肝硬化急性肾损伤早期诊断的研究进展

纪留娟 钱志平 王介非



·综 述·

肝硬化急性肾损伤早期诊断的研究进展

纪留娟 钱志平 王介非

急性肾功能衰竭(ARF)多发生于重症患者，同时也是严重肝病尤其是终末期肝病较为常见的、病死率较高的并发症。西班牙学者Arroyo[1]于1996年提出了肝硬化患者急性肾衰竭的传统诊断标准，经过近10年的临床实践，急性肾衰竭的概念和诊断标准不断修改，直至2005年AKI网络工作组(AKIN)提出急性肾损伤(AKI)的定义并沿用至今。AKI主要表现为肾功能的快速下降及代谢废物的蓄积。研究表明住院肝硬化患者并发急性肾损伤的概率约为20%[2]，多为肾前性肾损伤，其次为急性肾小管坏死、肝肾综合征和肾后性损伤。AKI显著增加肝硬化患者病死率，早期诊断并及时干预对降低病死率、改善预后极为重要。本文就肝硬化患者AKI诊断标准的演变及AKI新型标志物的应用进展作如下综述。

一、肝硬化AKI的临床诊断

肝硬化患者肾功能衰竭的传统诊断标准为：Scr急性升高，超过了基线值的50%，并且达到133 μmol/L。应用固定的Scr临界值作为诊断肝硬化失代偿期患者肾功能衰竭的依据已经引起争议，因为Scr易受到年龄、性别、种族、肌群及营养等多种因素影响，肝硬化患者Scr的影响因素还包括：(1)肝硬化患者常存在肌肉萎缩，肌肉中的肌酸来源减少，导致Scr的生成减少；(2)肾小管分泌肌酐增加；(3)Scr检测方法受胆红素升高的影响；(4)肝硬化患者容量分布增加，可能稀释Scr[3]。研究还发现直到GFR降至正常值50%以下时，Scr水平才开始上升，而此时肾脏已发生了器质性损伤[3]。在肝硬化患者根据Scr值估算肾小球滤过率(GFR)，可能会造成GFR被高估，从而遗漏部分潜在的AKI患者。此外，这一固定界值未考虑到此前数天甚至数周的Scr动态变化，应用单次Scr值不足以诊断AKI，因此Scr的动态变化成为肝硬化患者AKI诊断的关键。为了改变上述情况，在随后的肝硬化临床工作中引入了AKI的概念，并先后参照了RIFLE标准[4]、AKIN标准[5]、KDIGO标准[6]及ICA-AKI[7]标准。

(一)AKI诊断标准的演变以及在肝硬化患者中的应用

自ARF的概念于1951年首次正式提出以来，一直缺乏统一的定义和诊断标准，导致其发病率、病死率等流行病学研究结果存在巨大差异，疗效判定也无法达成共识，成为限制ARF诊治及研究的障碍。2005年9月急性肾损伤网络工作组建议使用AKI来取代ARF的概念，并试图建立统一的AKI诊断标准。

1. RIFLE标准 急性透析质量倡议组织(the Acute Dialysis Quality Initiative Group, ADQI)于2004年首先提出了RIFLE分层诊断标准[4]:7 d内Scr增加≥1.5倍基线值；或GFR下降>25%；或尿量持续6 h<0.5 mL/kg/h。该标准根据血肌酐(Scr)、肾小球滤过率(GFR)和尿量的变化将AKl分为危险、损伤、衰竭3个等级，同时将AKI患者肾功能的转归分为肾功能丧失和终末期肾病2个级别，将两次血肌酐的时间窗定为7 d。RIFLE标准是第一个受到广泛认同的AKI诊断和分期标准，有助于早期发现和诊断AKI，分级严重程度的升高对临床判断AKI的预后具有较好的预测价值，但仍存在如下缺陷：(1)诊断AKI的敏感性偏低；(2)该标准没有纳入接受RRT的人群；(3)多个流行病学调查证实以该标准诊断的AKI患者生存率降低；(4)根据MDRD公式计算得到的GFR估测值在急性、非稳定状态下对肾功能的评估价值有限，只能作为粗略的参考。

