Введение

Одним из самых перспективных с клинической точки зрения и нашедший применение в различных отраслях медицины белков, открытых в последние годы, является нейтрофильный желатиназассоциированный липокалин, НЖЛ (neutrophil gelatinase-associated lipokalin, NGAL). НЖЛ – это гликопротеин размером 25 кД из суперсемейства липокалинов, который выделяется различными видами клеток (тубулярным эпителием почек, гепатоцитами, эндотелиальными и гладкомышечными клетками) в ответ на различного рода стресс, такой как воспаление, ишемия, инфекция, опухолевый рост. Он имеет ряд синонимов: липокалин нейтрофилов (neutrophil lipocalin — NL), липокалин нейтрофилов человека (human neutrophil lipocalin – HNL), липокалин 2 (lipocalin 2), онкогенный белок 24p33 (oncogene protein 24p33), мышиный утерокалин (uterocalin), несвязанный липокалин (neu-related lipocalin) крыс и белок, связанный с α2-микроглобулином (α2-microglobulin-related protein) крыс. НЖЛ был выделен в 1993 г. из надосадочной жидкости активированных нейтрофилов человека [2]. НЖЛ является компонентом острой фазы воспалительного ответа. Его основные функции заключаются в стимуляции пролиферации поврежденных клеток, в первую очередь эпителиальных, а также в противодействии бактериальным инфекциям [3].

Синтез НЖЛ

НЖЛ экспрессируется и секретируется различными клетками, находящимися в состоянии стресса, такого как ишемия, воспаление, инфекция, а также пролиферация клеток опухоли. Особенно активно НЖЛ синтезируется с клетками тубулярного эпителия почек, гепатоцитами, иммунными клетками, а также эпителием респираторного и пищеварительного трактов. Поскольку НЖЛ специфически связывает сидерофоры (переносящие железо белки животных и бактерий), он может являться донором железа, что при повреждении почек оказывает нефропротективное действие [4]. Однако НЖЛ также ингибирует эритропоэз вследствие индукции апоптоза и задержки дифференциации эритропоэтических клеток-предшественников [5].

НЖЛ и матриксная металлопротеиназа-9 (ММП-9)

Матриксная металлопротеаза-9 (нейтрофильная коллагеназа IV) является железосодержащим протеолитическим ферментом, синтезирующимся различными клетками, который разрушает внеклеточный белковый матрикс, участвует в контролируемом ремоделировании соединительной ткани и обмене матрикса соединительной ткани. При патологических условиях ММП-9 участвует в генерализации процессов инвазии и метастазирования. При связывании НЖЛ с ММП-9 в нормальных условиях происходит восстановление поврежденного эпителия; при патологии может происходить стимуляция злокачественного роста и метастазирования; ремоделирование атеросклеротических бляшек; ремоделирование миоцитов при ишемических повреждениях миокарда [6]; в экспериментальных исследованиях у мышей с индуцированным СД увеличение содержания в моче комплекса MMP-9 с NGAL предшествовало развитию альбуминурии [7]. Во всех этих случаях концентрация НЖЛ как в крови, так и в моче повышается. И это далеко не весь перечень случаев повышения уровня НЖЛ.

НЖЛ и острое повреждение почек

По данным различных исследований, ежегодная частота ОПП в общей популяции составляет 2000–3500 случаев/млн человек, т. е. за год около 0,2–0,3 % всего населения переносит ОПП различной этиологии. В целом ОПП развивается среди 7 % всех госпитализированных пациентов, в т. ч. у 30 % пациентов, находящихся в отделениях реанимации и интенсивной терапии. Риск развития ОПП после кардиохирургических вмешательств достигает 9,5 %. Самые тяжелые случаи ОПП требуют проведения заместительной почечной терапии (ЗПТ), что связано как с более серьезным прогнозом для жизни пациента, так и с большей стоимостью лечения. Ежегодная частота ОПП с необходимостью ЗПТ варьируется от 80

до 295 случаев/млн человек. При этом имеется тенденция к увеличению как частоты ОПП, так и доли пациентов, требующих ЗПТ. Последствия ОПП могут быть самыми тяжелыми: 50 % пациентов на остром гемодиализе погибли, а у 25 % пациентов через три года после восстановления функции почек развилась терминальная стадия почечной недостаточности (ТПН). ОПП является причиной 4 млн случаев смерти в год [8–10].

