后尿道瓣膜(posterior urethral valve, PUV)是导致男性下尿路梗阻的常见病理因素，男性新生儿发病率为1 ∶ 8 000~1 ∶ 5 000^[1]。后尿道瓣膜的主要致病机制是膀胱流出道梗阻，导致膀胱进行性扩张和膀胱壁增厚，严重梗阻可影响上尿路，进而引起肾和输尿管积水，并压迫肾实质。PUV对患儿膀胱及肾功能的影响是持续性的，即使在婴幼儿时期解除梗阻，即切除后尿道瓣膜，仍有1/5~1/4的患儿可能进展为终末期肾病(end-stage renal disease, ESRD)，需行透析或肾脏移植治疗^[2-4]。目前，临床上尚无可靠的生物标志物用以预测哪些患儿会进展至ESRD。相比于肾脏结构和功能改变，尿源性生物标志物的变化更易且可更早被检测到，因而有可能作为PUV患者肾脏结局的早期诊断和预后标志物。近年来，已发现多种潜在的尿源性生物标志物(如炎症细胞因子、蛋白质类、趋化因子、多肽类等)。本文综述近年来PUV相关尿源性生物标志物的研究进展，旨在加深临床对PUV的认识，并为尿源性生物标志物在PUV诊断、治疗及预后评估中的应用提供新的思路。

一、炎症细胞因子 (一) 肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha, TNF-α)

TNF-α是一种主要由T淋巴细胞产生的促炎细胞因子(白细胞、血管内皮细胞以及肾小管上皮细胞和系膜细胞也可产生)，其在梗阻引起肾纤维化和肾功能障碍中发挥着重要作用^[5]。TNF-α可以上调自身及其他炎症介质的表达，募集、刺激多种免疫活性细胞，并诱导肾小管细胞凋亡。TNF-α主要通过结合肿瘤坏死因子受体1(tumor necrosis factor receptor 1, TNFR1)和肿瘤坏死因子受体2(tumor necrosis factor receptor 2, TNFR2)发挥促炎和促凋亡作用。在肾脏中，TNF-α主要通过结合TNFR1促进肾小管细胞凋亡，进而诱导肾纤维化发生^[6-7]。研究显示，肾盂输尿管连接部梗阻(ureteropelvic junction obstruction, UPJO)患儿尿液中TNF-α水平升高，且TNF-α已被建议作为先天性梗阻性肾病的尿源性生物标志物^[8]。

在PUV胎儿的尿液中，TNF-α、可溶性肿瘤坏死因子受体1(soluble tumor necrosis factor receptor 1, sTNFR1)和可溶性肿瘤坏死因子受体2(soluble tumor necrosis factor receptor 2, sTNFR2)的水平均增加，高水平的尿TNF-α与较低的肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)以及高水平的β2-微球蛋白(β2-microglobulin, β2M)、尿渗透压相关^[9-10]。一项比较PUV患者切除尿道瓣膜前后尿细胞因子水平的研究发现, 在术前尿TNF-α水平无显著差异的患者中，部分患者尿TNF-α水平虽在术后初期下降，但并未维持下降趋势，且在术后1年内持续上升，这与该部分患者血清肌酐水平变化一致，表明这部分患者即使在瓣膜切除后，仍存在持续的肾损伤^[11]。PUV患者尿液中TNF-α的水平在瓣膜切除后呈现出与血清肌酐水平变化特征一致的趋势，表明尿TNF-α可作为PUV患儿瓣膜切除后早期肾功能监测的尿源性生物标志物，但由于研究者仅随访至术后1年，因此尚难推测其与PUV患者远期肾功能的关系及预测ESRD的能力。

(二) 转化生长因子-β(transforming growth factor-beta, TGF-β)

TGF-β是转化生长因子超家族的一员，由3种亚型TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3组成，是一种具有多种生理功能的细胞因子。在人类中，TGF-β1是细胞表达最广泛的亚型^[12-13]。在肾组织中，上皮细胞是TGF-β的重要来源。研究表明, 当肾小管上皮细胞受到损伤时可以分泌大量TGF-β1, 进而加重肾纤维化^[14]。

