圍術(shù)期急性腎損傷評估預(yù)警研究進展

羅紫月, 周瑞豪, 郝學(xué)超, 陳 果, 朱 濤

四川大學(xué)華西醫(yī)院 麻醉手術(shù)中心,四川 成都 610000

圍術(shù)期急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)與短期發(fā)病率、病死率及包括慢性腎病(chronic kidney disease,CKD)發(fā)展在內(nèi)的長期不良結(jié)局相關(guān)。在術(shù)后器官功能障礙方面,以AKI尤為突出,占高?；颊叩?0%～40%。有研究表明,即使腎功能輕微下降,也會導(dǎo)致死亡增加及住院時間延長[1]。AKI的持續(xù)時間及相關(guān)合并癥對預(yù)后具有重要意義。有研究表明,患有術(shù)后AKI的高血壓患者在擇期行非心臟手術(shù)5年后,發(fā)生致命性中風(fēng)、心肌梗死及猝死的風(fēng)險均顯著增加[2]。風(fēng)險預(yù)測模型、新型生物標(biāo)志物等方面的研究為圍術(shù)期AKI的評估預(yù)警提供了新的思路[3]。本文圍繞圍術(shù)期AKI的定義、診斷標(biāo)準(zhǔn)、危險因素、預(yù)測預(yù)警進行綜述,以期提高臨床醫(yī)師對圍術(shù)期AKI的認(rèn)識,早期識別高風(fēng)險患者,最大限度地改善手術(shù)患者的結(jié)局。

1 圍術(shù)期AKI定義及診斷標(biāo)準(zhǔn)

圍術(shù)期AKI是指在手術(shù)期間或手術(shù)后發(fā)生的以急性腎小球濾過率減少為主要特征的臨床綜合征。目前,AKI的診斷和分期主要依據(jù)血清肌酐升高值和尿量減少量。常用的AKI診斷標(biāo)準(zhǔn)包括急性透析質(zhì)量倡議(risk,injury,failure,loss,end-stage renal disease,RIFLE)標(biāo)準(zhǔn)、急性腎損傷網(wǎng)絡(luò)(acute kidney injury network,AKIN)專家組的診斷指南,以及改善全球腎病預(yù)后組織(kidney disease:improving global outcomes,KDIGO)的診斷指南[4]。RIFLE標(biāo)準(zhǔn)于2004年發(fā)布,取消了“急性腎衰竭”一詞,引入了“急性腎損傷”以表示急性情況的可逆性。RIFLE 標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)血清肌酐相對于基線的變化和尿量進行分級,同時區(qū)分了嚴(yán)重程度和結(jié)局類別。但是,RIFLE分類存在局限性,低估了小幅度肌酐變化對病死率的影響。為了提高敏感性,AKIN專家組在2007年對RIFLE標(biāo)準(zhǔn)進行了修改,降低了AKI的診斷門檻。2012年,KDIGO任務(wù)組整合了RIFLE標(biāo)準(zhǔn)、AKIN標(biāo)準(zhǔn)和兒科RIFLE標(biāo)準(zhǔn),提供了一個統(tǒng)一的定義,根據(jù)血清肌酐的急性增加或尿排出量分為不同階段[2]?；谀壳霸\斷方法的局限性,近年來,許多研究致力于尋找與AKI潛在病理生理過程相關(guān)的新型生物標(biāo)志物,幫助早期識別并診斷AKI[5]。但是,預(yù)防和逆轉(zhuǎn)AKI仍缺乏可靠的方法。

2 圍術(shù)期AKI評估預(yù)警

2.1 術(shù)前危險因素識別

2.1.1 患者基本特征 患者的基本特征中存在多個與圍術(shù)期AKI風(fēng)險增加相關(guān)的因素,包括性別、高齡、肥胖、術(shù)前高血壓、術(shù)前貧血、術(shù)前感染新型冠狀病毒肺炎、活動性充血性心力衰竭、已知的腎功能障礙、肺部疾病、胰島素依賴型糖尿病、周圍血管疾病等[6]。其中,術(shù)前肌酐水平升高(超過1.2 mg/dl)是心臟和非心臟手術(shù)患者術(shù)后AKI的顯著預(yù)測因子[7]。肥胖患者手術(shù)中AKI的發(fā)病率約為6%～8%,主要原因為肥胖造成機體的氧化應(yīng)激、促炎性細(xì)胞因子和內(nèi)皮功能障礙,從而導(dǎo)致AKI發(fā)生[8]。

