脓毒症相关肾损伤早期诊断标志物研究进展

吕俊华, 裴红红

西安交通大学医学院第二附属医院 急诊科，陕西 西安 710004

·综 述·

脓毒症相关肾损伤早期诊断标志物研究进展

吕俊华, 裴红红

西安交通大学医学院第二附属医院 急诊科，陕西 西安 710004

脓毒症； 急性肾损伤； 生物标志物

Sepsis; Acute kidney injury; Biomarker

脓毒症是指机体对感染的反应失调而导致危及生命的器官功能障碍。序贯性器官功能衰竭评估(sequential organ failure assessment，SOFA)常被用来判断是否发生器官功能障碍。一般认为，脓毒症为发生感染+SOFA评分≥2分[1]。脓毒症所致的器官功能障碍是ICU中最常见的死亡原因，其中，死亡风险最高的当属急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)。AKI可有多种病因，表现为肾功能在短时间(几小时至几天)内快速下降，水、电解质、酸碱、代谢紊乱及由此引起的全身并发症[2]。AKI是脓毒症患者死亡的独立危险因素[3]。脓毒症相关AKI的早期诊断、早期治疗是改善患者预后、减少经济负担的关键。SOFA评分中，评估肾损伤的指标为血肌酐与尿量；AKI诊断与分级标准也以血肌酐与尿量为指标。但单纯应用血肌酐与尿量判断早期肾损伤具有一定的局限性[4]，其原因为：(1)血肌酐升高与肾小球滤过率降低有关，不能反映肾小管的损伤，且肾有强大的储备功能，只有当肾小球滤过率下降>50%时，血肌酐才开始升高，其变化远远落后于肾损伤；血肌酐还易受年龄、性别、种族、肌肉代谢、蛋白质摄入、药物、营养状态等因素影响。(2)尿量易受循环血量、脱水剂、利尿剂应用、尿路梗阻等因素影响。因此，寻找反映早期肾损伤的生物标志物对于早期诊断、早期治疗脓毒症相关AKI十分重要。现将关于脓毒症相关AKI的早期生物标志物作一综述。

1 近端肾小管损伤相关蛋白

1.2 肾损伤分子-1 肾损伤分子(kidney injury molecule，KIM)-1也叫T细胞免疫球蛋白黏膜结构域-1，是由肾近曲小管上皮细胞分泌一种跨膜蛋白。其表达具有较高的组织特异性[9]，在正常肾组织中微量表达且主要表达于刷状缘完整的肾小管，萎缩的肾小管则不表达。发生脓毒症相关AKI时，其表达增强，可能与参与细胞的增殖与修复有关，其胞外段可裂解脱落至细胞外并释放入尿。薛萍等[10]对82例脓毒症患者入院后的KIM-1与血肌酐的研究结果显示，AKI患者尿KIM-1水平在入院后12 h开始明显升高，24 h达到高峰，48 h仍处于较高水平；非AKI患者各时间点KIM-1浓度差异无统计学意义。尿KIM-1水平与肾组织KIM-1水平呈正相关，KIM-1在室温下有一定稳定性，受感染与肾疾病的影响小，是一种快速、无创、较敏感、重复性好的早期诊断AKI的生物标志物。但是，尿KIM-1水平在诊断AKI时暂无统一参考标准，加之AKI病因复杂多样，鉴别分型、明确病因、监测病情发展需联合检测其他标志物，以提高检验准确度，为临床诊断提供可靠的依据。

1.3 脂肪酸结合蛋白 脂肪酸结合蛋白(liver fatty acid binding proteins，FABPs) 是一组同源、分子量小、分布广泛的胞浆蛋白，属于脂质结合蛋白家族，目前已知有9类异构体[11]。肾可表达心型与肝型两类，心型(H-FABP)表达于远端肾小管；肝型(L-FABP)主要在肝表达，肾近端小管上皮细胞也有表达，主要参与游离脂肪酸在肾小管的代谢，调节脂质代谢，抑制氧化应激反应，在肾损伤与修复过程中发挥重要作用。生理状态下，L-FABP在肾中度表达，与游离脂肪酸结合后，从肾小球滤过，并在近端小管被重吸收，作为产能底物，通过氧化作用给细胞供应能量；病理状态下，L-FABP大量表达，与过多的游离脂肪酸结合，通过多种途径介导小管上皮细胞调亡，产生并释放炎症因子，损伤肾小管间质。吴光勇等[12]通过检测尿L-FABP与血肌酐水平变化，发现尿L-FABP水平变化与血肌酐变化一致，且尿L-FABP水平升高时点先于血肌酐，说明尿L-FABP可更早提示肾功能受损，是诊断肾损伤的潜在标志物。但是慢性肾病、糖尿病肾病、造影剂相关肾损伤患者的尿L-FABP亦有增多，检测的灵敏度与特异度均受到一定的限制。

