对比剂相关急性肾损伤早期诊断生物标志物的研究进展

王淑霞，韩洁

(1衡水市第二人民医院血液透析室，衡水 053000; 2中国中医科学院广安门医院核医学科，北京 100053)

对比剂相关急性肾损伤(contrast-induced acute kidney injury，CI-AKI)又称对比剂肾病，是指排除其他病因后，在使用对比剂(contrast media，CM)24～72 h 后出现的急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)。随着当代心脏病学实践发展及CM的广泛应用，CI-AKI的发生率在逐渐增高[1]，已成为医院获得性肾功能衰竭的第三大原因。这种心肾综合征可使患者住院时间延长，医疗成本增加[2]，同时提高慢性肾脏病的发病风险。临床早期积极干预治疗可逆转AKI，因此早期诊断肾损伤情况很重要，然而目前尚无生物标志物用于诊断CI-AKI。血清肌酐(serum creatinine，SCr)可用于诊断AKI，但其和肾小球滤过率是指数关系，且在血液中积累量大，升高缓慢，诊断CI-AKI约需5 d[3]，而CM在使用后即迅速导致肾损伤,测量SCr易延误诊断，并且受体质量、年龄、性别、水合状态等生理学指标的影响，不能很好地反映CI-AKI患者肾功能的变化[4]。血清尿素氮也被用于诊断AKI，但其水平受多种与肾功能无关因素的影响。鉴于此，研究人员试图发现能早期准确反映CI-AKI情况的新型生物标志物，本文综述了目前提出的主要标志物。

1 半胱氨酸蛋白酶抑制剂C

半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(cystatin C，Cys-C)由120个氨基酸分子组成，属于半胱氨酸蛋白酶亚组，所有有核细胞均可产生，在血液中的浓度相对稳定，与年龄、性别、体质量、营养状态、感染、肝病和炎症无关。相对分子质量为13 ku，由肾小球完全滤过并在肾小管中重吸收，不能由肾小管排泄至尿液中，其血浆浓度决定于肾小球滤过率，能够反映肾小球滤过的功能。AKI患者肾小球滤过功能受损，滤过率减低，血浆Cys-C浓度升高，能够用于AKI的检测。Andreucci等[5]的研究表明,血浆Cys-C是AKI更灵敏的生物学指标，其诊断AKI可较SCr提前1～2 d。Briguori等[6]研究发现，冠状动脉造影(coronary arteriography，CAG)后24 h血浆Cys-C升高≥10%对AKI预测的灵敏度为100%，特异度为85.9%，同时也是1年内主要不良事件(患者死亡和透析治疗)的独立预测因子。相比血浆Cys-C，尿Cys-C是AKI更早期的生物标志物[5]，但Cys-C在近端肾小管中的重吸收会受白蛋白的竞争抑制，可使部分Cys-C经尿液排泄[7]。因此，不能用于肾病综合征AKI的标志物。

2 中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白

中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白(neutrophilgelatinase-associated lipocalin，NGAL)在中性粒细胞中产生，肾小管产生的主要形式是单体，也有异型二聚体，可参与先天非特异性免疫反应，是肾脏发育的增殖分化因子。肾小管细胞损伤后，NGAL释放到血浆和尿液中，浓度升高早于SCr[5]，并且与肾组织炎症程度相符合[8]，因此，血、尿NGAL浓度都可以反映肾小管损伤情况。研究表明，使用CM进行心导管手术后2 h血NGAL水平显著升高，4 h尿NGAL水平也显著升高[9]，提示其可用于CI-AKI的早期诊断。

目前血、尿NGAL用于诊断CI-AKI的标准尚未统一。分别在使用CM 2 h和4 h测定血和尿中NGAL，都能很好地预测CI-AKI的发生[9]。Tasanarong等[10]发现使用CM 6 h后尿NGAL水平>117 ng/ml可预测CI-AKI的发生。Liebetrau等[11]发现CI-AKI患者使用CM后24 h尿NGAL水平较4 h后升高更显著。

