临床生物化学/早期肾损伤的生化诊断

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临床生物化学

肾功能不全的实验室生物化学诊断
- 肾功能不全的生化诊断及评价
  - 蛋白尿
  - 肾功能试验
  - 早期肾损伤的生化诊断
  - 肾小球-肾小管损伤标志物的组合分析

蛋白尿是肾脏疾病的一个重要指标，在某些肾脏病早期，尿常规测定常为阴性，尿中蛋白质含量实际已有微量的增加。为早期发现肾脏疾病，必须做一些尿中微量蛋白的检测，以监测肾脏以及某些其它器官的功能状态，提供可靠的生化指标。随着免疫化学技术的发展，已能检测纳克/ml（ng/ml）水平的微量蛋白尿，对肾脏及肾脏有关疾病的早期诊断具有重要的意义。

尿微量蛋白是指常规定性或定量难以检出的一些尿蛋白，其理化性质、合成部位、生理功能都各不相同。正常情况下，尿中这些蛋白质总含量仅为微克至毫微克水平，某些肾脏疾病或尿路其它部位分泌的蛋白可在病理乃至正常情况下出现于尿中。目前最常检查的有：白蛋白（albumin，Alb）、转铁蛋白（transferrin，Tf）、α₁-微球蛋白（α₁-microglobulin，α₁m）、β₂-微球蛋白（β₂-microglobulin，β₂m）、溶菌酶（lysozyme，LYS）、TH糖蛋白（Tamm-Horsfallprotein，THP）、纤维蛋白降解产物（fibrindegradation products，FDP）、C₃、IgG、IgA、IgM、本周蛋白（Bence-Jones protein，B-JP）、视黄醇结合蛋白（retinal binding protein，RBP）、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶（N-acetyl-β-D-glu-cosaminidase，NAG）、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、α₂巨球蛋白（α₂-macroglobulin，α₂-MG）等。

㈠肾小球性微量蛋白

尿微量蛋白检测目的在于早期发现肾脏疾病。肾小球滤过膜通透性增加和滤膜的静电屏障受损，使肾小球滤液中的蛋白质增加，若超过肾小管重吸收的阈值，尿中出现高分子蛋白，构成肾小球性蛋白。肾小管性蛋白尿包括Alb、IgG、IgA、IgM、C₃、Tf、α₂-MG等出现或增多，对各类肾小球病变具有特异性鉴别诊断价值。相对分子量大小反映肾小球滤膜通透性的改变程度，尿Ig检测有助于肾脏疾病分期及预后判断。

⒈选择性蛋白尿肾小球通透性改变可用选择性蛋白尿表示。选择性蛋白尿是指肾小球滤膜对血浆蛋白能否通过具有一定的选择性。相对分子量较大的蛋白质不易滤过，相对分子量较小的蛋白质较易滤过，即选择性滤过。尿中仅有少量大分子蛋白质排出，这些蛋白尿称为选择性蛋白尿。非选择性蛋白尿是指不论蛋白质相对分子量大小，以同样的速率滤过，此时尿中有大量大分子蛋白质排出。

蛋白尿选择性估计，在临床上一般有两种方法：

⑴选择性指数（selectiveproteinuria index，SPI）：即测定IgG清除率与转铁蛋白清除率的比值。

SPI＜0.1者为选择性蛋白尿，＞0.2者属非选择性蛋白尿。

⑵测定尿中两种大小悬殊的蛋白质（如Tf与IgM或α₂-MG）：以其相对清除率对数与相对分子量对数绘制的直线斜率θ角来表示。通常先代入直线方程，求出直线斜率K，查三角函数表或计算θ角。θ＞64°为选择性好，53°-64°为一般选择性，＜53°为非选择性。

以上无论IgG、Tf、Alb的测定，由于高灵敏度、简单、稳定的酶联免疫法（ELISA）替代了放射免疫法（RIA）在临床的应用，为快速、准确的判断提供了可行性。

SPI可推测病理类型：蛋白尿选择性可反映肾小球滤过膜的通透性，在某种程度上与肾小球疾病的病理组织学改变有一定关系。可预测治疗反应及估计预后：选择性高者预后好，反之预后差。

⒉白蛋白、免疫球蛋白测定应用ELISA法测定免疫球蛋白（IgG、IgA、IgM）及白蛋白（Alb），检出量可达到ng/ml水平，在肾脏病早期，尿常规阴性时，即肾小球滤膜通透性改变而肾小管未受累，尿中β₂m和THP含量正常时，检测尿微量蛋白为肾小球病变的早期诊断提供线索。

尿微量蛋白的测定可推测肾小球病变的严重性。肾小球轻度病变时尿中Alb增高；当肾小球进一步受损时，尿IgG及IgA增高；肾小球严重病变时尿中IgM增高。尿中Alb及IgG出现提示病变向慢性过渡，尿中IgM出现对预测肾衰有重要价值。全身性疾病累及肾脏，尿中出现Alb及IgG作为肾小球受损的一个过筛试验，尿IgA增高可见于炎症性小管及间质性病变尿常规阴性者。

