脓毒症相关急性肾损伤患者血清NGAL、CysC水平变化及诊断价值研究

杨玉波 李永华 陈玺卿 吕丽辉 梅卫玲

脓毒症是临床上常见的全身性危重疾病，入住ICU的患者中约40%存在脓毒症，其病死率极高[1]。脓毒症患者极易并发多系统脏器的功能衰竭，其中并发急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）的风险高达 30%～50%，且并发AKI的脓毒症患者通常预后更差，病死率更高[2]。脓毒症患者发生AKI的相关机制尚未完全阐明，目前临床多认为脓毒症时多种因素（严重炎症反应、微血栓形成、肾小管细胞凋亡等）导致的肾血流灌注不足是导致AKI的核心机制[3]。对AKI的早期准确诊断有助于临床及时采取针对性措施，包括积极抗感染、维持肾血流灌注量及肾脏替代治疗等方法，从而最大限度地减缓AKI的进展，降低临床病死率。

目前，临床诊断AKI主要依赖血清肌酐水平与尿量这两项指标的评估，但是血清肌酐水平评估存在时限长（最长需要观察7d的血清肌酐变化情况），且易受其他因素干扰（如肌肉溶解）的不足。对脓毒症相关AKI的无创诊断标志物研究一直是临床的热点。中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白（neutrophil gelatinase associated lipocalin，NGAL）属于载脂蛋白家族成员，分子量约25.0kDa，生理状态下NGAL在肾脏组织中表达极低，而肾功能损害时NGAL的表达明显升高[4]。半胱氨酸蛋白酶抑制剂（cystain C，CysC）是分子量为13kDa的糖基化蛋白，其可被肾小球自由滤过，并在近曲小管分解。因此，肾小球滤过功能是影响外周循环中CysC水平的最主要因素，肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）降低时血清CysC会明显升高[5]。基于此，本研究通过检测脓毒症相关AKI患者血清NGAL、CysC水平，探讨这两项指标对AKI的临床诊断效能，现报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2013年5月至2016年5月中国人民解放军第一一三医院ICU收治的脓毒症患者156例，其中男 117 例，女 39 例；年龄 28～75（44.95±11.18）岁。排除标准：（1）肝细胞癌患者；（2）既往有明确诊断的基础慢性肾病患者；（3）妊娠期妇女、儿童患者；（4）糖尿病患者。患者符合下述中的一项即可诊断为AKI：（1）血清肌酐水平48h内增高≥0.3mg/dl（或升高≥50%）；（2）7d内血清肌酐升高≥1.5倍基线值；（3）尿量持续6h＜0.5ml/kg/h[6]。AKI分期标准：（1）AKI-1 期，血清肌酐水平升高（＞0.3mg/dl或≥50%），尿量持续 6h＜0.5ml/kg/h；（2）AKI-2期，血清肌酐水平升高（＞200%～300%），尿量持续12h＜0.5ml/（kg·h）；（3）AKI-3期，血清肌酐水平升高（＞300%或＞4.0mg/dl），持续24h少尿[＜0.5ml（/kg·h）] 或持续12h无尿[7]。根据是否发生AKI将患者分为AKI组（71例）与无AKI组（85例）。

1.2 方法

1.2.1 一般资料收集与常规实验室检查指标检测 收集并记录患者一般资料，包括性别、年龄、BMI等，常规检测患者ALT、TBil、国际标准化比值（INR）、血清肌酐、WBC、PLT等指标。根据实验室检查指标计算估算的肾小球滤过率（eGFR），计算公式为eGFR=175×[血清肌酐（mg/dl）] -1.234×[年龄（岁）] -0.179×性别（男性=1，女性=0.79）[8]。此外，对每例患者行急性生理与慢性健康状况评分（APACHEⅡ评分）[9]。

1.2.2 血清NGAL、CysC水平检测 采用ELISA法。抽取患者清晨空腹静脉血2ml，离心后留取血清分装冻存于-20℃冰箱，检测前提前2h于室温下复融备用。NGAL、CysC检测的ELISA试剂盒均购自上海远慕生物科技有限公司，操作按照试剂盒说明书进行，检测时设置2个复孔，根据检测OD值与标准曲线计算血清NGAL、CysC水平，结果取平均值。

