急性肾损伤生物标志物在急性肾损伤中的应用及中医药治疗进展*

乔冬雪，高新，王孟孟，杨波，杨洪涛

天津中医药大学第一附属医院，天津 300000

急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）往往与较差的临床预后相关联，包括增加死亡率、延长患者住院时间，以及延长危重病人机械通气时间等，并且有进展为慢性肾脏病（chronic kidney diseases，CKD）的风险［1-2］。近年来AKI的发病率在全球范围内呈上升趋势［3］，因此早诊断、早治疗有助于逆转AKI，降低患者死亡率。因传统的实验室检查有一定的局限性，所以提供早期协助诊断的生物标志物及治疗方法是目前医学界重点关注的研究热点。

1 生物标志物研究进展

1.1 肾小球滤过功能标志物 血清胱抑素C（cystatin C，CysC）是一种13 kDa蛋白，与血清肌酐（serum creatinine，SCr）相比，能更准确地估计成人和儿童肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）值，且肾小管不分泌胱抑素C，因此，其能更准确地预测肾小球的滤过功能。与SCr不同，CysC浓度不受肌肉质量或性别的影响，尽管某些药物或条件可能独立地影响CysC浓度（如皮质类固醇和甲状腺疾病）［4］。在急诊科中，AKI患者血清CysC水平在入院后12 h出现峰值，并且在这一时间最易被检测出来［5］。LI等［6］选择62例非感染性AKI危重新生儿，在出生前10天，每48～72 h收集1次尿液。结果显示，用于预测AKI受试者的药时曲线下面积，即ROC曲线下与坐标轴围成的面积（area under curve，AUC）值为0.92，表明CysC可独立预测非感染性危重新生儿发生AKI的情况。

1.2 近端小管损伤标志物

1.2.1 中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白 中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neutrophil gelatinase associated lipocalin，NGAL）是一个25 kDa的蛋白，其与中性粒细胞明胶酶共价结合。最初发现，NGAL存在于中性粒细胞中，但也在肾脏、肝脏和上皮细胞中有表达，以反映各种病理状态，例如炎症、感染、中毒、缺血、急性肾损伤和肿瘤转移情况等［7］。肾小球滤过血浆NGAL后，多数被近端小管重吸收，因此，NGAL在尿液中的排泄仅发生在近端小管受损伤时，尿NGAL水平的检测可以预测近端小管的损伤情况。张翩等［8］研究表明，在应用造影剂后6～12 h时，尿NGAL水平显著升高，而血清肌酐水平在应用造影剂后24 h才开始升高，因此，尿液NGAL水平比血清肌酐值能更早反映造影剂所致的急性肾损伤。1项Meta分析包含了2906名患者，调查尿NGAL水平作为预测成人心脏手术后AKI的生物标志物，发现其AUC值为0.72［9］。另外，尿NGAL水平与AKI的预后具有相关性，尿NGAL水平和AKI严重程度密切相关［10］，尿NGAL水平越高，肾损伤程度越重。

1.2.2 肾损伤因分子1 肾损伤因分子1（kidney injury molecule 1，KIM-1）是一种38.7kDa的I型跨膜糖蛋白，表达于近端小管上皮细胞的去分化区［11］，含有类似于免疫球蛋白的6-半胱氨酸结构，其表达具有极高的组织特异性。当肾功能不全时，KIM-1信使mRNA的表达高于其他基因，这种基因表达在小鼠缺血事件后24～48 h增加，而正常肾组织中未检测到KIM-1基因及其蛋白表达［12］。KIM-1在肾脏中的作用是使上皮细胞识别和吞噬肾脏中由于缺血而导致的凋亡细胞，并引起管腔阻塞。上皮细胞凋亡后磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine，PS）会有所表达，而PS在肾脏缺血损伤中起关键作用，以KIM-1为吞噬细胞受体的活细胞会识别PS，并将其吞噬。此外，KIM-1在鉴别近端小管中毒性物质方面具有高度敏感性，在急性肾小管损伤患者肾活检标本中，尿KIM-1水平在肾功能不全后12 h内升高。NICKOLAST等［13］通过多中心研究发现，尿KIM-1水平鉴别AKI与其他疾病的AUC值为0.71，有望成为AKI早期诊断的敏感性标志物。