NGAL对疾病的预后也有一定预测价值。Tasanarong等[10]发现尿NGAL可用于预测经皮冠状动脉介入(percutaneous coronary intervention，PCI) 治疗术或CAG术后CI-AKI的严重程度，灵敏度为94%，特异度为78%。

由于NGAL反映的是肾小管的炎症程度，在全身炎症反应、严重脓毒症、败血性休克时，血NGAL水平会影响疾病，因此应谨慎使用。另外，检测NGAL水平成本较高(比检测SCr高5倍)[12]，限制了其临床推广。

3 肝脂肪酸结合蛋白

肝脂肪酸结合蛋白(liver fatty acid-binding protein，L-FABP)是一种胞浆蛋白，表达于近端肾小管的溶酶体中，参与长链脂肪酸的运输和代谢。在正常受试者的尿液中不能检测到L-FABP，当肾损伤时，其表达上调并释放到尿液中。CI-AKI患者尿L-FABP水平在早期升高，并且在14 d后仍保持较高水平[13]。Torregrosa等[14]对193例行CAG的患者进行了研究，发现CAG术后12 h尿L-FABP水平可用于CI-AKI的诊断。

L-FABP不仅可以用于早期诊断，还有一定的预测意义。Manabe等[13]对200例行CAG术患者进行了研究，结果表明使用CM 24 h后，相比肾功能没有恶化组，CI-AKI组患者尿L-FABP水平升高，差异有统计学意义，并且尿L-FABP≥24.5 μg/(g·SCr)可作为CI-AKI发展的独立预测因子。Ferguson等[15]的研究也得到类似结果，表明尿L-FABP水平是AKI的诊断标志物，尿L-FABP水平显著增高提示预后不良。

4 肾损伤分子1

肾损伤分子1(kidney injury molecule 1，KIM-1)是位于近端小管曲部中的跨膜糖蛋白，是上皮细胞表达的一种磷脂酰丝氨酸受体，参与辅助T 淋巴细胞的分化，在正常肾组织中表达甚微，当肾缺血或中毒性肾损伤时，KIM-1在近端小管中过度表达，可识别和吞噬受压肾组织中的死细胞，从而进入细胞外液和尿液中[16]。因此，肾损伤特别是肾小管损伤时可测定尿KIM-1 的水平用于评估疾病。Vijayasimha等[17]研究了100例SCr水平正常行血管造影的患者，在造影后4、8、24 h测定尿KIM-1水平，24、48 h测定SCr水平，结果表明CI-AKI患者术后24 h尿KIM-1水平显著增高，而SCr水平无明显变化，证实KIM-1能够在SCr升高前诊断CI-AKI。Torregrosa等[14]的研究表明心导管术后12 h测得的尿KIM-1水平对诊断CI-AKI有良好的预测价值，并且受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析结果表明其具有较高的灵敏度和特异度。

5 白细胞介素-18

白细胞介素-18(interleukin 18，IL-18)是一种前炎症因子，由受损的肾小管细胞分泌，能够刺激T淋巴细胞、NK淋巴细胞的浸润和活化以及γ-干扰素的产生，是调节肾脏炎症反应的细胞因子之一。AKI发生时，IL-18 在近曲小管上皮内的表达上调，在胱天蛋白酶-1的作用下，由无活性的前体转化为有活性的IL-18进入尿液中。因此，可作为AKI的早期诊断指标。He等[18]研究了180例行PCI术患者，发现与非CI-AKI患者相比，CI-AKI患者的尿IL-18水平在CM注射后6～12 h升高，但术后24 h SCr水平无明显差异，表明尿IL-18可作为早期诊断CI-AKI的生物标志物。Ling等[19]的研究结果表明，CI-AKI患者CAG术后24 h尿IL-18水平明显升高，而未发生并发症患者的IL-18水平无明显变化，提示IL-18对CI-AKI有早期诊断作用，较SCr早24 h。

