膿毒癥相關(guān)腎損傷早期診斷標(biāo)志物研究進(jìn)展

呂俊華, 裴紅紅

西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院 急診科，陜西 西安 710004

·綜 述·

膿毒癥相關(guān)腎損傷早期診斷標(biāo)志物研究進(jìn)展

呂俊華, 裴紅紅

西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院 急診科，陜西 西安 710004

膿毒癥； 急性腎損傷； 生物標(biāo)志物

Sepsis; Acute kidney injury; Biomarker

膿毒癥是指機(jī)體對(duì)感染的反應(yīng)失調(diào)而導(dǎo)致危及生命的器官功能障礙。序貫性器官功能衰竭評(píng)估(sequential organ failure assessment，SOFA)常被用來判斷是否發(fā)生器官功能障礙。一般認(rèn)為，膿毒癥為發(fā)生感染+SOFA評(píng)分≥2分[1]。膿毒癥所致的器官功能障礙是ICU中最常見的死亡原因，其中，死亡風(fēng)險(xiǎn)最高的當(dāng)屬急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)。AKI可有多種病因，表現(xiàn)為腎功能在短時(shí)間(幾小時(shí)至幾天)內(nèi)快速下降，水、電解質(zhì)、酸堿、代謝紊亂及由此引起的全身并發(fā)癥[2]。AKI是膿毒癥患者死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[3]。膿毒癥相關(guān)AKI的早期診斷、早期治療是改善患者預(yù)后、減少經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的關(guān)鍵。SOFA評(píng)分中，評(píng)估腎損傷的指標(biāo)為血肌酐與尿量；AKI診斷與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也以血肌酐與尿量為指標(biāo)。但單純應(yīng)用血肌酐與尿量判斷早期腎損傷具有一定的局限性[4]，其原因?yàn)椋?1)血肌酐升高與腎小球?yàn)V過率降低有關(guān)，不能反映腎小管的損傷，且腎有強(qiáng)大的儲(chǔ)備功能，只有當(dāng)腎小球?yàn)V過率下降>50%時(shí)，血肌酐才開始升高，其變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于腎損傷；血肌酐還易受年齡、性別、種族、肌肉代謝、蛋白質(zhì)攝入、藥物、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)等因素影響。(2)尿量易受循環(huán)血量、脫水劑、利尿劑應(yīng)用、尿路梗阻等因素影響。因此，尋找反映早期腎損傷的生物標(biāo)志物對(duì)于早期診斷、早期治療膿毒癥相關(guān)AKI十分重要?，F(xiàn)將關(guān)于膿毒癥相關(guān)AKI的早期生物標(biāo)志物作一綜述。

1 近端腎小管損傷相關(guān)蛋白

1.2 腎損傷分子-1 腎損傷分子(kidney injury molecule，KIM)-1也叫T細(xì)胞免疫球蛋白黏膜結(jié)構(gòu)域-1，是由腎近曲小管上皮細(xì)胞分泌一種跨膜蛋白。其表達(dá)具有較高的組織特異性[9]，在正常腎組織中微量表達(dá)且主要表達(dá)于刷狀緣完整的腎小管，萎縮的腎小管則不表達(dá)。發(fā)生膿毒癥相關(guān)AKI時(shí)，其表達(dá)增強(qiáng)，可能與參與細(xì)胞的增殖與修復(fù)有關(guān)，其胞外段可裂解脫落至細(xì)胞外并釋放入尿。薛萍等[10]對(duì)82例膿毒癥患者入院后的KIM-1與血肌酐的研究結(jié)果顯示，AKI患者尿KIM-1水平在入院后12 h開始明顯升高，24 h達(dá)到高峰，48 h仍處于較高水平；非AKI患者各時(shí)間點(diǎn)KIM-1濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。尿KIM-1水平與腎組織KIM-1水平呈正相關(guān)，KIM-1在室溫下有一定穩(wěn)定性，受感染與腎疾病的影響小，是一種快速、無創(chuàng)、較敏感、重復(fù)性好的早期診斷AKI的生物標(biāo)志物。但是，尿KIM-1水平在診斷AKI時(shí)暫無統(tǒng)一參考標(biāo)準(zhǔn)，加之AKI病因復(fù)雜多樣，鑒別分型、明確病因、監(jiān)測(cè)病情發(fā)展需聯(lián)合檢測(cè)其他標(biāo)志物，以提高檢驗(yàn)準(zhǔn)確度，為臨床診斷提供可靠的依據(jù)。

