心臟術(shù)后急性腎損傷早期診斷標(biāo)志物研究進(jìn)展

鄒廣美，牛永勝，穆心葦

(1南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院、南京市第一醫(yī)院，南京210006; 2青島大學(xué)附屬煙臺毓璜頂醫(yī)院)

急性腎功能損害是心臟術(shù)后常見并發(fā)癥，其發(fā)生率為5%～30%，術(shù)后需行透析治療者占5%;患者一旦發(fā)生急性腎衰竭(ARF)，其病死率達(dá)15%～30%［1］。目前，因ARF的診斷標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，缺乏早期診斷的生物學(xué)標(biāo)志物，疾病早期不易發(fā)現(xiàn)。因此，2005年在阿姆斯特丹召開的急性腎臟損傷網(wǎng)(AKIN)會議上，提出了急性腎損傷(AKI)的概念，并達(dá)成其診斷和分類的專家共識。AKI定義為不超過3個(gè)月的腎臟功能或結(jié)構(gòu)異常，包括血、尿、組織檢測或影像學(xué)方面的腎損傷標(biāo)志物異常。AKI診斷標(biāo)準(zhǔn):48 h內(nèi)腎功能突然減退;血肌酐(Scr)升高絕對值＞25 mmol/L;或Scr較前升高＞50%;或尿量減少［尿量＜0.5 ml/(kg·h)，時(shí)間超過6 h］。目前，我國多采用AKIN會議標(biāo)準(zhǔn)診斷AKI［2］。因該標(biāo)準(zhǔn)診斷AKI仍采用不敏感的Scr、尿量等指標(biāo)，無法有效地早期診斷AKI，故最近有研究提出一些可較早預(yù)測心臟術(shù)后AKI的生物學(xué)標(biāo)志?，F(xiàn)結(jié)合文獻(xiàn)對心臟術(shù)后AKI早期診斷標(biāo)志物研究進(jìn)展綜述如下。

1 胱抑素C(CystC)

CystC是半胱氨酸蛋白酶抑制劑超家族成員，其相對分子質(zhì)量為13 359，因其相對分子質(zhì)量小，故能自由通過腎小球，并在近曲小管幾乎完全被重吸收和降解;因腎小管不分泌CystC，血清CystC或血漿CystC(ScysC)濃度由腎小球?yàn)V過率(GFR)決定，故CystC成為反映GFR很好的標(biāo)志物之一。通常尿中CystC很低，腎小球疾病或腎實(shí)質(zhì)受損時(shí)明顯升高，此時(shí)檢測尿中CystC可判斷腎臟損傷情況，且其不受炎性反應(yīng)或惡性腫瘤的影響，是反映腎小球受損的靈敏標(biāo)志物。研究表明，CystC診斷效能優(yōu)于Scr，是美國FDA批準(zhǔn)的檢測腎功能的指標(biāo)之一，ScysC能更早地發(fā)現(xiàn)腎功能改變。Jay等［3］對72例心臟術(shù)后患者行CystC檢測，其中34例明顯升高，發(fā)展為AKI，以術(shù)后6 h檢測最有診斷意義;而ScysC的診斷意義尚不明確。Heise等［4］研究發(fā)現(xiàn)，心臟術(shù)后發(fā)生AKI患者的ScysC、Scr升高，其中術(shù)后12 h ScysC升高明顯;說明ScysC、Scr也是評估AKI患者腎功能有價(jià)值的指標(biāo)，且ScysC出現(xiàn)異常的時(shí)間早，診斷靈敏度高;與Scr比較，ScysC能更及時(shí)、準(zhǔn)確地反映GFR下降。Zappitelli等［5］報(bào)道288例心臟術(shù)后患兒，其術(shù)后ScysC、Scr均升高，以ScysC敏感性更高;結(jié)果42%(121例)發(fā)展為KAI，其中2%(5例)需行透析治療。因ScysC有標(biāo)準(zhǔn)化的商業(yè)試劑盒、且性質(zhì)較穩(wěn)定，故可能作為早期診斷心臟術(shù)后AKI理想的生物標(biāo)記物。

2 腎損傷分子-1(Kim-1)

