劉昱兵　吳慶琛

摘要：急性腎損害（AKI）是體外循環(huán)（CPB）后的嚴(yán)重并發(fā)癥之一，由于CPB術(shù)后AKI（CPB-AKI）診斷標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一及確診的延遲，其臨床預(yù)后較差。因此，針對(duì)CPB術(shù)后AKI的防治工作便顯得尤為重要，本文就CPB-AKI的生物標(biāo)志物相關(guān)研究進(jìn)展綜述如下，旨在為體外循環(huán)術(shù)后腎損害早期診斷的相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：體外循環(huán)術(shù)后腎損害；急性腎損害；早期診斷；生物標(biāo)志物

急性腎損害（AKI）是體外循環(huán)（CPB）后的嚴(yán)重并發(fā)癥之一，但既往缺乏統(tǒng)一的AKI診斷標(biāo)準(zhǔn)，不同研究報(bào)道的AKI發(fā)病率也相差甚遠(yuǎn)。雖然腎功能不全在CPB術(shù)后發(fā)生率不是很高，但患者一旦進(jìn)入腎功能衰竭并需要血液透析治療時(shí)，病死率就成倍上升至60%～80%；即使部分腎功能不全患者不需要血液透析治療，這部分患者仍有高達(dá)30%的病死率[1]。近年來，研究發(fā)現(xiàn)心臟術(shù)后急性腎損害不僅可以引起短期死亡率的顯著升高[2]，還會(huì)增加慢性腎臟病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，顯著影響患者的遠(yuǎn)期生存率[3]。由于AKI的早期診斷較為困難及診斷標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，使治療效果與臨床預(yù)后較差.因此本文對(duì)AKI的生物標(biāo)志物進(jìn)行綜述，旨在為CPB術(shù)后AKI的早期診斷做參考。

1 體外循環(huán)術(shù)后急性腎損害（CPB-AKI）的診斷現(xiàn)狀

體外循環(huán)術(shù)后急性腎損害（CPB-AKI）是一種CPB后突發(fā)的（48h內(nèi)）、持續(xù)性的腎功能不全，具體表現(xiàn)為腎小球率過濾的降低。但介于既往缺乏統(tǒng)一的AKI診斷標(biāo)準(zhǔn)，文獻(xiàn)報(bào)道的CPB-AKI的發(fā)病率介于0.3%～29.7%之間，而術(shù)后腎衰竭（ARF），需要行透析治療的患者發(fā)病率為1.2～3.0%。2004年，急性透析質(zhì)量倡議小組（ADQI）制訂了ARF的RIFLE分級(jí)診斷標(biāo)準(zhǔn)[15]，依據(jù)血肌酐、腎小球?yàn)V過率（GFR）和尿量的變化對(duì)急性腎衰竭的診斷、監(jiān)測(cè)、分期分級(jí)進(jìn)行了細(xì)致的描述，被學(xué)界所廣泛接受。隨后在2005年，AKI網(wǎng)絡(luò)（Acute Kidney Injury Network AKIN）在對(duì)于AKI的診斷，在RIFLE的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步的修訂，為目前最常用AKI診斷標(biāo)準(zhǔn)。AKIN將AKI定義為：48h內(nèi)血清肌酐（Scr）上升≥26.4μmoL/L或較基礎(chǔ)值（術(shù)前最低Scr值）增幅≥50%和（或）尿量<0.5mL/（kg·h）達(dá)6h。2006年，ADQI在對(duì)AKI的定義下對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化分級(jí)：分為腎功能不全的危險(xiǎn)、腎功能受損、腎衰竭、腎功能喪失和終末期腎衰竭5 個(gè)級(jí)別，強(qiáng)調(diào)了AKI發(fā)生的動(dòng)態(tài)過程，也有助于發(fā)現(xiàn)及診斷早期的AKI患者。但在腎損害早期，血肌酐和尿素氮值通常不高，只有腎實(shí)質(zhì)嚴(yán)重?fù)p害，腎小球?yàn)V過率下降至超過正常人的50%以上時(shí)[4]，血肌酐水平才會(huì)急劇升高，同時(shí)受多種因素影響，故敏感性差，無法及早反應(yīng)腎功能變化、早期診斷AKI，診斷標(biāo)準(zhǔn)仍需不斷修改完善。

2 體外循環(huán)術(shù)后腎功能的監(jiān)測(cè)

