急性腎損傷生物標志物在急性腎損傷中的應用及中醫藥治療進展*

喬冬雪，高新，王孟孟，楊波，楊洪濤

天津中醫藥大學第一附屬醫院，天津 300000

急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）往往與較差的臨床預后相關聯，包括增加死亡率、延長患者住院時間，以及延長危重病人機械通氣時間等，并且有進展為慢性腎臟病（chronic kidney diseases，CKD）的風險［1-2］。近年來AKI的發病率在全球范圍內呈上升趨勢［3］，因此早診斷、早治療有助于逆轉AKI，降低患者死亡率。因傳統的實驗室檢查有一定的局限性，所以提供早期協助診斷的生物標志物及治療方法是目前醫學界重點關注的研究熱點。

1 生物標志物研究進展

1.1 腎小球濾過功能標志物 血清胱抑素C（cystatin C，CysC）是一種13 kDa蛋白，與血清肌酐（serum creatinine，SCr）相比，能更準確地估計成人和兒童腎小球濾過率（glomerular filtration rate，GFR）值，且腎小管不分泌胱抑素C，因此，其能更準確地預測腎小球的濾過功能。與SCr不同，CysC濃度不受肌肉質量或性別的影響，盡管某些藥物或條件可能獨立地影響CysC濃度（如皮質類固醇和甲狀腺疾病）［4］。在急診科中，AKI患者血清CysC水平在入院后12 h出現峰值，并且在這一時間最易被檢測出來［5］。LI等［6］選擇62例非感染性AKI危重新生兒，在出生前10天，每48～72 h收集1次尿液。結果顯示，用于預測AKI受試者的藥時曲線下面積，即ROC曲線下與坐標軸圍成的面積（area under curve，AUC）值為0.92，表明CysC可獨立預測非感染性危重新生兒發生AKI的情況。

1.2 近端小管損傷標志物

1.2.1 中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白 中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白（neutrophil gelatinase associated lipocalin，NGAL）是一個25 kDa的蛋白，其與中性粒細胞明膠酶共價結合。最初發現，NGAL存在于中性粒細胞中，但也在腎臟、肝臟和上皮細胞中有表達，以反映各種病理狀態，例如炎癥、感染、中毒、缺血、急性腎損傷和腫瘤轉移情況等［7］。腎小球濾過血漿NGAL后，多數被近端小管重吸收，因此，NGAL在尿液中的排泄僅發生在近端小管受損傷時，尿NGAL水平的檢測可以預測近端小管的損傷情況。張翩等［8］研究表明，在應用造影劑后6～12 h時，尿NGAL水平顯著升高，而血清肌酐水平在應用造影劑后24 h才開始升高，因此，尿液NGAL水平比血清肌酐值能更早反映造影劑所致的急性腎損傷。1項Meta分析包含了2906名患者，調查尿NGAL水平作為預測成人心臟手術后AKI的生物標志物，發現其AUC值為0.72［9］。另外，尿NGAL水平與AKI的預后具有相關性，尿NGAL水平和AKI嚴重程度密切相關［10］，尿NGAL水平越高，腎損傷程度越重。

1.2.2 腎損傷因分子1 腎損傷因分子1（kidney injury molecule 1，KIM-1）是一種38.7kDa的I型跨膜糖蛋白，表達于近端小管上皮細胞的去分化區［11］，含有類似于免疫球蛋白的6-半胱氨酸結構，其表達具有極高的組織特異性。當腎功能不全時，KIM-1信使mRNA的表達高于其他基因，這種基因表達在小鼠缺血事件后24～48 h增加，而正常腎組織中未檢測到KIM-1基因及其蛋白表達［12］。KIM-1在腎臟中的作用是使上皮細胞識別和吞噬腎臟中由于缺血而導致的凋亡細胞，并引起管腔阻塞。上皮細胞凋亡后磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，PS）會有所表達，而PS在腎臟缺血損傷中起關鍵作用，以KIM-1為吞噬細胞受體的活細胞會識別PS，并將其吞噬。此外，KIM-1在鑒別近端小管中毒性物質方面具有高度敏感性，在急性腎小管損傷患者腎活檢標本中，尿KIM-1水平在腎功能不全后12 h內升高。NICKOLAST等［13］通過多中心研究發現，尿KIM-1水平鑒別AKI與其他疾病的AUC值為0.71，有望成為AKI早期診斷的敏感性標志物。

