【摘要】 急性腎損傷是臨床常見(jiàn)疾病，其病因眾多，常見(jiàn)于各種原因的液體丟失和出血，腎內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變（如腎前小動(dòng)脈收縮或腎后小動(dòng)脈擴(kuò)張）所致的腎血流灌注減少，以及腎缺血和腎毒性藥物或毒素導(dǎo)致的腎小管壞死等等。而輕度的腎功能減退即可導(dǎo)致并發(fā)癥發(fā)病率及總體死亡率升高。所以急性腎損傷早期診斷顯得尤為重要。因此需要尋找靈敏度高、特異性高的AKI生物學(xué)標(biāo)志物。

急性腎損傷（AKI）是對(duì)以往急性腎衰竭概念的擴(kuò)展和向疾病早期的延伸，是指由多種病因引起的短時(shí)間內(nèi)（幾個(gè)小時(shí)或幾天）腎功能突然下降而出現(xiàn)的臨床綜合征。其病因眾多，由于病因及病變的嚴(yán)重程度不同，病理改變可有明顯差異。常見(jiàn)于各種原因的液體丟失和出血，腎內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變（如腎前小動(dòng)脈收縮或腎后小動(dòng)脈擴(kuò)張）所致的腎血流灌注減少，以及腎缺血和腎毒性藥物或毒素導(dǎo)致的腎小管壞死等。其中急性腎小管損傷是急性腎損傷的基本病理基礎(chǔ)，是由于腎臟有效灌注不足或腎臟毒性物質(zhì)對(duì)腎小管上皮細(xì)胞造成的損傷以及由此繼發(fā)的腎間質(zhì)損傷。臨床患者發(fā)生急性腎損傷，即使腎功能輕度下降，都會(huì)造成電解質(zhì)紊亂、酸堿失衡、水鈉潴留等一系列癥狀，加重病情，使病情復(fù)雜，死亡率增高，不僅加重患者痛苦，也加重社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

1 急性腎損傷

近年來(lái)，急性透析質(zhì)量指導(dǎo)組（ASQI）和急性腎損傷網(wǎng)絡(luò)（AKIN）兩個(gè)國(guó)際組織分別制定了AKI的RIFLE分層診斷標(biāo)準(zhǔn)，但仍有一定的局限性。AKI的診斷標(biāo)準(zhǔn)為：腎功能在48 h內(nèi)迅速減退，Scr升高絕對(duì)值≥26.4 μmol/L，或較基礎(chǔ)值升高≥50%；或尿量<0.5 ml/（kg·h）超過(guò)6 h（排除梗阻性腎病或脫水狀態(tài)）。該分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了48 h內(nèi)肌酐的變化，降低了對(duì)肌酐基礎(chǔ)值的要求。而尿量作為判斷標(biāo)準(zhǔn)之一，敏感而有利于預(yù)測(cè)，但仍需與臨床實(shí)際情況相結(jié)合，要考慮到影響尿量的因素，如梗阻、脫水以及利尿劑的應(yīng)用等。根據(jù)Scr升高的水平，以及GRF下降的程度，包括單位時(shí)間內(nèi)尿量的變化等，AKI按RIFLE診斷標(biāo)準(zhǔn)分為以下5級(jí)：風(fēng)險(xiǎn)期（risk of renal dysfunction R）、損傷期（injury to the kidney I）、衰竭期（failure of kidney function F）、失功能期（loss of kidney function L）、終末期腎病期（end-stage kidney disease ESKD）。