⒊纤维蛋白降解产物（FDP）测定任何原因所引起的体内凝血功能亢进，均可同时促发纤维蛋白溶解（纤溶）系统，以保持动态平衡。肾小球肾炎是一种免疫性损伤，在发病过程中存在着肾小球毛细血管局部凝血以及纤维蛋白沉着，继而导致纤溶亢进，尿纤维蛋白尿降解产物（FDP）生成增多。FDP属肽类碎片，正常人尿液中无FDP，尿FDP的出现意味着肾内有凝血和纤溶现象，也提示存在炎症，可用来鉴别肾炎和肾病。肾病患者尿中FDP阴性约占80％，肾炎患者尿FDP的含量往往与尿蛋白成正比，而肾病患者尿FDP和尿蛋白无明显关系。动态地观察尿FDP的变化，对肾移植后排斥反应的诊断也有一定意义。一般说来，肾移植后尿中FDP持续升高的，往往提示即将出现排斥反应。FDP的测定方法目前多采用免疫学方法。

㈡尿低分子量蛋白

尿低分子量蛋白是一组能自由通过肾小球滤过膜而在肾近曲小管全部吸收的蛋白。此组蛋白尿排量增加是肾近曲小管受损的标志。此组蛋白主要有视黄醇结合蛋白（RBP）、β₂-微球蛋白（β₂m）、α₁-微球蛋白（α₁m）、和Tamm-Horsfall蛋白（THP）。

⒈β₂-微球蛋白（β₂m）测定 β₂-微球蛋白（β₂m）是一种相对分子量小的蛋白质，分子量为11800，主要由淋巴细胞产生，肿瘤细胞合成β₂m的能力非常强。由于β₂m相对分子量小，进入血循环的β₂m可从肾小球自由滤过，约99.9％被近端小管重吸收，仅0.1％由终尿排出体外。β₂m几乎全部在肾进行分解代谢而不会以原形重吸入血而影响浓度。肾病患者β₂m合成速度比正常高4-7倍。

测定血清和尿液β₂m目前主要用酶联免疫抑制试验。

肾小球滤过率（GFR）及肾血流量降低，则血清β₂m升高，β₂m与GFR呈直线负相关。当肾小球滤过功能减退，β₂m即开始上升，故测定血清β₂m能较好地了解肾小球滤过功能，并且较血肌酐浓度增高更早、更显著；肾移植成功后血清β₂m很快下降，甚至比血肌酐浓度下降更早，当发生排异反应时，由于肾功能下降及排异引起的淋巴细胞增多而使β₂m合成增加，血清β₂m常升高，且往往较血肌酐升高早更明显。

尿液β₂m升高是反应近端小管受损的非常灵敏和特异的指标：近端小管是β₂m在体内处理的唯一场所，故近端小管受损时尿β₂m浓度明显增加，说明肾小管重吸收障碍，称为肾小管性蛋白尿，以区别于以白蛋白为主的肾小球蛋白尿，可用来鉴别上、下尿路感染。上尿路感染时，尿β₂m浓度明显增加，而下尿路感染时则正常。肾移植时无排异反应者，尿β₂m不高，当出现急性排异反应，在排异期前数天即见尿β₂m明显升高，在排异高危期定期测定有一定价值。在判断尿β₂m升高的临床意义时，必须考虑血β₂m浓度。在肾小球损伤、恶性肿瘤及自身免疫性疾病等致血清β₂m明显升高，超过肾小管重吸收极限时，尿中β₂m均增加。

⒉α₁-微球蛋白（α₁m）α₁-微球蛋白（α₁m）是相对分子量为26000-33000的糖蛋白，由于该蛋白的产生较恒定，较容易透过肾小球滤过膜，滤过的绝大部分又被肾小管重吸收，且其测定不受尿pH等因素的影响，因此在肾脏病诊断方面被认为具有重要价值。

血α₁m、β₂m与血肌酐呈明显正相关；尿α₁m增高与肾小球滤过膜的通透性改变或肾小管重吸收改变有关。尿β₂m是主要反映肾小管功能受损的指标，而肾小管对α₁m重吸收障碍先于β₂m，因此，尿α₁m比β₂m更能反映肾脏早期病变。

⒊视黄醇结合蛋白（RBP）视黄醇结合蛋白（RBP）是存在于血液中的一种低分子蛋白，相对分子量约为21000。在正常人当血液中的RBP一旦经肾小球滤过后，则在肾近曲小管重吸收，因此，正常人尿中RBP排量极少（约100μg/24h）。尿RBP排量升高能敏感的反映肾近曲小管的损害程度。

用双抗体夹心酶免疫法（ELISA）检测尿RBP含量，正常值为0.11±0.07mg/L，尿RBP排量与小管间质损害程度有明显相关，可作为监测病程，指导治疗和判断预后的一项灵敏的生化指标。

