中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白對經皮冠狀動脈介入治療術后造影劑腎病的預測研究

許小進，張清，王丙劍，劉海浪，馬樹人

隨著冠狀動脈（冠脈）造影術及經皮冠脈介入治療（PCI）的不斷進展，含碘造影劑的應用也越來越廣泛，造影劑的應用可導致急性腎損傷（AKI），造影劑腎病（CIN）已成為院內獲得性AKI的主要原因之一[1]，CIN是增加PCI術患者院內及長期死亡率的一個獨立危險因素，因此，CIN應該引起臨床醫生的足夠重視，有效預防CIN的發生是目前臨床亟待解決的問題之一。目前血清肌酐和尿量是診斷CIN的主要指標[2]，血清肌酐是腎小球損害的指標，通常在腎功能受到損傷后48～72 h后才升高，因此血清肌酐水平變化并不能及時、準確的對CIN做出診斷，而造影劑早期腎損害主要發生在腎小管，故應用血清肌酐來評價CIN具有一定的局限性，近年來中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白（NGAL）在AKI早期診斷中的價值逐漸受到重視，部分研究顯示尿NGAL可作為CIN的早期診斷指標[3-5]，但是關于血液中NGAL的診斷價值如何的相關研究較少，本研究觀察冠脈造影及介入治療術前、術后血、尿NGAL的變化，探討其在CIN診斷中的作用及意義。

1 資料與方法

一般資料 :選取我院心內科2016-01至2017-02期間收治的行冠脈造影及介入治療術的患者共200例為研究對象，其中男性124例，女性76例，年齡41～83歲，平均（64±13）歲，200例患者中合并高血壓114例，合并心功能不全14例，合并糖尿病54例，合并慢性腎功能不全6例。術后發生CIN 23例（11.5%，CIN組），余177例按4:1的比例選取未發生造影劑腎病為非CIN組92例。所有患者均簽署知情同意書。入選標準:具有介入治療指征的患者，包括不穩定性心絞痛、急性心肌梗死（擬擇期PCI術），已順利完成冠脈造影及PCI且病例資料完整，患者依從性好，且愿意配合后續治療觀察，患者術前血清肌酐正?；騼H輕度異常（Scr＜150 μmol/L）。排除標準：（1）年齡＞90歲，2周內靜脈使用過對比劑，7天內使用腎臟毒性藥物者；（2）有碘對比劑過敏者；（3）腎移植、一側腎臟切除史，血液透析治療、急性腎功能衰竭、大量蛋白尿者；（4）急性左心衰竭；肺水腫；不能控制的嚴重心力衰竭；（5）嚴重肝、腎功能不全；（6）急性心肌梗死并行急診手術者；（7）預計隨訪時間＜l周者；（8）發熱及感染性疾病者；（9）急性心肌炎；凝血功能障礙者；低鉀血癥等。CIN診斷標準：根據2011年歐洲泌尿放射學會（ESUR）發布的指南[6]，所有患者在入院后檢測血清肌酐值，并視為腎功能的基礎指標，在應用含碘造影劑后，排除其他原因導致腎損害的情況下，72小時內復查血清肌酐（Scr）將其絕對值升高≥44.2 μmol/L（0.5 mg/dl）或相對于基礎值升高≥25%則診斷為CIN。

研究方法:（1）冠脈造影操作方法：所有病例均行冠脈造影，采用碘海醇350 為造影劑，術前、術后靜脈滴注生理鹽水水化，水化方案：使用生理鹽水以1.0 ml/（kg·h）術前12 h至術后12 h靜脈滴注，若左心室射血分數（LVEF）＜35%或者紐約心臟協會（NYHA）心功能分級≥Ⅱ級的患者水化速度減量為 0.5 ml/（kg·h）。采用 Seldinger穿刺法經橈動脈穿刺，放置動脈鞘，經動脈鞘分別把導管送入左、右冠脈開口處，快速推入造影劑，根據冠脈狹窄情況選擇性行支架置入術。（2）檢測方法：所有患者入院時（術前）及術后4 h，24 h，48 h，72 h留取血尿液標本，用離心機以2000 r/min離心5 min，收集上清液，置于-70℃冰箱保存備用，所有標本采集后用免疫透射乳膠凝集法檢測各標本NGAL的數值。我院7600生化儀測定血清肌酐。本試驗NGAL試劑均由北京九強公司提供，均在保質期內，操作過程均按照產品說明書嚴格執行。

