王 姝 王大成 李雄新 莫英绪 米 红
(广西医科大学第九附属医院暨北海市人民医院神经内科,北海市 536000,E-mail:56766471@qq.com)
造影剂肾病(contrast-induced nephropathy,CIN)已成为医院获得性肾功能不全的第三位原因[1-2],因此CIN的防治对临床医生是重要挑战[3]。目前对于CIN尚无特效的治疗方法,因而最有效的措施是预防。如何及时发现肾功能异常并进行相应干预成为CIN防治的研究重点。传统的诊断指标(如血肌酐、尿素氮等)受众多因素的影响,敏感性、特异性均较低,无法满足CIN的早期诊断需要。研究表明中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)是目前诊断急性肾损伤的最有效生物学标志之一[4-6]。本研究选择全脑血管造影术(digital subtraction angiography,DSA)后患者为研究对象,观察NGAL在患者血液、尿液中的变化,以及与血肌酐、尿微量白蛋白变化的关系,探讨NGAL在CIN早期诊断中的价值,明确NGAL与肾损伤的关系。
1.1 临床资料 选取2012年6月至2013年10月在我科住院具有介入检查指征的患者80例,男46例,女34例;年龄22~80(60.44±12.41)岁,其中脑梗死42例,椎基底动脉供血不足13例,短暂性脑缺血发作8例,脑出血8例,蛛网膜下腔出血4例,颈内动脉狭窄2例,椎动脉狭窄1例,颅内静脉窦血栓形成1例,血管性头痛1例。排除标准:年龄大于80岁;2周内使用过造影剂;明显的心力衰竭、严重肝肾功能不全、发热及感染性疾病;碘制剂过敏者、凝血功能障碍、电解质紊乱者。
1.2.1 标本收集:在 DSA 术前24 h及术后6 h、24 h、48 h采集患者血液、尿液样本。血液:室温自然凝固10~20 min,2 000~3 000 r/min离心 20~30 min,仔细收集上清液,在 -20℃保存。尿液:用无菌管收集,2 000~3 000 r/min离心20~30 min,仔细收集上清液,在-20℃保存。保存过程中如有沉淀形成,应再次离心。
1.2.2 检测方法:血、尿NGAL使用酶联免疫吸附试验(ELISA)进行检测,试剂购买于美国R&D公司,实验步骤严格按试剂盒说明书操作。血肌酐使用罗氏P-800全自动生化分析仪,采用颗粒增强免疫比浊法测定。尿微量白蛋白使用SN-695型智能放免r测量仪进行测定。
1.3 统计学分析 使用SPSS 17.0统计软件包进行数据统计。符合正态分布的计量数据以(x±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组内比较采用LSD法。两变量间相关关系采用Pearson相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 患者术前、术后各项指标比较 患者术后6 h血、尿NGAL均明显高于其他时间点(P<0.05);术后48 h的血肌酐明显高于其他时间点(P<0.05);术后48 h的尿微量白蛋白明显高于其他时间点(P<0.05)。见表1。
表1 术前、术后血NGAL、尿NGAL、血肌酐、尿微量白蛋白的比较(n=80,x±s)
2.2 血、尿NGAL与血肌酐、尿微量白蛋白相关性分析
术后6 h血NGAL与尿NGAL有密切相关性(P<0.01);术后48 h血肌酐、尿微量白蛋白与术后6 h血、尿NGAL均有相关性(P<0.05)。见表2。
表2 血、尿NGAL与血肌酐、尿微量白蛋白Pearson相关性(n=80)
自从1955年第一例CIN被报告以来,CIN已逐步被大家认知。CIN是指使用含碘的造影剂后2~3 d内出现的无其他原因可解释的急性肾功能减退。
目前血肌酐是应用最广的肾功能评价指标,造影后48 h血肌酐水平上升25%或者较基础水平升高0.5 mg/d1(44 μmol/L)是诊断CIN的依据。CIN患者血肌酐的升高随着时间变化而变化,一般1~2 d内由于肾小球滤过率(GFR)的下降肌酐升高,3~4 d达到高峰,7~10 d恢复正常或基础水平。然而肌酐并不是一个反映肾功能的最好指标,GFR≤50%时血肌酐可能在正常范围,GFR下降50%以上血肌酐才会超过正常值,即血肌酐要等到肾功能降低到相对稳定的程度才能正确反应患者肾功能的状况;另外血肌酐受多种因素影响,如年龄、性别、个体肌肉量等,而且血肌酐在使用造影剂24 h后才有升高,因此血肌酐敏感性较差,不能作为早期诊断肾功能损伤的敏感、可靠指标[7]。
