對比劑急性腎損傷早期預測生物學標志物研究進展

王海霞，張春

在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心?。┑闹委熤?，經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（PCI）占據(jù)重要地位。術中使用對比劑可對腎小管產(chǎn)生直接的毒性作用，導致高達5%的腎功能正常的住院患者發(fā)展為對比劑急性腎損傷（CI-AKI），是醫(yī)院獲得性AKI的重要原因之一[1]。目前臨床上尚無有效措施逆轉其病程，CI-AKI明顯增加了PCI術后患者住院時間、不良心臟事件、及永久性腎功能損害和患者的全因死亡率[2]。血清肌酐（SCr）仍是當前CI-AKI診斷的主要依據(jù)，但血清肌酐變化滯后，敏感性和特異性存在局限，很可能錯過CIAKI的早期診斷和最佳的護理干預時機。因此，尋找更早預測和診斷CI-AKI的生物學標記物尤為重要。本文就新近發(fā)現(xiàn)的一些敏感的、有臨床應用前景的新型生物學標志物和當前研究熱點標志物做一綜述，以期協(xié)助臨床快速識別高?；颊卟⑦M行早期預防。

1 新型生物學標志物

1.1 微小核糖核酸（miRNA)miRNA是一類由21～25個核苷酸組成的內(nèi)源性非蛋白質(zhì)編碼的RNA分子，在AKI發(fā)生發(fā)展過程中，miRNA通過多種機制參與不同病因所導致的AKI。Lan的研究將ICU重癥患者作為研究對象，與健康對照組比較，AKI患者尿液miR-494的升高早于血清肌酐，表達變化較對照組提前約60倍[3]。Saikumar等[4]的研究利用全球miRNA表達譜發(fā)現(xiàn)，在AKI大鼠的損傷組織中，miR-21、miR-155和miR-18a表達高度上調(diào)。Du等[5]的研究結果表明血漿、尿液中miR-21表達水平與AKI進展有關，尿液較血漿中miR-21水平更能有效預測AKI患者病情進展及臨床不良事件的發(fā)生。徐小桐[6]研究證實miR-21可作為AKI更為靈敏和準確的檢測指標。

miRNA可能成為一種潛在的CI-AKI防治靶點或早期診斷和預后預測的生物標志物，只是具體到miRNA種類還需要進一步篩選。研究miRNA與AKI的關系，將為理解AKI發(fā)病機制和進展過程提供新角度，并可能成為CI-AKI新的診斷標志物及干預和治療的靶點。

1.2 人類線粒體DNA（mtDNA）人類mtDNA是一條共有16 569個堿基對的雙鏈閉環(huán)分子，編碼13種蛋白質(zhì)、22種tRNA和2種rRNA。Eirin[7]研究證實了線粒體功能障礙與腎損傷發(fā)病機制的相關性。Hu[8]研究以入住外科重癥監(jiān)護室患者為研究對象，從符合納入標準的患者尿液樣品中分離DNA，評估了UmtDNA的細胞色素c氧化酶-1（COX-3）和脫氫酶亞基-1（ND1）對AKI的預測價值，同時用受試者工作特征曲線（ROC）曲線評估了其基線水平在患者AKI的發(fā)展及臨床結局的預測價值的AUC為0.821和0.814，顯著高于eGFR（AUC=0.706）。Ryan[9]的研究將大鼠不同程度的缺血處理24 h后再灌注，結果發(fā)現(xiàn)大鼠缺血10～15 min后UmtDNA增加，其水平的升高與缺血時間呈正相關，與腎皮質(zhì)mtDNA和線粒體基因表達呈負相關。該研究為UmtDNA作為新型生物標志物反映AKI的進展與腎線粒體的完整性有關提供了初步證據(jù)，在AKI線粒體靶向治療的發(fā)展中，UmtDNA有望成為有價值的生物標志物，但UmtDNA是否能用于CI-AKI的診斷還需臨床進一步的驗證。

