Urinprotein- og peptidmarkører ved kronisk nyresykdom del 1

Abstrakt

Kronisk nyresykdom (CKD)er en uspesifikk type nyresykdom som forårsaker en gradvis nedgang i nyrefunksjonen (fra måneder til år). CKD er en betydelig risikofaktor for død, kardiovaskulær sykdom og nyresykdom i sluttstadiet. CKDs av forskjellig opprinnelse kan ha samme kliniske og laboratoriemessige manifestasjoner, men forskjellige progresjonshastigheter, noe som krever tidlig diagnose for å fastslå. Denne gjennomgangen fokuserer på protein/peptidbiomarkører for de viktigste årsakene til CKD: diabetisk nefropati, IgA nefropati, lupus nefritis, fokal segmentell glomerulosklerose og membranøs nefropati. Massespektrometri (MS) tilnærminger ga mest informasjon om urinpeptider og proteininnhold i forskjellige nefropatier. Nye analytiske tilnærminger gjør det mulig å bruke urinproteomiske peptidprofiler som tidlige ikke-invasive diagnostiske verktøy for spesifikke morfologiske former for nyresykdom og kan bli et trygt alternativ til nyrebiopsi. MS-studier av de viktigste patogenetiske mekanismene for progresjon av nyresykdom kan også bidra til å utvikle nye tilnærminger for målrettet terapi.

Nøkkelord

biomarkører; urin; proteomikk;Kronisk nyre sykdom

1. Introduksjon

I følgeThe Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO)kriterier,kronisk nyresykdom (CKD)er definert som en abnormitet i nyrestruktur eller funksjon tilstede i mer enn 3 måneder, med helsemessige implikasjoner [1,2]. CKD er en uavhengig risikofaktor for død, kardiovaskulær sykdom, nyresykdom i sluttstadiet og akutt nyreskade [3–7] og har en global prevalens på 11–13 prosent [8]. CKD er et sosialt signifikant problem på grunn av den høye risikoen for tidlig funksjonshemming fra sykdommen og behovet for dyre behandlinger i tilfelle nyresvikt i sluttstadiet, som hemodialyse, peritonealdialyse og nyretransplantasjoner [9,10] . De tre vanligste årsakene til CKD er diabetes mellitus, hypertensjon og glomerulonefritt, spesielt med nefrotisk syndrom [11]. Nyresykdommer kan ha lignende kliniske symptomer og kan variere fra milde og godartede til progressive med rask utvikling av nyresykdom i sluttstadiet. Alvorlighetsgraden av de kliniske manifestasjonene samsvarer imidlertid ikke alltid med alvorlighetsgraden av nyreskaden, som kan bestemmes ved nyrebiopsi [12]. Flertallet av pasientene gjennomgår en enkelt nyrebiopsi for å bestemme den morfologiske formen for nyresykdom. I sporadiske tilfeller gjentas biopsien for å vurdere effektiviteten av terapi og prognose. Vurderingen av regresjonen av nefropatisk aktivitet er imidlertid avgjørende for den dynamiske vurderingen av behandlingen, inkludert behandlingens effektivitet, optimalisering og prognose.

I følge relevante studier,cistancheer en tradisjonell kinesisk urt som har blitt brukt i århundrer for å behandle ulike sykdommer. Det har blitt vitenskapelig bevist å ha antiinflammatoriske, antialdrings- og antioksidantegenskaper. Studier har vist at Cistanche er gunstig for pasienter som lider av nyresykdom. De aktive ingrediensene i Cistanche er kjent for å redusere betennelse,forbedre nyrefunksjonenog gjenopprette svekkede nyreceller. Dermed kan integrering av Cistanche i en behandlingsplan for nyresykdom gi store fordeler for pasienter i å håndtere tilstanden deres.

Klikk på Cistanche Tubulosa for nyresykdom

Spør om mer:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Cistanchebidrar til å redusere proteinuri, senker BUN- og kreatininnivåer, og reduserer risikoen for ytterligere nyreskade. I tillegg,cistanchebidrar også til å redusere kolesterol- og triglyseridnivåer som kan være farlige for pasienter som lider av nyresykdom.

Cistanches antioksidant- og antialdringsegenskaper bidrar til å beskytte nyrene mot oksidasjon og skade forårsaket av frie radikaler. Dette forbedrer nyrehelsen og reduserer risikoen for å utvikle komplikasjoner. Cistanche bidrar også til å styrke immunsystemet, noe som er avgjørende for å bekjempe nyreinfeksjoner og fremme nyrehelsen.

