心脏术后急性肾损伤早期诊断标志物研究进展

邹广美，牛永胜，穆心苇

(1南京医科大学附属南京医院、南京市第一医院，南京210006; 2青岛大学附属烟台毓璜顶医院)

急性肾功能损害是心脏术后常见并发症，其发生率为5%～30%，术后需行透析治疗者占5%;患者一旦发生急性肾衰竭(ARF)，其病死率达15%～30%［1］。目前，因ARF的诊断标准不统一，缺乏早期诊断的生物学标志物，疾病早期不易发现。因此，2005年在阿姆斯特丹召开的急性肾脏损伤网(AKIN)会议上，提出了急性肾损伤(AKI)的概念，并达成其诊断和分类的专家共识。AKI定义为不超过3个月的肾脏功能或结构异常，包括血、尿、组织检测或影像学方面的肾损伤标志物异常。AKI诊断标准:48 h内肾功能突然减退;血肌酐(Scr)升高绝对值＞25 mmol/L;或Scr较前升高＞50%;或尿量减少［尿量＜0.5 ml/(kg·h)，时间超过6 h］。目前，我国多采用AKIN会议标准诊断AKI［2］。因该标准诊断AKI仍采用不敏感的Scr、尿量等指标，无法有效地早期诊断AKI，故最近有研究提出一些可较早预测心脏术后AKI的生物学标志。现结合文献对心脏术后AKI早期诊断标志物研究进展综述如下。

1 胱抑素C(CystC)

CystC是半胱氨酸蛋白酶抑制剂超家族成员，其相对分子质量为13 359，因其相对分子质量小，故能自由通过肾小球，并在近曲小管几乎完全被重吸收和降解;因肾小管不分泌CystC，血清CystC或血浆CystC(ScysC)浓度由肾小球滤过率(GFR)决定，故CystC成为反映GFR很好的标志物之一。通常尿中CystC很低，肾小球疾病或肾实质受损时明显升高，此时检测尿中CystC可判断肾脏损伤情况，且其不受炎性反应或恶性肿瘤的影响，是反映肾小球受损的灵敏标志物。研究表明，CystC诊断效能优于Scr，是美国FDA批准的检测肾功能的指标之一，ScysC能更早地发现肾功能改变。Jay等［3］对72例心脏术后患者行CystC检测，其中34例明显升高，发展为AKI，以术后6 h检测最有诊断意义;而ScysC的诊断意义尚不明确。Heise等［4］研究发现，心脏术后发生AKI患者的ScysC、Scr升高，其中术后12 h ScysC升高明显;说明ScysC、Scr也是评估AKI患者肾功能有价值的指标，且ScysC出现异常的时间早，诊断灵敏度高;与Scr比较，ScysC能更及时、准确地反映GFR下降。Zappitelli等［5］报道288例心脏术后患儿，其术后ScysC、Scr均升高，以ScysC敏感性更高;结果42%(121例)发展为KAI，其中2%(5例)需行透析治疗。因ScysC有标准化的商业试剂盒、且性质较稳定，故可能作为早期诊断心脏术后AKI理想的生物标记物。

2 肾损伤分子-1(Kim-1)

Kim-1是一种新的Ⅰ型跨膜蛋白，在胎肝、胎肾中不表达，在正常成人肝、肾、脾中微弱表达，在缺血损伤后肾组织中显著表达。Kim-1是反映AKI的敏感指标，Kim-1 mRNA及其蛋白高表达于再生的肾小管上皮细胞中，肾损伤后Kim-1胞外段在金属基质蛋白酶作用下裂解并脱落到尿中，故检测尿中Kim-1可间接评价AKI情况。Han等［6］对113例接受心肺转流术患者行Kim-1检测，AKI发生率为3l%;AKI患者术后2 h尿Kim-1升高约40%，在肾损伤后12～24 h持续稳定升高且性质稳定。Kim-1不受慢性肾脏疾病和尿路感染影响，可能成为区分各亚型AKI的重要标记物。Han等［7］研究发现，心脏术后患者发生肾小管损伤后尿中KIM-1迅速升高，KIM-1诊断AKI的特异性较好，但敏感较差;如联合检测尿中中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶，其诊断AKI的敏感性、特异性可高达92.4%、91.1%。Kim-l在尿中性质稳定，不受尿液理化特性的影响，检测方便，实验灵敏度较高;且尿液收集方便、无创伤，可能是一种较理想的早期诊断心脏术后AKI的生物学标志物。

