尿中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白对诊断儿童急性肾损伤的Meta分析

樊成红，邢开宇

(山西医科大学汾阳学院医学检验系,吕梁　032200)

急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是关于肾脏排泄、调节和分泌功能迅速下降的疾病。该疾病主要是由于肾小球滤过率下降,氮化合物(如尿素和肌酐等)的潴留,导致尿液减少,以致出现不良的后果。

AKI是儿科重症监护病房儿童预后不佳的常见病症[1],通常由于诊断的延迟,会导致治疗干预措施不能降低与AKI有关的发病率和死亡率[2]。因此,早期诊断和治疗对防止AKI疾病进展和预后非常重要。

NGAL属于脂质运载蛋白,在人类多种组织(如肾脏、肺等)上均呈低表达状态,当肾小管上皮细胞受到刺激时表达会显著增加,可诱导肾小管间质中浸润的中性粒细胞发生凋亡,避免肾脏组织受到炎细胞的侵害[3,4]。研究发现,在肾缺血/再灌注损伤和顺铂诱导小鼠肾损伤模型中,损伤后3 h的尿液中即可检测到NGAL[5]。同时,在一些小的前瞻性单中心研究中发现:建立体外循环的儿童,用血肌酐升高50%作为AKI的诊断标准,结果在术后1-3 d才发现发生AKI;与此相反,手术后2-6 h尿液的NGAL浓度就明显升高,这些NGAL增高的儿童后来都发展为AKI[4]。另一项体外循环的儿童研究中,发生AKI患儿中血和尿NAGL在术后2 h显著升高,可持续升高至少48 h,由此可见NGAL能够成为具有良好的敏感性、特异性和前瞻性的标志物,可以作为诊断AKI的独立指标[6]。

但以上研究多来自单中心临床试验,缺乏大型多中心研究;因此其诊断的准确性尚未形成共识。因此,本研究的目的是通过系统评价和荟萃分析,评估利用儿童尿液中的NGAL对AKI诊断的准确性。

1　资料与方法

1.1　数据源和搜索

我们对以下数据库进行搜索:维普中文科技期刊数据库、中国期刊全文数据库、万方数据库、中国生物医学文献数据库、Medline,LILACS(BVS)、SCOPUS(Elsevier)、Embase(OVID)、Cochrane图书馆,Biomed Central和ISI Web of Science等数据库。检索时间均从1990年1月至2017年1月,不进行手工文献检索。

中文检索式:“急性肾损伤”OR“AKI”AND“尿液嗜中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白”OR“urinary NGAL”,英文检索式:“acute kidney injury”OR“AKI”AND “urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin”OR“plasma NGAL”。

我们检索文献包括前瞻性研究、回顾性研究以及横向对比性研究,评估尿液NGAL对儿童AKI的诊断价值。排除标准是复发性慢性肾脏疾病,成人患者和肾脏移植患者。

1.2　文献筛选和资料提取

由2名评价员独立按照预先制定的排除标准进行文献筛选,提取信息并进行交叉核对,意见不一致时通过讨论解决。提取的资料包括文献的基本信息、真阳性数(ture positive,TP)、假阳性数(false positive,FP)、假阴性数(false negative,FN)和真阴性数(ture negative,TN)等。

1.3　纳入文献的质量评价

按照诊断性研究的质量评估QUADAS-2(quality assessment of diagnostic accuracy studies-2)评价标准[7]进行文献质量评价。包括偏倚风险和临床适用性两个方面的评估,偏倚风险评估内容上由病例选择、待评价试验、金标准、病例流程和进展情况4个部分组成,临床适用性评估内容则由以上除病例流程的其他3个部分组成。根据每部分纳入的相关性标志性问题的回答“是”、“否”或“不清楚”,“是”为满足此条标准,“否”为不满足或部分满足,“不清楚”为从文献中无法得到足够的评价信息。对应风险等级判定为“低”、“高”或“不确定”。

1.4　统计学处理

采用Meta-Disc 1.4和RevMan5.3统计软件,首先对纳入的文献进行异质性检验,根据异质性检验结果选择相应合并方法:如各研究结果间无显著异质性(P>0.05),则采用固定效应模型对效应量进行加权合并;如各研究结果间存在异质性(P≤0.05),则采用随机效应模型对效应量进行加权合并。计算合并敏感性、特异性、阳性似然性(postive likelihood ration,PLR)、阴性似然性(negative likelihood ration,PLR)、诊断比值比(diagnositic odd ratio,DOR)及绘制汇受试者工作特征曲线(summary receiver operating characteristic,SROC),并计算曲线下面积(area under curve,AUC)综合评估尿液NGAL对AKI的诊断价值。

2　结果

2.1　检索结果及纳入文献基本特征和质量评价

初检出相关文献512篇文献,经阅读文题及摘要后,根据排除标准排除符合排除条件文献和重复文献460篇。阅读全文54篇文献,排除无关文献45篇，纳入文献9篇[5-13]进行Meta分析(见图1)。其中包括1 296名儿童(456名AKI患者和840名对照者)。平均年龄在0.02-7.3岁之间,包括男、女儿童。Meta分析选择的研究参与者,干预措施和质量评估的详细信息,见表1、2。纳入文献偏倚风险评价总结图和结果条形图(见图2)。

