急性肾损伤早期诊断标志物的研究进展

党阳

摘 要：急性肾损伤是由各种原因引起的短时间内肾功能急剧下降而出现的临床综合征，其概念是由急性肾衰发展而来。由于传统的AKI诊断标准缺乏特异性以及敏感性，因此，近年来许多新型AKI早期标志物引起研究者的重视。文章就几种新型标志物的生物学功能、研究现状及前景进行综述。

关键词：急性肾损伤；生物学标志物；诊断标准

中图分类号：R692.5 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.11.014

文章编号：1006-1959（2018）11-0043-03

Research Progress on Markers for Early Diagnosis of Acute Kidney Injury

DANG Yang

（School of Clinical Medicine，Xi'an Medical College，Xi'an 710021，Shaanxi，China）

Abstract：Acute kidney injury is a clinical syndrome that is caused by a sharp drop in renal function within a short period of time due to various causes.The concept is developed from acute renal failure.Due to the lack of specificity and sensitivity of traditional AKI diagnostic criteria，many new AKI early markers have attracted researchers' attention in recent years.This article reviews the biological functions，research status and prospects of several new markers.

Key words：Acute kidney injury；Biomarkers；Diagnostic criteria

急性腎损伤（acute kidney injury，AKI）是指在多种病因引起的肾功能快速下降而出现的临床综合征，包括尚无肾衰竭和已有肾衰竭的不同损伤阶段，其诊断标准为：肾功能在48 h内突然降低，至少两次血清肌酐（SCr）升高的绝对值≥0.3 mg/dl；或Scr较前一次升高50%；或持续6 h以上尿量<0.5ml/（kg·h）。近年来，AKI的发病率、病死率均有所升高[1]。且一旦发生AKI，患者于ICU的停留时间及住院时间均显著延长[2]。有研究认为，AKI患者较高的死亡率与早期缺乏有效干预措施有关[3]。因此，早期诊断、早期治疗对于降低AKI病死率具有重要意义。而传统实验室检查方法如：肌酐、GFR、钠排泄分数、尿液检查等在早期诊断AKI方面均具有局限性，会不同程度受到如：肌肉损伤、心功不全、肝功不全、利尿剂及尿中大分子物质的影响[4-6]。影响AKI早期诊断的主要障碍之一是缺乏监测肾脏早期损伤的敏感特异性指标。因此探寻稳定可靠，具有诊断价值的生物学标志物已成为国内外AKI研究的热点。本文就近年来发现具有前景的AKI早期诊断生物学标志物进行综述。

1肾损伤因子-1（KIM-1）

KIM-1是一种1型跨膜糖蛋白，由334个氨基酸残基组成。其表达具有高度组织特异性。在正常成人肾、肝、脾中可有极少量表达，而在缺血或肾毒性损伤后的近端肾小管上皮细胞中高度表达。既往研究已经证实，KIM-1在缺血性与肾前性氮质血症鉴别方面具有一定的价值，大鼠肾缺血-再灌注动物模型中发现：当术后24 h时，尿中KIM-1已超出基线水平数倍，而此时BUN、SCr等检测指标尚无明显改变[7]。大量研究证实，在AKI患者尿液及肾组织中可检测到KIM-1显著升高，其中因缺血所导致AKI的KIM-1表达水平最高[8]，故尿KIM-1有助于诊断因缺血所致的AKI。此外有研究表明，AKI1期、2期、3期相比，KIM-1的表达水平具有显著差异[9]，提示肾损伤的严重程度与KIM-1的表达水平呈正相关。Szeto等研究提示肾移植受者术后肾功能下降与与尿KIM-1表达显著相关，提示尿KIM-1可提供肾移植术后恢复及预后情况[10]。综上所述，KIM-1在早期诊断急性肾损伤的病因和判断严重程度方面具有潜力[11]。

