Identifikácia rôznych typov chronického ochorenia obličiek: proteínové a peptidové markery v moči

pre viac informácií:{0}}

Časť Ⅰ: Proteínové a peptidové markery v moči pri chronickom ochorení obličiek

Natalia Chebotareva, Anatolij Vinogradov a kol.

1. Úvod

PodľaOchorenie obličiek: Kritériá zlepšovania globálnych výsledkov (KDIGO),chronické ochorenie obličiek(CKD) je definovaná ako abnormalita v štruktúre alebo funkcii obličiek prítomná dlhšie ako 3 mesiace so zdravotnými dôsledkami [1,2]. CKD (chronické ochorenie obličiek)je nezávislý rizikový faktor pre úmrtie, kardiovaskulárne ochorenie, konečné štádium ochorenia obličiek a akútne poškodenie obličiek [3-7] a má celosvetovú prevalenciu 11-13 percent [8]. CKD (chronické ochorenie obličiek) je spoločensky významným problémom vzhľadom na vysoké riziko včasnej invalidity z ochorenia a potrebu nákladnej liečby v prípade terminálneho zlyhania obličiek, ako je hemodialýza, peritoneálna dialýza a transplantácia obličiek [9,10]. . Tri najčastejšie príčiny CKD (chronické ochorenie obličiek)sú diabetes mellitus, hypertenzia a glomerulonefritída, najmä s nefrotickým syndrómom [11].Ochorenia obličiekmôžu mať podobné klinické symptómy a môžu sa pohybovať od miernych a benígnych až po progresívne s rýchlym konečným vývojom renálneho ochorenia. Závažnosť klinických prejavov však nie vždy zodpovedá závažnosti renálneho poškodenia, ktoré je možné určiť renálnou biopsiou [12]. Väčšina pacientov podstúpi jednu biopsiu obličky na určenie morfologickej formyochorenie obličiek. V sporadických prípadoch sa biopsia opakuje na posúdenie účinnosti terapie a prognózy. Posúdenie regresie nefropatickej aktivity je však kľúčové pre dynamické hodnotenie liečby, vrátane jej účinnosti, optimalizácie a prognózy.

Ochorenia obličiek:chronické ochorenie obličiek (CKD)

Kliknutím zobrazíte vedľajšie účinky a produkty Cistanche

Močproteomickýanalýzaje oveľa bezpečnejšia možnosť v porovnaní s biopsiou a má dobrý potenciál na vývoj neinvazívnych diagnostických metód. Analýza moču má v porovnaní s krvou niekoľko výhodproteomickýanalýza[13]. Po prvé, proteóm moču nie je veľmi zložitý a hlavne obsahujebielkovinyapeptidyobličkového pôvodu (až 70 percent). Naopak, markery poškodenia obličiek obsahujú iba malú časť vysoko rôznorodého proteómu plazmy/séra, čo sťažuje ich analýzu. Po druhé, je oveľa jednoduchšie normalizovať koncentráciu aproteínbiomarker v moči ako v krvi – napríklad na základe koncentrácie kreatinínu [14]. Po tretie, zber moču je jednoduchý a neinvazívny. Nakoniec, vzorky moču sú stabilné pri teplote -20 stupňov a sú vhodné preproteomickýanalýzaaj po rokoch skladovania[15]. Vyššie uvedené výhody moču z neho robia obľúbený predmet hľadaniaproteínmarkery rôznych patológií[16]. Tieto patológie zahŕňajú renálne a genitourinárne patológie a patológie spojené s proteinúriou, ako naprochorenia obličiek[17-19; rakoviny močového mechúra, prostaty a vaječníkov [20-23]; diabetickej nefropatie [24]; a preeklampsia [25-27]. Močovéproteínmarkery boli opísané aj pre rakovinu hrubého čreva a pľúc [28,29], cholangiokarcinóm [30, kardiovaskulárne ochorenia [31, autoimunitné ochorenia [32] a infekčné ochorenia [33]. Avšak proteóm moču by mal byť najinformatívnejším pre obličkové patológie a môže predstavovať rôzne odtlačky prstovochorenia obličiek[34-39] (tabuľka 1).

Napriek veľkému počtu štúdií však stále neexistujú žiadne spoľahlivé biomarkery špecifické pre ochorenie obličiek, ktoré by bolo možné presne reprodukovať v rôznych štúdiách. Medzi rôzne faktory ovplyvňujúce zloženie proteómu patria podmienky a režim odberu (ráno, denne, variabilita počas niekoľkých dní atď.), fyzická aktivita, výživa, anatomické vlastnosti močového traktu (neprítomnosť jednej obličky atď.) , pohlavie a vek [40-43]. Všetky tieto faktory by sa mali brať do úvahy pri porovnávaní výsledkov rôznych štúdií. Vo všeobecnosti by kombinovanie markerov špecifických nefropatií uvedených v rôznych štúdiách mohlo uľahčiť lepší pokrok pri vytváraní vysoko špecifických diferenciačných panelov pre možné klinické použitie po viacstupňovej prospektívnej validácii [44].

