尿液[TIMP-2]·[IGFBP-7]預測膿毒癥患兒急性腎損傷的可行性研究

肖 琴，鄭 靜，閆 軍

(1.四川省成都市婦女兒童中心醫院PICU 610091；2.重慶市九龍坡區人民醫院兒科 400050)

急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)是膿毒癥的最常見并發癥之一，發生率為30%～50%，其可增加膿毒癥患者腎替代治療(renal replacement therapy，RRT)、慢性腎臟疾病和死亡的風險[1-2]。近年來，早期預測或診斷膿毒癥相關AKI成為研究熱點，這對于早期干預保護腎功能、改善患者預后具有重要意義[3]。有研究發現，尿液中細胞周期阻滯因子金屬蛋白酶組織抑制因子-2(tissue inhibitor of metalloproteinase-2，TIMP-2)及胰島素樣生長因子結合蛋白-7(insulin-like growth factor binding protein-7，IGFBP-7)可較準確的預測心臟等大手術患者及重癥患者AKI的發生[4-5]。然而，[TIMP-2]·[IGFBP-7]預測兒童膿毒癥AKI的相關研究報道較少。因此，本研究擬探索尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平預測膿毒癥患兒AKI發生的可行性及準確性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究連續前瞻性地納入了成都市婦女兒童中心醫院兒童重癥醫學科(pediatric intensive care unit，PICU)于2014年3月至2017年3月收治的膿毒癥患兒174例，年齡1～12歲，其中男102例，女72例。(1)AKI的診斷：本研究依據改善全球腎臟病預后組織(KDIGO)2012年發布的指南標準，即48 h內血清肌酐(serum creatinine，SCr)增幅大于或等于26.50 μmol/L，或SCr 大于或等于基礎水平的1.5倍，或尿量小于0.50 mL·kg-1·h-1持續超過6 h。(2)膿毒癥診斷：納入本研究的患兒依據兒童膿毒癥定義診斷標準(2005年)確診為膿毒癥[6]，即膿毒癥是由于感染引起的全身炎癥反應綜合征并伴有以下兩項或以上癥狀(其中①或④至少具備1項)，①核心體溫大于38.50 ℃或小于36.00 ℃；②心動過速，在排除外界刺激、疼痛或藥物作用下心率超過同年齡兒童正常值2個標準差以上或難以解釋的持續性心率增快0.50～4.00 h，或在排除藥物、迷走神經反射、先心病等因素后1歲以下患兒出現心動過緩，心率低于同年齡兒童心率的第10百分位數以下，或難以解釋的持續心率減慢超過0.50 h；③呼吸頻率大于同年齡兒童正常值的2個標準差以上，或因急性病情需機械通氣并排除麻醉藥及肌松藥的作用；④白細胞升高或下降，或未成熟中性粒細胞大于10%。(3)排除標準：進入PICU時即診斷為AKI的患兒(血清SCr大于正常上限值1.50倍，或少尿大于6 h，腎小球濾過率估計值小于60 mL·min-1·1.73 m-2，或需要RRT)，先天性腎臟發育畸形或急性腎小球腎炎、腎盂腎炎、腎臟腫瘤等腎臟原發疾病的患兒。進入PICU 24 h內即發生AKI或死亡的患兒，以及PICU停留時間短于24 h的患兒。將174例膿毒癥患兒是否發生AKI分為AKI組(52例，其中男29例、女23例)和非AKI組(122例，其中男73例、女49例)；另外，納入30例健康體檢兒童作為對照組(男18例，女12例)。研究方案獲得醫院倫理委員會批準，并獲得監護人知情簽署同意書。

1.2 方法

1.2.1 實驗室檢測 患兒每天8：00、20：00時留取新鮮尿液。尿液離心后提取上清液，采用ELISA法檢測TIMP-2及IGFBP-7水平。根據既往研究報道，將TIMP-2及IGFBP-7檢測濃度做乘積后除以1 000，轉化為國際通用單位(ng/mL)2/1 000[4]?；純好刻?：00時抽取空腹靜脈血，送醫院檢驗科(日立7600型全自動血生化分析儀)檢測血清SCr水平。對照組取其新鮮尿液及空腹靜脈血，采用上述方法檢測其TIMP-2、IGFBP-7及SCr水平。對照組兒童上述指標僅檢測1次。