1.3 脂肪酸結(jié)合蛋白 脂肪酸結(jié)合蛋白(liver fatty acid binding proteins，F(xiàn)ABPs) 是一組同源、分子量小、分布廣泛的胞漿蛋白，屬于脂質(zhì)結(jié)合蛋白家族，目前已知有9類異構(gòu)體[11]。腎可表達(dá)心型與肝型兩類，心型(H-FABP)表達(dá)于遠(yuǎn)端腎小管；肝型(L-FABP)主要在肝表達(dá)，腎近端小管上皮細(xì)胞也有表達(dá)，主要參與游離脂肪酸在腎小管的代謝，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，在腎損傷與修復(fù)過程中發(fā)揮重要作用。生理狀態(tài)下，L-FABP在腎中度表達(dá)，與游離脂肪酸結(jié)合后，從腎小球?yàn)V過，并在近端小管被重吸收，作為產(chǎn)能底物，通過氧化作用給細(xì)胞供應(yīng)能量；病理狀態(tài)下，L-FABP大量表達(dá)，與過多的游離脂肪酸結(jié)合，通過多種途徑介導(dǎo)小管上皮細(xì)胞調(diào)亡，產(chǎn)生并釋放炎癥因子，損傷腎小管間質(zhì)。吳光勇等[12]通過檢測(cè)尿L-FABP與血肌酐水平變化，發(fā)現(xiàn)尿L-FABP水平變化與血肌酐變化一致，且尿L-FABP水平升高時(shí)點(diǎn)先于血肌酐，說明尿L-FABP可更早提示腎功能受損，是診斷腎損傷的潛在標(biāo)志物。但是慢性腎病、糖尿病腎病、造影劑相關(guān)腎損傷患者的尿L-FABP亦有增多，檢測(cè)的靈敏度與特異度均受到一定的限制。

以上3種標(biāo)志物均屬于分子量較小的蛋白質(zhì)，在腎小管上皮細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)，在腎小管受損傷后大量表達(dá)，早期即可在尿中檢測(cè)到，是近端腎小管損傷的早期檢測(cè)標(biāo)志物。

2 炎癥因子

白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-18是由巨噬細(xì)胞、近端腎小管上皮細(xì)胞合成的一種炎性細(xì)胞因子，以未激活的形式存在。AKI發(fā)生后，IL-18在酶的作用下被激活，進(jìn)入小管液中。穆曉琨等[13]在關(guān)于大鼠膿毒癥相關(guān)AKI的研究中發(fā)現(xiàn)，膿毒癥相關(guān)AKI可能與激活NLRP3炎性小體/ASC基因/半胱氨酸蛋白酶-1/IL-1β/IL-18軸有關(guān)，IL-1β、IL-18等因子作用于免疫相關(guān)細(xì)胞，促使其產(chǎn)生相應(yīng)的免疫效應(yīng)，參與腎的炎癥反應(yīng)過程。與血肌酐和尿量比較，IL-18 在AKI早期診斷方面更具有優(yōu)勢(shì)。但是IL-18是炎癥因子，易受內(nèi)毒素、炎癥及免疫等因素干擾，因此，IL-18對(duì)膿毒癥相關(guān)AKI早期診斷的價(jià)值可能需要進(jìn)一步的研究。

3 半胱氨酸蛋白酶抑制劑

胱抑素C又稱半胱氨酸蛋白酶抑制劑C，是從血清中分離出來的一種新型半胱氨酸蛋白酶抑制劑，屬于非糖基化堿性蛋白[14]。編碼胱抑素C的基因是管家基因，沒有組織特異性，在有核細(xì)胞中的分泌量恒定。胱抑素C分子量小，可自由通過腎小球?yàn)V過膜，原尿中的胱抑素C在近曲小管被重吸收、分解，而腎小管并不分泌胱抑素C，因此，正常人尿液中的胱抑素C含量很少，當(dāng)尿液中的胱抑素C水平明顯增高時(shí)，則提示腎小管細(xì)胞損傷。腎是清除胱抑素C的唯一器官，其在血液中的含量水平主要由腎小球?yàn)V過率決定，而不受性別、年齡、肌肉容積、藥物及感染影響，加之目前胱抑素C的檢測(cè)方法簡(jiǎn)便且日漸成熟，可與較為統(tǒng)一的數(shù)值進(jìn)行比較，檢測(cè)準(zhǔn)確率高，因此，胱抑素C水平是反映腎小球?yàn)V過功能的理想標(biāo)志物。趙玲玲[15]的臨床研究報(bào)道，胱抑素C診斷AKI患者的靈敏度為90.00%，而血肌酐的診斷靈敏度為77.50%。湯海波等[16]的研究觀察到，胱抑素C濃度最早可在腎小球?yàn)V過率為80 ml/min時(shí)升高，而血肌酐最早則在腎小球?yàn)V過率為60 ml/min時(shí)升高，胱抑素C濃度的升高明顯早于血肌酐濃度的升高，可見胱抑素C的敏感性比血肌酐高。因此，胱抑素C聯(lián)合血肌酐或IL-18可更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定的反映腎功能的改變，達(dá)到有效指導(dǎo)臨床治療的作用。

