זיהוי סוגים שונים של מחלת כליות כרונית: חלבון בשתן וסמני פפטידים

למידע נוסף:ali.ma@wecistanche.com

חלק Ⅰ: סמני חלבון ופפטיד בשתן במחלת כליות כרונית

Natalia Chebotareva, Anatoliy Vinogradov & et al.

1. הקדמה

על פימחלת כליות: קריטריונים לשיפור תוצאות גלובליות (KDIGO),מחלת כליות כרונית(CKD) מוגדרת כהפרעה במבנה הכליה או בתפקוד הקיים במשך יותר משלושה חודשים, עם השלכות בריאותיות [1,2]. CKD (מחלת כליות כרונית)הוא גורם סיכון עצמאי למוות, מחלות לב וכלי דם, מחלת כליות סופנית ופגיעה בכליות חריפה [3-7] ושכיחות עולמית של 11-13 אחוזים [8]. CKD (מחלת כליות כרונית) מהווה בעיה משמעותית מבחינה חברתית עקב הסיכון הגבוה לנכות מוקדמת מהמחלה והצורך בטיפולים בעלות גבוהה במקרה של אי ספיקת כליות סופנית, כגון המודיאליזה, דיאליזה פריטונאלית והשתלות כליה [9,10] . שלושת הגורמים השכיחים ביותר ל-CKD (מחלת כליות כרונית)הם סוכרת, יתר לחץ דם וגלומרולונפריטיס, במיוחד עם תסמונת נפרוטית [11].מחלות כליותיכולים להיות תסמינים קליניים דומים ועשויים לנוע בין קל ושפיר להתקדם עם התפתחות מחלת כליות סופנית מהירה. חומרת הביטויים הקליניים, לעומת זאת, לא תמיד תואמת את חומרת הפגיעה הכלייתית, אותה ניתן לקבוע באמצעות ביופסיה כלייתית [12]. רוב החולים עוברים ביופסיה של כליה בודדת כדי לקבוע את הצורה המורפולוגית שלמחלת כליות. במקרים ספורדיים, הביופסיה חוזרת על עצמה כדי להעריך את יעילות הטיפול והפרוגנוזה. עם זאת, הערכת הרגרסיה של הפעילות הנפרופתית היא קריטית להערכה הדינמית של הטיפול, לרבות יעילות הטיפול, האופטימיזציה והפרוגנוזה של הטיפול.

מחלות כליות:מחלת כליות כרונית (CKD)

לחץ ל-cistanche תופעות לוואי ומוצרי Cistanche

שֶׁתֶןפרוטאומיאָנָלִיזָההיא אפשרות בטוחה הרבה יותר בהשוואה לביופסיה ובעלת פוטנציאל טוב לפיתוח שיטות אבחון לא פולשניות. לניתוח שתן מספר יתרונות בהשוואה לדםפרוטאומיאָנָלִיזָה[13]. ראשית, פרוטאום השתן אינו מסובך במיוחד ומכיל בעיקרחלבוניםופפטידיםממקור כליות (עד 70 אחוז). להיפך, סמני נזק לכליות מהווים רק חלק קטן מהפרוטאום הפלזמה/סרום המגוון ביותר, מה שהופך את הניתוח שלהם באחרון למאתגר. שנית, הרבה יותר קל לנרמל את הריכוז של aחֶלְבּוֹןסמן ביולוגי בשתן מאשר בדם - לדוגמה, מבוסס על ריכוז קריאטינין [14]. שלישית, איסוף שתן הוא פשוט ולא פולשני. לבסוף, דגימות שתן יציבות בטמפרטורה של -20 מעלות ומתאימות לפרוטאומיאָנָלִיזָהגם לאחר שנים של אחסון[15]. היתרונות שהוזכרו לעיל של שתן הופכים אותו לנושא פופולרי לחיפושחֶלְבּוֹןסמנים לפתולוגיות שונות[16]. פתולוגיות אלו כוללות פתולוגיות כליות וגניטורינאריות ופתולוגיות הקשורות לחלבון, כגוןמחלות כליות[17-19; סרטן שלפוחית ​​השתן, הערמונית והשחלות [20-23]; נפרופתיה סוכרתית [24]; ורעלת הריון [25-27]. שתןחֶלְבּוֹןסמנים תוארו גם לסרטן המעי הגס והריאות [28,29], cholangiocarcinoma [30, מחלות לב וכלי דם [31, מחלות אוטואימוניות [32] ומחלות זיהומיות [33]. עם זאת, פרוטאום השתן צריך להיות אינפורמטיבי ביותר עבור פתולוגיות כליות ועלול להציג טביעת אצבע שלמחלות כליות[34-39] (טבלה 1).

