脓毒症并发急性肾损伤患者血浆铁水平与NGAL的相关性研究

张 巍，吴 颖，肖 烽，党宗彦，何再明

（上海市普陀区利群医院急诊医学科，上海 200333）

脓毒症（sepsis）由细菌等病原微生物侵入机体引起的全身炎症反应综合征[1]，其被认为是导致急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）最常见的危险因素[2]。研究显示[3，4]，40%～75%的脓毒症患者均可并发AKI，且脓毒症并发AKI 患者的死亡率高达70%。脓毒症并发AKI的发病机制至今仍未被完全阐明，炎症反应、氧化应激反应、微血管内皮功能障碍、肾小管上皮细胞损伤等均是脓毒症致AKI发病的潜在机制[5-7]。中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neutrophil gelatinase -associated lipocalin，NGAL）属于脂质运载蛋白家族，其是一种由中性粒细胞分泌的抑菌剂，通过绑定细菌的铁载体，起隔离铁、剥夺细菌铁的作用，导致细菌不能增长[8-10]。本研究主要探讨脓毒症并发AKI 患者血浆铁与NGAL的相关性，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年1月-2020年6月上海市普陀区利群医院急诊医学科诊治的120 例脓毒症患者，根据AKI 网络组织（acute kidney injure network，AKIN）诊断标准，将入院时已并发AKI的55例患者作为入院AKI组，未发生AKI的65 例患者为入院非AKI组，另将入院非AKI组根据患者入院48 h 后是否并发AKI 分为48 h AKI组26 例和48 h非AKI组39 例。入院AKI组与非AKI组性别、年龄、感染部位比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。本研究经医院伦理委员会审批通过，患者知情同意并签署知情同意书。

表1 入院AKI组与非AKI组一般资料比较（±s，n）

表1 入院AKI组与非AKI组一般资料比较（±s，n）

1.2 诊断标准 符合脓毒症诊断标准；符合AKIN关于AKI的诊断标准，即肾功能在48 h 内突然减退，表现为至少2 次血清肌酐升高的绝对值≥26.5 μmol/L（0.3 mg/dl）或血肌酐较基础值升高≥50%（增加1.5 倍）；或者尿量＜0.5 ml/（kg·h），持续6 h 以上。

1.3 纳入与排除标准 纳入标准：①年龄＞18 岁；②符合脓毒症及AKI 诊断标准。排除标准：①终末期肾病患者；②确诊和怀疑急进型肾小球肾炎、急性肾间质肾炎、肾血管疾病以及曾经肾移植的患者。

1.4 方法 于入院时及入院后48 h，采取患者静脉血，经3000 r/min 离心，移取上层血浆液2 ml 贮存于EDTA 防凝血小管，并保存在-80 ℃超低温冰箱待检，使用免疫增强比浊法检测血浆NGAL，使用比色法检测血浆铁。

1.5 统计学方法 使用SPSS 23.0 统计软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以（±s）表示，组间比较采用独立样本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Wilcoxon 秩和检验。计数资料以（n）表示，组间比较采用χ2检验；采用Spearman 相关性分析血浆铁水平与NGAL的关系。以P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 入院AKI组与非AKI组血浆铁、NGAL 水平比较 两组入院后48 h 血浆铁比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；而入院AKI组入院时NGAL、血浆铁及入院后48 h NGAL 高于入院非AKI组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 入院AKI组与非AKI组血浆铁、NGAL 比较[M（P25，P75）]

2.2 入院48 h AKI组与48 h 非AKI组血浆铁、NGAL 水平比较 48 h AKI组与48 h 非AKI组入院时、入院后48 h 血浆铁、NGAL 水平比较，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 入院48 h AKI 组与48 h 非AKI 组血浆铁、NGAL 水平比较（±s）

表3 入院48 h AKI 组与48 h 非AKI 组血浆铁、NGAL 水平比较（±s）

2.3 脓毒症并发AKI 患者血浆铁水平与血浆NGAL的关系 Spearman 相关性分析显示，入院AKI组入院时、入院后48 h 血浆铁与血浆NGAL 呈正相关（r=0.535、0.498，P＜0.05），见图1、图2；48 h AKI组入院时、入院后48 h 血浆铁与血浆NGAL 呈正相关（r=0.593、0.641，P＜0.05）。