1.2.2 觀察指標 (1)記錄患兒的性別、年齡、原發疾病、入PICU前病程、基礎SCr、[TIMP-2]·[IGFBP-7]基礎水平等一般資料。(2)入PICU 7 d內AKI的發生率。

2 結 果

2.1 膿毒癥患兒AKI發生率及臨床特征 174例膿毒癥患兒中，入PICU后7 d內共確定52例患兒發生AKI，發生率為29.89%。AKI組、非AKI組、對照組的年齡、性別構成比、體質量指數(BMI)、入PICU時(對照組單次檢測)的SCr、[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)；AKI組[肺部感染34例(65.38%)、手足口病10例(19.23%)、顱內感染3例(5.77%)、消化系統感染5例(9.62%)]與非AKI組[肺部感染81例(66.39%)、手足口病17例(13.93%)、顱內感染15例(12.30%)、消化系統感染9例(7.38%)]原發疾病構成比比較，差異無統計學意義(P>0.05)。AKI組患兒入PICU前病程短于非AKI組(P<0.05)，見表1。

2.2 兩組患兒尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平比較 AKI組患兒入PICU時[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平為0.20[0.10,0.36]，在AKI明確診斷前48、36、24、12 h其尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平分別為0.23(0.11,0.36)、0.55(0.22,0.97)、1.10(0.57,1.49)、1.53(0.88,2.39)，診斷前48 h的[TIMP-2]·[IGFBP-]7水平與入PICU時的基礎水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)；而診斷前36、24、12 h尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平均高于入PICU時的基礎水平(P<0.01)。非AKI組(因非AKI組未發生AKI，無法界定AKI發生前各時點的相應水平，測定非AKI患兒入PICU 前6 d內每天水平，以作為對照)患兒入住PICU時[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平為0.21(0.08,0.38)(ng/mL)2/1 000，入住PICU前2、3、4、5、6 d分別為0.21(0.10,0.36)、0.18(0.11,0.33)、0.26(0.11,0.36)、0.23(0.10,0.39)、0.20(0.10,0.37)，6 d內尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平與入PICU時基礎水平比較，差異無統計學意義(P=0.612)。

2.3 尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平預測膿毒癥患兒AKI的ROC分析 以非AKI組患兒入PICU時尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]基礎水平為參照，ROC的 AUC分析評價AKI診斷前48、36、24、12 h 4個時間點尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平對AKI的預測價值，見表2、圖1。診斷前36、24、12 h時間點以[TIMP-2]·[IGFBP-7]=0.30、2.00 (ng/mL)2/1 000時的敏感性和特異性，見表3。

表1 各組對象一般資料比較

-:此項無數據

表2 膿毒癥患兒尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平對AKI的預測價值

-：診斷價值AUC無統計學意義，不具備計算臨界值及相應敏感性和特異性的條件

表3 膿毒癥患兒尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]不同 水平預測AKI的敏感性和特異性(%)

圖1 膿毒癥患兒尿液[TIMP-2]·[IGFBP-7] 對AKI診斷預測價值的ROC分析

2.4 膿毒癥患兒AKI轉歸 52例發生了AKI的膿毒癥患兒中，7例(13.46%)需行RRT，2例(3.85%)死亡。行RRT的患兒，其AKI診斷前36、24、12 h的[TIMP-2]·[IGFBP-7]高于未行RRT的膿毒癥AKI患兒相應時間點的水平，差異有統計學意義(P<0.05)，見表4。

表4 RRT與非RRT患兒[TIMP-2]·[IGFBP-7] 水平比較[M(P25,P75)，(ng/mL)2/1 000]

a：P<0.05，與RRT組比較

3 討 論

膿毒癥患者并發AKI的風險較高，可明顯延長患者ICU停留時間、住院時間及死亡率[7]。對于AKI早期預測并預防其發生及進展是臨床關注的熱點問題[3,8]。近年來，已開展大量研究探索了AKI早期預測分子標志物[9-10]。本研究結果發現，膿毒癥患兒在診斷AKI前其尿液中TIMP-2及IGFBP-7即有明顯升高，ROC分析顯示TIMP-2及IGFBP-7升高可較為準確的預測其后12、24、36 h內AKI的發生。

