血液生物標(biāo)志物對(duì)預(yù)測(cè)ICU患者急性腎損傷及判斷預(yù)后的價(jià)值分析

鄭漾　呼邦傳　莫世靜

[摘要] 目的 探討血液生物標(biāo)志物對(duì)急性腎損傷（AKI）的預(yù)測(cè)及判斷預(yù)后臨床價(jià)值。 方法 連續(xù)選擇2012年10月～2014年11月在浙江省人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科（ICU）住院220例患者為研究對(duì)象。所有研究對(duì)象均于入住ICU后24 h內(nèi)留取血液標(biāo)本檢測(cè)中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白（NGAL）及腎損傷分子-1（KIM-1）水平，并記錄患者的一般臨床資料及28 d生存率等。 結(jié)果 共納入218例患者，其中152例（69.7%）最終發(fā)生AKI，發(fā)生AKI患者NGAL水平為（234.1±32.5）ng/mL，未發(fā)生AKI患者為（63.2±12.4）ng/mL，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。AKI患者KIM-1為（5.26±1.20）ng/mL，未發(fā)生AKI患者為（1.47±0.53）ng/mL，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。NGAL預(yù)測(cè)AKI敏感性及特異性分別為81.6%和81.8%，預(yù)測(cè)CRRT時(shí)機(jī)敏感性及特異性為74.4%和66.7%。KIM-1預(yù)測(cè)AKI敏感性及特異性分別為75.7%和75.8%，預(yù)測(cè)CRRT時(shí)機(jī)敏感性及特異性分別為76.7%和75.0%，預(yù)測(cè)死亡率敏感性及特異性分別為70.1%和68.5%。 結(jié)論 對(duì)ICU患者檢測(cè)血液中的NGAL及KIM-1水平對(duì)于早期發(fā)現(xiàn)AKI、預(yù)測(cè)CRRT使用時(shí)機(jī)及評(píng)估患者預(yù)后具有極高的臨床價(jià)值。

[關(guān)鍵詞] 急性腎損傷；中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白；腎損傷分子-1；預(yù)后

[中圖分類號(hào)] R692 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701（2018）19-0013-05

Analysis on the value of blood biomarkers in predicting acute renal injury in ICU patients and determination of prognosis

ZHENG Yang HU Bangchuan MO Shijing SUN Renhua

ICU， Zhejiang Peoples Hospital， Peoples Hospital of Hangzhou Medical College， Hangzhou 310014， China

[Abstract] Objective To investigate the clinical value of blood biomarkers in the prediction of acute kidney injury（AKI） and evaluation of prognosis. Methods A total of 220 hospitalized patients who were admitted to the intensive care unit（ICU） of Zhejiang People's Hospital from October 2012 to November 2014 were selected as the study subjects. All study subjects were enrolled in the ICU within 24 hours after blood samples were collected to detect neutrophil gelatinase-associated apolipoprotein（NGAL） and renal injury molecule-1（KIM-1） levels， and the general clinical data and 28-day survival rate were recorded. Results A total of 218 patients were included. Of these， 152 cases（69.7%） were eventually developed into AKI. The level of NGAL in patients with AKI was（234.1±32.5） ng/mL， and the level was （63.2±12.4） ng/mL in the patients without AKI. The difference was statistically significant（P<0.05）. KIM-1 in patients with AKI was（5.26±1.20） ng/mL， and KIM-1 in the patients without AKI was（1.47±0.53） ng/mL. The difference was statistically significant（P<0.05）. The sensitivity and specificity of NGAL in predicting AKI were 81.6% and 81.8%， respectively. The sensitivity and specificity in predicting CRRT timing were 74.4% and 66.7% respectively. The sensitivity and specificity of KIM-1 in predicting AKI were 75.7% and 75.8% respectively. The sensitivity and specificity in predicting CRRT timing were 76.7% and 75.0% respectively. The sensitivity and specificity in predicting mortality were 70.1% and 68.5% respectively. Conclusion The detection of NGAL and KIM-1 levels in blood of ICU patients is of great clinical value for early detection of AKI， prediction of application timing of CRRT and evaluation of prognosis of patients.