1.2.3 肝型脂肪酸結合蛋白（L-FABP） 脂肪酸結合蛋白（fatty acid binding protein，FABP）由幾種不同的亞型組成，如心臟、腦、腸和肝型（這里稱為L型）。FABP攜帶脂肪酸到過氧化物酶體線粒體調節多種基因表達［14］。L-FABP為1個近端小管細胞分泌的14 kDa蛋白，當腎小管周圍毛細血管血流量減少時，引起缺氧反應從而導致其釋放到尿液中。到目前為止，尿液中L-FABP測定的臨床應用已經報道在幾個不同的AKI組中，包括感染性休克［15］。接受心臟手術的患者術后立即可檢測到升高的尿L-FABP，該尿L-FABP水平在6 h內達到峰值［16］。L-FABP可用于指導AKI高危患者的臨床干預，在日本已被批準作為診斷試驗。首先，尿L-FABP被認為是腎缺氧和易受其他損害的指標。例如，升高的預處理尿L-FABP濃度已被證明可預測造影劑腎病［17］。類似地，在ICU人群中的1項研究發現，患者入院時，尿中L-FABP水平預測1周內發生AKI的AUC為0.7，這表明L-FABP基線值較高的患者發生AKI的風險更大［18］。

1.3 集合管損傷標志物 白細胞介素18（Interleukin 18，IL-18）是IL-1超家族的24 kDa細胞因子［28］，由腎臟集合管的閏細胞產生。動物研究表明，其是腎缺血再灌注損傷的介質，引起急性腎小管壞死，中性粒細胞和單核細胞浸潤腎實質［19］。對不同腎臟病患者的研究結果表明，與腎前性氮質血癥、尿路感染、慢性腎功能不全和腎病綜合征相比，AKI患者IL-18水平顯著升高［20］，這說明IL-18可以幫助鑒別不同因素導致的AKI。尿液IL-18水平在腎損傷后最初6 h內升高，在12～18 h后達到峰值［21］。LIN等［22］通過Meta分析發現尿IL-18水平集合診斷AKI的AUC值為0.77，敏感性和特異性很高。另外，與其他標志物相比，IL-18具有ELISA快速檢測的優點［23］，是一個很有診斷前途的指標。

1.4 細胞周期阻滯蛋白 胰島素樣生長因子結合蛋白7（IGF-binding protein-7，IGFBP-7）及金屬蛋白酶組織抑制因子2（tissue inhibitors of metalloproteinase 2，TIMP-2）細胞周期阻滯是一種保護機制，防止細胞在受到損傷或處于有害環境中時進入細胞周期。在細胞應激或損傷期間，TIMP-2和IGFBP-7在腎小管細胞中表達。腎小管上皮細胞表達這些標志物以響應不同種類的損傷，例如炎癥、氧化應激、藥物、腎病毒素［24］。

TIMP-2是一種21 kDa蛋白，是金屬蛋白酶活性的內源性抑制劑，在調節各種細胞的生長、分化和凋亡中起重要作用。當腎小管上皮細胞發生DNA損傷時，TIMP-2的表達水平可在12 min內明顯升高［25］。IGFBP-7是一種29 kDa分泌蛋白，由平滑肌細胞、血管內皮細胞、上皮細胞等分泌，是IGFBP超家族的成員，具有低親和力結合的特點，隨后通過胰島素樣生長因子1受體［26］抑制信號傳導，從而阻止細胞進入細胞周期。TIMP-2和IGFBP-7是AKI早期腎小管細胞G1期阻滯的生物標志物，G1細胞周期阻滯導致管狀細胞凋亡，其發生是由于缺血或炎癥機制導致的。KASHANI等［27］通過檢測危重患者12 h內的尿TIMP-2和IGFBP-7表達水平以評估是否發生AKI，發現尿TIMP-2和IGFBP-7的AUC值分別為0.79和0.76。