當前，腎臟損傷標準均以尿量和SCr的變化為診斷AKI的主要依據[11-12]。然而，尿量和SCr作為反映腎臟功能的指標，其存在滯后性的缺點，并且無法分辨AKI的病因(腎前性或腎性)，并且無法反映腎臟損傷的嚴重程度，難以輔助判斷患者預后[10]。腎小管細胞遭受損傷應激時，其上皮細胞停滯于G1期，細胞周期阻滯因子[TIMP-2]·[IGFBP-7]參與介導這一過程[13-14]。尿中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平增加，可反映腎實質組織的損傷。本研究結果顯示，AKI患兒尿液中TIMP-2及IGFBP-7水平明顯高于非AKI患兒，而非AKI患兒尿液中TIMP-2及IGFBP-7水平與對照組比較差異無統計學意義(P>0.05)，提示在腎損傷中TIMP-2及IGFBP-7水平升高反應較為靈敏。

本研究發現，在以SCr診斷AKI前12、24、36 h，膿毒癥患兒尿液中TIMP-2及IGFBP-7即有明顯升高。并且，ROC分析顯示， TIMP-2及IGFBP-7升高對于預測AKI的發生具有較好的敏感性和特異性，其中尤以12 h為最佳。BIHORAC等[4]研究發現，[TIMP-2]·[IGFBP-7]升高可預測ICU成年患者12 h內AKI的發生，以預先確定的0.30(ng/mL)2/1 000為臨界值，其敏感性和特異性分別為92%和46%；以2.00(ng/mL)2/1000為臨界值，其敏感性和特異性分別為37%和95%。本研究中發現，以0.30(ng/mL)2/1 000為臨界值診斷12 h后AKI的敏感性和特異性分別為100.00%和68.90%，而2.00(ng/mL)2/1 000為臨界值的敏感性和特異性分別為32.70%和100.00%。根據尤登指數計算得到臨界值為0.53(ng/mL)2/1000，其相應敏感性和特異性分別為98.10%和85.20%。提示不同人群(兒童或成人)、不同病因、不同時間點，[TIMP-2]·[IGFBP-7]升高的水平可能存在差異，其預測AKI的敏感性和特異性也存在不同。

此外，本研究中有7例需行RRT治療的AKI患兒，其[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平高于未行RRT的患兒，提示[TIMP-2]·[IGFBP-7]升高水平可能與患兒AKI損傷嚴重程度和預后密切相關。WESTHOFF等[15]研究發現，[TIMP-2]·[IGFBP-7]對于預測AKI后RRT及患兒死亡風險具有較好的價值。然而，本研究中由于行RRT治療的患兒及死亡患兒較少，未能行進一步ROC分析，這是本研究的局限性之處。

近期研究發現，腎性AKI時腎組織及尿液中諸多較為特異性的蛋白水平上調，可用于在分子水平鑒別腎性AKI和腎前性AKI[16]。本團隊及既往研究發現，尿液中人中性粒細胞明膠酶相關性脂質運載蛋白(neutrophil gelatinase associated lipocalin,NGAL)水平升高可較為準確的預測AKI[17]。然而，NGAL在中性粒細胞、氣管、肺、心肌、血管內皮、結腸等組織細胞遭受創傷或應激時也可大量合成分泌[18-19]。膿毒癥并存嚴重的全身炎癥反應綜合征，會引起NGAL水平的變化，這可能對NGAL的預測閾值和準確性有一定干擾。本研究發現，膿毒癥患兒與對照組尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)，提示在膿毒癥AKI中尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]具有較好的特異性。

綜上所述，膿毒癥患兒在診斷AKI前其尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平即有明顯升高，尿液中[TIMP-2]·[IGFBP-7]水平升高可較為準確地預測AKI的發生。

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