[Key words] Acute renal injury； Neutrophil gelatinase-associated apolipoprotein（NGAL）； Renal injury molecule-1（KIM-1）； Prognosis

在重癥患者中，AKI是常見的疾病[1]。這一疾病不僅很難預(yù)測(cè)，而且會(huì)給患者帶來短期及長(zhǎng)期的不利影響[2]，如生存率的降低、血液透析發(fā)生率增加、慢性腎臟疾病發(fā)生率增加以及更多的治療費(fèi)用等[3]。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，AKI的發(fā)病率有10%～40%不等[4]。膿毒癥在重癥醫(yī)學(xué)科（ICU）具有較高的發(fā)病率和死亡率[5]，其中腎臟是最易受損的器官之一[3]。膿毒癥也是ICU患者急性腎損傷（AKI）發(fā)生的首要病因，膿毒癥患者一旦合并AKI可加重其疾病的演變過程，增加多臟器衰竭及死亡風(fēng)險(xiǎn)[6]。雖然在膿毒癥合并AKI治療方面有所進(jìn)展，但病死率仍居高不下[7]，因此，重視及加強(qiáng)AKI的積極防治、早期診斷、逆轉(zhuǎn)其發(fā)生及發(fā)展對(duì)改善患者的預(yù)后具有十分重要的意義[8]。目前，AKI的診斷主要依靠傳統(tǒng)的指標(biāo)如肌酐、尿素氮及尿量的變化，然而這些指標(biāo)的影響因素較多，且這些指標(biāo)在腎功能明顯受損時(shí)才會(huì)出現(xiàn)變化，早期預(yù)測(cè)價(jià)值有限，臨床需要敏感性及特異性更高的早期預(yù)測(cè)指標(biāo)[9]。盡管近年來有不少學(xué)者開展了對(duì)生物標(biāo)志物的研究發(fā)現(xiàn)胱抑素C、中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白、尿白細(xì)胞介素-18及B 型尿鈉肽等生物標(biāo)記物能夠預(yù)測(cè)AKI的發(fā)生[10]。但有關(guān)多種生物標(biāo)志物聯(lián)合診斷AKI及評(píng)價(jià)其預(yù)后的研究仍較少，缺乏較大樣本的調(diào)查[11]。因此，本研究通過對(duì)ICU患者是否發(fā)生AKI進(jìn)行調(diào)查，可以報(bào)道生物標(biāo)志物早期診斷AKI的敏感性及特異性，具有十分重要的臨床意義。

1 資料與方法

1.1一般資料

選擇2012年10月～2014年11月連續(xù)募集在浙江省人民醫(yī)院ICU住院患者220例。納入標(biāo)準(zhǔn)：因手術(shù)、創(chuàng)傷、心臟疾病等原因于24 h內(nèi)入住ICU的成年患者（≥18歲）。排除標(biāo)準(zhǔn)：①入科24 h內(nèi)死亡和放棄治療患者；②年齡<18歲；③入選時(shí)已達(dá)到AKI標(biāo)準(zhǔn)；④惡性腫瘤終末期；⑤血液系統(tǒng)疾病；⑥自身免疫性疾病；⑦既往慢性腎病史、腎移植術(shù)后患者、長(zhǎng)期血液透析患者；⑧既往嚴(yán)重的肝腎功能不全；⑨入科前或研究過程中使用過腎毒性藥物。

1.2 臨床資料

（1）一般項(xiàng)目：性別、年齡、身高、體重、一般生命體征（體溫、心率、血壓、呼吸次數(shù)）、ICU住院時(shí)間、總住院時(shí)間、28 d生存、ICU的預(yù)后和轉(zhuǎn)歸等。（2）既往基礎(chǔ)疾?。郝苑尾考膊∈?、高血壓病史、冠心病病史、心力衰竭病史、腦卒中病史、糖尿病病史、腎臟疾病史、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病史、創(chuàng)傷病史和其他病史等。（3）血生化常規(guī)檢查指標(biāo)：血常規(guī)、肝功能、腎功能、血糖、血脂、電解質(zhì)、血?dú)夥治?、乳酸、CRP等。（4）呼吸機(jī)參數(shù)：氧和指數(shù)、呼氣末正壓、潮氣量、平臺(tái)壓等。（5）急性生理學(xué)與慢性健康疾病評(píng)分-Ⅱ（APACHE Ⅱ評(píng)分）和序貫器官衰竭評(píng)分（SOFA評(píng)分）：入科后根據(jù)第1個(gè)24 h情況，取各觀測(cè)指標(biāo)的最差值進(jìn)行評(píng)分。