1.3 神經(jīng)軸突導向因子（Netrin-1）Netrin-1是一種層粘連蛋白樣分子，屬于Netrin家族，近年來發(fā)現(xiàn)Netrin-1高表達于人體很多器官，在腎臟損傷或應激狀態(tài)下，腎近曲小管中可觀察到Netrin-1高表達，其水平與腎小管損傷呈正相關。曹曉燕的研究中[10]，Netrin-1預測窒息后新生兒AKI的AUC為0.878，當YI為0.765時，尿Netrin-1診斷AKI的敏感性和特異性分別為89.5%和87%。在何蘭的研究中[11]，對比劑使用2 h后，CI-AKI組患者尿Netrin-1高于對照組，AUC為0.928，與沈劍簫[12]研究結果相近，提示尿液Netrin-1用于診斷早期CI-AKI的可能性。以成人體外循環(huán)術后AKI患者為研究對象，AKI組患者尿Netrin-1于術后2h明顯升高，AUC為0.906，Cutoff值為150 ng/mg Cr時，尿Netrin-1診斷AKI的敏感性和特異性分別為88.2%和87.6%。提示Netrin-1可作為早期預測CI-AKI的分子標志。

1.4 胰島素樣生長因子結合蛋白7（IGFBP7）IGFBP7為一種分泌性糖蛋白，是胰島素樣生長因子結合蛋白超家族（IGFBPs）中的一員，由平滑肌細胞、血管內(nèi)皮細胞以及上皮細胞等分泌。各種原因導致的腎小管上皮細胞損傷后可分泌IGFBP7，并持續(xù)高表達至腎小管上皮細胞的損傷修復后[13]。IGFBP7的表達水平可預測患者AKI的嚴重程度，以及因AKI而導致的患者的死亡率[14]。趙登旺[15]研究中，AKI患者尿IGFBP7水平與SCr水平成正相關（r為0.884），其水平隨著患者AKI的嚴重程度升高，與Aydogdu的研究結果相近[16]。Bihorac的研究中，膿毒癥患者入院時尿液IGFBP7水平與對患者AKI的發(fā)展進程和診斷敏感性較好，而其表達也不受疾病本身的影響[17]。

Daubin的研究將IGFBP7聯(lián)合TIMP-2檢測用于入住ICU的患者早期AKI的檢測，結果表明，聯(lián)合檢測NC評分明顯高于未合并AKI的患者[18]。Kyle等[19]研究納入了入住歐洲和北美39個重癥監(jiān)護病房，共375例成人外科手術患者為研究對象，其中35例（9%）在12 h內(nèi)發(fā)展為中重度AKI。將[TIMP-2]·[IGFBP7]用于預測AKI其ROC為0.84（95%CI：0.76～0.90）。Cutoff值為0.3時其靈敏度和特異性分別為 89%和49%，提示我們聯(lián)合檢測用于臨床的趨勢?，F(xiàn)有的研究多以單中心，ICU重癥患者為研究對象，IGFBP7是否一樣可以預測PCI術后的CI-AKI需要進一步研究證實。

2 當前研究的熱點生物學標志物

2.1 人中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白（NGAL）NGAL是脂質(zhì)運載蛋白中的一員，相對分子量為25 000，在正常人腎臟中僅有遠端小管和集合管上皮細胞表達NGAL[20]，而AKI患者近曲小管也表達NGAL[21]。腎缺血后NGAL基因明顯上調(diào)，引發(fā)NGAL高表達。在腎缺血-再灌注損傷動物模型中，uNGAL水平與腎小管間質(zhì)損傷程度呈正相關。缺血2h后，尿標本中可以檢測到NGAL，其升高水平與缺血時間呈正相關。Haase-Fielitz的研究證實，NGAL對預測危重病患者以及心臟術后患者AKI敏感性較好[22]。對于心腎綜合征的患者，NAGL能獨立預測SCr不能診斷的亞臨床AKI[23]。

Tung[24]研究發(fā)現(xiàn)，對于STEMI支架植入術后患者，NGAL可早期預測CI-AKI。Tasanarong研究也證實了NGAL對CI-AKI的早期診斷價值[25]，利用ROC曲線分析對NGAL用于診斷CI-AKI的診斷進行預測AUC為0.958，（95%CI：0.909～1.007；P＜0.0001）[26]，但其最佳截斷點和測量的最佳時間尚未很好地建立。以上研究都提示NGAL可以作為CI-AKI的一個早期敏感性生物標志物。

