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115年:(醫檢)生化(1)

下列何種蛋白質在健康人尿液中含量最高？

AIgG
Bα1-microglobulin
Ccystatin C
Dβ1-microglobulin

詳細解析

本題觀念：

本題考查的是健康人尿液中蛋白質的組成與濃度分佈，特別是腎絲球過濾與腎小管再吸收機制對不同分子量蛋白質排出的影響。

在健康成人的尿液中，蛋白質總量極低（通常每天 < 150 mg）。其主要成分依含量排序通常為：

  1. Tamm-Horsfall protein (Uromodulin)：由腎小管上皮細胞分泌，是含量最高的尿蛋白（約 40-50 mg/day），但不在選項中。
  2. 白蛋白 (Albumin)：雖然血漿濃度最高，但因分子量較大且帶負電，受腎絲球屏障阻擋，正常排出量少（< 30 mg/day）。
  3. 低分子量蛋白質 (LMW proteins)：如 α1-微球蛋白、β2-微球蛋白等，能自由通過腎絲球，但 99.9% 被近端腎小管再吸收與分解。
  4. 高分子量蛋白質 (HMW proteins)：如 IgG，幾乎無法通過腎絲球，健康人尿中含量極微。

本題需要在給定的選項中比較何者含量最高。

選項分析：

  • A. IgG (Immunoglobulin G)

    • 錯誤。IgG 的分子量約為 150 kDa，屬於大分子蛋白。在健康腎臟中，腎絲球基底膜的孔徑限制了其通過（Size barrier），因此濾液中的 IgG 濃度極低。健康人尿液中的 IgG 濃度通常極微（< 3-5 mg/day 或更低），遠低於微球蛋白的排出量。若尿中 IgG 顯著升高，通常代表腎絲球屏障嚴重受損（低選擇性蛋白尿）。

  • B. α1-microglobulin (α1-微球蛋白)

    • 正確。α1-microglobulin 分子量約 26-33 kDa，屬於低分子量蛋白。它可以自由通過腎絲球濾過膜，雖然大部分在近端腎小管被再吸收，但其在正常尿液中的排出量相對於其他微量蛋白來說是較高的。
    • 根據參考數據，健康人尿液中 α1-microglobulin 的參考範圍約為 < 10-15 mg/L (或約 5-20 mg/day)。
    • 與 β2-microglobulin 相比，α1-microglobulin 的排出量通常較高（β2-MG 通常 < 0.3 mg/L），且 α1-microglobulin 在酸性尿液中較穩定，不易被降解，因此在臨床上常被視為評估腎小管功能的優良指標。在選項所列的蛋白質中，它是健康人尿液中含量最高的。

  • C. cystatin C (半胱胺酸蛋白酶抑制劑 C)

    • 錯誤。Cystatin C (約 13 kDa) 也是低分子量蛋白，由有核細胞恆定產生。它能自由過濾，但幾乎 100% 被近端腎小管再吸收並完全代謝分解，不會重新回到血液或尿液中。因此，健康人尿液中的 Cystatin C 濃度極低（通常僅為微量，ng/mL 等級），遠低於 α1-microglobulin。

  • D. β1-microglobulin

    • 錯誤。臨床檢驗中常見的是 β2-microglobulin (β2-微球蛋白)，並無 "β1-microglobulin" 這個常規檢測項目，此選項可能為干擾項或拼寫變體。
    • 即便視為 β2-microglobulin (11.8 kDa)：雖然它也是小分子蛋白，但其在健康人尿中的濃度非常低（通常 < 0.3 mg/L 或 < 400 µg/day）。此外，β2-microglobulin 在 pH < 6.0 的尿液中極不穩定，容易降解，因此其測得濃度往往低於 α1-microglobulin。

答案解析

在健康人尿液中，除了 Uromodulin 和 Albumin 之外，α1-microglobulin 是含量相對較高的蛋白質。

  • IgG 因分子量大，幾乎不過濾。
  • Cystatin C 雖過濾但被腎小管幾乎完全代謝。
  • β2-microglobulin 的正常排出量（~0.3 mg/L）顯著低於 α1-microglobulin（~5-10 mg/L）。

因此，在給定的選項中，B (α1-microglobulin) 是含量最高的。

核心知識點

  1. 腎臟蛋白處理機制：
    • 腎絲球過濾屏障：阻擋大分子（>60 kDa，如 IgG、白蛋白）。
    • 腎小管再吸收：回收小分子（<40 kDa，如 α1-MG、β2-MG、Cystatin C）。
  2. α1-microglobulin vs β2-microglobulin：
    • 兩者皆為腎小管損傷標記（Tubular markers）。
    • α1-MG 優勢：在酸性尿液中穩定，正常排出量較高，偽陰性機率低。
    • β2-MG 劣勢：在酸性尿中不穩定（易降解），正常值極低。
  3. 蛋白尿分類：
    • 腎絲球性蛋白尿：以 Albumin (高選擇性) 或 IgG (低選擇性) 為主。
    • 腎小管性蛋白尿：以 α1-MG、β2-MG 為主。

參考資料

  1. Reference values for urinary protein, albumin, beta 2-microglobulin, and the alpha 1-microglobulin-to-creatinine ratio in Japanese children. Clin Exp Nephrol. 2023. (指出 α1-MG/Cr 參考值約 3.5-5.0 mg/gCr，顯著高於 β2-MG/Cr 的 0.35 µg/mgCr)。
  2. Human alpha 1-microglobulin levels in various body fluids. J Clin Pathol. (指出正常尿液 α1-MG 平均約 5.7 mg/24h)。
  3. Urinary beta 2- and alpha 1-microglobulin levels in normal subjects. Occup Med. (指出 95th percentile: β2-MG ~0.3 mg/gCr vs α1-MG ~7.35 mg/gCr).
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