評估腎小球功能的內源性標志物

黃思華

廣州市番禺區中心醫院腎內科，廣州 511400

目前，慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）的防治已成為世界各國面臨的重要公共衛生問題，患者數量逐年增長，全球CKD患病率為14.3%，我國CKD總患病率為10.8%［1］。因此，早期發現CKD，評估其腎功能，對其盡早進行干預，延緩進展速度，對患者尤為重要。腎小球濾過率（glomerular filtration rate，GFR）是用來評估腎功能最重要的參數，但GFR不能直接測得，主要通過其他物質腎血漿清除率來測定。目前用來測定GFR的標志物可分為內源性和外源性。內源性標志物有肌酐（creatinine，Cr）、尿素氮、胱抑素C（cystain C，Cys C）、β2-微球蛋白（beta 2-microglobulin，B2M）、β痕跡蛋白（beta-trace protein，BTP）等，外源性指標有菊粉、51鉻-乙二胺四乙酸（51Cr-EDTA）、99m锝-二亞乙基三胺五乙酸（99mTc-DTPA）、碘海醇等［2-5］。外源性標志物測定過程繁瑣，設備昂貴，在臨床上使用受到一定限制。本文對常用的幾種內源性標志物展開闡述。

內源性標志物

1、Cr及其估算GFR公式

Cr是目前最常用來評估腎功能的標志物，易受性別、飲食、年齡和種族等影響［6］。即使血Cr敏感度低，仍是目前最為常用的評估GFR的內源性標志物，目前常用估算GFR公式有Cockcroft-Gault（C-G）公式、腎臟病膳食改良試驗（modification of diet in renal disease，MDRD）公式、MDRD簡化公式、慢性腎臟病流行病學協作組（chronic kidney disease epidemiology collaboration，CKD-EPI）公式［7-11］。

1.1、C-G公式（表1）1976年C-G公式主要是通過計算內生肌酐清除率（endogenous creatinine clearance rate，Ccr）反應腎功能，是基于249名男性成人創建而得，無需檢測尿液標本。由于女性脂肪和肌肉比重不同于男性，因此C-G公式用于女性時需要降低15%校正Ccr［7］。C-G公式自面世以來被廣泛應用于臨床，用于檢測腎功能不全的發病情況，調整藥物劑量及治療效果。然而，C-G公式并不能十分準確地評估GFR，在GFR較低時高估GFR，在GFR較高時低估GFR［12］。英國一項研究表明，在終末期腎病患者，C-G公式估算GFR比24 h Cr清除率高14%，比菊粉清除率高35%，這主要與C-G公式高估Ccr和未校正標準體表面積相關［13］。

1.2、MDRD公式（表1） 為盡可能準確評估GFR，1999年一項多中心對照研究，以125I-碘酞酸鹽清除率為參考標準，創建了多條MDRD公式，其中公式7免于測量尿液指標，且準確性高于C-G公式，故臨床上常用的MDRD公式實際是指包含了6變量的MDRD 7公式［8］。MDRD公式是基于CKD患者推算出來的，只包括白人、黑人的相關系數，無其他民族的系數，仍需更多研究在不同人群中認證及校正。有研究顯示，MDRD公式應用于終末期腎病患者低水平GFR會高估GFR，在更高水平GFR時會低估GFR［14］。在腎功能正常患者，C-G公式和MDRD公式均低估其GFR值，但在大多數情況下MDRD公式要比C-G公式更為精確地估算GFR［12，15］。MDRD公式是臨床應用較為廣泛的估算GFR公式之一，在評估腎功能、制定診療方案、制藥等方面具有重要地位。2002年美國腎臟病預后質量倡議（kidney disease outcome quality initiative，KDOQI）推薦成人使用C-G公式和MDRD公式評估腎功能［16］。

