·論著·

血NGAL和IL-18對(duì)造影劑腎病早期腎損傷的診斷價(jià)值

李東韜，鄭建勇，趙力，李田昌

[摘要]目的測(cè)定造影劑腎病模型大鼠血清白細(xì)胞介素18(IL-18)、中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白(NGAL)等指標(biāo)含量，并評(píng)估其在模型大鼠早期腎損傷診斷中的價(jià)值。方法成年雄性SD大鼠60只，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(A組)及對(duì)照組(B組)，接受相同預(yù)處理。接受造影劑前，對(duì)各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型內(nèi)眥靜脈抽血，測(cè)定血肌酐、IL-18、NGAL。接受造影劑后2、4、6、12、24 h再分別收集內(nèi)眥靜脈血，重復(fù)測(cè)定上述指標(biāo)，并在各時(shí)間點(diǎn)觀察大鼠腎臟病理變化。結(jié)果接受造影劑后，大鼠血肌酐從12 h開(kāi)始明顯升高(P<0.05)，24 h達(dá)到峰值；血NGAL從2 h開(kāi)始明顯升高(P<0.05)，6 h達(dá)到峰值后逐漸下降；血IL-18從6 h開(kāi)始明顯升高(P<0.05)，12 h達(dá)到峰值后逐漸下降。A組大鼠腎臟從2 h開(kāi)始出現(xiàn)病理變化，并在6~12 h最為明顯。結(jié)論血NGAL和IL-18比傳統(tǒng)的血肌酐更早地反映了腎功能變化，在造影劑腎病早期診斷中均具有較高價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]NGAL；IL-18；早期；腎損害；造影劑腎??；診斷

隨著各學(xué)科介入診療技術(shù)和增強(qiáng)CT的廣泛應(yīng)用，接受造影劑的患者不斷增加，由此導(dǎo)致的造影劑腎病(radiocontrast-induced nephropathy, RCIN)也被逐漸重視。RCIN目前的診斷標(biāo)準(zhǔn)為：接受造影劑后48~72 h，血清肌酐相對(duì)值升高25%或絕對(duì)值升高幅度達(dá)到>44.2 μmol/L(0.5 mg/dl)，并除外其他可能的原因。

RCIN患者目前尚無(wú)理想的治療手段，且診斷時(shí)間窗長(zhǎng)達(dá)48~72 h。診斷時(shí)間的嚴(yán)重滯后，可能極大影響治療效果。因此，探尋CIN早期急性腎臟損傷的標(biāo)志物，爭(zhēng)取對(duì)其早診斷、早干預(yù)，可能改善患者預(yù)后。本研究主要探討在大鼠RCIN模型中，白細(xì)胞介素18(IL-18)、中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白(NGAL)的動(dòng)態(tài)變化，評(píng)價(jià)其在RCIN大鼠模型早期腎損傷中的診斷價(jià)值。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 清潔級(jí)雄性SD大鼠60只，體重(16±13) g，由天津焱利華生物制品有限公司提供[合格證號(hào)：SCXK(津)2014-00026]。

1.2主要儀器及試劑FT-630G放免儀(北京核儀器廠)，日立7180全自動(dòng)生化分析儀，NGAL ELISA酶聯(lián)免疫試劑盒、IL-18 ELISA試劑盒(北京康道國(guó)際生物科技有限公司)；吲哚美辛(美國(guó)Sigma公司)，L-NAME(美國(guó)Sigma公司)，碘必樂(lè)370(上海博科萊信宜藥業(yè))。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1大鼠預(yù)處理將大鼠隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(A組，n=30)和對(duì)照組(B組，n=30)，禁食水12 h后，尾靜脈注射吲哚美辛10 mg/kg, 15 min后尾靜脈注射左旋硝基精氨酸甲酯(L-NAME)10 mg/kg。