עם זאת, למרות מספר רב של מחקרים, עדיין אין סמנים ביולוגיים מהימנים ספציפיים למחלת כליות שניתן לשחזר במדויק במחקרים שונים. הגורמים השונים המשפיעים על הרכב הפרוטאומים כוללים את תנאי האיסוף והמשטר (בוקר, יומי, שונות לאורך מספר ימים וכו'), פעילות גופנית, תזונה, המאפיינים האנטומיים של דרכי השתן (היעדר כליה אחת וכו'). , מין וגיל [40-43]. יש לקחת את כל הגורמים הללו בחשבון בעת ​​השוואת תוצאות מחקרים שונים. באופן כללי, שילוב של הסמנים של נפרופתיה ספציפיים המתוארים במחקרים שונים יכול להקל על התקדמות טובה יותר ביצירת פאנלים מבדילים מאוד ספציפיים לשימוש קליני אפשרי לאחר אימות פרוספקטיבי רב-שלבי [44].

טבלה 1. מחקרי פרוטאום בשתן בסוגים שונים של נפרופתיה

גישות מבוססות ספקטרומטריית מסה (MS), הכוללות יכולת ריבוי גבוהה, הן המכשירים הבלתי מוטים והרגישים ביותר וכבר סיפקו את רוב המידע הידוע כיום על שתןפפטידוחֶלְבּוֹןתוכן בנפרופתיות שונות, כמו גם לוחות סמנים ביולוגיים פוטנציאליים למחלות שונות [37-39]. מספר שיטות טרשת נפוצה יושמו בהצלחה (טבלה 1). הגישות הנפוצות ביותר בשימוש כוללות זמן טיסה של לייזר בסיוע מטריקס (MALDI-TOF), אלקטרופורזה קפילרית (CE) וכרומטוגרפיה נוזלית (LC) MS. הגישות המתקדמות ביותר עם תגי מסה איזובריים או טנדם לכמות יחסית ומוחלטת (iTRAQ ו-TMT) מקלות על זיהוי סמנים בקרב נוכחים נפוציםחלבוניםופפטידיםכאשר הסכומים שלהם משתנים באופן משמעותי. באופן כללי, גישות טרשת נפוצה שאינן ממוקדות המפורטות הן המתאימות ביותר לחיפוש ראשוני של סמנים ביולוגיים פוטנציאליים, בעוד שניתן להשתמש בטרשת נפוצה ובבדיקות אימונו ממוקדות לצורך אימות נוסף.

סקירה זו מסכמת נתונים ממחקרים רבים על פרוטאום השתן בנפרופתיה הקשורה ל-CKD (מחלת כליות כרונית), עם התמקדות במחקרים עדכניים מ-2015 עד 2021. מסדי הנתונים האלקטרוניים MEDLINE, PubMed ו-Cochrane נערכו חיפוש באמצעות מילות מפתח כגון"פרוטאומיקה","פפטידומיקה","סמנים ביולוגיים","מחלת כליות כרונית", "שתן","נפרופתיה קרומית""IgA נפרופתיה","גלומרולוסקלרוזיס מוקדית""מחלה מינימלית","נפרופתיה סוכרתית", ו"לופוס נפריטיס". רשימות ההתייחסות של מאמרים נחקרו גם כדי לחקור ספרות קשורה המידע הביבליוגרפי של 1030 מאמרים שאוחזרו נותח, ומאמרים עם מידע לא רלוונטי או לא אמין, אלה שאינם זמינים בטקסט מלא, ואלה שאינם באנגלית נמחקו. לאחר מחיקת כל ההפניות הכפולות, נותרו 69 מאמרים.

