膿毒癥并發(fā)急性腎損傷患者血漿鐵水平與NGAL的相關(guān)性研究

張 巍，吳 穎，肖 烽，黨宗彥，何再明

（上海市普陀區(qū)利群醫(yī)院急診醫(yī)學(xué)科，上海 200333）

膿毒癥（sepsis）由細(xì)菌等病原微生物侵入機(jī)體引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征[1]，其被認(rèn)為是導(dǎo)致急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）最常見的危險(xiǎn)因素[2]。研究顯示[3，4]，40%～75%的膿毒癥患者均可并發(fā)AKI，且膿毒癥并發(fā)AKI 患者的死亡率高達(dá)70%。膿毒癥并發(fā)AKI的發(fā)病機(jī)制至今仍未被完全闡明，炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激反應(yīng)、微血管內(nèi)皮功能障礙、腎小管上皮細(xì)胞損傷等均是膿毒癥致AKI發(fā)病的潛在機(jī)制[5-7]。中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白（neutrophil gelatinase -associated lipocalin，NGAL）屬于脂質(zhì)運(yùn)載蛋白家族，其是一種由中性粒細(xì)胞分泌的抑菌劑，通過綁定細(xì)菌的鐵載體，起隔離鐵、剝奪細(xì)菌鐵的作用，導(dǎo)致細(xì)菌不能增長[8-10]。本研究主要探討膿毒癥并發(fā)AKI 患者血漿鐵與NGAL的相關(guān)性，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年1月-2020年6月上海市普陀區(qū)利群醫(yī)院急診醫(yī)學(xué)科診治的120 例膿毒癥患者，根據(jù)AKI 網(wǎng)絡(luò)組織（acute kidney injure network，AKIN）診斷標(biāo)準(zhǔn)，將入院時已并發(fā)AKI的55例患者作為入院AKI組，未發(fā)生AKI的65 例患者為入院非AKI組，另將入院非AKI組根據(jù)患者入院48 h 后是否并發(fā)AKI 分為48 h AKI組26 例和48 h非AKI組39 例。入院AKI組與非AKI組性別、年齡、感染部位比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批通過，患者知情同意并簽署知情同意書。

表1 入院AKI組與非AKI組一般資料比較（±s，n）

表1 入院AKI組與非AKI組一般資料比較（±s，n）

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) 符合膿毒癥診斷標(biāo)準(zhǔn)；符合AKIN關(guān)于AKI的診斷標(biāo)準(zhǔn)，即腎功能在48 h 內(nèi)突然減退，表現(xiàn)為至少2 次血清肌酐升高的絕對值≥26.5 μmol/L（0.3 mg/dl）或血肌酐較基礎(chǔ)值升高≥50%（增加1.5 倍）；或者尿量＜0.5 ml/（kg·h），持續(xù)6 h 以上。

1.3 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡＞18 歲；②符合膿毒癥及AKI 診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①終末期腎病患者；②確診和懷疑急進(jìn)型腎小球腎炎、急性腎間質(zhì)腎炎、腎血管疾病以及曾經(jīng)腎移植的患者。

1.4 方法 于入院時及入院后48 h，采取患者靜脈血，經(jīng)3000 r/min 離心，移取上層血漿液2 ml 貯存于EDTA 防凝血小管，并保存在-80 ℃超低溫冰箱待檢，使用免疫增強(qiáng)比濁法檢測血漿NGAL，使用比色法檢測血漿鐵。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；非正態(tài)分布的計(jì)量資料以[M（P25，P75）]表示，組間比較采用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以（n）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；采用Spearman 相關(guān)性分析血漿鐵水平與NGAL的關(guān)系。以P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 入院AKI組與非AKI組血漿鐵、NGAL 水平比較 兩組入院后48 h 血漿鐵比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；而入院AKI組入院時NGAL、血漿鐵及入院后48 h NGAL 高于入院非AKI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 入院AKI組與非AKI組血漿鐵、NGAL 比較[M（P25，P75）]

2.2 入院48 h AKI組與48 h 非AKI組血漿鐵、NGAL 水平比較 48 h AKI組與48 h 非AKI組入院時、入院后48 h 血漿鐵、NGAL 水平比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表3。

表3 入院48 h AKI 組與48 h 非AKI 組血漿鐵、NGAL 水平比較（±s）

表3 入院48 h AKI 組與48 h 非AKI 組血漿鐵、NGAL 水平比較（±s）

2.3 膿毒癥并發(fā)AKI 患者血漿鐵水平與血漿NGAL的關(guān)系 Spearman 相關(guān)性分析顯示，入院AKI組入院時、入院后48 h 血漿鐵與血漿NGAL 呈正相關(guān)（r=0.535、0.498，P＜0.05），見圖1、圖2；48 h AKI組入院時、入院后48 h 血漿鐵與血漿NGAL 呈正相關(guān)（r=0.593、0.641，P＜0.05）。

