冠心病患者經皮冠狀動脈介入術相關造影劑急性腎損害的影響因素分析及KIM-1、NGAL、NHE3的預測價值*

陳西，羨微微，盛勇，張國民，孫生健，于翠迪

（齊齊哈爾醫學院附屬第一醫院 1.心血管內科，2.腎內科，3.醫學影像科，4.放射介入科，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（以下簡稱冠心病）是中老年人群罹患風險較高的一類心血管疾病，病情進展可誘發急性心肌梗死，威脅患者的生命安全。經皮冠狀動脈介入術（percutaneous coronary intervention,PCI）作為現階段治療冠心病的首選方案，借助導絲或導管直接作用于冠狀動脈病灶，修復血管狹窄，促進血流灌注恢復，療效確切[1-2]。然而，PCI 術中造影劑的使用雖然增加了冠狀動脈血管內狹窄、堵塞或血栓的辨識度，但同樣存在腎損傷風險，可導致腎臟儲備及代償功能下降，誘發造影劑急性腎損害（contrast-induced acute kidney injury,CIAKI），影響患者預后[3-4]。目前，冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的診斷標準以歐洲泌尿生殖放射學會[5]提出的造影劑管理指南為主，即靜脈注射造影劑后48～72 h 內監測到急性腎功能減退，血肌酐（serum creatinine,Scr）≥ 25%術前基礎值或升高＞44.2 μmol/L。但對冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的預測尚無統一標準或共識。

Scr 是目前輔助評估腎功能的生物學標志物，可準確反映腎臟濾過功能，常作為慢性腎臟病、急性腎損傷等腎疾病治療反應性及藥物代謝性腎損傷中藥物劑量調整的參考[6]。但冠心病患者PCI 術中使用造影劑后，Scr 水平往往在術后24～48 h 升高，5～7 d 左右達峰值，而發生CIAKI 的時間段在靜脈注射造影劑后48～72 h 內，與Scr 變化存在交叉重合區，因此參考Scr 水平無法對CIAKI 進行早期診斷，可能導致漏診[7]。隨著近幾年基因及蛋白技術發展，有研究發現尿液中腎損傷分子-1（kidney injury molecule-1,KIM-1）、中性粒細胞明膠酶相關脂質結合蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL）及鈉/氫交換蛋白3（sodiumhydrogen exchanger 3,NHE3）在急性腎損傷早期具有更高的敏感性，可能成為預測冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的高敏性生物學標志物[8-10]。但目前針對冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的影響因素及與KIM-1、NGAL、NHE3 相關性的報道較少。基于此，本研究采用回顧性分析對冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的影響因素及與KIM-1、NGAL、NHE3 的關系進行探究，為冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的預防及治療提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性分析2021年7月—2022年6月在齊齊哈爾醫學院附屬第一醫院行PCI 的142 例冠心病患者的病歷資料。本研究通過院內醫學倫理會審批。納入標準：①符合美國心臟病學會/美國心臟協會實踐指南工作組[11]制訂的冠心病診斷標準；②行PCI治療；③疾病類型為穩定型心絞痛或非ST 段抬高型急性冠脈綜合征；④年齡＞18 歲；⑤PCI 術前Scr水平正常；⑥使用碘化造影劑；⑦PCI 術前及術后72 h 內腎功能檢測指標記錄完整。排除標準：①慢性腎病；②PCI 圍手術期使用磺胺類（如磺胺乙氧惡唑）、氨基糖苷類（如萬古霉素）等腎毒性藥物；③惡性腫瘤；④活動性出血；⑤合并腦血管疾病；⑥心血管介入治療史，或心肌梗死病史；⑦哺乳或妊娠期女性。

1.2 研究方法

1.2.1 病歷資料收集包括人口學資料（性別、年齡、體質量指數、糖尿病、高血壓）、造影劑使用劑量、心肌功能指標[術前左室射血分數（left ventricular ejection fraction,LVEF）]、術前白細胞、血小板、紅細胞、纖維蛋白原、總蛋白、Scr、腎小球濾過率（glomerular filtration rate,GFR），以及術前及術后24 h 尿 KIM-1、NGAL、NHE3。GFR=175×Scr-1.234×年齡（歲）-0.179×0.79（女性）。