НЖЛ и кардиохирургические вмешательства

Частой причиной развития ОПП является ишемическое повреждение почек после кардиохирургических операций, проведенных с применением аппарата искусственного кровообращения (АИК). От 30 до 50 % кардиохирургических операций, проведенных с применением АИК, осложняются развитием ОПП. В 5 % случаев требуется проведение ЗПТ. В течение 2 лет M. Bennett et al. (2008) наблюдали 196 пациентов после кардиохирургических операций с применением АИК. Из исследования были исключены пациенты с ранее выявленной почечной недостаточностью, сахарным диабетом, периферическими сосудистыми заболеваниями, а также пациенты, принимавшие нефротоксические препараты (НПВП, аминогликозиды, ингибиторы АПФ) до и во время исследования. Возраст детей составил 3–5 лет. У 99 (51 %) пациентов в течение 3 дней после кардиохирургической операции с применением АИК развились симптомы, являвшиеся критериями диагностики ОПП. Однако увеличение уровня креатинина в сыворотке крови на 50 % и более начиналось на 1–3-и сутки, и у всех пациентов – по-разному. При этом уровень НЖЛ в моче (мНЖЛ) через 2 часа после операции возрастал в 15, а через 4–6 часов – в 25 раз еще до повышения концентрации креатинина в сыворотке крови. Чувствительность теста составила 82 %, специфичность – 90 %. Степень повышения концентрации НЖЛ в моче коррелировала с тяжестью и продолжительностью ОПП, потребностью в остром гемодиализе и летальностью пациентов [11]. J.L. Koyner et al. (2008) наблюдали 72 взрослых пациента после аортокоронарного шунтирования (АКШ) с использованием сердечно-легочного шунтирования (АИК). Целью исследования было сравнение уровней цистатина С и мНЖЛ, а также определение того, какой из биомаркеров повышается раньше. ОПП развилось у 34 (47 %) пациентов. Уровни мНЖЛ, измеренные через 6 часов, и цистатина С стали предиктором развития ОПП в одинаковой степени [12].

НЖЛ и контрастиндуцированная нефропатия

Контрастиндуцированная нефропатия (КИН) является одной из трех частых причин развития ОПП в условиях стационара и составляет приблизительно 12 % случаев ОПП с 30 %-ной летальностью [13]. В настоящее время методы ранней диагностики и прогнозирования КИН остаются несовершенными. В ряде исследований показано, что НЖЛ может быть предиктором КИН. В многоцентровом исследовании, включившем 100 пациентов со стабильной стенокардией напряжения и исходно нормальными уровнями сывороточного креатинина, которым проведено чрескожное коронарное вмешательство (ЧКВ), были определены уровни НЖЛ и цистатина С. Нефропатия была диагностирована 11 % пациентов, у которых уровни сывороточного НЖЛ (сНЖЛ) были значительно повышены через 2 часа, мНЖЛ – через 4, цистатина С – через 8 часов после проведения ЧКВ [14].

В другом исследовании, где наблюдался 91 пациент до 18 лет после элективной катетеризации сердца с введением рентгеноконтрастного препарата (ливерсола), у 11 пациентов имело место развитие КИН. КИН определялась как 50 %-ное повышение уровня сывороточного креатинина от исходного через 6–24 часа после введения контраста. При этом повышение мНЖЛ и сНЖЛ обнаружилось уже через 2 часа после введения рентгеноконтрастного препарата. При пограничном уровне 100 нг/мл чувствительность и специфичность для мНЖЛ и сНЖЛ составили 73 и 100 % соответственно [15].

НЖЛ и циклоспориновая нефротоксичность

A. Wasilewska et al. (2010) обследовали 19 пациентов в возрасте 9,46 ± 5,52 года со стероидзависимым нефротическим синдромом (СЗНС), получавших циклоспорин А, и контрольную группу из 18 здоровых детей в возрасте 3–15 лет. Всем 19 пациентам проведена биопсия почки: у 16 пациентов имели место минимальные изменения, у 3 – фокально-сегментарный гломерулосклероз (ФСГС). На момент исследования у детей не было инфекции: уровень С-реактивного белка не превышал 0,5 мг/дл. Уровни НЖЛ измерялись до лечения циклоспорином А, спустя 3, 6 и 12 месяцев. Перед назначением циклоспорина уровни указанных маркеров были такими же, как и в контрольной группе, однако они повысились во время применения данного препарата. Была отмечена прямая зависимость между уровнями НЖЛ в моче и сыворотке крови и концентрацией циклоспорина в сыворотке крови пациентов [16].

