Erinevat tüüpi kroonilise neeruhaiguse tuvastamine: uriinivalgu ja peptiidi markerid

lisateabe saamiseks:ali.ma@wecistanche.com

Ⅰ osa: uriinivalgu ja peptiidi markerid kroonilise neeruhaiguse korral

Natalia Chebotareva, Anatoli Vinogradov jt.

1. Sissejuhatus

VastavaltNeeruhaigus: globaalsete tulemuste (KDIGO) kriteeriumide parandamine,krooniline neeruhaigus(CKD) on defineeritud kui üle 3 kuu kestnud kõrvalekalded neerude struktuuris või funktsioonis, millel on tervisemõju [1,2]. CKD (krooniline neeruhaigus)on iseseisev surma, südame-veresoonkonna haiguste, lõppstaadiumis neeruhaiguse ja ägeda neerukahjustuse riskitegur [3-7] ning selle ülemaailmne levimus on 11-13 protsenti [8]. CKD (krooniline neeruhaigus) on sotsiaalselt oluline probleem, kuna on suur risk haigestuda haigusest varase puude tekkeks ja lõppstaadiumis neerupuudulikkuse korral on vaja kulukaid ravimeetodeid, nagu hemodialüüs, peritoneaaldialüüs ja neerusiirdamine [9,10] . Kolm kõige levinumat kroonilise neeruhaiguse põhjust (krooniline neeruhaigus)on suhkurtõbi, hüpertensioon ja glomerulonefriit, eriti koos nefrootilise sündroomiga [11].Neeruhaigusedvõivad omada sarnaseid kliinilisi sümptomeid ja võivad ulatuda kergest ja healoomulisest kuni progresseeruvani koos kiire lõppstaadiumis neeruhaiguse arenguga. Kliiniliste ilmingute raskusaste ei vasta aga alati neerukahjustuse raskusastmele, mida saab määrata neerubiopsiaga [12]. Enamik patsiente läbib ühe neeru biopsia, et määrata kindlaks morfoloogiline vormneeruhaigus. Sporaadilistel juhtudel korratakse biopsiat, et hinnata ravi efektiivsust ja prognoosi. Siiski on nefropaatilise aktiivsuse taandumise hindamine otsustava tähtsusega ravi dünaamilisel hindamisel, sealhulgas ravi efektiivsuse, optimeerimise ja prognoosi osas.

Neeruhaigused:krooniline neeruhaigus (CKD)

Cistanche'i kõrvaltoimete ja Cistanche'i toodete kuvamiseks klõpsake nuppu

Uriinproteoomilineanalüüson biopsiaga võrreldes palju turvalisem ja sellel on hea potentsiaal mitteinvasiivsete diagnostikameetodite väljatöötamiseks. Uriini analüüsil on verega võrreldes mitmeid eeliseidproteoomilineanalüüs[13]. Esiteks ei ole uriini proteoom väga keeruline ja sisaldab peamiseltvalgudjapeptiididneeru päritolu (kuni 70 protsenti). Vastupidi, neerukahjustuse markerid moodustavad vaid väikese osa väga mitmekesisest plasma / seerumi proteoomist, muutes nende analüüsi viimases keeruliseks. Teiseks on palju lihtsam a kontsentratsiooni normaliseeridavalkbiomarker uriinis kui veres – näiteks kreatiniini kontsentratsiooni põhjal [14]. Kolmandaks on uriini kogumine lihtne ja mitteinvasiivne. Lõpuks on uriiniproovid stabiilsed temperatuuril -20 kraadi ja sobivadproteoomilineanalüüsisegi pärast aastatepikkust ladustamist[15]. Eelnimetatud uriini eelised muudavad selle otsimisel populaarseks teemaksvalkerinevate patoloogiate markerid[16]. Nende patoloogiate hulka kuuluvad neeru- ja urogenitaalsüsteemi patoloogiad ning proteinuuriaga seotud patoloogiad, ntneeruhaigused[17-19; põie-, eesnäärme- ja munasarjavähk [20-23]; diabeetiline nefropaatia [24]; ja preeklampsia [25-27]. Kuseteedevalkmarkereid on kirjeldatud ka käärsoole- ja kopsuvähi [28, 29], kolangiokartsinoomi [30, südame-veresoonkonna haiguste [31, autoimmuunhaiguste [32] ja nakkushaiguste [33] puhul. Sellegipoolest peaks uriini proteoom olema neerupatoloogiate puhul kõige informatiivsem ja sellel võib olla erinevat tüüpi sõrmejälg.neeruhaigused[34-39] (tabel 1).