從上述兩種診斷標(biāo)準(zhǔn)可以看出，目前AKI的診斷和分級(jí)仍主要依靠尿量的變化以及血肌酐升高的程度。而尿量的變化如上文所述，可以被多種臨床因素所影響。而腎小球?yàn)V過(guò)率下降時(shí)，血肌酐的升高水平也受到許多非腎性因素影響，如肌肉含量、營(yíng)養(yǎng)攝入量等?；颊哐◆m上升可伴或不伴有少尿情況，而且血肌酐變化也可以與腎小球?yàn)V過(guò)率的變化不同步，因此如僅靠血肌酐的變化來(lái)判斷腎功能的惡化程度，往往會(huì)延誤患者的診治。尋找可靠且便于臨床檢驗(yàn)的生物標(biāo)志物來(lái)反應(yīng)AKI是非常必要的，它不僅有助于疾病的早期評(píng)估，還有助于反應(yīng)治療效果，而且可以指導(dǎo)新型的治療藥物的開(kāi)發(fā)[1]。最近一些研究指出，根據(jù)血清肌酐，尿素氮和尿量來(lái)評(píng)估腎功能是不可靠的，因?yàn)檫@些指標(biāo)并不能反映早期的腎功能衰竭以及腎單位結(jié)構(gòu)的損傷[2]。近幾十年來(lái)，被認(rèn)為AKI生物學(xué)標(biāo)記物的指標(biāo)已被紛紛報(bào)導(dǎo)，如小管酶、生長(zhǎng)因子、黏附因子和一些細(xì)胞因子，但由于缺乏敏感性及特異性而無(wú)法應(yīng)用于臨床[3]。本文通過(guò)回顧近年的一些新發(fā)現(xiàn)，來(lái)探討可以用于預(yù)測(cè)及評(píng)估早期AKI的生物標(biāo)記物。

2 AKI生物標(biāo)記物

AKI的生物學(xué)標(biāo)志物是可以從血液或者尿液中檢測(cè)的到的物質(zhì)。而尿液中的生物標(biāo)志物則更有臨床應(yīng)用前景，它們可以用于AKI的早期診斷，檢測(cè)腎單位結(jié)構(gòu)的損傷、功能障礙等。生物標(biāo)志物被定義為可以對(duì)正常生物學(xué)過(guò)程，病理進(jìn)程或藥理學(xué)反應(yīng)進(jìn)行測(cè)量或評(píng)估。此外，美國(guó)食品藥品監(jiān)管局（FDA）將生物標(biāo)志物定義為任何可以用于評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)及疾病的診斷指示劑。理想的AKI生物標(biāo)志物是快速、簡(jiǎn)便、廉價(jià)、精確，并能夠確定腎功能及腎臟結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重程度，預(yù)測(cè)AKI早期階段，具有很高的靈敏度和特異性的檢測(cè)指標(biāo)。

AKI的誘發(fā)因素（缺血、腎毒性藥物、細(xì)菌內(nèi)毒素）導(dǎo)致炎性介質(zhì)（如細(xì)胞因子和趨化因子）從腎小管上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞中釋放。嗜中性粒細(xì)胞和其他白細(xì)胞遷移到炎癥部位和腎小管毛細(xì)血管壁時(shí)間早于腎功能下降[4]。在遷移過(guò)程中，中性粒細(xì)胞釋放促炎性細(xì)胞因子，進(jìn)一步加劇腎小管損傷[5]。最終，AKI小管上皮細(xì)胞骨架完整性缺失，導(dǎo)致細(xì)胞脫落、細(xì)胞凋亡或壞死[6]。在這一基本病理過(guò)程往往發(fā)生在腎小球?yàn)V過(guò)率降低之前。且已經(jīng)發(fā)生脫落的細(xì)胞可致腎小管阻塞，血管活性物質(zhì)釋放可致血管收縮進(jìn)而影響腎小球?yàn)V功能。

在AKI的發(fā)展過(guò)程中，多種因素所產(chǎn)生的生物標(biāo)志物積累在血漿中和尿液中，代表了在不同病理生理過(guò)程中所導(dǎo)致的腎功能損傷和修復(fù)的過(guò)程。尿液中所積累的生物標(biāo)志物可由不同部位的上皮細(xì)胞產(chǎn)生，遷移到腎小管內(nèi)激活的免疫細(xì)胞所分泌的生物標(biāo)志物也可能來(lái)源于一個(gè)地方（NGAL，IL-18）。針對(duì)動(dòng)物AKI模型的研究發(fā)現(xiàn)，一些腎外組織所產(chǎn)生的生物標(biāo)志物（NGAL，IL-18）分泌增加[7]。腎外組織所分泌的這些產(chǎn)物會(huì)使血液中生物標(biāo)志物水平提高，而且腎小球?yàn)V過(guò)率的下降會(huì)進(jìn)一步放大這種現(xiàn)象。然而就算沒(méi)有發(fā)生AKI，全身的炎癥反應(yīng)，例如在大型外科手術(shù)、敗血癥及外傷，會(huì)增加免疫細(xì)胞及腎外組織分泌生物標(biāo)志。因此，上述患者如出現(xiàn)AKI，其生物標(biāo)志物水平則需要考慮到其他因素。