НЖЛ и гемолитико-уремический синдром

Гемолитико-уремический синдром, ассоциированный с диареей (Д+ГУС), является одной из причин ОПП. Опубликован опыт наблюдения за 34 пациентами в возрасте 5,9 ± 3,9 года с Д+ГУС, у которых в течение 5 дней после госпитализации определялись уровни мНЖЛ. Для 20 пациентов установлен высокий уровень мНЖЛ, у 10 пациентов с самым высоким уровнем мНЖЛ впоследствии развилась ОПП с необходимостью диализной терапии [17].

НЖЛ и инфекция мочевой системы

Инфекция мочевой системы (ИМС) – это вторая по частоте после респираторных инфекций причина инфекций у детей. Ранняя диагностика и лечение ИМС важны потому, что в отсутствие или при поздней диагностике ИМС могут развиваться такие осложнения, как рубцевание почек, гипертензия и ХБП. В многоцентровом проспективном исследовании, продолженном в течение одного года – с марта 2008 г. по март 2009 г. в Турции, были включены 60 детей с симптомами ИМС и 30 здоровых детей контрольной группы. Уровни мНЖЛ у пациентов с указанными инфекциями составили 91,02 нг/мл по сравнению с 14,29 нг/мл в контрольной группе. В этом исследовании продемонстрировано, что у детей с ИМС уровень мНЖЛ был повышен, что делает его ранним биомаркером инфекции [18].

НЖЛ и нефротический синдром

Течение нефротического синдрома (НС) у детей зависит от морфологических изменений и может прогнозироваться в зависимости от ответа на стероидную терапию. ФСГС лежит в основе приблизительно 70 % случаев стероидрезистентности. В Детской больнице г. Цинциннати было проведено исследование с включением 15 пациентов со стероидрезистентным НС (СРНС), 14 пациентов с СЧНС и контрольной группы из 10 здоровых детей. В результате среднее значение мНЖЛ было значительно выше в группе детей с СРНС (172 нг/мл) по сравнению с группой СЧНС (6,3 нг/мл) и контрольной группой (6,5 нг/мл) [19]. В другом исследовании установлена корреляция между мНЖЛ и прогрессированием ФСГС у детей. За год наблюдения 2 групп (12 детей с ФСГС и 15 детей контрольной группы) было установлено, что уровень мНЖЛ был выше у детей с ФСГС по сравнению с контрольной группой (350,0 ± 67,2 по сравнению с 9,3 ± 3,8 нг/мл) [20].

НЖЛ и хроническая болезнь почек

В когортном исследовании D. Bolignano et al. (2009) наблюдали 96 пациентов (средний возраст – 57 ± 16 лет) с нетерминальной стадией ХБП (средний уровень СКФ до исследования составил 41,8 ± 19,1 мл/мин/1,73 м2) различной этиологии.

В контрольной группе из 14 здоровых людей средний уровень CКФ составил 111,6 ± 18,7 мл/мин/1,73 м2. У 31 % пациентов ХБП прогрессировала до терминальной стадии. За 18,5 месяцев средний уровень мНЖЛ у этой половины пациентов составил 352,4 нг/мл (6,8–823,1). У части пациентов без прогрессирования ХБП и в контрольной группе средние значения мНЖЛ составили 125,6 (4,1–560,3) и 6,6 нг/мл (2,1–9,6) соответственно. У пациентов с уровнем сНЖЛ более 435 нг/мл заболевание прогрессировало быстрее, чем у пациентов с уровнем сНЖЛ менее 435 нг/мл. У пациентов с исходным уровнем мНЖЛ выше 231 нг/мл прогрессирование было быстрее, чем у пациентов с более низким уровнем. Любое повышение уровня мНЖЛ на 10 нг/мл увеличивало риск прогрессирования на 3 %, а сНЖЛ – на 2 % соответственно [21]. M. Nishida et al. (2010) провели определение уровней НЖЛ у детей с ХБП вследствие пролиферативного гломерулонефрита, СРНС, СЧНС, дисфункции канальцев. Во всех группах, кроме СЧНС, имело место повышение мНЖЛ [22]. мНЖЛ является также ранним маркером развития ХБП для пациентов с IgA-нефропатией [23].

