血清和尿中性粒细胞明胶酶相关脂蛋白对急性心力衰竭短期预后的预测价值

王秋艳，候剑飞，许巧凤，首金梁

(郴州市第一人民医院，湖南 郴州 423000)

肾功能损伤和心力衰竭常常以复杂的共病形式存在，使患者死亡率、发病率和医疗成本大大增加。约50%的急性心力衰竭(acute heart failure，AHF)患者会出现“心肺综合征”，心功能的恶化往往会导致肾脏灌注不足，进而引起肾功能障碍，这与AHF患者的预后不良有关[1-3]。因此，肾功能恶化的早期诊断对于改善AHF患者预后具有重要的临床意义。目前临床上通常依据血清肌酐(serum creatinine，sCr)水平估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)作为评估肾功能的重要指标，然而sCr指标具有个体差异性、滞后性、易受到多种客观因素干扰等不足。中性粒细胞明胶酶相关脂蛋白(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)是一种与肾损伤相关的肾脏标志物，同时存在于血清和尿液中。在心脏手术、造影剂肾病和危重疾病等情况下，肾小管损伤后NGAL水平迅速升高，且其水平变化与肾功能恶化和预后不良密切相关[4-5]。本研究旨在分析血清NGAL(serum NGAL，sNGAL)及尿NGAL(urine NGAL，uNGAL)对AHF患者短期预后的临床意义，并与sCr的诊断效能进行比较，为选择更有效的预后标志物提供理论依据。

1 对象与方法

1.1研究对象本研究选取2018年9月至2020年12月郴州市第一人民医院心脏加强监护病房(Cardiac Intensive Care Unit，CICU)收治的202例AHF患者为研究对象。纳入标准：(1)年龄≥18周岁；(2)基于患者的临床症状(如端坐呼吸、急性肺水肿等)、心电图、彩色多普勒超声心动图、胸部X线片等诊断，符合《中国急性心力衰竭急诊临床实践指南(2017)》[6]中AHF的相关诊断标准；(3)入组患者计划接受静脉注射利尿剂治疗。排除标准：(1)急性冠状动脉综合征患者；(2)既往有严重肝肾功能障碍或正在进行/计划进行肾脏透析患者；(3)曾接受大型器官移植或已经参与药物治疗研究者；(4)妊娠者、恶性肿瘤患者以及被伦理审查委员会确定为易受影响的人群(包括儿童、认知障碍者等)。本研究符合赫尔辛基宣言所述的原则，经医院伦理审查委员会批准，并获得所有参与者的书面知情同意。

1.2病例资料收集收集患者临床资料，包括：(1)人口学信息：年龄、性别；(2)基本信息：饮酒史、吸烟史、既往心脏和肾脏病史、药物治疗史、合并症、入院诊断；(3)入院后实验室指标：空腹血糖(fasting blood glucose，FBG)、血脂[总胆固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglycerides，TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein-cholesterol，LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein-cholesterol，HDL-C)]、血红蛋白(Hemoglobin，HGB)、sCr、心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)、血浆氨基末端脑钠肽前体(N terminal pro B type natriuretic peptide，NT-proBNP)、eGFR；(4)所有患者体液量(第一天的累积体液平衡)、超声心动图参数(收缩压/舒张压和心率、射出分率、心室容积和心脏瓣膜病的存在)、使用的药物和机械支持情况(例如：主动脉内球囊泵、无创机械通气、有创机械通气、肾替代治疗等)。

1.3血清和尿NGAL检测检测时间点包括：(1)入院且接受利尿剂治疗前(基线值)；(2)首次注射利尿剂后2～6 h内；(3)住院次日清晨(24 h后)；(4)住院第3日清晨(48 h后)；(5)住院第4日清晨(72 h后)；(6)出院当天或计划出院当天。收集中段尿(约10～15 mL)及外周静脉血样本(约5 mL)，将外周静脉血置于离心管中室温下静置30 min后，离心机3 000 r/min离心10 min，取上清液血清置于-80℃环境中储存待测。sNGA及uNGAL均采用酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)法测定，试剂盒购自美国R&D公司。采用Alere Triage®荧光免疫分析仪检测sNGAL水平(0～1 500 ng/mL，变异系数为3.1%)，采用ARCHITECT i系统检测uNGAL(0.7～1 500 ng/mL，变异系数为2.1%)。峰值NGAL被定义为在任何不良事件发生前至少1 d测得的最高值。

