肝腎綜合征早期生物學(xué)標(biāo)志物的研究進(jìn)展

曹麗娜，萬遠(yuǎn)太

(武漢科技大學(xué)附屬天佑醫(yī)院消化內(nèi)科，武漢 430064)

肝腎綜合征(hepatorenal syndrome，HRS)表現(xiàn)為晚期慢性肝病患者腎功能不斷衰竭，通常伴有門脈高壓和腹水，偶爾伴有重型肝炎[1]。HRS的特點為腎功能不全、腎臟血流尤其是腎皮質(zhì)灌注不足、腎臟實質(zhì)無病變。HRS主要繼發(fā)于肝硬化和嚴(yán)重門靜脈高壓下內(nèi)臟高動力循環(huán)，使體循環(huán)血流量明顯減少，擴(kuò)血管物質(zhì)增多(如一氧化氮、前列腺素、血管內(nèi)皮舒張因子、胰高血糖素、內(nèi)毒素)，引起體循環(huán)血管床擴(kuò)張、循環(huán)功能紊亂、心排血量減少，而有效的動脈低血容量可激活內(nèi)源性血管收縮系統(tǒng)，引起腎實質(zhì)血管收縮、腎血流量減少以及HRS的發(fā)生。HRS發(fā)病是復(fù)雜的病理生理學(xué)過程，肝硬化進(jìn)展過程中任何事件(如出血、利尿劑過量、乳果糖引起的腹瀉、肝硬化心肌病、全身炎癥)均可誘發(fā)HRS[2]。肝硬化腹水患者每年HRS的患病率約為8%，也有報道高達(dá)40%，雖然HRS的定義是標(biāo)準(zhǔn)化的，但一些肝硬化和終末期肝病患者的肌肉質(zhì)量和尿素合成顯著下降，進(jìn)而可能導(dǎo)致血清肌酐和血尿素氮水平降低，因此早期診斷HRS具有重要臨床意義[3]。

2015年國際腹水俱樂部修訂了HRS的診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]。HRS分為兩種類型：1型HRS為2周內(nèi)腎功能迅速惡化，血清肌酐>221 μmol/L，2型HRS的特征為中度腎衰竭進(jìn)展緩慢，血清肌酐濃度為132.6～221 μmol/L，并且1型HRS的中位生存期為2周；2型HRS在難治性腹水和中度腎功能不全的患者中起病較隱匿，中位生存期為4～6個月[5]。此分類將血清肌酐濃度作為HRS分類的唯一因素，而不考慮潛在的病理學(xué)或病因。血清肌酐受性別、年齡、種族、肌肉萎縮和營養(yǎng)不良等多種因素影響，且腎臟有很強(qiáng)的貯備能力，僅當(dāng)腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)下降到正常值50%以下時血清中肌酐濃度才出現(xiàn)升高，所以血清肌酐不能反映出早期腎損傷，且難以準(zhǔn)確反映肝硬化患者腎損傷的嚴(yán)重程度，因此尋找能夠反映早期腎損傷的生物學(xué)標(biāo)志物是當(dāng)前臨床關(guān)注的熱點。現(xiàn)對8種常見的HRS早期腎損傷生物學(xué)標(biāo)志物進(jìn)行綜述。

1 中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白

中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)是脂質(zhì)蛋白超家族成員，由感染和炎癥區(qū)域激活的中性粒細(xì)胞釋放，發(fā)揮抑菌作用[6]。NGAL是一種已確定的腎損傷生物標(biāo)志物[7]。腎損傷6 h內(nèi)，尿液和血清(或血漿)NGAL水平升高，而血清肌酐水平的升高僅發(fā)生在腎功能喪失>50%的幾天后[8]。所以，尿液和血液NGAL的水平變化比血清肌酐水平的變化出現(xiàn)較早，且NGAL 信使RNA的表達(dá)比腎損傷時增加 1 000余倍，使其成為一種早期生物標(biāo)志物，可比血清肌酐更早地反映出腎損傷情況[9]。一項有關(guān)NGAL用于評估肝硬化急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)的前瞻性研究表明，NGAL可用于急性腎小管壞死(acute tubular necrosis，ATN)與肝硬化其他類型AKI的鑒別診斷，特別是HRS-AKI，且住院期間AKI的進(jìn)展與持續(xù)升高的NGAL水平相關(guān)，NGAL是AKI進(jìn)展的獨立預(yù)測因素。一項有關(guān)NGAL用于評估肝硬化AKI的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，肌酐診斷ATN的最佳預(yù)測臨界值為220 μg/g，大多數(shù)患有ATN-AKI的患者中NGAL高于此閾值，而大多數(shù)患有HRS-AKI或腎前性AKI患者的NGAL則低于此閾值[10]。然而，這些研究均未包括用于診斷ATN的金標(biāo)準(zhǔn)(組織學(xué))，因此在肝硬化和AKI患者中仍難以確診ATN[10]。實際上，HRS和ATN被認(rèn)為可能是一個連續(xù)體，而不是兩個不同的實體，但仍需更多的臨床研究證實。Hamdy等[11]對70例肝硬化AKI的研究發(fā)現(xiàn)，腎損傷的原因中腎前病變占55.7%(39例)、HRS占24.3%(17例)和腎內(nèi)小管損傷占20%(14例)，腎前病變、HRS、腎內(nèi)小管損傷的尿NGAL的平均值分別為(21.70±7.31) ng/mg、(115.53±68.19) ng/mg和(240.83±116.94) ng/mg，終末期肝病模型評分高于20分和尿NGAL高于32分是死亡率的預(yù)測因子，由此可知各組尿NGAL水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義，因此尿NGAL水平可能有助于HRS與ATN的鑒別，同時檢測血清、尿NGAL對肝硬化腎損傷的早期診斷和預(yù)后判斷具有重要臨床意義。

