急性肾损伤诊断的早期标志物的研究进展

韩云彪 赵奕雯 徐丽斌

1.内蒙古医科大学内蒙古临床医学院，内蒙古呼和浩特 010010；2.内蒙古自治区人民医院肾脏内科，内蒙古呼和浩特 010010

随着人口老龄化进程的加快，抗生素、非甾体抗炎药的使用及各种介入治疗的普及，急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）发病率日益增加，据报道院内总发病率为15%～30%，平均死亡率可达10%～20%，而重症AKI 患者即使开始肾脏替代治疗，其死亡率也超过50%，严重影响患者预后。目前AKI 的诊断以改善全球肾脏预后组织标准为主，肌酐相较于尿量为AKI诊疗过程中最常用的指标，但由于肌酐与肌肉含量相关，难以对儿童及高龄人群AKI 早期评估。儿童肌酐基线低，仅需小幅增高便会使肾小球滤过率发生较大变化，而老年人由于肌肉含量减少及所患消耗性疾病等，AKI 诊断具有滞后性，故难以早期干预。其次如何定义慢性肾脏病基础上的AKI，根据目前标准慢性肾脏病患者需较基线值升高更多才能达到AKI 分期标准，但肌酐轻度上升即可增加患者死亡率，这种病情与分期不平行又会影响医师对病情的判断。目前有许多新型标志物能更好地预测AKI，反映肾小管损伤情况，且对部分作用途径干预能减轻肾损伤，不失为目前研究的焦点之一。

1 AKI 早期标志物

1.1 胰岛素样生长因子结合蛋白7 及金属蛋白酶抑制剂2

在AKI 期间肾小管细胞周期停滞往往作为一种保护性措施，但这种措施也会导致修复不良，终致纤维化[1]。胰岛素样生长因子结合蛋白7（insulin-like growth factor binding protein 7，IGFBP-7）及金属蛋白酶抑制剂2（tissue inhibitor of metalloproteinase 2，TIMP-2）为AKI 期间肾小管细胞表达的细胞周期停滞蛋白，可阻断周期蛋白依赖性激酶，改善这种保护性措施[2]。

目前食品药品监督管理局已批准尿[TIMP-2]×[IGFBP-7]值≤0.3 ng/（ml2·1 000）为AKI 低风险，＞0.3～2.0 ng/（ml2·1 000）为中风险，＞2.0 ng/（ml2·1 000）为高风险。国内研究表明，该指标对于心脏术后及脓毒血症相关AKI 有较好的预测价值，灵敏度及特异度逐渐升高[3-4]。BigpAK 为一项前瞻性对照研究，其对腹部术后中高风险患者予以改善全球肾脏预后组织规范护理，显示AKI 发生率显著降低，目前BigpAK-2 试验正在进行中，期待能为该指标深入临床提供更充分依据[5-6]。

1.2 壳多糖酶3 样蛋白1

壳多糖酶3 样蛋白1（chitinase-3 like-protein-1，CHI3L1）为一种分泌型糖蛋白，可能由巨噬细胞分泌并在肾损伤时被释放与白细胞介素-13Rα2 结合，进而调节氧化应激，促进肾组织修复[7]。

Hall 团队[8]首次证实尿CHI3L1 可作为肾损伤标志物，近期Hoste 等[9]同样发现，在ICU 中1、2 期AKI患者，尿CHI3L1 浓度明显升高，早些年间的研究亦提示CHI3L1 可作为识别移植后肾衰竭的生物标志物之一[10]。CHI3L1 对小儿心脏术后AKI 也有一定预测价值，但相较于成人其预测价值明显降低，这可能与其独特的病理生理有关[11]。此外针对AKI 中CHI3L1表达及其促纤维化信号传导的治疗，可能是治疗AKI后纤维化的靶点之一[12]。

1.3 Dickkopf 相关蛋白3

Dickkopf 相关蛋白3（Dickkopf Wnt signaling pathway inhibitor 3，DKK3）为一种由应激诱导的促纤维化分子，在健康人肾脏中几乎不表达，肾损伤后会在小管细胞中重新表达，其作为Wnt-β-catenin 通路的抑制蛋白阻止该通路持续激活，减轻足细胞损伤及肾纤维化[13]。

尿DKK3 浓度增高与AKI 风险相关，检测尿DKK3 浓度能反映肾小管上皮细胞的应激状态，从而评估AKI 风险[14-15]。由于DKK3 也能在其余组织器官中表达，如尿DKK3 升高与肺不良事件亦有一定关联，这便提示AKI 后尿DKK3 也可能来自滤过的血浆中，可对结果产生一定的干扰[16]。DKK3 参与AKI 及后期纤维化的过程，以Wnt-β-catenin 通路不同的靶点为目标正成为急慢性肾损伤患者的一种新治疗策略。

