Білкові та пептидні маркери сечі при хронічній хворобі нирок Частина 1

Анотація

Хронічна хвороба нирок (ХНН)це неспецифічний тип захворювання нирок, який викликає поступове зниження функції нирок (від місяців до років). ХХН є значним фактором ризику смерті, серцево-судинних захворювань і термінальної стадії ниркової недостатності. ХХН різного походження можуть мати однакові клінічні та лабораторні прояви, але різну швидкість прогресування, що вимагає ранньої діагностики. Цей огляд зосереджений на білкових/пептидних біомаркерах основних причин ХХН: діабетичної нефропатії, IgA-нефропатії, вовчакового нефриту, фокального сегментарного гломерулосклерозу та мембранозної нефропатії. Підходи мас-спектрометрії (МС) надали найбільше інформації про пептиди в сечі та вміст білка при різних нефропатіях. Нові аналітичні підходи дозволяють використовувати протеомно-пептидні профілі сечі як ранні неінвазивні діагностичні інструменти для специфічних морфологічних форм захворювань нирок і можуть стати безпечною альтернативою біопсії нирок. Дослідження РС ключових патогенетичних механізмів прогресування захворювання нирок також може сприяти розробці нових підходів до таргетної терапії.

Ключові слова

біомаркери; сечі; протеоміка;хронічні захворювання нирок

1. Введення

Відповідно доЗахворювання нирок: покращення глобальних результатів (KDIGO)критерії,хронічна хвороба нирок (ХНН)визначається як аномалія в структурі або функції нирок, що існує протягом більше 3 місяців, з наслідками для здоров’я [1,2]. ХХН є незалежним фактором ризику смерті, серцево-судинних захворювань, термінальної стадії ниркової недостатності та гострого ураження нирок [3–7] і має глобальну поширеність 11–13 відсотків [8]. ХХН є соціально значущою проблемою через високий ризик ранньої інвалідизації від захворювання та потребу у високовартісному лікуванні у разі термінальної ниркової недостатності, наприклад гемодіалізі, перитонеальному діалізі та трансплантації нирки [9,10]. . Трьома найчастішими причинами ХХН є цукровий діабет, артеріальна гіпертензія та гломерулонефрит, особливо з нефротичним синдромом [11]. Захворювання нирок можуть мати подібні клінічні симптоми та варіюватися від легких і доброякісних до прогресуючих із швидким розвитком кінцевої стадії ниркової недостатності. Виразність клінічних проявів, однак, не завжди відповідає тяжкості ураження нирок, що можна визначити за допомогою біопсії нирок [12]. Більшості пацієнтів одноразово проводять біопсію нирки для визначення морфологічної форми захворювання нирок. У спорадичних випадках біопсію повторюють для оцінки ефективності терапії та прогнозу. Проте оцінка регресу нефропатичної активності має вирішальне значення для динамічної оцінки лікування, включаючи ефективність лікування, оптимізацію та прогноз.

Згідно з відповідними дослідженнями,цистанчеце традиційна китайська трава, яку століттями використовували для лікування різних захворювань. Науково доведено, що він має протизапальні, антивікові та антиоксидантні властивості. Дослідження показали, що цистанхея корисна для пацієнтів із захворюваннями нирок. Активні інгредієнти Cistanche, як відомо, зменшують запалення,покращують роботу нирокі відновити пошкоджені клітини нирок. Таким чином, інтеграція Cistanche в план лікування захворювань нирок може запропонувати пацієнтам великі переваги в управлінні їхнім станом.

Натисніть на Cistanche Tubulosa для захворювання нирок

Запитуйте ще:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Цистанхедопомагає зменшити протеїнурію, знижує рівень BUN і креатиніну, а також знижує ризик подальшого пошкодження нирок. В додаток,цистанчетакож допомагає знизити рівень холестерину та тригліцеридів, що може бути небезпечним для пацієнтів із захворюваннями нирок.

Антиоксидантні та антивікові властивості цистанчі допомагають захистити нирки від окислення та пошкодження, викликаного вільними радикалами. Це покращує стан нирок і знижує ризики розвитку ускладнень. Цистанхе також допомагає зміцнити імунну систему, що має важливе значення для боротьби з нирковими інфекціями та зміцнення здоров’я нирок.

Поєднуючи традиційну китайську фітотерапію та сучасну західну медицину, люди, які страждають на захворювання нирок, можуть мати більш комплексний підхід до лікування захворювання та покращення якості свого життя. Цистанхе слід використовувати як частину плану лікування, але не використовувати як альтернативу звичайним медичним методам лікування.