1.3 观察指标 （1）比较两组患者一般资料、常规实验室检查指标、血清NGAL及CsyC水平；（2）比较AKI组中不同AKI分期的患者血清NGAL、CysC水平；（3）分析AKI组患者血清NGAL、CysC水平与各临床指标的相关性；（4）分析血清NGAL、CysC水平诊断脓毒症相关AKI的效能。

1.4 统计学处理 应用SPSS 20.0统计软件；正态分布的计量资料以表示，多组比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用SNK检验，两组间比较采用两独立样本t检验；非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验；计数资料以频数和构成比表示，两组比较采用χ2检验；相关性分析采用Pearson相关或Spearman相关分析；采用ROC曲线评估诊断效能，AUC≥0.750视诊断效能较高；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般资料、常规实验室检查指标、血清NGAL及CsyC水平比较 见表1。

由表 1 可见，两组患者性别、BMI、TBil、INR 等比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。与无AKI组患者比较，AKI组患者年龄较大，ALT、WBC、血清肌酐水平、APACHEⅡ评分、NGAL、CysC均较高，PLT水平、eGFR均较低，两组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

2.2 AKI组中不同AKI分期的患者血清NGAL、CysC水平比较 见图1。

表1 两组患者一般资料、常规实验室检查指标、血清NGAL及CsyC水平比较

图1 AKI组中不同AKI分期的患者血清NGAL、CysC水平比较（a：NGAL水平比较；b：CysC水平比较）

由图 1 可见，AKI组中 AKI-1、AKI-2、AKI-3 期的患者血清NGAL[（68.99±27.51）、（97.24±25.39）、（120.62±24.37）ng/ml] 、CysC[（1.34±0.52）、（1.33±0.50）、（2.01±0.60）μg/dl] 水平比较差异均有统计学意义（均P＞0.05）。除AKI-1期与AKI-2期患者血清CysC水平外，其余组间两两比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

2.3 AKI组患者血清NGAL、CysC水平与各临床指标的相关性分析 见图2、表2。

由图2、表2可见，AKI组患者血清NGAL水平与年龄、血清肌酐水平、APACHEⅡ评分、血清CysC水平、AKI分期均呈正相关（均P＜0.05），与eGFR呈负相关（P＜0.05）；血清CysC水平与年龄、血清肌酐水平、APACHEⅡ评分、AKI分期均呈正相关（均P＜0.05），与eGFR呈负相关（P＜0.05）。

2.4 血清NGAL、CysC水平诊断脓毒症相关AKI的效能 血清NGAL、CysC水平诊断脓毒症相关AKI的ROC曲线见图3。

由图3可见，血清NGAL水平诊断脓毒症相关AKI的 AUC 为 0.784（95%CI：0.711～0.857，P＜0.001），当血清NGAL水平的截断值取69.70 ng/ml时，诊断灵敏度为0.718，特异度为0.729，阳性预测值为0.607，阴性预测值0.756，约登指数为0.447。血清CsyC水平诊断脓毒症相关 AKI的 AUC 为 0.776（95%CI：0.703～0.850，P＜0.001），当血清 CsyC 水平的截断值取 1.282 μg/dl时，诊断灵敏度为0.662，特异度为0.788，阳性预测值为0.708，阴性预测值为0.725，约登指数为0.450。血清NGAL联合CsyC诊断脓毒症相关AKI的AUC为0.830（95%CI：0.764～0.896，P＜0.001）。

