DN 是指糖尿病引起的微血管病变而导致的肾小球硬化,是糖尿病(DM)的并发症和主要死亡原因之一。糖尿病是一种常见病,不仅表现血糖升高,而且伴有脂肪、蛋白质、水和电解质代谢紊乱。由于眼、心、肾和神经系统症状多属糖尿病的晚期并发症,因此在儿科阶段较少见到。
DN 是指糖尿病引起的微血管病变而导致的肾小球硬化,是糖尿病(DM)的并发症和主要死亡原因之一。糖尿病是一种常见病,不仅表现血糖升高,而且伴有脂肪、蛋白质、水和电解质代谢紊乱。由于眼、心、肾和神经系统症状多属糖尿病的晚期并发症,因此在儿科阶段较少见到。
近年来对于DN 的病因进行了大量研究,取得了较大的成就。认为遗传易感性及高血糖(环境因素)是DN 发生的启动因素(即病因),它们之间的相互作用导致DN 的发生与发展。当然环境因素还有高血脂、高血压等其他因素,只不过高血糖要比它们重要得多。1.遗传易感性 近来研究发现DN 有家庭聚集现象,在2-DM,有关文献报道则更多。无论是在1-DM 或2-DM 患者,如果先证病例并发DN,他的兄弟姐妹患DM 后DN 的发生率要明显增高。即使血糖控制很差,1-DM 患者仅有35%最终发展为终末期DN。即使是严格控制血糖接近正常(包括DCCT 研究)已经证明可明显改善或预防DN,但亦不能完全防止DN 的发生与发展。因此目前已经有线索提示DN具有遗传易感性。(1)易感模式:目前推测DN 的易感模式有3 种。①主要基因效应(major gene effect):指由于某一种主要基因多态性(或突变)与血糖控制不良之间相互作用而发生DN。②平均基因效应(moderate gene effects):指由于几种基因多态性(或突变)共同与血糖控制不良之间相互作用而发生DN。这几种疾病等位基因独立地发生作用,并且出现相加作用。至于这些等位基因的作用所产生的总体效应,则要看它们在人群的出现频率;如果在人群的出现频率相类似,则它们每个所产生的作用较平均;如果某个基因出现频率较高,这个等位基因则产生主要基因效应,而其他几个等位基因则产生微小基因效应。③多基因效应(polygenic effects)或微小基因效应(minor gene effects):指由于许多基因多态性(或突变)共同与血糖控制不良之间相互作用而发生DN,每个等位基因对DN 遗传易感性只发挥微小作用。(2)易感基因:已经有许多作者在寻找DN 的易感基因,而且亦发现了几个可能的候选基因,但尚未得出一致得结论。寻找DN 易感基因在1-DM 研究的较多。多数研究均证明血管紧张素Ⅱ1 型受体(angiotensinⅡtype-1 receptor,AT1R)的基因多态性(或突变)频率在DN 患者要显著高于无合并DN 的患者,认为它可能发挥主要基因效应。至于血管紧张素原(angiotensinogen , AGT) 基因及血管紧张素转化酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)基因多态性(或突变)与DN 的关系尚未得出一致得结论。在研究主要基因效应及微小基因效应方面,传播不平衡实验(transmission disequilibrium test,TDT)较病例对照研究具有很高的特异性。有人利用TDT 方法来研究AGT 及ACE 基因多态性(或突变)与DN 的关系,发现它们与DN 有关,认为可能发挥微小基因效应。在2-DM,一个大型的Pima 印第安人家族研究发现AT1R 基因多态性(或突变)频率在DN 患者要显著高于无合并DN的患者,认为它可能发挥主要基因效应;但是在其他人群研究没有发现一致的结果。另外,对AGT、ACE、激肽及心房钠尿肽醛糖还原酶等基因多态性(或突变)频率与DN 关系的研究亦未得出一致的结论。由于2-DM 并发DN 患者的父母不少已不在人世,因此利用TDT 进行家族研究较困难,故亦不能确定这些基因是否是发挥微小基因效应。2.高血糖 DN 的发生、发展除了与遗传有关外,高血糖也起着非常重要的作用。大量研究均显示严格控制血糖可显著降低发生DN 的危险性。高血糖又是如何导致DN,这一点尚未完全阐明。但是许多研究显示,高血糖可激活肾脏许多局部内分泌激素(或细胞因子),目前的研究发现这些物质与DN 的发生发展有密切关系。当然DN 的发生机制还包括血液流变学异常、红细胞带氧功能障碍、山梨醇旁路亢进等因素,不过这些因素或多或少与肾脏局部内分泌激素(或细胞因子)有关。(1)肾素血管紧张素系统(renin angiotensin system,RAS):研究发现DM大鼠肾组织中(angiotensinⅡ,ATⅡ)水平明显增高,肾组织中AT1R 表达亦明显增加。而且临床及实验研究均证明应用ACE 抑制剂能有效预防DN 的发生与发展。(2)肾脏局部生长因子:研究发现多种肾脏局部生长因子均与DN 的发生、发展密切相关,如胰岛素样生长因子、血小板源生长因子及转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)等,它们可刺激肾系膜细胞增殖、系膜外基质沉积增加。其中TGF-β1 研究较多,有研究显示DM 大鼠肾组织中TGF-β1 表达明显增加,重要的是应用ACE 抑制剂后又可明显下降。因此,认为其在DN 发病中可能起着关键性作用。(3)内皮素(endothelin,ET):ET 具有强烈的收缩血管作用,其中以ET1 作用最强。目前已知它可刺激肾系膜细胞增殖。实验研究发现DM 大鼠肾组织中ET1及其受体表达均明显增加,而且应用ET1 受体拮抗药可防治。DN。另外,体外研究显示TGF-β1 可增加肾小管细胞ET1 表达。(4)一氧化氮(nitric oxide,NO):NO 具有强烈扩张血管作用,它是在NO合成酶(NO synthase,NOS)作用下由L-精氨酸作供体合成的。NOS 有2 种,结构型NOS 及诱导型NOS(inducible NOS,iN-OS)。DM 大鼠早期肾组织中iNOS 表达及NO 含量增加,认为可能与早期的肾血流量增加有关。在DM 大鼠后期的肾组织,iNOS 表达无明显增加,结构型NOS 表达及NO 含量均明显下降。有人以L-精氨酸治疗DM 大鼠可预防DN 的发生,而长期应用NOS 抑制剂则可加速DM 大鼠的肾小球病变,提示NO 可防止DN 的发生与发展。上述研究提示,NO 可保护DM 大鼠后期的肾小球病变。同时有许多研究显示肾组织NO 与ATⅡ及TGF-β1 之间可相互调节。