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尿微量蛋白检测方法及临床意义

发布日期:2016-04-18

第三军医大学西南医院检验科 陈庆海(综述)  府伟灵(审校)

尿微量蛋白是指用常规定性或定量方法难以检出的一些蛋白质。机体蛋白质不正常地经尿排泄是原发肾脏病及其他相关疾病引发肾脏病变最重要的病理生理紊乱之一,尿微量蛋白的检测为临床上监测肾脏及某些其他器官功能状态,提供了可靠指标。目前已检出的尿微量蛋白种类、数量较多,其各自的理化特性、合成部位、生理功能都不尽相同。本文尿微量蛋白检测及近年来常用的一些尿微量蛋白在临床上的应用作一简要综述。

1 尿微量蛋白种类及检测方法

1.1 尿微量蛋白种类

以理论上说血浆蛋白成份和肾或尿路其它部位分泌的蛋白都可在病理乃至生理情况下出现金于尿中,因此尿蛋白成份较为复杂,据来源可分为:(1)血浆蛋白;包括白蛋白(AIb)、IgG、IgA、IgM、轻链(κ、λ)(β2M)、补体C3、α1微球蛋白(α1 M)、巨球蛋白(α2 M)转铁蛋白(TRF)、游离血红蛋白(HB)、肌红蛋白(α1 M)及其它血浆蛋白和酶。(2)非血浆蛋白:包括来源于肾脏的Tamm-Horsfall蛋白(THP)、分泌性IgA、肾小球基底膜(GBM)抗原和来源于其它器官组织的衍生蛋白质等。

1.2检测方法

 传统的尿蛋白检测方法有免疫扩散、免疫电泳、免疫比浊、放射免疫、ELISA等。一些高效检测技术(如高效相层析、毛细管电泳、质谱等到)由于仪器昂贵、检测复杂而难以在临床得到推广。近年来,生物传感器技术得到迅速发展,一些新型生物芯片,如生物电子芯片、毛细管电泳或层析芯片、PCR芯片等应运而生。其中用于蛋白检测的免疫传感器已有不少报道。这些生物传感感器具有高特异性、高灵敏度、高效率、小型简便等特点,已经成为生物医学领域的新工具。

2 尿微量蛋白的临床意义

尿蛋白成分来源较复杂,各蛋白成份按传统的蛋白尿病理生理发型可归为5类即:肾小球性、肾小管性、溢出性、分泌性、组织性。

2.1肾小球微量蛋白尿

   是由于肾小球基底膜(GBM)滤过屏障损伤或缺陷所致,分子是以中、高分子量蛋白质(60 000-50000道尔顿)为主,组成成份为白蛋白和球蛋白,如:ALb、IgG、IgA、IgM、a2M、TRE、C3等。这些蛋白成份的质与量常与肾小球滤膜的损伤程度有关。原发性肾小球疾病尿白蛋白(ALb)可增高,若AIB持续增高,而IgG、IgA、IgM正常,常提示为肾小球病变轻微。而IgG、IgA、IgM都升高,提示小球病变伴有小管受累。尿IgA升高是强烈提示小管、间质病变的指标,并提示病变向慢性过度,IgM升高可反映肾小球损害的严重性。检测尿AIb可监控肾移植急性排斥。系统性疾病(如SLE、糖尿病、过敏性紫癜、已型肝炎、多发性骨髓瘤等)患者尿中AIb和Ig如果增高,提示肾脏已受累,也可判断肾损害的严重程度。如高血压病人尿AIb和Ig排汇率与血压升高程度呈正相关。Hiratsuka等检测了糖耐量障碍病人尿转达铁蛋白TRF(分子量80 000)及尿AIb,尿TRF较尿AIb增高更显著,认为尿TRF较AIb更敏感地反映糖尿病早期肾损害。

