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肾损伤分子-1(KIM-1)的临床意义

肾损伤分子-1(KIM-1)的基本概述

肾损伤分子-1(KIM-1)是在人或大鼠肾脏缺血再灌注损伤后修复研究中发现的一种Ⅰ型跨膜糖蛋白,是由T细胞免疫球蛋白黏蛋白(TIM)基因家族成员之一的Tim-1基因编码。KIM-1在正常肾组织中检测不到,但在肾脏缺血或者毒性损伤后KIM-1 mRNA快速大量表达,从而在去分化的近端小管细胞的细胞膜的顶端产生高水平的KIM-1蛋白。在2002年KIM-1首次被用作急性肾损伤(AKI)检测的生物标志物。
人类TIM基因家族包括3个成员(TIM-1/KIM-1、TIM-3和TIM-4),位于5号染色体上,此染色体区域的研究多次均显示与过敏、哮喘及自身免疫有关。通过对KIM-1的结构研究发现,KIM胞外域中包含6个半胱氨酸免疫球蛋白样的结构域和黏蛋白域。KIM-1胞内域含有一个潜在的磷酸化位点,表明KIM-1可通过磷酸化酪氨酸残基进行信号转导而成为一个信号分子。

肾损伤分子(KIM-1)与其它肾损伤标志物

其它肾损伤标志物

常规使用的肾功能测量包括血尿素氮(BUN)和血清肌酐等,这些生物标志物仅在发生实质性肾损伤后才会显著增加。许多尿蛋白,如α-和γ-谷胱甘肽-S-转移酶(α-和β-GST),中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL),半胱氨酸蛋白61(CYR-61),白细胞介素(IL)-18, F-肌动蛋白,N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)等,被评估为肾损伤的生物标志物。
以前使用的生物标志物可大致分为以下三类:
1)酶:例如丙氨酸氨肽酶(AA),碱性磷酸酶(AP),谷氨酰转肽酶(-GT),NAG,组织蛋白酶B,溶菌酶和乳酸盐。脱氢酶(LDH);
2)低分子量蛋白质:例如2-微球蛋白,1-微球蛋白和视黄醇结合蛋白;
3)肾源性抗原:例如-GST,凝聚素,CYR-61,NGAL和F-肌动蛋白。
这些生物标志物已经在各种肾毒性模型中研究过,但也有许多缺点。尿液收集后,AA,AP和-GT仅稳定4小时,尿液样本必须进行凝胶过滤以去除潜在的干扰物质;β2-微球蛋白在酸性pH下不稳定,尿液必须在收集后立即中和;NAG是一种近端管状刷状酶,是肾近端小管损伤的敏感和持久性指标,但一些金属和其他肾毒性物质直接抑制NAG活性;肝实质损伤后血清,胆汁和尿液中-GT和LDH水平也升高;尿液IL-6,IL-8和IL-18的升高已被认为是AKI的生物标志物,但它们在没有肾损伤的情况下因肝脏或肺部脓毒症而升高。

肾损伤分子(KIM-1)优势

KIM-1与其他生物标志物相比,具有至少3个优点:1)它在正常肾组织中检测不到;2)它仅表达在受损伤的近端小管,无论是初始的缺血阶段还是毒素损害的肾小管上皮;3)KIM-1的胞外域从损伤细胞中脱落,可在12h内分泌到尿液中并且在上皮细胞再生前持续存在并能够检测到。尿中KIM-1浓度与肾损伤的严重程度密切相关,从而成为诊断、监控和量化肾损伤的的敏感的生物标志物。
肾损伤分子(KIM-1)与其他肾损伤标志物
肾损伤分子(KIM-1)与其他肾损伤标志物

肾损伤分子-1(KIM-1)临床意义

KIM-1在2002年首次被用作AKI的生物标志物。在AKI(叶酸及顺铂)毒性模型研究发现,肾组织及尿中KIM-1表达上调均先于血清肌酐的上升,表明该蛋白可作为肾小管损伤的早期生物学标志。KIM-1在肾损伤疾病诊断中的灵敏度、特异度和准确性均较高,可用于常见肾损伤疾病的辅助诊断、了解常见肾损伤疾病的病情从而指导有效的治疗。其机制可能是KIM-1通过黏附、清除凋亡细胞和免疫反应等参与肾小管上皮细胞的早期损伤和修复、肾间质纤维化,其较高水平提示患者肾损伤的发生和发展,因此KIM-1可用于常见肾损伤疾病的辅助诊断和病情评估,从而指导治疗,提高疗效和改善预后。但AKI的成因复杂多样,早期诊断不仅需要知道AKI的肾损伤程度,还需要能够鉴别AKI的分型、鉴定病因、预测预后及监控病情发展及治疗的效果,因此常常需要联合检测其他早期AKI诊断标志物,如中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白(NGAL)、胱抑素C(Cys-C)、白介素-8等。
参考文献
Vaidya V S, Ramirez V, Ichimura T, et al. Urinary kidney injury molecule-1: a sensitive quantitative biomarker for early detection of kidney tubular injury[J]. American Journal of Physiology-Renal Physiology, 2006, 290(2): F517-F529.
李引, 杜晓刚. 早期急性肾损伤标志物肾损伤分子1研究进展[J]. 中国医药导报, 2014(35):166-168.
李宁, 柴成国, 吴风春,等. 肾损伤分子1在常见肾脏病中的诊断价值[J]. 中国老年学, 2016, 36(7):1683-1684.
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