NGAL 對成人心臟術后急性腎損傷的早期診斷價值

許紅陽，臧芝棟，嚴潔，梁鋒鳴，楊挺

(南京醫科大學附屬無錫市人民醫院重癥醫學科，江蘇無錫 214023)

急性腎損傷(AKI)是心臟手術后常見的并發癥，可顯著增加患者術后病死率、并發癥，延長患者ICU的住院時間［1］。盡管臨床對AKI的認識已不斷深入，圍手術期腎保護策略也在不斷完善，但心臟手術后AKI的發生率、嚴重程度及預后仍無顯著改善［2］。重要原因之一是缺乏敏感、實時、特異、簡便的診斷AKI的生物學標記物。傳統指標如血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)及腎小球濾過率(eGFR)由于所受影響因素較多，不夠敏感，作為腎損傷的標志物并不能令人滿意［3］。體內外研究發現，腎近曲小管細胞在損傷后可高表達中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白(NGAL)，腎臟皮質小管、血液和尿液中均有NGAL的大量堆積，提示血NGAL和尿NGAL對AKI可能具有早期診斷價值［4］。一些國內外學者通過對小兒體外循環術后和造影劑腎病患者的研究也發現，NGAL對于AKI的診斷具有較高的敏感性和特異性［5-6］。鑒于心臟術后AKI的早期診斷十分重要，我們進行了前瞻性研究，探討成年患者心臟術后血NGAL和尿NGAL對AKI的早期診斷價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象及分組

前瞻性選取2010年1月至2011年3月在無錫市人民醫院行心臟手術的住院患者，病種包括瓣膜病、冠心病、先天性心臟病、心臟腫瘤、主動脈瘤。年齡＜18歲、術前2 h內用造影劑、術前應用腎毒性藥物、有慢性腎臟疾病史者不納入此研究。根據患者術后Scr水平分為AKI組和非AKI組。

共112例心臟手術患者符合入選條件，其中男63例，女49例，平均年齡(60.1±13.1)歲。本研究經本院倫理委員會批準，所有參與者均簽署知情同意書。

1.2 AKI診斷標準

參照2005年急性腎損傷網絡(AKIN)制定的AKI診斷標準［7］:即腎功能在48 h內急劇下降，表現為Scr上升 ＞26.5 μmol·L－1或 Scr較基礎值上升 ＞50% 或尿量減少(＜0.5 ml·kg－1·h－1)超過6 h。本研究采用其中的Scr指標。

1.3 標本收集

收集術前及術后 0、2、4、6、8、10、12、24、48 及 72 h時間點的血、尿液標本各5 ml，15 min內進行離心(2 000×g，5 min)，取血清或上清尿于－80℃保存。

1.4 標本的檢測

Scr在本院生化室采用Olympus Au2700自動生化儀測定;血NGAL和尿NGAL采用酶聯免疫吸附法(ELISA)測定，試劑盒均購自美國R＆D公司，嚴格按照試劑盒說明書進行操作，均經復孔后取均值。

1.5 統計學處理

所得數據采用SPSS 17.0統計軟件進行分析。計量資料以±s表示，兩組間比較采用t檢驗;計數資料以百分比表示，比較采用χ2檢驗。運用受試者工作特征曲線(ROC曲線)分析法評價NGAL的診斷價值。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 術后AKI的發生率和兩組患者基礎、手術情況的比較

112例心臟手術患者中，術后發生AKI的有21例(18.8%)，被定義為 AKI組，其余患者為非 AKI組。所有AKI患者均未行腎臟替代治療，出院時腎功能均恢復正常，平均 Scr為(74.2 ±12.9)μmol·L－1，無一例患者死亡。兩組患者在年齡、性別、體質量，糖尿病、高血壓等基礎病，術前左主干病變、左心功能不全、使用血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)和(或)血管緊張素受體拮抗劑(ARB)情況，Scr和eGFR值差異均無統計學意義(P＞0.05)。兩組患者急診手術比例、手術類型、體外循環時間、手術時間、心臟停搏時間、術中輸血量＞400 ml的患者比例等變量差異均無統計學意義(P＞0.05)，但AKI組患者術中升主動脈阻斷時間較非AKI組延長［分別為(65.7±13.8)min和(42.6±11.2)min，P ＜0.05］。

2.2 兩組 Scr、血 NGAL和尿 NGAL水平的動態變化

2.2.1 Scr水平的動態變化 兩組Scr基線值(術前值)差異無統計學意義(P＞0.05)。AKI組術后2、4、6、8、10、12 h的Scr水平與基線值比較未見明顯上升，在術后24 h AKI組的Scr上升至基礎值的1.72倍［分別為(130.1 ±22.9)μmol·L－1和(75.4 ±14.2)μmol·L－1，P ＜0.05］，達到AKI的診斷標準;術后48 h 的Scr達到峰值，為基礎值的1.91倍。非AKI組各時間點Scr值與基線水平比較無明顯上升(均P＞0.05)。