2.1中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白（NGAL） NGAL是一種小分子量分泌性蛋白，屬于lipocalin蛋白家族，在細(xì)胞內(nèi)鐵離子的轉(zhuǎn)運(yùn)、炎性反應(yīng)、腫瘤的轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要的作用。其最早被Mishra等發(fā)現(xiàn)在小鼠腎臟缺血模型中，NGAL基因早期即有存在表達(dá)；對(duì)CPB圍手術(shù)期兒童尿液、血液標(biāo)本進(jìn)行檢測(cè)，通過比較發(fā)現(xiàn)，NGAL在CPB 2h后，無論是血液、尿液中都有顯著升高，并且通過多變量分析顯示，CPB 2h后尿液中NGAL總量，是最有力的獨(dú)立預(yù)測(cè)AKI因子。相較于傳統(tǒng)的血清學(xué)指標(biāo)血清肌酐，NGAL在對(duì)AKI的預(yù)測(cè)效能要強(qiáng)的多。近年來有研究指出，AKI時(shí)NGAL的增高比出現(xiàn)診斷性肌酐增高要早24～72h，同時(shí)該研究通過Meta分析進(jìn)一步指出：血清、尿NGAL對(duì)CPB-AKI的早期診斷ROC曲線下面積為0.78。此外，術(shù)后12h血清NGAL水平跟平均住院時(shí)間、死亡率還有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)[5]。盡管NGAL擁有以上種種優(yōu)勢(shì)，但在不同文獻(xiàn)[6]報(bào)道的AKI診斷過程中的差異性表現(xiàn)尚缺乏充分解釋，這使得NGAL在臨床廣泛應(yīng)用，還有很長(zhǎng)的路要走。

2.2腎損傷分子-1（Human kidney injury molecule-1，KIM-1） KIM-1是近年來研究發(fā)現(xiàn)的位于近端腎小管上皮細(xì)胞的跨膜蛋白質(zhì)。在正常人的腎臟和尿液中，KIM-1的基因、蛋白表達(dá)不可被測(cè)得，而對(duì)急性腎小管壞死的患者進(jìn)行尿液檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，尿KIM-1能在鏡下發(fā)現(xiàn)任何管型之前被檢出，且可持續(xù)到恢復(fù)階段；糖尿病性腎病和系統(tǒng)性紅斑狼瘡腎病患者的尿KIM-1水平即使在出現(xiàn)明顯尿蛋白之后也不增高；因此，尿KIM-1還可用于AFR的病因?qū)W診斷，使有效治療能早期實(shí)施。已有動(dòng)物試驗(yàn)證實(shí)，在缺血性和中毒性腎損傷時(shí)，近曲小管上皮細(xì)胞的KIM-1表達(dá)早期即急劇升高，其增高水平與腎小管損傷程度密切相關(guān)，是一種敏感性和特異性都較高的早期診斷腎損傷的標(biāo)志物。目前已有報(bào)道國外學(xué)者將KIM-1應(yīng)用于經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療術(shù)后的腎前性腎損害的早期診斷[7]。相較于NGAL，KIM-1在健康人體不表達(dá)、定位準(zhǔn)確以及分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易受尿液中理化因素的影響等為其作為理想的腎損害生物標(biāo)志物更添優(yōu)勢(shì)[8]。

2.3 尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶 （N-acetyl-b-D-glucosaminidase NAG） NAG是一種主要被發(fā)現(xiàn)在近端小管上皮細(xì)胞中高相對(duì)分子質(zhì)量的溶酶體酶。尿NAG活性增高常提示腎小管細(xì)胞損傷，同時(shí)尿NAG也可被作為衡量腎小管上皮細(xì)胞功能的生物標(biāo)志物。在正常情況下，NAG不能通過腎小球?yàn)V過膜，但在腎病活動(dòng)期尿NAG可持續(xù)性增高；除此之外非細(xì)胞性損傷的溶酶體活性增高也能導(dǎo)致尿NAG增高。在AKI致尿NAG排泌增多的報(bào)道中，病因主要考慮以下三點(diǎn)：藥物毒副作用、心血管術(shù)后以及腎移植術(shù)后，然而研究發(fā)現(xiàn)慢性腎小球疾病如糖尿病腎病也可導(dǎo)致尿NAG的增高，其特異性相對(duì)不佳，真正臨床使用價(jià)值仍然有限。近年來，國內(nèi)、外專家針對(duì)NAG的應(yīng)用展開大量臨床實(shí)驗(yàn)，1999年小范圍臨床研究發(fā)現(xiàn)CPB術(shù)后ARF組與未并發(fā)ARF組患者尿液中NAG含量雖有差異，但并不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，值得注意的是，Hamada選擇的病例數(shù)只有22例，其樣本量的欠缺是否導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)論尚值得探討。國內(nèi)孫龍報(bào)道利用NAG動(dòng)態(tài)觀察體外循環(huán)與非體外循環(huán)下患者搭橋術(shù)后腎功能的改變，發(fā)現(xiàn)術(shù)后第3d、第5d差異具有顯著性，同時(shí)認(rèn)為NAG可以作為CPB后觀察腎功能的指標(biāo)。2009年Liangos等[9]同時(shí)對(duì)CPB圍手術(shù)期多個(gè)腎損傷指標(biāo)進(jìn)行比較，認(rèn)為NAG在早期診斷AKI的敏感性上有欠缺。

