心臟術后急性腎損傷早期診斷標志物研究進展

鄒廣美，牛永勝，穆心葦

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

急性腎功能損害是心臟術后常見并發癥，其發生率為5%～30%，術后需行透析治療者占5%;患者一旦發生急性腎衰竭(ARF)，其病死率達15%～30%［1］。目前，因ARF的診斷標準不統一，缺乏早期診斷的生物學標志物，疾病早期不易發現。因此，2005年在阿姆斯特丹召開的急性腎臟損傷網(AKIN)會議上，提出了急性腎損傷(AKI)的概念，并達成其診斷和分類的專家共識。AKI定義為不超過3個月的腎臟功能或結構異常，包括血、尿、組織檢測或影像學方面的腎損傷標志物異常。AKI診斷標準:48 h內腎功能突然減退;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)，時間超過6 h］。目前，我國多采用AKIN會議標準診斷AKI［2］。因該標準診斷AKI仍采用不敏感的Scr、尿量等指標，無法有效地早期診斷AKI，故最近有研究提出一些可較早預測心臟術后AKI的生物學標志?，F結合文獻對心臟術后AKI早期診斷標志物研究進展綜述如下。

1 胱抑素C(CystC)

CystC是半胱氨酸蛋白酶抑制劑超家族成員，其相對分子質量為13 359，因其相對分子質量小，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)濃度由腎小球濾過率(GFR)決定，故CystC成為反映GFR很好的標志物之一。通常尿中CystC很低，腎小球疾病或腎實質受損時明顯升高，此時檢測尿中CystC可判斷腎臟損傷情況，且其不受炎性反應或惡性腫瘤的影響，是反映腎小球受損的靈敏標志物。研究表明，CystC診斷效能優于Scr，是美國FDA批準的檢測腎功能的指標之一，ScysC能更早地發現腎功能改變。Jay等［3］對72例心臟術后患者行CystC檢測，其中34例明顯升高，發展為AKI，以術后6 h檢測最有診斷意義;而ScysC的診斷意義尚不明確。Heise等［4］研究發現，心臟術后發生AKI患者的ScysC、Scr升高，其中術后12 h ScysC升高明顯;說明ScysC、Scr也是評估AKI患者腎功能有價值的指標，且ScysC出現異常的時間早，診斷靈敏度高;與Scr比較，ScysC能更及時、準確地反映GFR下降。Zappitelli等［5］報道288例心臟術后患兒，其術后ScysC、Scr均升高，以ScysC敏感性更高;結果42%(121例)發展為KAI，其中2%(5例)需行透析治療。因ScysC有標準化的商業試劑盒、且性質較穩定，故可能作為早期診斷心臟術后AKI理想的生物標記物。

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，在正常成人肝、腎、脾中微弱表達，在缺血損傷后腎組織中顯著表達。Kim-1是反映AKI的敏感指標，Kim-1 mRNA及其蛋白高表達于再生的腎小管上皮細胞中，腎損傷后Kim-1胞外段在金屬基質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AKI情況。Han等［6］對113例接受心肺轉流術患者行Kim-1檢測，AKI發生率為3l%;AKI患者術后2 h尿Kim-1升高約40%，在腎損傷后12～24 h持續穩定升高且性質穩定。Kim-1不受慢性腎臟疾病和尿路感染影響，可能成為區分各亞型AKI的重要標記物。Han等［7］研究發現，心臟術后患者發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;如聯合檢測尿中中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白(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92.4%、91.1%。Kim-l在尿中性質穩定，不受尿液理化特性的影響，檢測方便，實驗靈敏度較高;且尿液收集方便、無創傷，可能是一種較理想的早期診斷心臟術后AKI的生物學標志物。