1.2.2 酶聯免疫吸附試驗（enzyme linked immunosorbent assay,ELISA）檢測尿KIM-1、NGAL、NHE3收集尿液樣品，3 500 r/min 離心12 min，離心半徑13.5 cm，收集上清液。在ELISA 微孔板中分別涂覆抗人KIM-1、NGAL、NHE3 抗體，后將標準品和待測樣品加入不同的孔中。37 ℃孔板孵育1～2 h，分別使KIM-1、NGAL、NHE3 與捕獲抗體結合。使用PBS 洗滌孔板3 min/次，共5 次，去除非特異性結合物質。加入酶標記的二抗（辣根過氧化物酶），使其與孔中殘余的KIM-1、NGAL、NHE3 結合，再次洗滌孔板3 min/次，共5 次。將底物溶液加入酶標二抗結合的孔中，觸發酶催化反應，產生可測量的顏色反應。反應5～15 min，待顏色穩定后加入相應反應停止溶液終止酶反應。使用酶標儀測量顏色反應強度，使用標準曲線檢測待測樣品KIM-1、NGAL、NHE3 濃度。KIM-1 試劑盒購自上海澤葉生物科技有限公司，NGAL 試劑盒購自上海瑞番生物科技有限公司，NHE3 試劑盒購自上海酶儀生物科技有限公司。

1.2.3 分組參考歐洲泌尿生殖放射學會[5]制訂的CIAKI 標準：靜脈注射造影劑后48～72 h 內監測到急性腎功能減退，Scr≥ 25%術前基礎值和/或升高＞44.2 μmol/L，將入組患者分為CIAKI 組和非CIAKI 組。

1.3 統計學方法

數據分析采用SPSS 26.0 統計軟件。計量資料以均數±標準差（±s）表示，比較用t檢驗。計數資料以構成比或率（%）表示，比較用χ2檢驗；影響因素的分析用多因素逐步Logistic 回歸模型；繪制受試者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲線。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 CIAKI發生率

142 例行PCI 的冠心病患者中發生CIAKI 25 例（17.61%），包括單一Scr ≥ 25%術前基礎值20 例，單一升高＞44.2 μmol/L 2 例，同時滿足Scr ≥ 25%術前基礎值和升高＞44.2 μmol/L 3 例。

2.2 兩組患者術前基線資料比較

兩組患者年齡、體質量指數（body mass index,BMI）及術前LVEF、白細胞、血小板、紅細胞、纖維蛋白原、總蛋白、Scr 比較，經t檢驗，差異均無統計學意義（P＞0.05）。兩組性別、高血壓比較，經χ2檢驗，差異均無統計學意義（P＞0.05）。兩組患者糖尿病占比比較，經χ2檢驗，差異有統計學意義（χ2=9.544，P=0.002），CIAKI 組高于非CIAKI 組；兩組患者造影劑使用劑量和術前GFR 比較，經t檢驗，差異均有統計學意義（t=7.857、3.341，均P=0.001），CIAKI 組造影劑使用劑量高于非CIAKI 組，術前GFR 水平低于非CIAKI 組。見表1。

表1 兩組患者術前基線資料比較

2.3 兩組患者手術前后尿KIM-1、NGAL、NHE3的變化

兩組手術前后尿KIM-1、NGAL 及NHE3 的差值比較，經t檢驗，差異均有統計學意義（P＜0.05），CIAKI 組手術前后尿KIM-1、NGAL 及NHE3 的差值均高于非CIAKI 組。見表2。

表2 兩組手術前后尿KIM-1、NGAL、NHE3的差值比較（ng/L，±s）

表2 兩組手術前后尿KIM-1、NGAL、NHE3的差值比較（ng/L，±s）

組別CIAKI組非CIAKI組t 值P 值n 25 117 KIM-1差值60.84±15.69 46.21±10.32 5.814 0.001 NGAL差值129.63±26.54 90.13±11.26 11.241 0.000 NHE3差值351.01±42.08 237.69±39.15 12.965 0.000

2.4 冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的影響因素

表3 冠心病患者PCI術后發生CIAKI的多因素逐步Logistic回歸分析參數

2.5 KIM-1差值、NGAL差值及NHE3差值對冠心病患者PCI術后發生CIAKI的預測價值

ROC 曲線分析結果表明，KIM-1 差值、NGAL 差值、NHE3 差值單一及聯合預測冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的敏感性為75.32%（95% CI：0.594，0.831）、68.59%（95% CI：0.537，0.762）、62.77%（95% CI：0.514，0.735）、80.93%（95% CI：0.629，0.924），特異性為74.01%（95%CI：0.583，0.826）、83.16%（95% CI：0.652，0.941）、78.92%（95% CI：0.603，0.875）、81.15%（95% CI：0.638，0.945），曲線下面積（area under curve,AUC）為0.743、0.748、0.762 和0.837，聯合診斷效能最高。見表4。