3 Netutrophil gelatinase-associated lipoclin（NAGL）

NAGL，中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白最先在人中性粒細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的分子量為25 kDa的蛋白質(zhì)[2，8]。在細(xì)菌感染時(shí)，NGAL被釋放入血。血液中的NAGL濃度升高可以用來(lái)鑒別細(xì)菌感染和病毒感染[9]。在之后的研究中，NAGL在許多組織均被檢測(cè)到，包括氣管、肺、胃、結(jié)腸以及腎臟，在病理?xiàng)l件下，NAGL由上皮細(xì)胞分泌[10]。在尋找新型AKI標(biāo)記物的研究中發(fā)現(xiàn)，從小鼠的缺血和腎毒性模型中可以迅速檢測(cè)到NGAL濃度升高[11]。在給予刺激后，NGAL濃度在數(shù)小時(shí)內(nèi)可上升數(shù)倍。這一偶然發(fā)現(xiàn)，NGAL也將人們將的目光從以往鑒別細(xì)菌感染轉(zhuǎn)向了對(duì)AKI的早期評(píng)估上。

最近一些研究證明，NGAL在諸多病理及生理過(guò)程中都起著重要作用。通過(guò)結(jié)合由真核細(xì)胞分泌的鐵載體（小鐵結(jié)合分子），NGAL參與了鐵在細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，如腎小管上皮細(xì)胞中鐵的轉(zhuǎn)運(yùn)。在AKI中，NGAL很可能在腎小管的損傷修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。在腎祖細(xì)胞誘導(dǎo)分化為腎小管上皮細(xì)胞的過(guò)程中NGAL也發(fā)揮一定作用[12]。另外，一些細(xì)菌可以產(chǎn)生鐵載體，從而使細(xì)菌可以從周圍組織獲取其生長(zhǎng)所需要的鐵。通過(guò)結(jié)合這些鐵載體，NGAL可以阻斷細(xì)菌對(duì)鐵的獲取，從而有可能起到內(nèi)源性抑菌劑的作用[13]。因此，NGAL常常表達(dá)在一些頻繁接觸微生物的組織中，起到支撐宿主防御功能的作用。

在早期的研究中，在已確診AKI的成人患者尿液以及血液中發(fā)現(xiàn)NGAL水平明顯升高[12]。在AKI患者的腎組織病理切片中也發(fā)現(xiàn)，NGAL聚集于腎小管中。臨床研究證實(shí)，NGAL可以被視為評(píng)價(jià)幼兒患者行體外循環(huán)后發(fā)生AKI風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)。在兒童行體外循環(huán)（24～48 h）后并發(fā)AKI，2 h內(nèi)尿中的NGAL上升約100倍，血中NGAL上升20倍[14]。因此，NGAL目前被認(rèn)為是一種早期的、靈敏的、非損傷性的反應(yīng)AKI的標(biāo)記物。

4 Kidney injury molecule-1（KIM-1）

KIM-1是一種1型跨膜糖蛋白。KIM-1有一個(gè)解離功能域，定位在急性和慢性損傷的腎小管上皮細(xì)胞膜上[15]。KIM-1和它在尿中的可溶性功能域（90 kDa）被認(rèn)為參與了腎小管上皮損傷修復(fù)過(guò)程。

在近期大鼠腎毒性試驗(yàn)研究中，KIM-1被作為是腎小管組織病理改變的預(yù)測(cè)指標(biāo)，并與傳統(tǒng)的AKI生物學(xué)標(biāo)志物作了比較，發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)多腎損傷時(shí)，尿KIM-1都優(yōu)于血肌酐和血尿素氮。KIM-1的AuROC在0.91～0.99之間，而血肌酐為0.73，～0.85，尿素氮為0.79～0.9。[16]但這一結(jié)果還有待于在人體試驗(yàn)中證實(shí)。在預(yù)測(cè)是否需要腎替代治療以及預(yù)測(cè)死亡率方面K與血肌酐和尿素氮相比IM-1并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)：AuROC為0.61（95% CI，0.53～0.61）[17]。KIM-1雖然不能預(yù)測(cè)是否需要腎替代治療，但在預(yù)測(cè)死亡率方面有一定價(jià)值。

5 Interleukin-18

IL-18是分子量18 kDa的促炎性細(xì)胞分子。它由腎小管細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌。在很多腎臟疾病進(jìn)程（如細(xì)胞凋亡、缺血再灌注、移植排斥反應(yīng)、感染、自身免疫性疾病、惡性腫瘤）中起到重要的作用。

