甘露糖结合凝集素、C反应蛋白与糖尿病肾病关系的研究进展

赵瑞萍　综述，陈卫东　审校



甘露糖结合凝集素、C反应蛋白与糖尿病肾病关系的研究进展

赵瑞萍综述，陈卫东审校

［关键词］糖尿病性肾病;甘露糖结合凝集素; C反应蛋白;综述

糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病重要的微血管并发症之一，在许多西方国家，DN是终末期肾病的最常见原因。近年我国DN发病率呈不断上升趋势，目前已成为终末期肾病的第二位原因［1］。其病因及发病机制不清，目前认为由遗传因素、肾脏血流动力学异常、高血糖造成的代谢异常、血管活性物质(包括血管紧张素系统、内皮素、前列腺素和生长因子等)代谢异常多种危险因素共同作用所致［2］。近年来，许多研究［2－4］证明了甘露糖结合凝集素(MBL)及其补体激活和低度炎症反应与DN有重要关系，而C反应蛋白(CRP)是炎症反应的重要指标。本文对MBL、CRP的生物学特性及其与DN关系的研究进展作一综述。

1　 MBL的生物学特性

1．1 MBL的结构与功能MBL是由肝脏合成和分泌的Ca2 +依赖性的C型凝集素，广泛存在于人体肝脏及血液中，具有典型的可溶性胶原凝集素结构。其基本亚单位由一个球形的C型碳水化合物识别区形成的头部和长形胶原区形成的尾部，以及连接头尾两端、富含半胱氨酸的N末端连接区组成。每个结构单位通过二硫键和共价键稳定连接成2～6个聚合体。MBL通过CRD区结合多种微生物或异变细胞表面糖蛋白，再通过N末端的胶原样域直接调理吞噬细胞功能或活化补体系统，起间接调理作用。血浆MBL是由二至六聚体组成的混合物，以二、三、四聚体为主，只有高聚体(三聚体及以上)才能有效识别病原体表面的糖结构并激活补体。现已发现人类有2种MBL基因，其中MBL-1是假基因，而MBL-2基因具有编码蛋白质功能［3］。噬齿类动物体内存在2种MBL亚型:血清型MBL-A和肝型MBL-C。MBLC存在于肝脏中，负责低聚糖的转运;而血清中的MBL是以MBL-A的形式存在，沉积于肾脏组织主要是血清形式的MBL-A［4］。

MBL所识别的糖结构在正常哺乳动物细胞表面罕见，但却能选择性地与多种细菌(沙门菌、脑膜炎球菌、金黄色葡萄球菌等)、真菌(白色念珠菌)结合，某些被病毒感染的细胞和肿瘤细胞表面的糖结构经修饰后，也可被MBL识别。在MBL相关丝氨酸蛋白酶(MASP)作用下，启动补体凝集素途径。补体系统活化后形成具有细胞毒和促炎作用的膜攻击复合物MAC。少量的MAC能引起亚溶解效应，活化内皮细胞，诱导白细胞介素(IL) -6、单核细胞趋化蛋白-1等表达增高，造成持续性炎症状态，对微血管和大血管病变均产生不利影响，大量的MAC则引起细胞溶解和凋亡。此外，MBL还可以通过调理作用增强吞噬细胞的吞噬、降解能力，发挥抗感染作用。

1．2 MBL血清水平与基因多态性MBL在血浆中浓度很低，在不同人群中可相差1 000倍，其血清水平受年龄、种族、基因多态性及机体状态等多种因素影响，通常范围在10～5 000 μg/L之间，平均约1 200 μg/L［5］。MBL在感染或手术等应激状态下升高2～3倍，且有明显的个体差异。部分疾病亦会出现局部组织MBL水平增高，如类风湿关节炎患者的关节滑液、特发性早产孕妇的羊水、儿童中耳炎的脓液等。

人类的MBL基因具有高度多态性，突变率很高。3个点突变主要发生在第1外显子第52、54、57位密码子，该突变与种族有关，非洲以57位突变为主;欧洲、亚洲以54位突变为主，但我国大陆尚未见到相关报道; 52位点突变很少见，种族差别不明显。另外，其启动子区、5'非编码区的基因点突变可引起MBL水平低下，称为MBL缺损或MBL不足。

MBL基因编码区有一些等位基因，它们一旦发生变异，会使血清MBL水平下降及功能缺失，削弱机体的天然免疫能力，使得机体易患不同疾病及相关并发症［6］。同时，补体级联反应又可造成自身组织损伤。因此，MBL与许多疾病密切相关。MBL功能缺陷发生在大约10%正常人群中，这些个体感染的概率大大增加［7］。MBL基因缺陷的小儿在3岁以前易反复发生呼吸道感染，且MBL水平越低发生感染的频率越高; MBL基因缺陷造成的MBL水平低下也是HIV、HBV、HCV等病毒感染的易感因素; MBL在保护机体不受真菌及寄生虫感染中也发挥重要作用。研究［8］表明，MBL参与炎症调节，在某些特定条件下，MBL可能促进炎症细胞的活化，促进CD4+T细胞的清除。MBL缺陷与系统性红斑狼疮、类风湿关节炎、干燥综合征、过敏性紫癜等自身免疫性疾病有关。