圖1 KIM-1差值、NGAL差值及NHE3差值單一及聯合預測冠心病患者PCI術后發生CIAKI的ROC曲線

表4 KIM-1差值、NGAL差值、NHE3差值單一及聯合預測冠心病患者PCI術后發生CIAKI的效能分析

3 討論

近幾年，隨著介入診療技術在臨床上應用逐漸成熟，我國在冠心病介入診療方面取得了一定突破，在醫院接受造影檢查及介入治療的患者不斷增加，但同時造影劑的應用同樣隨之增多，導致CIAKI發病率呈升高趨勢。有研究報道，CIAKI 已成為僅次于腎毒性藥物及腎灌注不足所致的院內獲得性腎損傷，對PCI 治療冠心病患者造成潛在威脅[12-13]。相關研究表明，造影劑通過擴張血管作用，增加冠狀動脈血流量，改善血流灌注，促進造影劑更快地輸送至病灶部位，以提高影像質量及診斷準確率[14]。但造影劑代謝過程中經腎小球濾過后被腎臟清除，此過程同樣可引起腎臟血流動力學改變，而腎臟自身具有調節血管收縮及舒張的能力，在造影劑刺激下可促進血管緊張素、兒茶酚胺等血管收縮活性物質的合成、釋放，進而通過激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統及交感神經系統等促使血管收縮，以維持正常的血流動力學平衡。但由于造影劑代謝后腎臟內血管收縮活性因子仍處于活躍狀態，可導致腎髓質發生缺血、缺氧性損傷，引起腎臟代償功能下降，誘導CIAKI 的發生[14-15]。CARADU 等[16]報道，與未發生CIAKI 患者相比，發生CIAKI 患者術后并發癥發生率顯著升高（57.1% vs 20.5%）。因此，篩查影響冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的高危因素，更有助于合理制訂針對性預防及治療方案，改善預后。

本研究結果顯示，CIAKI 組患者PCI 前后KIM-1差值、NGAL 差值及NHE3 差值升高幅度更大，可見冠心病患者PCI 前后KIM-1、NGAL 及NHE3 的變化可能與CIAKI 發生有關。進一步行多因素逐步Logistic 回歸分析，結果顯示KIM-1 差值、NGAL 差值、NHE3 差值是冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的危險因素，表明隨著冠心病患者PCI 術后KIM-1、NGAL 及NHE3 表達水平升高，CIAKI 發生風險更高。造影檢查或治療后，短時間內可導致腎臟小動脈及微血管擴張，血流量增加，誘導腎臟生成血管緊張素，誘導腎血管發生缺血再灌注損傷。KIM-1 作為腎臟缺血再灌注過程中合成的Ⅰ型跨膜糖蛋白，屬于T 細胞免疫球蛋白和黏蛋白結構域家族蛋白，由免疫活性細胞和上皮細胞表達，de SILVA 等[17]研究發現，在急性腎損傷患者中KIM-1、NGAL 表達明顯升高。因此冠心病患者PCI 術后KIM-1 升高幅度可直接反映腎血管損傷程度。MANDURINO-MIRIZZI等[18]研究表明，碘化造影劑可對腎小管上皮細胞產生直接的細胞毒性作用，且損傷程度取決于腎小管上皮細胞暴露于造影劑的持續時間。NGAL 是一種由腎小管上皮細胞產生的蛋白質，在炎癥及組織損傷等應激情況下表達升高。因此冠心病患者PCI 術后NGAL 升高提示CIAKI 發病風險增加。PERROTTA 等[19]研究報道，造影劑經腎臟代謝可導致腎血管出現水電解質紊亂，增加尿酸鹽沉淀及Tamm-Horsfall 蛋白積聚，降低腎小管代謝功能，損傷腎小管。NHE3 是一種存在于腎小管上皮細胞和腸道上皮細胞中的膜蛋白，具有調節細胞內H+與尿液中Na+交換的作用，伴隨鈉尿酸鹽沉積，NHE3 合成信號被激活，因此冠心病患者PCI 術后NHE3 升高同樣反映患者腎損傷程度與CIAKI 發生密切相關。此外，本研究多因素逐步Logistic 回歸分析結果表明，合并糖尿病、造影劑使用劑量及術前GFR 是冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的影響因素。有研究分析，糖尿病患者因處于高糖或高糖波動狀態，可誘導廣泛的血管內皮損傷，引起腎臟彌漫性基底膜病變，提高腎血管對造影劑的敏感性，增加CIAKI 發病風險[20]。GFR 是反映腎小球濾過功能的客觀指標，術前GFR 降低提示腎小球濾過率下降，腎功能基線水平更低，術后更易發生CIAKI[21]。造影劑使用劑量增加使腎臟暴露于更多的造影劑中，腎小管中造影劑濃度隨之升高，損傷腎小管的代謝功能，增加CIAKI 發生風險。本研究ROC 曲線分析結果得出，KIM-1 差值、NGAL 差值、NHE3 差值單一及聯合預測冠心病患者PCI 術后發生CIAKI 的AUC 為0.743、0.748、0.762、0.837。進一步證實冠心病患者PCI 前后KIM-1、NGAL、NHE3 的變化與CIAKI 發生有關，且預測效能良好。

綜上所述，糖尿病、GFR、造影劑使用劑量和PCI 前后KIM-1、NGAL、NHE3 的變化影響CIAKI 的發生，PCI 前后KIM-1 差值、NGAL 差值及NHE3 差值聯合預測CIAKI 的效能較好。