1.4研究终点复合终点事件包括：死亡、启动肾替代治疗(透析、超滤和血液滤过)，60 d内AHF患者再入院或急诊/门诊需要静脉注射利尿剂。将出现复合终点事件的患者纳入预后不良组，若随访60 d未出现复合终点事件，则纳入预后良好组。为了获得足够的临床事件，对60 d的随访结果进行了多变量分析预测。通过电话随访和/或病历复查收集结果。

2 结果

2.1随访60 d不同治疗结局AHF患者的基线特征随访60 d时，38例患者(18.81%)出现复合终点事件，其中，16例患者死亡，4例患者入院接受接受肾替代治疗，18例患者因心力衰竭再次入院接受治疗。比较预后不良和预后良好组患者的基线特征，结果显示两组患者中稳定性冠心病及心律不齐患病率、入院前利尿剂、抗心律失常药物、地高辛使用情况比较均存在统计学差异(P<0.05)；且预后良好组的eGFR水平显著高于预后不良组患者，sCr、NT-proBNP、入院时sNGAL、峰值sNGAL、入院时uNGAL、峰值uNGAL水平均显著低于预后不良组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 随访60 d不同治疗结局AHF患者的基线特征分析

2.2单因素及多因素Logistic回归分析sUGAL、uNGAL、sCr水平对患者短期预后结局的影响经单因素和多因素Logistic回归分析，峰值uNGAL是AHF患者发生复合终点事件、再次住院治疗以及死亡的独立临床因素，同时入院时uNGAL则是AHF患者发生死亡终点的独立临床因素(P<0.05)。见表2。

表2 单因素及多因素Logistic回归分析sUGAL、uNGAL、sCr水平对患者短期预后结局的影响

2.3sUGAL、uNGAL、sCr水平对AHF患者短期预后的预测价值经ROC曲线分析，以灵敏度及特异性达到80%为分界点，峰值uNGAL预测复合终点AUC为0.919(95%CI：0.881～0.958)，特异度和灵敏度分别为89.5%和80.5%；预测死亡AUC为0.915(95%CI：0.874～0.956)，特异度和灵敏度分别为93.8%和86.0%，预测再次入院治疗AUC为0.903(95%CI：0.854～0.966)，特异度和灵敏度分别为91.6%和84.2%；预测启动肾代替治疗AUC为0.867(95%CI：0.756～0.862)，特异度和灵敏度分别为86.7%和84.5%，优于其他指标的预测效能。见图1、表3。

表3 sUGAL、uNGAL、sCr水平对AHF患者短期预后不良预测价值分析

3 讨论

AHF被广泛定义为心力衰竭新发或恶化的体征、症状的迅速发作，由于AHF患者心肌收缩力减弱，心脏负荷加重导致心排血量急剧降低，进而致使肺部循环压力升高、血液循环阻力增加，不仅易引发急性肺淤血、肺水肿，还易诱发血栓栓塞、心源性休克等其他疾病。且部分AHF患者出院短期内极易因心血管事件再次入院治疗。因此，寻找一种可以科学准确预测AHF患者短期预后的评价指标尤为重要。研究表明，心脏和肾脏常因复杂病理机制在疾病中相互影响，一个器官的急性或慢性功能障碍可能会导致另一器官的功能障碍[7]。目前sCr是临床常用于评估肾功能的指标，但sCr易受体液容量状态、药物等因素影响，且对于早期肾功能障碍敏感度并不高，致使肾功能恶化被延迟诊断，影响患者预后。既往文献证实，NGAL与AHF预后及其肾功能恶化存在一定相关性[8]。基于此，本研究分析了sNGAL、uNGAL以及sCr对AHF短期预后的影响，结果显示预后良好组的sCr、入院时sNGAL、峰值sNGAL、入院时uNGAL、峰值uNGAL水平均显著低于预后不良组，说明NGAL与AHF患者短期预后有关。