2　 MBL与DN的关系

2．1 MBL及其补体激活途径引起糖尿病肾脏损伤的可能机制补体的激活过程有3条途径:经典途径、MBL途径和旁路途径。在DN的发病中，并不存在由病原菌诱发的补体激活经典途径和旁路途径。而炎症发病机制中的MBL途径是通过MBL与甘露聚糖、N-乙酰葡萄糖胺等糖蛋白结合，对内皮糖基化起作用，并导致补体激活和组织损伤［9］。杨玉玺等［10］推测DN时，在高糖等因素的刺激下，通过已糖胺通路，N-乙酰葡萄糖胺等糖蛋白产生增多，使更多细胞膜表面的糖蛋白被N-乙酰葡萄糖胺修饰，从而将更多的MBL绑定在细胞膜表面。MBL与其相关的丝氨酸蛋白激酶MASP-1 和MASP-2形成复合物，水解C4、C2，形成C3转换酶，后者进一步酶解C3，形成C5转化酶裂解C5，形成由C5b-9组成的末端效应产物，即膜攻击复合物MAC。MAC有完全溶解型和亚溶解型2类，前者可以在细胞膜上“打孔”，造成细胞溶解凋亡;后者则可激活一系列信号转导过程，上调各种炎性因子的表达，加重炎症过程和肾脏损伤。MBL通过识别微生物表面的糖蛋白而激活补体，此过程受CD59等补体调节蛋白的调控，一般情况下不会形成自身损伤性MAC。但是在某些情况下，如组织缺血再灌注后，氧化应激使细胞表面糖基化状态改变，使得MBL沉积增加和补体激活。机体高血糖状态可以引起氧化应激反应，通过非酶糖基化等途径促使细胞表面糖基化改变［11］。推测正是通过此途径导致MBL沉积和补体激活，可以解释糖尿病如何受高MBL的影响。另一方面，增加的糖基化可以钝化细胞表面重要的补体调节蛋白，如CD59。两方面的作用共同导致了MBL在靶器官(如肾脏)的不适当沉积和激活，引起自身损伤。DN患者MBL补体激活产物MAC可以引发炎症因子IL-6、肿瘤坏死因子(TNF) -α等的过表达及表达上调，由此也可以推测，MBL通过补体激活途径加重DN炎症和血管损伤，MBL补体激活与DN的炎症机制之间可能存在级联反应。

2．2 MBL引起糖尿病肾脏损伤研究实例DN是糖尿病中最常见的慢性微血管并发症之一，也是糖尿病患者生活质量下降和病死率增加的主要原因之一［12］。无论是1型糖尿病(T1DM)还是2型糖尿病(T2DM)，30%～40%的患者可出现肾脏损害，而T2DM中约5%的患者在被诊断为糖尿病的同时就已经存在糖尿病的肾脏损害。有关2型糖尿病肾病与MBL关系的研究并不多，有学者［13］报道血清MBL水平在T2DM患者中降低。HANSE等［14］对326例T2DM患者血清MBL、CRP水平测试的研究中表明，血清MBL水平≥1 000 μg/L合并血清CRP＞3．6 mg/L患者的死亡风险远远大于血清MBL、CRP水平低于上述数值的患者;正常白蛋白尿合并高MBL、CRP水平的T2DM患者发展成为微量及大量蛋白尿的风险比血清MBL、CRP均低于基线水平的患者大得多。由此得出结论:在T2DM患者中单一检测血清MBL水平，或MBL联合CRP水平的检测可以预测患者死亡率及蛋白尿的进展程度。ELAWA等［15］通过研究也发现T2DM患者血清MBL水平的升高预示着糖尿病患者血糖控制不佳和疾病预后不佳。

研究［16］发现，在T1DM肾病患者中MBL的基因表达及平均血清浓度明显高于正常蛋白尿者，甚至同卵双生患者中，DN患者的平均血清MBL浓度也高于正常蛋白尿者，并且与尿微量白蛋白排泄率呈明显正相关。T1DM患者体内胰岛素绝对缺乏，必须依靠外源性胰岛素才能维持体内血糖水平稳定。2003年HANSEN等［17］发现胰岛素对循环中的MBL水平有强烈的抑制作用。MBL在肝脏中合成，在T1DM患者低水平胰岛素的影响下，肝脏中MBL蛋白的合成及表达缓慢上调，故T1DM患者血清MBL水平增高。ROOS等［18］关于MBL与DN的相关研究中提到，免疫因子作用于胰岛素信号受体产生胰岛素抵抗，MBL水平的降低可能引起机体胰岛素抵抗，进而导致糖尿病发生。常保超等［19］研究发现，MBL-1在早期糖尿病大鼠肾脏中表达上调，并随病程延长逐渐增强，糖尿病肾脏病理改变与其表达变化相关，提示在DN发病中可能通过MBL补体激活途径，引起肾组织病理改变及损伤，随着时间推移其损伤程度加重，MBL-1促进DN的发展。动物实验研究［20］也发现，MBL是T1DM患者肾脏损害的重要预测因子。