Протеомний аналіз сечі є набагато безпечнішим варіантом порівняно з біопсією та має хороший потенціал для розробки неінвазивних методів діагностики. Аналіз сечі має ряд переваг порівняно з протеомним аналізом крові [13]. По-перше, протеом сечі не дуже складний і в основному містить білки і пептиди ниркового походження (до 70 відсотків). Навпаки, маркери ураження нирок містять лише невелику частину різноманітного протеома плазми/сироватки, що ускладнює їх аналіз в останньому. По-друге, нормалізувати концентрацію білкового біомаркера в сечі набагато легше, ніж у крові, наприклад, за концентрацією креатиніну [14]. По-третє, збір сечі простий і неінвазивний. Нарешті, зразки сечі стабільні при температурі -20 ◦C і придатні для протеомного аналізу навіть після років зберігання [15]. Вищезазначені переваги сечі роблять її популярним об’єктом для пошуку білкових маркерів різних патологій [16]. Ці патології включають патології нирок і сечостатевої системи та патології, пов’язані з протеїнурією, такі як захворювання нирок [17–19]; рак сечового міхура, простати та яєчників [20–23]; діабетична нефропатія [24]; і прееклампсія [25–27]. Маркери білка в сечі також були описані для раку товстої кишки та легенів [28, 29], холангіокарциноми [30], серцево-судинних захворювань [31], аутоімунних захворювань [32] та інфекційних захворювань [33]. Тим не менш, протеом сечі повинен бути найбільш інформативним для патології нирок і може представляти відбиток різниххвороби нирок[34–39] (табл. 1).

Однак, незважаючи на велику кількість досліджень, досі немає надійних біомаркерів, специфічних для захворювань нирок, які можна було б точно відтворити в різних дослідженнях. До різноманітних факторів, що впливають на склад протеома, відносяться умови і режим збору (ранковий, щоденний, змінність протягом кількох днів тощо), фізична активність, харчування, анатомічні особливості сечовивідних шляхів (відсутність однієї нирки тощо), стать та вік [40–43]. Усі ці фактори слід враховувати при порівнянні результатів різних досліджень. Загалом, поєднання маркерів специфічних нефропатій, викладених у різних дослідженнях, може сприяти кращому прогресу у створенні високоспецифічних диференціюючих панелей для можливого клінічного використання після багатоетапної проспективної перевірки [44].

Підходи на основі мас-спектрометрії (MS), які мають високу здатність мультиплексування, є найбільш неупередженим і чутливим інструментом і вже надали більшість відомої на даний момент інформації про вміст пептидів і білка в сечі при різних нефропатіях, а також потенційні панелі біомаркерів для різні захворювання [37–39]. Ряд методів МС успішно застосовано (табл. 1). Найбільш часто використовувані підходи включають матричну лазерну десорбцію/іонізацію за часом прольоту (MALDI-TOF), капілярний електрофорез (CE) і рідинну хроматографію (LC) MS. Найдосконаліші підходи з ізобаричними або тандемними мітками маси для відносної та абсолютної кількісної оцінки (iTRAQ і TMT) полегшують ідентифікацію маркерів серед зазвичай присутніх білків і пептидів, коли їх кількість суттєво різниться. Загалом, перелічені підходи до нецільового РС є найбільш прийнятними для первинного пошуку потенційних біомаркерів, тоді як цільовий РС та імунологічні аналізи можна використовувати для подальшої перевірки.

У цьому огляді узагальнено дані численних досліджень протеома сечі при нефропатіях, пов’язаних із ХХН, зосереджено на останніх дослідженнях з 2015 по 2021 рік. Пошук в електронних базах даних MEDLINE, PubMed і Cochrane здійснювався за такими ключовими словами, як «протеоміка», «пептидоміка» , «біомаркери», «хронічна хвороба нирок», «сеча», «мембранозна нефропатія», «нефропатія IgA», «фокальний сегментарний гломерулосклероз», «хвороба з мінімальними змінами», «діабетична нефропатія» та «вовчаковий нефрит». Списки посилань статей також були досліджені для вивчення відповідної літератури. Було проаналізовано бібліографічну інформацію 1030 відновлених статей, а статті з нерелевантною або недостовірною інформацією, відсутні в повному тексті та не англійською мовою були видалені. Після видалення всіх повторюваних посилань залишилося 69 статей. Блок-схема наведена на малюнку 1.

