中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白在先天性心脏病介入治疗后对比剂相关肾病中的诊断价值

李轶华 卢进涛 尚小珂 柳梅

随着介入诊疗技术的发展，先天性心脏病行介入治疗的患者数量逐年增加。对比剂所带来的急性肾损伤（acute kidney injury ，AKI）也成为了临床医师关注的问题之一。据统计，在药物中毒所致的急性肾衰竭中，对比剂肾病（contrast induced nephropathy，CIN）仅次于抗生素引起的肾病。现普遍采用的CIN诊断标准是指应用对比剂后72 h内血清肌酸酐（SCr）水平较原有基础升高＞25%或绝对值升高＞44.2 μmol/L，并排除了其他影响肾功能的原因［1］。但SCr诊断早期的肾损伤敏感度不高，且容易受到诸多因素影响［2］。近年来，随着对AKI发病机制的认识加深和分子医学的发展，一些新型的生物标志物，如中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neutrophil gelatinase associated lipocalin，NGAL）、肾损伤分子 -1（kidney injury molecule-1，KIM-1）和半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白C（Cystatin C）对早期预测AKI的发生有一定帮助［3］。有研究发现，NGAL对AKI早期诊断具有较高的价值，早期连续检测血清或尿NGAL水平，有利于及时、准确地了解肾功能损伤的进展，以便及早制定相应干预措施［4］。但对NGAL在先天性心脏病介入治疗相关的CIN中的诊断价值相关研究尚少。本研究旨在探讨NGAL在诊断早期肾损伤中的价值。

1 对象与方法

1. 1 研究对象

纳入2016年1月至2016年12月先天性心脏病行介入治疗的患者386例。根据目前CIN的诊断标准［1］，其中34例（8.8%，34/386）患者发生对比剂相关肾病，设为AKI组，包括室间隔缺损（ventricularseptaldefect，VSD）17例（50.0%）、动脉导管未闭（patent ductus arteriosus，PDA）15例（44.1%）、房间隔缺损（atrial septal defect，ASD）合并其他畸形1例（2.9%）、肺动脉瓣狭窄（pulmonary stenosis，PS）1例（2.9%）；使用随机数字表选取未发生AKI的34例患者设为非 AKI组。入选标准：（1）年龄1～18岁；（2）患VSD、PDA、PS中的一种，或ASD合并其他畸形（VSD、PDA、PS中的任一种），且经术前评估有行介入治疗的适应证；（3）患者或患者家属知情同意。排除标准：（1）术前有肾功能不全， SCr大于300 μmol/L；（2）合并其他肾病；（3）艾森曼格综合征；（4）终末期心力衰竭；（5）合并其他脏器功能不全；（6）碘过敏；（7）两周内使用过碘对比剂。

1. 2 研究方法

1. 2. 1 检测指标 所有患者入院后行一般体检，完善血常规、肝肾功能等常规检查，术前24 h和术后3 h、6 h、24 h、48 h、72 h 抽取静脉血查SCr。尿 NGAL的检测方法为收集各时间点尿液标本10 ml，以4℃，1500 r/min离心5 min，提取上清液于-25℃冰箱中保存，采用双抗体夹心酶标免疫分析法（ELISA，北京方程生物有限公司）测定NGAL水平。

1. 2. 2 手术方法 所有患者于局麻或基础麻醉下完成经皮股动脉和（或）股静脉穿刺，先行右心导管检查，沿右股静脉，到下腔静脉、右心房、右心室及肺动脉分别取血测血氧含量和压力，PDA患者行主动脉弓降部造影，VSD患者行左心室造影，PS患者行右心室造影，ASD合并其他畸形的患者根据实际情况选择造影部位［5-9］。使用飞利浦Allura Xper FD 10/10血管造影机，对比剂为碘克沙醇-320（威视派克320，GE 医疗集团，美国），总量设定为1～1.5 ml/kg。

1. 3 统计学分析

所有数据采用SPSS18.0统计软件进行处理。计量资料以表示，组间比较采用t检验；绘制各时间点SCr和NGAL预测先天性心脏病介入治疗术后AKI患者的工作特征曲线（ROC曲线），选择敏感度和特异度均较高的切点为界值，计算曲线下面积（AUC）。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 两组患者术前一般资料比较（表1）

两组患者术前年龄、性别、体质量、白细胞计数、红细胞计数、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、SCr、血清尿素氮、尿NGAL、对比剂用量等比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

2. 2 两组患者不同时间点SCr水平比较（表2）

两组患者术后3 h、6 h的SCr水平比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）；AKI组患者术后24 hSCr水平大于非AKI组［（40.97±6.41）μmol/L比（38.82±8.94）μmol/L，P=0.259］，但差异无统计学意义。AKI组患者 SCr水平术后 48 h［（60.79±19.20）μmol/L比（40.91±8.80）μmol/L，P＜0.001］和 72 h［（93.62±14.26）μmol/L比（39.24±7.81）μmol/L，P＜ 0.001］显著大于非AKI组，差异均有统计学意义。

表1 两组患者术前一般资料比较

表2 两组患者不同时间点SCr 值比较（μmol/L，±s）

表2 两组患者不同时间点SCr 值比较（μmol/L，±s）

注：SCr，血清肌酸酐；AKI，急性肾损伤

项目 AKI组（34例） 非AKI组（34例） T值 P值术后3 h 36.47±5.03 37.18±7.99 0.436 0.665术后6 h 37.21±5.31 38.18±7.89 0.595 0.554术后24 h 40.97±6.41 38.82±8.94 1.138 0.259术后48 h 60.79±19.20 40.91±8.80 5.489 ＜0.001术后72 h 93.62±14.26 39.24±7.81 19.507 ＜0.001