2. AKIN标准 鉴于以上不足之处，AKI网络工作组(AKIN)于2005年在RIFLE基础上提出了AKIN标准[5]，该标准于2007年发表在Critical care 杂志上，有作者称之为改良RIFLE标准：48 h内突发的肾功能下降，Scr绝对值增加不少于26.5 μmol/L (0.3 mg/dL)，或增加至1.5倍基线值以上，或尿量降至0.5 mL/kg/h以下至少6 h。该标准添加了血Scr增加≥26.5 μmol/L，并将时间窗界定为2 d。AKIN标准改进之处：(1)摒弃了RIFLE中的GFR标准，因为在急性状态下评估的GFR值不可靠，可能会导致错误的分期；(2)当Scr增加≥26.5 μmol/L即可诊断为AKI,此种情况可能被RIFLE漏诊，从而提高了AKI诊断敏感性；(3)分别采用1、2、3期替代R、I、F的分级，去除了L和E两个级别，因为其属预后判断，与AKI的严重性无关；(4)将接受RRT的患者纳入AKI3期；(5)AKI诊断时间窗改为48 h，便于早期干预。然而由于界定了48h的时间窗，AKIN标准可能会漏诊Scr上升速度缓慢的患者，Englberger等[8]研究表明AKIN标准有较高的敏感性甚至过于敏感，相比较RIFLE标准更加稳定。

3. KDIGO标准 研究结果显示，对于同一患者群体分别应用RIFLE与AKIN两种标准诊断AKI,两种标准未显示出明显的差异，均具有较高的漏诊率[9, 10]。因此，改善全球肾脏病预后组织(kidney disease： improving global outcome,KDIGO)于2012年融合AKIN标准和RIFLE标准的各自优点发布了KDIGO标准[6]：48 h内Scr升高≥26.5 μmol/L(0.3 mg/dL)；或7 d内Scr升高至≥1.5倍基线值；或尿量持续6 h<0.5 mL/kg/h。该标准分为诊断标准和分级标准，要求先诊断，后分级，虽协调了RIFLE和AKIN诊断标准，降低了AKI的早期漏诊率，但仍以Scr和尿量作为主要标准。将尿量减少作为诊断肝硬化AKI的标准颇有争议，尿量的敏感性和特异性与利尿剂的应用、容量状态及是否存在尿路梗阻等因素密切相关，如肝硬化腹水患者由于使用利尿剂，肾功能损伤严重，此时GFR已经明显下降，但尿量却仍正常，甚至增多。因此，在临床实践中尿量的收集经常是不准确的。目前，这3个标准在肾病科及ICU患者中广泛应用，并被证实与病死率密切相关，然而并非针对肝硬化这一特殊人群。

4. ICA肝硬化AKI诊断标准 基于上述原因，国际腹水俱乐部(ICA)于2015年提出了最新的肝硬化AKI概念、诊断及分期[7]：肝硬化患者48 h内Scr绝对值升高≥26.5 μmol/L (0.3 mg/dL)；或在前7 d内出现Scr升高较已有的或推断的基线值≥50%。可分为3期：1 期为Scr升高绝对值≥26.5 μmol/L (0.3 mg/dL)或升高至1.5～2倍基线值；2 期为Scr升高至2～3倍基线值；3 期为Scr升高至基线值3倍以上，或在Scr≥353.6 μmol/L的基础上急剧升高≥26.5 μmol/L，或开始肾脏替代治疗。最新的ICA-AKI标准较原有的KDIGO标准主要有如下不同：(1)去除了尿量这一指标，许多肝硬化患者尿量减少但仍维持正常的肾功能，其并不适用于肝硬化患者；(2)不再使用MDRD公式计算肌酐的基线水平，将Scr基线值明确定义为入院前3个月内可获得的Scr值，若近3个月有1个以上的Scr值，采用接近住院时间的Scr值；若无之前的Scr值，入院时的Scr值可当作基线值。ICA-AKI标准是否更适合临床应用，尚需进一步临床研究。

(二)肝肾综合征(HRS)的临床诊断与分型

HRS是AKI的一种特殊类型，肾功能具有潜在可逆性，对扩容治疗无反应。Arroyo等[1]于1996年提出了HRS的概念和诊断标准。包括主要标准：(1)进行性肝功能衰竭伴门静脉高压；(2)Scr>1.5 mg/dL或Ccr<40 mL/min；(3)无休克、进行性细菌感染，无胃肠道或经肾体液丢失，近期未使用肾毒性药物；(4)停用利尿剂并用1.5 L等渗盐溶液扩容后，肾功能无持续性改善(Scr下降至1.5 mg/dL以下或Ccr≥40 mL/min)；(5)尿蛋白﹤500 mg/d，影像学、超声检查无尿路梗阻和肾实质性病变；次要标准：(1)尿量<500 mL/d；(2)尿钠<10 mmol/L；(3)尿渗透压>血浆渗透压；(4)尿红细胞<50/HP；(5)血钠浓度<130 mmol/L。此后随着对HRS发病机制的研究加深，其诊断标准不断修改。2007年ICA重新修订的诊断标准[11]相对简化为：(1)肝硬化合并腹水；(2)Scr>133 μmol/L(1.5 mg/dL)；(3)停用利尿剂并使用白蛋白扩容至少2 d后Scr不能降至133 μmol/L以下，白蛋白推荐剂量为1 g(kg·d)，最大剂量可达100 g/d；(4)无休克史；(5)近期未使用肾毒性药物；(6)不存在肾实质病变如蛋白尿>500 mg/d、镜下血尿(尿红细胞>50/HP)和(或)超声检查发现肾脏异常。与1996年的HRS标准相比差别在于：(1)摒弃了肌酐清除率作为诊断标准，肌酐清除率比肌酐水平计算困难，并且在评价肾功能上也没有明显优势；(2)合并细菌感染的肾衰竭患者(除外感染性休克)也可诊断为HRS，不需要等待细菌感染得到控制后才开始治疗HRS；(3)使用人血白蛋白而非生理盐水扩容，因为白蛋白比等渗盐水扩容作用更强、更持久；(4)次要标准被全部去除，因专家认为其敏感性、特异性较差且与肾功能相关性差。但仍存在缺点：(1)没有考虑Scr的动态变化；(2)该诊断标准要求Scr水平>1.5 mg/dL，然而当Scr≤1.5 mg/dL时，GFR也可显著下降。

