血清penKid、IGFBP7對重度燒傷患者急性腎損傷的預測價值

趙亮,李沁鵬,江濤,陳韶青,李明

重度燒傷是常見的創傷性疾病,可引起膿毒癥、多器官功能障礙等多種全身性并發癥[1]。重度燒傷時,腎血流量減少、腎缺血和腎損傷均會導致急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)的發生,患者病死率較高[2]。研究重度燒傷患者AKI發生的疾病機制,尋找能夠早期評估AKI的血清標志物具有重要意義。腦啡肽原A 119-159(proenkephalin A 119-159,penKid) 是分子量為5 kDa的小分子肽,是腦啡肽原A降解產物[3]。研究發現,膿毒癥AKI患者血清penKid明顯升高,是反映患者腎小球濾過功能及腎功能的敏感生物標志物[4]。胰島素樣生長因子結合蛋白7(insulin like growth factor binding protein 7,IGFBP7)屬于胰島素樣生長因子結合蛋白家族成員,能夠結合胰島素樣生長因子1,調節機體生長和代謝過程[5]。研究表明,氧化應激、缺血缺氧等因素能夠促進腎小管細胞IGFBP7的表達和分泌,導致細胞應激和細胞周期阻滯,是潛在的AKI血清標志物[6]。目前重度燒傷患者血清penKid、IGFBP7水平及對AKI預測價值的研究較少。本研究檢測重度燒傷患者血清penKid、IGFBP7水平,探討兩者對AKI的早期預測價值,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2019年4月—2022年4月長治醫學院附屬和平醫院急診科收治重度燒傷患者98例為燒傷組,男53例,女45例,年齡21～59(47.79±5.86)歲;體質量指數19.1～26.7(23.07±2.69)kg/m2,病程0.5～6(2.3±1.1)h;基礎病:高血壓16例,糖尿病7例。另以醫院同期體檢的健康人60例為健康對照組,男33例,女27例,年齡20～58(47.17±5.93)歲;體質量指數18.8～26.2(23.15±2.73)kg/m2;基礎病:高血壓9例,糖尿病5例。2組性別、年齡、體質量指數、基礎病比較,差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性。本研究已經獲得醫院倫理委員會批準(2019-101-06),受試者或家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準:①燒傷總面積≥30%體表總面積或Ⅲ度燒傷面積≥10%體表總面積;②傷后6 h內入院,無燒傷治療史;③年齡≥18歲;④臨床資料完整。(2)排除標準:①既往合并慢性腎小球腎炎、腎病綜合征等慢性腎臟疾病;②入院前1周有腎毒性藥物或放射性暴露;③合并惡性腫瘤、自身免疫性疾病等;④長期使用激素類藥物;⑤腎移植術后;⑥妊娠或哺乳期女性。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 臨床資料收集:收集患者性別、年齡、體質量指數、受傷至入院時間、燒傷總面積等臨床資料;入院24 h內采用Sysmex XT-2000 i全自動五分類血液分析儀及配套試劑計數白細胞、 血小板;入院24 h內采用上海邁瑞BS-200全自動生化分析儀及配套試劑檢測血生化指標:血紅蛋白、血白蛋白、血肌酐、血尿素氮等;記錄患者入院24 h內急性生理學與慢性健康狀況評價Ⅱ (acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ,APACHE Ⅱ) 評分(分值范圍0～71分,分值越高,病情越重)、序貫器官衰竭評分(Sequential Organ Failure Assessment,SOFA)(分值范圍0～24分,分值越高,病情越重)。

1.3.2 血清penKid、IGFBP7水平檢測:燒傷組患者入院后即刻及傷后24 h內采集肘靜脈血5 ml,室溫靜置2 h后,離心留取上層血清。采用酶聯免疫吸附法檢測血清penKid、IGFBP7水平。人penKid ELISA試劑盒購自上海欣維宇生物科技公司(貨號XWY16165)。人IGFBP7 ELISA試劑盒購自上海臻科生物科技公司(貨號ZK158-47)。操作步驟按照試劑盒說明進行。檢測結束后采用酶標儀(美國伯樂公司,型號imark168)讀取二者450 nm的吸光度值,參考標準品對應計算樣品濃度。

1.4 AKI診斷及分組 AKI的診斷及分期符合2012年國際改善全球腎臟病預后組織(Kidney Disease International Global Organization,KDIGO)標準[7]。AKI診斷標準:腎功能在48 h內突然減退、血清肌酐水平絕對值增高>26.5 μmol/L或1周內肌酐水平增至基線水平的1.5倍或尿量<0.5 ml·kg-1·h-1持續6 h以上。根據傷后1周內是否出現AKI,將燒傷組患者分為AKI亞組(n=30)與非AKI亞組(n=68)。AKI分期標準:AKI 1期,血肌酐48 h內升高≥26.5 μmol/L或升高達基線值1.5～1.9倍,尿量<0.5 ml·kg-1·h-1,時間>6 h;AKI 2期,肌酐升高達基線值2.0～2.9倍,尿量<0.5 ml·kg-1·h-1,時間>12 h;AKI 3期,肌酐升高達基線值3倍或≥353.6 μmol/L或需要開始替代治療,尿量<0.5 ml·kg-1·h-1,時間>24 h 或無尿>12 h。