⒋Tamm-Horsfall蛋白（THP）正常时THP是肾小管髓袢厚壁升支及远曲小管细胞合成和分泌的一种糖蛋白，它作为一隐秘抗原只存在于上述细胞膜上，而不暴露于免疫系统。当小管间质病变，THP漏入间质引起免疫反应产生抗THP抗体。尿中THP检测用于诊断、监测肾小管损伤（如毒物、肾移植排异反应）。肾实质病变、肾单位大量减少时尿中排出减少，单纯下尿路感染时排量正常。血中THP抗体高低可区别上下尿路感染，在急性肾盂炎时，血清THP抗体的IgG组份显著增高，而膀胱炎则无此现象。血清THP抗体IgG组份的测定有助于泌尿道感染的定位。

㈢尿酶的检测

正常尿含酶量极少，肾脏疾患时血液中以及肾组织中的某些酶可在尿中出现，从而使尿酶活性发生改变，这些改变和肾脏病变有关。目前已知尿酶有40多种，认为对肾脏疾病较有诊断价值的尿酶约有10多种，主要有：乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）、碱性磷酸酶（ALP）、亮氨酸氨基肽酶（leucine aminopeptidase，LAP）等属于反映代谢的酶；溶菌酶（LYS）、β-葡萄糖苷酸酶（β-glucuronidase，β-GLU）、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶（NAG）等为溶酶体的酶；γ-谷氨酰转肽酶（γ-glutamyl transpeptidase，γ-GT）和丙氨酸氨基肽酶（alanine aminopeptidase，AAP）是反映近端肾小管刷状缘功能的酶。

⒈乳酸脱氢酶（LDH）是一种糖原醇解酶，相对分子量120000，广泛存在于各种器官、组织细胞及体液中。70％肾疾患者尿LDH均可升高，故缺乏特异性，主要用于随访肾实质病变的进展。

⒉溶菌酶（LYS）相对分子量为15000，可从肾小球自由滤过，几乎全部被肾小管重吸收，故尿中含量极微（＜2μg/ml）。在肾盂肾炎和肾小管-间质性疾病，由于肾小管重吸收功能障碍，尿LYS明显升高而血清浓度正常。肾移植后发生排异反应时，尿LYS亦升高。

⒊N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶（NAG）　NAG是一种溶酶体酶，相对分子量约130000-140000，广泛分布于各组织中，血液中的NAG因相对分子量大，不能经肾小球滤过，肾小球功能正常时，尿中NAG不是来自血浆。肾组织特别是肾小管上皮细胞含有丰富的NAG，其浓度远高于输尿管及下尿道，一般认为尿中NAG活性增高可作为肾损伤的标志。测定尿NAG常能发现早期的肾毒性损害。肾移植急性排异反应时，尿NAG常明显升高，甚至早于肾功能的改变。

⒋丙氨酸氨基肽酶（AAP）　AAP是一种刷状缘酶，相对分子量为240000，不能经肾小球滤过。尿中AAP主要来自近端小管上皮细胞，任何原因致近端小管损伤均可致尿AAP增高，其增高常缺乏特异性，目前多用于监测药物等引起的肾毒性反应。

⒌β-葡萄糖苷酸酶（β-GLU）尿中β-GLU主要来自肾小管和膀胱上皮细胞的溶酶体。相对分子量为230000。尿中β-GLU不受血清β-GLU影响，尿β-GLU在活动性肾盂肾炎和活动性肾小球肾炎时中度升高，急性肾小管坏死、肾移植急性排异时显著升高。亦可区别良恶性肿瘤，90％恶性肿瘤患者尿β-GLU升高。

⒍γ-谷氨酰转肽酶（γ-GT）γ-GT存在于许多组织中，以肾脏中含量最高，主要在近曲小管刷状缘。正常人尿γ-GT较血清高2-6倍，是肾功能指标之一。多数肾小球肾炎γ-GT增高，慢性肾盂肾炎γ-GT正常，肾肿瘤γ-GT含量小于正常肾脏，肾移植排异时γ-GT升高。

⒎亮氨酸氨基肽酶（LAP）LAP在人体各组织中广泛存在，在毒性物质或疾病影响到富含LAP的近端小管时，尿LAP活性最高。肾小球基底膜通透性增高、肾小管上皮细胞损害、药物致中毒性肾损害和肾肿瘤时LAP增高。肿瘤治疗后尿LAP增高提示肿瘤复发。对210例各种肾脏病例进行分析，发现LAP阳性率最高。

⒏碱性磷酸酶（ALP）正常人尿液中ALP主要来自肾小管上皮细胞，当肾小球滤过功能障碍、肾缺血、肾小管上皮细胞坏死或过度脱落时，尿中ALP即可显著增高。ALP可作为药物性肾损害的早期诊断指标。

在这些尿酶中间以尿NAG在尿中比较稳定，检测方法相对简易，检测值可靠，并较其它尿酶更敏感地反应肾脏病变。LYS、NAG、β-GLU等测定均可反映近端肾小管的损伤，LYS主要反映重吸收功能的缺陷或损伤；NAG、β-GLU主要反映其急性损伤，是病变活动的灵敏指标。尿酶的检测应注意：各种体内外因素均会影响结果，如标本贮存或冰冻、尿液本身pH、稀释浓缩状态、尿中成分以及患者用药的影响。