2015年,ICA制定的肝硬化HRS-AKI诊断标准[7]已被肝、肾病学专家广为采用，该标准：(1)明确肝硬化合并腹水的诊断；(2)根据ICA-AKI标准确诊AKI；(3)停止利尿剂以及应用白蛋白扩容[1 g(kg·d)]至少2 d后无应答；(4)无休克史；(5)近期无未使用肾毒性药物(非甾体类抗炎药、氨基糖苷类药物、碘造影剂等)；(6)无器质性肾损伤的体征(无蛋白尿、无血尿、肾脏超声检查正常)。该标准去除Scr>1.5 mg/dL这一固定临界值，而其余的所有标准维持不变。其优点在于能够对I型HRS患者更早地治疗，患者能有一个比现行方法更好的转归。

二、肝硬化AKI相关的生物学标志物

这些诊断标准对肝硬化AKI患者的早期诊断价值和实用性仍不明确，且不能完全排除肾实质性损伤的可能[12]。肾前性氮质血症、急性肾小管坏死和HRS是肝硬化患者AKI最常见的类型，由于其治疗原则不同，故准确区分肝硬化患者AKI临床类型极为重要。因此，寻找并鉴定能早期识别肝硬化AKI并为其预后提供信息的新型标志物成为当下的研究热点，我们也应重视新的生物标志物在肝硬化患者并发不同类型AKI的鉴别诊断中的潜在作用。

(一)胱抑素C(Cys-C) Cys-C是半胱氨酸蛋白酶抑制剂超家族中的一员，体内有核细胞均能稳定地产生，可从肾小球自由滤过，由近曲小管细胞几乎完全重吸收并迅速分解代谢，所以尿中不易测得。肾脏是其唯一的排泄器官，其排泄只受肾小球滤过率的影响，不受年龄、性别、种族、肌群和营养等因素的影响，被认为是评估肾小球滤过率的理想指标[13]。研究表明，Cys-C在肾功能受损的早期(SCr仍处于正常值)即可出现升高，与GFR有很好的相关性，主要反映肾小管的损伤[14]。但Ye等[13]研究显示，Cys-C与SCr相结合的公式计算的GFR比单独运用Cys-C或SCr更敏感。然而甲状腺功能异常、使用免疫抑制剂、全身炎症反应及C反应蛋白升高等均可影响血清Cys-C水平。

(二)中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL) 人NGAL又被称为脂质运载蛋白2或噬铁蛋白，是载脂蛋白超家族成员,1993年由Kjeldsen等[15]从被激活的中性粒细胞上清液中分离出来的小分子物质。生理条件下低表达于人的肾、肺、胃和结肠等器官，但当肾缺血或肾毒性损害时NGAL在早期即被诱导显著高表达于受损肾小管上皮细胞，促进上皮细胞修复、再生，其含量也会随着AKI的修复而降低。动物实验结果显示，在缺血和急性损伤时NGAL基因表达增加，从而出现NGAL生成增加并被大量释放[16]。Krawczeski等[17]在排除潜在慢性肾脏疾病和其他主要并发症后，检测了220 名儿童尿液中4种不同的急性肾脏损伤生物标志物，结果发现这些标志物及其组合在预测价值上存在时间的不同，而尿NGAL是唯一在术后2h就具有预测价值的生物标志物，且预测价值较好(曲线下面积>0.9)。前瞻性临床研究结果显示，小儿心脏病患者在接受体外循环下心脏矫正手术后，尿中的NGAL可在血清肌酐出现变化前1～3 d就有改变[16]。Treeprasertsuk等[18]也发现NGAL能在早期预测AKI，AKI时其上升比血清肌酐上升早24～48 h。大量临床研究发现血浆及尿中的NGAL可独立预测HRS患者的死亡率[19, 20]。Fagundes等[21]发现NGAL有助于肝硬化伴急性肾衰竭的病因鉴别，但其价值仍然有限。Verna等[22]研究发现，尿NGAL在正常对照组及肾前性氮质血症组均值为20 μg/L，慢性肾脏病组均值为50μg/L，HRS组均值为105 μg/L，而急性肾损伤组均值为325 μg/L。无论动物实验或临床研究均提示NGAL水平可能会成为早期诊断AKI的一个有效指标。目前NGAL的检测已有商业试剂盒手段，但尚未以NGAL作为首要生物标志物来早期诊断AKI。

