肝移植术后急性肾损伤与诊断新指标

罗文辉，郑 虹

(天津医科大学研究生院，天津300070)

急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)是肝移植术后常见并发症之一，是多因素作用的结果。其传统定义为:肾功能在数小时之内迅速下降并伴有水、电解质、酸碱紊乱。肝移植术后早期AKI的发生率在48%～98%，其中8%～17%严重肾功能障碍患者需行肾脏替代治疗［1］。可见肝移植术后AKI发病率高且影响患者愈后疗效，而目前用于诊断AKI的指标血肌酐易受多种因素影响，并不是理想的诊断指标，因此寻找能准确、及时地反映肾功能变化的新的指标显得尤为重要。近来有研究表明，肾损伤分子1、胱抑素C等新指标对AKI早期诊断具有较好的准确性。

1 肝移植术后肾脏损伤的原因

1．1 术前原因 ①患者存在肝肾综合征。②乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒大量复制，在体内形成免疫复合物沉积于肾小球基底膜，造成病毒性肾炎。③高胆红素血症造成肾小管上皮的变性和坏死。④其他因素，包括糖尿病肾病、高血压肾病等。

1．2 术中原因 ①血流动力学改变:肝移植手术中无肝期阻断下腔静脉，肾脏处于低灌注缺氧状态，同时因交感神经兴奋导致肾动脉收缩进一步加重肾脏损伤。针对这一危险因素，Grande等［2］采用静脉转流术来减缓无肝期时血流动力学的巨大变化，但Pham等［3］认为这样并不能降低术后AKI的发生率。②大量输血:Pascual等［4］对117例肝移植患者进行了回顾性分析，结果表明术中大量输血者，术后肾损伤的发生率升高。③其他危险因素:包括术中顽固性低血压，抗凝药或升压药使用不当等。

1．3 术后原因 较为肯定的观点是术后免疫抑制剂(如FK506、环孢素)的使用将增加AKI的发生率;其他原因包括早期原发性肝脏无功能、循环容量不足、血管活性药物使用不当，术后败血症、乙型病毒性肝炎或丙型病毒性肝炎复发等。

2 现用于评价肝移植术后肾损伤的标准及指标

2005年AKI合作研讨小组在RIFLE标准的基础上进行修改并制订了AKI合作组标准:肾功能急剧下降，48 h内血肌酐(serum creatinine，SCr)升高到损伤前的 1．5 倍或增加 26．4 μmol/L，和(或)尿量＜0．5 mL/(kg·h)持续 6 h 以上［5］。AKI的诊断是以SCr作为指标，但SCr水平与肾小球滤过率(glomerular filtration rate，GFR)有关，即当GFR降至正常值20%以下时，SCr水平才开始上升，而此时肾脏已发生了器质性损伤，因此SCr作为诊断指标具有一定滞后性。此外，SCr还易受到血中胆红素、药物、疾病等多种因素影响［6］。所以，SCr并不是AKI早期诊断的理想指标。

判定肝移植术后AKI理想的标志物应具备以下特点:①获取标本容易，测量方法简单、快速。②准确、可靠并能标准化地用于临床评价。③诊断AKI有较高敏感性及特异性，以便对 AKI进行分类。④能监测或预测AKI的严重程度及进展。随着蛋白分子领域的飞速发展，许多新的蛋白被发现，而以下几种蛋白对肾损伤具有较高的诊断价值。

3 新的肾损伤评价指标

3．1 肾损伤分子1 肾损伤分子1(kidney injury molecule-1 KIM-1)首先被 Ichimura 等［7］在大鼠缺血损伤的肾脏中发现，其属于T细胞免疫球蛋白家族。KIM-1的相对分子质量约104×103，属于Ⅰ型跨膜糖蛋白结构，细胞外域包括一个类似免疫球蛋白的结构域及一个黏蛋白域。它存在于肾近曲小管上皮细胞，正常情况下肾组织以外较少表达，尿中含量也很少，当肾缺血或肾毒素损伤肾小管时，在金属基质蛋白酶作用下，使细胞外域成为可溶性片段(相对分子质量约90×103)释放到肾小管内，并随尿排出尿中水平即会增加［8］。