1.4 血浆可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体

Ploug 等[17]首先报道了可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体（urokinase-type plasminogen activator receptor，uPAR）及血浆可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体（soluble urokinase-type plasminogen activator receptor，suPAR）的存在，suPAR 由uPAR 裂解而成，反映了免疫系统的激活状态[18]。suPAR 可能病理性地激活足细胞上avβ3 整合素，也可能通过增加肾小管上皮细胞线粒体外耗氧量进一步损伤肾脏。

多项研究显示suPAR 为AKI 的预测因子。朱龙银等[19]通过观察心脏手术后血浆suPAR 的动态变化，发现监测suPAR 可更早地预测AKI 的发生。一项荟萃分析显示suPAR 预测AKI 敏感度为0.77[20]。suPAR的检测也受多种因素影响，如血浆置换最高可使su-PAR 水平降低27.33%，可影响对AKI 的评估[21]。su-PAR 由不同的酶切割、转录、翻译揭示了其结构与功能的复杂性，动物实验中用uPAR 抗体预处理、使用晚期糖基化终产物抑制剂能减轻肾损伤，故阻止su-PAR 的生成及信号传导可能为AKI 治疗方向之一[22-24]。

1.5 外泌体

外泌体是一种内部包裹有mRNA、lncRNA 等物质的膜性囊泡，肾单位中的外泌体主要来自足细胞及小管上皮细胞，而循环中的外泌体也可通过肾脏排出体外。AKI 时损伤的肾小管上皮细胞释放含转化生长因子-β1的外泌体，通过转移转化生长因子-β1继而激活成纤维细胞诱导组织再生[25-27]。

国内外对外泌体于肾脏病中的研究主要集中于动物实验，显示急慢性肾病中均可出现尿外泌体升高[28]。缺血再灌注后AKI 小鼠外泌体中水通道蛋白-1、水通道蛋白-2 的含量明显减少，联合监测外泌体及水通道蛋白水平可能预测AKI 的发生，而在肾纤维化的初始阶段蛋白Alix 和TSG101 升高明显，提示对以上指标联合监测可推测AKI 的转归[29-30]。

在脓毒血症诱导AKI 小鼠中，富含促炎因子的外泌体被大量释放，故理论上暂时减少外泌体可能减轻肾损伤。有研究表明，脂肪组织间充质干细胞来源的外泌体可改善脓毒血症相关的AKI，并推测其可能与SIRT1/NF-κB 信号通路相关[31]。有学者提出这也可能是由于其恢复了线粒体转录因子A 的表达[32]。骨髓间充质干细胞来源的外泌体则可改善肾纤维化，但其是否延缓AKI 向慢性肾脏病进展仍需进一步研究[33]。

1.6 肝细胞生长因子

AKI 时系膜细胞被刺激而产生大量肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF），其与近端小管中的受体结合后激活酪氨酸激酶信号级联反应，诱导肾小管上皮细胞增殖。研究显示，血清HGF 水平能有效预测心肺复苏后AKI 的发生，联合检测血清Klotho蛋白可提高预测性能[34]。HGF 也是子痫前期患者AKI 的预测因子，与患者肾功能呈正相关[35]。对于行持续肾脏替代治疗的危重AKI 患者，联合监测血中HGF 及其受体可较传统指标更有效地评价预后，其原因之一可能为严重的肾小管损伤过度激活HGF/c-Met 通路使其浓度升高[36]。

动物实验显示，增加HGF 的表达能延缓肾功能进展[37]；同时Sun 等[38]发现，敲除S100A16 的小鼠恢复了HGF 的表达后减轻了肾缺血缺氧程度，这也从侧面提示HGF 升高对肾脏的保护作用。

1.7 骨桥蛋白

骨桥蛋白（osteopontin，OPN）是一种由肾脏产生的分泌糖蛋白，其主要于肾小管上皮细胞中表达。AKI 时OPN 表达量迅速增加，在β-catenin 调节下通过外泌体转运并与成纤维细胞上CD44 受体结合，诱导及促进巨噬细胞浸润，促进肾组织修复[39]。

目前OPN 的临床研究主要集中于儿童，Askenazi等[40]首次将OPN 列为AKI 标志物，尿OPN 每增加100 ng/ml，AKI 发生率便增加220%；随后的一项前瞻性队列研究同样显示，婴儿中AKI 组较非AKI 组尿中OPN 值升高约1.7 倍[41]。在成人患者中其虽可为脓毒症的独立预测因子，但尿OPN 在AKI 与非AKI 患者之间无明显差异[42]。而在动物试验中显示检测OPN能更早提示大鼠AKI 的发生，其升高的幅度与AKI 严重程度相关，予以OPN 抗体能减轻AKI 程度[43-44]。

2 小结

目前越来越多的AKI 早期标志物被发现，TIMP-2、IGFBP-7 正逐渐深入临床，其余标志物因存在一定局限性目前尚难以推广，如DKK3 研究大多集中于心脏术后AKI，外泌体则缺乏大范围的临床数据等，联合检测多种指标对AKI 早期评估亦有一定价值。此外动物实验中对suPAR、线粒体转录因子A 等位点进行干预均提示能减轻肾损伤，揭示了部分标志物可作为未来AKI 治疗位点的可能性[45]。