2. Хронічна хвороба нирок (ХНН)

Кілька досліджень протеомів сечі розглядалиХХНгрупа патологій без підрозділів. Група Харальда Мішака є лідером у дослідженнях РС пептидома та протеома сечі. Ця група описала 1580 нативних сечових пептидів, показавши, що 73 відсотки були унікальними для сечі, і підтвердивши клінічну цінність нативних сечових пептидних маркерів для діагностики кількох захворювань, у тому числі пов’язаних із пошкодженням нирок [14,77,78].

Россінг К. та ін. розробив першу панель, що складається з 65 білків сечі, включаючи фрагменти колагену, сироватковий альбумін, 1-антитрипсин (A1AT) і уромодулін, яка диференціювала діабетичну нефропатію в 97% випадків, демонструючи високу чутливість і специфічність серед 148 ЦД 2 типу та пацієнтів з ДН [72]. Далі панель була успішно підтверджена Alkhalaf A. et al. [79].

Good DM та ін. проаналізували зразки сечі 476 пацієнтів із ХХН (переважнодіабетичнийнефропатія) і 379 контролів і розробили класифікатор на основі 273 сечових пептидів (CKD273) у формі композитуХХНбіомаркер [45]. Панель містила фрагменти ланцюгів колагену I і III типу (181 пептид), що відображало оборот позаклітинного матриксу та знижену активність протеази in situ. Пацієнти з ХХН також продемонстрували підвищену екскрецію з сечею білків плазми та їх фрагментів (наприклад, A1AT, сироваткового альбуміну, ланцюга гемоглобіну та ланцюга фібриногену), специфічних для нирок білків (уромодуліну, гамма-ланцюга Na plus /K plus -ATPase та мембранно-асоційований прогестероновий рецепторний компонент 1) і білки, що виділяються канальцями, що може відображати хронічне пошкодження бар’єру клубочкової фільтрації, посилення гломерулосклерозу та інтерстиціального фіброзу. У сліпому дослідженні класифікатор CKD273 дав змогу диференціювати пацієнтів із ХХН різної етіології з 85,5-відсотковою чутливістю та 100-відсотковою специфічністю та прогнозувати смертність при ЦД 2 типу з мікроальбумінурією [45,80,81]. Ці результати були додатково підтверджені Schanstra JP та ін. [18] та Pontillo C. et al. [46], який підтвердив значення цього класифікатора як предикторафункції нирокпогіршення та продемонстрували зниження швидкості клубочкової фільтрації<60 mL/min over 5 years of monitoring. Zürbig P. et al. showed 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 CKD273 classifier on 53 patients with CKD and differentiated patients according to their degrees of impairment of renal function and the risk of end-stage CKD or death [17]. 

Catanese L. та ін. розробив класифікатор FPP_29BH, який містить 29 специфічних біомаркерів фіброзу для пацієнтів із різними імунними та неімунними захворюваннями нирок. У пацієнтів із фіброзом нирок виявлено підвищення рівня протеаз сечі (катепсину D, матриксної металопротеїнази 2, колагенази 3 та матриксної металопротеїнази-14), -2-HS-глікопротеїну або фетуїну-A, а також 19 різні колагенові пептидні фрагменти восьми різних колагенових ланцюгів з різною інтенсивністю між пацієнтами з високим і низьким ступенем фіброзу [47].

Оскільки ХХН є загальним терміном для кількох станів, які впливають на нирки, багато з вищезгаданих маркерів не є специфічними для захворювання. Дослідження 1180 зразків сечі Siwy J. et al. показали, що багато маркерів залишаються однаковими при різних нефропатіях і відображають загальні патологічні процеси [54]. Однак це масштабне дослідження виявило ряд специфічних маркерів. Три фрагменти кластерину були збільшені при діабетичній нефропатії, -2-мікроглобулін був знижений при мінімальних змінах, а фрагмент білка S100-A9 відрізняв вовчаковий нефрит [54]. Інші специфічні протеомні та пептидомічні зміни при різних типах ХХН, включаючи хворобу мінімальних змін (MCD), фокальний сегментарний гломерулосклероз (FSGS), мембранозну нефропатію (MN), IgA-нефропатію (IgAN), діабетичні нефропатії (DN) і вовчаковий нефрит (LN). ), розглядаються нижче.

Запитуйте більше: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501