Ved å kombinere tradisjonell kinesisk urtemedisin og moderne vestlig medisin, kan de som lider av nyresykdom ha en mer omfattende tilnærming til å behandle tilstanden og forbedre livskvaliteten. Cistanche skal brukes som en del av en behandlingsplan, men skal ikke brukes som et alternativ til konvensjonelle medisinske behandlinger.

Urin proteomisk analyse er et mye sikrere alternativ sammenlignet med en biopsi og har godt potensial for å utvikle ikke-invasive diagnostiske metoder. Urinanalyse har flere fordeler sammenlignet med blodproteomisk analyse [13]. For det første er urinproteomet lite komplisert og inneholder hovedsakelig proteiner og peptider av nyreopprinnelse (opptil 70 prosent). Tvert imot omfatter nyreskademarkører bare en liten brøkdel av det svært mangfoldige plasma/serumproteomet, noe som gjør analysen deres i sistnevnte utfordrende. For det andre er det mye lettere å normalisere konsentrasjonen av en proteinbiomarkør i urinen enn i blodet – for eksempel basert på konsentrasjonen av kreatinin [14]. For det tredje er urininnsamlingen enkel og ikke-invasiv. Endelig er urinprøver stabile ved en temperatur på -20 ◦C og egner seg for proteomisk analyse selv etter år med lagring [15]. De nevnte fordelene med urin gjør det til et populært emne for søk etter proteinmarkører for ulike patologier [16]. Disse patologiene inkluderer nyre- og genitourinære patologier og patologier assosiert med proteinuri, slik som nyresykdommer [17–19]; blære-, prostata- og eggstokkreft [20–23]; diabetisk nefropati [24]; og svangerskapsforgiftning [25–27]. Urinproteinmarkører er også beskrevet for tykktarms- og lungekreft [28,29], kolangiokarsinom [30], kardiovaskulære sykdommer [31], autoimmune sykdommer [32] og infeksjonssykdommer [33]. Ikke desto mindre bør urinproteomet være mest informativt for nyrepatologier og kan presentere et fingeravtrykk av forskjelligenyresykdommer[34–39] (Tabell 1).

Men til tross for et stort antall studier, er det fortsatt ingen pålitelige nyresykdomsspesifikke biomarkører som kan reproduseres nøyaktig i forskjellige studier. De ulike faktorene som påvirker proteomsammensetningen inkluderer innsamlingsforholdene og -regimet (morgen, daglig, variasjon over flere dager, etc.), fysisk aktivitet, ernæring, de anatomiske egenskapene til urinveiene (fravær av en nyre osv.), sex , og alder [40–43]. Alle disse faktorene bør tas i betraktning når man sammenligner resultatene fra ulike studier. Generelt kan kombinasjonen av markørene for spesifikke nefropatier skissert i ulike studier lette bedre fremgang i opprettelsen av svært spesifikke differensierende paneler for mulig klinisk bruk etter flertrinns prospektiv validering [44].

Massespektrometri (MS)-baserte tilnærminger, som har høy multipleksingskapasitet, er de mest objektive og sensitive instrumentene og har allerede gitt mesteparten av den for tiden kjente informasjonen om urinpeptid- og proteininnhold i forskjellige nefropatier, samt potensielle biomarkørpaneler for ulike sykdommer [37–39]. En rekke MS-metoder har blitt brukt (tabell 1). De mest brukte tilnærmingene inkluderer matriseassistert laserdesorpsjon/ioniseringstid-av-flight (MALDI-TOF), kapillærelektroforese (CE) og væskekromatografi (LC) MS. De mest avanserte tilnærmingene med isobariske eller tandem-massemerker for relativ og absolutt kvantifisering (iTRAQ og TMT) letter identifiseringen av markører blant vanlig tilstedeværende proteiner og peptider når mengden deres varierer betydelig. Generelt er de listede ikke-målrettede MS-tilnærmingene de mest hensiktsmessige for det primære søket etter potensielle biomarkører, mens målrettet MS og immunoassays kan brukes for videre validering.

Denne oversikten oppsummerer data fra en rekke studier av urinproteomet i nefropatier assosiert med CKD, med fokus på nyere studier fra 2015 til 2021. De elektroniske databasene MEDLINE, PubMed og Cochrane ble søkt med nøkkelord som "proteomics", "peptidomics" , "biomarkører", "kronisk nyresykdom", "urin", "membranøs nefropati" "IgA nefropati", "fokal segmentell glomerulosklerose", "minimal endringssykdom", "diabetisk nefropati" og "lupus nefritis". Referanselistene over artikler ble også undersøkt for å utforske relatert litteratur. Den bibliografiske informasjonen til 1030 hentede artikler ble analysert, og artikler med irrelevant eller upålitelig informasjon, de som ikke var tilgjengelige i fulltekst og de som ikke var på engelsk, ble slettet. Etter å ha slettet alle dupliserte referanser, gjensto 69 artikler. Et flytskjema er skissert i figur 1.