3 讨论

AKI是入住ICU的脓毒症患者多器官功能衰竭的重要表现，对AKI的早期准确诊断有助于对脓毒症患者的预后评估，指导临床采取针对性治疗措施，从而达到改善预后的目的[10]。基于血清肌酐与尿量评估的AKI诊断标准存在灵敏度不高、时效性差的不足，同时这也是导致AKI患者病死率高的关键因素[11]。因此，寻找更为准确的无创指标对提高脓毒症相关AKI的诊断效能有着十分重要的临床意义。既往基于AKI动物模型的研究显示，发生AKI时外周循环NGAL、CysC水平明显升高，且升高程度与AKI严重程度存在相关性[12-13]。因此，本研究对脓毒症患者进行研究，观察了并发AKI时患者血清NGAL、CysC水平的变化，并对这两种指标的诊断价值进行了分析。

本研究结果显示，脓毒症相关AKI的患者血清NGAL、CysC水平明显升高，且升高程度与提示肾功能损害（血清肌酐、eGFR）及疾病严重程度（APACHEⅡ评分）的临床指标存在的相关性。同时，本研究还发现血清NGAL、CysC水平用于诊断脓毒症相关AKI的临床价值较高（AUC分别为0.784、0.776），有着一定的临床应用价值。Matsa等[14]发现，并发AKI的ICU患者血清NGAL水平较无AKI患者明显升高，且入住ICU后24、48h的血清NGAL水平诊断AKI的准确度分别可达0.88、0.87，提示血清NGAL水平用于AKI的良好诊断价值，且诊断时间间隔较短。Patel等[15]对并发AKI的脓毒症患者尿液NGAL水平的诊断价值进行了研究，结果显示AKI患者尿液NGAL水平明显升高，当截断值取199.99ng/ml时，诊断的准确度可达0.82，灵敏度为0.90，特异度为0.65。Md等[16]针对入住ICU的脓毒症患者的研究也发现，并发AKI时患者血清NGAL水平明显升高，且 NGAL 诊断 AKI的 ACU 达 0.81（95%CI：0.74～0.87）。这些研究结果均提示NGAL用于脓毒症相关AKI诊断的良好价值，为NGAL的临床应用提供了证据支持。

图2 AKI组患者血清 NGAL、CysC 水平与各临床指标的散点图（a：年龄与 NGAL；b：年龄与 CysC；c：ALT 与 NGAL；d：ALT 与 CysC；e：WBC 与 NGAL；f：WBC 与 CysC；g：PLT 与 NGAL；h：PLT 与 CysC；i：Cr与 NGAL；j：Cr 与 CysC；k：eGFR 与 NGAL；l：eGFR 与 CysC；m：APACHEⅡ评分与 NGAL；n：APACHEⅡ评分与 CysC；o：AKI分期与 NGAL；p：AKI分期与 CysC）

表2 AKI组患者血清NGAL、CysC水平与各临床指标的相关性分析

图3 血清NGAL、CysC水平诊断脓毒症相关AKI的ROC曲线

另一方面，如Yong等[17]对血清CysC水平预测AKI的效能进行了荟萃分析，包含了30项前瞻性研究中的AKI患者，结果显示CysC水平诊断AKI的准确度可达0.90，灵敏度为0.82，特异度为0.82，提示了CysC的良好诊断价值。Leem等[18]基于入住ICU脓毒症患者的研究发现，基线CysC水平升高是发生AKI的独立危险因素（OR=19.30，95%CI：2.58～144.50，P＜0.001）。这些结果均与本研究结果相似，提示了血清CysC水平诊断脓毒症相关AKI的优良效能。此外，Yegenaga等[19]基于入住ICU脓毒症患者的研究显示，与血清CysC相比，血清NGAL水平随肾功能的改变更为明显，NGAL预测AKI发生的准确度要优于CysC。而这些结果也还需要在更为严谨的研究中加以验证。

综上所述，本研究结果显示脓毒症相关患者AKI血清NGAL、CysC水平明显升高，且该两项指标用于诊断AKI的临床价值均较高。当然，本研究也存在一定的不足，如缺少对血清NGAL、CysC水平随疾病进展的动态变化观察，以及其对AKI患者的预后分析。今后的研究不仅需要继续筛选敏感的无创生物学指标，还应加强多指标联合诊断模型的探索，从而进一步优化对AKI的临床诊断。