2 腎損傷因子-1

Cai等[12]研究表明，腎損傷因子-1(kidney injury molecule-1，KIM-1)在正常腎臟和其他器官中均以低水平表達(dá)，但在缺血再灌注損傷后的腎臟(近端小管上皮細(xì)胞)中顯著表達(dá)；同時，KIM-1參與腎損傷和愈合過程，腎小管上皮細(xì)胞產(chǎn)生重要的促炎因子和趨化因子并表達(dá)Toll樣受體，是先天免疫應(yīng)答的重要組成部分，KIM-1/T細(xì)胞免疫球蛋白和黏蛋白域1是腎近端小管中上調(diào)最多的蛋白，損傷形式多樣。KIM-1是一種磷脂酰絲氨酸受體，主要介導(dǎo)吞噬作用的凋亡小體和氧化脂質(zhì)[13]。當(dāng)KIM-1長期高表達(dá)時，可導(dǎo)致進(jìn)行性腎纖維化和慢性腎衰竭，這可能與其吞噬有害化合物(如氧化脂質(zhì))的功能有關(guān)[14]。KIM-1除了吞噬作用外，還可通過磷脂酰肌醇-3-激酶激活信號[15]。Yap等[16]通過評估血清和尿液生物標(biāo)志物的使用預(yù)測HRS的研究發(fā)現(xiàn)，43例患者中12例(27.9%)在距離基線(7.3±5.1)周時發(fā)生HRS，Logistic回歸分析顯示，基線尿NGAL、尿KIM-1 與HRS的發(fā)展相關(guān)。NGAL和KIM-1預(yù)測HRS的臨界值分別為18.72 ng/mL和1.499 ng/mL，因此尿NGAL和KIM-1聯(lián)合檢測有助于早期識別晚期肝硬化患者的HRS。Huo等[17]在探討白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-18聯(lián)合KIM-1預(yù)測HRS-AKI患者在重癥醫(yī)學(xué)科接受連續(xù)性腎臟替代治療后28 d病死率的研究中發(fā)現(xiàn)，尿IL-18聯(lián)合KIM-1對AKI危重癥患者的預(yù)后有較高預(yù)測價值，受試者工作特征曲線下面積為0.786(95%CI0.598～0.914，P<0.05)，具有較高的靈敏度和特異度，且早期啟動連續(xù)性腎臟替代治療可顯著降低患者病死率，對HRS-AKI早期干預(yù)具有一定的臨床意義。

3 IL-8和IL-18

炎癥及機(jī)體的自我防御反應(yīng)可由感染、創(chuàng)傷、腫瘤和自身免疫疾病等多種因素引起。炎癥機(jī)制受趨化因子調(diào)節(jié)，趨化因子通過與跨膜受體相互作用控制各種類型白細(xì)胞的運輸。IL-8是CXC趨化因子(α類趨化因子)家族成員之一，主要編碼于4q染色體，跨越約2.5 Mb區(qū)域。IL-8具有針對T細(xì)胞和堿性粒細(xì)胞的趨化活性，中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附和遷移受IL-8調(diào)節(jié)，一旦中性粒細(xì)胞到達(dá)炎癥部位，IL-8可進(jìn)一步刺激細(xì)胞發(fā)揮吞噬作用，提高組織修復(fù)效率。IL-18是IL-1家族成員，在細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，也可促進(jìn)Th1細(xì)胞活化和誘導(dǎo)產(chǎn)生IgE。有研究表明，IL-18可用于HRS病因的鑒別，并為預(yù)后提供有效參考[18]。Solé等[19]在肝硬化失代償患者中通過測量大量細(xì)胞因子來評估全身炎癥反應(yīng)特征發(fā)現(xiàn)，與無AKI失代償期肝硬化患者和低血容量誘發(fā)AKI患者相比，HRS-AKI患者的全身炎癥反應(yīng)、白細(xì)胞計數(shù)和血清C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)水平更高，HRS-AKI患者的細(xì)胞因子譜與其他兩組不同，幾種細(xì)胞因子水平存在差異，包括較高的尿單核細(xì)胞趨化蛋白-1水平、血漿IL-6、腫瘤壞死因子-α、血管細(xì)胞黏附分子-1和IL-8。綜上，與沒有AKI和低血容量誘導(dǎo)的AKI的患者相比，HRS-AKI患者的全身炎癥特征顯著增加，并且IL-8與HRS 3個月的病死率相關(guān)[19]。