2.1.2 術(shù)前藥物使用 圍術(shù)期患者常使用具有潛在腎毒性的藥物及靜脈造影劑,因此存在間質(zhì)性腎炎和急性腎小管損傷的風(fēng)險?？垢哐獕核幬?特別是血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑(ace inhibitors,ACEI)和血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(angiotensin Ⅱ receptor blockers,ARBs),在手術(shù)前24 h通常會停用,因為其持續(xù)使用與術(shù)中低血壓風(fēng)險較高相關(guān)[9]。但最近的研究認(rèn)為,在普通外科患者中停用ACEI或ARBs,未顯示出對術(shù)后AKI的保護作用[10]。鑒于許多患者使用ACEI或ARBs既具有心臟保護作用又具有腎保護作用,臨床醫(yī)師應(yīng)該根據(jù)個體情況分析圍術(shù)期持續(xù)使用這些藥物的風(fēng)險與益處,且術(shù)后是否重新開始使用也應(yīng)進行個體化決策。

2.2 術(shù)中危險因素識別

2.2.1 手術(shù)因素 手術(shù)中存在有效血容量減少或機械性阻塞的風(fēng)險,可能導(dǎo)致腎受損。急診手術(shù)、大血管手術(shù)(尤其是心臟手術(shù))、腹腔內(nèi)手術(shù)和特殊類型手術(shù)(如移植手術(shù))與AKI的風(fēng)險密切相關(guān)。心臟手術(shù)相關(guān)的AKI機制多樣,體外循環(huán)是重要的危險因素之一,持續(xù)時間越長,風(fēng)險越高。AKI在心臟手術(shù)中發(fā)生率為10%～30%,在體外循環(huán)手術(shù)中高達50%[11]。而接受腹腔內(nèi)手術(shù)的患者,特別是剖腹探查和小腸切除的患者,更容易發(fā)生AKI[12]。肝移植術(shù)后AKI發(fā)生率為17%～95%,其中肝硬化、免疫抑制藥物的腎毒性及手術(shù)自身風(fēng)險均是造成AKI高發(fā)的危險因素[13]。肺移植術(shù)后AKI發(fā)生率為54%,雙肺移植AKI發(fā)生率更高,術(shù)中缺氧是其影響因素之一[14]。

2.2.2 麻醉因素 麻醉方法對術(shù)后AKI的發(fā)生率具有影響。維持血容量和術(shù)中血流動力學(xué)穩(wěn)定是減少術(shù)后AKI發(fā)生的關(guān)鍵。術(shù)中低血壓可能與全身麻醉和局部麻醉技術(shù)的血管擴張、靜脈擴張效應(yīng)有關(guān),以及與術(shù)前禁食導(dǎo)致的相對血容量減少有關(guān)。目前,尚缺乏共識認(rèn)為哪種麻醉方法能顯著降低術(shù)后AKI的發(fā)生率。無論是局部麻醉還是全身麻醉,聯(lián)合麻醉還是單獨使用靜脈或吸入麻醉,所有方法均與相對靜脈擴張和術(shù)中低血壓相關(guān)[15]。有研究發(fā)現(xiàn),在心臟手術(shù)中聯(lián)合使用硬膜外麻醉和全身麻醉可以減少AKI的發(fā)生[11]。吸入麻醉劑和異丙酚在實驗研究中可能對AKI具有一定的保護作用,但在人體研究中尚未得到證實。而一些鹵代麻醉藥物(如甲氧氟烷),被認(rèn)為具有腎毒性,已不再常規(guī)使用[16]。

3 基于預(yù)測模型的評估預(yù)警

風(fēng)險預(yù)測模型通常采用獨立預(yù)測因子,如基線特征(年齡、估計腎小球濾過率、血清肌酐、是否患糖尿病等)的組合,并為這些因子分配相對權(quán)重,以預(yù)測臨床結(jié)局。目前,雖然臨床已開發(fā)了多個風(fēng)險預(yù)測模型,但許多模型使用的是較舊的AKI定義,或僅在特定外科亞專業(yè)中驗證[17]。許多模型在臨床上未得到廣泛應(yīng)用,且通常難以區(qū)分不同程度的AKI。因此,為了增加預(yù)測的準(zhǔn)確性,往往需要在模型中考慮術(shù)中或術(shù)后因素,但這可能導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果在患者治療過程的較晚階段才能得出,而此時實施保護性策略的機會較少[18]。該領(lǐng)域的研究仍在不斷發(fā)展中,在基于傳統(tǒng)臨床評分的情況下,新的評分系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用了多種方法來提高預(yù)測性能。這些方法包括添加新的生物標(biāo)志物、基于實驗室測試和利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)構(gòu)建預(yù)測模型,這些評分系統(tǒng)的診斷準(zhǔn)確性在70%～85%[4]。

