糖尿病肾病（DN）是糖尿病（DM）的慢性并发症之一，据统计，DM患者40%以上可出现肾损害，DN的治疗已成为一个日益严重的挑战，通过积极干预控制血糖刻不容缓[1]。Wang 等[2]的研究显示，血液动力学异常、高血糖诱导的代谢紊乱和炎症因子之间相互作用构成了DN 的病理生理学基础，故推测DN 发病及进展与血糖长期升高及活性氧（ROS）有关。临床调查发现[3]，DN 存在相对较长的无临床表现期，继而在无DN 相关临床表现的情况下通过尿液检测出尿微量蛋白（UmALB），最终导致终末期肾病（ESRD）。尽管目前临床上大多以检测UmALB 作为DN 的早期诊断方法，但UmALB 并不敏感，并且在伴有组织损伤和炎症的DM患者尿液检测可出现UmALB。肾穿刺是DN诊断的金标准，但其为一种侵入性检查方法，因此临床应用受限[4]。故需寻找新的诊断指标检测早期DN，减少ESRD 发生。

相关研究表明，DM 大鼠随肾脏损伤逐渐加重，血清4-羟基壬烯醛（4-HNE）表达水平逐渐升高，并提示脂质过氧化参与DN 进展[5]；Han 等[6]研究认为血清人软骨糖蛋白-39（YKL-40）参与了DN 肾脏损伤的过程，且与尿蛋白排泄率（UAER）成正相关；而血清肾损伤分子-1（KIM-1）能较快反映DN 早期肾脏损伤[7]。目前，研究血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 表达水平在早期DN 诊断中的临床意义的相关研究较少。本研究主要观察血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 对评价DN 肾脏早期病理损害的临床意义，并分析血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 与肾损伤检测指标、血糖水平、血脂水平的相关性，现报道如下。

选取2019年1～7月萍乡市人民医院内分泌科收治的89例2型糖尿病（T2DM）患者，其中男43例，女46例；年龄28～77岁，平均（57.0±8.8）岁。患者均通过连续两次24 h 尿蛋白定量检查，结果以两次平均值计算24 h UAER，根据24 h UAER 结果将患者分为正常蛋白尿组/单纯糖尿病组（NA组，UAER<20 μg/min）、微量蛋白尿组（MI组，UAER 20～<200 μg/min）和大量蛋白尿组（MA组，UAER≥200 μg/min）。NA组30例，男11例，女19例；年龄55.50（50.0，61.25）岁。MI组35例，男17例，女18例；年龄56（50.00，66.00）岁；MA组24例，男15例，女9例；年龄60（52.25，66.00）岁。

另选萍乡市人民医院体检科的53例健康体检者作为健康对照组（NC组），其中男27例，女26例；年龄27～70岁，平均（55.0±9.8）岁。

各组的性别、年龄等一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究已经萍乡市人民医院医学伦理委员会审核批准。

纳入标准：①DM患者均为参照1999年世界卫生组织糖尿病专家委员会制定的诊断标准确定的T2DM患者，且病程<15年；②血压≤140/90 mmHg，三酰甘油（TG）≤5.0 mmol/L，糖化血红蛋白（HbA1c）≤12%者。

排除标准：①存在其他因素所致的肝、肾脏疾病，严重的心脑血管疾病、1型糖尿病、肿瘤、妊娠、合并炎症及晨起剧烈运动的患者；②吸烟者；③近期有糖尿病酮症酸中毒、高渗性昏迷者。

1.3.1 试剂与仪器 ①4-HNE、YKL-40、KIM-1 检测试剂盒购于上海极威生物科技有限公司，均按照试剂盒说明操作；②全自动蛋白分析仪（贝克曼库尔特型号IMMAGE800）；③全自动生化分析仪（贝克曼库尔特LX20）；④全自动糖化分析仪（成都柯尼特科技有限公司型号Premier Hb9210）；⑤酶标仪、洗板机（雷杜生命科学股份有限公司型号RT-6100、RT-3100）。