图1　文献筛选流程图Figure 1　Screening of literature in the Meta analysis

表1纳入研究的基本特征

Table1Characteristicsoftheincludedstudies

　　作者研究类型　年龄(岁)影响因素　　　　临界点所做试验　　　　Bennett等[8]前瞻性研究48±05体外循环　　87ng/mlELISA(AntibodyShop)Hirsch等[9]前瞻性研究73±31诱发性肾病　100ng/mlELISA(BioVendor，CzechRepublic)Krawczeski等[6]前瞻性研究002(001-005)体外循环　100ng/mlELISA(AntibodyShop)Mishra等[5]前瞻性研究21±12体外循环　　50ng/mlELISA(AntibodyShop)Parikh等[10]前瞻性研究27±12体外循环　　72ng/mlELISA(AntibodyShop)Trachtman等[11]前瞻性研究65±42腹泻相关性溶血性尿毒综合征　200ng/mlELISA(AntibodyShop)Yavuz．等[12]前瞻性研究40±20烧伤　100ng/mlELISA(BioVendor，CzechRepublic)Zappitelli等[13]前瞻性研究1-21儿童重症监护02-03ng/mgCrELISA(AntibodyShop)Zheng等[14]前瞻性研究05(005-375)体外循环　　54ng/mlELISA．Quintine，R&Dsystems

Cr为肌酐;ELISA((Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)为酶联免疫吸附测定;Antibody Shop,Bio Vendor,Czech Republic分别为不同的ELISA试剂公司

表2AKI患者尿样结果

Table2Urinesamplesinchildrenwithacutekidneyinjury

　　　作者研究类型研究对象患者数对照者数真阳性假阳性假阴性真阴性　　　诊断标准　Bennett等[8]前瞻性研究连续999781101887RIFLE/Riskphase　Hirschet等[9]前瞻性研究连续118080380>50%Cr　Krawczeski等[6]前瞻性研究连续112261963516226>03mg/dlCr　Mishra等[5]前瞻性研究连续2051201050>50%Cr/RIFLE/Riskphase　Parikh等[10]前瞻性研究连续53258223931219NeedRRT/DoublingSCr　Trachtman等[11]前瞻性研究连续2014711313NeedRRT　Yavuz等[12]前瞻性研究连续61651115RIFLE/Riskphase　Zappitelli等[13]前瞻性研究连续106345714933pRIFLE/Riskphase　Zheng等[14]前瞻性研究连续2929233626AKINstage1

Cr为肌酐;RIFLE(risk of renal dysfunction,injury to the kidney,failure of kidney function,loss of kidney function and end-stage kidney disease)为急性透析质量倡议(acute dialysis quality initiative,ADQI)针对AKI提出了的分级诊断标准;AKIN(acute kidney injury network)为AKI网络工作组(acute kidney injury network)在RIFLE基础上修改制定的新的AKI诊断标准

图2　QUADAS-2偏倚风险评价总结图和结果条形图Figure 2　Risk of bias of included reviews using QUADAS-2

2.2　Meta分析的异质性检验

灵敏度对数与(1-特异度)对数经Spearman相关分析,其相关系数为-0.100,P=0.798,提示不存在阈值效应。Cochran-Q=1.63,P>0.05,表明纳入文献间不存在非阈值效应引起的异质性。

9篇文献的灵敏度为0.42-1.00,P<0.05,χ2=68.76,P<0.05,各研究的灵敏度之间存在统计学异质性;特异度为0.85-1.00,χ2=35.34,P<0.05,各研究的特异度之间存在统计学异质性(见图3,4)。

图3　尿NGAL诊断AKI的敏感度Figure 3　The pooled sensitivity of uNGAL for diagnosing AKI

图4　尿NGAL诊断AKI的特异度Figure 4　The pooled specificity of uNGAL for diagnosing AKI

将纳入的9个研究的TP、FP、TN和FN进行合并,根据上述异质性检测结果,选用随机效应模型,合并灵敏度为0.72(95%CI 0.67-0.76),合并特异度为0.89(95%CI 0.87-0.91),PLR为8.72(95%CI 4.90-15.53),NLR为0.28(95%CI 0.16-0.47),DOR为42.13(95%CI 14.86-119.46),尿液NGAL诊断AKI的SROC曲线AUC为0.937 0,Q*指数为0.873 7(见图5,6)。

图5　尿NGAL诊断AKI的DORFigure 5　The pooled DOR of uNGAL for diagnosing AKI

图6　尿NGAL诊断AKI的SROC曲线Figure 6　The SROC curves of uNGAL level for diagnosing AKI

3　讨论

由于早期诊断可以降低发病率和死亡率,改善集体健康与个体的康复,并导致新的治疗选择的发展。因此,早期诊断是是现代医学的重要目标之一。我们的研究通过检索1990年1月至2017年1月国内外相关数据库,按照预先设定的排除标准进行筛查后,入选9篇国外文献,由于我们没有获得诊断性Meta分析所需要的相关数据,故没有国内文献入选。通过对所得文献进行Meta分析,我们的结果显示尿液NGAL预测AKI的合并灵敏度为0.72(95%CI 0.67-0.76),合并特异度为0.89(95%CI 0.87-0.91)。