1.3 生物標(biāo)志物濃度檢測(cè)

研究對(duì)象在入院24 h內(nèi)采集靜脈血標(biāo)本2.5 mL，注入EDTA試管中，混勻，立即以2000 r/min離心15 min，分離血清，將標(biāo)本存入-20℃冰箱中保存。避免反復(fù)凍融。解凍后用ELISA法定量測(cè)定人血清中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白（NGAL）及腎損傷分子-1（KIM-1）的含量。

1.4 實(shí)驗(yàn)試劑及實(shí)驗(yàn)儀器

酶聯(lián)吸附免疫法（ELISA）試劑盒，康肽生物科技（北京）有限公司；恒溫水箱，上海靜宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；高速離心機(jī)，美國(guó)Thermo公司；-20℃冰箱、-4℃冰箱，中國(guó)海爾公司；Ep離心管、移液槍頭，美國(guó)Coring公司；微量移液槍，德國(guó)Eppendorf公司；酶標(biāo)儀，美國(guó)Bio-Rad公司。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有資料均使用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間比較運(yùn)用t檢驗(yàn)或單因素方差分析；計(jì)數(shù)資料以百分率表示，組間比較運(yùn)用χ2檢驗(yàn)；將具有偏態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用自然對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后分析。運(yùn)用受試者工作特征曲線（ROC曲線）及曲線下面積（AUC）評(píng)價(jià)NGAL及KIM-1預(yù)測(cè)AKI、連續(xù)性腎臟替代治療（CRRT）使用時(shí)機(jī)及28 d全因死亡的靈敏性及特異性，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般臨床資料

本研究共納入220例患者，根據(jù)排除標(biāo)準(zhǔn)剔除不符合的病例2例，其中1例為腎功能不全患者，1例為24 h死亡患者。最終有218例患者入選為研究對(duì)象。218例研究對(duì)象中，男153例（70.18%），平均年齡（62.9±18.8）（18～86）歲?；A(chǔ)疾病：COPD 32例（14.7%），高血壓病史患者94例（43.1%），冠心病病史患者28例（12.8%），糖尿病病史患者35例（16.1%）。最終發(fā)生AKI患者152例（69.7%），根據(jù)AKIN分級(jí)，其中Ⅰ級(jí)患者55例（36.2%），Ⅱ級(jí)患者58例（38.1%），Ⅲ級(jí)患者39例（25.7%）。膿毒癥導(dǎo)致AKI的患者94例（61.8%），心源性AKI 17例（11.2%）。發(fā)生AKI的患者中86例（39.45%）進(jìn)行CRRT治療，治療時(shí)機(jī)為入科后的（7.89±9.25）d（1～53 d）。28 d死亡患者85例（39.0%），住院死亡患者共107例（49.1%）。發(fā)生AKI及未發(fā)生AKI的患者之間的性別、血壓、基礎(chǔ)疾病及住院天數(shù)無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。兩者的生物標(biāo)志物濃度有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。見表1。