2.2肾小管性微量蛋白尿

是由于正常滤过的低分子量蛋白生吸收障碍所致,以低分子量蛋白质为主(11 000-40 000),其成人为激素、酶、轻链、肽类等,临床上主要应用的有:β2M、α1M、RBP等。β2M是由各种有核细胞产生,分子量药11 800,是Ⅰ型HLA抗原的轻链原的轻链蛋白,随细胞代谢而脱落至体液中并广泛存在于血液、尿液和其它休液中,正常血中浓度相当稳定,约2m/L,几乎全部从肾小球滤过且约99.9%被的曲小管生吸收并在细胞内被溶酶体系统分解. β2M是经典肾小管标记蛋白,可直接反映肾小管功能.近曲肾小管受到损害,如接触重金属\接受肾毒性药物治疗\及肾小管间质病变时,尿β2M显著增加.早期糖尿病肾病患者的肾脏病理改变一直公认为非作歹肾小球病变为主,近年的研究认为早期已伴有肾小管和肾间质病变,故尿β2M也可人微言轻早期人诊断指标之一,但反应肾小球功能敏感性不如尿AIb、IgG等。联合检测可系统判断肾脏各部位的受损情况。观察尿液中AIb/β2M可用来鉴别肾小球或肾小管性的肾脏损害,若AIb/β2M;1000,高度提示原发性肾小球疾病;尿AIb/β2M<40,提示肾小管疾病.检测尿β2M对警惕妊高征的发生有一定价值 .正常孕妇尿β2M含量明显升高.特别是孕程晚期及有妊高征的孕妇尿β2M可超过316.14ug/L;可能与妊娠期血循环量增加、肾脏负荷加重、输尿管纡曲及内分泌改变等因素有关。一些慢性肝病患者(如慢性乙肝),临床虽无肾炎表现,但肝功损害明显时,尿β2M明显升高,表明肾小球、肾不管已受损。慢性肝病患者肝内淋巴细胞浸润,β2M合成增多,肝细胞破坏时,较多β2M释放入血。病毒对肝细胞免疫性攻击同时,肾脏亦受到免疫损伤。Gejyo等研究发现β2M在血液透析病人的血、尿中含量明显增加,提示β2M与血透淀粉样变性有关,监控尿β2M可预防因淀粉样变性沉淀成管型造成的小管损佃。近年来血、尿β2M检测也被认为可作为某些肿瘤疾病如淋巴细胞性白血病、胃淋巴瘤、血管性鼻淋巴瘤、黑色素瘤等的一种敏感指标。须注意的是肾小管重吸收β2M是通过胞饮过程,当血浓度超过5mg/L时即达到饱和,许多全身性疾病如类风湿关节炎、SLE、结节病、急性排异、AIDS等β2M的产生均增加,此时尿浓度的增加并不反映肾小管的损害。
α1M亦称HC蛋白(heterogeneous in charge,或humancomplex forming),分子量约26100,α1M可以游离状态或与高分子蛋白(IgA或AIb)结合两种形式存在于血液中。β2M易在酸性尿中分解,而尿α1M在pH 4.0-6.0范围内比较稳定,不受PH影响,且除少数肝疾病外不受其他疾病,尤其是尿路感染的影响。故尿α1M比β2M更敏感地反映肾小管早期损害。视黄醇结合蛋白(RBP),分子量22 200,亲脂载体蛋白,血RBP迅速经肾小球滤过,绝大部分被近曲小管细胞分解,少量从尿液中排出,其临床价值与β2M相似,但与β2M比有两大优点:(1)。RBP在酸性尿中稳定性较强;(2)特异性较高,临床上唯有肾功能衰竭能使血清RBP增高。
以上几种肾小管蛋白尿中常见微量蛋白均不是肾小管固有成份,而肾小管本身损害后可有多种膜蛋白脱落可作肾小管操伤标志蛋白。丙氨酸氨基肽酶(AAP)、刷关缘酶、可用作肾毒性药物,如氨基糖甙类抗菌素、抗肿瘤药物、锂制剂等应用致酶体水解酶指标。N-乙-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)、溶酶体水解酶、有多种同工酶,临床上用来检测环孢素的肾毒性作用颇有价值。碱性磷酸酶(AKP)、r-谷氨酸转换酶(r-GT),较为敏感,准确在反映近曲小管的微细病变,尿r-GT在肾小管间质仅结构上受损而并无炎症反应时排出不明显增加。尿组织蛋白酶(Cathepsin B)排出增加往往提示肾小管细胞吞饮作用的减弱。胱抑素(Cystatin)为尿组织蛋白酶的抑制物,其排出增加也与小管受损有关。

2.3溢出性微量蛋白尿

 是由于过量生成超过正常重吸收能力所致,分子量<45 000,成份为不完全异常蛋白质,包括血红蛋白尿、肌红蛋白尿、免疫球蛋白单克隆轻链碎片(分子量22 000或44 000)的排出。临床常用的尿本周蛋白(Bence Jones proteins,BJP),其临床意义有三,一可作为诊断的意义:BJP尿是多发性骨髓瘤(50%-70%)、原发性巨球蛋白血症(16%-25%)、原发性淀粉样变性症(92%)、良性单克隆免疫球蛋白血症(20%)、轻链沉积病(50%)等单克隆性免疫球蛋白疾病的重要特征。二可作预后的意义:尿BJP阳性患者亦多有尿每症表现,表明预后亦越差。三可作为产生细胞数(如肿瘤细胞)的指标,BJP产生水平的异常,常可反映产生BJP的基因单克隆细胞数。Matsuura等研究发现某些单克隆BJP可不经细胞膜上的抗原表达而直接进处胞核并最终异致细胞死亡(细胞DNA裂解)。BJP的酰胺酶活性是其细胞毒性的根本原因。BJP的本质为构成免疫球蛋白的两种多肽链中的一种轻(L)链。通常尿BJP是二聚体,分子量约45 000、L链分为κ型和λ型。轻链测定及κ/λ比值,尤其是λ链的增高对诊断多发性骨髓瘤有较高的价值。Guan等研究了L轻链病(λ)致近曲小管损伤机制,血红蛋白尿常出现于阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)等因细胞腊缺陷引起的慢性溶血性贫血。肌红蛋白(myoglobin,MB)是一种低分子(分子量16000-17500)亚铁血红素蛋白。临床上广泛应用于急性心肌梗塞的诊断,血、尿Mb测定对肾功能评价亦有报道。Umb测定结果与Uβ2M呈直线相关,与β2M测定结果分析,可进一步提高肾功能损害早期诊断的敏感和特异性,且不受饮食因素影响,一天内浓度较稳定。值得注意的是,Umb水平受肌肉损伤(特别是心肌梗塞)等影响而升高,但这时Uβ2M常不升高。可见,Mb和β2M来源不同,对肾脏、心脏功能诊断存在互补作用。