Vaatamata suurele hulgale uuringutele ei ole aga endiselt olemas usaldusväärseid neeruhaiguse spetsiifilisi biomarkereid, mida saaks erinevates uuringutes täpselt reprodutseerida. Proteoomi koostist mõjutavad erinevad tegurid hõlmavad kogumistingimusi ja -režiimi (hommik, päevane, mitmepäevane varieeruvus jne), kehalist aktiivsust, toitumist, kuseteede anatoomilisi iseärasusi (ühe neeru puudumine jne). , sugu ja vanus [40-43]. Kõiki neid tegureid tuleks erinevate uuringute tulemuste võrdlemisel arvesse võtta. Üldiselt võib erinevates uuringutes kirjeldatud spetsiifiliste nefropaatiate markerite kombineerimine hõlbustada paremat edenemist väga spetsiifiliste eristuvate paneelide loomisel võimalikuks kliiniliseks kasutamiseks pärast mitmeastmelist tulevast valideerimist [44].

Tabel 1. Uriini proteoomiuuringud erinevat tüüpi nefropaatiate korral

Massispektromeetria (MS)-põhised lähenemisviisid, millel on suur multipleksimisvõime, on kõige erapooletumad ja tundlikumad instrumendid ning on juba andnud suurema osa praegu teadaolevast teabest uriini kohta.peptiidjavalksisu erinevate nefropaatiate korral, samuti potentsiaalsed biomarkerite paneelid erinevate haiguste jaoks [37-39]. Edukalt on rakendatud mitmeid MS meetodeid (tabel 1). Kõige sagedamini kasutatavad meetodid hõlmavad maatriksi abil laserdesorptsiooni/ionisatsiooni lennuaega (MALDI-TOF), kapillaarelektroforeesi (CE) ja vedelikkromatograafiat (LC) MS. Kõige arenenumad lähenemisviisid isobaariliste või tandemmassi märgistega suhteliseks ja absoluutseks kvantifitseerimiseks (iTRAQ ja TMT) hõlbustavad markerite tuvastamist tavaliselt esinevate seas.valgudjapeptiididkui nende summad oluliselt erinevad. Üldiselt on loetletud sihtmärgita MS-meetodid potentsiaalsete biomarkerite esmaseks otsimiseks kõige sobivamad, samas kui edasiseks valideerimiseks saab kasutada suunatud MS-i ja immuunanalüüse.

See ülevaade võtab kokku andmed paljudest uuringutest uriini proteoomi kohta kroonilise neeruhaigusega seotud nefropaatiate korral (krooniline neeruhaigus), keskendudes hiljutistele uuringutele aastatel 2015–2021. Elektroonilistest andmebaasidest MEDLINE, PubMed ja Cochrane otsiti selliseid võtmesõnu nagu"proteoomika""peptidoomika", "biomarkerid","krooniline neeruhaigus", "uriin", "membraanne nefropaatia" "IgA nefropaatia", "fokaalne segmentaalne glomeruloskleroos" "minimaalse muutusega haigus", "diabeetiline nefropaatia" ja "luupusnefriit". Seotud kirjanduse uurimiseks uuriti ka artiklite viiteloendeid. 1030 otsitud artikli bibliograafiline teave analüüsiti ja ebaolulise või ebausaldusväärse teabega, täistekstina kättesaadavad ja mitteingliskeelsed artiklid kustutati Pärast kõigi dubleerivate viidete kustutamist jäi alles 69 artiklit.

2. Krooniline neeruhaigus (CKD)

Mitmed uriini proteoomiuuringud on käsitlenud kroonilist neeruhaigust (krooniline neeruhaigus)alajaotusteta patoloogiate rühm. Harald Mischaki rühm on uriini peptoomi ja proteoomi MS uuringutes liider. See rühm kirjeldas 1580 natiivset uriinipeptiidid, mis näitab, et 73 protsenti oli uriini puhul unikaalne ja tõestab natiivse uriini kliinilist väärtustpeptiidmarkerid mitmete haiguste, sealhulgas neerukahjustusega seotud haiguste diagnoosimiseks[14,77,78].

Rossing K. et al. töötas välja esimese paneeli, mis koosnes 65 uriinistvalgud, sealhulgas kollageenifragmendid, seerumi albumiin, o1-antitrüpsiin (A1AT) ja uromoduliin, mis diferentseerisid diabeetilist nefropaatiat 97 protsendil juhtudest, näidates kõrget tundlikkust ja spetsiifilisust 148 II tüüpi DM ja DN patsiendi seas [72]. Paneeli kinnitasid edukalt Alkhalaf A. et al. [79].

