膿毒癥相關急性腎損傷患者血清NGAL、CysC水平變化及診斷價值研究

楊玉波 李永華 陳璽卿 呂麗輝 梅衛玲

膿毒癥是臨床上常見的全身性危重疾病，入住ICU的患者中約40%存在膿毒癥，其病死率極高[1]。膿毒癥患者極易并發多系統臟器的功能衰竭，其中并發急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）的風險高達 30%～50%，且并發AKI的膿毒癥患者通常預后更差，病死率更高[2]。膿毒癥患者發生AKI的相關機制尚未完全闡明，目前臨床多認為膿毒癥時多種因素（嚴重炎癥反應、微血栓形成、腎小管細胞凋亡等）導致的腎血流灌注不足是導致AKI的核心機制[3]。對AKI的早期準確診斷有助于臨床及時采取針對性措施，包括積極抗感染、維持腎血流灌注量及腎臟替代治療等方法，從而最大限度地減緩AKI的進展，降低臨床病死率。

目前，臨床診斷AKI主要依賴血清肌酐水平與尿量這兩項指標的評估，但是血清肌酐水平評估存在時限長（最長需要觀察7d的血清肌酐變化情況），且易受其他因素干擾（如肌肉溶解）的不足。對膿毒癥相關AKI的無創診斷標志物研究一直是臨床的熱點。中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白（neutrophil gelatinase associated lipocalin，NGAL）屬于載脂蛋白家族成員，分子量約25.0kDa，生理狀態下NGAL在腎臟組織中表達極低，而腎功能損害時NGAL的表達明顯升高[4]。半胱氨酸蛋白酶抑制劑（cystain C，CysC）是分子量為13kDa的糖基化蛋白，其可被腎小球自由濾過，并在近曲小管分解。因此，腎小球濾過功能是影響外周循環中CysC水平的最主要因素，腎小球濾過率（glomerular filtration rate，GFR）降低時血清CysC會明顯升高[5]。基于此，本研究通過檢測膿毒癥相關AKI患者血清NGAL、CysC水平，探討這兩項指標對AKI的臨床診斷效能，現報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2013年5月至2016年5月中國人民解放軍第一一三醫院ICU收治的膿毒癥患者156例，其中男 117 例，女 39 例；年齡 28～75（44.95±11.18）歲。排除標準：（1）肝細胞癌患者；（2）既往有明確診斷的基礎慢性腎病患者；（3）妊娠期婦女、兒童患者；（4）糖尿病患者。患者符合下述中的一項即可診斷為AKI：（1）血清肌酐水平48h內增高≥0.3mg/dl（或升高≥50%）；（2）7d內血清肌酐升高≥1.5倍基線值；（3）尿量持續6h＜0.5ml/kg/h[6]。AKI分期標準：（1）AKI-1 期，血清肌酐水平升高（＞0.3mg/dl或≥50%），尿量持續 6h＜0.5ml/kg/h；（2）AKI-2期，血清肌酐水平升高（＞200%～300%），尿量持續12h＜0.5ml/（kg·h）；（3）AKI-3期，血清肌酐水平升高（＞300%或＞4.0mg/dl），持續24h少尿[＜0.5ml（/kg·h）] 或持續12h無尿[7]。根據是否發生AKI將患者分為AKI組（71例）與無AKI組（85例）。

1.2 方法

1.2.1 一般資料收集與常規實驗室檢查指標檢測 收集并記錄患者一般資料，包括性別、年齡、BMI等，常規檢測患者ALT、TBil、國際標準化比值（INR）、血清肌酐、WBC、PLT等指標。根據實驗室檢查指標計算估算的腎小球濾過率（eGFR），計算公式為eGFR=175×[血清肌酐（mg/dl）] -1.234×[年齡（歲）] -0.179×性別（男性=1，女性=0.79）[8]。此外，對每例患者行急性生理與慢性健康狀況評分（APACHEⅡ評分）[9]。

1.2.2 血清NGAL、CysC水平檢測 采用ELISA法。抽取患者清晨空腹靜脈血2ml，離心后留取血清分裝凍存于-20℃冰箱，檢測前提前2h于室溫下復融備用。NGAL、CysC檢測的ELISA試劑盒均購自上海遠慕生物科技有限公司，操作按照試劑盒說明書進行，檢測時設置2個復孔，根據檢測OD值與標準曲線計算血清NGAL、CysC水平，結果取平均值。