2.4白細(xì)胞介素 18 （Interleukin-18，IL-18） IL-18是白細(xì)胞介素1家族的成員之一，是一種功能強(qiáng)大的前炎癥細(xì)胞因子，其以前體形式表達(dá)于單核巨噬細(xì)胞、未成熟樹突狀細(xì)胞、T、B淋巴細(xì)胞等表面。在正常人類腎臟的腎小管上皮細(xì)胞是IL-18的重要來源，具體定位于遠(yuǎn)曲小管遠(yuǎn)端、連接小管、集合管。在動(dòng)物模型中，已經(jīng)證實(shí)IL-18與AKI的進(jìn)展密切關(guān)聯(lián)[10]，這預(yù)示著IL-18可能成為診斷AKI新的標(biāo)志物，近年來已有多項(xiàng)研究驗(yàn)證其在臨床方面的應(yīng)用的可能：Endre等對(duì)入ICU的成年患者研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過尿肌酐濃度校正的IL-18對(duì)入ICU后48h內(nèi)發(fā)生AKI患者的預(yù)測(cè)效能為AUC=0.55 （CI 0.47-0.62）[11]。Metzger等在針對(duì)早期AKI診斷的準(zhǔn)確率方面研究，通過比較傳統(tǒng)腎功標(biāo)志物跟尿蛋白組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)IL-18的ROC曲線下面積僅為0.57，然而Siew等[12]的大樣本（n =451）研究報(bào)道指出，IL-18對(duì)入ICU后24h內(nèi)發(fā)生AKI患者的預(yù)測(cè)效能為AUC=0.62 （CI 0.54-0.69）。Liangos等通過多因素回歸分析，顯示IL-18在CPB術(shù)后2h上升2倍者，出現(xiàn)AKI的概率為對(duì)照組1.38倍（P=0.04），此時(shí)最佳的預(yù)測(cè)效能為AUC=0.66 （CI 0.49-0.83）。

2.5肝臟型脂肪酸結(jié)合蛋白 （Liver fatty acid binding protein，L-FABP） L-FABP屬于脂肪酸結(jié)合蛋白家族，是一種分子量為14400 Mr 細(xì)胞質(zhì)蛋白，正常生理?xiàng)l件下，各脂肪酸代謝旺盛的組織表達(dá)L-FABP，經(jīng)腎小球過濾后在近曲小管被重吸收[13]。腎臟疾病狀態(tài)下，小管間質(zhì)性損害可減少近曲小管L-FABP的重吸收，導(dǎo)致尿中L-FABP升高[14]。Portilla等[15]對(duì)兒童心臟手術(shù)的前瞻性研究報(bào)道，AKI患者的尿L-FABP明顯升高，并且尿L-FABP在心臟手術(shù)后的4h出現(xiàn)高峰，其中，需要注意L-FABP也在肝臟大量的表達(dá)，尿L-FABP可能會(huì)受到血 L-FABP的影響；但是在CPB術(shù)后的AKI的病例研究中發(fā)現(xiàn)，既有急性肝損傷又有AKI的一組患者，其血L-FABP水平是在術(shù)后12h出現(xiàn)高峰，而尿L-FABP在術(shù)后4h出現(xiàn)高峰，12h開始下降，由此可以推斷尿L-FABP是由于近端腎小管分泌的，而不是來源于血清L-FABP的濾過。同時(shí)多項(xiàng)研究也提示[16-17]，尿L-FABP在多種病因?qū)е碌腁KI早期即會(huì)短時(shí)間內(nèi)顯著增高，如急性腎小管壞死、膿毒血癥、對(duì)比劑腎病、腎毒性物質(zhì)接觸、心臟大血管術(shù)后等。這些都證明尿L-FABP在多種類型的AKI早期評(píng)價(jià)中具有重要價(jià)值，尤其是作為近端小管損傷的敏感標(biāo)記物。

3 結(jié)語

隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，心臟病體外循環(huán)術(shù)日臻成熟，其并發(fā)癥發(fā)生率明顯降低，但急性腎損傷仍然是其術(shù)后較嚴(yán)重并發(fā)癥之一，尚缺乏有效的治療措施；因此，早期發(fā)現(xiàn)急性腎損害的意義重大，目前臨床上診斷AKI主要依靠術(shù)后血清肌酐的變化，但是血清肌酐變化易受性別、年齡、進(jìn)食、肌肉含量及藥物等因素影響，特異度和敏感度均較低，通常在腎功能受損后數(shù)日才有明顯升高，用作外循環(huán)術(shù)后AKI的早期診斷有一定局限性，會(huì)明顯延誤AKI的診斷。本文介紹的5種生物標(biāo)志物靈敏度高、檢測(cè)取材簡(jiǎn)便、快速，相較于肌酐在某些方面有著巨大優(yōu)勢(shì)，但是目前的研究尚處于初級(jí)階段，這些新發(fā)現(xiàn)的AKI早期診斷生物學(xué)指標(biāo)是否能夠應(yīng)用于臨床，還需要進(jìn)一步的大樣本多中心的臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。

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編輯/哈濤