白蛋白是血液中的正常蛋白质,但在生理条件下尿液中仅出现极少量白蛋白。尿微量白蛋白是反映肾小球疾病和损伤的一个指标。无论哪种疾病引起的尿微量白蛋白都是不同原因造成的肾脏固有细胞的损伤,使肾脏固有细胞的结构和功能发生改变而在尿液中的体现。测定尿微量白蛋白最理想的方法是留取24 h标本,但因留取困难,在实际应用上受到限制;而且由于受尿量影响较大,正常范围较宽,这样易使部分异常标本落入正常范围而延误诊断。因此,很难在肾脏功能异常早期发现尿微量白蛋白的变化。
NGAL是1994年人们首次从人中性粒细胞中分离得到与基质金属蛋白酶-9(MMP-9)共价结合的糖蛋白,序列分析发现,这是一种新的脂质运载蛋白,因此将其命名为 NGAL。NGAL是由位于染色体9q34上全长5 869 bp的基因编码而成,分子量为25 kD,含有178个氨基酸残基的多肽链。NGAL的三级结构为与亲脂性分子结合的疏水核所组成的桶状结[8],其以单体或同源二聚体的形式存在。最初发现,NGAL蛋白是在中幼粒细胞和晚幼粒细胞的分化阶段合成的,可诱导白细胞内颗粒的释放,以消灭病原微生物。近年研究发现肾缺血性损伤后,NGAL蛋白在肾单位多处表达上调,以近端肾小管和细胞再生处最为明显,Ling等[9]发现NGAL可能是CIN的早期生物标记。
血液中NGAL水平升高的机制包括3个方面:(1)急性肾损伤导致远端器官NGAL mRNA的表达增加,尤其在肝脏和肺,过表达的NGAL蛋白最可能释放到血液中;(2)血液中的NGAL作为急性时相反应蛋白也可能来源于中性粒细胞、巨噬细胞和其他免疫细胞;(3)随着血液中NGAL的聚集及肾小球滤过率降低导致肾脏对NGAL的清除能力减弱.也是导致血循环中NGAL水平升高的原因。
尿液中NGAL水平升高的机制主要也包括3个方面:首先急性肾损伤时NGAL蛋白在远端肾单位(肾池)的大量合成和分泌进入尿液,NGAL mRNA在髓襻的升支粗段和集合管迅速大量的表达,成为尿液NGAL的主要来源;其次肾脏损伤时肾小球滤过膜的通透性增加,NGAL从肾脏中漏出,导致尿液中NGAL增加,这也部分提示尿NGAL水平与尿蛋白程度相关[10];再次当近端小管受损时,近端小管上皮细胞通过内吞作用对NGAL的重吸收功能减弱,也是导致尿液中NAGL增加的原因。
正常成人血液中NGAL含量极低,当肾实质广泛受损或受肾毒性药物、脓毒症打击时,NGAL呈高表达并大量分泌入血[11-12]。2003 年,Supavekin 等[13-14]在小鼠模型中发现NGAL是肾缺血早期上调最早、最明显、幅度最大的蛋白质。有研究表明[15]心脏术后的急性肾损伤患者术后2 h尿NGAL浓度从基线水平1.6 μg/L上升至147 μg/L,血 NGAL 浓度从基线水平 3.2 μg/L 上升至 61 μg/L。Hirsch 等[16]研究发现儿童心脏手术后,在术后2~6 h其血液和尿液中就能检测到NGAL,其浓度是正常值的10倍以上,而血肌酐往往在术后1~3 d才增高。Wagener等[17]对成人心脏手术后并发急性肾损伤研究中发现,其尿 NGAL水平同样明显升高。Heise等[18]研究发现尿NGAL上升是心脏手术后急性肾损伤的早期迹象。杨清等[19]研究入选拟行冠状动脉造影及支架植入术的患者311例,结果显示单次检测术后4 h血浆NGAL水平可以较特异地预测造影剂急性肾损伤,若术后4 h NGAL水平<80 μg/L,预测急性肾损伤发生的特异性达90%以上。
本研究发现,脑血管介入治疗后各项研究指标较术前均有变化(P<0.05)。尤其是术后6 h,患者血液、尿液中的NGAL明显升高,与术前、术后24 h、术后48 h比较,差异有统计学意义(P<0.05)。而血肌酐、尿微量白蛋白术后48 h时的变化与术前比较,差异有统计学意义(P<0.05)。血肌酐、尿微量白蛋白的变化与血、尿NGAL的变化有相关性(P<0.05)。因此测定血液及尿液中NGAL的变化可早期发现DSA后患者肾功能的异常。
[1] Nash K,Hafeez A,Hou S.Hospital-acquired renal insufficiency[J].Am J Kidney Dis,2002,39(5):930 -936.
