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        腎小球濾過率評估公式的比較

        2012-04-13 03:08:27倪顧鴻綜述陳海冰審校
        腎臟病與透析腎移植雜志 2012年2期
        關鍵詞:適用性參考值清除率

        倪顧鴻 綜述 陳海冰 審校

        腎小球濾過率(GFR)是評價腎功能的主要客觀指標,即單位時間從雙腎濾過的血漿的毫升數。同時GFR也是慢性腎臟病(CKD)分期的重要依據。因此,準確測定GFR對于CKD的診斷和分期有著重要意義。本文通過學習近期文獻資料,比較幾種評估公式的偏差、精確度和準確性等指標,旨在尋找適用性最好的公式。

        基于血清肌酐(SCr)值的評估公式

        Cockcroft-Gault(CG)公式和MDRD公式 CG公式是基于236例美國成人SCr和人口統(tǒng)計學資料開發(fā)的肌酐清除率(Ccr)計算公式,樣本中96%是男性,計算女性GFR時需采用校正因子。CG公式為:Ccr=(140-年齡)×體重(kg)/[72×SCr(mg/dl)]×(0.85,女性),當評估GFR時需乘以系數0.84。它是一種簡便的評估GFR的方法,目前在臨床上被廣泛使用。在糖尿病(DM)患者中,當其GFR水平較低時CG公式會高估真實值,這可能與該公式中有“體重”這一變量有關,因為DM患者的體重往往變化較大,而CG公式中含有“體重”這一重要指標,導致該公式得出的值比實際值要高。

        美國腎臟病飲食調整(MDRD)工作組于1999年對1 628例CKD患者(其中12%為非裔美國人)的基線數據,以碘他拉酸鈉腎臟清除率為GFR參考值,開發(fā)了MDRD公式。為方便臨床應用,2000年對該公式進行了簡化,僅包含SCr、年齡、性別和種族4個變量,其計算公式為:GFR[ml/(min·1.73m2)]=186×[SCr(mg/dl)]-1.154×[年齡(歲)]-0.203×(0.742,女性)×(1.180,黑人),即目前常用的簡化MDRD公式。該公式應用于DM患者時,當其GFR在高水平時會低估;而在GFR較低時雖其準確性要優(yōu)于CG公式,但依然會高估真實值。總的來說MDRD公式的準確性要好于CG公式,尤其是腎功能不全的DM患者。

        唐琦等[1]在101例各種CKD患者[GFR平均值28.65±34.97 ml/(min·1.73m2)]中將兩種公式與99mTc-DTPA清除率進行比較,發(fā)現(xiàn)兩者測定GFR與99mTc-DTPA-GFR均有較好的相關性,測定的GFR在ROC曲線下面積平均都為0.82,但MDRD公式的敏感度及特異度均優(yōu)于CG公式。并發(fā)現(xiàn)隨著99mTc-GFR下降,CG公式和MDRD公式的準確性均下降,可能與隨著腎功能下降,SCr的腎小管排泌增加有關。

        國內一項在175例 CKD患者[GFR平均值50.50±36.74 ml/(min·1.73m2)]中關于兩公式比較的研究顯示:CG公式評估的GFR相關系數為0.88,MDRD公式為0.90;CG公式與MDRD公式所得的GFR與真實值間的偏差分別為1 136和334;精確度分別為70.1和64.7;15%準確性分別為33.14%和 34.85%,30%準確性為59.42%和60.00%,50%準確性為78.85%和76.00%,結論提示MDRD公式優(yōu)于CG公式[2]。

        國外一項關于CG公式與MDRD公式在CKD患者和健康者兩類人群中作用的研究中提示:在CKD組GFR<60 ml/(min·1.73m2)時,MDRD 公式優(yōu)于CG公式,兩者的偏差分別為-0.5 ml/(min·1.73m2)和3.5 ml/(min·1.73m2),30%準確性分別為71%和60%,50%準確性分別為89%和77%;在健康組中,MDRD公式較CG公式低估了GFR真實值,兩者偏差分別為-9.0 ml/(min·1.73m2)和1.9 ml/(min·1.73m2)[3]。

        來自法國的一項關于CG公式與MDRD公式在DM患者中評估GFR的研究提示:CG公式和MDRD公式與GFR參考值(51Cr-EDTA)的相關系數分別為0.74和0.81;ROC曲線下面積在中度腎功能不全者中,CG公式為0.868,MDRD公式為0.927,在重度腎功能不全者中,CG公式為0.883,MDRD公式為0.962[4],可見在DM患者,MDRD公式對腎功能不全的診斷和分期較CG公式更為準確。