Vaidya等［9］将 KIM-1 与其他指标(SCr、尿素氮)对比，结果表明KIM-1在损伤发生后3 h即开始上升，并可持续较长时间。此外，Liangos等［10］报道尿KIM-1水平随多器官衰竭评分升高而增加。Liang等［11］对心肺转流术后肾损伤患者的研究也证实尿KIM-1水平与AKI发生呈正相关，这表明尿KIM-1不但能作为早期诊断AKI的指标，还可预测患者病情的进展。

Endre等［8］对大鼠肾缺血损伤研究认为，KIM-1主要表达于肾近曲小管 S3段，而 Kramer等［12］对人的研究中发现，KIM-1在肾近曲小管3个节段均表达。在肾脏缺血/再灌注损伤大鼠模型中显示［13］，近曲小管对缺血极为敏感，该区域细胞在损伤后会发生活跃的去分化和增殖过程，在损伤早期近端肾小管上皮即大量表达KIM-1。Ichimura等［14］对3种不同肾毒性物质(S-1，1，2，2-四氯乙烯-L 半胱氨酸、叶酸、顺铂)诱导的动物肾损伤模型研究表明，虽然这3种物质引起肾损伤机制不同，但是在3组动物模型中均可在肾损伤早期测到尿KIM-1，在顺铂诱导的肾损伤中，尿KIM-1在给药1～2 d后即在尿中测出，并且在近曲小管S3段细胞上广泛表达。从上述研究中推测尿KIM-1可定位肾损伤的部位。

近来有研究认为，KIM-1在肾损伤修复过程中也发挥作用。Bailly等［15］认为，KIM-1阻止了肾损伤时，发生在细胞间的级联反应，KIM-1胞外部分被金属基质蛋白酶从细胞膜上裂解脱落，这部分与整合素结合，从而限制了整合素诱导去分化，这样就避免了去分化过程牵联到另一个细胞，从而减少管型形成，避免肾小管的堵塞。Ichimura等［16］认为，KIM-1具有磷脂酰丝氨酸受体特性，KIM-1与吞噬细胞表面磷脂酰丝氨酸特异性结合，从而使小管上皮细胞具备一定吞噬功能，加强了小管上皮清除凋亡和坏死细胞的能力，这种能力对于肾损伤后肾功恢复十分重要。Ichimura等［17］也认为，KIM-1在调节巨噬细胞和吞噬细胞修复肾近曲小管上皮细胞损伤方面有很重要的作用。

3．2 胱抑素C 其为半胱氨酸蛋白水解酶抑制剂，最早发现于脑脊液中和肾衰竭患者的尿液中，它位于第20号常染色体短臂上，由CST3基因编码，含有120条氨基酸链，相对分子质量约为13×1012，胱抑素C由体内有核细胞不断产生并释放入血，血中含量较稳定［18］。

胱抑素C 99%由肾小球滤过，但全部在肾小管代谢，因此尿中含量很少，正常人尿中胱抑素C的含量上限值为0．28 mg/L，不受年龄、性别影响，其与GFR呈负相关，即GFR下降时血胱抑素C水平上升［19］。梁馨苓等［20］认为，血胱抑素 C 可作为 AKI早期诊断指标，在肾损伤12～14 h后即可测出其变化，血胱抑素C较SCr在诊断各级肾损伤标准方面都要早。Villa等［19］认为，血清胱抑素C在评价AKI方面要优于SCr和肌酐清除率。Zahran等［21］也认为血胱抑素C在反映肾脏轻度损伤方面更加敏感。从上述研究中可以推测胱抑素C是反映肾损伤早期且敏感的生物学标志物。

Herget-Rosenthal等［22］认为，尿胱抑素 C 在诊断肾小管损伤方面有较高的敏感性，还认为血胱抑素C水平与肾损伤程度呈正比，可用来监测肾损伤的进展。