統計學處理 :本實驗所有數據均采用Spss19.0統計軟件進行統計分析，計量資料數據如符合正態分布以±s表示，非正態分布以中位數（四分位數）、百分比表示，對于各組間數據是否存在差異如符合正態分布行獨立樣本t檢驗，非正態分布采用非參數秩和檢驗Mann-Whitney U，以P＜0.05為差異有統計學意義。兩組間基線臨床資料的比較采用Fisher精確檢驗法。繪制受試者工作特征曲線（ROC曲線），計算曲線下面積（AUC ）、敏感度、特異度、陰性預測值（NPV），陽性預測值（PPV）。

2 結果

兩組患者的臨床基線資料（表1）: CIN組患者年齡大于非CIN組，吸煙率、2型糖尿病的發病率高于非CIN組，差異有統計學意義（P＜0.05）；兩組間性別、血脂、心功能不全、造影劑用量等方面差異無統計學意義（P＞0.05）。

兩組NGAL在冠脈造影術前術后的變化（表2）：兩組術前血、尿NGAL含量比較差異無統計學意義（P＞0.05）；與術前比較，CIN組術后血、尿NGAL含量均有不同程度的增高，術后4 h尿NGAL明顯增高且逐漸增高至72h，各時間點與術前比較差異均有統計學意義（P＜0.05）；血NGAL術后4 h明顯升高，術后24 h開始下降，但術后72h仍然明顯高于術前，差異均有統計學意義（P＜0.05）；非CIN組術后各時間點血、尿NGAL增高不明顯（P＞0.05）。CIN組和非CIN組術后同時間點血、尿NGAL比較差異有統計學意義（P＜0.01）。

兩組患者血清肌酐、血估計腎小球濾過率（eGFR）的比較（表3）：兩組術前、術后24 h內血清肌酐、血eGFR比較差異無統計學意義（P＞0.05），CIN組術后48 h血清肌酐開始升高、血eGFR開始下降，CIN組術后48 h、72 h的血清肌酐、血eGFR與非CIN組術后的同時間段比較差異有統計學意義（P＜0.01）。

表1 兩組患者的臨床基線資料（±s）

表1 兩組患者的臨床基線資料（±s）

注： CIN：造影劑腎病

項目 非CIN組 (n=92) CIN組 (n=23) P值年齡 (歲) 62.8±13.5 71.6±14.2 0.021

表2 兩組患者冠狀動脈造影術前、前后血、尿中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白含量比較[ng/ml，中位數（四分位數）]

表3 兩組患者血清肌酐、血腎小球濾過率的比較（±s）

表3 兩組患者血清肌酐、血腎小球濾過率的比較（±s）

注：eGFR：估計腎小球濾過率；CIN：造影劑腎病。與同時間點非CIN組比較*P＜0.01

血肌酐 (μmoml/L)非CIN組 92 111.3±22.7 113.8±32.1 113.3±23.5115.1±30.1 109.1±13.7

NGAL在CIN診斷中的敏感度和特異度（表4）：ROC曲線分析發現，術后尿NGAL各時段4 h、24 h、48 h、72 h的曲線下面積（AUC）均大于0.9，分別為 0.908、0.926、0.931、0.957，四個時間段診斷的敏感度均為91.3%，特異度均為100%；診斷界點值分別為88.0 ng/ml、96.0 ng/ml、107.0 ng/ml、122.0 ng/ml，血NGAL術后4 h、24 h的曲線下面積（AUC）大于0.9，分別為0.964、0.913，二個時間段診斷的敏感度均為87.3%，特異度均為100%，診斷界點值分別為74.5 ng/ml、69.0 ng/ml；血NGAL術后48 h、72 h的曲線下面積分別為0.852、0.823，二個時間段診斷的敏感度均為86.9%，特異度均為92.5%；診斷界點值分別為77.5 ng/ml、71.0 ng/ml。