2. Kronisk nyresykdom (CKD)

Flere urinproteomstudier har vurdertCKDgruppe av patologier uten underavdelinger. Harald Mischaks gruppe er leder i MS-studier på urinpeptidomet og proteomet. Denne gruppen beskrev 1580 native urinpeptider, og viste at 73 prosent var unike for urin og beviste den kliniske verdien av native urin peptidmarkører for diagnostisering av flere sykdommer, inkludert de assosiert med nyreskade [14,77,78].

Rossing K. et al. utviklet det første panelet bestående av 65 urinproteiner, inkludert kollagenfragmenter, serumalbumin, 1-antitrypsin (A1AT) og uromodulin, som differensierte diabetisk nefropati i 97 prosent av tilfellene, og viste høy sensitivitet og spesifisitet blant 148 type 2 DM og DN-pasienter [72]. Panelet ble videre vellykket validert av Alkhalaf A. et al. [79].

Bra DM et al. analyserte urinprøver fra 476 pasienter med CKD (for det mestediabetikernefropati) og 379 kontroller og utviklet en klassifiserer basert på 273 urinpeptider (CKD273) i form av en komposittCKDbiomarkør [45]. Panelet inneholdt fragmenter av kollagen type I og III-kjeder (181 peptider), som gjenspeiler den ekstracellulære matriseomsetningen og redusert proteaseaktivitet in situ. CKD-pasienter viste også økt urinutskillelse av plasmaproteiner og deres fragmenter (f.eks. A1AT, serumalbumin, -hemoglobinkjede og -fibrinogenkjede), nyrespesifikke proteiner (uromodulin, gammakjede Na pluss /K pluss -ATPase, og membranassosiert progesteronreseptorkomponent 1), og proteiner som skilles ut av tubuli, som kan reflektere kronisk skade på den glomerulære filtrasjonsbarrieren, økt glomerulosklerose og interstitiell fibrose. I en blindet studie gjorde CKD273-klassifikatoren det mulig å differensiere pasienter med CKD av ulike etiologier med 85,5 prosent sensitivitet og 100 prosent spesifisitet og forutsi dødeligheten ved type 2 DM med mikroalbuminuri [45,80,81]. Disse resultatene ble ytterligere validert av Schanstra JP et al. [18] og Pontillo C. et al. [46], som bekreftet denne klassifikatorens verdi som en prediktor fornyrefunksjonforverring og viste en reduksjon i glomerulær filtrasjonshastighet av<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. et al. utviklet FPP_29BH-klassifikatoren, som inneholder 29 spesifikke fibrosebiomarkører for pasienter med ulike immun- og ikke-immune nyresykdommer. Pasientene med nyrefibrose viste en økning i urinproteaser (cathepsin D, matriksmetalloproteinase 2, kollagenase 3 og matrisemetalloproteinase-14), -2-HS-glykoprotein eller fetuin-A, samt 19 forskjellige kollagenpeptidfragmenter av åtte forskjellige kollagenkjeder med forskjellig intensitet mellom pasienter med høy og lav grad av fibrose [47].

Siden CKD er en samlebetegnelse for flere tilstander som påvirker nyrene, er mange av de nevnte markørene ikke sykdomsspesifikke. En studie av 1180 urinprøver av Siwy J. et al. viste at mange markører forblir de samme i forskjellige nefropatier og reflekterer vanlige patologiske prosesser [54]. Imidlertid identifiserte denne storstilte studien en rekke spesifikke markører. Tre fragmenter av clusterin ble vist å øke ved diabetisk nefropati, -2-mikroglobulin ble redusert ved minimal endringssykdom, og et S100-A9-proteinfragment utpekte lupusnefritt [54]. Andre spesifikke proteomiske og peptidomiske endringer i forskjellige CKD-typer, inkludert minimal endringssykdom (MCD), fokal segmentell glomerulosklerose (FSGS), membranøs nefropati (MN), IgA nefropati (IgAN), diabetiske nefropatier (DN) og lupus nefropati (LN) ), er gjennomgått nedenfor.

Be om mer: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501