Hea DMet al. analüüsis 476 kroonilise neeruhaigusega patsiendi uriiniproove (krooniline neeruhaigus)(peamiselt diabeetiline nefropaatia) ja 379 kontrollrühma ning töötas välja klassifikaatori, mis põhineb 273 uriinianalüüsil.peptiidid(CKD (krooniline neeruhaigus)273) kombineeritud CKD kujul (krooniline neeruhaigus)biomarker [45]. Paneel sisaldas I ja ⅢI tüüpi kollageeni ahelate fragmente (181peptiidid), peegeldades rakuvälise maatriksi käivet ja vähenenud proteaasi aktiivsust in situ. CKD (krooniline neeruhaigus)patsientidel ilmnes ka suurenenud plasma eritumine uriinigavalgudja nende fragmendid (nt A1AT, seerumi albumiin, o-hemoglobiini ahel ja -fibrinogeeni ahel), neeruspetsiifilisedvalgud(uromoduliin, gamma-ahela Nat/K pluss -ATPaas ja membraaniga seotud progesterooni retseptori komponent 1) javalguderitub tuubulite kaudu, mis võib kajastada glomerulaarfiltratsiooni barjääri kroonilist kahjustust, suurenenud glomeruloskleroosi ja interstitsiaalset fibroosi. Pimeuuringus näitas CKD (krooniline neeruhaigus) 273 klassifikaator võimaldas eristada kroonilise neeruhaigusega patsiente (krooniline neeruhaigus)erineva etioloogiaga 85,5-protsendilise tundlikkuse ja 100-protsendilise spetsiifilisusega ning ennustavad suremust mikroalbuminuuriaga 2. tüüpi DM-i [45,80,81]. Neid tulemusi kinnitasid täiendavalt Schanstra .P. et al.[18] ja Pontillo C. et al. [46, kes kinnitasid selle klassifikaatori väärtust neerufunktsiooni halvenemise ennustajana ja näitasid glomerulaarfiltratsiooni kiiruse vähenemist<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=""> (krooniline neeruhaigus) 273 klassifikaatorit 53 kroonilise neeruhaigusega patsiendi kohta (krooniline neeruhaigus)ja diferentseeritud patsiendid vastavalt nende neerufunktsiooni kahjustuse astmele ja kroonilise neeruhaiguse lõppstaadiumis riskile (krooniline neeruhaigus)või surm [17].

Catanese L. et al. töötas välja FPP{0}}BH klassifikaatori, mis sisaldab 29 spetsiifilist fibroosi biomarkerit erinevate immuun- ja mitteimmuunsete patsientide jaoks.neeruhaigused. Neerufibroosiga patsientidel suurenes uriini proteaaside (katepsiin D, maatriksi metalloproteinaas 2, kollagenaas 3 ja maatriksi metalloproteinaas-14), -2-HS-glükoproteiin või fetuiin-A, samuti 19 erinevat kollageenipeptiidkaheksa erineva kollageeniahela fragmendid, mille intensiivsus on kõrge ja madala fibroosiastmega patsientide vahel erinev [47].

Alates CKD-st (krooniline neeruhaigus)on katustermin mitmete neere mõjutavate seisundite kohta, paljud eelnimetatud markerid ei ole haigusspetsiifilised. Siwy J. et al. 1180 uriiniproovi hõlmav uuring näitas, et paljud markerid jäävad erinevate nefropaatiate korral samaks ja peegeldavad ühiseid patoloogilisi protsesse [54]. See laiaulatuslik uuring tuvastas aga mitmeid spetsiifilisi markereid. Näidati, et diabeetilise nefropaatia korral suurenes kolm klasteriini fragmenti, -2-mikroglobuliinisisaldus vähenes minimaalse muutusega haiguse korral ja S100-A9valkfragment eristas luupusnefriiti [54]. Muu spetsiifilineproteoomikaja peptidoomilised muutused erinevate kroonilise neeruhaiguse korral (krooniline neeruhaigus)tüübid, sealhulgas minimaalse muutusega haigus (MCD), fokaalne segmentaalne glomeruloskleroos (FSGS), membraanne nefropaatia (MN), IgA nefropaatia (IgAN), diabeetilised nefropaatiad (DN) ja luupusnefriit (LN).

