ICAM-1含量对体外循环心脏手术后急性肾损伤的预测价值

李翠玲 张红 韩小虎★

体外循环（Cardiopulmonary bypass，CPB）是完成心脏直视下手术必备的辅助技术，CPB 会造成非生理性血流灌注，进而通过激活炎症反应、氧化应激等途径引起术后急性肾损伤（acute kidney injury，AKI），不及时处理会发展为急性肾衰竭并增加患者的死亡率[1-3]。因此，早期诊断AKI 或早期发现可能发生AKI的高危患者具有确实的临床意义。细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）是在炎症反应级联放大激活过程中起到促进炎症细胞黏附作用的分子，CPB术后AKI 相关的动物实验表明，CPB 致AKI 大鼠肾组织中ICAM-1 的表达显著上调，使用促红细胞生成素抑制ICAM-1 的表达能够减轻AKI[4]；脓毒症AKI 相关的临床研究表明，血清ICAM-1 升高对脓毒症患者发生AKI 具有预测价值[5]，但ICAM-1 对CPB 手术后AKI的预测价值尚未见报道。因此，本研究将具体分析血清ICAM-1 对CPB 心脏手术后AKI的预测价值，旨在为临床上早期筛查可能发生术后AKI的CPB 心脏手术患者提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择2018年1月2019年6月期间在本院接受CPB 心脏手术的患者114例，根据术后48 h 内是否发生AKI 分为AKI 组（48例）和非AKI 组（66例），入组标准：①符合CPB 心脏手术指征；②临床资料完整；③术前及术后2、4、8、12、24、36、48 h 时均留取血清标本；④取得知情同意。排除标准：①术前合并肾功能异常；②术前或术后使用过肾毒性药物；③二次CPB 心脏手术。共纳入114例患者，根据术后48 h 内是否发生AKI 分为AKI 组和非AKI 组。AKI 组共48例，非AKI 组共66例。本研究获得医院伦理委员会批准。

1.2 研究方法

1.2.1 术后AKI的诊断标准

术后48 h 内出现肾功能损害，包括SCr 含量较术前升高≥26.5 μmol/L 或Scr 比术前升高≥50%，和/或尿量＜0.5 mL/kg·h 持续6小时以上。

1.2.2 血清ICAM-1含量的检测

取术前及术后2、4、8、12、24、36、48 h 时的血清标本，采用酶联免疫吸附试剂盒检测ICAM-1含量，均按照试剂盒说明书进行操作。

1.2.3 AKI影响因素的收集

根据CPB 心脏手术患者的病史资料收集以下信息：性别、年龄、体质量指数（BMI）、高血压史、糖尿病史、高脂血症史及术前血红蛋白（Hb）、血肌酐（SCr）、左心室射血分数（LVEF）、术中体外循环转机时间及主动脉阻断时间、术中出血量、使用右美托咪定情况。Hb 采用血常规仪检测，SCr 采用全自动生化分析仪检测，LVEF 采用心脏多普勒超声检测。

1.3 统计学方法

采用SPSS 21.0软件进行数据分析，计量资料以（）表示、两组间比较采用t检验，计数资料以n（%）表示、两组间比较采用卡方检验，AKI的相关因素采用Logistic回归分析、ICAM-1 预测AKI 采用ROC曲线分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组临床特征的比较

两组性别、年龄、BMI、高血压、糖尿病、高脂血症及术前Hb、SCr、LVEF 的比较，无统计学差异（P＞0.05）；两组比较差异体外循环转机时间、主动脉阻断时间明显延长，术中出血量明显增加，使用右美托咪定的比例明显减少，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 AKI 组与非AKI 组临床特征的比较[n（%），（±s）]Table1 Comparison of clinical characteristics between AKI group and non AKI group[n（%），（±s）]

表1 AKI 组与非AKI 组临床特征的比较[n（%），（±s）]Table1 Comparison of clinical characteristics between AKI group and non AKI group[n（%），（±s）]

临床特征男性年龄（岁）BMI（kg/m2）高血压糖尿病高脂血症Hb（g/L）SCr（μmol/L）LVEF（%）体外循环转机时间（min）主动脉阻断时间（min）术中出血量（mL）使用右美托咪定AKI 组（n=48）26（54.17）50.11±10.39 24.11±8.18 11（22.92）6（12.50）8（16.67）129.49±32.82 78.49±13.28 59.59±9.92 127.68±24.91 108.12±19.47 158.78±22.58 9（18.75）非AKI 组（n=66）39（59.09）48.68±9.45 23.31±7.62 14（21.21）12（18.18）13（19.70）140.11±36.58 73.57±13.85 62.61±10.24 95.51±14.58 87.71±12.34 115.62±27.19 32（48.48）χ2/t值0.275 0.765 0.537 0.061 0.675 0.170 1.597 1.825 1.575 8.657 6.840 8.972 10.6690.001 P值0.600 0.446 0.593 0.804 0.411 0.680 0.113 0.071 0.118 0.000 0.000 0.000