4 氧化應(yīng)激

由于氧化應(yīng)激/抗氧化防御失衡，持續(xù)攝入乙醇會造成肝硬化，HRS是肝硬化最嚴(yán)重的并發(fā)癥。氧化損傷是活性氧類產(chǎn)生異常、乙醇及其代謝產(chǎn)物的毒性作用以及活化吞噬細(xì)胞作用的結(jié)果。此外，持續(xù)使用乙醇會加劇活性氧類和脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生。氧化應(yīng)激會破壞特定的分子靶點，如脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類，導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙和(或)細(xì)胞死亡。脂質(zhì)是最常受影響的一類生物分子，其氧化產(chǎn)生許多次級產(chǎn)物。丙二醛是多不飽和脂肪酸自由基引發(fā)氧化分解的最終產(chǎn)物，因此丙二醛可作為測量氧化應(yīng)激的生物標(biāo)志物。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)肝硬化發(fā)生時，丙二醛水平隨CRP升高而升高，隨著肝硬化的進(jìn)展和腎衰竭的發(fā)展丙二醛與CRP的相互依賴性呈正相關(guān)，這也說明氧化應(yīng)激對肝臟炎癥的發(fā)生發(fā)展具有重要作用[16]。肝硬化患者血清丙二醛水平隨肌酐濃度的增加而升高，隨著肝硬化的進(jìn)展和嚴(yán)重腎衰竭條件下HRS的發(fā)展，丙二醛與肌酐相互依賴性增加，說明丙二醛水平可導(dǎo)致肝功能損害和腎功能進(jìn)一步惡化，而丙二醛是否可以作為預(yù)測肝硬化晚期HRS預(yù)后的生物標(biāo)志物仍需進(jìn)一步深入的臨床研究[20]。

5 胱抑素C

胱抑素C是GFR的一種替代生物標(biāo)志物，近年來有學(xué)者對胱抑素C的評價進(jìn)行了大量研究[21]。胱抑素C是一種低分子量的非糖基堿性蛋白，分子量為13 000，由所有有核細(xì)胞以恒定速度產(chǎn)生，不與血漿蛋白結(jié)合。胱抑素C可以自由通過腎小球過濾，隨后在近端腎小管中被重吸收和分解代謝。研究表明，血清胱抑素C是GFR的一個標(biāo)志，當(dāng)檢測危重癥患者GFR受損時，其表現(xiàn)明顯優(yōu)于血清肌酐[22]。由于既往估算肝硬化中的GFR主要依賴血清肌酐，準(zhǔn)確性較差，慢性腎臟病流行病學(xué)合作研究組(Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration，CKD-EPI)使用血清肌酐聯(lián)合胱抑素C水平新提出了一個方程式(CKD-EPI肌酐-胱抑素C方程)，其對肝硬化患者的診斷性能優(yōu)于傳統(tǒng)方程估計GFR[23]。高攀和朱祖安[24]探討胱抑素C在失代償期肝硬化并發(fā)HRS患者診斷價值中的研究發(fā)現(xiàn)，胱抑素C、血清肌酐、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶、Na+是預(yù)測HRS發(fā)生的重要因素，多因素Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，胱抑素C和血清肌酐是影響HRS的獨立危險因素，胱抑素C較血清肌酐和血尿素氮對失代償期肝硬化并發(fā)HRS的臨床預(yù)測價值更好。

