對(duì)比劑相關(guān)急性腎損傷早期診斷生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展

王淑霞，韓潔

(1衡水市第二人民醫(yī)院血液透析室，衡水 053000; 2中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，北京 100053)

對(duì)比劑相關(guān)急性腎損傷(contrast-induced acute kidney injury，CI-AKI)又稱對(duì)比劑腎病，是指排除其他病因后，在使用對(duì)比劑(contrast media，CM)24～72 h 后出現(xiàn)的急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)。隨著當(dāng)代心臟病學(xué)實(shí)踐發(fā)展及CM的廣泛應(yīng)用，CI-AKI的發(fā)生率在逐漸增高[1]，已成為醫(yī)院獲得性腎功能衰竭的第三大原因。這種心腎綜合征可使患者住院時(shí)間延長(zhǎng)，醫(yī)療成本增加[2]，同時(shí)提高慢性腎臟病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。臨床早期積極干預(yù)治療可逆轉(zhuǎn)AKI，因此早期診斷腎損傷情況很重要，然而目前尚無(wú)生物標(biāo)志物用于診斷CI-AKI。血清肌酐(serum creatinine，SCr)可用于診斷AKI，但其和腎小球?yàn)V過(guò)率是指數(shù)關(guān)系，且在血液中積累量大，升高緩慢，診斷CI-AKI約需5 d[3]，而CM在使用后即迅速導(dǎo)致腎損傷,測(cè)量SCr易延誤診斷，并且受體質(zhì)量、年齡、性別、水合狀態(tài)等生理學(xué)指標(biāo)的影響，不能很好地反映CI-AKI患者腎功能的變化[4]。血清尿素氮也被用于診斷AKI，但其水平受多種與腎功能無(wú)關(guān)因素的影響。鑒于此，研究人員試圖發(fā)現(xiàn)能早期準(zhǔn)確反映CI-AKI情況的新型生物標(biāo)志物，本文綜述了目前提出的主要標(biāo)志物。

1 半胱氨酸蛋白酶抑制劑C

半胱氨酸蛋白酶抑制劑C(cystatin C，Cys-C)由120個(gè)氨基酸分子組成，屬于半胱氨酸蛋白酶亞組，所有有核細(xì)胞均可產(chǎn)生，在血液中的濃度相對(duì)穩(wěn)定，與年齡、性別、體質(zhì)量、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、感染、肝病和炎癥無(wú)關(guān)。相對(duì)分子質(zhì)量為13 ku，由腎小球完全濾過(guò)并在腎小管中重吸收，不能由腎小管排泄至尿液中，其血漿濃度決定于腎小球?yàn)V過(guò)率，能夠反映腎小球?yàn)V過(guò)的功能。AKI患者腎小球?yàn)V過(guò)功能受損，濾過(guò)率減低，血漿Cys-C濃度升高，能夠用于AKI的檢測(cè)。Andreucci等[5]的研究表明,血漿Cys-C是AKI更靈敏的生物學(xué)指標(biāo)，其診斷AKI可較SCr提前1～2 d。Briguori等[6]研究發(fā)現(xiàn)，冠狀動(dòng)脈造影(coronary arteriography，CAG)后24 h血漿Cys-C升高≥10%對(duì)AKI預(yù)測(cè)的靈敏度為100%，特異度為85.9%，同時(shí)也是1年內(nèi)主要不良事件(患者死亡和透析治療)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。相比血漿Cys-C，尿Cys-C是AKI更早期的生物標(biāo)志物[5]，但Cys-C在近端腎小管中的重吸收會(huì)受白蛋白的競(jìng)爭(zhēng)抑制，可使部分Cys-C經(jīng)尿液排泄[7]。因此，不能用于腎病綜合征AKI的標(biāo)志物。

2 中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白

中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白(neutrophilgelatinase-associated lipocalin，NGAL)在中性粒細(xì)胞中產(chǎn)生，腎小管產(chǎn)生的主要形式是單體，也有異型二聚體，可參與先天非特異性免疫反應(yīng)，是腎臟發(fā)育的增殖分化因子。腎小管細(xì)胞損傷后，NGAL釋放到血漿和尿液中，濃度升高早于SCr[5]，并且與腎組織炎癥程度相符合[8]，因此，血、尿NGAL濃度都可以反映腎小管損傷情況。研究表明，使用CM進(jìn)行心導(dǎo)管手術(shù)后2 h血NGAL水平顯著升高，4 h尿NGAL水平也顯著升高[9]，提示其可用于CI-AKI的早期診斷。