(三)肾损伤分子-1(KIM-1) KIM-1是Ichimura等[23]于1998年在缺血再灌注损伤大鼠肾细胞中首先发现的一种跨膜管状蛋白，由肾近曲小管上皮细胞合成和分泌，在正常肾脏中不能检测到，而当肾脏缺血或毒性损伤后，近端肾小管上皮细胞KIM-1 mRNA 迅速强烈表达且与肾损伤的严重程度密切相关，尿中持续高表达KIM-1提示预后差[24]。Nan等[25]发现顺铂诱导肾损伤的小鼠血液和尿液中KIM-1的升高均早于肌酐和肾组织病理改变。吴等[26]也证实检测外周血KIM-1水平能够比较灵敏地反应HRS患者的早期肾损害，对其早期诊断及预后预测有重要的临床价值。Van等[27]对102例不同病因的AKI患者的病理组织进行了KIM-1蛋白染色，发现其阳性结果与肾小管间质纤维化、炎症及肾功能状态密切相关。KIM-1特异性较高，不能在正常肾组织检测到，且仅表达在受损伤的近端小管，极少受到慢性肾脏病的影响，在尿液中比较稳定。目前，美国食品药品监督管理局已将KIM-1批准为临床前研究中检测急性肾损伤的生物标志物，并用于临床前药物开发[28]。

(四)白介-18(IL-18) IL-18是一种由单核巨噬细胞产生的在多脏器的炎症及缺血性损伤中起介导作用的促炎症细胞因子，正常情况下以一种非活性状态存在。发生AKI后，IL-18在近端肾小管上皮细胞内的表达上调，因此可作为AKI的早期诊断指标而被检测出[29]。动物实验提示缺血再灌注肾损伤及顺铂诱导的肾损害都能导致其在肾组织中的水平迅速升高。Parikh等[30]发现AKI组的尿在术后4～6 h便可检测到，在12 h达到高峰超过基线值25倍，然而Scr在术后48～72 h才开始升高。研究发现AKI患者的IL-18水平明显高于HRS、肾前性氮质血症及慢性肾功能不全患者，可将IL-18作为鉴别AKI病因的指标。但其本质是一种炎性因子，在存在诸如内毒素血症、自身免疫性疾病等时，其含量也可升高，降低了它的肾脏敏感性和特异性，但是IL-18仍然有可能成为诊断AKI的候选生物标志物。

(五)其他 检测肾功能的指标还包括：肝型脂肪酸结合蛋白(L-FABP)、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、单核细胞趋化蛋白-1( MCP-1)、视黄醇结合蛋白(RBP)、β-2微球蛋白(β2M)、微量白蛋白尿及磷脂酶A2(PLA2)等在AKI患者中也有所升高，但其在肝硬化患者中的应用还有待进一步研究。初步研究表明，这些生物标志物各有利弊，多个标志物联合可提高诊断效能。目前仍需加强大样本、多中心的临床研究，以寻求针对肝硬化患者AKI早期诊断的特异性生物标志物。

三、总结

肝硬化AKI总体治疗效果较差，早期诊治尤为重要。AKI概念和诊断标准虽几经更新，但当前AKI诊断核心仍然依赖于血清肌酐水平、尿量等不太敏感和可靠的指标，要想更好地对AKI进行定义和分期、实现早期诊断，研发更好的肾脏损伤标志物是今后的研究方向。利用最合适的指标对早期AKI进行科学评估可以指导临床治疗干预。越来越多的临床研究证明，单用一种指标来预测AKI具有一定的局限性，多个生物标志物联合应用以及最佳组合的寻求，将是AKI研究的重点。临床实践中仍需不断完善AKI分期标准，结合血、尿生物学标志物筛查，争取早期诊治。

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(本文编辑：张苗)

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王介非，Email: wangjiefei@shaphc.org

2016-07-14)