2.2 NGAL及KIM-1對(duì)AKI發(fā)生、CRRT時(shí)機(jī)及死亡率預(yù)測(cè)的ROC曲線比較

繪制NGAL和KIM-1對(duì)于AKI患者發(fā)生預(yù)測(cè)的ROC曲線，比較二者曲線下面積，判斷患者入住ICU后24 h內(nèi)的NGAL和KIM-1對(duì)AKI發(fā)生、CRRT時(shí)機(jī)及其死亡率的預(yù)測(cè)價(jià)值。結(jié)果顯示：NGAL和KIM-1對(duì)于患者AKI發(fā)生率的ROC曲線下面積分別為0.876（0.829～0.922）、0.838（0.787～0.889），均>0.8，提示有較高的準(zhǔn)確性。比較二者曲線下的面積，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001），見表2。NGAL和KIM-1對(duì)預(yù)測(cè)CRRT時(shí)機(jī)的ROC曲線下面積分別為0.763（0.698～0.829）、0.784（0.720～0.848），比較二者曲線下的面積，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001），見表3。NGAL和KIM-1對(duì)于患者死亡率預(yù)測(cè)的ROC曲線下面積分別是0.685（0.615～0.755）、0.712（0.644～0.781），比較二者曲線下的面積，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001），見表4。而膿毒癥導(dǎo)致AKI患者的生物標(biāo)志物濃度顯著高于非膿毒癥導(dǎo)致的急性腎損傷，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表5。進(jìn)一步亞組分析提示：患者腎功能損傷程度與生物標(biāo)志物濃度呈正比，見表6。繪制NGAL和KIM-1的ROC曲線圖，見圖1～3。

3討論

本研究的主要發(fā)現(xiàn)是：（1）重癥患者發(fā)生AKI比例較高，發(fā)生率約為69.7%。（2）血液NGAL及KIM-1對(duì)AKI的發(fā)生有較好的預(yù)測(cè)價(jià)值。（3）聯(lián)合NGAL及KIM-1可預(yù)測(cè)CRRT使用時(shí)機(jī)，提高患者使用CRRT治療時(shí)機(jī)的準(zhǔn)確性。（4）血液NGAL及KIM-1可預(yù)測(cè)患者28 d生存率，對(duì)評(píng)價(jià)患者預(yù)后有顯著價(jià)值。

目前，各國(guó)專家積極研發(fā)新的治療藥物如利尿鈉肽、多巴胺激動(dòng)劑、腺苷激動(dòng)劑等，這些在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)取得了明確的療效，但仍不能順利應(yīng)用于臨床。主要原因是目前AKI的診斷手段滯后，無法早期發(fā)現(xiàn)和早期診斷。而這些新的治療措施主要適用于早期AKI，以肌酐及尿量判斷AKI的方法使患者錯(cuò)過治療的最佳時(shí)機(jī)。因此，尋找更敏感的早期診斷標(biāo)志物迫在眉睫[12-16]。一項(xiàng)理想的生物標(biāo)志物應(yīng)滿足以下條件：（1）在腎損傷發(fā)生的數(shù)分鐘或者數(shù)小時(shí)內(nèi)可在血液或尿液中出現(xiàn)明顯的增高；（2）若腎損傷出現(xiàn)恢復(fù)，其濃度應(yīng)出現(xiàn)下降；（3）若腎損傷持續(xù)存在，則其濃度也應(yīng)持續(xù)增高；（4）生物標(biāo)志物的濃度高低應(yīng)該與腎損傷的嚴(yán)重程度呈正比。結(jié)合生物標(biāo)志物和AKI分期，或可進(jìn)一步提高AKI診斷水平。

NGAL是一種分子量為25 kD的小分子蛋白，主要在中性粒細(xì)胞內(nèi)分化。正常情況下低水平表達(dá)于腎臟、肺、胃及結(jié)腸，而在炎癥反應(yīng)和上皮細(xì)胞損傷早期即被誘導(dǎo)大量表達(dá)[17]。在一項(xiàng)多中心研究中[18]，研究人員對(duì)1635例急診患者尿液中的生物標(biāo)志物進(jìn)行檢測(cè)，研究結(jié)果顯示，尿NGAL是非常有用的生物標(biāo)志物（臨界值為104 μg/L時(shí)，尿NGAL靈敏度為81%，特異度為68%），它可以用來預(yù)測(cè)急性腎損傷患者的嚴(yán)重程度以及持續(xù)時(shí)間。多中心的TRIBE研究預(yù)期評(píng)價(jià)心臟手術(shù)后1219例成年人[19]和311例兒童NGAL的檢測(cè)指標(biāo)，結(jié)果顯示，尿液或血清NGAL水平集中在術(shù)后6 h達(dá)高峰，進(jìn)而進(jìn)一步證實(shí)血尿NGAL用于預(yù)測(cè)心臟手術(shù)后急性腎臟損傷的臨床價(jià)值。