目前血、尿NGAL用于診斷CI-AKI的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一。分別在使用CM 2 h和4 h測(cè)定血和尿中NGAL，都能很好地預(yù)測(cè)CI-AKI的發(fā)生[9]。Tasanarong等[10]發(fā)現(xiàn)使用CM 6 h后尿NGAL水平>117 ng/ml可預(yù)測(cè)CI-AKI的發(fā)生。Liebetrau等[11]發(fā)現(xiàn)CI-AKI患者使用CM后24 h尿NGAL水平較4 h后升高更顯著。

NGAL對(duì)疾病的預(yù)后也有一定預(yù)測(cè)價(jià)值。Tasanarong等[10]發(fā)現(xiàn)尿NGAL可用于預(yù)測(cè)經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入(percutaneous coronary intervention，PCI) 治療術(shù)或CAG術(shù)后CI-AKI的嚴(yán)重程度，靈敏度為94%，特異度為78%。

由于NGAL反映的是腎小管的炎癥程度，在全身炎癥反應(yīng)、嚴(yán)重膿毒癥、敗血性休克時(shí)，血NGAL水平會(huì)影響疾病，因此應(yīng)謹(jǐn)慎使用。另外，檢測(cè)NGAL水平成本較高(比檢測(cè)SCr高5倍)[12]，限制了其臨床推廣。

3 肝脂肪酸結(jié)合蛋白

肝脂肪酸結(jié)合蛋白(liver fatty acid-binding protein，L-FABP)是一種胞漿蛋白，表達(dá)于近端腎小管的溶酶體中，參與長(zhǎng)鏈脂肪酸的運(yùn)輸和代謝。在正常受試者的尿液中不能檢測(cè)到L-FABP，當(dāng)腎損傷時(shí)，其表達(dá)上調(diào)并釋放到尿液中。CI-AKI患者尿L-FABP水平在早期升高，并且在14 d后仍保持較高水平[13]。Torregrosa等[14]對(duì)193例行CAG的患者進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)CAG術(shù)后12 h尿L-FABP水平可用于CI-AKI的診斷。

L-FABP不僅可以用于早期診斷，還有一定的預(yù)測(cè)意義。Manabe等[13]對(duì)200例行CAG術(shù)患者進(jìn)行了研究，結(jié)果表明使用CM 24 h后，相比腎功能沒(méi)有惡化組，CI-AKI組患者尿L-FABP水平升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并且尿L-FABP≥24.5 μg/(g·SCr)可作為CI-AKI發(fā)展的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。Ferguson等[15]的研究也得到類似結(jié)果，表明尿L-FABP水平是AKI的診斷標(biāo)志物，尿L-FABP水平顯著增高提示預(yù)后不良。

4 腎損傷分子1

腎損傷分子1(kidney injury molecule 1，KIM-1)是位于近端小管曲部中的跨膜糖蛋白，是上皮細(xì)胞表達(dá)的一種磷脂酰絲氨酸受體，參與輔助T 淋巴細(xì)胞的分化，在正常腎組織中表達(dá)甚微，當(dāng)腎缺血或中毒性腎損傷時(shí)，KIM-1在近端小管中過(guò)度表達(dá)，可識(shí)別和吞噬受壓腎組織中的死細(xì)胞，從而進(jìn)入細(xì)胞外液和尿液中[16]。因此，腎損傷特別是腎小管損傷時(shí)可測(cè)定尿KIM-1 的水平用于評(píng)估疾病。Vijayasimha等[17]研究了100例SCr水平正常行血管造影的患者，在造影后4、8、24 h測(cè)定尿KIM-1水平，24、48 h測(cè)定SCr水平，結(jié)果表明CI-AKI患者術(shù)后24 h尿KIM-1水平顯著增高，而SCr水平無(wú)明顯變化，證實(shí)KIM-1能夠在SCr升高前診斷CI-AKI。Torregrosa等[14]的研究表明心導(dǎo)管術(shù)后12 h測(cè)得的尿KIM-1水平對(duì)診斷CI-AKI有良好的預(yù)測(cè)價(jià)值，并且受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線分析結(jié)果表明其具有較高的靈敏度和特異度。