多项研究发现，PUV患儿瓣膜切除前尿液中TGF-β1水平均高于正常儿童, 且与GFR呈负相关^{[9, 15-16]}。Panigrahi等^[17]研究显示，PUV患儿瓣膜切除前尿液中TGF-β1的中位水平为197.8 pg/mL，术后6个月为73.6 pg/mL，且这部分患儿血清肌酐中位水平也从1.65 mg/dL下降至0.65 mg/dL，表明PUV患儿瓣膜切除后尿液中TGF-β1水平较瓣膜切除前显著降低，且伴随肾功能的恢复。Sharma等^[18]研究发现，PUV患儿瓣膜切除前尿液中TGF-β1水平明显高于对照组，这与Panigrahi等^[17]的研究结果一致，但Sharma等^[18]观察到术后3个月时患儿尿液TGF-β1水平几乎无变化，至术后6个月时也仅下降5.7%，因而推测可能与慢性炎症的长期影响有关。另外，该研究显示PUV患儿术后TGF-β1虽未明显下降，但术后6个月时平均血清肌酐值下降了22.45%，表明肾功能总体改善。而另一项监测PUV患儿瓣膜切除前后尿液中细胞因子水平的研究发现，一部分患儿术后尿液TGF-β1水平早期下降，之后出现持续增加趋势，这种变化与血清肌酐水平的变化呈现出一致性，表明即使在瓣膜切除后，仍可能存在持续的肾损伤^[11]。瓣膜切除后TGF-β1水平接近正常，表明TGF-β1或许可以作为PUV术后早期的预后标志物，但这些研究的术后随访时间均未超过1年，患儿远期尿液TGF-β1水平与肾功能情况尚不明确。因此，我们推测PUV患儿瓣膜切除后尿液中TGF-β1水平下降预示着肾功能恢复，但对于TGF-β1水平未明显下降的情况，还需进一步研究才能得出结论。

(三) 白细胞介素(interleukin, IL)

IL是一组介导白细胞间通信的细胞因子，在肾脏中主要由肾小管上皮细胞分泌^[19]。多项基于PUV胎儿尿液样本的研究发现，PUV胎儿尿液中IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10等炎症因子水平显著增加^{[9, 20]}。在Mittal等^[21]的研究中，PUV患儿尿液IL-6平均水平从入院前的5.17 pg/mg肌酐下降至术后9个月的3.61 pg/mg肌酐，表明瓣膜切除后PUV患儿尿液中IL-6水平呈进行性下降。然而，Mandelia等^[11]研究发现，在瓣膜切除前，PUV患儿和对照组之间尿液IL-6水平并无显著差异，瓣膜切除后也未观察到与尿液IL-6水平之间存在相关性，术前和术后差异并不显著。目前检索到的文献大多支持在瓣膜切除前PUV患儿尿液IL水平高于健康儿童，对于Mandelia等^[11]的研究结果，我们猜测可能是由于该研究样本量较小的缘故。对于瓣膜切除术后IL-6能否反映肾功能情况，Mittal等^[21]的研究结果虽然肯定了这一结论，但其研究样本量不大，可能还需要进一步研究以证实其准确性。

二、β2-微球蛋白(β2-microglobulin, β2M)

β2M是人类主要组织相容性复合体的结构成分，无法穿过胎盘屏障，几乎完全通过肾小球滤过，并在肾小管被完全重吸收和代谢。当胎儿尿液中β2M浓度增加，可能提示肾小管功能障碍，而肾小管功能障碍是PUV的常见损伤^[22]。与对照组相比，PUV胎儿尿液中β2M的浓度更高，并与炎症因子如IL-8、嗜酸性粒细胞趋化因子-1(Eosinophil chemotactic factor-1, Eotaxin-1)、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1)和sTNFR1呈正相关^[9]。研究表明，胎儿血液及尿液中的β2M均可用于先天性肾脏和泌尿道异常(congenital anomalies of the kidney and urinary tract, CAKUT)患儿出生后肾脏结局的预测^[23-24]。Dreux等^[23]在一项随访时间10~30年的回顾性研究中发现，胎儿尿液β2M>5.0 mg/L可以预测早期ESRD，灵敏度为87%，特异度为72%。一项关于PUV患者瓣膜切除后肾脏功能的研究发现，发生ESRD的患者尿液中β2M中位水平显著升高，研究显示无ESRD的PUV患者尿液中β2M中位水平为86 μg/L，而发生ESRD的PUV患者尿液中β2M中位水平达4 900 μg/L^[25]。因此，无论瓣膜切除前还是切除后，PUV患者尿液中β2M水平均可用于其肾脏结局的预测，但具体临界值尚未统一。虽然Dreux等^[23]提出，胎儿尿液中β2M>5.0 mg/L可以预测PUV胎儿生后肾脏的不良结局。但Sharma等^[26]认为，胎儿尿液中β2M>10.0 mg/L才有预测价值，甚至早期有学者提出>2.0 mg/L或4.0 mg/L即可预测ESRD，而PUV患者瓣膜切除后尿液中β2M的阈值暂未见报道。