3. Minimaalse muutuse haigus ja fokaalne segmentaalne glomeruloskleroos

Minimaalse muutusega haigus(MCD)ja primaarne fokaalne glomeruloskleroos (FSGS) on haigused, millega kaasneb primaarne podotsüütide kahjustus (primaarne podotsüütide kahjustus), mis väljendub kõrge proteinuuria ja nefrootilise sündroomina 82,83]. Neeru biopsia morfoloogilised uuringud FSGS-i varases staadiumis võivad aga üksikute glomerulite segmentaalset skleroosi märkimata jätta ja haigust MCD-ks valesti klassifitseerida.Minimaalse muutusega haigus) [84]. Primaarne FSGS patogenees on seotud ringlevate läbilaskvusfaktoritega (nagu lahustuv urokinaasi tüüpi plasminogeeni aktivaatori retseptor (SuPAR), kortikotropiinitaolinevalk-1 ja CD40-vastase antikeha CD-80 ekspressioon), mis viib nefrootilise sündroomi tekkeni [85-91]. Üldiselt võrreldes FSGS-iga, MCD-ga (Minimaalse muutusega haigus) on soodsam prognoos neerufunktsiooni häire progresseerumise osas; FSGS-il tekib tõenäolisemalt raviresistentsus ja tulemuseks on kiire neerufunktsiooni häire ning samuti on suurem tõenäosus, et see vajab agressiivset ja püsivat ravistrateegiat [83,92,93]. Lisaks raskendab sekundaarse FSGS olemasolu diagnoosimist ja haiguse ravi. Oma mitteimmuunse olemuse tõttu ei vaja see haigusvorm immunosupressiivset ravi [1.

Mitmete uuringute eesmärk on tuvastadaproteoomilineerinevused nende kahe nefropaatia vahel. Eelkõige näidati, et kalretiniini ja UBA52 tasemed olid kõrgemad FSGS-is [4849], samas kui 39S ribosoomidesvalkL17 oli kõrgem MCD korral (Minimaalse muutusega haigus) [48] ​​(tabel 2). Katepsiin B, katepsiin C ja anneksiin A3 tasemed olid FSGS-i kokkuvariseva variandi korral (mida iseloomustab glomerulaarne kollaps ja neerufunktsiooni kiire kaotus) oluliselt kõrgemad kui MCD korral. (Minimaalse muutusega haigus), MN ja muud FSGS-i variandid [94]. Mitmed potentsiaalsed, ainult FSGS-i jaoks spetsiifilised markerid hõlmavad kadheriinilaadse 26, RNaasi A perekonna 1, DIS3-sarnase eksonukleaasi 1[50] suurenenud tasemeid, maatriksi remodelleerumist.valk8[51], CD59, insuliinisarnast kasvufaktorit siduvat valku7 ja ümmargust homoloogi 4[52], samuti polümeerse immunoglobuliini retseptori ja Golgi-seotud haistmissignaali regulaatori [54] vähenemist või dipeptidaasi täielikku puudumist 1 (DPEP1)[52]. Leiti, et CD14 taseme tõus on spetsiifiline ainult MCD jaoks (Minimaalse muutusega haigus) [50] ja neid ei tuvastatud ühegi teise nefropaatia korral (tabel 2). Samal ajal võib transferriini ja histatiini sisalduse suurenemine-3 eristada nii FSGS-i kui ka MCD-d (Minimaalse muutusega haigus) [48] ​​muud tüüpineeruhaigus.

Ilmunud potentsiaalsete markerite hulgas võib ribonukleaas 2 üleesindatus ja haptoglobiini alaesindatus viidata halvimale FSGS-i prognoosile, samas kui apolipoproteiin A1 ja maatriksi ümberkujundaminevalk8 (MXRA8) näitas olulisi muutusi FSGS-i steroiditundlike ja steroidiresistentsete vormide vahel[51].

Üldiselt enamiku eelnimetatu olemasoluvalguduriinis ja nende taseme tõus võib peegeldada massilist rakusurma ja rakusisese sisu vabanemist podotsüütide eraldumisel glomerulaarmembraanist. Need tulemused võivad viidata ka immuunsuse, põletiku ja apoptoosi erilistele rollidele FSGS-i väljatöötamisel. Rakkude proliferatsioon, diferentseerumine ja surm võivad olla seotud MCD-ga (Minimaalse muutusega haigus) areng [95]. Dünaamilised uuringud, mis viidi läbi fokaalse segmentaalse glomeruloskleroosi rotimudeliga (adriamütsiinist (ADR) indutseeritud nefropaatia), näitasid afamiini ja tseruloplasmiini järkjärgulist suurenemist, samuti kadheriini -2 ja agrekaani tuuma järkjärgulist vähenemist.valkFSGS-is ja viitas sellele, et fetuiin-B, -1-mikroglobuliini ja -2-HS-glükoproteiini taseme langus võib olla paljulubav marker FSGS-i varajaseks avastamiseks [96]. Teiste paljutõotavate turgude hulka kuuluvad CD44, MXRA8, katepsiinid ja apolipoproteiin A1. CD44 peegeldab parietaalsete epiteelirakkude aktivatsiooni, mis käivitab glomeruloskleroosi. MXRA8 katepsiinid osalevad fibroosi kuhjumises ja haiguse progresseerumises. Apolipoproteiin A1 peegeldab oksüdatiivset stressi, on seotud hüperlipideemiaga ja on üks patogeneetilisi tegureid FSGS-i arengus.

Neeruhaiguse analüüs:Uriinproteoomilineanalüüs

OSA Ⅱ saamiseks klõpsa SIIA