1.5 統計學方法 采用SPSS 26.0軟件分析處理數據。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示,2組間均數比較采用t檢驗,3組比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD-t檢驗;計數資料以頻數或率(%)表示,組間比較采用卡方檢驗;多因素Logistic回歸分析重度燒傷患者AKI發生的影響因素;受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve, ROC)評價血清penKid、IGFBP7及二者聯合對重度燒傷患者AKI發生的預測價值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 2組血清penKid、IGFBP7比較 燒傷組血清penKid、IGFBP7水平分別為(71.14±11.25)ng/L、(68.26±9.30)μg/L,大于健康對照組(16.20±3.22)ng/L、(22.64±4.15)μg/L(t=36.873、35.841,P均<0.001)。

2.2 2亞組患者臨床資料及血清penKid、IGFBP7比較 2亞組性別、年齡、體質量指數、受傷至入院時間、燒傷總面積、血尿素氮、白細胞、血小板、血紅蛋白、白蛋白等比較,差異均無統計學意義(P>0.05), AKI亞組SOFA評分、APACHEⅡ評分、血肌酐、penKid、IGFBP7均高于非AKI亞組(P<0.01),見表1。

表1 2亞組重度燒傷患者臨床資料及血清penKid、IGFBP7比較

2.3 不同AKI分期重度燒傷患者血清penKid、IGFBP7比較 燒傷組患者入院1周內發生AKI 30例(30.61%)。重度燒傷患者隨著AKI分期升高,血清penKid、IGFBP7依次升高(P均<0.01),見表2。

表2 不同AKI分期重度燒傷患者血清penKid、IGFBP7比較

2.4 影響重度燒傷患者AKI的多因素Logistic回歸分析 以重度燒傷患者是否發生AKI為因變量(否=0,是=1),以SOFA評分、APACHEⅡ評分、血肌酐及血清penKid、IGFBP7為自變量,多因素Logistic回歸分析結果顯示:SOFA評分、APACHEⅡ評分、血肌酐、血清penKid、IGFBP7升高是影響重度燒傷患者AKI發生的獨立危險因素(P<0.01),見表3。

表3 多因素Logistic回歸分析重度燒傷患者AKI影響因素

2.5 血清penKid、IGFBP7及二者聯合預測重度燒傷患者發生AKI的價值 繪制血清penKid、IGFBP7及二者聯合預測重度燒傷患者發生AKI價值的ROC曲線,并計算曲線下面積(AUC),結果顯示:血清penKid、IGFBP7二者聯合對重度燒傷患者AKI發生預測的AUC分別為0.804、0.840、0.890,二者聯合高于單項檢測,差異具有統計學意義(Z=4.348,3.847,P均<0.001),見圖1、表4。

圖1 血清penKid、IGFBP7及二者聯合預測重度燒傷患者AKI的ROC曲線分析Fig.1 ROC curve analysis of serum penKid, IGFBP7 and their combination for predicting AKI in patients with severe burns

表4 血清penKid、IGFBP7及二者聯合預測重度燒傷患者AKI發生的價值分析

3 討 論

腎臟是重癥燒傷后最先累及的臟器之一,重度燒傷后腎血流量減少,腎缺血缺氧,大量氧自由基產生,引起腎小管損傷和緊密連接的紊亂,細胞管型阻塞腎小管管腔,尿液回流,導致AKI的發生。本研究中,重度燒傷患者AKI的發生率為30.61%(30/98),這與既往研究報道的AKI發生率介于26.6%～53.3%的結果一致[8]。重度燒傷患者AKI的早期診斷和及時干預有助于避免AKI的病情加重,降低患者死亡率。目前臨床上主要采用血肌酐、血尿素氮等指標監測AKI的發生及疾病進展,但只有在腎功能受損嚴重時血肌酐、血尿素氮才會發生明顯變化，且容易受到年齡、體質量及飲食等因素的影響,敏感度低且非特異性[9]。深入研究重度燒傷患者疾病機制,尋找有效評估AKI發生的血清標志物意義重大。