2中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）

NGAL是一种相对分子质量为25000的蛋白质，NGAL是目前唯一应用于临床的AKI结构损伤标记物[12]。其功能包括：抑制细菌生长、参与铁的运输和诱导上皮细胞生长。正常情况下在人体中含量极低，血中有微量表达，可能来自中性粒细胞、肝、肾或脾。而在肾脏受到缺血、炎症、肾毒物等的刺激后，NGAL在血液、尿液及增生/再生阶段的肾小管上皮细胞中的浓度明显上升，且肾损伤程度越重，其浓度越高。相比于Cr，血清和尿液中NGAL的升高可作为诊断早期AKI发生的预测信号，在顺铂引起的AKI患者尿液中，NGAL与Cr的比值显著增加，此比值相较于Cr，能更准确的预测由顺铂所引起的肾毒性。此外，有研究表明NGAL的临床应用不仅局限于AKI的诊断，还可预测临床结果，如：透析的时间、病死率及预后[13]。可见，血、尿NGAL的检测为早期预测、诊断AKI提供了可能性。但通过NGAL预测AKI仍存在一定局限性，因Cr并非理想的生物学标志物，故以Cr为基础的AKI定义作为参照将影响AKI的早期诊断，且一些因素如肾前性疾病、全身或泌尿系感染会影响 NGAL 的检测[14]。其临床实用性将在今后的临床试验中进一步明确。

3白介素18（IL-18）

是一种相对分子质量为18000的促炎性细胞因子，属于IL-1细胞因子超级家族，主要在近端小管产生。也是一类辅助性T细胞的细胞因子，能调控固有免疫和适应性免疫。可介导诸多炎症及缺血性损伤，在缺血性AKI动物模型早期尿检中呈阳性。有研究表明，确诊为AKI患者的（无尿路感染，慢性肾病或是肾前性因素）尿中IL-18显著升高，且AKI患者尿中IL-18的水平明显高于肾前性氮质血症、尿路感染、慢性肾功不全及肾综患者[15]。在诊断AKI中有较高的敏感性和特异性。另有研究显示，尿中IL-18不仅可以作为危重患者发生AKI的敏感指标，而且可以有效地预测患者的死亡率[16]。目前，使用IL-18的局限性在于其本身，其病理生理过程仍未能完全了解，IL-18也许并非是一个损伤标志物，而是特定损伤类型的一个调节因子。尽管其能在AKI后的近端小管中产生然后被降解后释放到尿液中，但也能由肺损伤和心肌缺血损伤产生。因此，为明确这些不同之处需要进一步的研究[13]。

4肝脏脂肪酸结合蛋白（L-FABP）

肝脏脂肪酸结合蛋白是表达在肾脏近端小管和肝脏的一种相对分子质量为14000的脂肪酸结合蛋白。通过免疫组化已证实尿L-FABP升高与肾小管间质损害有关。另有研究表明，ICU重症患者发生AKI时，当天尿中L-FABP在术后4 h显著升高，血清中L-FABP在术后12 h开始上升，而此时SCr并无明显变化，表明尿L-FABP可作为急性肾小管损伤的一个敏感指标[17]。此外，L-FABP可在肾缺血所致的AKI发病过程中起到一定保护作用。机制可能是：在肾脏缺血缺氧状态下，L-FABP结合肾脏中不饱和脂肪酸以及脂质过氧化物，从而减少细胞的氧化应激，最终使得肾脏损伤减轻。综上所述，L-FABP可能会成为早期诊断AKI的敏感指标之一。

5 MicroRNAs

是一类内源性、非编码的单链小RNA（约18-22个核酸分子）。其作为一种调节细胞内基因表达的分子，可参与调节约30%的蛋白质编码基因，并且参与疾病、肿瘤发展的几乎全部过程。更多的证据表明，miRNAs可以作为观察各种疾病和损伤的变化指标。Wang等[18]通过小鼠肾缺血再灌注诱导急性肾损伤模型，观察到：小鼠尿液中测出肾脏中富集的microRNA-10a和microRNA-30d，并且含量与肾脏损伤的严重程度有关，而血清中的microRNA-10a和microRNA-30d并未观察到此种变化。同时，由于不同病因导致microRNA变化不同，因此miRNA在未来可能作为一种判定AKI病因的有效标志物。