1.2.3 肝型脂肪酸结合蛋白（L-FABP） 脂肪酸结合蛋白（fatty acid binding protein，FABP）由几种不同的亚型组成，如心脏、脑、肠和肝型（这里称为L型）。FABP携带脂肪酸到过氧化物酶体线粒体调节多种基因表达［14］。L-FABP为1个近端小管细胞分泌的14 kDa蛋白，当肾小管周围毛细血管血流量减少时，引起缺氧反应从而导致其释放到尿液中。到目前为止，尿液中L-FABP测定的临床应用已经报道在几个不同的AKI组中，包括感染性休克［15］。接受心脏手术的患者术后立即可检测到升高的尿L-FABP，该尿L-FABP水平在6 h内达到峰值［16］。L-FABP可用于指导AKI高危患者的临床干预，在日本已被批准作为诊断试验。首先，尿L-FABP被认为是肾缺氧和易受其他损害的指标。例如，升高的预处理尿L-FABP浓度已被证明可预测造影剂肾病［17］。类似地，在ICU人群中的1项研究发现，患者入院时，尿中L-FABP水平预测1周内发生AKI的AUC为0.7，这表明L-FABP基线值较高的患者发生AKI的风险更大［18］。

1.3 集合管损伤标志物 白细胞介素18（Interleukin 18，IL-18）是IL-1超家族的24 kDa细胞因子［28］，由肾脏集合管的闰细胞产生。动物研究表明，其是肾缺血再灌注损伤的介质，引起急性肾小管坏死，中性粒细胞和单核细胞浸润肾实质［19］。对不同肾脏病患者的研究结果表明，与肾前性氮质血症、尿路感染、慢性肾功能不全和肾病综合征相比，AKI患者IL-18水平显著升高［20］，这说明IL-18可以帮助鉴别不同因素导致的AKI。尿液IL-18水平在肾损伤后最初6 h内升高，在12～18 h后达到峰值［21］。LIN等［22］通过Meta分析发现尿IL-18水平集合诊断AKI的AUC值为0.77，敏感性和特异性很高。另外，与其他标志物相比，IL-18具有ELISA快速检测的优点［23］，是一个很有诊断前途的指标。

1.4 细胞周期阻滞蛋白 胰岛素样生长因子结合蛋白7（IGF-binding protein-7，IGFBP-7）及金属蛋白酶组织抑制因子2（tissue inhibitors of metalloproteinase 2，TIMP-2）细胞周期阻滞是一种保护机制，防止细胞在受到损伤或处于有害环境中时进入细胞周期。在细胞应激或损伤期间，TIMP-2和IGFBP-7在肾小管细胞中表达。肾小管上皮细胞表达这些标志物以响应不同种类的损伤，例如炎症、氧化应激、药物、肾病毒素［24］。

TIMP-2是一种21 kDa蛋白，是金属蛋白酶活性的内源性抑制剂，在调节各种细胞的生长、分化和凋亡中起重要作用。当肾小管上皮细胞发生DNA损伤时，TIMP-2的表达水平可在12 min内明显升高［25］。IGFBP-7是一种29 kDa分泌蛋白，由平滑肌细胞、血管内皮细胞、上皮细胞等分泌，是IGFBP超家族的成员，具有低亲和力结合的特点，随后通过胰岛素样生长因子1受体［26］抑制信号传导，从而阻止细胞进入细胞周期。TIMP-2和IGFBP-7是AKI早期肾小管细胞G1期阻滞的生物标志物，G1细胞周期阻滞导致管状细胞凋亡，其发生是由于缺血或炎症机制导致的。KASHANI等［27］通过检测危重患者12 h内的尿TIMP-2和IGFBP-7表达水平以评估是否发生AKI，发现尿TIMP-2和IGFBP-7的AUC值分别为0.79和0.76。