Tabuľka 1. Štúdie proteómu moču pri rôznych typoch nefropatií

Prístupy založené na hmotnostnej spektrometrii (MS), ktoré sa vyznačujú vysokou multiplexnou kapacitou, sú najnestrannejšie a najcitlivejšie nástroje a už poskytli väčšinu v súčasnosti známych informácií o moči.peptidaproteínobsahy v rôznych nefropatiách, ako aj potenciálne panely biomarkerov pre rôzne ochorenia [37-39]. Úspešne sa aplikovalo množstvo metód MS (tabuľka 1). Medzi najčastejšie používané prístupy patrí matrica asistovaná laserová desorpcia/ionizácia time-of-flight (MALDI-TOF), kapilárna elektroforéza (CE) a kvapalinová chromatografia (LC) MS. Najpokročilejšie prístupy s izobarickými alebo tandemovými hmotnostnými značkami na relatívnu a absolútnu kvantifikáciu (iTRAQ a TMT) uľahčujú identifikáciu markerov medzi bežne prítomnýmibielkovinyapeptidykeď sa ich množstvo výrazne líši. Vo všeobecnosti sú uvedené necielené prístupy SM najvhodnejšie na primárne vyhľadávanie potenciálnych biomarkerov, zatiaľ čo cielené SM a imunotesty možno použiť na ďalšiu validáciu.

Tento prehľad sumarizuje údaje z mnohých štúdií proteómu moču pri nefropatiách spojených s CKD (chronické ochorenie obličiek), so zameraním na nedávne štúdie z rokov 2015 až 2021. V elektronických databázach MEDLINE, PubMed a Cochrane sa vyhľadávali pomocou kľúčových slov ako „proteomika""peptidomika", "biomarkery","chronické ochorenie obličiek", "moč", "membranózna nefropatia" "IgA nefropatia", "fokálna segmentálna glomeruloskleróza", "ochorenie s minimálnou zmenou", "diabetická nefropatia" a "lupusová nefritída". Preskúmali sa aj referenčné zoznamy článkov, aby sa preskúmala súvisiaca literatúra Analyzovali sa bibliografické informácie o 1030 vyhľadaných článkoch a články s irelevantnými alebo nespoľahlivými informáciami, tie, ktoré neboli k dispozícii v plnom znení a tie, ktoré nie sú v angličtine, boli vymazané. Po odstránení všetkých duplicitných odkazov zostalo 69 článkov.

2. Chronické ochorenie obličiek (CKD)

Niekoľko štúdií močového proteómu zvažovalo CKD (chronické ochorenie obličiek)skupina patológií bez pododdielov. Skupina Haralda Mischaka je lídrom v štúdiách MS na močovom peptidóme a proteóme. Táto skupina opísala 1580 natívnych močových ciestpeptidy, čo ukazuje, že 73 percent bolo jedinečných pre moč a dokazuje klinickú hodnotu natívneho močupeptidmarkery na diagnostiku niekoľkých ochorení, vrátane tých, ktoré sú spojené s poškodením obličiek [14,77,78].

Rossing K. a kol. vyvinul prvý panel pozostávajúci zo 65 močovýchbielkovinyvrátane kolagénových fragmentov, sérového albumínu, o{0}}antitrypsínu (A1AT) a uromodulínu, ktoré diferencovali diabetickú nefropatiu v 97 percentách prípadov, pričom vykazovali vysokú senzitivitu a špecificitu medzi 148 pacientmi s DM a DN typu 2 [72]. Panel bol ďalej úspešne overený Alkhalafom A. et al. [79].

