липокалин, ассоциированный с нейтрофильной желатиназой (NGAL)

Липокалин, ассоциированный с нейтрофильной желатиназой (NGAL), также известный как липокалин 2 (Л2), нейтрофильный липокалин (HNL, ~25 кДа). Он находится в специальных гранулах нейтрофилов. Нейтрофилы одновременно экспрессируют NGAL и нейтрофильную желатиназу В (MMP-9, 92 кДа), которые хранятся в одних и тех специфических гранулах. При активации человеческие нейтрофилы секретируют содержимое этих специфических гранул. NGAL может секретироваться в виде мономера, а также в виде комплекса с MMP-9 - гетеродимера с м.м. ~125 кДа. NGAL принадлежит суперсемейству липокалинов, семейству небольших внеклеточных белков, характеризующихся своей способностью связывать малые гидрофобные молекулы, такие как ретинол. Более того, липокалины могут связываться со специфическим рецептором на клеточной поверхности.

NGAL обычно экспрессируется в очень низких концентрациях во многих человеческих тканях, включая почки, трахею, легкие, желудок и кишечник. Полагают, что NGAL обладает бактерицидными свойствами и играет роль в регуляции воспаления и роста клеток. В поврежденном эпителии индуцируется экспрессия NGAL, и в результате концентрация NGAL повышается, например, при острой бактериальной инфекции, астме и хроническом обструктивном заболевании легких (ХОЗЛ).

Кроме того, высокая экспрессия NGAL наблюдается при аденоме кишечника, аденокарциноме молочной железы и уротелиальной карциноме. Липокалины могут быть использованы как биохимические маркеры при различных заболеваниях, таких как воспалительные заболевания, рак, нарушения липидного обмена, функций печени и почек.

Из-за небольшого размера NGAL легко секретируется и может быть измерен в моче, что делает NGAL ранним маркером различных видов патологии почек. В экспериментах измерение NGAL использовали для дифференциальной диагностики острой вирусной и бактериальной инфекции.

Лучше всего экспрессия NGAL изучена как биомаркер патологии почек, но и многие другие заболевания ассоциированы с повышенным уровнем NGAL в моче или плазме. Однако результаты определения уровня NGAL при других заболеваниях, например, инфекциях, необходимо интерпретировать с осторожностью, так как наблюдаемые неопластические процессы или сами по себе нарушения функции почек приводят к повышению уровня NGAL и, таким образом, могут искажать интерпретацию анализа.

NGAL является маркером острого повреждения почек (ОПП). Уровни в моче и плазме коррелируют, если синтез NGAL повышен. NGAL секретируется в мочу толстой частью восходящей петли Генле и собирательными трубками, где он выполняет функцию антимикробной и антиокислительной защиты за счет хелатирования железа: основной лиганд NGAL – сидерофоры (связывающие железо молекулы).

В моче (uNGAL) детектируют как свободную молекулу, так и в комплексе с MMP-9. Плазменный NGAL свободно фильтруется гломерулами, большая его часть эффективно реабсорбируется в проксимальных канальцах мегалинзависимым эндоцитозом, возвращая таким путем железо клеткам. В моче NGAL появляется только при повреждении проксимальных канальцев за счет роста синтеза NGAL de novo в дистальных отделах нефрона, что и происходит при ОПП. Высокий уровень именно за счет синтеза доказывает массивное увеличение (в 1000 раз) мРНК в толстой части восходящей петли Генле и собирательных трубках. У пациентов с ОПП при исследовании биоптатов NGAL аккумулируется в 50% случаев в кортикальной части петли Генле.