5 白細(xì)胞介素-18

白細(xì)胞介素-18(interleukin 18，IL-18)是一種前炎癥因子，由受損的腎小管細(xì)胞分泌，能夠刺激T淋巴細(xì)胞、NK淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn)和活化以及γ-干擾素的產(chǎn)生，是調(diào)節(jié)腎臟炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子之一。AKI發(fā)生時(shí)，IL-18 在近曲小管上皮內(nèi)的表達(dá)上調(diào)，在胱天蛋白酶-1的作用下，由無(wú)活性的前體轉(zhuǎn)化為有活性的IL-18進(jìn)入尿液中。因此，可作為AKI的早期診斷指標(biāo)。He等[18]研究了180例行PCI術(shù)患者，發(fā)現(xiàn)與非CI-AKI患者相比，CI-AKI患者的尿IL-18水平在CM注射后6～12 h升高，但術(shù)后24 h SCr水平無(wú)明顯差異，表明尿IL-18可作為早期診斷CI-AKI的生物標(biāo)志物。Ling等[19]的研究結(jié)果表明，CI-AKI患者CAG術(shù)后24 h尿IL-18水平明顯升高，而未發(fā)生并發(fā)癥患者的IL-18水平無(wú)明顯變化，提示IL-18對(duì)CI-AKI有早期診斷作用，較SCr早24 h。

但也有研究得出了不同的結(jié)論。Bulent Gul等[20]的研究結(jié)果表明因穩(wěn)定型心絞痛行PCI術(shù)的CI-AKI患者尿IL-18水平在PCI術(shù)前后差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與非CI-AKI患者相比，差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，我們?nèi)孕柽M(jìn)一步深入研究IL-18的作用機(jī)制。

6 肝素結(jié)合細(xì)胞因子

肝素結(jié)合細(xì)胞因子(midkine，MK)具有多種生物學(xué)作用，包括參與炎癥反應(yīng)、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移和抗細(xì)胞凋亡，大多在腎小管表達(dá)，少數(shù)在內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)。在缺血-再灌注小鼠模型中，缺血-再灌注過(guò)程中產(chǎn)生的超氧化物導(dǎo)致MK表達(dá)上調(diào)，近端腎小管細(xì)胞中的濃度可增加3倍。Malyszko等[21]研究了89例因心絞痛行PCI術(shù)后SCr水平正常的CI-AKI患者，結(jié)果表明CI-AKI患者血MK濃度在術(shù)后2 h較基線有顯著升高，4 h后升高更明顯，推測(cè)MK 可能是早期診斷CI-AKI的生物標(biāo)志物。

7 N-乙?；?β-氨基葡萄糖苷酶

N-乙酰基-β-氨基葡萄糖苷酶(N-acetyl-β-glucosaminidase，NAG)是由近端腎小管產(chǎn)生的溶酶體酶，由于分子量大，不能由腎小球過(guò)濾，在正常人尿液中含量很少。只有腎小管損傷時(shí)，尿液中NAG的水平才會(huì)增高。Ren等[22]研究了590例接受CAG術(shù)和(或)PCI術(shù)的急性冠狀動(dòng)脈綜合征或穩(wěn)定性心絞痛患者，結(jié)果表明CI-AKI患者的尿NAG水平在術(shù)后1 d和2 d顯著增高，并且較早達(dá)到峰值。因此，NAG可作為早期診斷CI-AKI的生物標(biāo)志物。也有研究證明，在AKI患者中，NAG比SCr水平升高早12 h～4 d，同時(shí)極高尿NAG水平和預(yù)后不良有關(guān)。需注意的是，NAG 僅在酸性尿液中較穩(wěn)定，在其他環(huán)境下其活性可被抑制，而且在一些非AKI 病理生理狀態(tài)下尿NAG 水平也會(huì)升高，因此其特異性相對(duì)較差[23]。

8 微小RNA

微小RNA(micro RNA，miRNA)分子是一類大小約22 個(gè)核苷酸的內(nèi)源性非編碼的RNA分子，參與細(xì)胞的增殖、分化和凋亡以及炎癥等生理活動(dòng)，穩(wěn)定性良好，在4℃下儲(chǔ)存5 d后仍有顯著的存活力。已有研究證明多種miRNA分子與腎損傷相關(guān)：如miRNA-21、miRNA-127、miRNA-146a、miRNA-29a、miRNA-1897-3p等。在CI-AKI大鼠模型中，Gutiérrez-Escolano等[24]首次發(fā)現(xiàn)血漿miRNA-30a、miRNA-30c和miRNA-30e在CI-AKI大鼠組中水平增加較非CI-AKI大鼠組多2倍，提示miRNA-30家族成員可作為早期診斷CI-AKI的生物標(biāo)志物。Aguado-Fraile等[25]通過(guò)對(duì)比正常受試者和AKI患者的血清樣品，發(fā)現(xiàn) 10個(gè)miRNA(miRNA-101-3p、miRNA-127-3p、miRNA-210-3p、miRNA-126-、3pmiRNA-26b-5p、miRNA-29a-3p、miRNA-146a-5p、miRNA-27a-3p、miRNA-93-3p和miRNA-10a-5p)是診斷AKI的生物標(biāo)志物，并且ROC曲線下面積接近1，提示有很高的診斷效能，但體液中的miRNA水平低，需要靈敏和專業(yè)的工具進(jìn)行分析?？傊甿iRNA具有較高的特異性，研究前景十分廣闊。