2. מחלת כליות כרונית (CKD)

מספר מחקרי פרוטאום בשתן שקלו את ה- CKD (מחלת כליות כרונית)קבוצת פתולוגיות ללא חלוקות משנה. הקבוצה של Harald Mischak היא המובילה במחקרי טרשת נפוצה על הפפטידום והפרוטום בשתן. קבוצה זו תיארה 1580 שתן מקומיפפטידים, המראה כי 73 אחוזים היו ייחודיים לשתן ומוכיחים את הערך הקליני של שתן מקומיפפטידסמנים לאבחון מספר מחלות, כולל אלו הקשורות לנזק לכליות[14,77,78].

Rossing K. et al. פיתח את הפאנל הראשון המורכב מ-65 מנות שתןחלבונים, כולל שברי קולגן, אלבומין בסרום, o1-antitrypsin(A1AT) ו-uromodulin, שהבדיל בין נפרופתיה סוכרתית ב-97 אחוז מהמקרים, והראה רגישות גבוהה וסגוליות בקרב 148 חולי DM ו-DN מסוג 2 [72]. הפאנל אושר עוד בהצלחה על ידי Alkhalaf A.et al. [79].

טוב DMet al. ניתח דגימות שתן מ-476 חולים עם CKD (מחלת כליות כרונית)(בעיקר נפרופתיה סוכרתית) ו-379 בדיקות ופיתחו סיווג המבוסס על 273 שתןפפטידים(CKD (מחלת כליות כרונית)273) בצורה של CKD מורכב (מחלת כליות כרונית)סמן ביולוגי [45]. הפאנל הכיל שברי קולגן מסוג I ו-ⅢI-שרשרות (181פפטידים), המשקף את מחזור המטריצה ​​החוץ-תאית ופעילות מופחתת של פרוטאז באתרו. CKD (מחלת כליות כרונית)מטופלים הראו גם הפרשת פלזמה מוגברת בשתןחלבוניםוהשברים שלהם (למשל, A1AT, אלבומין בסרום, שרשרת o-המוגלובין ושרשרת פיברינוגן), ספציפיים לכליהחלבונים(אורמודולין, שרשרת גמא Nat/K פלוס -ATPase ורכיב קולטן פרוגסטרון 1 הקשור לממברנה), וכןחלבוניםמופרש על ידי הצינוריות, מה שעלול לשקף נזק כרוני למחסום הסינון הגלומרולרי, גלומרולוסקלרוזיס מוגברת ופיברוזיס בין-סטיציאלי. במחקר עיוור, ה-CKD (מחלת כליות כרונית) מסווג 273 איפשר להבדיל בין חולים עם CKD (מחלת כליות כרונית)של אטיולוגיות שונות עם רגישות של 85.5 אחוז וספציפיות של 100 אחוז ולחזות את התמותה ב-DM סוג 2 עם מיקרואלבומינוריה [45,80,81]. תוצאות אלו אושרו עוד יותר על ידי Schanstra .P.et al.[18] ו-Pontillo C.et al. [46 אשר אישרו את ערכו של מסווג זה כמנבא של הידרדרות בתפקוד הכליות והדגים ירידה בקצב הסינון הגלומרולרי של<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=""> (מחלת כליות כרונית) מסווג 273 על 53 חולים עם CKD (מחלת כליות כרונית)והבדיל מטופלים על פי דרגות הפגיעה בתפקוד הכליות והסיכון ל-CKD בשלב סופי (מחלת כליות כרונית)או מוות [17].