祁娟等［21］通过研究发现，妊娠糖尿病患者的血清MBL水平明显低于健康对照组。国外文献［9，22］报道MBL血清水平降低与炎症性疾病有关，因此，该研究也证实了妊娠糖尿病患者血清MBL水平降低可能引起炎症因子水平升高，进而可能促使慢性炎症反应的发生。

3　 CRP与DN的关系

CRP是炎症的急性时相蛋白中最敏感的指标，能直接或者间接地参与炎症反应过程。目前所应用的检测CRP的方法具有较高的灵敏度，所以又将其称为超敏C反应蛋白(hs-CRP)。hs-CRP在健康人的血清中只以微量形式存在，只有在机体处于应激状态下hs-CRP血清浓度才出现迅速增长，所以hs-CRP升高预示着持续的炎症状态［23］。炎症反应在T2DM的发病过程中发挥着重要作用，炎症在T2DM发生发展中起媒介作用［24－25］。同时炎症因子参与体内氧化应激反应、免疫作用、脂肪内分泌作用，最终引起部分胰岛β细胞结构破坏和胰岛素抵抗，从而导致T2DM的形成。有研究［26］发现CRP是T2DM的重要预测因子，CRP水平每平均增加1个标准差，患者发展为T2DM的危险比增加1．55。ANAND等［27］通过研究证实，轻度的hs-CRP升高也可见于高胰岛素血症、腹型肥胖、T2DM和代谢综合征等。DN中CRP水平的增高目前认为可能与以下几点因素有关: (1)与内皮功能障碍有关，CRP与内皮激活及损伤因子血管性假血友病因子相关，CRP的升高反映内皮功能的受损; (2)与T2DM中胰岛素抵抗有关，胰岛素可促进白蛋白的合成及抑制纤维蛋白原和CRP的合成，T2DM患者存在胰岛素抵抗，当胰岛素敏感性下降时，则会不同程度影响胰岛素的生理功能，对CRP合成的抑制作用减弱; (3)与TNF-α合成增加有关，T2DM患者TNF-α的表达增高，从而刺激肝脏，进一步导致CRP合成增加; (4)与IL-6的合成增加有关。高血糖可刺激胰岛细胞分泌IL-6，大量IL-6同样作用于肝脏使CRP的合成增加。CRP的增高可直接作用于肾小球出球小动脉，加重肾小球高滤过、高灌注状态，引起肾脏损伤。

4　 MBL与CRP的关系

在许多疾病的急性期，血清中某些蛋白如MBL、CRP会随之升高，它们的升高预示着机体炎症状态及组织坏死的发生发展，MBL与CRP均属于肝脏分泌的急性时相蛋白，均参与补体系统的激活，MBL通过凝集素途径激活补体，而CRP则通过经典途径激活补体系统。CRP的合成和分泌受到MBL的调控。当血清MBL水平降低时，其他天然免疫系统被激活，介导和释放了大量的炎症因子，如CRP等的释放，使得血清中CRP水平升高，导致慢性炎症的发生。有关MBL、CRP与DN关系研究很少，HANSEN等［28］通过研究发现，血清MBL与CRP均与T1DM肾脏损伤有紧密关联。ELAWA等［15］在对T2DM的研究中表明，联合检测血清MBL、CRP对预测DN的发生发展有重要意义。

通过以上的综述我们发现，MBL通过调节炎症反应与T1DM、T2DM及妊娠糖尿病、胰岛素抵抗等相关，而炎症促进DN的发生发展，MBL调节炎症反应途径可能与DN的发生发展相关。CRP作为急性炎症反应最敏感的指标，与DN发生、发展密切相关，因此联合检测血清CRP与MBL水平对DN病情评估及预后有重要意义。HANSEN等［14］亦通过研究发现，MBL增加了CRP的预测性，同时联合检测MBL 与CRP可以提高DN患者危险分层。

MBL及其补体激活途径与DN的发生、发展及预后有密切关系，这将为以后DN的预防及治疗开辟新的途径。可寻找一种或一类药物能够干预血浆MBL水平及适度抑制MBL补体激活途径，从而达到防治DN、延缓DN发展的目的，但也要防止过度抑制带来的不良后果。同时，也要积极干预DN患者体内存在的炎症状态，提高患者的生存率，降低糖尿病患者死亡率及慢性并发症的发生率。

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(本文编辑卢玉清)

·综述·

［基金项目］安徽省高等学校省级自然科学研究项目(KJ2013A191)［作者单位］蚌埠医学院第一附属医院肾内科，安徽蚌埠233004

［作者简介］赵瑞萍(1987－)，女，硕士研究生．

［收稿日期］2014-04-23

［文章编号］1000-2200(2016) 01-0129-04

［中图法分类号］R 692．3

［文献标志码］A

DOI:10．13898/j．cnki．issn．1000-2200．2016．01．042