目前已發(fā)現(xiàn)許多生物標(biāo)志物能在早期對(duì)CI-AKI進(jìn)行診斷，部分已應(yīng)用于臨床，但其準(zhǔn)確性和可靠性仍存在質(zhì)疑，我們需要進(jìn)行更多的大樣本、多中心臨床研究來(lái)闡明其有效性。另外，將這些新型的生物標(biāo)志物聯(lián)合使用可更準(zhǔn)確地評(píng)估腎損傷程度。雖然部分生物標(biāo)志物的研究仍處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，但結(jié)果較理想，相信隨著研究的進(jìn)一步深入，將會(huì)取得較好的臨床效果?？傊?，新型的生物標(biāo)志物對(duì)于早期診斷CI-AKI將發(fā)揮巨大作用，可為臨床提供有效的診斷和治療依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] Andreucci M, Faga T, Pisani A,etal. Acute kidney injury by radiographic contrast media: pathogenesis and prevention[J].Biomed Res Int, 2014: 362725. DOI: 10.1155/2014/362725.

[2] 曹政,史冬梅, 劉宇揚(yáng), 等. 老年糖尿病患者冠脈介入治療術(shù)后對(duì)比劑腎病的防治[J]. 中華老年多器官疾病雜志, 2010, 9(2): 148-150. DOI: 1671-5403(2010) 02-03.

Cao Z, Shi DM, Liu YY,etal. Prevention of contrast medium-induced nephropathy in elderly diabetic patients undergoing percutaneous coronary intervention[J]. Chin J Mult Organ Dis Elderly, 2010, 9(2): 148-150. DOI: 1671-5403(2010) 02-03.

[3] Wybraniec MT, Mizia-Stec K. Renalase and biomarkers of contrast-induced acute kidney injury[J]. Cardiorenal Med, 2015, 6(1): 25-36. DOI:10.1159/000439117.

[4] Charlton JR, Portilla D, Okusa MD. A basic science view of acute kidney injury biomarkers[J]. Nephrol Dial Transplant, 2014, 29(7): 1301-1311. DOI: 10.1093/ndt/gft510.

[5] Andreucci M, Faga T, Riccio E,etal. The potential use of biomarkers in predicting contrast-induced acute kidney injury[J]. Int J Nephrol Renovasc Dis, 2016, 9: 205-221. DOI: 10.2147/IJNRD.S105124.

[6] Briguori C, Visconti G, Rivera NV,etal. Cystatin C and contrastinduced acute kidney injury[J]. Circulation, 2010, 121(19): 2117-2122. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.919639.

[7] Nejat M, Hill JV, Pickering JW,etal. Albuminuria increases cystatin C excretion: implications for urinary biomarkers[J]. Nephrol Dial Transplant, 2012, 27(Suppl 3): 96-103. DOI: 10.1093/ndt/gfr222.

[8] Mori K, Nakao K. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin as the real-time indicator of active kidney damage[J]. Kidney Int, 2007, 71(10): 967-970. DOI: 10.1038/sj.ki.5002165.

[9] Bachorzewska-Gajewska H, Malyszko J, Sitniewska E,etal. Could neutrophil-gelatinase-associated lipocalin and cystatin C predict the development of contrast-induced nephropathy after percutaneous coronary interventions in patients with stable angina and normal serum creatinine values?[J]. Kidney Blood Press Res, 2007, 30(6): 408-415. DOI: 10.1159/000109102.

[10] Tasanarong A, Hutayanon P, Piyayotai D. Urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin predicts the severity of contrast-induced acute kidney injury in chronic kidney disease patients undergoing elective coronary procedures[J]. BMC Nephrol, 2013, 14: 270. DOI: 10.1186/1471-2369-14-270.

