《Nature Communications》:Urinary clusterin as a biomarker of human kidney disease progression and response to the endothelin receptor antagonist atrasentan: An exploratory analysis from the SONAR trial
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本刊推荐:针对2型糖尿病合并慢性肾病(CKD)个体治疗响应差异的难题,研究人员通过SONAR试验(NCT01858532)开展蛋白质组学分析,发现尿簇集蛋白(uCLU)可预测肾病进展及内皮素受体拮抗剂Atrasentan的治疗响应。结果显示uCLU水平与肾功能恶化正相关,Atrasentan治疗6周使uCLU降低42.6%,早期uCLU变化独立预测肾脏结局改善,为靶向治疗提供了新型药效学生物标志物。
在全球范围内,糖尿病已成为导致慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease, CKD)的主要原因之一,其中2型糖尿病(Type 2 Diabetes)患者合并CKD的发病率持续上升,给公共卫生系统带来沉重负担。尽管现有治疗手段如血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)和血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂(ARB)能够部分延缓肾病进展,但患者个体差异显著,治疗效果有限,亟需更精准的生物标志物来指导个性化治疗。内皮素(Endothelin)通路在糖尿病肾病(Diabetic Kidney Disease, DKD)的发病机制中扮演关键角色,其过度活化可引发肾小球高压、炎症和纤维化,加速肾功能丧失。内皮素受体拮抗剂Atrasentan在前期研究中显示出肾脏保护潜力,然而其疗效在不同患者中差异明显,背后的分子机制尚未明确。
为破解这一难题,研究团队依托大型随机对照试验SONAR(Study Of Diabetic Nephropathy with Atrasentan, NCT01858532),开展了一项探索性分析,旨在识别能够预测肾病进展及Atrasentan治疗响应的新型生物标志物。该研究结果发表于《Nature Communications》,为糖尿病肾病的精准医疗提供了重要线索。
研究采用多组学整合分析策略,主要技术方法包括:基于SONAR试验人群的巢式病例对照蛋白质组学筛查(N=180);独立队列人肾活检组织的转录组测序(包括单细胞水平分析);小鼠糖尿病肾病模型中内皮素信号通路活性评分计算;以及SONAR全人群(N=3,060)的尿生物标志物纵向监测。
尿簇集蛋白(uCLU)是肾病进展的潜在生物标志物
通过对比SONAR试验中肾病进展者与匹配对照者的尿液蛋白质组,研究人员发现尿簇集蛋白(Urinary Clusterin, uCLU)是区分两组差异最显著的蛋白。独立队列的人肾组织转录组分析进一步证实,CLU mRNA水平与肾功能指标(如估算肾小球滤过率eGFR)负相关,且高表达患者肾脏结局更差。单细胞测序显示CLU主要在肾小管上皮细胞中表达,提示其与肾小管损伤密切相关。
Atrasentan通过抑制内皮素通路降低uCLU
在糖尿病肾病模型小鼠中,研究人员构建了内皮素信号通路激活评分(基于通路相关基因表达),发现Atrasentan治疗可显著降低该评分。SONAR试验数据显示,接受Atrasentan治疗6周后,患者uCLU水平平均下降42.6%,而安慰剂组无显著变化,表明uCLU变化可作为Atrasentan药效学(Pharmacodynamics)指标。
早期uCLU变化预测长期肾脏结局
纵向分析表明,治疗早期(6周)uCLU下降与长期肾脏结局改善独立相关。无论基线uCLU水平如何,Atrasentan均能延缓eGFR下降,但在uCLU高基线或早期下降显著的患者中获益更明显。
本研究首次证实uCLU不仅是糖尿病肾病进展的风险标志物,还是内皮素受体拮抗剂Atrasentan治疗响应的动态监测指标。其机制可能与内皮素通路激活促进肾小管损伤和CLU释放相关。该发现为糖尿病肾病提供了新型可量化、无创的生物标志物,有望用于临床试验患者分层和治疗效果实时评估,推动肾脏病精准治疗发展。未来需进一步验证uCLU在其他人群和肾病类型中的普适性,并探索其作为替代终点的可能性。