肝移植術(shù)后急性腎損傷與診斷新指標(biāo)

羅文輝，鄭 虹

(天津醫(yī)科大學(xué)研究生院，天津300070)

急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)是肝移植術(shù)后常見并發(fā)癥之一，是多因素作用的結(jié)果。其傳統(tǒng)定義為:腎功能在數(shù)小時之內(nèi)迅速下降并伴有水、電解質(zhì)、酸堿紊亂。肝移植術(shù)后早期AKI的發(fā)生率在48%～98%，其中8%～17%嚴重腎功能障礙患者需行腎臟替代治療［1］?？梢姼我浦残g(shù)后AKI發(fā)病率高且影響患者愈后療效，而目前用于診斷AKI的指標(biāo)血肌酐易受多種因素影響，并不是理想的診斷指標(biāo)，因此尋找能準(zhǔn)確、及時地反映腎功能變化的新的指標(biāo)顯得尤為重要。近來有研究表明，腎損傷分子1、胱抑素C等新指標(biāo)對AKI早期診斷具有較好的準(zhǔn)確性。

1 肝移植術(shù)后腎臟損傷的原因

1．1 術(shù)前原因 ①患者存在肝腎綜合征。②乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒大量復(fù)制，在體內(nèi)形成免疫復(fù)合物沉積于腎小球基底膜，造成病毒性腎炎。③高膽紅素血癥造成腎小管上皮的變性和壞死。④其他因素，包括糖尿病腎病、高血壓腎病等。

1．2 術(shù)中原因 ①血流動力學(xué)改變:肝移植手術(shù)中無肝期阻斷下腔靜脈，腎臟處于低灌注缺氧狀態(tài)，同時因交感神經(jīng)興奮導(dǎo)致腎動脈收縮進一步加重腎臟損傷。針對這一危險因素，Grande等［2］采用靜脈轉(zhuǎn)流術(shù)來減緩無肝期時血流動力學(xué)的巨大變化，但Pham等［3］認為這樣并不能降低術(shù)后AKI的發(fā)生率。②大量輸血:Pascual等［4］對117例肝移植患者進行了回顧性分析，結(jié)果表明術(shù)中大量輸血者，術(shù)后腎損傷的發(fā)生率升高。③其他危險因素:包括術(shù)中頑固性低血壓，抗凝藥或升壓藥使用不當(dāng)?shù)取?/p>

1．3 術(shù)后原因 較為肯定的觀點是術(shù)后免疫抑制劑(如FK506、環(huán)孢素)的使用將增加AKI的發(fā)生率;其他原因包括早期原發(fā)性肝臟無功能、循環(huán)容量不足、血管活性藥物使用不當(dāng)，術(shù)后敗血癥、乙型病毒性肝炎或丙型病毒性肝炎復(fù)發(fā)等。

2 現(xiàn)用于評價肝移植術(shù)后腎損傷的標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)

2005年AKI合作研討小組在RIFLE標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進行修改并制訂了AKI合作組標(biāo)準(zhǔn):腎功能急劇下降，48 h內(nèi)血肌酐(serum creatinine，SCr)升高到損傷前的 1．5 倍或增加 26．4 μmol/L，和(或)尿量＜0．5 mL/(kg·h)持續(xù) 6 h 以上［5］。AKI的診斷是以SCr作為指標(biāo)，但SCr水平與腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)有關(guān)，即當(dāng)GFR降至正常值20%以下時，SCr水平才開始上升，而此時腎臟已發(fā)生了器質(zhì)性損傷，因此SCr作為診斷指標(biāo)具有一定滯后性。此外，SCr還易受到血中膽紅素、藥物、疾病等多種因素影響［6］。所以，SCr并不是AKI早期診斷的理想指標(biāo)。

判定肝移植術(shù)后AKI理想的標(biāo)志物應(yīng)具備以下特點:①獲取標(biāo)本容易，測量方法簡單、快速。②準(zhǔn)確、可靠并能標(biāo)準(zhǔn)化地用于臨床評價。③診斷AKI有較高敏感性及特異性，以便對 AKI進行分類。④能監(jiān)測或預(yù)測AKI的嚴重程度及進展。隨著蛋白分子領(lǐng)域的飛速發(fā)展，許多新的蛋白被發(fā)現(xiàn)，而以下幾種蛋白對腎損傷具有較高的診斷價值。

3 新的腎損傷評價指標(biāo)

3．1 腎損傷分子1 腎損傷分子1(kidney injury molecule-1 KIM-1)首先被 Ichimura 等［7］在大鼠缺血損傷的腎臟中發(fā)現(xiàn)，其屬于T細胞免疫球蛋白家族。KIM-1的相對分子質(zhì)量約104×103，屬于Ⅰ型跨膜糖蛋白結(jié)構(gòu)，細胞外域包括一個類似免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)域及一個黏蛋白域。它存在于腎近曲小管上皮細胞，正常情況下腎組織以外較少表達，尿中含量也很少，當(dāng)腎缺血或腎毒素損傷腎小管時，在金屬基質(zhì)蛋白酶作用下，使細胞外域成為可溶性片段(相對分子質(zhì)量約90×103)釋放到腎小管內(nèi)，并隨尿排出尿中水平即會增加［8］。