[11] Liebetrau C, Gaede L, Doerr O,etal. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) for the early detection of contrast-induced nephropathy after percutaneous coronary intervention[J]. Scand J Clin Lab Invest, 2014, 74(2): 81-88. DOI: 10.3109/00365513.2013.860615.

[12] Schilcher G, Ribitsch W, Otto R,etal. Early detection and intervention using neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) may improve renal outcome of acute contrast media induced nephropathy: a randomized controlled trial in patients undergoing intra-arterial angiography[J]. BMC Nephrol, 2011, 12: 39. DOI: 10.1186/1471-2369-12-39.

[13] Manabe K, Kamihata H, Motohiro M,etal. Urinary liver-type fatty acid-binding protein level as a predictive biomarker of contrast-induced acute kidney injury[J]. Eur J Clin Invest, 2012, 42(5): 557-563. DOI: 10.1111/j.1365-2362.2011.02620.x.

[14] Torregrosa I, Montoliu C, Urios A,etal. Urinary KIM-1, NGAL and L-FABP for the diagnosis of AKI in patients with acute coronary syndrome or heart failure undergoing coronary angiography[J]. Heart Vessels, 2015, 30(6): 703-711. DOI: 10.1007/s00380-014-0538-z.

[15] Ferguson MA, Vaidya VS, Waikar SS,etal. Urinary liver-type fatty acid-binding protein predicts adverse outcomes in acute kidney injury[J]. Kidney Int, 2010, 77(8): 708-714. DOI: 10.1038/ki.2009.422.

[16] Rosner MH, Ronco C, Okusa MD.The role of inflammation in the cardio-renal syndrome: a focus on cytokines and inflammatory mediators[J]. Semin Nephrol, 2012, 32(1): 70-78. DOI: 10.1016/j.semnephrol.2011.11.010.

[17] Vijayasimha M, Vijaya Padma V, Majumdar SKD,etal. Kidney injury molecule-1: a urinary biomarker for contrast induced acute kidney injury[J]. Adv Life Sci Technol, 2013, 15: 33-40.

[18] He H, Li W, Qian W,etal. Urinary interleukin-18 as an early indicator to predict contrast-induced nephropathy in patients undergoing percutaneous coronary intervention[J]. Exp Ther Med, 2014, 8(4): 1263-1266. DOI: 10.3892/etm.2014.1898.

[19] Ling W, Zhaohui N, Ben H,etal. Urinary IL-18 and NGAL as early predictive biomarkers in contrast-induced nephropathy after coronary angiography[J]. Nephron Clin Pract, 2008, 108(3): e176-181. DOI: 10.1159/000117814.

[20] Bulent Gul CB, Gullulu M, Oral B,etal. Urinary IL-18: a marker of contrast-induced nephropathy following percutaneous coronary intervention ?[J]. Clin Biochem, 2008, 41(7-8): 544-547.

[21] Malyszko J, Bachorzewska-Gajewska H, Koc-Zorawska E,etal. Midkine: a novel and early biomarker of contrast-induced acute kidney injury in patients undergoing percutaneous coronary interventions[J]. Biomed Res Int, 2015, 2015: 879509. DOI: 10.1155/2015/879509.

[22] Ren L, Ji J, Fang Y,etal. Assessment of urinary N-acetyl-beta-glucosaminidase as an early marker of contrast-induced nephro-pathy[J]. J Int Med Res, 2011, 39(2): 647-653.

[23] 曾憲勇, 朱艷, 董元正, 等. 對(duì)比劑腎病中腎小管功能損傷生物標(biāo)志物的研究現(xiàn)狀[J]. 中國(guó)當(dāng)代醫(yī)藥, 2016, 23(11): 16-19.

Zeng XY, Zhu Y, Dong YZ,etal. Research status of functional damage biomarker of renal tubule in contrast-induced nephro-pathy[J]. China Mod Med, 2016, 23(11): 16-19.

[24] Gutiérrez-Escolano A, Santacruz-Vázquez E, Gómez-Pérez F. Dysregulated microRNAs involved in contrast-induced acute kidney injury in rat and human[J]. Ren Fail, 2015, 37(9): 1498-1506. DOI: 10.3109/0886022X.2015.1077322.

[25] Aguado-Fraile E, Ramos E, Conde E,etal. A pilot study identi-fying a set of microRNAs as precise diagnostic biomarkers of acute kidney injury[J]. PLoS One, 2015, 10(6): e0127175. DOI: 10.1371/journal.pone.0127175.