1.3.2 样本采集 研究对象均空腹12 h 采集静脉血3 ml，3000 r/min 离心10 min；收集血清冻存于-80℃冰箱。

1.3.3 相关指标浓度测定 ①采用ELISA 法检测各组血清标本中的4-HNE、YKL-40、KIM-1 浓度；②采用免疫比浊法检测UmALB；③HbA1c：高效液相色谱法；④UAER：双缩脲法；⑤空腹血糖（FPG）：葡萄糖氧化酶法；⑥血清肌酐（SCr）、血尿素氮（BUN）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）、TG 采用酶法测定。

①观察四组的肾损伤指标，主要包括BUN、SCr、24 h UAER 及UmALB；②比较四组的血糖及血脂指标水平，血糖指标主要包括FPG及HbA1c，血脂指标包括LDL、HDL、TG；③比较四组的血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 表达水平。

采用SPSS 24.0统计学软件对数据进行分析，定性资料以频数表示，组间比较采用χ2 检验；符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析（ANOVA），差异有统计学意义再行SNK 法多重比较；不符合正态分布的以中位数M（P25，P75）表示，多组间比较采用Kruskal-Wallis H 非参数检验，差异有统计学意义再行Nemenyi 法多重比较；相关性采用Pearson 相关系数表示，以P<0.05为差异有统计学意义。

MI、MA组患者BUN 高于NA、NC组，差异有统计学意义（P<0.05）；MI组与MA组患者BUN 比较，差异无统计学意义（P>0.05）；NA组与NC组BUN 比较，差异无统计学意义（P>0.05）；MI、MA组患者SCr、UAER及UmALB 高于NA、NC组，MA组患者SCr、UAER 及UmALB 高于MI组，差异有统计学意义（P<0.05）；NA组与NC组SCr、UAER、UmALB 比较，差异无统计学意义（P>0.05）（表1）。

NA、MI、MA组的FPG、HbA1c 高于NC组，差异有统计学意义（P<0.05）；NA、MI、MA组的FPG、HbA1c比较，差异无统计学意义（P>0.05）；MA组的LDL 低于NC组，差异有统计学意义（P<0.05）；四组的HDL、TG 比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）（表2）。

NA、MI、MA组患者的血清4-HNE、YKL-40、KIM-1水平高于NC组，MI、MA组患者的血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 水平高于NA组，MA组患者的血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 水平高于MI组，差异均有统计学意义（P＜0.05）（表3，图1）。

SCr、UmALB、UAER、FPG、HbA1c 与4-HNE、YKL-40、KIM-1 成正相关（r=0.428、0.349、0.390，0.501、0.446、0.491，0.478、0.409、0.461，0.414、0.502、0.497，0.584、0.558、0.607；P＜0.05）；BUN 与4-HNE、YKL-40 成正相关（r=0.223、0.176，P＜0.05）；LDL 与4-HNE、YKL-40、KIM-1 成负相关（r=-0.169、-0.289、-0.247，P＜0.05）（表4）。

表1 四组肾功能指标的比较[M（P25，P75）]

 

与NA组比较，aP<0.05；与NC组比较，bP<0.05；与MI组比较，cP<0.05

表2 四组血糖及血脂指标水平的比较[M（P25，P75）]

 

与NC组比较，aP<0.05

表3 四组血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 水平的比较（±s）

 

与NC组比较，aP<0.05；与NA组比较，bP<0.05，与MI组比较，cP<0.05

表4 临床生化指标与4-HNE、YKL-40、KIM-1 的相关性分析

 

图1 四组血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 水平的比较

与NC组比较，aP<0.05；与NA组比较，bP<0.05，与MI组比较，cP<0.05；A：四组血清4-HNE水平的比较；B：四组血清YKL-40 水平的比较；C：四组血清KIM-1 水平的比较

高糖状态可使细胞氧化应激、脂质过氧化水平升高，而脂质过氧化的亚稳态醛可作为第二信使，刺激多种细胞产生炎症甚至细胞凋亡，提升氧化应激水平[8]，致ROS 过表达，刺激细胞膜上磷脂双层的多不饱和脂肪酸结构上的氢以诱发脂质过氧化，使4-HNE 过表达，影响细胞信号转导，从而导致细胞凋亡和肾脏病理损伤[9-10]。Chen 等[11]研究显示，当4-HNE处于低浓度时可能发挥抗氧化作用，降低氧化应激对肾脏造成的损伤。此外，高糖状态时，血清4-HNE 与肾脏损伤程度成正相关[12]，故DN 早期通过检测4-HNE 可避免发生肾脏不可逆损伤。