3 NGAL

NGAL是1993年发现的新蛋白，存在于中性粒细胞过氧化物酶颗粒中，由178个氨基酸残基组成，既能自身聚合形成46 kD的同源二聚体，也能与MMP-9聚合形成135 kD的异源二聚体。NGAL在人的肾、气管、肺、胃及结肠等组织表达，参与胚胎发育、细胞分化、炎症免疫应答、细胞凋亡、脂质代谢、肿瘤发生、发展等。血清NGAL能通过肾小球滤过，大部分被近端肾小管重吸收，故无肾脏损伤患者尿中NGAL升高不明显。如近端肾小管受损后重吸收NGAL明显下降，则尿NGAL明显升高［8］。Sampurna等［9］对50例心脏术后患者进行研究，术后2 h尿及血浆NGAL均明显升高，对预测AKI发生有诊断价值;证明 NGAL诊断 AKI快速、有效。Mishra等［10］对71例行体外循环手术的心脏病患儿进行研究，术后AKI发生率为28%;术后2～6 h AKI患儿的尿及血浆NGAL升高10倍以上，而Scr多在术后24 h才开始上升。Anja等［11］对114例心脏术后患者进行研究，发现血浆NGAL对术后AKI有很好的诊断价值，术后2 h NGAL即明显升高，而Scr在2 d后才明显升高。

4 IL-18

IL-18是主要由单核巨噬细胞产生的促炎性细胞因子，生理情况下，小肠上皮、肝、脾、小胶质细胞、星形细胞、肾上腺皮质、皮肤角质形成细胞、脂肪细胞、树突细胞等可表达IL-18。成熟的人IL-18有157个氨基残基，在结构和功能上属于IL-1家族。发生AKI后，在近端肾小管诱导产生的IL-18以分裂形式进入尿液。有研究显示，在小鼠肾缺血性损伤模型中，IL-18在Caspase-1作用下被激活，可裂解为成熟形式释放入尿，在尿中检出。曹长春等［12］对33例行体外循环的心脏手术患者进行研究，术后AKI发生率为27.27%，患者术后尿IL-18明显升高，2 h达峰值，且术后2 h尿IL-18明显高于非AKI患者;为避免尿量对尿IL-18的影响，该研究用尿肌酐、Scr进行校正，结果尿IL-18/尿肌酐升高，其峰值出现在术后2 h，术后4 h逐渐下降但仍保持较高水平，Scr升高峰值出现在术后1～48 h。Parikh等［13］对行心肺转流术患者研究发现，IL-18可作为早期预测心肺旁路术后AKI发生的生物学指标，心脏术后患者尿NGAL、IL-18均明显升高，且术后4～6 h发生AKI者尿IL-18即升高，12 h达高峰，远早于Scr升高时间。因此认为，IL-18是一种较Scr升高更敏感、可早期预测心脏术后AKI发生的生物学指标。

5 肝脏型脂肪酸结合蛋白(L-FABP)

L-FABP属于脂肪酸结合蛋白家族，目前发现，人类肾脏中有两种脂肪酸结合蛋白，一种是分子量14.4 kDa的L-FABP，主要在近曲小管表达;另一种为心脏型脂肪酸结合蛋白，主要在远曲小管表达。正常生理条件下，来自肝脏的L-FABP释放人血，经肾小球过滤后在近曲小管被重吸收。肾脏疾病状态下，小管间质性损害可减少近曲小管对L-FABP的重吸收，导致尿中L-FABP升高。Nakamura等［14］研究发现，造影剂(冠脉造影或介人治疗)引起肾小管损伤患者的尿L-FABP明显升高，14 d后其肾功能趋于正常时，L-FABP仍维持较高水平;在整个实验过程中，患者的尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶、尿β2-微球蛋白几乎无变化。Portillia等对40例行心脏手术患儿进行研究，其中21例发生AKI者的尿L-FABP均明显升高，且术后4 h达高峰。值得注意的是，L-FABP也可在肝脏高表达，尿L-FABP可能受血L-FABP的影响。

6 其他

视黄醇结合蛋白(RBP)是反映肾小管功能的指标之一，国内研究发现，62例AKI患者尿中RBP表达明显升高，且与病情严重程度密切相关。Miaolin等［15］研究显示，心脏术后发生AKI患者术后即刻及术后2 h尿中RBP明显升高，显示出较好的敏感性和特异性。提示RBP可作为AKI的早期诊断指标之一。

谷胱甘肽-S-转移酶(GST)蛋白家族分为α、π、μ 3型，主要在人的肾、肝、小肠、睾丸、卵巢、肾上腺等组织表达;α、π型在肾小管中高表达，肾损伤时α-GST、π-GST大量释放到尿中，能早期发现急性肾小管损伤。Koyner等［16］对123例行心脏手术患者进行研究，46例发展为AKI，其尿中α-GST、π-GST明显升高，其中8例需行连续性肾脏替代治疗;提示尿中α-GST、π-GST升高诊断AKI有很好的临床价值。尿α1-微球蛋白(α1-M)是由肝脏合成的小分子蛋白，约半数作为循环蛋白与IgA结合，其游离部分可通过肾小球滤过，并在近端肾小管重吸收。尿α1-M在较大pH范围内稳定，且对近端肾小管功能损害敏感。国外研究表明，尿α1-M诊断心脏术后AKI有很高的准确性。

综上所述，上述生物学标志物均能早期发现肾损伤，具有相对特异性、敏感性，有利于心脏术后AKI的早期诊断、治疗，可减少患者病死率;但其实用性、有效性尚待多中心研究进一步明确和论证。

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