Catanese L.et al. פיתח את ה-FPP_29BH מסווג, המכיל 29 סמנים ביולוגיים ספציפיים של fibro-sis עבור חולים עם חיסונים שונים ולא חיסונייםמחלות כליות. המטופלים עם פיברוזיס בכליות הראו עלייה בפרוטאזות בשתן (קתפסין D, מטריקס מטלופרוטאינז 2, קולגנאז 3 ומטריקס מטלופרוטאינז-14), -2-HS-glycoprotein או fetuin-A, וכן 19 קולגן שונהפפטידשברים של שמונה שרשראות קולגן שונות עם עוצמות שונות בין חולים עם דרגות גבוהות ונמוכות של פיברוזיס [47].

מאז CKD (מחלת כליות כרונית)הוא כינוי גג למספר מצבים המשפיעים על הכליות, רבים מהסממנים הנ"ל אינם ספציפיים למחלה. מחקר של 1180 דגימות שתן על ידי Siwy J.et al. הראה כי סמנים רבים נשארים זהים בנפרופתיות שונות ומשקפים תהליכים פתולוגיים נפוצים [54]. עם זאת, מחקר רחב היקף זה זיהה מספר סמנים ספציפיים. הוכח כי שלושה שברי אשכולין גדלו בנפרופתיה סוכרתית, -2-מיקרוגלובולין ירד במחלה מינימלית, ו-S100-A9חֶלְבּוֹןשבר מובהק לופוס נפריטיס [54]. אחר ספציפיפרוטאומיקהושינויים פפטידומיים ב-CKD שונים (מחלת כליות כרונית)סוגים, כולל מחלת שינוי מינימלי (MCD), glomerulosclerosis מוקדית (FSGS), נפרופתיה קרומית (MN), נפרופתיה IgA (IgAN), נפרופתיה סוכרתית (DN) וזאבת נפריטיס (LN), נסקרים להלן.

3. מחלת שינוי מינימלי וגלומרולוסקלרוזיס מגזרת מוקדית

מחלה בשינוי מינימלי(MCD)וגלומרולוסקלרוזיס מוקדית ראשונית (FSGS) הן מחלות עם פגיעה פודוציטים ראשונית (פודוציטופתיות ראשוניות), המתבטאת בפרוטאינוריה גבוהה ובתסמונת נפרוטית 82,83]. עם זאת, מחקרים מורפולוגיים של ביופסיה של כליה בשלבים המוקדמים של FSGS יכולים להחמיץ טרשת סגמנטלית בגלומרולי בודדים ועלולים לסווג באופן שגוי את המחלה כ-MCD (מחלה בשינוי מינימלי) [84]. פתוגנזה ראשונית של FSGS קשורה לגורמי חדירות במחזור הדם (כגון קולטן מפעיל פלסמינוגן מסיס מסוג אורוקינאז (SuPAR), דמוי קורטיקוטרופיןחֶלְבּוֹן-1, וביטוי anti-CD40 antibody CD-80), מה שמוביל להתפתחות של תסמונת נפרוטית [85-91]. באופן כללי, בהשוואה ל-FSGS, MCD (מחלה בשינוי מינימלי) יש פרוגנוזה חיובית יותר לגבי התקדמות של תפקוד לקוי של הכליות; FSGS נוטה יותר לפתח עמידות לטיפול ולגרום להפרעה בתפקוד כלייתי מהיר וכן יש סיכוי גבוה יותר להזדקק לאסטרטגיה טיפולית אגרסיבית ומתמשכת [83,92,93]. בנוסף, נוכחות של FSGS משני מסבכת אבחון וטיפול במחלה. בשל אופיה הלא חיסוני, צורה זו של המחלה אינה דורשת טיפול מדכא חיסון [1.