2014年美國FDA批準的一款全新實驗室檢測產品（NephroCheck），作為一種檢查工具，NephroCheck可通過充分的風險評估來防止AKI的發展，并防止并發癥［28］，其檢查結果（［TIMP-2］×［IGFBP-7］）是預測AKI的最佳生物標志物。以下3項研究證實了NephroCheck檢查的實用性：1）KASHANI等［29］研究發現，兩者聯合預測AKI的風險優于其他標志物，其結果用（ng/ml）2/1000表示。在ICU入院后的前12 h，兩者聯合預測患者由中度發展至重度AKI（即KIDGO分級的2級至3級），其AUC值為0.8。2）HOSTEE等［30］分析了154名在12 h內完成檢測的危重患者，證實了先前KASHANI研究中的界限值：＞0.3（ng/ml）2/1000，AKI風險明顯增加；此外，＞2（ng/ml）2/1000有5倍的AKI風險和重大不良事件（死亡、需要腎臟替代治療或持續性腎功能不全）。＜0.3（ng/ml）2/1000的陰性預測值為97%，因此低于0.3（ng/ml）2/1000的患者在接下來的12 h內幾乎很少出現AKI（大約27名NephroCheck檢查陰性患者中有1名會出現AKI）。3）BIHORAC等［31］分析了檢查結果在0.3～2（ng/ml）2/1000之間發生AKI的風險為5倍，＞2（ng/ml）2/1000的風險為17倍。此外，這項研究強調了在AKI高危患者中進行這種檢測的必要性，因為假陽性結果是很常見的。因此，推測TIMP-2、IGFBP-7水平能夠更好地預測AKI的嚴重性，尤其是兩者聯合。

2 中醫藥治療急性腎損傷進展

2.1 病名的認識 中醫學并沒有“急性腎損傷”病名，其臨床表現主要為水腫，少尿甚至無尿，可歸屬于中醫學“水腫”“關格”“癃閉”等范疇。《證治匯補》說：“關格者……既關且格，必小便不通，旦夕之間，陡增嘔惡，此因濁邪壅塞三焦，正氣不得升降，所以關于下而小便閉，格于上而生吐嘔，陰陽閉絕，一日即死，最為危候。”這段話形象描述了急性腎損傷的臨床癥狀以及預后的兇險性。在清代何廉臣所作的《重訂廣溫熱論》中，將“溺毒”作為病名，并且對包含了急性腎損傷及慢性腎衰竭的尿毒癥期危重證候作了較為全面的介紹［32］。

2.2 病因病機的研究

2.2.1 臟腑辨證 急性腎損傷的主要特點是腎功能驟然下降，血清肌酐急劇上升，小便量較前明顯減少，毒素短時間內大量蓄積，發病急，并且證候十分復雜，還有可能出現以下的癥狀：胸悶、喘憋、嘔吐、腹脹、瘙癢、發熱、煩躁等。腎和膀胱是疾病發生的主要部位，與三焦、脾、肺等臟腑功能紊亂有著密切的關系。肺主治節，通調水道，肺氣可以通過升發與肅降功能調節水液的代謝，肺為“水之上源”；腎主納氣、生殖、生長發育、水液的代謝等，腎中陽氣為全身陽氣之根本，為先天之本，腎為“水之下源”；脾主升清、主水谷精微及水濕的運化、主統血等，它是氣血生化的根源，為后天之本。由此可以看出，人體水液的代謝是以腎的氣化為基出，肺的宣降為動力，脾胃的升降為樞紐，三焦為“水道”，共同完成的，因此肺、脾、腎和急性腎損傷的發病有著密切的關系。總之，肺治節無權，脾運化失司，腎開闔無度，加之膀胱氣化功能失常，水濕濁毒不能排出體外，從而發為本病。

2.2.2 虛實辨證 急性腎損傷發病的病機主要為：肺氣虛損，衛外不固，受到風、寒、濕等六淫之邪的影響，或者受到藥毒、蟲毒、疫毒等毒物的影響，外邪入里化熱，化生濕熱、熱毒。熱毒傷陰而且容易消耗人體自身正氣，導致氣陰兩虛癥狀；濕邪較為嚴重者，阻礙血液的流通、氣機的運轉，大部分會導致血瘀、氣滯等。外邪侵襲人的機體，又因為氣血的運行出現問題，所以易產生瘀血、濕濁等病理性產物。血瘀氣滯，無法推動水液的正常運化，使得濕濁無法正常排出，浸淫三焦，脾腎受損，加之飲食不節（潔），或過于勞累，進一步加重臟腑的虛損。失血亡液，身體內部陰虛的情況更加嚴重，則虛損更為嚴重。綜上所述，急性腎損傷的主要病機是虛瘀濁毒，總體屬于本虛標實，可以是由實致虛，也可以是由虛致實。本虛的關鍵因素是氣陰兩虛，標實的關鍵因素是瘀血濁毒。