3 NGAL

NGAL是1993年發現的新蛋白，存在于中性粒細胞過氧化物酶顆粒中，由178個氨基酸殘基組成，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、胃及結腸等組織表達，參與胚胎發育、細胞分化、炎癥免疫應答、細胞凋亡、脂質代謝、腫瘤發生、發展等。血清NGAL能通過腎小球濾過，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例心臟術后患者進行研究，術后2 h尿及血漿NGAL均明顯升高，對預測AKI發生有診斷價值;證明 NGAL診斷 AKI快速、有效。Mishra等［10］對71例行體外循環手術的心臟病患兒進行研究，術后AKI發生率為28%;術后2～6 h AKI患兒的尿及血漿NGAL升高10倍以上，而Scr多在術后24 h才開始上升。Anja等［11］對114例心臟術后患者進行研究，發現血漿NGAL對術后AKI有很好的診斷價值，術后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胞產生的促炎性細胞因子，生理情況下，小腸上皮、肝、脾、小膠質細胞、星形細胞、腎上腺皮質、皮膚角質形成細胞、脂肪細胞、樹突細胞等可表達IL-18。成熟的人IL-18有157個氨基殘基，在結構和功能上屬于IL-1家族。發生AKI后，在近端腎小管誘導產生的IL-18以分裂形式進入尿液。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例行體外循環的心臟手術患者進行研究，術后AKI發生率為27.27%，患者術后尿IL-18明顯升高，2 h達峰值，且術后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進行校正，結果尿IL-18/尿肌酐升高，其峰值出現在術后2 h，術后4 h逐漸下降但仍保持較高水平，Scr升高峰值出現在術后1～48 h。Parikh等［13］對行心肺轉流術患者研究發現，IL-18可作為早期預測心肺旁路術后AKI發生的生物學指標，心臟術后患者尿NGAL、IL-18均明顯升高，且術后4～6 h發生AKI者尿IL-18即升高，12 h達高峰，遠早于Scr升高時間。因此認為，IL-18是一種較Scr升高更敏感、可早期預測心臟術后AKI發生的生物學指標。

5 肝臟型脂肪酸結合蛋白(L-FABP)

L-FABP屬于脂肪酸結合蛋白家族，目前發現，人類腎臟中有兩種脂肪酸結合蛋白，一種是分子量14.4 kDa的L-FABP，主要在近曲小管表達;另一種為心臟型脂肪酸結合蛋白，主要在遠曲小管表達。正常生理條件下，來自肝臟的L-FABP釋放人血，經腎小球過濾后在近曲小管被重吸收。腎臟疾病狀態下，小管間質性損害可減少近曲小管對L-FABP的重吸收，導致尿中L-FABP升高。Nakamura等［14］研究發現，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，L-FABP仍維持較高水平;在整個實驗過程中，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例行心臟手術患兒進行研究，其中21例發生AKI者的尿L-FABP均明顯升高，且術后4 h達高峰。值得注意的是，L-FABP也可在肝臟高表達，尿L-FABP可能受血L-FABP的影響。

6 其他

視黃醇結合蛋白(RBP)是反映腎小管功能的指標之一，國內研究發現，62例AKI患者尿中RBP表達明顯升高，且與病情嚴重程度密切相關。Miaolin等［15］研究顯示，心臟術后發生AKI患者術后即刻及術后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的早期診斷指標之一。

谷胱甘肽-S-轉移酶(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;α、π型在腎小管中高表達，腎損傷時α-GST、π-GST大量釋放到尿中，能早期發現急性腎小管損傷。Koyner等［16］對123例行心臟手術患者進行研究，46例發展為AKI，其尿中α-GST、π-GST明顯升高，其中8例需行連續性腎臟替代治療;提示尿中α-GST、π-GST升高診斷AKI有很好的臨床價值。尿α1-微球蛋白(α1-M)是由肝臟合成的小分子蛋白，約半數作為循環蛋白與IgA結合，其游離部分可通過腎小球濾過，并在近端腎小管重吸收。尿α1-M在較大pH范圍內穩定，且對近端腎小管功能損害敏感。國外研究表明，尿α1-M診斷心臟術后AKI有很高的準確性。

綜上所述，上述生物學標志物均能早期發現腎損傷，具有相對特異性、敏感性，有利于心臟術后AKI的早期診斷、治療，可減少患者病死率;但其實用性、有效性尚待多中心研究進一步明確和論證。

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