4 細(xì)胞周期阻滯蛋白

胰島素樣生長(zhǎng)蛋白結(jié)合因子(insulin-like growth factor binding protein，IGFBP)-7與金屬蛋白酶組織抑制劑(tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP)-2均參與腎小管上皮細(xì)胞G1期細(xì)胞周期的阻滯，阻止DNA受損的細(xì)胞繼續(xù)分裂，防止其衰老或死亡，從而保護(hù)腎免受損傷[17]。有研究表明，尿IGFBP-7水平可作為判斷AKI的新標(biāo)志物，且其水平不受膿毒癥本身的影響；尿TIMP-2聯(lián)合IGFBP-7可預(yù)測(cè)重癥患者嚴(yán)重AKI的發(fā)生。Su等[18]的研究結(jié)果顯示，尿TIMP-2聯(lián)合IGFBP-7診斷膿毒癥相關(guān)AKI的靈敏度為0.84、特異度為0.57，受試者工作特征曲線下面積為0.881 3，有較高的診斷價(jià)值。

5 其他指標(biāo)

降鈣素元是無活性的降鈣素前肽物質(zhì)，是急性反應(yīng)蛋白的一種。正常人降鈣素元<0.1 μg/L；感染2～4 h開始升高、8～24 h達(dá)到高峰，可持續(xù)數(shù)天至數(shù)周；膿毒癥時(shí)，降鈣素元水平更高[19]?？紤]其可區(qū)分感染與非感染性全身炎癥反應(yīng)綜合征，加之檢測(cè)方法成熟，2016年膿毒癥與膿毒性休克國(guó)際處理指南中指明，測(cè)量降鈣素元水平可用于縮短膿毒癥患者抗生素應(yīng)用療程(低證據(jù)水平)[20]。同樣，作為感染指標(biāo)的髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體(triggering receptors expressed on myeloid cells，TREM)-1與炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)密切相關(guān)?？扇苄訲REM-1是TREM-1的亞型，感染時(shí)含量明顯增加，其升高水平與感染程度、臟器損害程度正相關(guān)；非感染時(shí)則表達(dá)不增加[21]。因此，可溶性TREM-1可用于區(qū)分感染與非感染性疾病，對(duì)膿毒癥的病因鑒別有意義，但其與膿毒癥相關(guān)AKI診斷的相關(guān)性尚缺乏明確的證據(jù)。神經(jīng)突起導(dǎo)向因子Netrin-1蛋白是廣泛表達(dá)于神經(jīng)系統(tǒng)的分泌蛋白，參與神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)。近年來發(fā)現(xiàn)其在其他組織中也有表達(dá)，可調(diào)節(jié)組織器官的正常生長(zhǎng)與分化。有研究報(bào)道，在腎缺血性損傷時(shí)，Netrin-1表達(dá)增多，通過抑制細(xì)胞凋亡而發(fā)揮保護(hù)腎的作用[22]。但是相關(guān)研究數(shù)量有限，尤其對(duì)于膿毒癥相關(guān)AKI的研究非常欠缺，需要更多的臨床研究來確定Netrin-1在膿毒癥相關(guān)AKI早期診斷方面的價(jià)值。

6 結(jié)語

理想的膿毒癥相關(guān)AKI早期診斷生物標(biāo)志物最好具備以下優(yōu)點(diǎn)：標(biāo)本易獲得；檢測(cè)方法無創(chuàng)、快速、價(jià)格低廉；高度敏感，可在細(xì)胞水平發(fā)現(xiàn)、診斷AKI并鑒別損傷部位、病因，以指導(dǎo)臨床治療。目前沒有證據(jù)可以證明單一的標(biāo)志物可完全擁有上述這些優(yōu)點(diǎn)，不同的標(biāo)志物具有其各自的優(yōu)點(diǎn)與不足，聯(lián)合檢測(cè)可增強(qiáng)檢驗(yàn)的靈敏度與特異度，可更好地評(píng)價(jià)腎損傷，指導(dǎo)臨床治療，改善患者預(yù)后。但關(guān)于聯(lián)合檢測(cè)的證據(jù)缺乏，需要更多的研究來證實(shí)。

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西安市科技計(jì)劃項(xiàng)目[2016045SF/YX01(2)]

呂俊華(1992-)，女，陜西寶雞人

裴紅紅，E-mail：18991237562@163.com

2095-5561(2017)02-0125-04 DOI∶10.16048/j.issn.2095-5561.2017.02.15

2017-03-01