心臟手術相關急性腎損傷的10大檢驗指標

作者：天津醫科大學第二醫院檢驗科 武大偉 寧莉 魏殿軍

心臟手術相關急性腎損傷（cardiac surgery-associated acute kidney injury, CSA-AKI）是一種心臟手術後常見而嚴重的併發症, 是增加心臟手術死亡率和發展為慢性腎病的危險因素。然而, 由於缺乏統一的急性腎損傷（acute kidney injury, AKI）定義, 對其發生率的報道差異較大, 從1%~30%不等, 其中1%~15%的患者需要透析。儘早識別和發現心臟手術術前和術中危險因素可以減少CSA-AKI的發生。

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SCr和尿量

越來越多的證據顯示SCr輕微升高與患者預後不良及發展為慢性腎損傷有關, 應引起重視。對於高危患者應嚴密監測SCr的動態改變和尿量的變化, 以早期發現AKI。以尿量為標準預測AKI非常不可靠, 因為其不能鑒別腎前性少尿與腎毒性和腎缺血性損傷引起的少尿。

採用SCr診斷CSA-AKI的不足在於：

（1）早期診斷有局限性。SCr通常在腎臟受到損傷48~72 h後才會明顯升高, 且往往在約50%腎功能喪失時才升高。KDIGO標準為SCr在48 h~7 d的變化, 若採用KDIGO標準改善圍手術期術中或術後引起的AKI已為時太晚。

（2）受多種因素限制。尿液的排出量、產生速度和分布並不穩定, 不能準確反映GRF。

（3）腎功能儲備良好的患者即使在AKI早期出現了明顯的腎組織損傷, SCr水平仍可能正常或僅輕度升高。

（4）各實驗室檢測方法的不同使SCr水平的正確評估常受到限制。

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血尿素氮/肌酐比值

正常狀態下或腎性AKI時血BUN/Cr比值為（10~15）∶ 1。腎前性AKI時由於近端腎小管對BUN的被動重吸收增加, 因此血BUN/Cr比值增高。CSA-AKI是心臟缺血引起的腎前性損傷、腎臟缺血缺氧誘導的腎性損傷以及上皮細胞壞死、脫落堵塞腎小管繼發的腎後性損傷共同作用的結果。因此, CSA-AKI時血BUN/Cr比值升高。然而, BUN和SCr水平受多種因素的影響, 因此即使發生腎前性AKI, BUN/Cr比值仍可能在參考區間內。

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尿液分析

尿液分析在AKI診斷與鑒別診斷中具有不可替代的重要價值, 並且經濟、易行。

3.1 尿沉渣尿沉渣分析是最常用的AKI鑒別診斷的檢查方法之一, 需採用新鮮尿液離心後進行顯微鏡下觀察。單純的腎前性AKI患者的尿沉渣正常或接近正常, 可見少量透明管型。渾濁的棕色粗顆粒管型、上皮細胞管型以及遊離的上皮細胞可見於缺血性或毒性AKI, 但是20%~30%的急性腎小管壞死患者並不出現上述尿沉渣改變, 因此並非是診斷AKI所必需的。腎後性AKI可見透明管型。

3.2 尿滲透壓

濃縮功能減退是腎性AKI早期的共同表現之一, 絕大多數患者尿滲透壓 550 mmol/L, 則高度提示腎前性AKI。利尿劑的應用會影響尿滲透壓的鑒別診斷價值。

3.3 尿鈉濃度

腎前性AKI時由於腎臟的保鈉作用導致尿鈉水平較低（ 40 mmol/L）。但由於不同個體之間腎臟對水重吸收的能力差異很大, 因此尿鈉水平在腎前性與腎性AKI中常有交叉。

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NGAL

NGAL是一種調控腎小管上皮細胞凋亡的蛋白分子, 正常情況下腎組織很少表達。當缺血引起腎損傷時NGAL在遠端腎小管上皮細胞中表達明顯上調, NGAL mRNA水平急劇升高（可升高1 000倍）並從尿液中排出[18]。作為AKI早期診斷和預後判斷的指標, NGAL對CSA-AKI早期診斷的準確性很高, 尤其是在新生兒、兒童及腎功能正常的成人中。MISHRA等[20]對71例體外循環發生AKI的兒童進行了研究, 結果顯示術後2 h NGAL的預測性能最佳, 血清和尿液NGAL的受試者工作特徵（receiver operating characteristic, ROC）曲線下面積分別為0.91和0.99, 診斷時間比SCr提前1~2 d。PERRY等對879例成人CSA-AKI患者的研究結果顯示血NGAL術後0 h的預測敏感性為38.7%, 特異性為81.5%。但在臨床實踐中, 循環和尿液中NGAL水平升高受炎症、腫瘤和基礎腎功能等多種因素影響, 與文獻報道存在差異。