很多新的生物學(xué)標(biāo)志被應(yīng)用于檢測(cè)易感人群、判斷是否需要透析、7 d內(nèi)死亡率、GFR下降程度以及ICU住院時(shí)間[18]。CysC、IL-1以及NGAL是預(yù)測(cè)患者是否需要透析的最強(qiáng)指標(biāo)（AuROC>0.70）。除了KIM-1以外其他的生物學(xué)標(biāo)志物都能在一定程度上預(yù)測(cè)7 d內(nèi)死亡率（AuROC 0.60），特別是IL-18（AuROC 1/4 0.68）。目前沒(méi)有生物學(xué)標(biāo)志物能在48 h內(nèi)預(yù)測(cè)AKI的發(fā)生。而IL-18是唯一能預(yù)測(cè)重癥AKI的生物學(xué)指標(biāo)（AuROC 0.7）。

在三項(xiàng)關(guān)于接受冠狀動(dòng)脈心臟搭橋手術(shù)的研究中，共涉及到258例患者，結(jié)果證明IL-18有能預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)后發(fā)生AKI的能力（AuROCs 0.53～0.66）[19-21]。在冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)患者中，結(jié)合尿IL-18和尿NAGL的濃度在預(yù)測(cè)AKI的能力方面要優(yōu)于血肌酐[21]。尿液IL-18水平在診斷AKI的特異性和敏感性都大于90%。IL-18檢測(cè)快速、可靠、廉價(jià)，是有發(fā)展前景的優(yōu)秀生物學(xué)標(biāo)志物。IL-18可以用ELISA法測(cè)定，與其他生物學(xué)標(biāo)志物相比，IL-18具有很大的優(yōu)勢(shì)[3]。

6 Cystatin C

胱抑素C（Cystatin C）是低分子量半胱氨酸蛋白酶抑制劑家族的成員，分子量13.3 kDa。由所有有核細(xì)胞按恒定速率合成的半胱氨酸蛋白酶抑制劑。胱抑素C幾乎能全部被腎小球?yàn)V過(guò)，但又在腎小管中被全部重吸收和代謝。雖然在以往的研究中宣稱它不受性別、年齡、肌肉含量的影響，但最近的研究中顯示在較高身高、較高體重和高齡，以及肌肉含量高的人群中的胱抑素C濃度更高[22]。在一項(xiàng)超過(guò)20年覆蓋4492患者的薈萃分析中顯示，胱抑素C在預(yù)測(cè)GFR變化方面優(yōu)于肌酐，AUC大于肌酐（0.926 vs 0.837）[23]。胱抑素C的測(cè)定在診斷AKI的時(shí)間上要早于血肌酐。最近的研究中顯示，在12 h內(nèi)，行體外循環(huán)并發(fā)AKI的患者血液中，胱抑素C顯著升高[24]。在發(fā)生AKI后，相比NGAL，胱抑素C升高較晚，在許多研究中顯示，NGAL在4 h尿液中及2 h血清中顯著升高，而胱抑素則8～24 h后升高[25]。胱抑素C由于缺乏標(biāo)注化檢測(cè)，從而限制其在研究中普遍應(yīng)用。

7 結(jié)論

隨著新的AKI生物標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)以及研究，如NAGL、KIM-1、IL-18、CysC，在診斷AKI方面將不在局限于血肌酐以及尿量的變化。這些新生物學(xué)標(biāo)記物將會(huì)給AKI的早期診斷帶來(lái)巨大的幫助，而AKI的早期診斷將顯著降低AKI的發(fā)病率及死亡率。目前，已發(fā)現(xiàn)的AKI生物學(xué)標(biāo)志物在臨床應(yīng)用方面，仍存在不少障礙，如敏感程度、特異程度、經(jīng)濟(jì)條件、可操作性以及自身的局限性。仍需對(duì)現(xiàn)有AKI生物學(xué)標(biāo)志物進(jìn)一步研究，或積極尋找更加理想的生物學(xué)標(biāo)志物。未來(lái)臨床的AKI診斷也將不會(huì)僅僅局限于單一標(biāo)志物的檢測(cè)，而是將聯(lián)合多種生物學(xué)標(biāo)志物共同診斷，評(píng)價(jià)病情進(jìn)展及預(yù)后。

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（收稿日期：2013-04-12） （本文編輯：歐麗）