НЖЛ и посттравматическое ОПП

K. Makris et al. (2009) наблюдали за 31 пациентами с множественными травмами. Из исследования исключились пациенты с предшествовавшими кардиальными или почечными заболеваниями. мНЖЛ измерялся при поступлении через 24 и 48 часов. Оказалось, что уровень cНЖЛ при поступлении был значительно выше среди пациентов с развитием ОПП в течение 5 дней ((155,5 [50,5–205,9] нг/мл по сравнению с 8,0 [5,7–17,7] нг/мл) и в течение 2 суток персистировал [24].

НЖЛ и хроническая сердечная недостаточность

В настоящее время распространенность клинически выраженной хронической сердечной недостаточности (ХСН) в популяции составляет не менее 2 %. С возрастом (у лиц старше 65 лет) ХСН возрастает по частоте до 6–10 % и является самой частой причиной госпитализации пожилых пациентов [25]. ХСН, сопровождаясь снижением СКФ и повышением экскреции альбумина с мочой, ассоциируется со снижением выживаемости. K. Damman et al. (2008) наблюдали 90 пациентов с ХСН и контрольную группу из 20 здоровых людей. Уровень мНЖЛ составлял у пациентов с ХСН 106 мкг/л по сравнению с 27 мкг/л. Кроме того, у пациентов с ХСН была значительно снижена CКФ (64 ± 17 по сравнению с 90 ± 12 мл/мин/1,73 м2)

и повышена экскреция альбумина с мочой [26]. K.M. Choi et al. (2008) наблюдали 91 человека (49 с ангиографически подтвержденной ишемической болезнью сердца [ИБС] и 42 здоровых). Уровень сНЖЛ составлял 82,6 ± 38,7 нг/мл в группе ИБС по сравнению с 43,8 ± 27,8 нг/мл в контроле. Авторы полагают, что НЖЛ может быть полезным в оценке риска ХСН [27].

НЖЛ и острая сердечная недостаточность (ОСН)

Среди пациентов с ОСН внезапное ухудшение функции почек наблюдается от 11 до 40 % случаев. Эпизод ухудшения функций почек на фоне ОСН называется кардиоренальным синдромом первого типа. В нескольких ретроспективных и проспективных исследованиях сообщается, что развитие кардиоренального синдрома первого типа удлиняет госпитализацию и ухудшает прогноз. В исследования M. Alvelos et al. (2011) 119 пациентов с ОСН были включены для определения роли НЖЛ в развитии кардиоренального синдрома первого типа. У 14 пациентов в течение 48–72 часов развивался кардиоренальный синдром первого типа. Уровень НЖЛ у этих пациентов был выше (212 по сравнению с 83 нг/мл). Уровень НЖЛ определял развитие кардиоренального синдрома первого типа с чувствительностью 100 % и специфичностью 86,7 %, что делало его полезным маркером в диагностике повреждения почек при ОСН [28]. В другом исследовании A. Yndestad et al. (2010) наблюдали 236 пациентов с постинфарктной ХСН, 150 пациентов с ХСН и 20 здоровых добровольцев. На подгруппы по стадиям NYHA были разделены 150 пациентов. Уровни сНЖЛ тесно коррелировали с клиническими показателями тяжести ХСН и нейрогормональными нарушениями. Гистохимические исследования на лабораторных крысах с постинфарктной ХСН показали, что массивный синтез НЖЛ происходит в неишемизированной части левого желудочка – непосредственно в кардиомиоцитах [29].

НЖЛ и диабетическая нефропатия

Микроальбуминурия (МАУ) является на сегодняшний день единственным маркером поражения почек при сахарном диабете (СД). При этом начальные структурные и функциональные нарушения, которые развиваются задолго до повышения экскреции альбумина, мы упускаем. Впервые МАУ была выявлена у больных СД в 1963 г. с применением метода радиоиммунологического анализа мочи для выявления минимальных количеств белка в моче. МАУ уже свидетельствует о наличии склероза не менее чем в 20–25 % нефронов. А протеинурия, которая развивается через 15–20 лет от дебюта СД, свидетельствует о склерозировании около 50 % и необратимости почечного процесса. Тубулоинтерстициальные нарушения играют большую роль в развитии гломерулярных повреждений при СД. Эти две причины определяют актуальность поиска доклинических неинвазивных методов диагностики ДН [30–32].