penKid是前腦啡肽原A的穩定降解產物,主要經由腎臟排泄。研究發現,penKid是反映膿毒癥患者腎功能狀態較為特異的標志物,有助于評估膿毒癥AKI的發生和預后[10]。本研究中,燒傷組患者血清penKid升高。分析其原因,燒傷后由于大量體液自創面丟失,循環血容量不足,腎臟灌注不良,導致penKid經腎臟清除減少,血清penKid水平升高[11]。此外,發生AKI的重度燒傷患者血清penKid升高更為顯著,提示血清penKid水平能夠反映重度燒傷患者AKI的發生。分析其原因,重度燒傷患者由于皮膚受損嚴重,腎灌流不足,交感神經興奮和兒茶酚胺的釋放增加導致腎血管收縮,導致腎小管上皮細胞缺血缺氧及酸中毒的發生,腎小管細胞損傷引起penKid釋放增加,同時燒傷會導致大量血紅蛋白、肌紅蛋白釋放入血漿,造成腎小管壞死及阻塞,導致AKI的發生[12]。本研究中,血清penKid與AKI分期有關,提示血清penKid水平能夠反映重度燒傷患者AKI的病情嚴重程度。既往學者研究報道,膿毒癥患者血清penKid水平與腎小球濾過率呈顯著負相關,血清penKid相比于血肌酐、血尿素氮等傳統腎功能指標,能夠早期敏感反映患者腎功能狀況,預測膿毒癥休克及AKI的發生[13-14]。此外,penKid是腎小球功能的敏感生物標志物,急性腎功能不全時,血清penKid水平的增加速度快于血肌酐,且與其他標志物相比,不受全身炎性反應等非腎臟相關變量的影響,對腎功能不全具有良好的特異性[4]。本研究中,血清penKid是影響重度燒傷患者AKI發生的獨立危險因素,表明檢測血清penKid水平有助于評估重度燒傷患者AKI的發生風險。研究表明,燒傷早期機體的有效循環血容量銳減,液體擴容后會造成腎臟再灌注損傷,penKid的表達升高能夠抑制腎組織中谷胱甘肽及白介素17等信號通路相關基因的表達,加重腎小管病理損傷,促進腎小管細胞的凋亡,導致AKI的發生[15]。

IGFBP7屬于IGFBP超家族的一種分泌蛋白,主要由腎小管細胞、血管內皮細胞及成纖維細胞等分泌,以低親和力與胰島素樣生長因子1受體結合并阻斷胰島素,發揮調節內皮功能、細胞黏附及代謝等多種生物學效應[16]。研究表明,在膿毒癥等引起的AKI患者中,通過檢測尿液IGFBP7水平有利于AKI的早期診斷,是理想的生物標志物[17]。但對于重度燒傷患者,尿量會受到補液等因素的影響,因此檢測血清IGFBP7水平可能會更好地評估重度燒傷患者AKI的發生。本研究中,燒傷組患者血清IGFBP7水平升高,表明IGFBP7參與重度燒傷患者傷后的病理過程。筆者分析,重度燒傷患者血容量相對不足,胃腸道缺血及機體的免疫抑制狀態均會造成腸道菌群易位,細菌脂多糖能夠直接誘導腎小管上皮細胞IGFBP7的表達,并激活細胞外信號調節激酶1/2通路,促進腎小管上皮細胞G1-G0期細胞周期停滯和細胞凋亡[18-19]。 本研究中,發生AKI的重度燒傷患者血清IGFBP7水平升高更為顯著,并且與AKI分期有關,提示IGFBP7參與促進重度燒傷患者AKI疾病的發生發展。有研究證實,IGFBP7通過拮抗E3泛素連接酶環指蛋白4,抑制聚ADP核糖聚合酶1的泛素蛋白酶體途徑降解,聚ADP核糖聚合酶1過度積累介導的腎小管損傷和過度炎性反應,導致AKI的發生[20-22]。另外,IGFBP7還能夠誘導腎小管上皮細胞的上皮間質轉化,促進腎纖維化,導致AKI的疾病進展。研究表明,IGFBP7能夠促進細胞外信號調節激酶1/2的磷酸化激活,上調結締組織生長因子及轉化生長因子β的表達,上調間質性標志物如波形蛋白表達,下調上皮型標志物如E鈣黏蛋白的表達,促進腎組織纖維化,促進AKI的病情發展[23]。本研究中,血清IGFBP7是影響重度燒傷患者AKI發生的獨立危險因素,提示血清IGFBP7能增加重度燒傷患者AKI的發生風險。動物實驗研究表明,應用Gyp XLIX治療能夠通過抑制IGFBP7的表達,減少IGFBP7與IGF1受體的結合,減輕順鉑等化療藥物對腎小管損傷,降低AKI的發生率[24]。本研究中,血清penKid、IGFBP7及二者聯合對重度燒傷患者AKI的發生具有較高的預測價值,敏感度和特異度分別達0.791,0.845,提示通過檢測重度燒傷患者血清penKid、IGFBP7有助于早期評估AKI的發生,輔助臨床醫生對AKI進行早期防治,以改善重度燒傷患者的臨床預后。

綜上所述, 重度燒傷患者血清penKid、IGFBP7水平升高,兩者與AKI分期有關,是影響重度燒傷患者AKI發生的獨立危險因素,二者聯合對重度燒傷患者AKI的發生具有較高的預測價值。本研究也存在不足,因研究條件的限制,本研究采集的是患者燒傷后24 h內的血液樣本,未能對重度燒傷患者病程過程中的動態變化進行檢測,有待今后設計多中心前瞻性臨床試驗進一步研究。

利益沖突：所有作者均聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

趙亮:設計研究方案,實施研究過程,論文撰寫;李沁鵬:實施研究過程,資料搜集整理,論文修改;江濤:提出研究思路,分析試驗數據,論文審核;陳韶青:進行統計學分析;李明:課題設計,論文撰寫