2.2 两组围手术期ICAM-1、SCr 的比较

AKI 组患者手术后2 h 开始的血清ICAM-1含量均明显高于手术前（P＜0.05），手术后2～12 h 的SCr 含量与手术前比较差异无统计学差异（P>0.05）、手术后24 h 开始的SCr 含量均明显高于手术前（P<0.05）；非AKI 组手术前后ICAM-1、SCr 含量比较差异无统计学差异（P>0.05）。见表2。

2.3 CPB术后AKI影响因素的logistics 回归分析

以CPB术后是否发生AKI 为应变量，以手术后ICAM-1含量及2.1 中有统计学差异的因素体外循环转机时间、主动脉阻断时间、术中出血量、使用右美托咪定为自变量，进行logistics 回归分析可知：手术后2 h 血清ICAM-1含量、体外循环转机时间、主动脉阻断时间、使用右美托咪定是CPB术后发生AKI的影响因素（P＜0.05）。见表3。

2.4 ICAM-1 预测CPB术后AKI影响因素的ROC曲线分析

绘制ICAM-1 预测CPB术后AKI影响因素的ROC曲线，曲线下面积为0.84（95%CI：0.77-0.91、P＜0.05）；根据约登指数最大值确定ICAM-1 预测CPB术后AKI的最佳截点为472.4 ng/mL，该最佳截点预测CPB术后AKI的灵敏度和特异性分别为77.61%和79.59%。见图1。

表2 AKI 组与非AKI 组围手术期ICAM-1、SCr 的比较Table2 Comparison of perioperative ICAM-1 and SCr between AKI group and non-AKI group

表3 CPB术后AKI影响因素的logistics 回归分析Table3 Logistic regression analysis of influencing factors of AKI after CPB

3 讨论

心脏直视手术需要建立CPB CPB 能够替代心肺功能并保证手术的顺利实施，但是CPB 形成的是非生理性循环状态，一方面产生非搏动性灌注、引起肾小球灌注压降低，另一方面激活炎症反应并引起全身炎症反应、损害脏器功能[6-8]。此外，CPB过程中闭合滚压泵和氧合器的涡流造成红细胞破坏，会加重手术过程中的肾脏缺血缺氧，增加肾损伤的发生风险[9]。以上原因会造成CPB 手术后AKI的发生，近些年越来越多的临床学者开始关注CPB 致AKI的危害，手术后发生AKI 对患者预后及生命安全均产生不利影响，增加多器官功能障碍的发生率及病死率，需要进行积极防治[10-11]。

SCr是临床上评价肾功能、诊断术后AKI的标志物，但SCr 评价肾功能损害的敏感性较差，无法在AKI 发生的早期进行评价和预测。本研究结果中，与国内金媛[12]的研究中SCr 的变化趋势吻合，表明SCr 用于AKI 早期预测的价值有限。

炎症反应是与CPB术后AKI 密切相关的病理环节，有研究报道CPB 致AKI 患者血清中HMGB1、IL-6 等炎症标志物的含量明显升高[15]。ICAM-1是介导炎症细胞黏附的分子，能够促进炎症反应的级联放大激活，对脓毒症患者AKI 具有预测价值[5]。CPB相关的动物实验表明，CPB后AKI 大鼠肾组织中ICAM-1的表达明显增多[4]。本研究在既往其他研究的基础上分析了CPB 心脏手术前后血清ICAM-1 的变化，AKI 患者从术后2 h 开始出现血清ICAM-1含量的升高，ICAM-1在CPB心脏手术后的变化较SCr 更早出现，提示ICAM-1较SCr 能更有效预测CPB 心脏手术后AKI。

CPB术后AKI的发生与CPB 造成的非生理性灌注有关，Moreira R[16]及Yang YQ[17]关于CPB术后AKI 危险因素的分析证实，体外循环转机时间、使用右美托咪定等与CPB术后AKI 有关。本研究结果表明CPB 的使用会造成AKI的发生且右美托咪定能够起到保护作用、预防术后AKI的发生。此外，本研究还观察到术后2 h 时血清ICAM-1 增多与AKI 发生有关，进一步通过ROC曲线验证术后2 h 时血清ICAM-1 与AKI的关系可知：术后2 h 时血清ICAM-1 能够预测CPB 心脏手术后AKI、预测的最佳截点为472.4 ng/mL。

综上所述，CPB 心脏手术后AKI 患者从术后2 h开始出现血清ICAM-1 升高，是AKI的影响因素且对AKI 具有预测价值，通过ICAM-1 的监测来预测发生AKI的高危CPB 心脏手术患者并进行防治。