表4 115例患者 血、尿中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白診斷造影劑腎病的統計學效能

3 討論

目前對CIN的發病率報道差異很大，國外有學者曾報道[7，8]：正常人中使用含碘造影劑CIN的發病率為1%～6%，葉飄等[9]研究發現冠心病PCI術后CIN的發病率約14.2%，多數研究認為PCI術圍手術期水化治療可預防CIN的發生[10，11]。本研究共以200例行冠脈造影及PCI術的患者作為研究對象，術前、術后常規生理鹽水水化：其中發生CIN的患者共23例，發病率約11.5%。CIN組患者年齡（71.60±14.42）歲，大于非CIN組的（62.80±13.05）歲，吸煙率、糖尿病的發生率高于非CIN組（P＜0.05），提示高齡、吸煙及糖尿病患者發生CIN的概率明顯增加，說明合并上述病史可能是CIN發病的高危因素，臨床中如遇合并上述病史需行冠脈造影術的患者應盡早預防CIN的發生。

目前臨床對CIN的發病機制還未完全明確，經國內外學者的不斷研究[12，13]發現CIN主要是對比劑的直接腎毒性作用及其隨后發生的腎臟血流動力學改變、腎臟髓質缺血和氧化應激反應等。NGAL在正常情況下低水平表達在胃、腎臟、肺、小腸上皮等[14]，當腎臟缺血損傷后，近曲小管受損時，受損的腎小管上皮細胞可高表達NGAL，誘導腎小管間質浸潤的中性粒細胞凋亡以保護腎組織免受攻擊，另一方面高水平的NGAL能促進腎小管上皮細胞再生修復，使腎臟功能得以恢復[15]，故很快地在血液、尿液中檢測到NGAL的水平。

既往及新近研究[16-19]提示PCI術后CIN組的患者2 h、4 h、8 h血、尿NGAL明顯升高，而此時血清肌酐、腎小球濾過率尚處于正常范圍。

本研究結果顯示：CIN組和非CIN組術前血、尿NGAL含量處于相當水平（P＞0.05）。CIN組血、尿NGAL含量術后4 h明顯升高，與術前、非CIN組比較差異有統計學意義（P均＜0.05～0.01），說明腎小管上皮細胞在受到毒性侵犯早期即冠脈造影術及PCI術后4 h，血液、尿液中的NGAL水平較術前明顯增加，同時ROC曲線分析表明，術后4 h血、尿NGAL的AUC分別為0.964、0.908，敏感度別為87.3%、91.3%，特異度均為100%，診斷截斷值分別為74.5 ng/ml、88.0 ng/ml，此結果提示血、尿NGAL在冠脈介入治療術后4 h對CIN的早期診斷具有較好的敏感度和特異度，但是血NGAL的AUC大于尿NGAL。既往研究[16，17]提示PCI術后2 h血NGAL即開始升高，故術后超早期4 h內血NGAL對CIN的診斷價值可能優于尿NGAL。NGAL為急性腎損傷病情監測的有效指標，反映了腎小球濾過屏障、近端腎小管重吸收、遠側腎單位功能損傷情況，是早期急性腎損傷的敏感標志物，可能近似于肌鈣蛋白在診斷急性心肌損傷中的地位。因此，對PCI術后早期NGAL顯著增加患者進行CIN預防十分必要。