1.3.2制備大鼠CIN模型參考Agmon等[1]的方法，在接受預(yù)處理后15 min，A組大鼠尾靜脈注射碘必樂(lè)(3 g I/kg)，建立低滲非離子造影劑腎病大鼠模型；B組接受預(yù)處理后15 min，用生理鹽水替代碘必樂(lè)作為對(duì)照。

1.3.3指標(biāo)檢測(cè)接受造影劑前，對(duì)兩組大鼠內(nèi)眥靜脈抽血1 ml，離心取血清-20 ℃保存(<1個(gè)月)待測(cè)，全自動(dòng)生化分析儀測(cè)血肌酐，ELISA法測(cè)定血清NGAL、IL-18含量。接受造影劑后2、4、6、12、24 h收集內(nèi)眥靜脈血，重復(fù)測(cè)定上述指標(biāo)。

1.3.4病理學(xué)檢查分別于用藥前和造模后各時(shí)間點(diǎn)，將A、B組大鼠各處死2只，打開(kāi)腹腔經(jīng)腹主動(dòng)脈冰鹽水反復(fù)沖洗，取雙側(cè)腎臟，去包膜經(jīng)10%福爾馬林固定后石蠟包埋切片。脫蠟后進(jìn)行六氨銀染色套染Masson染色，光學(xué)顯微鏡下對(duì)比觀察大鼠腎臟病理變化。

2結(jié)果

2.1兩組血肌酐、NGAL和IL-18含量變化比較A組大鼠血肌酐從接受造影劑后12 h開(kāi)始明顯升高，與給藥前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；血NGAL從接受造影劑后2 h即開(kāi)始明顯升高，與給藥前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，6 h達(dá)峰值；血IL-18從接受造影劑后6 h開(kāi)始顯著升高，與給藥前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，12 h達(dá)峰值。而B(niǎo)組各時(shí)間點(diǎn)上述3指標(biāo)基本無(wú)顯著變化。

2.2腎臟組織病理改變?cè)?00倍光鏡下觀察各時(shí)間點(diǎn)大鼠腎臟病理切片可見(jiàn)，經(jīng)預(yù)處理后大鼠腎臟未見(jiàn)明顯病理改變。在注射造影劑后2 h，可見(jiàn)腎小管細(xì)胞腫大，部分細(xì)胞脫落至小管腔；給藥后4 h，腎小管細(xì)胞腫脹明顯，脫落細(xì)胞數(shù)量增加，部分小管結(jié)構(gòu)紊亂；給藥后6 h，小管細(xì)胞空泡變性、脫落加重，部分小管結(jié)構(gòu)破壞；給藥后12 h，小管細(xì)胞大量變性、脫落，小管結(jié)構(gòu)破壞明顯，同時(shí)可見(jiàn)腎小管細(xì)胞再生；給藥后24 h，仍可見(jiàn)到腎小管細(xì)胞脫落、排列混亂，但小管結(jié)構(gòu)有所恢復(fù)(圖1)。對(duì)照組各時(shí)間點(diǎn)腎臟未見(jiàn)明顯病理改變。

圖1 實(shí)驗(yàn)組大鼠各時(shí)間點(diǎn)腎臟髓質(zhì)病理改變A:用藥前；B-F:分別為注射碘必樂(lè)后2、4、6、12和24 h

3討論

依據(jù)目前的流行病學(xué)資料，接受造影劑后一般人群RCIN的發(fā)生率為0.6%～2.3%，行經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(PCI)的患者發(fā)生率為3%～13%，RCIN已成為院內(nèi)獲得性腎功能衰竭的第3大原因，占其總發(fā)病率的11%[2-3]。而且RCIN也是PCI術(shù)后的常見(jiàn)并發(fā)癥之一，嚴(yán)重程度僅次于支架術(shù)后再狹窄和支架內(nèi)血栓形成?；颊叨鄶?shù)在術(shù)后7~10 d腎功能可恢復(fù)正常，但也有20%~30%的患者可能進(jìn)入慢性腎衰竭，甚至終身需要維持性腎臟替代治療[4-5]。RCIN的發(fā)生不僅延長(zhǎng)了患者住院時(shí)間、增加了醫(yī)療費(fèi)用，還明顯增加了患者的近期和遠(yuǎn)期的死亡率。