Dobrý DMet al. analyzovali vzorky moču od 476 pacientov s CKD (chronické ochorenie obličiek)(väčšinou diabetická nefropatia) a 379 kontrol a vyvinuli klasifikátor založený na 273 močovýchpeptidy(CKD (chronické ochorenie obličiek)273) vo forme zloženého CKD (chronické ochorenie obličiek)biomarker [45]. Panel obsahoval fragmenty kolagénových reťazcov typu I a ⅢI (181peptidy), čo odráža obrat extracelulárnej matrice a zníženú aktivitu proteázy in situ. CKD (chronické ochorenie obličiek)pacienti tiež preukázali zvýšené vylučovanie plazmy močombielkovinya ich fragmenty (napr. A1AT, sérový albumín, reťazec o-hemoglobínu a reťazec -fibrinogénu), špecifické pre obličkybielkoviny(uromodulín, gama-reťazec Nat/K plus -ATPáza a zložka 1 progesterónového receptora spojeného s membránou) abielkovinyvylučované tubulmi, čo môže odrážať chronické poškodenie glomerulárnej filtračnej bariéry, zvýšenú glomerulosklerózu a intersticiálnu fibrózu. V zaslepenej štúdii CKD (chronické ochorenie obličiek) 273 klasifikátor umožnil odlíšiť pacientov s CKD (chronické ochorenie obličiek)rôznych etiológií s 85,5-percentnou senzitivitou a 100-percentnou špecificitou a predpovedajú mortalitu u DM 2. typu s mikroalbuminúriou [45,80,81]. Tieto výsledky ďalej potvrdil Schanstra .P.et al.[18] a Pontillo C. et al. [46, ktorí potvrdili hodnotu tohto klasifikátora ako prediktor zhoršenia funkcie obličiek a preukázali pokles rýchlosti glomerulárnej filtrácie<60 ml/min="" over="" 5="" years="" of="" monitoring.="" zürbig="" p="" et="" alshowed="" that="" the="" ckd273="" classifier="" could="" predict="" the="" development="" of="" diabetic="" nephropathy="" 1.5="" years="" before="" the="" onset="" of="" microalbuminuria.="" argiles="" a.et="" al.="" used="" the=""> (chronické ochorenie obličiek) 273 klasifikátor na 53 pacientoch s CKD (chronické ochorenie obličiek)a diferencovaných pacientov podľa stupňa poškodenia funkcie obličiek a rizika konečného štádia CKD (chronické ochorenie obličiek)alebo smrť [17].

Catanese L. a kol. vyvinul FPP_29BH klasifikátor, ktorý obsahuje 29 špecifických biomarkerov fibrózy pre pacientov s rôznymi imunitnými a neimunitnýmiochorenia obličiek. Pacienti s renálnou fibrózou vykazovali zvýšenie močových proteáz (katepsín D, matrix metaloproteináza 2, kolagenáza 3 a matrix metaloproteináza-14), -2-HS-glykoproteín alebo fetuín-A, ako aj 19 odlišný kolagénpeptidfragmenty ôsmich rôznych kolagénových reťazcov s rozdielnou intenzitou medzi pacientmi s vysokým a nízkym stupňom fibrózy [47].

Od CKD (chronické ochorenie obličiek)je zastrešujúci termín pre niekoľko stavov, ktoré postihujú obličky, mnohé z vyššie uvedených markerov nie sú špecifické pre chorobu. Štúdia 1180 vzoriek moču od Siwyho J. et al. ukázala, že mnohé markery zostávajú rovnaké pri rôznych nefropatiách a odrážajú bežné patologické procesy [54]. Táto rozsiahla štúdia však identifikovala množstvo špecifických markerov. Ukázalo sa, že tri fragmenty klusterínu sú zvýšené pri diabetickej nefropatii, -2-mikroglobulín bol znížený pri chorobe s minimálnymi zmenami a S100-A9proteínfragment rozlišoval lupusovú nefritídu [54]. Iné špecificképroteomikaa peptidomické zmeny pri rôznych CKD (chronické ochorenie obličiek)typy, vrátane ochorenia s minimálnou zmenou (MCD), fokálnej segmentálnej glomerulosklerózy (FSGS), membranóznej nefropatie (MN), IgA nefropatie (IgAN), diabetickej nefropatie (DN) a lupusovej nefritídy (LN), sú uvedené nižšie.

3. Ochorenie s minimálnou zmenou a fokálna segmentová glomeruloskleróza

Choroba s minimálnymi zmenami(MCD)a primárna fokálna glomeruloskleróza (FSGS) sú ochorenia s primárnym poškodením podocytov (primárne podocytopatie), ktoré sa prejavuje ako vysoká proteinúria a nefrotický syndróm 82,83]. Morfologické štúdie biopsie obličiek v skorých štádiách FSGS však môžu vynechať segmentálnu sklerózu v jednotlivých glomeruloch a môžu nesprávne klasifikovať ochorenie ako MCD (Choroba s minimálnymi zmenami) [84]. Primárna patogenéza FSGS je spojená s cirkulujúcimi faktormi permeability (ako je rozpustný receptor aktivátora plazminogénu typu urokinázy (SuPAR), kortikotropínu podobnýproteín-1 a expresia CD-80 protilátok anti-CD40), čo vedie k rozvoju nefrotického syndrómu [85-91]. Vo všeobecnosti v porovnaní s FSGS, MCD (Choroba s minimálnymi zmenami) má priaznivejšiu prognózu, pokiaľ ide o progresiu renálnej dysfunkcie; FSGS s väčšou pravdepodobnosťou vyvinie rezistenciu na liečbu a vyústi do rýchlej renálnej dysfunkcie a je tiež pravdepodobnejšie, že bude potrebovať agresívnu a pretrvávajúcu terapeutickú stratégiu [83,92,93]. Okrem toho prítomnosť sekundárneho FSGS komplikuje diagnostiku a liečbu ochorenia. Táto forma ochorenia si vzhľadom na svoju neimunitnú povahu nevyžaduje imunosupresívnu liečbu [1.