但也有研究得出了不同的结论。Bulent Gul等[20]的研究结果表明因稳定型心绞痛行PCI术的CI-AKI患者尿IL-18水平在PCI术前后差异无统计学意义，与非CI-AKI患者相比，差异亦无统计学意义。因此，我们仍需进一步深入研究IL-18的作用机制。

6 肝素结合细胞因子

肝素结合细胞因子(midkine，MK)具有多种生物学作用，包括参与炎症反应、调节细胞生长、迁移和抗细胞凋亡，大多在肾小管表达，少数在内皮细胞表达。在缺血-再灌注小鼠模型中，缺血-再灌注过程中产生的超氧化物导致MK表达上调，近端肾小管细胞中的浓度可增加3倍。Malyszko等[21]研究了89例因心绞痛行PCI术后SCr水平正常的CI-AKI患者，结果表明CI-AKI患者血MK浓度在术后2 h较基线有显著升高，4 h后升高更明显，推测MK 可能是早期诊断CI-AKI的生物标志物。

7 N-乙酰基-β-氨基葡萄糖苷酶

N-乙酰基-β-氨基葡萄糖苷酶(N-acetyl-β-glucosaminidase，NAG)是由近端肾小管产生的溶酶体酶，由于分子量大，不能由肾小球过滤，在正常人尿液中含量很少。只有肾小管损伤时，尿液中NAG的水平才会增高。Ren等[22]研究了590例接受CAG术和(或)PCI术的急性冠状动脉综合征或稳定性心绞痛患者，结果表明CI-AKI患者的尿NAG水平在术后1 d和2 d显著增高，并且较早达到峰值。因此，NAG可作为早期诊断CI-AKI的生物标志物。也有研究证明，在AKI患者中，NAG比SCr水平升高早12 h～4 d，同时极高尿NAG水平和预后不良有关。需注意的是，NAG 仅在酸性尿液中较稳定，在其他环境下其活性可被抑制，而且在一些非AKI 病理生理状态下尿NAG 水平也会升高，因此其特异性相对较差[23]。

8 微小RNA

微小RNA(micro RNA，miRNA)分子是一类大小约22 个核苷酸的内源性非编码的RNA分子，参与细胞的增殖、分化和凋亡以及炎症等生理活动，稳定性良好，在4℃下储存5 d后仍有显著的存活力。已有研究证明多种miRNA分子与肾损伤相关：如miRNA-21、miRNA-127、miRNA-146a、miRNA-29a、miRNA-1897-3p等。在CI-AKI大鼠模型中，Gutiérrez-Escolano等[24]首次发现血浆miRNA-30a、miRNA-30c和miRNA-30e在CI-AKI大鼠组中水平增加较非CI-AKI大鼠组多2倍，提示miRNA-30家族成员可作为早期诊断CI-AKI的生物标志物。Aguado-Fraile等[25]通过对比正常受试者和AKI患者的血清样品，发现 10个miRNA(miRNA-101-3p、miRNA-127-3p、miRNA-210-3p、miRNA-126-、3pmiRNA-26b-5p、miRNA-29a-3p、miRNA-146a-5p、miRNA-27a-3p、miRNA-93-3p和miRNA-10a-5p)是诊断AKI的生物标志物，并且ROC曲线下面积接近1，提示有很高的诊断效能，但体液中的miRNA水平低，需要灵敏和专业的工具进行分析。总之miRNA具有较高的特异性，研究前景十分广阔。

目前已发现许多生物标志物能在早期对CI-AKI进行诊断，部分已应用于临床，但其准确性和可靠性仍存在质疑，我们需要进行更多的大样本、多中心临床研究来阐明其有效性。另外，将这些新型的生物标志物联合使用可更准确地评估肾损伤程度。虽然部分生物标志物的研究仍处于动物实验阶段，但结果较理想，相信随着研究的进一步深入，将会取得较好的临床效果。总之，新型的生物标志物对于早期诊断CI-AKI将发挥巨大作用，可为临床提供有效的诊断和治疗依据。

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