛋白排泄率（Albumin Excretion Rate，AER）增加的早期階段。尿白蛋白排泄的亞臨床型增加相當於 AER 為 20-200ug/min（30-300 mg/d）或白蛋白與肌酐比值（Albumin-Creatinine Ratio，ACR）為男性 2.5-35 mg/mmol，女性 3.5-35 mg/mmol。微量白蛋白尿的出現通常被認為是早期腎臟病變，但其也是糖尿病人群微血管和大血管病變的危險因素。最近，有研究顯示一些糖尿病個體或 GFR 降低個體可能其尿液 AER 並不增加，但現在仍然根據尿液 AER 和 eGFR 水準進行 DKD 分層。

尿微量白蛋白測定可採用膠乳免疫濁度法，檢測線性寬（5-200 mg/L），精密度均較好，並且能夠溯源到有證參考物（CRM），試劑間差異小。推薦應用微量白蛋白作為 DKD 的篩查指標。微量白蛋白尿的患者為早期腎小球損傷人群。這類人群的檢出重要性在於他們處於疾病的極早期。此階段進行及時治療可防止疾病進展到不可逆的臨床蛋白尿階段，從而對提高病人生存品質、減輕社會醫療經濟負擔具有重大意義。

根據 K-DOQI 指南，尿微量白蛋白檢查尤其應該在合併心血管併發症高危因素的腎病患者中進行，包括糖尿病、高血壓等。此類患者尿中微量白蛋白的出現不僅反映了腎小球濾過系統受損，同時還說明整個心血管內皮功能或結構已有損害。由於尿白蛋白排泄率存在 25%-40% 的變異性，故建議應在 1-6 個月內收集 3 次 24 h 尿液進行檢查，若其中有 2 次 AER 在 20-200ug/min 範圍內，則可確定為持續性微量白蛋白尿。

鑒於 24 h 尿蛋白定量的方法在時間控制和標本收集上交易出現誤差，建議以晨尿白蛋白濃度>20 mg/L 或尿 ACR>2.5 mg/mmol（男性 30 mg/g）、>3.5 mg/mmol（女性 40 mg/g）作為篩查指標，異常者應進一步準確收集定時尿或 24 h 尿標本進行尿微量白蛋白測定。

如果出現下列情況，雖然有明確的糖尿病史，也應考慮糖尿病合併其他慢性腎臟病的可能：無糖尿病視網膜病變；腎小球濾過率在短期內快速下降；短期內蛋白尿明顯增加，或表現為腎病綜合征；頑固性高血壓；尿沉渣鏡檢可見紅細胞（畸形紅細胞、多形性細胞管型）；存在其他系統的癥狀和體征。腎穿刺病理檢查有助明確診斷。

（二）腎小球濾過率評估：腎小球濾過率（Glomerular Filtration Rate，GFR）是 DKD 分層的有效指標，DKD 的不同階段 GFR 的自然變化史見圖 1。1 型糖尿病和血糖控制不良的人群，常可以發現高濾過性狀態。目前還沒有高濾過性的統一定義，但是一個通用的方法是將糖耐量正常人群的 GFR 平均值加上兩倍標準差作為 GFR 的閾值定義為「高濾過性狀態」。在特定的環境下，血清肌酐水準升高和隨後的估算 GFR（eGFR）降低可以代表短暫的腎臟灌注或功能變化，但這並不是導致 DKD 發展的相關因果關係。

圖 1 糖尿病腎病的臨床模式（A：正常-高濾過模式；B：正常-高-正常-高濾過模式；C：正常-高-正常濾過模式；D：持續正常濾過模式）

鑒於血清肌酐和肌酐清除率在應用上的局限性，國外學者應用血清肌酐濃度和人口統計學特徵開發了一系列 GFR 評估方程。eGFR 可用於檢出、評估和治療 CKD。NICE 新版指南推薦應用慢性腎臟病流行病學協作組公布的肌酐公式（CKD-EPI）估算 GFR，並且肌酐分析可以溯源到標準參考物質。

對於確診 DKD 的患者，應定期測定血肌酐，並計算 eGFR，評估疾病的進展情況。腎功能降低與高血壓、貧血、營養不良和代謝性骨病等許多併發症相關。如果能夠早期發現，可以得到有效治療。需要指出的是，在應用 eGFR 時除應注意估算值的可信區間外，更要特別注意血肌酐檢測的方法、試劑不同，測定的準確性也不同，這會顯著影響 GFR 的估算結果。K-DOQI 指南推薦使用 GFR 和 ACR 相結合進行 CKD 分層，並給出了監控頻率（見表 2）。