6 N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶

尿酶N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(N-acetyl-β-D-glucosaminidase，NAG)存在于近端小管上皮細(xì)胞的溶酶體中，由于其130 000的高分子量，血漿NAG不能通過腎小球過濾，并且尿NAG的增加僅由近端腎小管細(xì)胞損傷從近端腎小管細(xì)胞溶酶體分泌引起。Kim等[25]研究旨在評估尿NAG在失代償期肝硬化患者中的有效性，將114例失代償期肝硬化住院患者分為腎前性氮質(zhì)血癥、HRS和ATN三組，將血清肌酐、胱抑素C和尿NAG水平作為AKI分化、發(fā)展以及患者病死率的標(biāo)志物，在基線時診斷為AKI的30例患者的血清肌酐、胱抑素C水平、尿NAG水平和Child-Pugh評分顯著高于無AKI的患者，血清胱抑素C和尿NAG水平是失代償期肝硬化患者AKI發(fā)展的獨立預(yù)測因子，存活率與低血清胱抑素C和尿NAG水平顯著相關(guān)。因此，血清胱抑素C和尿NAG水平可用于區(qū)分AKI類型，并且是失代償期肝硬化患者AKI發(fā)展和病死率的強(qiáng)預(yù)測因子。有研究表明，NAG是早于尿白蛋白出現(xiàn)的反映腎小管間質(zhì)損傷的敏感指標(biāo)，單獨檢測時靈敏度為90.2%，特異度為76.4%，尿白蛋白肌酐比值+NAG聯(lián)合檢測可發(fā)揮最大診斷效能(靈敏度、特異度分別為93.2%、96.8%)，提高診斷早期腎臟損傷的靈敏度和特異度[26]。

7 肝型脂肪酸結(jié)合蛋白

肝型脂肪酸結(jié)合蛋白(liver-type fatty acid binding protein，L-FABP)是一種內(nèi)源性抗氧化蛋白，主要表達(dá)于肝臟和腎臟。尿L-FABP源自近端腎小管上皮細(xì)胞，尿L-FABP水平在腎小管損傷時升高，在正常肝臟環(huán)境中，L-FABP是脂肪酸代謝的關(guān)鍵調(diào)控因子[27]。研究發(fā)現(xiàn)，隨著腎臟損傷嚴(yán)重程度的增加，已故腎臟捐獻(xiàn)者的供體中NGAL和L-FABP的水平顯著升高[28]。潘俊娣等[29]在探討肝硬化合并AKI患者尿NGAL、L-FABP變化及意義的研究中發(fā)現(xiàn)，肝硬化合并AKI患者尿L-FABP水平明顯升高，尿L-FABP水平明顯升高與腎功能分級、腎損傷程度顯著相關(guān)，高水平L-FABP是肝硬化合并AKI的危險因素，L-FABP診斷肝硬化合并AKI具有較高的靈敏度、特異度，可作為判定肝硬化合并AKI的生物學(xué)標(biāo)志物?？禃哉涞萚30]研究證實，與IL-18相比，L-FABP診斷肝硬化失代償期腎損傷的價值更高、臨床意義較大，可推薦作為肝硬化合并AKI早期診斷的生物學(xué)標(biāo)志物。

8 β2-微球蛋白

β2-微球蛋白(β2-microglobulin，β2-MG)是一種小分子球蛋白，經(jīng)腎小球自由過濾后被腎臟近曲小管重吸收，最后被腎小管內(nèi)皮細(xì)胞降解為氨基酸，血清中β2-MG水平升高可反映腎小球濾過功能受損或過濾負(fù)荷增加[31]。研究發(fā)現(xiàn)，β2-MG水平在健康人群和肝硬化、肝硬化合并HRS的患者中有明顯差異，肝功能越差腎功能受損越嚴(yán)重、β2-MG水平越高，尿微量蛋白能早期發(fā)現(xiàn)肝硬化腎損害，可作為亞臨床HRS的生物學(xué)檢測指標(biāo)[32]。由于淋巴系統(tǒng)是β2-MG生成的主要場所，腫瘤、免疫反應(yīng)均可引起β2-MG升高，因此β2-MG檢測的靈敏度較低。研究發(fā)現(xiàn)，β2-MG和胱抑素C、尿肌酐生物學(xué)標(biāo)志物聯(lián)合檢查可以提高靈敏度、特異度和診斷符合率，聯(lián)合檢測較單獨應(yīng)用β2-MG的診斷效能更高[33]。

9 小 結(jié)

AKI常見于肝硬化患者且病死率較高。一項納入了349例患者的回顧性分析顯示，HRS AKI約占住院肝硬化患者AKI的38.1%，且與AKI高死亡率相關(guān)[34]。AKI最常見的病因是腎前性氮質(zhì)血癥、ATN和HRS，由于治療方法不同，所以準(zhǔn)確區(qū)分AKI的病因至關(guān)重要，但是建立準(zhǔn)確的鑒別診斷極具挑戰(zhàn)性。腎損傷的生物標(biāo)志物可以區(qū)分AKI病因，并且可以更準(zhǔn)確和快速地診斷出AKI。生物標(biāo)志物如NGAL、KIM-1、IL-18和L-FABP也可早期診斷AKI，區(qū)分ATN和HRS并預(yù)測預(yù)后[35]。當(dāng)不同生物學(xué)標(biāo)志物之間的診斷界值相差較大時，需多種生物學(xué)標(biāo)志物同時檢查并聯(lián)合影像學(xué)檢測，以期做到早期診斷、早期治療。