以上3种标志物均属于分子量较小的蛋白质，在肾小管上皮细胞中稳定表达，在肾小管受损伤后大量表达，早期即可在尿中检测到，是近端肾小管损伤的早期检测标志物。

2 炎症因子

白细胞介素(interleukin，IL)-18是由巨噬细胞、近端肾小管上皮细胞合成的一种炎性细胞因子，以未激活的形式存在。AKI发生后，IL-18在酶的作用下被激活，进入小管液中。穆晓琨等[13]在关于大鼠脓毒症相关AKI的研究中发现，脓毒症相关AKI可能与激活NLRP3炎性小体/ASC基因/半胱氨酸蛋白酶-1/IL-1β/IL-18轴有关，IL-1β、IL-18等因子作用于免疫相关细胞，促使其产生相应的免疫效应，参与肾的炎症反应过程。与血肌酐和尿量比较，IL-18 在AKI早期诊断方面更具有优势。但是IL-18是炎症因子，易受内毒素、炎症及免疫等因素干扰，因此，IL-18对脓毒症相关AKI早期诊断的价值可能需要进一步的研究。

3 半胱氨酸蛋白酶抑制剂

胱抑素C又称半胱氨酸蛋白酶抑制剂C，是从血清中分离出来的一种新型半胱氨酸蛋白酶抑制剂，属于非糖基化碱性蛋白[14]。编码胱抑素C的基因是管家基因，没有组织特异性，在有核细胞中的分泌量恒定。胱抑素C分子量小，可自由通过肾小球滤过膜，原尿中的胱抑素C在近曲小管被重吸收、分解，而肾小管并不分泌胱抑素C，因此，正常人尿液中的胱抑素C含量很少，当尿液中的胱抑素C水平明显增高时，则提示肾小管细胞损伤。肾是清除胱抑素C的唯一器官，其在血液中的含量水平主要由肾小球滤过率决定，而不受性别、年龄、肌肉容积、药物及感染影响，加之目前胱抑素C的检测方法简便且日渐成熟，可与较为统一的数值进行比较，检测准确率高，因此，胱抑素C水平是反映肾小球滤过功能的理想标志物。赵玲玲[15]的临床研究报道，胱抑素C诊断AKI患者的灵敏度为90.00%，而血肌酐的诊断灵敏度为77.50%。汤海波等[16]的研究观察到，胱抑素C浓度最早可在肾小球滤过率为80 ml/min时升高，而血肌酐最早则在肾小球滤过率为60 ml/min时升高，胱抑素C浓度的升高明显早于血肌酐浓度的升高，可见胱抑素C的敏感性比血肌酐高。因此，胱抑素C联合血肌酐或IL-18可更准确、更稳定的反映肾功能的改变，达到有效指导临床治疗的作用。

4 细胞周期阻滞蛋白

胰岛素样生长蛋白结合因子(insulin-like growth factor binding protein，IGFBP)-7与金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP)-2均参与肾小管上皮细胞G1期细胞周期的阻滞，阻止DNA受损的细胞继续分裂，防止其衰老或死亡，从而保护肾免受损伤[17]。有研究表明，尿IGFBP-7水平可作为判断AKI的新标志物，且其水平不受脓毒症本身的影响；尿TIMP-2联合IGFBP-7可预测重症患者严重AKI的发生。Su等[18]的研究结果显示，尿TIMP-2联合IGFBP-7诊断脓毒症相关AKI的灵敏度为0.84、特异度为0.57，受试者工作特征曲线下面积为0.881 3，有较高的诊断价值。

5 其他指标

降钙素元是无活性的降钙素前肽物质，是急性反应蛋白的一种。正常人降钙素元<0.1 μg/L；感染2～4 h开始升高、8～24 h达到高峰，可持续数天至数周；脓毒症时，降钙素元水平更高[19]。考虑其可区分感染与非感染性全身炎症反应综合征，加之检测方法成熟，2016年脓毒症与脓毒性休克国际处理指南中指明，测量降钙素元水平可用于缩短脓毒症患者抗生素应用疗程(低证据水平)[20]。同样，作为感染指标的髓样细胞触发受体(triggering receptors expressed on myeloid cells，TREM)-1与炎症级联反应密切相关。可溶性TREM-1是TREM-1的亚型，感染时含量明显增加，其升高水平与感染程度、脏器损害程度正相关；非感染时则表达不增加[21]。因此，可溶性TREM-1可用于区分感染与非感染性疾病，对脓毒症的病因鉴别有意义，但其与脓毒症相关AKI诊断的相关性尚缺乏明确的证据。神经突起导向因子Netrin-1蛋白是广泛表达于神经系统的分泌蛋白，参与神经系统的活动。近年来发现其在其他组织中也有表达，可调节组织器官的正常生长与分化。有研究报道，在肾缺血性损伤时，Netrin-1表达增多，通过抑制细胞凋亡而发挥保护肾的作用[22]。但是相关研究数量有限，尤其对于脓毒症相关AKI的研究非常欠缺，需要更多的临床研究来确定Netrin-1在脓毒症相关AKI早期诊断方面的价值。

6 结语

理想的脓毒症相关AKI早期诊断生物标志物最好具备以下优点：标本易获得；检测方法无创、快速、价格低廉；高度敏感，可在细胞水平发现、诊断AKI并鉴别损伤部位、病因，以指导临床治疗。目前没有证据可以证明单一的标志物可完全拥有上述这些优点，不同的标志物具有其各自的优点与不足，联合检测可增强检验的灵敏度与特异度，可更好地评价肾损伤，指导临床治疗，改善患者预后。但关于联合检测的证据缺乏，需要更多的研究来证实。

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西安市科技计划项目[2016045SF/YX01(2)]

吕俊华(1992-)，女，陕西宝鸡人

裴红红，E-mail：18991237562@163.com

2095-5561(2017)02-0125-04 DOI∶10.16048/j.issn.2095-5561.2017.02.15

2017-03-01