1.3 觀察指標 （1）比較兩組患者一般資料、常規實驗室檢查指標、血清NGAL及CsyC水平；（2）比較AKI組中不同AKI分期的患者血清NGAL、CysC水平；（3）分析AKI組患者血清NGAL、CysC水平與各臨床指標的相關性；（4）分析血清NGAL、CysC水平診斷膿毒癥相關AKI的效能。

1.4 統計學處理 應用SPSS 20.0統計軟件；正態分布的計量資料以表示，多組比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用SNK檢驗，兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；非正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗；計數資料以頻數和構成比表示，兩組比較采用χ2檢驗；相關性分析采用Pearson相關或Spearman相關分析；采用ROC曲線評估診斷效能，AUC≥0.750視診斷效能較高；P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者一般資料、常規實驗室檢查指標、血清NGAL及CsyC水平比較 見表1。

由表 1 可見，兩組患者性別、BMI、TBil、INR 等比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）。與無AKI組患者比較，AKI組患者年齡較大，ALT、WBC、血清肌酐水平、APACHEⅡ評分、NGAL、CysC均較高，PLT水平、eGFR均較低，兩組比較差異均有統計學意義（均P＜0.05）。

2.2 AKI組中不同AKI分期的患者血清NGAL、CysC水平比較 見圖1。

表1 兩組患者一般資料、常規實驗室檢查指標、血清NGAL及CsyC水平比較

圖1 AKI組中不同AKI分期的患者血清NGAL、CysC水平比較（a：NGAL水平比較；b：CysC水平比較）

由圖 1 可見，AKI組中 AKI-1、AKI-2、AKI-3 期的患者血清NGAL[（68.99±27.51）、（97.24±25.39）、（120.62±24.37）ng/ml] 、CysC[（1.34±0.52）、（1.33±0.50）、（2.01±0.60）μg/dl] 水平比較差異均有統計學意義（均P＞0.05）。除AKI-1期與AKI-2期患者血清CysC水平外，其余組間兩兩比較差異均有統計學意義（均P＜0.05）。

2.3 AKI組患者血清NGAL、CysC水平與各臨床指標的相關性分析 見圖2、表2。

由圖2、表2可見，AKI組患者血清NGAL水平與年齡、血清肌酐水平、APACHEⅡ評分、血清CysC水平、AKI分期均呈正相關（均P＜0.05），與eGFR呈負相關（P＜0.05）；血清CysC水平與年齡、血清肌酐水平、APACHEⅡ評分、AKI分期均呈正相關（均P＜0.05），與eGFR呈負相關（P＜0.05）。

2.4 血清NGAL、CysC水平診斷膿毒癥相關AKI的效能 血清NGAL、CysC水平診斷膿毒癥相關AKI的ROC曲線見圖3。

由圖3可見，血清NGAL水平診斷膿毒癥相關AKI的 AUC 為 0.784（95%CI：0.711～0.857，P＜0.001），當血清NGAL水平的截斷值取69.70 ng/ml時，診斷靈敏度為0.718，特異度為0.729，陽性預測值為0.607，陰性預測值0.756，約登指數為0.447。血清CsyC水平診斷膿毒癥相關 AKI的 AUC 為 0.776（95%CI：0.703～0.850，P＜0.001），當血清 CsyC 水平的截斷值取 1.282 μg/dl時，診斷靈敏度為0.662，特異度為0.788，陽性預測值為0.708，陰性預測值為0.725，約登指數為0.450。血清NGAL聯合CsyC診斷膿毒癥相關AKI的AUC為0.830（95%CI：0.764～0.896，P＜0.001）。