2.2 胱抑素C（Cys C）CysC是一種非糖基堿性蛋白小分子，屬于半胱氨酸蛋白酶抑制物家族，腎臟是唯一的合成和清除機體循環(huán)中CysC的器官。因此，血清或血漿CysC水平僅由腎小球濾過率決定。CysC能夠較早的反應腎損傷，在輕微腎臟損傷診斷中具有較高的靈敏度[27]，且不受性別、年齡、飲食、炎性病變、肌肉容量等因素的影響。薈萃分析顯示，作為AKI的預測因子和AKI嚴重性的標記物CysC優(yōu)于SCr[28]。較血清肌酐（SCr）而言，Cys C能夠更敏感地反映輕度GFR下降[60～89 ml/（min·1.73 m2）]，是反映早期GFR變化的理想、可靠的內(nèi)源性標志物[29-30]。

Cys C診斷藥源性AKI的準確性較高，其水平升高較血肌酐提前1～2 d，且檢測方法簡便，重復性好[31]。血管內(nèi)應用含碘對比劑后可能導致腎損傷，這種損傷從輕度的SCr增加到嚴重的急性無尿性腎衰竭。研究表明，Cys C能更敏感的反應CI-AKI，并預測心血管疾病的患病率及病死率[32]。而基線Cys C水平對CI-AKI有獨立預測價值[33,34]。我國學者也發(fā)現(xiàn)在外周血管介入治療中，Cys C升高5%是1年內(nèi)心血管主要不良事件的獨立預測因子[35]，作為早期檢測CIN的生物標志物，其濃度的變化優(yōu)于的SCr，Cys C在AKI出現(xiàn)24小時升高達到最高峰，ROC分析其AUC為0.936（95%CI：0.879～0.992，P＜0.001）[36]。

2.3 腎損傷分子-1（KIM-1）KIM-1是一種跨膜糖蛋白，其相對分子量為38 700，可介導因AKI導致死亡的腎小管上皮細胞的胞葬作用。KIM-1低表達與正常腎組織中，在腎缺血及毒性損傷后初期，近曲小管上皮細胞中KIM-1持續(xù)高表達直至腎小管修復。隨著AKI的發(fā)展和完全的腎小球萎縮，腎小管上皮細胞幾乎不能表達KIM-1。因此，尿液中排泄的KIM-1可用于診斷近曲小管的早期損傷[37,38]。采用前瞻性對比性臨床研究發(fā)現(xiàn)對于紫癜腎、糖尿病腎?。―N）、慢性腎臟?。–KD）等以腎小球損害為主的疾病中，患者即使出現(xiàn)明顯的腎臟損害及大量蛋白尿（≥3 g/L），其KIM-1值并不增加。但在AKI時，在SCr未出現(xiàn)明顯異常時KIM-1已有了顯著的增加。此項研究肯定了KIM-1作為一種新的早期診斷AKI生物標記物的潛在功用，肯定了KIM-1對急性腎損傷的早期診斷價值。

目前比較認同的CIN的發(fā)病原因是造影劑對腎臟血流動力學改變和對腎小管直接毒性作用[39]。由于對比劑對腎小管細胞的毒性作用，導致腎小管上皮細胞嚴重顆粒和空泡變性，引起KIM-1分泌增加。KIM-1對缺血及腎毒性物質(zhì)引起的AKI患者的診斷中，其水平升高明顯早于其他傳統(tǒng)生物標志物[40]。Vlasakova的研究表明，尿KIM-1對診斷腎毒性引起的早期急性腎小管損傷較傳統(tǒng)標志物的敏感性和特異性更高[41]。Cardenas-Gonzalez[42]研究發(fā)現(xiàn)，對于注射對比劑的大鼠模型，在大鼠腎組織未出現(xiàn)損傷之前，KIM-1已高表達于大鼠尿液，提示將uKIM-1應用于臨床CI-AKI早期診斷的可能性。

3 小結

眾多標志物中，在不同患者類型和疾病狀態(tài)時的應用也有不同的結論，也有將多種生物學標記物聯(lián)合用于早期檢測AKI的研究。CI-AKI的早期篩查和干預已進入新的階段，未來有望建立不同類型生物學標志物的組合，以更準確的定位腎損傷部位和程度，指導臨床CI-AKI的預防和早期干預，從而提高患者遠期生存質(zhì)量。