三、趋化因子

趋化因子主要包括MCP-1和Eotaxin-1。MCP-1又称趋化因子配体2(C-C motif chemokine ligand 2, CCL2)，主要由单核细胞和巨噬细胞产生，内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞和系膜细胞等也可表达，MCP-1与其受体结合后，可发挥促炎、促纤维化等效应^[27-29]。Eotaxin-1又称趋化因子配体11(C-C Motif chemokine ligand 11, CCL11)，是一种细胞因子，对免疫细胞(特别是嗜酸性粒细胞)起着很强的趋化作用，已被证明是炎症和过敏反应中嗜酸性粒细胞的特异性诱导剂，可由炎性因子如IL-1、TNF-α和干扰素-γ(interferon-gamma, IFN-γ)诱导产生。对PUV胎儿尿液炎症生物标志物的研究发现，PUV胎儿尿液中MCP-1/CCL2和Eotaxin-1/CCL11的水平显著增加，并与尿液中的β2M水平及尿渗透压呈正相关^{[9, 20]}。关于PUV患者瓣膜切除术后尿液MCP-1/CCL2水平的变化，Panigrahi等^[17]研究显示，PUV患者术前尿液中MCP-1/CCL2的中位数为147.2 pg/mL，术后6个月为88.6 pg/mL，对照组为6.2 pg/mL，表明PUV患者瓣膜切除术后MCP-1/CCL2的水平虽明显降低，但仍显著高于正常水平。这一现象也在梗阻性肾病和反流性肾病等其他研究中得到了验证^[30-31]。此外，Mittal等^[21]的研究也观察到在瓣膜切除后，PUV患者尿液中MCP-1水平呈下降趋势，但进一步研究发现，尿液MCP-1水平的下降与泌尿系统超声、膀胱造影和肾功能检查(血清尿素和血清肌酐)的结果之间相关性无统计学意义，而血清尿素和血清肌酐在术后3个月的下降趋势具有统计学意义，提示瓣膜切除后肾功能有恢复趋势。但由于Panigrahi等^[17]和Mittal等^[21]的研究均未进行长期的随访监测，故很难明确MCP-1/CCL2和PUV患儿远期肾功能的关系。目前关于PUV患者尿液中Eotaxin-1/CCL11的研究较少，暂未检索到PUV患者瓣膜切除术后尿液中Eotaxin-1/CCL11水平的变化，因此MCP-1/CCL2或许可以作为PUV术后肾功能恢复的早期生物标志物，而Eotaxin-1/CCL11的作用则需进一步研究。

四、粘附蛋白 (一) 钙粘蛋白

钙粘蛋白在肾上皮细胞发育中发挥关键作用，上皮细胞的完整性和极性丧失将导致钙粘蛋白丢失。在尿路梗阻患者中，钙粘蛋白-E的减少可能引发上皮- 间充质转化(epithelial mesenchymal transition, EMT)^[32]。Mittal等^[21]研究发现，PUV患儿瓣膜切除前尿液中钙粘蛋白-E的平均水平为811.90 pg/mg肌酐，术后9个月的平均水平为1 372.7 pg/mg肌酐，表明PUV患儿瓣膜切除后尿液中钙粘蛋白-E显著增加。钙粘蛋白-E的水平和血清肌酐及血清尿素水平呈负相关，若瓣膜切除后钙粘蛋白-E水平未明显增加，则提示尿路梗阻仍然存在，可能需要二次手术。该研究发现，需行二次瓣膜切除手术的PUV患者，术后9个月时尿液中钙粘蛋白-E平均水平为1 174.20 pg/mg肌酐。PUV患儿瓣膜切除后尿液中钙粘蛋白-E水平增加，表明肾上皮细胞完整性和极性恢复，提示肾功能恢复。因此，钙粘蛋白-E用于评估PUV瓣膜切除术后肾功能有一定的价值。