YKL-40 由单核细胞向巨噬细胞分化产生，活化的巨噬细胞具有分泌YKL-40 的功能，当血脂水平升高合并斑块血管时，巨噬细胞和血管平滑肌细胞（VSMCs）中存在YKL-40 表达[13]。VSMCs 通过外源性信号诱导迁移至细胞内膜，而YKL-40 通过刺激VSMCs 迁移和重组，以调节血管内皮细胞的形态[14]，促进分支小管的形成。此外，Rathcke 等[13，15]的研究显示，YKL-40 表达水平与内皮功能障碍程度成正相关，参与早期内皮功能损伤，并与DN 肾损伤程度成正相关，提示YKL-40 具有早期发现DN 肾脏损伤的作用。

KIM-1 是一类跨膜糖蛋白，具有膜结构域和胞质结构域，包含两个同源基因KIM-1a 和KIM-1b[16]，且同源基因具有不同的细胞质结构域。Lim 等[17]研究认为高糖、肥胖等代谢因素可导致肾脏局部氧化应激、ROS 形成增加，使血清KIM-1 表达升高，提示其与局部肾损伤机制相关。Sabbisetti 等[18]研究对DN 患者进行观察，发现血清KIM-1 表达水平与肾小球滤过率估值下降率密切相关，并发现KIM-1 在肾缺血早期存在表达，且与肾脏病理损伤程度成正相关，故推测KIM-1 早期可间接反应肾脏病理损伤。

本研究结果显示，NA、MI、MA组患者的血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 水平高于NC组，MI、MA组患者的血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 水平高于NA组，MA组患者的血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 水平高于MI组，差异均有统计学意义（P＜0.05）；血清4-HNE、YKL-40、KIM-1在NC组表达水平极低，NA组UmALB、SCr 等肾脏损伤指标维持正常范围时，血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 已开始表达，且随着DN 患者蛋白尿逐渐增多，患者血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 的表达进一步升高，提示血清4-HNE、YKL-40、KIM-1的表达水平与DM 肾脏损害程度有关，对DN 的早期肾脏病变起到预测作用。

本研究结果显示，FPG、HbA1c 与4-HNE、YKL-40、KIM-1 成正相关（r=0.414、0.502、0.497，0.584、0.558、0.607；P＜0.05），提示长期维持血糖稳定可显著降低4-HNE、YKL-40、KIM-1 的表达，减轻DN 患者肾脏损伤的程度。此外，NA、MI、MA组的FPG、HbA1c 高于NC组，差异有统计学意义（P<0.05）；NA、MI、MA组的FPG、HbA1c 比较，差异无统计学意义（P>0.05），考虑可能因DM患者晚期接受胰岛素降糖治疗的依从性相对较高所致。SCr、UmALB、UAER 与4-HNE、YKL-40、KIM-1 成正相关（r=0.428、0.349、0.390，0.501、0.446、0.491，0.478、0.409、0.461；P ＜0.05）；BUN 与4-HNE、YKL-40 成正相关（r=0.223、0.176，P＜0.05），提示4-HNE、YKL-40、KIM-1 与肾脏损伤程度成正相关，但NA组与NC组的SCr、UAER、UmALB 比较，差异无统计学意义（P>0.05），NA组与NC组的BUN 比较，差异无统计学意义（P>0.05），推测SCr、BUN、UmALB 在DN早期并不能准确判断患者的肾脏病变程度。4-HNE、YKL-40、KIM-1 与LDL 成负相关（r=-0.169、-0.289、-0.247，P＜0.05），与HDL、TG 无相关性（P>0.05）；MA组的LDL 低于NC组，差异有统计学意义（P<0.05），并且四组的HDL、TG 比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），提示血脂水平不能间接反应肾损伤程度，考虑与临床降脂药物治疗影响血脂水平有关。