2014年美国FDA批准的一款全新实验室检测产品（NephroCheck），作为一种检查工具，NephroCheck可通过充分的风险评估来防止AKI的发展，并防止并发症［28］，其检查结果（［TIMP-2］×［IGFBP-7］）是预测AKI的最佳生物标志物。以下3项研究证实了NephroCheck检查的实用性：1）KASHANI等［29］研究发现，两者联合预测AKI的风险优于其他标志物，其结果用（ng/ml）2/1000表示。在ICU入院后的前12 h，两者联合预测患者由中度发展至重度AKI（即KIDGO分级的2级至3级），其AUC值为0.8。2）HOSTEE等［30］分析了154名在12 h内完成检测的危重患者，证实了先前KASHANI研究中的界限值：＞0.3（ng/ml）2/1000，AKI风险明显增加；此外，＞2（ng/ml）2/1000有5倍的AKI风险和重大不良事件（死亡、需要肾脏替代治疗或持续性肾功能不全）。＜0.3（ng/ml）2/1000的阴性预测值为97%，因此低于0.3（ng/ml）2/1000的患者在接下来的12 h内几乎很少出现AKI（大约27名NephroCheck检查阴性患者中有1名会出现AKI）。3）BIHORAC等［31］分析了检查结果在0.3～2（ng/ml）2/1000之间发生AKI的风险为5倍，＞2（ng/ml）2/1000的风险为17倍。此外，这项研究强调了在AKI高危患者中进行这种检测的必要性，因为假阳性结果是很常见的。因此，推测TIMP-2、IGFBP-7水平能够更好地预测AKI的严重性，尤其是两者联合。

2 中医药治疗急性肾损伤进展

2.1 病名的认识 中医学并没有“急性肾损伤”病名，其临床表现主要为水肿，少尿甚至无尿，可归属于中医学“水肿”“关格”“癃闭”等范畴。《证治汇补》说：“关格者……既关且格，必小便不通，旦夕之间，陡增呕恶，此因浊邪壅塞三焦，正气不得升降，所以关于下而小便闭，格于上而生吐呕，阴阳闭绝，一日即死，最为危候。”这段话形象描述了急性肾损伤的临床症状以及预后的凶险性。在清代何廉臣所作的《重订广温热论》中，将“溺毒”作为病名，并且对包含了急性肾损伤及慢性肾衰竭的尿毒症期危重证候作了较为全面的介绍［32］。

2.2 病因病机的研究

2.2.1 脏腑辨证 急性肾损伤的主要特点是肾功能骤然下降，血清肌酐急剧上升，小便量较前明显减少，毒素短时间内大量蓄积，发病急，并且证候十分复杂，还有可能出现以下的症状：胸闷、喘憋、呕吐、腹胀、瘙痒、发热、烦躁等。肾和膀胱是疾病发生的主要部位，与三焦、脾、肺等脏腑功能紊乱有着密切的关系。肺主治节，通调水道，肺气可以通过升发与肃降功能调节水液的代谢，肺为“水之上源”；肾主纳气、生殖、生长发育、水液的代谢等，肾中阳气为全身阳气之根本，为先天之本，肾为“水之下源”；脾主升清、主水谷精微及水湿的运化、主统血等，它是气血生化的根源，为后天之本。由此可以看出，人体水液的代谢是以肾的气化为基出，肺的宣降为动力，脾胃的升降为枢纽，三焦为“水道”，共同完成的，因此肺、脾、肾和急性肾损伤的发病有着密切的关系。总之，肺治节无权，脾运化失司，肾开阖无度，加之膀胱气化功能失常，水湿浊毒不能排出体外，从而发为本病。

2.2.2 虚实辨证 急性肾损伤发病的病机主要为：肺气虚损，卫外不固，受到风、寒、湿等六淫之邪的影响，或者受到药毒、虫毒、疫毒等毒物的影响，外邪入里化热，化生湿热、热毒。热毒伤阴而且容易消耗人体自身正气，导致气阴两虚症状；湿邪较为严重者，阻碍血液的流通、气机的运转，大部分会导致血瘀、气滞等。外邪侵袭人的机体，又因为气血的运行出现问题，所以易产生瘀血、湿浊等病理性产物。血瘀气滞，无法推动水液的正常运化，使得湿浊无法正常排出，浸淫三焦，脾肾受损，加之饮食不节（洁），或过于劳累，进一步加重脏腑的虚损。失血亡液，身体内部阴虚的情况更加严重，则虚损更为严重。综上所述，急性肾损伤的主要病机是虚瘀浊毒，总体属于本虚标实，可以是由实致虚，也可以是由虚致实。本虚的关键因素是气阴两虚，标实的关键因素是瘀血浊毒。