        國內有關CG公式與MDRD公式在DM患者中適用性的比較研究顯示,其估計的GFR與參考值之間均有明顯偏差,CG公式低估了真實值,而MDRD公式高估了真實值。在相關性分析中,將研究對象分為 GFR≥60 ml/(min·1.73m2)和 GFR<60 ml/(min·1.73m2)兩組,其中 CG公式估計的 GFR與參考值的相關系數分別為0.506和0.614,MDRD公式估計的GFR與參考值的相關系數分別為0.532和0.717,MDRD公式與參考值的相關性優(yōu)于CG公式。MDRD估計的GFR與參考值的一致率也高于CG公式(分別是0.761和0.324)。同時MDRD公式的準確性高于CG公式[5],該項研究同樣提示在DM患者腎功能的評估中,MDRD公式優(yōu)于 CG公式。

        由上述資料可見,在健康人群中CG公式的適用性優(yōu)于MDRD公式,而在CKD患者和DM患者中MDRD公式的適用性優(yōu)于CG公式。

        流行病學協(xié)作公式(chronic kidney disease epidemiology collaboration,CKD-EPI公式) 由于MDRD公式是從CKD人群研發(fā)而來,其在GFR較高時會低估真實值,為克服這一缺陷,有研究者開發(fā)了新的評估公式即CKD-EPICKD

        GFR[ml/(min·1.73m2)]=141 × min[Scr(mg/dl)/κ,1)]α × max(SCr/κ,1)-1.209× 0.993Age×(1.018,女性)×(1.159,黑人)(κ值在女性時為0.7,男性時為0.9,α在女性時為-0.329,在男性時為-0.411,min代表SCr/κ的最小值或1,max代表SCr/κ的最大值或1。

        該研究顯示CKD-EPI公式要優(yōu)于MDRD公式,尤其在 GFR較高水平時,與 GFR參考值(iothalamate)比較,CKD-EPI公式與MDRD公式的偏差分別為2.5 ml/(min·1.73m2)與5.5 ml/(min·1.73m2),精確度分別為 16.6 ml/(min·1.73m2)與 18.3 ml/(min·1.73m2),30% 準確性分別為 84.1% 和80.6%[6],可見CKD-EPI公式較MDRD公式有較小的偏差,較高的精確度和準確性。

        改良MDRD中國公式 由于以往評估公式的研究對象均是西方人,為此有中國研究者對簡化MDRD公式進行了改良,使其能較好地適合中國人群。

        改良的簡化MDRD公式為(1)GFR[ml/(min·1.73m2)]=186 ×[CX3 Pcr(mg/dl)]-1.154×(年齡)-0.203×(0.742,女性)×(1.233,中國人);(2)GFR[ml/(min·1.73m2)] =175 ×[Hit Pcr(mg/dl)]-1.234×(年齡)-0.179×(0.79,女性)(注:Pcr的測定用堿性苦味酸動力法,公式(1)的肌酐用Beckman CX3全自動生化分析儀測定;公式(2)的肌酐用日本Hitachi 7600全自動生化分析儀測定)。

        比較發(fā)現(xiàn),改良后的公式較改良前的公式有較小的偏差,較高的精確度和準確性,尤其是明顯提高了15%和30%準確性[7]??梢?,改良的簡化MDRD公式更適合中國人群。

        與此同時,校正的簡化MDRD公式(瑞金公式)(67例糖尿病患者)GFR[ml/(min·1.73m2)]=234.96×[SCr(mg/dl)]-0.926× (年齡)-0.280×(0.828,女性)。發(fā)現(xiàn)其在糖尿病腎病(DN)患者中較改良后的簡化MDRD公式有較好的適用性。其有較小的偏差(校正的簡化MDRD公式為4.25,改良的簡化 MDRD公式為17.10和8.59),30%和50%符合率較高分別為56.7%和82.1%,而改良的簡化MDRD公式(1)的30%和50%符合率為44.8%和59.7%;公式(2)的30%和50%符合率為49.3%和62.7%,但校正的簡化MDRD公式估測GFR 30%符合率依然小于70%[8]。