(二) L1-细胞粘附分子

另一种与PUV发展相关的重要粘附分子是L1-细胞粘附分子(L1 cell adhesion molecule，L1-CAM)，这是一种与神经系统发育有关的蛋白，参与少数破坏性过程，尤其是EMT。与对照组相比，PUV患者尿液中L1-CAM水平显著升高^[32]。一项关于1~18岁PUV患者尿源性生物标志物排泄与肾功能关系的研究发现，PUV病例组全尿中TGF-β水平显著升高，并且确定了尿蛋白肌酐比值、全尿TGF-β及L1-CAM与GFR的密切相关性^[33]。目前，关于L1-CAM在PUV疾病中的研究有限，我们尚未检索到更多关于瓣膜切除术后PUV患者尿液L1-CAM水平的变化，但上述研究结果显示，L1-CAM与尿蛋白肌酐比值、TGF-β联合使用是PUV患者低GFR检测的可选指标。

五、多肽类 (一) 三叶因子家族肽

三叶因子家族(trefoil family factor, TFF)肽是一组小分子多肽，包括TFF1、TFF2和TFF3，在上皮细胞的保护和修复过程中起主要作用，TFFs在泌尿道不同部位的表达存在差异，TFF3在肾脏中显著表达，与肾脏再生相关，TFF1主要在集合管和上尿路上皮中表达，而TFF2仅在膀胱中少量表达^[34-35]。关于该标志物在PUV领域的研究尚未深入。但研究表明，TFFs与成人慢性肾脏病(chronic kidney disease，CKD)相关，随着CKD的进展，尿液中TFF1和TFF3水平显著升高，TFF3被认为是CKD进展至3b期的重要独立预测因子^[36-38]。Anand等^[15]的研究中也观察到，CAKUT(包括PUV)儿童的尿液中TFF1和TFF3水平均升高，且在接受相应治疗后，尿TFF3的浓度与肾功能的恶化呈正相关。在后续研究中，Anand等^[39]还发现进行性肾功能恶化和尿液中TFF3水平升高与两个肾素- 血管紧张素系统的等位基因相关。但最近一项关于PUV胎儿尿源性生物标志物的研究发现TFF3水平显著降低^[40]。上述研究主要是在成人CKD与儿童CAKUT中进行，在PUV患者中是否存在类似结论还需进一步研究才能明确。

(二) 尿液代谢组学

近年来，关于PUV患儿肾脏结局相关标志物的研究很多，多项研究已经证明尿液代谢组学分析在成人和儿童肾脏疾病以及胎儿医学管理中的潜在有效性^[41-43]。多项研究证明，联合使用尿液代谢物和肽标志物的预测能力显著优于单一标志物^[44-45]。为预测PUV患儿出生后的肾功能，Klein等^[44]通过质谱法分析PUV胎儿尿液蛋白质组，鉴定出26种与PUV特异性相关的肽，其中有19种是不同的胶原蛋白肽，表明肾纤维化可能始于胎儿期并导致早期ESRD。Klein等^[44]还验证了其中12种胎儿尿液肽作为出生后肾功能的预测因子，验证结果显示12种胎儿尿液肽具有较高的灵敏度和特异度。随后，一项单中心研究也证实了Buffin-Meyer等^[46]确定的12种胎儿尿液肽的特征性预测能力。关于12种胎儿尿液肽的多中心验证正在一项国际前瞻性大规模研究中进行^[47]。Buffin-Meyer等^[45]也发现24种肽和代谢物的组合显著优于单独使用24种代谢物，尽管与12种胎儿尿液肽相比预测性能相差不大。上述Buffin-Meyer等^[45-46]的研究均为前瞻性研究，证实了其可以高灵敏度和特异度预测ESRD，但最终仍需大规模、多中心研究验证，才能证明尿液代谢组学在识别PUV患者发生早期ESRD中的价值。

综上所述，应用尿液生物标志物预测后尿道瓣膜特别是肾功能的转归仍需更多的研究。随着研究的深入，越来越多的尿源性生物标志物被发现，但大部分研究缺少长期随访，根据目前的研究结果尚不能推测其与PUV患者肾功能的具体关系。但根据TNF-α、TGF-β、β2M、MCP-1/CCL2等在PUV患者术后尿液中的水平，可以预测术后早期肾功能的变化，仍然具有一定的临床价值。近年来，尿液代谢组分析逐渐兴起，尿液代谢物和肽标志物的联合分析，对肾脏结局的预测能力明显优于单一标志物。对于此类研究，不仅需要扩大样本量，还需要多中心研究的佐证，以期能够在后尿道瓣膜疾病中得到一种(或一组)能够预测肾功能转归的尿源性生物标志物。

利益冲突   所有作者声明不存在利益冲突