2.2.2 血NGAL和尿NGAL水平的動態變化 兩組之間血NGAL和尿NGAL基線值差異無統計學意義(均P＞0.05)，但術后各時間點，AKI組血、尿 NGAL水平均高于非AKI組(均P＜0.05)。AKI組術后2 h血NGAL開始顯著增高，并達到峰值，與基線值比較差異有統計學意義［分別為(82.2±22.3)ng·ml－1和(16.9 ±3.1)ng·ml－1，P ＜0.05］，在術后 4、6、8、10、12、24、48及72 h等各時間點均高于基線值(均P＜0.05);AKI組術后2 h尿NGAL較基線值明顯上升［分別為(132.4 ±41.1)ng·ml－1和(30.8 ±23.1)ng·ml－1，P＜0.05］，在4 h達到峰值，在隨后的時間里仍顯著高于基線值(均P＜0.05)。非 AKI組各時間點的血NGAL和尿NGAL值與基線值比較均無顯著增高(均P ＞0.05)。見圖1、2。

圖1 體外循環術后血NGAL濃度的變化Fig 1 Serum NGAL levels after cardiopulmonary bypass

圖2 體外循環術后尿NGAL濃度的變化Fig 2 Urinary NGAL levels after cardiopulmonary bypass

2.3 血NGAL和尿NGAL對AKI的診斷價值

用ROC曲線分析結果顯示:術后2 h血NGAL的ROC曲線下面積分別為0.866，95%的可信區間為0.756 ～0.976，以19 ng·ml－1作為 AKI的診斷界限時，敏感性和特異性分別為85.7%和88.4%;術后2 h，尿NGAL的ROC曲線下面積為0.914，95%的可信區間為 0.862 ～0.966，以56 ng·ml－1作為 AKI的診斷界限時，敏感性和特異性分別為95.2%和88.4%。見圖3。

圖3 NGAL在術后2 h診斷AKI的ROC曲線Fig 3 Performance of urine NGAL 2 h after cardiopulmonary bypass for diagnosis of AKI

3 討 論

AKI是心臟手術后的常見并發癥，尤其是隨著體外循環術的廣泛開展，其發生率有增高趨勢。本研究中，心臟手術后患者 AKI的發生率為 18.8%，與Thakar等［1］的研究結果一致。有報道，AKI是心臟術后患者死亡的獨立危險因素［8］。因此，早期防治心臟手術導致的AKI，對于改善患者的預后具有重要臨床意義。目前臨床仍然主要以Scr作為AKI的診斷依據，但是Scr受年齡、性別、體質量、藥物、容量負荷、肌肉代謝、蛋白攝入等諸多非腎臟因素的影響，結果并不可靠［9-11］。尿量作為傳統指標也面臨與Scr類似的問題。可見臨床對AKI的診斷往往是滯后的，甚至是不準確的。近年來研究發現，血、尿NGAL可作為心臟術后AKI發生的早期生物學標記物。

NGAL是脂質運載蛋白超家族的一員［12］，是一種調控腎小管上皮細胞凋亡的蛋白分子，正常情況下腎組織很少表達，腎缺血后NGAL是表達最顯著的蛋白之一［13-14］。Mishra 等［15-17］通過缺血性及腎毒性損傷動物模型研究發現，在腎小管發生缺血或毒性損傷后的短期內，腎小管上皮細胞內NGAL表達顯著增高，缺血性損傷可引起腎小管升支粗段NGAL分泌迅速增加。Wheeler等［18］前瞻性隊列研究了北美15個兒科ICU的143例合并有感染性休克的重癥患者，結果AKI患者血中NGAL水平顯著高于非AKI組，提示血NGAL是兒童重癥感染性休克的預測AKI的指標。對25例不穩定性心絞痛行PCI治療患者的前瞻性研究發現，發生 AKI的患者在PCI術后2、4 h血尿NGAL水平顯著增高，而Scr無明顯變化［19］。上述結果提示，NGAL比Scr更早期、更敏感地反映AKI。

本研究結果顯示，在術后2 h AKI組血和尿NGAL水平即顯著上升，此后持續維持在較高水平，而Scr在術后24 h才較基線值有明顯增高，比NGAL升高晚了22 h。術后2 h，血NGAL診斷AKI的ROC曲線下面積為 0.866，以 19 ng·ml－1作為 AKI的診斷界限時，敏感性和特異性分別為85.7%和88.4%;尿NGAL的診斷價值則更高，術后2 h的ROC曲線下面積為0.914，以569 ng·ml－1作為AKI的診斷界限時，敏感性和特異性分別為95.2%和88.4%。提示心臟術后2 h的血和尿NGAL水平能夠較好地預測AKI的發生。

有研究［10-11］通過測定尿肌酐值來對尿NGAL濃度進行校正，以排除容量負荷或使用利尿劑等原因造成的尿液濃縮或稀釋影響，結果顯示，經尿肌酐校正與未經尿肌酐校正的尿NGAL的水平變化曲線有較好的一致性。因此，本研究直接檢測了尿NGAL水平。本研究存在一定的不足:首先，本研究以Scr來作為AKI的診斷標準，但Scr本身存在一定的缺陷，敏感性和特異性均不夠理想;其次，本研究是一個單中心小樣本的研究，以后需要更大樣本的隨機對照研究來進一步驗證這些生物標記物在心臟手術后AKI發生的早期診斷價值。

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