NGAL是属于脂质运载蛋白家族的25 kDa蛋白，脂蛋白由8个β链组成。其最初在嗜中性粒细胞中被发现，以25 kDa单体、45 kDa同型二聚体形式存在，以135 kDa异二聚体形式与明胶酶偶联，其中3同二聚体形式是嗜中性粒细胞特有的，而肾小管上皮细胞产生的主要是单体及异二聚体形式。正常生理状态下，NGAL除了在肾小管上皮细胞、中性粒细胞中表达，还在血管内皮细胞、平滑肌细胞、肝实质细胞等中表达；病理状态下，如发生急性肾损伤、局部缺血、炎症、感染性疾病、恶性肿瘤等时，上述细胞会大量释放NGAL[9]。相关研究表明，在高血压、局部缺血、贫血、低白蛋白血症、糖尿病、心律失常中，NGAL水平均升高[10]。Kato等[11]研究表明，结节病患者的血清NGAL水平显著升高，并认为NGAL可以通过调节淋巴细胞炎症反应、促进中性粒细胞累积发挥致病机制。此外，NGAL被认为是一种急性期反应蛋白，可能参与趋化及免疫应答反应，可减轻呼吸氧爆发致使的氧化应激引起的组织损伤，但目前临床对NGAL生物学功能尚不明确，近些年NGAL主要被用作肾脏损伤标志物。Gan等[12]对数据库中uNGAL、尿白介素18对成年人急性肾损伤的诊断价值进行荟萃分析，认为uNGAL不仅比“金标准”sCr更快速、准确，还具有比尿白介素18更强的特异性。

肾功能恶化是心力衰竭常见并发症，NGAL已逐渐作为预测心力衰竭患者预后肾功能恶化的指标。虽然临床常用SCr来判断AHF患者的肾功能是否发生恶化，但这种肾功能变化通常被认为"类病理性"现象，且是可逆的，因此SCr水平的改变能反映肾小球功能状态，但并不能说明肾小管是否发生损伤[13]。张铁征等[14]对NGAL在AHF中的临床价值进行研究，研究结果显示，AHF患者出院时外周血NGAL水平升高是预测短期预后不良的指标，且通过改善肾脏灌注和肾小管局部缺血进而降低NGAL水平，有利于改善AHF患者生活质量及延长患者生存期；同时，该研究表明AHF患者肾功能恶化与持续充血状态相关，这可能与患者的静脉压、低灌注等多因素相关。除了对肾功能的影响，有学者也指出NGAL受脂蛋白2刺激，而脂蛋白2在心肌细胞分裂、生长中的作用可能与心肌肥大、心力衰竭相关[15]。例如Nakada等[16]发现急性失代偿的心力衰竭患者入院第一天uNGAL水平升高与临床急性肾损伤的发生相关，但也与患者的不良预后相关。本研究比较了患者入院时及峰值的sNGAL及uNGAL与AHF的短期生存预后的关系，结果显示峰值uNGAL是AHF患者发生复合终点事件、再次住院治疗以及死亡的独立危险因素，此外入院时uNGAL也是预测AHF患者死亡风险的独立危险因素。经ROC曲线分析发现，峰值uNGAL预测AHF患者复合及死亡的AUC、特异度、灵敏度优于其他指标，说明uNGAL是比sNGAL更敏感、更特异的肾小管损伤标志物。推测这可能是因为uNGAL的产生接近于肾小管损伤的部位，而sNGAL的产生随着炎症反应过程而增加，这被公认为是心力衰竭的病理过程， uNGAL检测有助于对AHF患者发生肾损伤的预测。

综上所述，短期预后不良的AHF患者入院时及峰值sNGAL、uNGAL及sCr均高于预后良好者。检测峰值uNGAL对于预测复合及死亡终点事件具有良好的临床价值，且预测效能优于sNGAL和sCr。