3 討論

AKI是入住ICU的膿毒癥患者多器官功能衰竭的重要表現，對AKI的早期準確診斷有助于對膿毒癥患者的預后評估，指導臨床采取針對性治療措施，從而達到改善預后的目的[10]。基于血清肌酐與尿量評估的AKI診斷標準存在靈敏度不高、時效性差的不足，同時這也是導致AKI患者病死率高的關鍵因素[11]。因此，尋找更為準確的無創指標對提高膿毒癥相關AKI的診斷效能有著十分重要的臨床意義。既往基于AKI動物模型的研究顯示，發生AKI時外周循環NGAL、CysC水平明顯升高，且升高程度與AKI嚴重程度存在相關性[12-13]。因此，本研究對膿毒癥患者進行研究，觀察了并發AKI時患者血清NGAL、CysC水平的變化，并對這兩種指標的診斷價值進行了分析。

本研究結果顯示，膿毒癥相關AKI的患者血清NGAL、CysC水平明顯升高，且升高程度與提示腎功能損害（血清肌酐、eGFR）及疾病嚴重程度（APACHEⅡ評分）的臨床指標存在的相關性。同時，本研究還發現血清NGAL、CysC水平用于診斷膿毒癥相關AKI的臨床價值較高（AUC分別為0.784、0.776），有著一定的臨床應用價值。Matsa等[14]發現，并發AKI的ICU患者血清NGAL水平較無AKI患者明顯升高，且入住ICU后24、48h的血清NGAL水平診斷AKI的準確度分別可達0.88、0.87，提示血清NGAL水平用于AKI的良好診斷價值，且診斷時間間隔較短。Patel等[15]對并發AKI的膿毒癥患者尿液NGAL水平的診斷價值進行了研究，結果顯示AKI患者尿液NGAL水平明顯升高，當截斷值取199.99ng/ml時，診斷的準確度可達0.82，靈敏度為0.90，特異度為0.65。Md等[16]針對入住ICU的膿毒癥患者的研究也發現，并發AKI時患者血清NGAL水平明顯升高，且 NGAL 診斷 AKI的 ACU 達 0.81（95%CI：0.74～0.87）。這些研究結果均提示NGAL用于膿毒癥相關AKI診斷的良好價值，為NGAL的臨床應用提供了證據支持。

圖2 AKI組患者血清 NGAL、CysC 水平與各臨床指標的散點圖（a：年齡與 NGAL；b：年齡與 CysC；c：ALT 與 NGAL；d：ALT 與 CysC；e：WBC 與 NGAL；f：WBC 與 CysC；g：PLT 與 NGAL；h：PLT 與 CysC；i：Cr與 NGAL；j：Cr 與 CysC；k：eGFR 與 NGAL；l：eGFR 與 CysC；m：APACHEⅡ評分與 NGAL；n：APACHEⅡ評分與 CysC；o：AKI分期與 NGAL；p：AKI分期與 CysC）

表2 AKI組患者血清NGAL、CysC水平與各臨床指標的相關性分析

圖3 血清NGAL、CysC水平診斷膿毒癥相關AKI的ROC曲線

另一方面，如Yong等[17]對血清CysC水平預測AKI的效能進行了薈萃分析，包含了30項前瞻性研究中的AKI患者，結果顯示CysC水平診斷AKI的準確度可達0.90，靈敏度為0.82，特異度為0.82，提示了CysC的良好診斷價值。Leem等[18]基于入住ICU膿毒癥患者的研究發現，基線CysC水平升高是發生AKI的獨立危險因素（OR=19.30，95%CI：2.58～144.50，P＜0.001）。這些結果均與本研究結果相似，提示了血清CysC水平診斷膿毒癥相關AKI的優良效能。此外，Yegenaga等[19]基于入住ICU膿毒癥患者的研究顯示，與血清CysC相比，血清NGAL水平隨腎功能的改變更為明顯，NGAL預測AKI發生的準確度要優于CysC。而這些結果也還需要在更為嚴謹的研究中加以驗證。

綜上所述，本研究結果顯示膿毒癥相關患者AKI血清NGAL、CysC水平明顯升高，且該兩項指標用于診斷AKI的臨床價值均較高。當然，本研究也存在一定的不足，如缺少對血清NGAL、CysC水平隨疾病進展的動態變化觀察，以及其對AKI患者的預后分析。今后的研究不僅需要繼續篩選敏感的無創生物學指標，還應加強多指標聯合診斷模型的探索，從而進一步優化對AKI的臨床診斷。