3．3 中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白 中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)属于脂质运载蛋白超家族中的分泌蛋白，Kjeldsen等［23］最早发现它与中性粒细胞分泌的明胶酶共价结合，相对分子质量约25×103，正常肾组织NGAL含量较少，当肾缺血损伤时，即汇聚于近曲小管细胞修复处，AKI患者尿NGAL水平可升高达正常值的100倍左右。

Wagener等［24］对成人心脏手术后肾损伤的研究表明，尿NGAL在一些患者术后早期即明显升高，而这些患者后来均发生了 AKI。Mishra等［25］报道，心脏手术2～4 h后尿NGAL水平升高，对AKI诊断的灵敏度高达100%，特异度达到98%。Bachorzewskad-Gajewska等［26］对患有心脏疾病的儿童进行经皮冠状动脉造影发现，血NGAL在PCI术后2 h升高，尿 NGAL在术后4～6 h升高，因此他认为尿NGAL可作为早期检测肾脏损伤的理想指标。

近期一些研究认为，NGAL在肾损伤修复过程中也发挥作用。Mori等［27］认为，NGAL参与了肾小管上皮的形成与修复，在急性肾小管损伤模型中，NGAL作为结合因子参与修复小管上皮，机制可能为中性粒细胞释放NGAL与铁结合，形成NGAL-含铁细胞-Fe复合物，该复合物可促进原始细胞分化为上皮细胞，从而在损伤后促进肾小管上皮细胞修复。Mishra等［28］给缺血/再灌注肾损伤的小鼠体内注射重组NGAL，发现NGAL迅速在肾脏中聚集并被肾小管细胞吸收，24 h后与对照组比较，发现NGAL注射组肾小管损伤较轻，凋亡的小管上皮细胞数目较少，近段小管上皮细胞增殖明显，表明NGAL可减轻小鼠缺血/再灌注所引起的肾损伤。

3．4 白细胞介素18 白细胞介素(interleukin，IL)-18最早由Ushin等［29］在中毒性休克的小鼠肝脏中发现，其相对分子质量约18×103，是由肾上腺皮质合成，具有亲免疫组织特性，广泛分布于机体各组织器官中。当患者出现肾损伤时尿中含量明显增加。IL-18在肾损伤过程中起介导炎症的作用。Melnikov等［30］利用基因下调技术将小鼠的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(caspase-1)基因抑制后发现，caspase-1阴性的小鼠AKI发生率明显低于对照组小鼠，同时还发现caspase-1阴性小鼠IL-18表达低于对照组小鼠，因此推断caspase-1是一种促炎介质，它能促使IL-18的前体变为成熟的 IL-18，使尿 IL-18浓度增加。Parikh等［31］对比多种肾病与正常人尿IL-18的水平，结果表明肾病患者尿IL-18显著升高，在肾损伤12 h后尿 IL-18水平达峰，相较 SCr变化提前了24 h。Bagshaw等［6］对成人心脏手术的研究中表明，一些患者术后尿IL-18水平4～6 h开始上升，12 h达峰，这些患者后来均发生了AKI，他认为尿中IL-18的水平与AKI持续时间有一定联系。

4 小结

AKI作为肝移植术后严重并发症之一，与患者的预后状况密切相关，同时因其有效治疗时间窗较窄，且由轻度转变为中重度肾损伤后，目前除了血液透析外，尚无有效的治疗方法。而有研究结果表明，在AKI发生早期，肾损伤是可逆的。因此，对于AKI的早期诊断是十分必要的，能有效预防患者术后严重肾损伤的发生。随着AKI新定义的提出，其诊断治疗观念也随之改变，虽然近年来对于肝移植后AKI的机制研究已经取得了较大的进展，但AKI患者的发病率和病死率仍无明显改善，以SCr为标志物的传统诊断标准也因其缺乏敏感性和特异性而无法满足早期诊断。因此，肾损伤新指标(KIM-1、胱抑素C、NGAL、IL-18)的出现，使AKI早期、准确诊断成为可能，这些指标不但能预测肝移植术后AKI发生率，还可判断肾损伤发生部位、受损程度，因此对于这些指标的研究是十分有意义的。

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