Под наблюдением в течение одного года были 74 пациента с СД 2 типа в больнице университета Шантоу в Китае. Из исследования были исключены пациенты с лихорадкой и инфекциями; после операции или травмы за последние 6 месяцев; с метастазирующими опухолями, системными заболеваниями с поражением сердца, почек и печени. Пациенты были разделены на три группы: с нормоальбуминурией, МАУ и с макроальбуминурией. Измерялись уровни сНЖЛ и мНЖЛ в начале исследования и через год. Установлено, что повышение уровней сНЖЛ и мНЖЛ было связано с прогрессированием альбуминурии, но уровни сНЖЛ имели тенденцию к снижению [33]. D. Bolignano и соавт. в своем исследовании определяли уровни НЖЛ у 56 пациентов с СД, разделенных на три группы (с нормоальбуминурией, МАУ и макроальбуминурией). Уровни НЖЛ в моче и в сыворотке были повышены во всех группах и положительно коррелировали с тяжестью почечного повреждения. Повышенные (по сравнению с контролем) уровни НЖЛ отмечены даже у пациентов с СД и нормоальбуминурией [34].

В другом исследовании 94 пациента с СД также были разделены на три группы, контрольная группа включила 45 человек без СД. Средний уровень НЖЛ в контрольной группе составил 1,3 нг/ммоль, при нормоальбуминурии (41 пациент) – 2,1, при МАУ (41 пациент) – 5,5 и при макроальбуминурии (12 пациентов) – 18 нг/ммоль [35].

НЖЛ и аутосомно-доминантный поликистоз почек (АДПП)

АДПП является причиной развития ТПН в 8–10 % случаев во всем мире. В США АДПП занимает четвертое место в структуре причин ТПН, встречаясь с частотой от 1 : 500 до 1 : 1000 населения. На сегодняшний день МРТ-определение абсолютного почечного объема является ранним методом установления прогрессирования заболевания. Однако МРТ – дорогой метод, а измерение абсолютного объема почек пока еще не автоматизировано. Это обосновывает большую важность поиска неинвазивных маркеров прогрессирования данного заболевания.

Продемонстрировано, что у пациентов с АДПП экскреция НЖЛ в моче была умеренной выраженности и стабильной при АДПП, не коррелируя с изменениями абсолютного почечного объема и СКФ. Это может быть связано с тем, что отдельные кисты недостаточно взаимосвязаны [36]. В другом исследовании авторы наблюдали 26 пациентов с АДПП, у которых были повышенные уровни мНЖЛ и сНЖЛ по сравнению с контрольной группой (сНЖЛ 174 ± 52 по сравнению с 50 ± 27 нг/мл; мНЖЛ 119 ± 42 по сравнению с 7 ± 6 нг/мл). Данная группа пациентов была разделена на две подгруппы по МРТ-признакам прогрессирования кист; значительный рост кист сопровождался высоким уровнем сНЖЛ и мНЖЛ (сНЖЛ 242 ± 89 по сравнению с 88 ± 34 нг/мл; мНЖЛ 158 ± 45 по сравнению с 73 ± 27 нг/мл) [37].

НЖЛ и люпус-нефрит

Более 50 % случаев системной красной волчанки (СКВ) сопровождаются развитием люпус-нефрита (ЛН). Некоторые авторы считают, что тяжелый ЛН является причиной 10–26 % случаев ТПН, что может служить результатом трудностей обнаружения достаточно ранних маркеров прогрессирования заболевания [38]. У. Suzuki и соавт. была выдвинута гипотеза, будто НЖЛ может являться ранним маркером активности ЛН. В исследовании были включены 85 пациентов с СКВ, 50 здоровых детей и 30 –с идиопатическим ювенильным артритом. Уровень сНЖЛ и мНЖЛ был значительно повышен у детей с СКВ по сравнению с двумя остальными группами. Авторы считают, что повышение уровня мНЖЛ более достоверно отражает активность СКВ, чем повышение уровня сНЖЛ [39].

НЖЛ и цирроз печени

В исследовании, в котором наблюдали 241 пациента с циррозом печени (72 пациента без асцита, 85 с асцитом, 85 пациентов со снижением функции почек) определялись уровни мНЖЛ.

У пациентов со снижением функции почек уровень мНЖЛ был выше при сравнении с группами с асцитом и без асцита [40].

Заключение

Таким образом, нейтрофильный желатиназассоциированный липокалин является многообещающим биомаркером ранней диагностики различных заболеваний почек, как острых, так и хронических, и, возможно, в ближайшем будущем после получения достаточного для статистической достоверности данных будет применяться как высокоточный и чувствительный маркер не только диагностики, но и оценки эффективности и безопасности лечения, а также для прогнозирования течения различных заболеваний почек.