        基于胱抑素C(cystatin C,CysC)的評估公式

        CysC是一種半胱氨酸蛋白酶抑制劑,產生速率恒定,不受年齡、性別、體重及飲食等因素影響。血清中的CysC完全取決于GFR,是早期評價腎功能損害的靈敏標記物。一項關于CysC在DM患者中腎功能評估作用的研究顯示:在腎功能下降早期,CysC與GFR參考值(血漿三碘三酰苯清除率)的相關系數為r=0.857,而SCr、CG公式及MDRD公式所得值與GFR參考值的相關系數分別為r=0.772,0.750及0.806;且當GFR下降時,CysC濃度會逐步的升高,這在其他三種測定方法中未見;在GFR=90 ml/(min·1.73m2)和 75 ml/(min·1.73m2)時,CysC 的診斷效能分別是89%和92%,明顯高于上述其他幾種方法[9],可見CysC在DN的早期診斷、預防和提供治療策略上有著重要意義。但CysC濃度可能受腎外因素的影響(如惡性腫瘤),例如在有轉移的黑色素瘤或結腸直腸癌患者中,在無任何腎病的情況下,血清CysC明顯高于早期癌癥患者[10]。由于有關CysC的研究數據有限,其公式需進一步完善。

        近年來,有研究者開發(fā)了基于CysC的評估公式:GFR ml/(min·1.73m2)= [66.8×CysC(mg/L)-1.30] × [273 × (SCr)-1.22× age-0.299×(0.738,女性)]-1/2。研究發(fā)現(xiàn)該評估公式的相關系數為0.90,優(yōu)于MDRD公式(0.87);偏差為54.7±27.0,而 MDRD公式為51.4±24.3。在 CKD分期中,CysC的準確率為72.6%,MDRD公式的準確率為66.9%,表明基于CysC的評估公式與參考值的相關性最好,準確性最高[11]。因此,如同當初開發(fā)MDRD公式時一樣,研究者開發(fā)了一系列基于CysC的評估公式,如基于2型DM患者的Perkins公式 GFR=100/CysC(mg/L),Arnal公式 GFR=74.835/CysC(mg/l)1.333]和 Maclsaac公式 GFR[(ml/min·1.73m2)]=84.6/CysC(mg/L))-3.2;基于CKD患者Rule公式GFR=66.8/CysC(mg/L)1.30;基于1型DM患者的Tan公式GFR=87.1/CysC(mg/L))-6.87以及Stevens(CysC-年齡)公式 GFR=127.7/CysC(mg/L)1.17)×(年齡)-0.13×(0.91,女性)]和 Stevens(CysC -SCr)公式GFR=177.6× SCr(μmol/1/88.4)-0.65×CysC(mg/L)-0.57×(年齡)-0.20× (0.82,女性),該研究是在CKD患者中得出。在尚未有明顯蛋白尿的2型DM患者的研究發(fā)現(xiàn),與MDRD公式進行比較,所有基于CysC的公式的偏差均小于MDRD公式[Perkins 20.0,Arnal-2.8,Rule-14.5,Maclsaac-2.4,Tan-2.9,Stevens(CysC-年齡)-8.5,Stevens(CysC-SCr)-18.9,MDRD -27.1],在10%準確性均好于 MDRD公式[Perkins 21%,Arnal 30%,Rule 31%,Maclsaac 34%,Tan 34%,Stevens(CysC-年齡)29%,Stevens(CysC-SCr)27%,MDRD 10%],在30%準確性方面Maclsaac,Tan明顯優(yōu)于MDRD公式(Maclsaac 85%,Tan 84%,MDRD 65%)[12]。由于研究對象的GFR水平較高104.5(20.1)ml/(min·1.73m2),缺乏 CKD 患者,使得 Maclsaac和Tan公式表現(xiàn)出較好的適用性。所以Perkins和Arnal公式在DM患者中適用性較好;Rule公式在已有CKD患者中有較好適用性,而在健康人群中準確性不足;Maclsaac和Tan公式有DM患者,但大多未出現(xiàn)CKD患者中有較好適用性;Stevens公式在CKD患者中有較好適用性。但是這些公式還未在不同人群中得到廣泛驗證。

        評估公式準確性的影響因素

        目前開發(fā)的GFR評估公式,不管是CG公式、MDRD公式、改良的簡化MDRD公式還是瑞金公式等,都與真實值間存在一定的偏差,其精確度和準確性需進一步提高,尤其在DN患者,腎功能接近正常或嚴重下降者等一些特殊人群中。這些偏差與多種原因有關。