1.3、簡化MDRD公式（表1）2002年在MDRD公式基礎上進行簡化而得MDRD簡化公式，包含血Cr（SCr）、年齡、性別和種族4要素，MDRD簡化公式與MDRD公式的精確度和準確性非常接近［10］。國外研究表明在無腎病健康成人當中，MDRD公式和MDRD簡化公式，這兩條估算公式在30%準確性和50%準確性均優于C-G公式；然而無論MDRD公式還是MDRD簡化公式，始終低估GFR，而C-G公式則高估GFR［17］。我國研究表明，使用簡化MDRD公式評估中國患者GFR，發現該公式在CKD各期均低估GFR，在CKD 1～3期能較準確地估算GFR，但在CKD 4～5期估算GFR符合率較差［18-19］。MDRD公式如果應用于中國患者，需根據中國患者人群調整相應系數以接近實際GFR。因此，2006年全國eGFR課題協作組使用454例CKD患者資料創建中國改良簡化MDRD公式，并在230例患者中驗證；與MDRD公式、簡化MDRD公式相比，中國改良簡化MDRD公式在CKD各期偏倚更小，精確性更高［9］。

1.4、CKD-EPI-Cr公式（表1） 2009年，一項研究基于8 254名受試者創建了CKD-EPI-Cr公式，該公式以碘酞酸鹽血漿清除率為參考值，并在3 896名受試者中驗證，改善MDRD公式低估GFR的缺點［11］。該公式在GFR>60 ml·min-1·（1.73 m2）-1人群中，準確性優于MDRD公式；在GFR<60 ml·min-1·（1.73 m2）-1人 群 中，準 確 性 與MDRD公式相當。當估算GFR正常或腎功能輕微下降患者時，CKD-EPI-Cr公 式 準 確 性 要 優 于MDRD公 式［11］。2012年KDOQI指南推薦使用CKD-EPI-Cr公式去評估成人GFR，能夠更準確地預測死亡及終末期腎病發生［20］。

1.5、全年齡階段人群（full age spectrum，FAS）-Cr公式（表1）2016年，Pottel等［21］開發了FAS公式，包括了6 870名受試者（包括735名兒童、4 371名成人和1 764名老人），FSA-Cr公式包含參數Q值，主要是指白種人健康人群血Cr的均值或中位數，不同年齡、性別Q值各不相同。研究表明，兒童和青少年中，FAS-Cr公式與Schwartz公式相比，偏倚更小，準確度更高。在青年和中年人中，FSA-Cr公式與CKD-EPI-Cr公式相比，偏倚更小。在老年人中，FSA-Cr公式與CKD-EPI-Cr公式相比，偏倚更小，準確性更高。FAS-Cr公式表現出與目前兒童（Schwartz公式）、成人（CKD-EPI-Cr公式）、老人（BIS公式1）推薦方程等價優越性［21］。韓國一項研究表明，在估算成人GFR時，FAS-Cr公式與CKD-EPI-Cr公式相比并沒有優勢，當將Q值校正為首爾Q值，首爾FAS公式的偏倚（FAS比首爾FAS：-2.5比-0.2）、精確性（RMSE：16.3比15.8）、準確性（P30：76.0%比75.8%）均有改善，與CKD-EPI-Cr顯示出同等的效能［22］。當FSA-Cr公式應用于中國CKD患者，FAS-Cr公式比C-G公式、CKD-EPI-Cr公式偏倚更小、準確性更高［23］。

2、Cys C及其估算GFR公式

由于Cr容易受多種因素影響，非腎性因素的存在，盡管Cr標準化校正，Cr公式仍是有一定的誤差。Cys C與Cr相比，受肌肉、飲食等因素更小，被認為是潛在的Cr替代物，可用于評估GFR［6，24］。然而有些研究表明，單一Cys C公式估算GFR并不比Cr估算得更準確，這可能跟Cys C未知的非腎性影響因素相關［25］。基于Cys C的公式有CKD-EPI-Cys C公式、CAPA-Cys C公式、Li-F公式、FAS-Cys C公式等［25-28］。應用較為廣泛的主要是CKD-EPI-Cys C公式、CKD-EPI-Cr/Cys C公式。