表 2 應用 GFR 和 ACR 進行 CKD 分類和 GFR 監控頻率（陰影的深淺代表 CKD 嚴重程度，數字代表 GFR 監控頻率）

丹麥哥本哈根糖尿病中心對 263 例 1 型糖尿病患者進行 18 年的隨訪觀察，發現尿酸的基線水準對顯性蛋白尿的進展有預測作用，血尿酸水準每比基線值增加 100μmol/L，顯性蛋白尿進展的風險比（hazard ratio, HR）為 2.37（P = 0.04)。Jalal 等基於 CACTI 研究（1 型糖尿病患者冠狀動脈鈣化研究）的基線數據開展隊列研究，對 652 例 1 型糖尿病患者和 764 例正常人進行 6 年隨訪，發現血尿酸水準每增加 60μmol/L，蛋白尿進展的風險即增加 80%。

高尿酸還能預測尚未出現 CKD 的 2 型糖尿病患者腎臟預後。Zoppini 等報告 1449 例腎功能及尿蛋白正常的 2 型糖尿病患者的 5 年隨訪結果，CKD 的發生率為 13.4%。高尿酸血症患者發生 CKD 的累積風險顯著增加，血尿酸水準每升高 1 個標準誤，CKD 的風險即增加 21%。

此外，RENAAL 研究（科素亞腎臟保護研究）的後續分析顯示，合併蛋白尿的 2 型糖尿病患者經科素亞治療 6 個月後，血尿酸水準下降的亞組肌酐翻倍或進展至 ESRD 的風險降低，且與 GFR 下降、蛋白尿等其他危險因素無關。

（四）胱抑素 C（Cystatin C）：胱抑素 C 是一種半胱氨酸蛋白酶抑製劑，也被稱為γ-微量蛋白及γ-後球蛋白，廣泛存在於各種組織的有核細胞和體液中, 是一種低分子量（分子量為 13.3KD）、鹼性非糖化蛋白，由 122 個氨基酸殘基組成, 可由機體所有有核細胞產生，產生率恆定。

循環中的胱抑素 C 僅經腎小球濾過而被清除，是一種反映腎小球濾過率變化的內源性標誌物, 並在近曲小管重吸收，但重吸收後被完全代謝分解，不返回血液，因此，其血中濃度由腎小球濾過決定，而不依賴任何外來因素，如性別、年齡、飲食的影響，是一種反映腎小球濾過率變化的理想同源性標誌物。

研究顯示，作為反映 GFR 指標，胱抑素 C 優於血肌酐，它正被更多的學者用於 DKD 腎臟濾過功能早期損傷的評價，評估血液透析患者腎功能的改變、透析膜的充分性和透析膜清除低分子量蛋白質的功能，以及腫瘤化療中腎功能的檢測。最近研究提示，與 eGFR 相比，血清胱抑素 C 水準能更好地預測心血管疾病的轉歸。但也有研究表明，在糖尿病患者中以胱抑素 C 為基礎的 GFR 估算方程並未必比肌酐為基礎的方程估算的 GFR 更好，三者的精度和準確度均相近。

需要指出的是，採用不同的方法胱抑素 C 的測定值和參考範圍不同，所以不同的測定方法建立的 GFR 估算公式不同，如不同方法採用同一方程可造成 eGFR 水準上的差異。

（五）尿常規與尿蛋白定量：臨床期糖尿病腎病可出現尿蛋白，可伴有輕微鏡下血尿，通常沒有嚴重血尿，蛋白尿伴有明顯血尿或突然出現大量蛋白尿時，須除外其他腎臟疾病引起的尿蛋白。合併明顯血尿時，必須檢查尿紅細胞的形態及計數，當出現顯性蛋白尿時，應及時檢查 24 h 尿蛋白定量。

（六）血生化檢查：主要包括血清肌酐、尿素氮、尿酸、血脂、糖化血紅蛋白等，可根據 DKD 的具體情況進行檢查。許多觀察性研究顯示血清尿酸水準與 GFR 降低和蛋白尿發展有關。尿酸水準對於 DKD 預後作用需要進一步的證據，如在風險人群中尿酸水準的升高先於 GFR 的降低，無腎損傷的糖尿病患者尿酸水準較低。