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Cys C

Cys C是一種鹼性小分子蛋白, 是近年來發現的反映腎功能受損的良好標誌物。由於Cys C的相對分子質量小, 能自由通過腎小球濾過膜, 不被腎小管重吸收和分泌, 不再重新回到循環中, 因此能可靠地反映GFR的變化。AKI時Cys C較SCr提前2 d升高, 是反映早期腎功能損傷較理想的標誌物。Cys C可作為CIAKI的早期診斷標誌物, 且陰性診斷價值意義更大, 缺點是敏感性較差。

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KIM-1

KIM-1是一種跨膜蛋白, 在人體正常腎組織中幾乎不表達, 但在缺血及腎毒性損傷後的近曲小管上皮細胞中呈高表達。尿中KIM-1升高由腎小管損傷引起, 可以對氮質血症和慢性腎病引起的缺血性AKI進行鑒別。動物實驗證實KIM-1在AKI發生12 h的尿液中出現, 早於管型, 持續到上皮細胞修復為止。李稱才等[24]對66例急性梗阻性化膿性膽管炎（acute obstructive suppurative cholangitis, AOSC）手術治療患者進行回顧性分析, 結果顯示發生AKI的患者入院後12、24和48 h的尿KIM-1明顯升高。KIM-1研究目前多局限於動物實驗和小樣本量的臨床試驗, 尚需大量研究支持論證。

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IL-18

IL-18是白細胞介素家族的成員之一。腎小管上皮細胞是半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶-1（cysteine-containing aspartate-specific protease-1, Caspase-1）和IL-18的重要來源。當受到缺血等因素刺激後, 前體IL-18迅速表達並被Caspase-1啟動, 參與腎損傷和修復過程。PARIKH等的研究表明, IL-18是診斷AKI的獨立預測指標, 體外循環後4~6 h可在尿中檢測到, 12 h達到峰值。但IL-18的特異性較差, 可與其他標誌物聯合檢測, 如同時監測NGAL和IL-18可預測患者在ICU的停留時間、透析時間、生存率和死亡率[。

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金屬蛋白酶組織抑製劑-2和胰島素樣生長因子結合蛋白

TIMP-2和IGFBP-7是2個新的細胞周期標誌物, 參與G1細胞周期阻滯, 阻止細胞分裂和修復損傷。TIMP-2和IGFBP-7是以旁分泌形式出現的報警蛋白質, 提示早期腎小管損傷。炎症、缺血、氧化應激、藥物和毒素等可引起尿TIMP-2和IGFBP-7升高。有研究顯示尿TIMP-2和IGFBP-7檢測較KDIGO診斷標準更優異, 對疑難病例有很好的診斷價值。目前, 有關這2個標誌物的研究報道甚少,

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N-乙醯-β -D-氨基葡萄糖苷酶

NAG是近端腎小管溶酶體酶, 正常人尿液中含量甚微。在腎小管細胞發生破壞時NAG迅速、大量釋放入尿液中, 因此AKI時尿NAG水平明顯升高[28]。由於NAG的活性受尿液pH值及某些腎臟毒素的影響, 所以在AKI診斷中的應用受到一定限制。

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Semaphorin 3A

Semaphorin 3A是近年來AKI早期診斷標誌物的研究新熱點, 同時還是未來臨床治療一個非常有前途的靶點。Semaphorin 3A已被證實可作為新的AKI和慢性腎病的標誌物, 但尚需大量研究證明其診斷性能。2 h尿Semaphorin 3A檢測與AKI的時間和嚴重程度及住院時間有很強的相關性。在消除CPB時間和性別的影響後, 2 h尿Semaphorin 3A依然是AKI的獨立預測指標。尿Semaphorin 3A可作為CPB後2、6和12 h發生AKI的監測指標, ROC曲線顯示其預測值很高（分別為0.88、0.81、0.74）。Semaphorin 3A也可早期診斷ICU患者發生AKI並預測病情進展, 對肝移植患者AKI的發生也有診斷價值。此外, Semaphorin 3A在慢性腎病中的作用也得到證實。尿Semaphorin 3A表達增加與高血壓合併慢性腎病患者的腎損傷有關。糖尿病腎病時足細胞和遠端小管上皮細胞的Semaphorin 3A表達增加。Semaphorin 3A能引起短暫的大量蛋白尿、足細胞足突融合, 促使健康動物的血管內皮細胞損傷, 進而出現腎小球硬化和大量蛋白尿。

Semaphorin 3A表達隨糖尿病腎病病情的進展而不斷增加, 與蛋白尿水平呈正相關。小鼠糖尿病模型和患者的實驗數據呈現出一致性 [31]。Semaphorin 3A去表達（新型Semaphorin 3A抑制肽）可抑制缺血再灌注引起的炎症[31], 對糖尿病引起的蛋白尿、腎纖維化、炎症、氧化應激和腎功能不全也有抑制作用[32]。上述研究結果提示Semaphorin 3A在腎損傷時的表達具有組織特異性, 但需排除腫瘤患者。

來源：《檢驗醫學》雜誌

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