2.3 辨证论治 本病初期往往以邪实为主，治疗当以祛邪为主，扶正为辅，法当清热利湿解毒，通腑降浊，活血化瘀为主。清热利湿解毒常用中药有金银花、连翘、土茯苓、蒲公英、玄参、白花蛇舌草、黄芩等。研究发现，黄芩中含有的黄芩皂苷可以通过减少氧化应激和抑制促炎反应减缓急性肾损伤［33］。通腑降浊的常用中药有大黄、萆薢、瞿麦、陈皮、半夏。李彩虹［34］研究发现，大黄制剂灌肠配合参麦注射液可有效降低脓毒症急性肾损伤患者各项炎症递质水平，改善免疫相关指标，临床疗效显著。活血化瘀的常用中药有桃仁、红花、当归、丹参、川芎、鬼箭羽、三棱、莪术等。赵峰波等［35］研究发现，活血化瘀中药对肾病患者住院期间SCr、NGAL、CysC等指标有明显的改善作用。疾病中后期以本虚为主，治疗应以扶正为主，祛邪为辅，法当健脾补肾，温阳利水，益气养阴。健脾补肾的常用中药有黄芪、党参、白术、山药、茯苓等。李攀等［36］发现黄芪注射液可促进AKI患者肾功能的恢复。张旭等［37］等发现参芪地黄散可通过降低SCr、CysC及尿白蛋白排泄率，从而改善AKI患者肾功能。此外，黄芪还可通过调节血栓素与前列环素之间的平衡，降低免疫反应，从而起到利尿消肿的作用，增加AKI患者的尿量［38］。谷翠芝等［39］发现桂枝去桂加茯苓白术汤能降低AKI患者NGAL水平。温阳利水的常用中药有制附子、干姜、肉桂、桂枝、细辛等。益气养阴的常用中药有黄芪、太子参、熟地黄、麦冬、天花粉等。徐艳红［40］发现金水宝胶囊联合还原型谷胱甘肽治疗急性肾损伤，可以显著提高治疗效果，并降低不良反应的发生率。当慢性肾病患者发生AKI时，大多由特定的易感因素诱发［41］，如合并感染（肺感染、尿路感染、胃肠道感染）、各种原因引起的有效血容量不足，肾脏灌注不足等。中医可以根据不同的因素辨证论治，如肺部感染用葶苈大枣泻肺汤合桑白皮汤加减治疗；尿路感染用加味柴苓汤加减［42］治疗；胃肠道感染用半夏泻心汤加减治疗；心力衰竭，水气凌心者用真武汤合生脉散加减治疗。研究发现，在基出治疗的同时加用黄芪注射液治疗CKD合并AKI疗效显著，能够明显改善患者SCr、CysC、及C反应蛋白水平［43］。由此可以看出，无论是单味中药或者中药复方在治疗AKI方面都具有一定的优势。

3 小结

综上所述，与传统实验室指标相比，AKI生物标志物各有其优点，可以代表肾脏不同部位的损伤，有助于AKI的早期预防、诊断和指导治疗。目前研究较多的是TIMP-2、IGFBP-7，以及两者联合检查，我们可以将NephroCheck比作某种“肾肌钙蛋白”，从而预测AKI发生的风险，就像早期通过检测肌钙蛋白、肌红蛋白等评估发生急性心肌梗死的风险一样，这样就有可能在为时过晚之前开始适当的干预。但是，上述生物标志物中的每一种对AKI并不是完全特异性的，因此，我认为多个生物标志物联合诊断AKI或新的特异性及敏感性均较高的生物标志物仍需进一步探索。而在生物标志物协助诊断AKI的同时，可以发挥祖国传统医学的优势，在西医治疗的同时辅以中医药辨证论治，同时进一步探索中药对某个急性肾损伤生物标志物的具体作用机制，尽最大可能改善患者的治疗结局及长期预后。