圖1 入院AKI組入院時血漿鐵與NGAL的關(guān)系

圖2 入院AKI組入院后48 h 血漿鐵與NGAL的關(guān)系

3 討論

NGAL 是一種分子量為25 KDa的糖蛋白[11]，屬于脂質(zhì)運(yùn)載蛋白家族。NGAL 合成于粒單系早期髓細(xì)胞階段，在人體的正常生理狀態(tài)下，其除了在中性粒細(xì)胞表達(dá)外，還在骨髓、子宮、前列腺、涎腺、胃、結(jié)腸、氣管、肺、肝、腎等組織中以極低水平表達(dá)[12]；在病理狀態(tài)，如炎癥、感染、中毒、缺血、腫瘤時，其表達(dá)大幅增加[13]。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)NGAL 存在3 種結(jié)構(gòu)形式，即單倍體、二倍體和三倍體。單倍體和部分二倍體的NGAL 是腎臟管狀細(xì)胞分泌的主要形式，三倍體來自于中性粒細(xì)胞[11]。NGAL 具有參與機(jī)體免疫應(yīng)答、促進(jìn)細(xì)胞生長、前列腺素合成等功能，在腎臟發(fā)育中可促進(jìn)細(xì)胞修復(fù)。膿毒癥是宿主對感染反應(yīng)失調(diào)引起的危及生命的器官功能障礙，其病情特點(diǎn)不僅存在感染，往往還并發(fā)各種器官功能障礙。本研究結(jié)果顯示，入院AKI組入院時、入院后48 h NGAL 高于入院非AKI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；48 h AKI組與48 h 非AKI組入院時、入院后48 h NGAL水平比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），提示與膿毒癥非AKI 患者相比，膿毒癥并發(fā)AKI 患者NGAL 水平更高，這與Imoto Y 等[13]研究結(jié)果相似，考慮原因可能是由于膿毒癥并發(fā)AKI 患者血漿NGAL 水平不僅與細(xì)菌感染有關(guān)，還與感染導(dǎo)致的器官功能障礙有關(guān)，即膿毒癥病情越重，NGAL 水平也就越高[14]。

鐵作為人體中最重要的元素之一，在許多關(guān)鍵細(xì)胞功能中起著重要作用，如缺氧、線粒體功能、紅細(xì)胞生成、細(xì)胞周期進(jìn)程、DNA 合成和修復(fù)以及炎癥調(diào)節(jié)[15]。游離鐵的催化作用已經(jīng)在血紅蛋白尿、缺血/再灌注損傷、橫紋肌溶解、氨基糖苷類藥物和順鉑等誘導(dǎo)的AKI 動物模型研究中被證實(shí)。在動物模型中，鐵螯合劑對AKI 發(fā)揮保護(hù)作用，是鐵介導(dǎo)AKI的直接證據(jù)[14]。有研究顯示[9]，鐵對膿毒癥患者機(jī)體細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外微生物均有一定作用，其可通過氧化還原循環(huán)和誘導(dǎo)氧化自由基對細(xì)胞造成傷害。過量的鐵可進(jìn)一步促進(jìn)炎癥和細(xì)胞的凋亡，對腎臟等組織有害[11]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組入院后48 h 血漿鐵比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；而入院AKI組入院時血漿鐵水平高于入院非AKI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；48 h AKI組與48 h 非AKI組入院時、入院后48 h 血漿鐵水平比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），提示與膿毒癥性非AKI 相比，膿毒癥并發(fā)AKI 患者的血漿鐵水平升高，尤其入院后新增膿毒癥并發(fā)AKI 患者的血漿鐵水平相對更高。

細(xì)菌的生長需要鐵，NGAL 通過與鐵綁定而耗盡鐵，可導(dǎo)致細(xì)菌無法繁殖。研究表明[14]，NGAL 基因缺陷的小鼠，其由于體內(nèi)中性粒細(xì)胞吞噬功能減弱，無法起到殺滅細(xì)菌作用，同時由于中性粒細(xì)胞驅(qū)化和附著能力的下降，從而導(dǎo)致中性粒細(xì)胞無法聚集到炎癥區(qū)域發(fā)揮功能。因此，NGAL的抗菌作用不僅通過清除細(xì)菌鐵，還包括對中性粒細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)[15]。本研究Spearman 相關(guān)性分析顯示，入院AKI組入院時、入院后48 h 血漿鐵與血漿NGAL 呈正相關(guān)（r=0.535、0.498，P＜0.05），提示膿毒癥患者的血漿鐵與NGAL 可能存在一定的相關(guān)性；48 h AKI組入院時、入院后48 h 血漿鐵與血漿NGAL 呈正相關(guān)（r=0.593、0.641，P＜0.05），提示膿毒癥并發(fā)AKI 患者血漿鐵與血漿NGAL 相關(guān)性更高，這可能與血漿NGAL 不僅是細(xì)菌感染先天免疫的重要組成部分，還是一種鐵螯合劑有關(guān)[16]。血漿NGAL 通過捕獲鐵，使微生物缺鐵，是機(jī)體對抗感染的一種前哨策略[8]。研究顯示[17,18]，心臟手術(shù)術(shù)后患者尿液中的鐵隨NGAL 水平升高或降低，可預(yù)示早期AKI的發(fā)生。既往研究也表明[19，20]，鐵螯合劑具有對腎臟功能的保護(hù)作用。

綜上所述，膿毒癥并發(fā)AKI 患者血漿鐵與NGAL 存在一定相關(guān)性。但由于本研究系單中心觀察性研究，試驗(yàn)中納入病例數(shù)相對少、觀察時間短、膿毒癥患者病情復(fù)雜等原因，研究結(jié)果并不能明確血漿鐵是導(dǎo)致血漿NGAL 升高的直接因素。因此，在未來研究中應(yīng)開展多中心聯(lián)合的大樣本研究，以便獲得更加可靠的研究數(shù)據(jù)。