Kim-1是一種新的Ⅰ型跨膜蛋白，在胎肝、胎腎中不表達(dá)，在正常成人肝、腎、脾中微弱表達(dá)，在缺血損傷后腎組織中顯著表達(dá)。Kim-1是反映AKI的敏感指標(biāo)，Kim-1 mRNA及其蛋白高表達(dá)于再生的腎小管上皮細(xì)胞中，腎損傷后Kim-1胞外段在金屬基質(zhì)蛋白酶作用下裂解并脫落到尿中，故檢測尿中Kim-1可間接評價(jià)AKI情況。Han等［6］對113例接受心肺轉(zhuǎn)流術(shù)患者行Kim-1檢測，AKI發(fā)生率為3l%;AKI患者術(shù)后2 h尿Kim-1升高約40%，在腎損傷后12～24 h持續(xù)穩(wěn)定升高且性質(zhì)穩(wěn)定。Kim-1不受慢性腎臟疾病和尿路感染影響，可能成為區(qū)分各亞型AKI的重要標(biāo)記物。Han等［7］研究發(fā)現(xiàn)，心臟術(shù)后患者發(fā)生腎小管損傷后尿中KIM-1迅速升高，KIM-1診斷AKI的特異性較好，但敏感較差;如聯(lián)合檢測尿中中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(NGAL)、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶，其診斷AKI的敏感性、特異性可高達(dá)92.4%、91.1%。Kim-l在尿中性質(zhì)穩(wěn)定，不受尿液理化特性的影響，檢測方便，實(shí)驗(yàn)靈敏度較高;且尿液收集方便、無創(chuàng)傷，可能是一種較理想的早期診斷心臟術(shù)后AKI的生物學(xué)標(biāo)志物。

3 NGAL

NGAL是1993年發(fā)現(xiàn)的新蛋白，存在于中性粒細(xì)胞過氧化物酶顆粒中，由178個(gè)氨基酸殘基組成，既能自身聚合形成46 kD的同源二聚體，也能與MMP-9聚合形成135 kD的異源二聚體。NGAL在人的腎、氣管、肺、胃及結(jié)腸等組織表達(dá)，參與胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化、炎癥免疫應(yīng)答、細(xì)胞凋亡、脂質(zhì)代謝、腫瘤發(fā)生、發(fā)展等。血清NGAL能通過腎小球?yàn)V過，大部分被近端腎小管重吸收，故無腎臟損傷患者尿中NGAL升高不明顯。如近端腎小管受損后重吸收NGAL明顯下降，則尿NGAL明顯升高［8］。Sampurna等［9］對50例心臟術(shù)后患者進(jìn)行研究，術(shù)后2 h尿及血漿NGAL均明顯升高，對預(yù)測AKI發(fā)生有診斷價(jià)值;證明 NGAL診斷 AKI快速、有效。Mishra等［10］對71例行體外循環(huán)手術(shù)的心臟病患兒進(jìn)行研究，術(shù)后AKI發(fā)生率為28%;術(shù)后2～6 h AKI患兒的尿及血漿NGAL升高10倍以上，而Scr多在術(shù)后24 h才開始上升。Anja等［11］對114例心臟術(shù)后患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)血漿NGAL對術(shù)后AKI有很好的診斷價(jià)值，術(shù)后2 h NGAL即明顯升高，而Scr在2 d后才明顯升高。

4 IL-18

IL-18是主要由單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的促炎性細(xì)胞因子，生理情況下，小腸上皮、肝、脾、小膠質(zhì)細(xì)胞、星形細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)、皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、樹突細(xì)胞等可表達(dá)IL-18。成熟的人IL-18有157個(gè)氨基殘基，在結(jié)構(gòu)和功能上屬于IL-1家族。發(fā)生AKI后，在近端腎小管誘導(dǎo)產(chǎn)生的IL-18以分裂形式進(jìn)入尿液。有研究顯示，在小鼠腎缺血性損傷模型中，IL-18在Caspase-1作用下被激活，可裂解為成熟形式釋放入尿，在尿中檢出。曹長春等［12］對33例行體外循環(huán)的心臟手術(shù)患者進(jìn)行研究，術(shù)后AKI發(fā)生率為27.27%，患者術(shù)后尿IL-18明顯升高，2 h達(dá)峰值，且術(shù)后2 h尿IL-18明顯高于非AKI患者;為避免尿量對尿IL-18的影響，該研究用尿肌酐、Scr進(jìn)行校正，結(jié)果尿IL-18/尿肌酐升高，其峰值出現(xiàn)在術(shù)后2 h，術(shù)后4 h逐漸下降但仍保持較高水平，Scr升高峰值出現(xiàn)在術(shù)后1～48 h。Parikh等［13］對行心肺轉(zhuǎn)流術(shù)患者研究發(fā)現(xiàn)，IL-18可作為早期預(yù)測心肺旁路術(shù)后AKI發(fā)生的生物學(xué)指標(biāo)，心臟術(shù)后患者尿NGAL、IL-18均明顯升高，且術(shù)后4～6 h發(fā)生AKI者尿IL-18即升高，12 h達(dá)高峰，遠(yuǎn)早于Scr升高時(shí)間。因此認(rèn)為，IL-18是一種較Scr升高更敏感、可早期預(yù)測心臟術(shù)后AKI發(fā)生的生物學(xué)指標(biāo)。