6 Na+/H+交换体同种型（NHE3）

是肾小管顶膜含量最丰富的钠离子转运体，主要分布于近端小管和髓袢升支粗段，参与水及电解质的重吸收及酸化功能[19]。正常人尿液中并无NHE3存在，但肾小管损伤后可在尿液中检测到。有研究证明尿NHE3在肾前性氮质血症患者及ATN患者中均有升高，且浓度并无重叠；而在移植排斥、原发性肾小球肾炎等患者的尿液中并未测出。由此可见，尿NHE3再区分肾损伤原因方面有一定优势。同时，尿中NHE3的濃度与AKI严重程度呈正相关。目前尿NHE3应用于临床最大的障碍是其繁复的检测方法，故要进一步应用于临床尚需检测手段的简化。

7胱抑素C（Cys C）

胱抑素C因与半胱氨酸蛋白酶抑制因子类似而得名，在人体中，胱抑素C作为一种最重要的内源性抑制因子而存在，其化学本质是一种非糖基化碱性蛋白，相对分子质量为13000。由有核细胞释放入血，而并不结合血浆蛋白，这一生物学性质使得胱抑素C能大量被肾小球过滤，随后，胱抑素C在肾脏近端小管重吸收以及通过受体的内吞作用降解。值得注意的是，尿中的清蛋白会竞争性的抑制胱抑素C在近端小管的重吸收，从而导致尿中胱抑素C含量的增加。同样的原因也使得尿中其他标志物的含量增加，如：中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白、肝脏脂肪酸结合蛋白等。有研究表明，胱抑素C在诊断急性肾小管坏死的敏感性和特异性方面，其价值高于α微球蛋白[20]。Liano等在比较不同生物学标志物在预测需要肾脏替代治疗疾病的严重程度时发现：因为血中胱抑素C不会因为个体年龄、性别、胖瘦等的差异而变化，因此，在慢性肾脏病患者肾小管功能的预测方面，胱抑素C相较于血肌酐更优[21]。在AKI患者中，血胱抑素C作为独立预测指标，在术后12 h开始升高，目前胱抑素C的检测已有了较为成熟的检测方法，已经实现自动化操作以及短时间获取结果。胱抑素C可作为AKI早期的生物学标志物。但目前并不明确胱抑素C是否适用于所有形式的AKI，因为胱抑素C的高低会受到如炎症、糖尿病以及类风湿因子等因素的影响。

7结论

上述新型AKI生物学标志物各具优缺点，联合多种生物标记物或生物标记物联合临床指标一起预测AKI的发生和预后有更好的实用价值。但虽有联合应用不同标志物以求准确监测早期肾功损伤的报道，目前却尚无统一的诊断标准。因此，近年来有关AKI早期诊断的生物学指标物研究备受重视，不少学者认为理想的AKI早期诊断的生物标志物应具有如下特点：①能区分AKI和其他急性肾脏病（如泌尿道感染、肾小球肾炎等）；②能区分AKI亚型（肾前性、肾性或肾后性）；③能帮助鉴别AKI病因（缺血、毒素、败血症）；④能预测AKI严重性；⑤能监测AKI疾病过程及干预治疗反应。虽然新型AKI生物学标志物在AKI疾病过程中的变化均早于传统实验室检查项目，且在小规模的临床试验中取得了一定进展，但今后仍需在不同病因及不同临床情况下通过大规模临床试验来进一步验证其临床有效性及实用性。

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收稿日期：2018-4-3；修回日期：2018-4-17

编辑/李桦