2.4   分泌性微量蛋白尿

   产生原因有机体正常分泌、炎症刺激或免疫反应,分子量>100度000,组成成份为尿路粘液蛋白,糖蛋白等.尿Tamm-Horsfall(THP)蛋白或称尿粘蛋白,含糖类约28%,尿中THP多聚体分子量约70 000 000,由肾脏Henles袢升支厚段和远曲小管上皮细胞合成和分泌,是正常人尿中最丰富的糖蛋白和尿中透明管型的主要成份.THP的生理作用可能是Henles袢升支厚段抗原标志,可作为通透的屏障,促进氯的主动转运.尿的稀释可能与THP有关.THP在泌尿道的作用是抗感染,能捕获具有Ⅰ型鞭毛的大肠杆菌,被包被的细菌易被我形核细胞所吞噬.THP还可能有免疫调节作用,能调节血液中几种重要的细胞因子(如IL-1、TNP 和IL-2)的含量和生物活性,这些细胞因子主要是与THP分子上的特异性糖侧链结合。正常成年人尿THP的排量相对稳定。肾小球肾炎、反流性肾病、多囊肾和慢性功能衰竭病者尿GHP排量明显低于正常人。严重蛋白尿时THP排出量增多,肾病综征患者尿THP浓度与蛋白尿严惩程度相平行。酸性PH、本周蛋白、Ca+和放射造影剂等有促进THP聚合的能力,而造成管型。此外,THP还可以在小管内和小管外沉积引起一系列的病理改变。静脉注射造影剂后有时发生ARF,可能是因为糖蛋白-造影复合物在肾小管内沉积而引起的急性塞性肾病。THP可沉积于肾间质或肾小球囊,各种小管间质疾病,尤其是髓质囊性病、慢性肾盂肾炎、肾盂积水、阴塞性肾病、膀胱输尿管反流、间质性肾炎以及伴有间质炎的肾发育异常-----发育不全综合症等,均可THP在间质沉积。THP与尿路结石有密切联系,THP可浓集尿中的Ca和草酸盐,形成结晶。Torffvit等认为测定尿THP可监控肾移植术后肾脏功能。对肾移植供体分别测定移植前后THP排泄率和GFR(肾小球滤过率),两指标均升高,但前后THP/GFR的保持稳定,而对受体移植前后THP/GFR明显降低。GHP排泄率与GFR呈正相关,但两者具体关系及THP怎么经肾小球滤过机制目前仍不清楚。

2.5   组织微量蛋白尿

   产生原因有坏死组织、新生物、病毒感染等,分子量<90 000,组成成份为器官特异抗原、酶等。人类肾小球基底膜(GBM)存在许多抗原成份,已发现的有:Ⅳ型胶原,层粘蛋白(Laminin)、硫酸肝素蛋白多糖(HSPG)、纤维连接蛋白(Fibrorection)以及内肌动蛋白(Entcaion)、Nidogen等。这些GBM抗原与自身免疫体(免疫球蛋白)结合后沿肾小球基底膜呈线性沉积,循环免疫复合物型肾炎以颗粒性沉淀造成肾脏损伤,如链球菌感染后肾小球肾炎、免疫复合物型肾炎、SLE、类风湿性关节炎等变态反应疾病致肾脏受损,都可引起尿中GBM抗原含量或抗原体复合物的变化。肾病综合症、红斑狼疮、膜增殖性肾炎等患者尿GBM抗原的组分及理化性质也有异于正常GBM抗原。
临床常出现两种类型蛋白尿并存的情况,如系统性红斑狼疮可同时侵犯肾小体和肾小管,出现肾小球性和小管性蛋白尿,称之为“混合性蛋白尿”,慢性肾功能衰竭时也常出现“混合性蛋白尿”。
在某些生理或病理状态下,尿中还可出现其它一些微量蛋白,如膀胱癌时可检出癌胚抗原(CEA)或免疫复合物(IC),尿路上皮肿瘤时可检出组织多肽抗原(TPA),妊娠、绒癌时可检出HCG、AFP等。

综上所述,尿微量蛋白是一大类数目众多,种类复杂,功能各一的机体泌尿系统排泄产物,其检测具有取材容易无损伤、灵敏、特异等优点,随着研究的深入,检测尿微量蛋白对肾脏疾病及肾外相关病的早期诊断、疾病进程、预后判断等具有越来越重要的作用。

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