（七）其他微量蛋白的檢測：

1. α1 微球蛋白（α1-Microglobulin，α1-MG）：尿α1-MG 是反應腎小管重吸收功能損傷的敏感指標，由肝臟合成，屬小分子蛋白，可自由通過腎小球濾過膜，並在腎近曲小管重吸收和代謝，當腎近曲小管上皮受損時，α1-MG 重吸收減少，尿α1-MG 排泄增加，提示在 DKD 早期可能存在腎小管功能的損害，而且腎近曲小管的損害可能是獨立的，並非與腎小球受損同時存在，且α1-MG 穩定，因此有助於腎臟病變的定位診斷，在某種程度上優於β2-MG。

2. β2 微球蛋白（β2-Microglobulin，β2-MG）：β2-MG 是體內所有有核細胞膜上Ⅰ型組織相容性抗原的輕鏈蛋白，主要由淋巴細胞產生，分子量約為 11.8KD，因電泳時位於β2 區帶而得名。正常人β2-MG 由於分子量小並且不和血漿蛋白結合，可經腎小球自由濾過，約 99.9% 在腎近曲小管被重吸收，並在腎小管上皮細胞中分解破壞，僅 0.1% 由終尿排出體外。

β2-MG 在體內產生速率恆定，其血漿中含量不受年齡、性別、機體肌肉組織多少等因素的影響；而且β2-MG 相對分子量小，可自由通過腎小球，且僅由腎臟排泄，因此，測定血漿中β2-MG 水準比檢測血清肌酐水準用於評價腎功能更靈敏，β2-MG 可作為反映糖尿病和高血壓腎損害的早期指標。

血漿中β2-MG 水準升高，可反映腎小球濾過功能受損或濾過負荷增加的情況，而尿液中β2-MG 含量增高，則提示腎小管損害或濾過負荷增加；若血漿中β2-MG 水準升高而尿液中β2-MG 含量正常，則主要由腎小球濾過功能下降所致，常見於急慢性腎炎、腎功能衰竭等；若血漿中β2-MG 含量正常而尿液中β2-MG 含量升高，則主要由腎小管重吸收功能受損所致，多見於先天性近曲小管功能缺陷、范科尼綜合征、慢性鎘中毒、Wilson 病、腎移植排斥反應等；若血漿和尿液中β2-MG 含量均升高，則主要由體內某些部位產生β2-MG 過多或腎小球和腎小管均受到損傷所致。

測定血漿及尿液中β2-MG 含量，對腎臟疾病的鑒別診斷、病情估計及預後判斷都能提供有價值的數據。

3. 尿液轉鐵蛋白（Transferrin，TRF）：尿 TRF 是早期腎小球損傷的指標之一，相比尿微量白蛋白能更敏感地反映腎小球濾過膜電荷選擇屏障的受損程度。尿 TRF 在正常情況下不能通過腎小球濾過膜，早期腎損傷時腎小球基底膜內外疏鬆層硫酸肝素糖蛋白（帶負電）含量減低，使帶血液中帶負電荷的中分子蛋白 TRF 自腎小球濾過膜濾過，出現在尿液中。

4. 尿液免疫球蛋白 G4（Immunoglobulin G4，IgG4）、IgG4/總 IgG 比值：IgG4 是血漿大分子 IgG 的四個亞類之一，分子量約為 156kD，分子量大小和太空構型與其他 IgG 分子相似，但所帶電荷明顯較少（等電點分別為 5.6-6.0 和 5.8-7.3）。DKD 早期，GBM 所含唾液酸和硫酸肝素蛋白多糖等蛋白多糖減少或糖基化使腎小球濾過膜離子電荷屏障受損，使帶較少負電荷的 IgG4 可優先通過 GBM 而濾出。

臨床研究表明，糖尿病伴微量白蛋白尿者，尿 IgG4、IgG4/總 IgG 比值明顯升高，而總 IgG 尚處於正常範圍，提示尿 IgG4 是一項早期診斷 DKD 的敏感指標。尿總 IgG 與中分子量蛋白如白蛋白同時測定，可幫助判斷蛋白尿的選擇性或非選擇性，有利於判斷腎小球濾過膜的損傷程度。