מספר מחקרים נועדו לזהותפרוטאומיהבדלים בין שתי הנפרופתיות הללו. בפרט, הוכח כי רמות הקלרטינין ו-UBA52 היו גבוהות יותר ב-FSGS [4849], בעוד שה-39S הריבוזומליחֶלְבּוֹןL17 היה גבוה יותר ב-MCD (מחלה בשינוי מינימלי) [48](טבלה 2). רמות גבוהות יותר באופן משמעותי של קתפסין B, קתפסין C ו-Annexin A3 הוצגו במקרים של הווריאציה המתמוטטת של FSGS (המאפיינת קריסה גלומרולרית ואובדן מהיר של תפקוד כליות) מאשר ב-MCD (מחלה בשינוי מינימלי), MN וגרסאות FSGS אחרות [94]. מספר סמנים פוטנציאליים ספציפיים רק עבור FSGS כוללים רמות מוגברות של קדרין דמוי 26, RNase A family 1, DIS3-like exonuclease 1[50], שיפוץ מטריקסחֶלְבּוֹן8[51], CD59, חלבון קושר גורם גדילה דמוי אינסולין7, והומולוגית 4[52], כמו גם ירידה בקולטן האימונוגלובולינים הפולימרי ובווסת איתות הריח הקשור ל-Golgi [54] או היעדר מוחלט של דיפפטידאז. 1 (DPEP1)[52]. רמות מוגברות של CD14 נמצאו ספציפיות רק ל-MCD (מחלה בשינוי מינימלי) [50] ולא זוהו בכל נפרופתיה אחרת (טבלה 2). במקביל, עליות בטרנספרין והיסטטין-3 עשויות להבחין בין FSGS ו-MCD (מחלה בשינוי מינימלי) [48] ​​מסוגים אחרים שלמחלת כליות.

בין הסמנים הפוטנציאליים שנחשפו, ייצוג יתר של ribonuclease 2 ותת ייצוג של הפטוגלובין עשויים לרמוז על הפרוגנוזה הגרועה ביותר של FSGS, בעוד שאפוליפופרוטאין A1 ועיצוב מטריצהחֶלְבּוֹן8(MXRA8) הראה שינויים משמעותיים בין צורות רגישות לסטרואידים ועמידות לסטרואידים של FSGS[51].

באופן כללי, הנוכחות של רוב האמור לעילחלבוניםבשתן ועלייה ברמות שלהם עשויה לשקף מוות תאים מסיבי ושחרור תוכן תוך תאי במהלך היפרדות הפודוציטים מהממברנה הגלומרולרית. תוצאות אלו עשויות להציע גם תפקידים מיוחדים לחסינות, דלקת ואפופטוזיס בהתפתחות FSGS. התפשטות תאים, התמיינות ומוות עשויים להיות מעורבים ב-MCD (מחלה בשינוי מינימלי) פיתוח [95]. מחקרים דינמיים שבוצעו באמצעות מודל חולדות גלומרולוסקלרוזיס מוקדי (נפרופתיה הנגרמת על ידי אדרימיצין(ADR)) גילו עלייה הדרגתית באפאמין ובצרולופלסמין, כמו גם ירידה הדרגתית בקדרין-2 ובליבת האגרקן.חֶלְבּוֹןב-FSGS, והציעו כי רמות מופחתות של fetuin-B, -1-microglobulin ו--2-HS-glycoprotein עשויות להיות סמנים מבטיחים לזיהוי מוקדם של FSGS [96]. שווקים מבטיחים נוספים כוללים CD44, MXRA8, cathepsins ואפוליפופרוטאין A1. CD44 משקף את ההפעלה של תאי אפיתל פריאטליים, מה שמעורר גלומרולוסקלרוזיס. קטפסינים MXRA8 מעורבים בהצטברות פיברוזיס ובהתקדמות המחלה. Apolipoprotein A1 משקף עקה חמצונית, קשור להיפרליפידמיה, ומייצג את אחד הגורמים הפתוגנטיים בהתפתחות FSGS.

בדיקת מחלת כליות:שֶׁתֶןפרוטאומיאָנָלִיזָה

לחץ כאן לחלק Ⅱ