5 肝臟型脂肪酸結(jié)合蛋白(L-FABP)

L-FABP屬于脂肪酸結(jié)合蛋白家族，目前發(fā)現(xiàn)，人類腎臟中有兩種脂肪酸結(jié)合蛋白，一種是分子量14.4 kDa的L-FABP，主要在近曲小管表達(dá);另一種為心臟型脂肪酸結(jié)合蛋白，主要在遠(yuǎn)曲小管表達(dá)。正常生理?xiàng)l件下，來自肝臟的L-FABP釋放人血，經(jīng)腎小球過濾后在近曲小管被重吸收。腎臟疾病狀態(tài)下，小管間質(zhì)性損害可減少近曲小管對L-FABP的重吸收，導(dǎo)致尿中L-FABP升高。Nakamura等［14］研究發(fā)現(xiàn)，造影劑(冠脈造影或介人治療)引起腎小管損傷患者的尿L-FABP明顯升高，14 d后其腎功能趨于正常時(shí)，L-FABP仍維持較高水平;在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，患者的尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶、尿β2-微球蛋白幾乎無變化。Portillia等對40例行心臟手術(shù)患兒進(jìn)行研究，其中21例發(fā)生AKI者的尿L-FABP均明顯升高，且術(shù)后4 h達(dá)高峰。值得注意的是，L-FABP也可在肝臟高表達(dá)，尿L-FABP可能受血L-FABP的影響。

6 其他

視黃醇結(jié)合蛋白(RBP)是反映腎小管功能的指標(biāo)之一，國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，62例AKI患者尿中RBP表達(dá)明顯升高，且與病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)。Miaolin等［15］研究顯示，心臟術(shù)后發(fā)生AKI患者術(shù)后即刻及術(shù)后2 h尿中RBP明顯升高，顯示出較好的敏感性和特異性。提示RBP可作為AKI的早期診斷指標(biāo)之一。

谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GST)蛋白家族分為α、π、μ 3型，主要在人的腎、肝、小腸、睪丸、卵巢、腎上腺等組織表達(dá);α、π型在腎小管中高表達(dá)，腎損傷時(shí)α-GST、π-GST大量釋放到尿中，能早期發(fā)現(xiàn)急性腎小管損傷。Koyner等［16］對123例行心臟手術(shù)患者進(jìn)行研究，46例發(fā)展為AKI，其尿中α-GST、π-GST明顯升高，其中8例需行連續(xù)性腎臟替代治療;提示尿中α-GST、π-GST升高診斷AKI有很好的臨床價(jià)值。尿α1-微球蛋白(α1-M)是由肝臟合成的小分子蛋白，約半數(shù)作為循環(huán)蛋白與IgA結(jié)合，其游離部分可通過腎小球?yàn)V過，并在近端腎小管重吸收。尿α1-M在較大pH范圍內(nèi)穩(wěn)定，且對近端腎小管功能損害敏感。國外研究表明，尿α1-M診斷心臟術(shù)后AKI有很高的準(zhǔn)確性。

綜上所述，上述生物學(xué)標(biāo)志物均能早期發(fā)現(xiàn)腎損傷，具有相對特異性、敏感性，有利于心臟術(shù)后AKI的早期診斷、治療，可減少患者病死率;但其實(shí)用性、有效性尚待多中心研究進(jìn)一步明確和論證。

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