2. 3 两组患者不同时间点尿NGAL比较（表3）

AKI组患者尿NGAL水平术后3 h［（16.32±4.07）ng/ml比（10.03±1.64）ng/ml，P＜ 0.001］、6 h［（25.06±7.70）ng/ml比（10.68±1.48）ng/ml，P＜ 0.001］、24 h［（32.15±8.73）ng/ml比（10.15±1.73）ng/ml，P＜ 0.001］、48 h［（46.09±5.80）ng/ml比（9.97±1.03）ng/ml，P＜ 0.001］和 72 h［（76.00±7.74）ng/ml比（9.76±0.78）ng/ml，P＜ 0.001］显著大于非AKI组，差异均有统计学意义。

2. 4 AKI患者的SCr和NGAL的ROC曲线分析

AKI患者的SCr和NGAL的ROC曲线见图1～2，ROC曲线下面积分析显示，各时间点SCr的曲线下面积明显小于尿NGAL。术后3 h，NGAL≥11.5 ng/mL诊断AKI的敏感度为88.2%，特异度为85.3%；术后6 h，NGAL≥13.5 ng/mL诊断AKI的敏感度为91.2%，特异度为97.1%。AKI患者不同时间点的SCr和NGAL的ROC曲线参数见表4。

3 讨论

随着先天性心脏病介入治疗技术的发展，对比剂的使用也日益增多。对比剂引起的AKI已成为医院获得性急性肾衰竭的第3位常见原因，在使用对比剂的患者中发生率达12%［10］，引起了临床医师的广泛关注。CIN临床表现隐匿，多数患者为非少尿型肾功能异常，大部分患者的肾功能在7～10 d后自行恢复，但也有部分患者肾功进一步恶化［11］。CIN的病理表现为髓质肾小管上皮细胞空泡样变性，细胞凋亡、坏死，肾小管塌陷或代偿性扩张，间质可有炎性细胞浸润。电镜下可见肾小管上皮细胞超微结构的改变，细胞核固缩及碎裂、线粒体肿胀、细胞质损害及细胞内钙化［12］。目前CIN的发病机制尚未完全明确，但大量研究表明，其发生可能与对比剂对肾的直接损伤和间接损伤有关［13-15］。（1）直接损伤：目前临床所使用的对比剂主要为以三碘苯甲酸为基础的水溶性含碘化合物，与血浆白蛋白结合率低，通过肾小球滤过后在肾小管中不能被重吸收，由于肾小管中水分重吸收，导致肾小管中对比剂浓度上升至血浆中的50～150倍，引起高渗性损伤［14］。此外，对比剂对肾小管上皮细胞有直接的毒性作用，其可破坏肾小管上皮细胞线粒体，干扰细胞能量代谢，使氧自由基产生增加，降低抗氧化酶活性，增加细胞凋亡。（2）间接损伤：对比剂可引起肾血管短暂扩张，持续时间数分钟，随后出现肾血管的痉挛性收缩，时间长达4 h以上，这种痉挛性的收缩会导致血液从肾髓质流向肾皮质，加重髓质的缺血，导致肾小管上皮细胞的严重缺氧。另外，因为对比剂的渗透性利尿作用以及肾近曲小管功能受损对钠重吸收下降，外髓肾小管上皮细胞钠转运负荷增加，髓质氧需求增加，加剧缺氧性损伤［15］。

表3 两组患者不同时间点尿NGAL比较（ng/ml，x-±s）

图1 急性肾损伤患者血清肌酸酐的ROC曲线分析

图2 急性肾损伤患者中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白的ROC曲线分析

表4 AKI患者术后不同时间点SCr和NGAL的ROC曲线参数

SCr是评价肾功能最常用的指标。但SCr受到的影响因素较多：SCr与肌肉生成量关系密切，儿童的肌肉含量低，生理上的SCr处于较低水平。此外，SCr由肾小管分泌，是肾小球滤过率的一个功能性标志物，并非受损标志物。且SCr的升高多出现在AKI发生后的48～72 h，此时肾功能已严重受损［16］。随着对AKI发病机制认识的加深，越来越多的对AKI早期具有诊断价值的分子标志物被发现。NGAL是一种脂质运载蛋白，由178个氨基酸残基组成，分子量为25 kDa，在正常生理状态下，其只在肾、胃、肝和结肠等组织中低水平表达，当肾毒性损伤或缺血缺氧性损伤发生时，NGAL表达水平明显增高。有研究表明，肾损伤后3 h，尿液及血液中即可检测到NGAL水平的升高［17］。以NGAL为检测AKI的标志物，有利于我们早期发现肾损伤，提高疾病的早期诊断率。

Alharazy等［18］研究了100例慢性肾功能不全患者接受冠状动脉造影后4 h和24 h血浆NGAL水平，结果表明，与SCr相比，NGAL是诊断早期CIN的更优指标。本研究对比了不同时间点两组患者的SCr和尿NGAL水平，并根据相关数据，计算了NGAL在不同时间点、不同水平诊断AKI的敏感度和特异度。本研究发现，使用对比剂后3 h，AKI组的尿NGAL即可明显高于非AKI组，而SCr水平在使用对比剂后48 h两组患者才有明显差异。术后3 h，尿NGAL诊断AKI即可有较高的敏感度和特异度。因此，尿NGAL可作为诊断早期AKI的较优指标。但任何一种单一的肾损伤指标都可能存在局限性，结合不同的指标综合判断将会提高诊断的准确度。

本研究的局限性在于总样本量较少，在阴性对照患者丰富的情况下，仅选择了与AKI组1 ∶ 1的数量。因此应进一步扩大阴性对照数量，收集更多的阳性和阴性病例，进一步探讨NGAL对诊断CIN的意义。