2.1、CKD-EPI-Cys C公式、CKD-EPI-Cr/Cys C公式（表1）2012年Inker等［25］基于5 352名參與者創建了CKD-EPI-Cys C公式、CKD-EPI-Cr/Cys C公式，研究表明，在評估GFR時，CKD-EPI-Cys C公式并不比CKE-EPI-Cr公式更具優勢，但CKD-EPI-Cr/Cys C公式可以更為靈敏、準確地估算GFR。一項國外研究以菊粉清除率為標準，結果顯示CKD-EPI-Cr公式、CKD-EPI-Cys C公式和CKD-EPI-Cr/Cys C公式之間平均偏差接近且可忽略，CKD-EPI-Cr/Cys C公式是之中偏倚最小、精確性和準確性最高的公式［29］。

2.2、FAS-Cys C公式 和FAS-Cr/Cys C公 式（表1）2017年Pottel等［28］將FAS公式的Cr/QCr替換成Cys C/QCysC，創建了FAS-Cys C公式和FAS-Cr/Cys C公式。研究表明，在兒童及青少年中，FAS-Cys C公式（P30=86.1%，P<0.000 1）優于CAPA公式（P30=76.6%，P<0.000 1）；在成人，FAS-Cys C公式（P30=82.6%）與CKD-EPI-Cys C公式（P30=80.4%）相比具有同等優勢，FAS-Cr/Cys C公式（P30=89.9%）與CKD-EPI-Cr/Cys C公式（P30=88.2%）具有同樣優勢；在老年人，FAS-Cys C公式（P30=88.2%）優于CKD-EPI-Cys C公式（P30=84.4%），FAS-Cr/Cys C公式（P30=91.2%）優于CKD-EPI-Cr/Cys C公式（P30=85.6%）［28］。在中國一項包括1 184名中國成人的多中心研究，所有受試者均完善99mTc-DTPA檢測GFR，該研究顯示，在中國人群中，尤其是老年人群，FAS-Cr/Cys C公式比CKD-EPI-Cr/Cys C公式更具優勢，偏倚更小，精確性和準確性更好［30］。該公式適用性仍需更多研究進一步驗證。

3、B2M及其估算GFR公式（表1）

B2M是新型內源性GFR標志物，廣泛存在于細胞外液，如血漿、尿液、腦脊液、唾液等。相對來說，B2M較Cr受年齡、性別、種族等因素影響更小，但合并感染、腫瘤、自身免疫性疾病時B2M也會升高［31-33］。有研究表明，B2M不能通過胎盤，可以通過檢測胎兒或新生兒臍帶血中B2M評估其腎小球功能，不受母體影響［34］。目前基于B2M的GFR評估公式有Ikezumi公式、CKD-EPI-B2M公式、Wong公式等［31-32，35］。2015年日本研究顯示，當GFR下降時，B2M明顯升高，并以菊粉清除率為參考值，基于137名兒童及青少年CKD患者創建了Ikezumi公式，可用于臨床兒童和青少年篩查腎功能［32］。2016年Inker等［31］開發了CKD-EPI-B2M公式，該研究結果顯示，CKD-EPI-B2M公式在估算GFR方面，與CKD-EPI-Cys C公式和CKE-EPI-Cr公式相比并不具優勢，在臨床應用前還需要進一步研究。

4、尿素氮

尿素氮是最初評估腎功能的內源性標志物，受飲食、蛋白代謝及肝臟功能等因素影響，其準確性及敏感性欠佳，不能成為早期監測腎功能變化的指標，臨床上測定尿素氮多用于粗略觀察腎小球的濾過功能［36］。臨床上，一般不單獨測定尿素來判斷GFR，同時測定血清尿素和血清Cr更有意義，涉及相關公式主要為MDRD公式。