Vaidya等［9］將 KIM-1 與其他指標(biāo)(SCr、尿素氮)對比，結(jié)果表明KIM-1在損傷發(fā)生后3 h即開始上升，并可持續(xù)較長時間。此外，Liangos等［10］報道尿KIM-1水平隨多器官衰竭評分升高而增加。Liang等［11］對心肺轉(zhuǎn)流術(shù)后腎損傷患者的研究也證實尿KIM-1水平與AKI發(fā)生呈正相關(guān)，這表明尿KIM-1不但能作為早期診斷AKI的指標(biāo)，還可預(yù)測患者病情的進展。

Endre等［8］對大鼠腎缺血損傷研究認為，KIM-1主要表達于腎近曲小管 S3段，而 Kramer等［12］對人的研究中發(fā)現(xiàn)，KIM-1在腎近曲小管3個節(jié)段均表達。在腎臟缺血/再灌注損傷大鼠模型中顯示［13］，近曲小管對缺血極為敏感，該區(qū)域細胞在損傷后會發(fā)生活躍的去分化和增殖過程，在損傷早期近端腎小管上皮即大量表達KIM-1。Ichimura等［14］對3種不同腎毒性物質(zhì)(S-1，1，2，2-四氯乙烯-L 半胱氨酸、葉酸、順鉑)誘導(dǎo)的動物腎損傷模型研究表明，雖然這3種物質(zhì)引起腎損傷機制不同，但是在3組動物模型中均可在腎損傷早期測到尿KIM-1，在順鉑誘導(dǎo)的腎損傷中，尿KIM-1在給藥1～2 d后即在尿中測出，并且在近曲小管S3段細胞上廣泛表達。從上述研究中推測尿KIM-1可定位腎損傷的部位。

近來有研究認為，KIM-1在腎損傷修復(fù)過程中也發(fā)揮作用。Bailly等［15］認為，KIM-1阻止了腎損傷時，發(fā)生在細胞間的級聯(lián)反應(yīng)，KIM-1胞外部分被金屬基質(zhì)蛋白酶從細胞膜上裂解脫落，這部分與整合素結(jié)合，從而限制了整合素誘導(dǎo)去分化，這樣就避免了去分化過程牽聯(lián)到另一個細胞，從而減少管型形成，避免腎小管的堵塞。Ichimura等［16］認為，KIM-1具有磷脂酰絲氨酸受體特性，KIM-1與吞噬細胞表面磷脂酰絲氨酸特異性結(jié)合，從而使小管上皮細胞具備一定吞噬功能，加強了小管上皮清除凋亡和壞死細胞的能力，這種能力對于腎損傷后腎功恢復(fù)十分重要。Ichimura等［17］也認為，KIM-1在調(diào)節(jié)巨噬細胞和吞噬細胞修復(fù)腎近曲小管上皮細胞損傷方面有很重要的作用。

3．2 胱抑素C 其為半胱氨酸蛋白水解酶抑制劑，最早發(fā)現(xiàn)于腦脊液中和腎衰竭患者的尿液中，它位于第20號常染色體短臂上，由CST3基因編碼，含有120條氨基酸鏈，相對分子質(zhì)量約為13×1012，胱抑素C由體內(nèi)有核細胞不斷產(chǎn)生并釋放入血，血中含量較穩(wěn)定［18］。

胱抑素C 99%由腎小球濾過，但全部在腎小管代謝，因此尿中含量很少，正常人尿中胱抑素C的含量上限值為0．28 mg/L，不受年齡、性別影響，其與GFR呈負相關(guān)，即GFR下降時血胱抑素C水平上升［19］。梁馨苓等［20］認為，血胱抑素 C 可作為 AKI早期診斷指標(biāo)，在腎損傷12～14 h后即可測出其變化，血胱抑素C較SCr在診斷各級腎損傷標(biāo)準(zhǔn)方面都要早。Villa等［19］認為，血清胱抑素C在評價AKI方面要優(yōu)于SCr和肌酐清除率。Zahran等［21］也認為血胱抑素C在反映腎臟輕度損傷方面更加敏感。從上述研究中可以推測胱抑素C是反映腎損傷早期且敏感的生物學(xué)標(biāo)志物。

Herget-Rosenthal等［22］認為，尿胱抑素 C 在診斷腎小管損傷方面有較高的敏感性，還認為血胱抑素C水平與腎損傷程度呈正比，可用來監(jiān)測腎損傷的進展。