目前，UmALB 是临床诊断早期肾脏损害的无创诊断方法，但并不敏感，易受到运动、感染、高血压等因素干扰，而24 h UAER 检测在门诊工作中的依从性甚差，故血清4-HNE、YKL-40、KIM-1 可作为诊断早期DN 的敏感、可重复性、无创的检测指标，具有一定的临床价值。

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Clinical significance study of serum 4-hydroxynonenal, human cartilage glycoprotein-39 and renal injury molecular-1 in the diagnosis of early diabetic nephropathy

YU Shi-ji1 SU Xiao-qing2▲ WANG Gui-liang3 WU Su-zhen4 XIE Yong-li2
1.Gannan Medical University, Jiangxi Province, Ganzhou 341000, China; 2.Department of Endocrinology, Pingxiang People′s Hospital Affiliated to Gannan Medical University, Jiangxi Province, Pingxiang 337000, China; 3.Department of Gastroenterology, Pingxiang People′s Hospital Affiliated to Gannan Medical University, Jiangxi Province, Pingxiang 337000, China; 4.Basic Medical College of Gannan Medical University, Jiangxi Province, Ganzhou 341000, China

[Abstract]Objective To investigate the clinical value of serum 4-hydroxynonenal (4-HNE), serum human chondroglycoprotein-39 (YKL-40) and kidney injury molecule 1 (KIM-1) in early renal injury of diabetic nephropathy (DN), and to analyze the correlation of 4-HNE, YKL-40 and KIM-1 with renal injury index, blood glucose and lipid level.Methods A total of 89 patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) hospitalized in the Department of Endocrinology of Pingxiang People′s Hospital from January to July in 2019 were selected, and the patients were divided into normal albuminuria group or only diabetes group (group NA), microalbuminuria group (group MI) and macro albuminuria group(group MA) according to the 24 h urinary protein excretion rate (UAER).In addition, 53 healthy patients in the Physical Examination Department of Pingxiang People′s Hospital were selected as the normal control group (NC).Serum concentrations of 4-HNE, YKL-40 and KIM-1 were determined by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA).Results The serum 4-HNE, YKL-40 and KIM-1 in the group MA were higher than those in the group MI, with statistically significant differences (P<0.05).The serum 4-HNE, YKL-40 and KIM-1 in the group MI were higher than those in the group NA, with statistically significant difference (P<0.05).The serum 4-HNE, YKL-40 and KIM-1 in the groups NA, MI and MA were higher than those in the group NC, and the differences were statistically significant (P<0.05).The fasting blood glucose (FPG), glycosylated hemoglobin (HbA1c), serum creatinine (SCr), blood urea nitrogen(BUN), UAER indexes in groups NA, MI MA were higher than those in group NC, with statistically significant differences (P<0.05).Correlation analysis showed that SCR, BUN, Urinary microprotein (UmALB), UAER, FPG and HbA1c were positively correlated with 4-HNE, YKL-40 and KIM-1 (r=0.428, 0.349, 0.390; 0.501, 0.446, 0.491; 0.478, 0.409,0.461; 0.414, 0.502, 0.497; 0.584, 0.558, 0.607; P<0.05).BUN was positively correlated with 4-HNE and YKL-40 (r=0.223, 0.176; P<0.05).Low density lipoprotein (LDL) was negatively correlated with 4-HNE, YKL-40 and KIM-1 (r=-0.169,-0.289,-0.247; P<0.05).Conclusion 4-HNE, YKL-40 and KIM-1 can be used as a sensitive indicator for the early diagnosis of DN, and is expected to provide a basis for the diagnosis of DN in clinical practice.Serum 4-HNE,YKL-40 and KIM-1 are positively correlated with renal injury index and blood glucose level.

[Key words] Diabetic nephropathy; Urinary albumin; Lipid peroxidation; Oxidative stress; Biomarker

[中图分类号]R587.2

[文献标识码]A

[文章编号]1674-4721（2020）4（c）-0059-05

（收稿日期：2019-10-11 本文编辑：闫 佩）