目前RCIN的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，但眾多研究指出，造影劑對(duì)腎臟的作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：對(duì)腎臟血流動(dòng)力學(xué)的影響和對(duì)腎小管的作用[2，6]。在RCIN的發(fā)病機(jī)制中，腎髓質(zhì)缺血及再灌注損傷是發(fā)病的關(guān)鍵因素，造影劑對(duì)近端腎小管的直接和間接毒性作用也起重要作用[7]。因此，臨床所采用的RCIN腎損害標(biāo)志物應(yīng)該是能反映腎臟組織早期缺血或近端腎小管細(xì)胞受損敏感性和特異性都較好的生物標(biāo)志物。

NGAL結(jié)構(gòu)為一條含有178個(gè)氨基酸殘基的多肽鏈，是lipocalin蛋白家族新成員之一,屬新型脂籠蛋白，其分子量小且不易降解，易于從血清或尿液中檢出。在腎臟主要表達(dá)于近曲小管，生理狀態(tài)下腎組織呈低水平表達(dá)，當(dāng)近端腎小管細(xì)胞損傷時(shí)，NGAL迅速大量表達(dá)，使血液和尿液NGAL濃度迅速增加[8-9]。IL-18是一種前炎性因子，當(dāng)腎小管受到缺血再灌注損傷時(shí)，大量釋放入血液及尿液，可用于急性腎損傷檢測(cè)。Ling 等[4,10]分別對(duì)急危重癥、腎臟移植及心臟手術(shù)后急性腎損傷患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)這些患者IL-18均升高，且比血肌酐升高提早24~48 h，對(duì)急性腎損傷的診斷特異性和敏感性都較高。

本研究選擇大鼠血NGAL和IL-18作為觀察指標(biāo)，在大鼠接受造影劑后進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，并在各時(shí)間點(diǎn)對(duì)大鼠腎臟進(jìn)行病理學(xué)變化的觀察。評(píng)估造影劑腎病模型大鼠急性腎損傷后，上述指標(biāo)對(duì)RCIN的早期診斷價(jià)值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組大鼠血肌酐從接受造影劑后12 h開(kāi)始明顯升高；血NGAL從給藥2 h即開(kāi)始明顯升高，6 h達(dá)峰值并開(kāi)始逐漸下降；血IL-18在給藥后6 h開(kāi)始顯著升高，12 h達(dá)到峰值；對(duì)照組給藥前后上述指標(biāo)無(wú)明顯差異。而上述腎臟損傷過(guò)程，通過(guò)對(duì)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)大鼠腎臟病理學(xué)觀察也得到了相應(yīng)的印證。在注射造影劑后2 h開(kāi)始，可見(jiàn)腎小管細(xì)胞腫大，部分細(xì)胞脫落至小管腔，隨后小管細(xì)胞變性脫落逐漸加重，小管結(jié)構(gòu)破壞逐漸明顯；到給藥后6~12 h，上述病理改變最為明顯；給藥后24 h仍可見(jiàn)到腎小管細(xì)胞脫落、排列混亂，但小管結(jié)構(gòu)有所恢復(fù)。

綜上認(rèn)為，血NGAL和血IL-18均能比血肌酐更早地反映出造影劑腎病模型大鼠腎臟損傷。而血NGAL在給藥后2 h最先表達(dá)，作為RCIN的早期診斷指標(biāo)明顯優(yōu)于血肌酐和血IL-18，且指標(biāo)變化與大鼠腎臟病理改變同步，因此，對(duì)RCIN早期診斷也具有較大臨床意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Agmon Y, Peleg H, Greenfeld Z, et al.Nitric oxide and pros-tanoids protect the renaloutermedulla from radiocontrast toxicity in the rat[J]. Clin Invest, 2008, 94(3): 1069-1075.

[2]Romano G，Briguori C，Quintavalle C，et al.Contrast agents and renal cell apoptosis[J]. Eur Heart J，2008，29(20):2569-2576.