5. 視黃醇結合蛋白（Retinol-Binding Protein，RBP）：RBP 是血液中維生素的轉運蛋白，由肝臟合成、廣泛分布於血液、腦脊液、尿液及其他體液中。測定 RBP 能早期發現腎小管的功能損害，並能靈敏反映腎近曲小管的損害程度。

6. T-H 糖蛋白（Tamm-Horsfall Protein，THP）：THP 為尿中粘蛋白的一種，經免疫熒光與免疫酶電鏡證實它是由 Henle 袢升支與遠曲小管的上皮細胞內高爾基複合體產生，是一種腎特異性蛋白質。THP 為管形的主要基質成分。當機體炎症、自身免疫性疾病、尿路梗阻性疾病等引起腎臟實質損傷時，THP 可沉著於腎間質並刺激機體產生相應的自身抗體。臨床上作為遠端腎小管病變定位標誌物。

（八）尿酶的檢測

1.N-乙醯-β-氨基葡萄糖苷酶（N-acetyl-β-glucosaminidase，NAG）：血、尿 NAG 活性測定對反映腎實質病變，尤其是急性損傷和活動期病變更敏感，主要用於早期腎損傷的監測和病情觀察。

①腎小管疾病：重金屬（汞、鉛、鎘等）及藥物性腎損傷、缺血、缺氧、失血、休克等均可引起 NAG 活性增加。②腎病綜合征：尿 NAG 常明顯增加，緩解期下降，複發時迅速回升，故可作為臨床觀察指征。腎小球腎炎急性期變化較大，但與腎小管損傷相比，變化幅度較小。③尿路感染的定位診斷：急、慢性腎盂腎炎尿 NAG 上升，能與單純性膀胱炎區別。可用於早期上尿路感染的診斷。④腎移植排斥反應的監測：腎移植排斥反應早期 NAG 即可升高，比尿蛋白、血肌酐、肌酐清除率更敏感。 ⑤糖尿病腎痛早期診斷：糖尿病腎病尿 NAG 升高，用於本病的早期診斷優於尿白蛋白及β2-微球蛋白。

2.β-半乳糖苷酶（β-Galactosidase，GAL）：GAL 是細胞溶酶體中的水解酶，在腎近曲小管上皮細胞中含量較高。尿中 GAL 活性可反映腎實質，特別是腎小管的早期損傷，與尿中 NAG 一同測定作尿酶譜分析，有助於病程觀察和預後評價。

3.γ-谷氨醯轉移酶（γ-Glutamyltransferase，GGT）：尿液 GGT 活性反映腎實質病變，對疑為腎臟疾病患者，腎移植術後可作為腎移植排異的鑒別指標以及評估腎小管損害程度。

4. 溶菌酶（Lysozyme，LYS）：溶菌酶來自單核細胞、中性粒細胞，是一種能溶解某些細菌的酶類。可酵解革蘭陽性球菌壁上的乙醯氨基多糖成分，使細胞壁破裂。其分子量為 14000～15000，可從腎小球基底膜濾出，90% 以上可被腎小管重吸收，所以尿液中很少或無溶菌酶。

①腎小管疾病：如炎症、中毒時，因腎小管損害，重吸收減少，尿溶菌酶升高；②判斷預後：急性腎小管壞死時，尿溶菌酶升高，若逐漸升高並持續不下降，小管功能恢復較差。慢性腎炎、慢性腎衰竭時，尿溶菌酶也升高；③急性單核細胞白血病時，血清溶菌酶含量增加，超過腎小管重吸收的能力，尿內溶菌酶可升高。

5. 丙氨酸氨基肽酶（Alanineaminopeptidase，APP）：APP 是一種水解酶。丙氨酸氨基肽酶測定可作為評價腎損傷的敏感指標。尿液中丙氨酸氨基肽酶升高：見於急性腎功能衰竭、急性腎炎、腎惡性腫瘤、腎缺血、腎小管壞死、腎移植排斥反應、腎損傷。

編者簡介：李江，畢業於中南大學湘雅醫學院，現就職於中日友好醫院檢驗科，副主任技師，主要從事臨床生化與免疫學檢驗的方法學及臨床應用、慢性病監測與管理、臨床檢驗品質控制等工作。