[2] McCullough PA,Wolyn R,Rocher LL,el al.Acute renal failure after coronary intervention:incidence,risk,factors,and relationship to mortality[J].Am J Med,1997,103(3):368-375.
[3] 王建红,郭富强.关注脑血管介入诊疗术中所致的造影剂肾病[J].国际内科学杂志,2008,35(3):159 -161,169.
[4] Fadel FI,Abdel Rahman AM,Mohamed MF,et al.Plasma neutrophil gelatinase-associated lipocalin as an early biomarker for prediction of acute kidney injury after cardio-pulmonary bypass in pediatric cardiac surgery[J].Arch Med Sci,2012,8(2):250 -255.
[5] Sirota JC,Walcher A,Faubel S,et al.Urine IL-18,NGAL,IL-8 and serum IL-8 are biomarkers of acute kidney injury following liver transplantation[J].BMC Nephrol,2013,14(1):17.
[6] Lentini P,de Cal M,Clementi A,et al.Sepsis and AKI in ICU Patients:The Role of Plasma Biomarkers[J].Crit Care Res Pract,2012,2012:856 401.
[7] Rauen T,Weiskirchen R,Floege J,et al.In search of early events in the development of chronic kidney disease:the emerging role for lipocalin-2/NGAL[J].J Clin Invest,2011,26(2):445-447.
[8] Shmidt-Ott KM,Mori K,Li JY,et al.Dual action of neutrophil gelatinase-associated lipocalin[J].J Am Soc Nephrol,2007,18(3):407 -413.
[9] Ling W,Zhaohui N,Ben H,et al.Urinary IL-18 and NGAL as early predictive biomarkers in contrast-induced nephropathy after coronary angiography[J].Nephron Clin Pract,2008,108(3):176 -181.
[10] Boliqnano D,Coppolina G,Lacquaniti A,et al.Pathological and prognostic value of urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin in macroproteinuric patients with worsening renal function[J].Kidney Blood Press Res,2008,31(2):274-279.
[11]安淑娴,于 青.中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白作为急性肾损伤新的生物学标志物的研究进展[J].国际泌尿系统杂志,2012,32(1):107 -110.
[12]姜 琦,朱 波,姜 利,等.血中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白对ICU中急性肾损伤的早期诊断价值[J].临床和实验医学杂志,2012,11(11):817 -820.
[13] Supavekin S,Zhang W,Kucherlapati R,et al.Differential gene expression following early renal ischemia/reperfusion[J].Kindey Int,2003,63(5):1 714 -1 724.
[14] Devarajan P,Mishra J,Supavekin S,et al.Gene expression in early ischemic renal injury:clues towards pathogenesis,biomarker discovery,and novel therapeutics[J].Mol Genet Metab,2003,80(4):365 -376.
[15] Mishra J,Dent C,Tarabishi R et al.Neutrophil gelatinaseassociated lipocalin(NGAL)as a biomarker for acute renal injury after cardic surgery[J].Lancet,2005,365(9 466):1 231-1 239.
[16] Hirsch R,Dent C,Pfriem H,et al.NGAL is an early predictive biomarker of contrast-induced nephropathy in children[J].Pediatr Nephrol,2007,22(12):2 089 -2 095.
[17] Wagener G,Jan M,Kim M,et al.Association between increases in urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin and acute renal dysfunction after adult cardiac surgery[J].Anesthesiology,2006,105(3):485 -491.
[18] Heise D,Rentsch K,Braeuer A,et al.Comparison of urinary neutrophil glucosaminidase-associated lipocalin,cystatin C,and α1-microglobulin for early detection of acute renal injury after cardiac surgery[J].Eur J Cardiothorac Surg,2011,39(1):38-43.
[19]杨 清,刘晓丽,王志坚,等.中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白对轻中度肾衰竭患者对比剂急性肾损伤的预测价值[J].心肺血管病杂志,2011,30(4):280 -283.