Niekoľko štúdií sa zameralo na identifikáciuproteomickýrozdiely medzi týmito dvoma nefropatiami. Konkrétne sa ukázalo, že hladiny kalretinínu a UBA52 boli vyššie v FSGS [4849], zatiaľ čo ribozomálne 39SproteínL17 bola vyššia v MCD (Choroba s minimálnymi zmenami) [48](tabuľka 2). Signifikantne vyššie hladiny katepsínu B, katepsínu C a anexínu A3 sa ukázali v prípadoch kolapsujúceho variantu FSGS (charakterizovaného glomerulárnym kolapsom a rýchlou stratou funkcie obličiek) ako pri MCD (Choroba s minimálnymi zmenami), MN a ďalšie varianty FSGS [94]. Niekoľko potenciálnych markerov špecifických len pre FSGS zahŕňa zvýšené hladiny kadherínu podobného 26, RNázy A rodiny 1, DIS3-ako exonukleázy 1[50], remodeláciu matriceproteín8[51], CD59, proteín viažuci rastový faktor podobný inzulínu7 a kruhový homológ 4[52], ako aj zníženie polymérneho imunoglobulínového receptora a regulátora čuchovej signalizácie súvisiaceho s Golgiho signálom [54] alebo úplná absencia dipeptidázy 1 (DPEP1)[52]. Zistilo sa, že zvýšené hladiny CD14 sú špecifické len pre MCD (Choroba s minimálnymi zmenami) [50] a neboli identifikované pri žiadnej inej nefropatii (tabuľka 2). Zároveň zvýšenie transferínu a histatínu-3 môže odlíšiť FSGS aj MCD (Choroba s minimálnymi zmenami) [48] ​​z iných typovochorenie obličiek.

Medzi odhalenými potenciálnymi markermi môže nadmerné zastúpenie ribonukleázy 2 a nedostatočné zastúpenie haptoglobínu naznačovať najhoršiu prognózu FSGS, zatiaľ čo apolipoproteín A1 a remodelácia matriceproteín8 (MXRA8) ukázal významné zmeny medzi steroid-senzitívnymi a steroid-rezistentnými formami FSGS[51].

Všeobecne platí, že prítomnosť väčšiny z vyššie uvedenýchbielkovinyv moči a zvýšenie ich hladín môže odrážať masívnu bunkovú smrť a uvoľnenie intracelulárneho obsahu počas separácie podocytov od glomerulárnej membrány. Tieto výsledky môžu tiež naznačovať špeciálne úlohy imunity, zápalu a apoptózy pri vývoji FSGS. Bunková proliferácia, diferenciácia a smrť môžu byť zahrnuté v MCD (Choroba s minimálnymi zmenami) rozvoj [95]. Dynamické štúdie uskutočnené na modeli fokálnej segmentálnej glomerulosklerózy u potkanov (adriamycínom (ADR)-indukovaná nefropatia) odhalili postupný nárast afamínu a ceruloplazmínu, ako aj postupný pokles kadherínu-2 a agrekanového jadraproteínvo FSGS a naznačili, že znížené hladiny fetuínu-B, -1-mikroglobulínu a -2-HS-glykoproteínu môžu byť sľubnými markermi pre včasnú detekciu FSGS [96]. Medzi ďalšie sľubné trhy patria CD44, MXRA8, katepsíny a apolipoproteín A1. CD44 odráža aktiváciu parietálnych epitelových buniek, ktorá spúšťa glomerulosklerózu. Katepsíny MXRA8 sa podieľajú na akumulácii fibrózy a progresii ochorenia. Apolipoproteín A1 odráža oxidačný stres, je spojený s hyperlipidémiou a predstavuje jeden z patogenetických faktorov pri vzniku FSGS.

Test na ochorenie obličiek:Močproteomickýanalýza

KLIKNITE SEM PRE PART Ⅱ