既往研究[16-19]未檢測PCI術后72 h的血、尿NGAL、血清肌酐等情況，而本研究檢測血、尿NGAL、血清肌酐等情況至術后72 h，結果顯示在CIN組，尿NGAL持續性逐漸升高至72 h，與非CIN組相比差異有統計學意義（P＜0.05），ROC曲線分析顯示：24 h、48 h、72 h的AUC均大于0.9，分別為0.926、0.931、0.957，這3個時間點診斷的敏感度均為91.3%、特異度均為100%，表明尿NGAL在72 h之內對CIN均具有診斷價值，診斷的截斷值分別為96 ng/ml、107 ng/ml、122 ng/ml。CIN 組中的血NGAL術后24 h開始逐漸下降，但是在術后72 h內，與術前及非CIN組同時間點相比差異有統計學意義（P均 ＜0.05～0.01），血 NGAL術后 24 h、48 h、72 h的AUC分別為0.913、0.852、0.823，診斷的敏感度分別87.3%、86.9%、86.9%，特異度分別為100%、95.2%、95.2%，診斷的截斷值分別為69.0 ng/ml、77.5 ng/ml、71.0 ng/ml，在術后24 h至72 h期間：尿NGAL的AUC均大于血NGAL，此時期尿NGAL對CIN的預測價值可能優于血NGAL。NGAL可能是一個快速反應腎小管細胞損傷的標志物，而且尿NGAL標本留取方便，操作簡單，特異度及敏感度較高，是早期診斷CIN的一種便捷、可靠的監測依據，因此，尿液中NGAL的檢測可能是一種廣泛適用腎小管損傷早期診斷的非侵入性臨床工具。

相反，CIN組的血清肌酐、eGFR水平在冠脈介入治療術后24 h內未見升高，術后48 h才開始升高，血清肌酐是評估腎小球功能異常的指標，血清肌酐升高主要提示腎小球濾過率功能下降，而造影劑引起的急性腎損傷主要是腎小管的損傷，血清肌酐從CIN的發病機制上就無法起到早期診斷的作用，表明血清肌酐、eGFR對CIN的早期診斷具有局限性。

本研究的不足之處在于實驗病例數較少，觀察時間節點較少，不足之處還需在今后工作中繼續完善。

綜上所述，NGAL是一種新型蛋白，血、尿NGAL能在患者行冠脈造影及PCI術后4 h反映患者是否存在急性腎損傷，具有很高的敏感度和特異度，作為急性腎損傷的早期生物標志物具有顯著的優勢，對于血、尿NGAL異常的患者，及時發現即將發生CIN的患者，提高冠脈造影及PCI術后預防CIN的警惕性，應積極采取預防措施，降低CIN的不良預后。

[1] RihalCS, Textor SC, Grill DE. Incidence and prognostic importance of acute renal failure after percutaneous coronary intervention [J].Circulation, 2002, 105 (19): 2259-2264.

[2] 冠心病介入診療對比劑應用專家共識組. 冠心病介入診療對比劑應用專家共識[J]. 中國心血管病研究, 2010, 8(12): 881-889. DOI:10. 3969/J. Issn. 1672-5301. 2010. 12. 001.

[3] Munir MU, Khan DA, Khan FA, et al. Rapid detection of acute kidney injury by urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin after cardiopulmonary bypass surgery [J]. J Coll Physicians Surg Pak, 2013,23 (2): 103-106. DOI: 02. 2013/JCPSP. 103106.

[4] Liebetrau C, Dorr O, Baumgarten H, et al. Neutrophil gelatinaseassociated lipocalin for the early detection of cardiac surgery associated acute kidney injury[J]. Scand J Clin Lab Invest, 2013, 73(5):392-399. DOI: 10. 3109/00365513. 2013. 787149.

[5] De Ceus HR, Betjes MG, Bakker J. Biomarkers for the prediction of acute kidney injury: a narrative review on current status and future challenges[J].Clin Kidney J, 2012, 5(2): 102-108. DOI: 10. 1093/ckj/sfs008.