2.3 辨證論治 本病初期往往以邪實為主，治療當以祛邪為主，扶正為輔，法當清熱利濕解毒，通腑降濁，活血化瘀為主。清熱利濕解毒常用中藥有金銀花、連翹、土茯苓、蒲公英、玄參、白花蛇舌草、黃芩等。研究發現，黃芩中含有的黃芩皂苷可以通過減少氧化應激和抑制促炎反應減緩急性腎損傷［33］。通腑降濁的常用中藥有大黃、萆薢、瞿麥、陳皮、半夏。李彩虹［34］研究發現，大黃制劑灌腸配合參麥注射液可有效降低膿毒癥急性腎損傷患者各項炎癥遞質水平，改善免疫相關指標，臨床療效顯著。活血化瘀的常用中藥有桃仁、紅花、當歸、丹參、川芎、鬼箭羽、三棱、莪術等。趙峰波等［35］研究發現，活血化瘀中藥對腎病患者住院期間SCr、NGAL、CysC等指標有明顯的改善作用。疾病中后期以本虛為主，治療應以扶正為主，祛邪為輔，法當健脾補腎，溫陽利水，益氣養陰。健脾補腎的常用中藥有黃芪、黨參、白術、山藥、茯苓等。李攀等［36］發現黃芪注射液可促進AKI患者腎功能的恢復。張旭等［37］等發現參芪地黃散可通過降低SCr、CysC及尿白蛋白排泄率，從而改善AKI患者腎功能。此外，黃芪還可通過調節血栓素與前列環素之間的平衡，降低免疫反應，從而起到利尿消腫的作用，增加AKI患者的尿量［38］。谷翠芝等［39］發現桂枝去桂加茯苓白術湯能降低AKI患者NGAL水平。溫陽利水的常用中藥有制附子、干姜、肉桂、桂枝、細辛等。益氣養陰的常用中藥有黃芪、太子參、熟地黃、麥冬、天花粉等。徐艷紅［40］發現金水寶膠囊聯合還原型谷胱甘肽治療急性腎損傷，可以顯著提高治療效果，并降低不良反應的發生率。當慢性腎病患者發生AKI時，大多由特定的易感因素誘發［41］，如合并感染（肺感染、尿路感染、胃腸道感染）、各種原因引起的有效血容量不足，腎臟灌注不足等。中醫可以根據不同的因素辨證論治，如肺部感染用葶藶大棗瀉肺湯合桑白皮湯加減治療；尿路感染用加味柴苓湯加減［42］治療；胃腸道感染用半夏瀉心湯加減治療；心力衰竭，水氣凌心者用真武湯合生脈散加減治療。研究發現，在基出治療的同時加用黃芪注射液治療CKD合并AKI療效顯著，能夠明顯改善患者SCr、CysC、及C反應蛋白水平［43］。由此可以看出，無論是單味中藥或者中藥復方在治療AKI方面都具有一定的優勢。

3 小結

綜上所述，與傳統實驗室指標相比，AKI生物標志物各有其優點，可以代表腎臟不同部位的損傷，有助于AKI的早期預防、診斷和指導治療。目前研究較多的是TIMP-2、IGFBP-7，以及兩者聯合檢查，我們可以將NephroCheck比作某種“腎肌鈣蛋白”，從而預測AKI發生的風險，就像早期通過檢測肌鈣蛋白、肌紅蛋白等評估發生急性心肌梗死的風險一樣，這樣就有可能在為時過晚之前開始適當的干預。但是，上述生物標志物中的每一種對AKI并不是完全特異性的，因此，我認為多個生物標志物聯合診斷AKI或新的特異性及敏感性均較高的生物標志物仍需進一步探索。而在生物標志物協助診斷AKI的同時，可以發揮祖國傳統醫學的優勢，在西醫治療的同時輔以中醫藥辨證論治，同時進一步探索中藥對某個急性腎損傷生物標志物的具體作用機制，盡最大可能改善患者的治療結局及長期預后。