В плазме NGAL может появляться из других органов, например, печени и легких. Кроме того, NGAL является острофазовым реактантом, высвобождаясь из нейтрофилов, макрофагов и других клеток иммунной системы. Снижение гломерулярной фильтрации в результате ОПП приводит к аккумуляции NGAL в системной циркуляции. Относительный вклад разных источников в уровень NGAL еще предстоит выяснить. uNGAL экспрессируется пропорционально степени ОПП, в то время как при хронической болезни почек (ХБП) он выявляется у пациентов с прогрессирующей, но не стабильной почечной недостаточностью. Уменьшение циркулирующего объема крови или диуретики не повышают уровень uNGAL, отражая специфичность данного маркера для тубулярной недостаточности. В связи с этим предполагают, что по уровню uNGAL можно различать ОПП, преренальную азотемию (ПА) и ХБП. К тому же рост концентрации NGAL определяется раньше, чем рост сывороточного креатинина (сКр). Особенно высокая концентрация в моче наблюдается при прямой секреции из поврежденных канальцев или при уротелиальной карциноме. Ранний и резкий подъем уровня NGAL в моче и плазме наблюдается при повреждении канальцев, связанном с ишемией-реперфузией, при ишемическом повреждении почек после операции на сердце с подключением к аппарату искусственного кровообращения. Рост концентрации uNGAL наблюдается при ОПП за счет острого тубулярного некроза или тубулоинтерстициальной нефропатии. Исследования у детей и взрослых показывают, что uNGAL быстро и выраженно экспрессируется в хорошо изученных случаях ОПП. Например, в проспективном исследовании детей после операции с сердечно-легочным шунтированием уровень uNGAL выше 50 г/л через 2 ч после операции имел 100% чувствительность и 98% специфичность для последующего диагноза ОПП. И, наоборот, сКр в этом случае свидетельствовал об ОПП только через 1-3 дня после операции. NGAL у пациентов после операции с использованием сердечно-легочного шунтирования был основным предиктором длительности ОПП (AUC 0,79) и необходимости интенсивной терапии. Для взрослых после операции на сердце уровень uNGAL 130 мкг/г креатинина через 3 и 18 ч после операции имел чувствительность 74% и 80%, соответственно. NGAL был оценен и как маркер ОПП при трансплантации почек, где он коррелировал с задержкой начала функционирования трансплантата (AUC 0,9) и необходимостью диализа через 2-4 дня. Концентрация uNGAL росла у пациентов с трансплантированной почкой при субклиническом поражении канальцев, что позволяет использовать его для скрининга тубулоинтерстициальной болезни в первые месяцы после трансплантации. NGAL позволяет предсказать тяжесть ОПП и необходимость диализа у детей с диарея-ассоциированным гемолитическим уремическим синдромом (cut-off 200 мкг/л). Необходимо помнить, что на концентрацию NGAL влияет ряд факторов, например, ХБП, хроническая гипертензия, системные инфекции, воспаление и малигнизация. Однако, рост в плазме NGAL при этих расстройствах намного меньше, чем при ОПП. В результате интервенциональных исследований NGAL оказался прогностическим маркером нефротоксичности с высокой предсказательной ценностью: • для рентгеноконтрастных веществ, отражая контраст-индуцированную нефропатию через 2 ч после введения контраста (при cut-off 100 мкг/л AUC составил 0,92) • показал преимущества гидроксиэтилкрахмала по сравнению с альбумином и желатином у пожилых пациентов после операций на сердце • те же преимущества для раствора бикарбоната натрия по сравнению с хлоридом натрия у взрослых пациентов после операций на сердце • подтвердил нефротоксичность апротинина в сердечной хирургии. Таким образом, NGAL может быть использован в диагностике ОПП в момент первичного обследования пациента, даже когда изменения уровня сКр минимальны. Пациенты с прогрессирующей ХБП имеют повышенный NGAL и uNGAL по сравнению с пациентами без прогрессии. Очень важно, что это независимый от скорости клубочковой фильтрации (СКФ) маркер. У больных с аутосомным доминантным поликистозом почек NGAL коррелирует со степенью остаточной СКФ и тяжестью заболевания. uNGAL является ранним маркером хронического тубулоинтерстициального повреждения у пациентов с IgA-нефропатией и волчаночным нефритом, и может повышаться при почечных инфекциях. Повышение уровня NGAL в плазме сильно коррелировало со снижением ренальной функции у пациентов с васкулитами с поражением почек. Из образца мочи для исключения мешающего влияния NGAL из нейтрофилов необходимо удалять лейкоциты, а для анализа крови по этой же причине предпочтительно использовать плазму.