3．3 中性粒細胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白 中性粒細胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)屬于脂質(zhì)運載蛋白超家族中的分泌蛋白，Kjeldsen等［23］最早發(fā)現(xiàn)它與中性粒細胞分泌的明膠酶共價結(jié)合，相對分子質(zhì)量約25×103，正常腎組織NGAL含量較少，當(dāng)腎缺血損傷時，即匯聚于近曲小管細胞修復(fù)處，AKI患者尿NGAL水平可升高達正常值的100倍左右。

Wagener等［24］對成人心臟手術(shù)后腎損傷的研究表明，尿NGAL在一些患者術(shù)后早期即明顯升高，而這些患者后來均發(fā)生了 AKI。Mishra等［25］報道，心臟手術(shù)2～4 h后尿NGAL水平升高，對AKI診斷的靈敏度高達100%，特異度達到98%。Bachorzewskad-Gajewska等［26］對患有心臟疾病的兒童進行經(jīng)皮冠狀動脈造影發(fā)現(xiàn)，血NGAL在PCI術(shù)后2 h升高，尿 NGAL在術(shù)后4～6 h升高，因此他認為尿NGAL可作為早期檢測腎臟損傷的理想指標(biāo)。

近期一些研究認為，NGAL在腎損傷修復(fù)過程中也發(fā)揮作用。Mori等［27］認為，NGAL參與了腎小管上皮的形成與修復(fù)，在急性腎小管損傷模型中，NGAL作為結(jié)合因子參與修復(fù)小管上皮，機制可能為中性粒細胞釋放NGAL與鐵結(jié)合，形成NGAL-含鐵細胞-Fe復(fù)合物，該復(fù)合物可促進原始細胞分化為上皮細胞，從而在損傷后促進腎小管上皮細胞修復(fù)。Mishra等［28］給缺血/再灌注腎損傷的小鼠體內(nèi)注射重組NGAL，發(fā)現(xiàn)NGAL迅速在腎臟中聚集并被腎小管細胞吸收，24 h后與對照組比較，發(fā)現(xiàn)NGAL注射組腎小管損傷較輕，凋亡的小管上皮細胞數(shù)目較少，近段小管上皮細胞增殖明顯，表明NGAL可減輕小鼠缺血/再灌注所引起的腎損傷。

3．4 白細胞介素18 白細胞介素(interleukin，IL)-18最早由Ushin等［29］在中毒性休克的小鼠肝臟中發(fā)現(xiàn)，其相對分子質(zhì)量約18×103，是由腎上腺皮質(zhì)合成，具有親免疫組織特性，廣泛分布于機體各組織器官中。當(dāng)患者出現(xiàn)腎損傷時尿中含量明顯增加。IL-18在腎損傷過程中起介導(dǎo)炎癥的作用。Melnikov等［30］利用基因下調(diào)技術(shù)將小鼠的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(caspase-1)基因抑制后發(fā)現(xiàn)，caspase-1陰性的小鼠AKI發(fā)生率明顯低于對照組小鼠，同時還發(fā)現(xiàn)caspase-1陰性小鼠IL-18表達低于對照組小鼠，因此推斷caspase-1是一種促炎介質(zhì)，它能促使IL-18的前體變?yōu)槌墒斓?IL-18，使尿 IL-18濃度增加。Parikh等［31］對比多種腎病與正常人尿IL-18的水平，結(jié)果表明腎病患者尿IL-18顯著升高，在腎損傷12 h后尿 IL-18水平達峰，相較 SCr變化提前了24 h。Bagshaw等［6］對成人心臟手術(shù)的研究中表明，一些患者術(shù)后尿IL-18水平4～6 h開始上升，12 h達峰，這些患者后來均發(fā)生了AKI，他認為尿中IL-18的水平與AKI持續(xù)時間有一定聯(lián)系。

4 小結(jié)

AKI作為肝移植術(shù)后嚴重并發(fā)癥之一，與患者的預(yù)后狀況密切相關(guān)，同時因其有效治療時間窗較窄，且由輕度轉(zhuǎn)變?yōu)橹兄囟饶I損傷后，目前除了血液透析外，尚無有效的治療方法。而有研究結(jié)果表明，在AKI發(fā)生早期，腎損傷是可逆的。因此，對于AKI的早期診斷是十分必要的，能有效預(yù)防患者術(shù)后嚴重腎損傷的發(fā)生。隨著AKI新定義的提出，其診斷治療觀念也隨之改變，雖然近年來對于肝移植后AKI的機制研究已經(jīng)取得了較大的進展，但AKI患者的發(fā)病率和病死率仍無明顯改善，以SCr為標(biāo)志物的傳統(tǒng)診斷標(biāo)準(zhǔn)也因其缺乏敏感性和特異性而無法滿足早期診斷。因此，腎損傷新指標(biāo)(KIM-1、胱抑素C、NGAL、IL-18)的出現(xiàn)，使AKI早期、準(zhǔn)確診斷成為可能，這些指標(biāo)不但能預(yù)測肝移植術(shù)后AKI發(fā)生率，還可判斷腎損傷發(fā)生部位、受損程度，因此對于這些指標(biāo)的研究是十分有意義的。

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