        SCr測定誤差

        檢測方法差異 不同實驗室間SCr的測定方法并不相同,如苦味酸鹽法或酶法。測定SCr的儀器也不盡相同,如上述改良的簡化MDRD公式(1)用的是CX3 Beckman儀器,而改良的簡化MDRD公式(2)用的是Hitachi儀器。SCr又是這些評估公式中的一個重要影響因素,不同測定儀器所得的SCr值不同,所以如何校正SCr至統(tǒng)一標準至關重要。

        選擇的參考標準不同 我國開發(fā)的評估公式中用的參考標準為99m锝-二乙三胺五乙酸(99mTc-DTPA)清除率;而在MDRD研究中參考標準用的是125I-碘他拉酸鹽清除率,在 GFR偏低時過高估計真實值3~5 ml/(min·1.73m2),在 GFR偏高時過高估計真實值達 15~25 ml/(min·1.73m2)[13]。由于不同參考標準之間本身就存在差異,自然會導致誤差。

        血糖的影響 血糖水平會影響GFR及其評估。國外一項研究發(fā)現(xiàn),糖化血紅蛋白每升高1%,GFR則升高6.0 ml/(min·1.73m2),CG公式所得的GFR升高5.6 ml/(min·1.73m2),MDRD所得的 GFR升高5.3 ml/(min·1.73m2),在血糖控制差的患者,其評估公式所得GFR較高[14]。國內一項研究同樣提示血糖水平會影響GFR的評估:血糖控制不佳組采用MDRD公式的eGFR的偏離度顯著高于血糖控制良好組[分別為17.47 ml/(min·1.73m2)和 6.95 ml/(min·1.73m2)];MDRD公式估測的 GFR的15%和30%準確性顯著低于血糖控制良好組(分別為0.26和 0.35,0.47和 0.61)。而 CG公式的eGFR血糖控制較差組和血糖控制較好組間準確性和偏差均無顯著差異。該研究顯示血糖水平對MDRD 公式有較大影響[15]。

        體重的影響 體重也是影響評估公式準確性的重要因素,尤其是CG公式。例如,國外一項基于122例DM患者的研究指出,體質量指數(BMI)在正常范圍內時,CG公式低估GFR標準值(-14%),超重患者CG公式高估GFR標準值(15%),肥胖患者CG公式同樣會高估GFR標準值(55%);該研究同時指出由飲食導致的體重下降20%,其GFR反而會升高20%[16]。由于體內肌酐的產生主要與肌肉有關,即體內的肌肉組織,但在評估GFR時人們往往用的是人的總體重,尤其是肥胖者,由于其脂肪含量偏多,使得評估所得的GFR值偏差較大,所以在評估GFR時應盡量排除“體重”的影響,尤其是脂肪組織的影響,用生物電阻抗法測定瘦體重的方法即可排除這種影響。一項研究顯示,以99mTc-DTPA清除率為標準,生物電阻抗瘦體重法Ccr的結果優(yōu)于CG公式所得的Ccr的結果。前者ROC曲線下面積平均為0.94,而后者ROC曲線下面積平均為0.89;與標準值的相關系數分別為 0.92、0.90[17]。

        適用范圍 公式最佳的適用范圍為開發(fā)樣本的GFR平均值。例如CG公式來源于正常人群,其估測值常比真實值偏高,在MDRD公式研究開發(fā)過程中對CG公式進行驗證評價,提示CG公式計算出的Ccr過高估計 GFR真實值約16%[18],而 MDRD公式來源于腎臟病患者,會低估健康人的GFR。

        小結:評估公式由于其簡便、經濟、易操作等優(yōu)勢,已廣泛應用于GFR的評估和CKD分期。目前最為常用的是CG公式和MDRD公式,比較而言,MDRD公式優(yōu)于CG公式。CG公式在健康者和GFR水平較高時適用性較好;MDRD公式在CKD患者中有較好適用性;CKD-EPI公式可彌補MDRD公式在GFR水平較高時的缺陷;當應用于中國人時建議使用改良MDRD中國公式;當在CKD早期,可有選擇的使用基于CysC的公式。然而,任何公式與實際值間均有較大偏差,特別是DM等特殊人群。研究者應進一步研究探索適用于DN、CKD患者等特殊人群的評估公式。

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