由于AKI在重癥患者中的發(fā)病率較高,預(yù)測AKI的風(fēng)險也在重癥監(jiān)護環(huán)境(包括ICU住院)中進行了廣泛的研究。Malhotra等[19]報道了ICU中AKI風(fēng)險預(yù)測模型,并使用10個臨床變量進行了外部驗證。Kashani等[20]對ICU患者進行研究,測試了新型尿液生物標(biāo)志物組織抑制劑金屬蛋白酶2(tissue inhibitor of metalloproteinases 2,TIMP-2)和胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白7(IGF-binding protein 7,IGFBP7)對AKI的預(yù)測價值,并提出了一種預(yù)測AKI風(fēng)險的臨床模型,結(jié)果表明,新的生物標(biāo)志物可以提高早期重癥監(jiān)護預(yù)測模型的穩(wěn)健性。曾智賀等[21]利用機器學(xué)習(xí)模型,通過隨機森林集成學(xué)習(xí)算法等建立了關(guān)于非心肺轉(zhuǎn)流冠狀動脈旁路移植術(shù)相關(guān)的急性腎損傷(OPCABG-AKI)預(yù)測模型,結(jié)果顯示,術(shù)中尿量等指標(biāo)與OPCABG-AKI關(guān)系十分密切。但需要注意的是,這些數(shù)據(jù)多來自回顧性研究,仍需要進行更大規(guī)模、多中心和前瞻性的研究,以進一步探索這些評分系統(tǒng)在不同臨床場景和情況下的有效性。這樣的研究將有助于提高AKI風(fēng)險預(yù)測模型的可靠性和適用性,為臨床醫(yī)師提供更準(zhǔn)確的預(yù)測工具。

4 基于生物標(biāo)志物的預(yù)測預(yù)警

血肌酐和尿量是在AKI過程中較晚發(fā)生變化的指標(biāo)。鑒于尿量和血清肌酐在術(shù)后AKI識別方面的局限性,許多研究致力于尋找與AKI潛在病理生理過程相關(guān)的新型生物標(biāo)志物,早期識別AKI高風(fēng)險患者,避免對無腎實質(zhì)損傷的患者進行不必要的干預(yù)。中性粒細(xì)胞膠原酶相關(guān)脂聯(lián)素(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)是最初有希望的生物標(biāo)志物之一。但后續(xù)數(shù)據(jù)顯示,NGAL水平不僅在AKI發(fā)展中升高,還在其他慢性和急性炎癥情況下升高[22]。因此,有學(xué)者建議,在針對腎特異性的NGAL測定方法可用之前,不應(yīng)使用NGAL[23]。除NGAL外,與腎小管G1細(xì)胞周期阻滯相關(guān)的生物標(biāo)志物,如TIMP-2和IGFBP7已被證明是AKI的獨立預(yù)測因子[24]。免疫測定方法“NephroCheck”用于測量尿液中這些生物標(biāo)志物的濃度,已獲得美國食品和藥物管理局的批準(zhǔn),并在多項研究中得到應(yīng)用[1]。

多項研究探索了多種生物標(biāo)志物的組合應(yīng)用。有研究同時采用NGAL和腎損傷分子-1預(yù)測AKI,結(jié)果顯示,預(yù)測效果良好(P<0.002)[20],但仍需要進行更大規(guī)模的研究來驗證結(jié)果。此外,有研究在接受心臟手術(shù)的患者中探索與慢性腎小管應(yīng)激和CKD進展相關(guān)的尿液Dickkopf-3(DKK3)標(biāo)志物,發(fā)現(xiàn)術(shù)前尿液中DKK3/肌酐比值升高的患者術(shù)后AKI風(fēng)險顯著增加,且與出院時及隨訪820 d后的腎功能下降密切相關(guān)[25]。此外,可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體(soluble urokinase plasminogen activator receptor,suPAR)水平與AKI的風(fēng)險呈正相關(guān)。動物模型研究顯示,suPAR可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞生物能量和增加氧化應(yīng)激,直接參與AKI的發(fā)病機制[26]。此外,N末端腦鈉肽前體在術(shù)前風(fēng)險分層中也顯示出潛力[5]。這些新型生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)對于臨床試驗的設(shè)計具有重要意義,有助于評估新型治療方法的療效。但將生物標(biāo)志物納入常規(guī)實踐之前,仍存在許多障礙需要克服。

5 小結(jié)

早期診斷AKI對手術(shù)患者的康復(fù)和預(yù)后具有重要意義。目前,臨床常用尿量減少和血清肌酐增加作為AKI的診斷指標(biāo),但仍需尋找更早期和更準(zhǔn)確的生物標(biāo)志物來提高診斷的準(zhǔn)確性。預(yù)防和治療AKI的策略需要綜合多種方法。風(fēng)險評估是關(guān)鍵步驟,可通過評估年齡、性別、基礎(chǔ)腎功能、合并癥和手術(shù)類型等因素來識別高危患者。術(shù)中麻醉和手術(shù)共同影響腎功能,需要特別注意手術(shù)過程中的液體管理和血流動力學(xué)監(jiān)測等。同時,避免腎損傷的因素也應(yīng)得到關(guān)注,如減少使用腎毒性藥物并控制血壓等。未來的研究應(yīng)進一步完善風(fēng)險評估系統(tǒng),如基于一致的數(shù)據(jù)采集、結(jié)合人工智能技術(shù),利用新的生物標(biāo)志物,并考慮臨床實際情況,實現(xiàn)有效的AKI風(fēng)險預(yù)測模型建立。