5、BTP及其估算GFR公式（表1）

BTP是人腦脊液中的主要成分，約占腦脊液蛋白的3%，脾、骨髓、脊髓和胸腺等有少量表達，體內BTP產生較為恒定，不受應激反應等影響［2，37-38］。血BTP可以早期反映腎小球濾過功能，是一種較理想的反映GFR的標志物。腎功能下降時，血Cr測定仍在正常范圍內時，BTP可檢測到升高。由于缺乏使用BTP估算GFR的方式，BTP在臨床應用受到限制。因此，2007年White等［39］基于163例機體穩定的成年腎移植受體，利用逐步多元回歸模型創建了White公式。2008年P?ge等［40］創建3條公式，其中Poge 3公式包含尿素和BTP，是之中最具優勢的公式，與實際GFR差異無統計學意義，而MDRD公式和White公式高估GFR。但新公式是否可取代MDRD公式，仍需更大的研究隊列進一步研究以評估腎外因素對BTP的影響。2009年Benlamri等［41］第一次嘗試創建基于BTP公式去估算兒童GFR，研究結果顯示，在評估兒童GFR方面，Benlamri公式比Schwartz公式更為準確。2015年基于755名兒童創建了Witzel公式，在評估兒童GFR方面優于White公式、Benlamri公式和Schwartz公 式［42］。2016年Inker等［31］開 發 了CKD-EPI-BTP公式、CKD-EPI-B2M/BTP公式，研究顯示CKD-EPI-BTP公式并不比CKD-EPI-Cr公式或CKD-EPI-Cys C公式更精確地評估GFR；CKD-EPI-B2M/BTP公式與CKD-EPI-Cr公式或CKD-EPI-Cys C公式具有接近的精確性，但并不優于CKD-EPI-Cr/Cys C公式。

6、視黃醇結合蛋白（retinol binding protein，RBP）（表1）

RBP是肝臟分泌的一種低分子蛋白，廣泛分布于人體血清、尿液，腦脊液等體液中。在糖尿病、高血壓等疾病的早期，血液中RBP濃度升高，其敏感性比Cr、BUN高，與Cys C、B2M相當［43］。然而也有研究表明，與Cr、Cys C、B2M、BTP相比，RBP與GFR的相關性最小［44］。Donadio［44］創建了Cr、CysC、B2M、RBP等低分子蛋白（low-molecular-weight proteins，LMWP）公式，并通過比較發現，RBP-GFR公式與實際GFR相關性最小，其準確性在預測GFR時較其他預測公式小；該研究者還發現，作為GFR受損的指標時，血LMWP并不比SCr更靈敏或準確；篩查GFR受損時，LMWP公式并不比血LMWP更準確。

外源性標志物

外源性標志物包括菊粉、99mTc-DTPA、51Cr-EDTA、125I-碘酞酸鹽、碘海醇等［5，45］。菊粉清除率是評價GFR的金標準。但計算菊粉清除率需靜脈注射菊粉，過程繁瑣，耗時長，目前僅限于實驗研究，難在臨床上廣泛應用。99mTc-DTPA、51Cr-EDTA、125I-碘酞酸鹽是常用的放射性標志物，利用其測定所得血漿清除率亦可稱為GFR的金標準。放射性核素標志物需利用單光子計算機斷層掃描儀，使用相應公式計算其清除率來測定GFR，一定的輻射吸收劑量會對患者造成損害，需要相應的實驗場所和儀器設備，物品保存及操作均需專門的培訓［46-47］。故在臨床上的應用具有一定的局限性。

總結與展望

外源性標志物測得血漿清除率可作為GFR的參考標準，但因設備昂貴，操作繁瑣，在臨床上應用有所受限。與外源性標志物相比，內源性標志物檢測簡單、便捷，減輕患者痛苦，具有重復性。有研究者嘗試利用內源性標志物創建GFR測算公式的計算機智能系統，為研究腎小球功能提供了新思路［48］。內源性標志物也有一定的局限性：（1）標志物與GFR具有較好的相關性，但不能夠準確地評估GFR，即使采用公式法可以提高評估GFR，也只能評估機體總腎功能，而不能評估分腎功能。（2）新的內源性標志物因檢測成本高，尚未廣泛應用，受腎外因素影響仍需更多研究進一步驗證。（3）不同公式開發人群、檢測試劑各不相同，導致在評估非開發公式人群時或高或低評估GFR。致力于創建出準確、快速有效、經濟實惠的GFR估算公式，對CKD患者減輕經濟負擔、減少檢測痛苦及提供便捷，一直是醫學工作者的目標和難題。因此，日后仍需更多研究去開發靈活可靠的GFR公式，以適用于不同人群，或者去尋找新方法更好地評估腎功能。