同时,将本研究结果与2009年出版的系统评价进行了比较[14],本研究结果与其在敏感性和特异性较接近,我们认为其原因是我们使用了几项共同研究。但本研究与2009年的研究相比,本研究搜索范围延续到2017年1月,并且运用了新版本的RevMan5.3Meta分析软件,旨在更加全面地评估NGAL作为AKI的早期标记物的准确性。

不同的疾病有可能导致体内NGAL水平的差异。不同临界点可以标准化具体病因[15,16]。在我们的入选研究中,由于收集数据的不同,区分对照组和AKI患者的临界点也不尽相同。在涉及到体外循环(cardiac pulmonary bypass,CPB)的AKI患者的研究中,可以通过ROC曲线的敏感度、特异度和最佳点来确定AKI与非AKI之间的界线。Mishra等[4]研究测量了来自健康志愿者的血浆中的NGAL,以确定测定的正常值。Trachtman等[11]的研究则显示在评估肾脏替代疗法(renal replacement therapy,RRT)时需要较高的临界点(200 ng/ml)。

尽管尿液NGAL水平似乎是AKI诊断的有用标志物,但是需要更多的研究来证实其他炎性疾病如肺结肠疾病或败血症是否在不伴随AKI的情况下提升血液NGAL。此外,在我们看来,NGAL可以形成一组标记物的一部分,以对肾脏损伤的准确部位进行诊断。

参考文献：

[1]American Society of Nephrology. American society of nephrology renal research report[M].J Am Soc Nephrol,2005,16:1886-1903.

[2]Basu RK, Wheeler DS. Approaches to the management of acute kidney injury in children[J]. Recent Pat Biomark,2011,1(1):49-59.

[3]Cowland JB, Borregaard N. Molecular characterization and pattern of tissue expression of the gene for neutrophil gelatinase-assoicated lipocalin from humans[J]. Genomics, 1997, 45(1): 17-23.

[4]Mishra J, Dent C, Tarabishi R,etal. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) as a biomarker for acute renal injury after cardiac surgery[J]. Lancet, 2005, 365(9466): 1231-1238.

[5]Mishra J, Ma Q, Prada A,etal. Identification of neutrophil gelatinase-associated lipocalin as a novel early urinary biomarker for ischemic renal injury[J]. Am J Soc Nephrol, 2003, 14(10): 2534-2543.

[6]Krawczeski CD, Woo JG, Wang Y,etal. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin concentrations predict development of acute kidney injury in neonates and children after cardiopulmonary bypass[J]. J Pediatr, 2011, 158(6): 1009-1015.

[7]Whiting PF,Rutjes AW,Westwood ME,etal. QUADAS-2: a revised tool for the quality assessment of diagnostic accuracy studies[J]. Ann Intern Med,2011,155(8):529-536.

[8]Bennett M, Dent CL, Ma Q,etal. Urine NGAL predicts severity of acute kidney injury after cardiac surgery: a prospective study[J]. Clin J Am Soc Nephrol, 2008, 3(3):665-673.

[9]Hirsch R, Dent C, Pfriem H,etal. NGAL is an early predictive biomarker of contrast-induced nephropathy in children[J]. Pediatr Nephrol,2007, 22(12):2089-2095.

[10]Parikh CR, Devarajan P, Zappitelli M,etal. Postoperative biomarkers predict acute kidney injury and poor outcomes after pediatric cardiac surgery[J].J Am Soc Nephrol,2011,22(9):1737-1747.

[11]Trachtman H,Christen E,Cnaan A,etal. Urinary neutrophil gelatinase associated lipocalcin in D+HUS: a novel marker of renal injury[J]. Pediatr Nephrol, 2006, 21(7):989-994.

[12]Yavuz S, Anarat A, Acartürk S,etal. Neutrophil gelatinase associated lipocalin as an indicator of acute kidney injury and inflammation in burned children[J]. Burns, 2014, 40(4):648-654.

[13]Zappitelli M,Washburn KK,Arikan AA,etal. Urine neutrophil gelatinase-associated lipocalin is an early marker of acute kidney injury in critically ill children: a prospective cohort study[J].Crit Care, 2007, 11(4):R84.

[14]Zheng J, Xiao Y, Yao Y,etal. Comparison of urinary biomarkers for early detection of acute kidney injury after cardiopulmonary bypass surgery in infants and young children[J]. Pediatr Cardiol,2013, 34(4):880-886.

[15]Susantitaphong P, Cruz DN,Cerda J,etal. A World incidence of AKI: a meta analysis[J]. Clin J Am Soc Nephrol,2013, 8(9):1482-1493.

[16] Wagener G,Minhaz M,Mattis FA,etal. Urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin as a marker of acute kidney injury after orthotopic liver transplantation[J]. Nephrol Dial Transplant,2011,26(5):1717-1723.