[6] Stacual F, van der Molen AJ, Reimer P, et al. Contrast induced nephropathy: updated ESUR Contrast Media Safety Committee guidelines[J]. Eur Radiol, 2011, 21(12): 2527-2541. DOI: 10. 1007/s00330-011-2225-0.

[7] Guo Z, Niu D, Yu Y, et al. Effects of hydration combined with Shenfu injection on contrast-induced acute kidney injury in acute coronary syndrome patients undergoing percutaneous coronary intervention[J].Biomed Rep, 2017, 7(5): 477-481. DOI: 10. 3892/br. 2017. 986.

[8] Han WK, Waikar SS, Johnson A, et al. Urinary biomarkers in the early diagnosis of acute kidney injury[J]. Kidney International, 2008, 73(7):863-869. DOI: 10. 1038/sj. ki. 5002715.

[9] 葉飄, 譚寧, 劉勇, 等. 不同劑量阿托伐他汀對高水平高敏C反應蛋白患者經皮冠脈介入術后發生對比劑腎病的影響[J]. 中國循環雜志,2014, 29(4): 247-251. DOI: 10. 3969/j. issn. 1000-3614. 2014. 04. 003.

[10] Ashalatha VL , Bitla AR, Kumar VS, et al. Biomarker response to contrast administration in diabetic and nondiabetic patients following coronary angiography[J]. Indian J Nephrol, 2017, 27(1): 20-27. DOI:10. 4103/0971-4065. 179335.

[11] 錢賡, 陳韻岱. 中心靜脈壓指導的水化方案對造影劑腎病的預防效果的臨床研究[J]. 中國循環雜志, 2015, 30(zl): 67-67. DOI: 10.3969/j. issn. 1000-3614. 2015. z1. 184.

[12] Li WH, Wang L, He HY, et al. Expression of neutrophil gelatinaseassociated lipocalin in low osmolar contrast-induced nephropathy in rats and the effect of N-acetylcysteine [J]. Exp Ther Med, 2016 , 12(5):3175-3180. DOI: 10. 3892/etm. 2016. 3779.

[13] Mishra J, Ma Q, Prada A, et al. Identification of neutrophil gelatinaseassociated lipocalin as a noval early urinary biomarker for ischemic renal injury[J]. J Am Soc Nephrol, 2003, 14(10): 2534-2543.

[14] Devarajan P. Review: neutrophil gelatinase-associated lipocalin: a troponin-like biomarker for human acute kideny Injury[J]. Nephrology,2010, 15(4): 419-428. DOI: 10. 1111/j. 1440-1797. 2010. 01317. x.

[15] Abassi Z, Sagi O, Armaly Z, et al. Neutrophil gelatinase associated iipocalin (NGAL): a novel biomarker for acute kidney injury[J]. Hare fuah , 2011, 150(2): 111-116.

[16] Malyszko J, Bachorzewska-Gajewska H, Poniatowski B, et al. Urinary and serum biomarkers after cardiac catheterization in diabetic patients with stable angina and without severe chronic kindeny disease [J]. Ren Fail, 2009, 31(10): 910-919. DOI: 10. 3109/08860220903216113.

[17] Malyszko J, Bachorzewska-Gajewska H, Koc-Zorawska E, et al.Midkine: a novel and early biomarker of contrast-induced acute kidney injury in patients undergoing percutaneous coronary interventions[J].Biomed Res Int, 2015: 879509. DOI: 10. 1155/2015/879509.

[18] Martensson J, Bell M, Xu S, et al. Association of plasma neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) with sepsis and acute kidney dysfunction[J]. Biomarkers, 2013, 18(4): 349-356. DOI: 10.3109/1354750X. 2013. 787460.

[19] Han WK, Waikar SS, Johnson A, et al. Urinary biomarkers in the early diagnosis of acute kidney injury[J]. Kidney International, 2008, 73(7):863-869. DOI: 10. 1038/sj. ki. 5002715.