[3]Cruz DN，Ricci Z，Ronco C, et al. Clinical review: RIFLE and AKIN time for reappraisal[J]. Crit Care，2009，13(3): 211．

[4]Ling W，Zhaohui N，Ben H, et al. Urinary IL-18 and NGAL as early predictive biomarkers in contrast-induced nephropathy after coronary angiography[J].Nephron Clin Pract，2008，108(3):c176-c181．

[5]王磊，蒲曉群.冠脈介入術(shù)后尿KIM-1的變化及其早期預(yù)測(cè)CIN的意義[J].心血管康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2013(6)：574-577.

[6]Koyner JL, Vaidya VS, Bennett MR, et al.Urinary biomarkers in the clinical prognosis and early detection of acute kidney injury[J].Clin J Am Soc Nephrol，2010, 5：2154-2165．

[7]吳鳳麗,馬曉光.聯(lián)合檢測(cè)血清CysC、血清hsCRP、和尿β2-MG在2型糖尿病早期腎病中的診斷價(jià)值[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2014, 5:778-780.

[8]Devarajan P.Emerging biomarkers of acute kidney injury[J].Contrib Nephrol，2007，156:203-212．

[9] Alvelos M, Pimentl R, Pinho E, et al.Neutrophil gelatinase-associated lipocalin in the diagnosis of type 1 cardio-renal syndrome in the general ward[J].Clin J Am Soc Nephrol,2011,6:476-481.

[10]徐旭,湯立達(dá).FDA和EMEA批準(zhǔn)7種腎損傷生物標(biāo)志物正式使用[J].藥物評(píng)價(jià)研究,2010，5：347-349.

Value of serum NGAL and IL-18 in diagnosis of contrast agent induced renal damage during early nephropathy

Li Dongtao, Zheng Jianyong, Zhao Li, Li TianchangFirst Ward, Cardiovascular Center, PLA Navy General Hospital, Beijing, 100048, China

[Abstract]ObjectiveTo determine the contents of serum interleukin 18 (IL-18), neutrophil gelatinase associated lipocalin (NGAL) and other indexes of model rats with contrast agent induced nephropathy and evaluate their value in diagnosis of early renal damage in the model rats. Methods 60 adult male SD rats were randomly divided into experiment group (group A) and control group (group B) and received the same pretreatment. Before the contrast agent was applied, inner canthus vein blood was collected to determine the serum creatinine, and IL-18, NGAL; After 2 h, 4 h, 6 h, 12 h, and 24 h since the contrast agent was applied, inner canthus vein blood was collected again to determine the above indexes, and the renal pathological changes of rats were observed at the said time points. ResultsAfter the contrast agent was applied, the serum creatinine of rats increased obviously from the 12th hour (P<0.05) and reached to the peak at the 24th hour; serum NGAL increased obviously from the 2nd hour (P<0.05) and reached to the peaks at the 6th hour, and then decreased gradually; serum IL-18 increased obviously from the 6th hour (P<0.05) and reached to the peaks at the 12th hour, and then decreased gradually. Pathological changes occurred in kidneys of rats in group A from the 2nd hour and were the most obvious between the 6th hour and the 12th hour. Conclusion Serum NGAL and IL-18 reflect the renal changes earlier than the traditional serum creatinine, and they have high value in early diagnosis of contrast agent induced nephropathy.

[Key words]NGAL; IL-18; early stage; renal damage; contrast agent induced nephropathy; diagnosis

(收稿日期:2015-01-27)

文章編號(hào)1004-0188(2015)04-0349-03

doi:10.3969/j.issn.1004-0188.2015.04.001

中圖分類號(hào)R 692

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

通訊作者:李田昌，電話：010-66951511

基金項(xiàng)目:海軍總醫(yī)院創(chuàng)新培育基金資助項(xiàng)目(CX201210)
作者單位:100048 北京,海軍總醫(yī)院心臟中心一病區(qū)