KIM-1是一種跨膜蛋白，它在正常人及動(dòng)物的腎臟中幾乎無表達(dá)。動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)已證明，藥物如順鉑引起的腎毒性損害及缺血導(dǎo)致的腎損傷，可在近端腎小管上皮細(xì)胞出現(xiàn)KIM-1的高表達(dá)[20-21]。Shao等[22]通過對(duì)11項(xiàng)研究（包括五個(gè)前瞻性隊(duì)列研究、2個(gè)橫斷面研究以及4個(gè)病例對(duì)照研究）的薈萃分析，總結(jié)KIM-1對(duì)于AKI的診斷性能，合并敏感性達(dá)到74%（95%CI：61.0%～84.0%），合并特異性達(dá)到86%（95%CI：74.0%～93.0%），ROC曲線下面積為0.86（0.83～0.89）。

本研究收集了大量血液樣本，表明血液NGAL及KIM-1是早期診斷AKI的有效生物標(biāo)志物，進(jìn)展為AKI的患者其濃度顯著高于未發(fā)生AKI患者，且準(zhǔn)確性明顯高于血肌酐，具有較高的靈敏度和特異度，能比肌酐和尿量的改變更早發(fā)現(xiàn)AKI并對(duì)其進(jìn)行有效干預(yù)。NGAL及KIM-1聯(lián)合監(jiān)測(cè)更可提高AKI診斷的敏感性及對(duì)預(yù)后評(píng)估的準(zhǔn)確性。

由于AKI病情復(fù)雜多變及對(duì)CRRT治療時(shí)機(jī)的理解存在差異，AKI患者何時(shí)開始CRRT尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。而一項(xiàng)理想的生物標(biāo)志物還應(yīng)具備的重要作用是確定患者開始CRRT的治療時(shí)機(jī)。有研究顯示于RIFLE的R和I期即開始CRRT者其腎臟預(yù)后優(yōu)于F期開始者[23]，同時(shí)也有臨床觀察發(fā)現(xiàn)部分尚未出現(xiàn)并發(fā)癥的R和I期AKI患者病情具有自愈傾向，這些患者進(jìn)行CRRT可能不利于病情恢復(fù)，而對(duì)于那些腎損傷嚴(yán)重且損傷持續(xù)存在者，若能于疾病尚處于R和I期時(shí)即早期識(shí)別、及時(shí)開始CRRT，便可在很大程度上改善預(yù)后，預(yù)防AKI相關(guān)并發(fā)癥。因此，利用生物標(biāo)志物鑒別上述兩種情況是非常有必要的。本研究表明NGAL及KIM-1對(duì)預(yù)測(cè)患者CRRT治療時(shí)機(jī)的預(yù)測(cè)有很大的價(jià)值。相比較單個(gè)生物標(biāo)志物，聯(lián)合多個(gè)生物標(biāo)志物指標(biāo)可提高對(duì)接受CRRT患者腎功能恢復(fù)的預(yù)測(cè)[24]。

本研究表明，膿毒癥導(dǎo)致AKI的患者其血液生物標(biāo)志物濃度明顯高于非膿毒癥導(dǎo)致AKI的患者，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而濃度的差異與患者的預(yù)后及死亡率呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性，濃度越高，預(yù)后則越差，死亡率也越高。因此，血液NGAL及KIM-1的濃度對(duì)患者的預(yù)后有重要的預(yù)測(cè)價(jià)值。而本研究的不足之處是單中心研究，對(duì)于研究對(duì)象的入組標(biāo)準(zhǔn)尚需嚴(yán)格限制。

綜上所述，僅依靠單一的、具有足夠敏感性和特異性的標(biāo)志物并不能反映AKI病理生理變化的全過程。因此，可能需要一組生物學(xué)標(biāo)志物來優(yōu)化對(duì)AKI的早期識(shí)別。對(duì)于合理、有效的生物學(xué)標(biāo)志物譜的研究與發(fā)現(xiàn)，必將大大促進(jìn)對(duì)AKI的早期診斷、合理監(jiān)測(cè)和及時(shí)治療的進(jìn)步。

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（收稿日期：2017-10-30）