图1 入院AKI组入院时血浆铁与NGAL的关系

图2 入院AKI组入院后48 h 血浆铁与NGAL的关系

3 讨论

NGAL 是一种分子量为25 KDa的糖蛋白[11]，属于脂质运载蛋白家族。NGAL 合成于粒单系早期髓细胞阶段，在人体的正常生理状态下，其除了在中性粒细胞表达外，还在骨髓、子宫、前列腺、涎腺、胃、结肠、气管、肺、肝、肾等组织中以极低水平表达[12]；在病理状态，如炎症、感染、中毒、缺血、肿瘤时，其表达大幅增加[13]。现已发现NGAL 存在3 种结构形式，即单倍体、二倍体和三倍体。单倍体和部分二倍体的NGAL 是肾脏管状细胞分泌的主要形式，三倍体来自于中性粒细胞[11]。NGAL 具有参与机体免疫应答、促进细胞生长、前列腺素合成等功能，在肾脏发育中可促进细胞修复。脓毒症是宿主对感染反应失调引起的危及生命的器官功能障碍，其病情特点不仅存在感染，往往还并发各种器官功能障碍。本研究结果显示，入院AKI组入院时、入院后48 h NGAL 高于入院非AKI组，差异有统计学意义（P＜0.05）；48 h AKI组与48 h 非AKI组入院时、入院后48 h NGAL水平比较，差异有统计学意义（P＜0.05），提示与脓毒症非AKI 患者相比，脓毒症并发AKI 患者NGAL 水平更高，这与Imoto Y 等[13]研究结果相似，考虑原因可能是由于脓毒症并发AKI 患者血浆NGAL 水平不仅与细菌感染有关，还与感染导致的器官功能障碍有关，即脓毒症病情越重，NGAL 水平也就越高[14]。

铁作为人体中最重要的元素之一，在许多关键细胞功能中起着重要作用，如缺氧、线粒体功能、红细胞生成、细胞周期进程、DNA 合成和修复以及炎症调节[15]。游离铁的催化作用已经在血红蛋白尿、缺血/再灌注损伤、横纹肌溶解、氨基糖苷类药物和顺铂等诱导的AKI 动物模型研究中被证实。在动物模型中，铁螯合剂对AKI 发挥保护作用，是铁介导AKI的直接证据[14]。有研究显示[9]，铁对脓毒症患者机体细胞内和细胞外微生物均有一定作用，其可通过氧化还原循环和诱导氧化自由基对细胞造成伤害。过量的铁可进一步促进炎症和细胞的凋亡，对肾脏等组织有害[11]。本研究结果发现，两组入院后48 h 血浆铁比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；而入院AKI组入院时血浆铁水平高于入院非AKI组，差异有统计学意义（P＜0.05）；48 h AKI组与48 h 非AKI组入院时、入院后48 h 血浆铁水平比较，差异有统计学意义（P＜0.05），提示与脓毒症性非AKI 相比，脓毒症并发AKI 患者的血浆铁水平升高，尤其入院后新增脓毒症并发AKI 患者的血浆铁水平相对更高。

细菌的生长需要铁，NGAL 通过与铁绑定而耗尽铁，可导致细菌无法繁殖。研究表明[14]，NGAL 基因缺陷的小鼠，其由于体内中性粒细胞吞噬功能减弱，无法起到杀灭细菌作用，同时由于中性粒细胞驱化和附着能力的下降，从而导致中性粒细胞无法聚集到炎症区域发挥功能。因此，NGAL的抗菌作用不仅通过清除细菌铁，还包括对中性粒细胞功能的调节[15]。本研究Spearman 相关性分析显示，入院AKI组入院时、入院后48 h 血浆铁与血浆NGAL 呈正相关（r=0.535、0.498，P＜0.05），提示脓毒症患者的血浆铁与NGAL 可能存在一定的相关性；48 h AKI组入院时、入院后48 h 血浆铁与血浆NGAL 呈正相关（r=0.593、0.641，P＜0.05），提示脓毒症并发AKI 患者血浆铁与血浆NGAL 相关性更高，这可能与血浆NGAL 不仅是细菌感染先天免疫的重要组成部分，还是一种铁螯合剂有关[16]。血浆NGAL 通过捕获铁，使微生物缺铁，是机体对抗感染的一种前哨策略[8]。研究显示[17,18]，心脏手术术后患者尿液中的铁随NGAL 水平升高或降低，可预示早期AKI的发生。既往研究也表明[19，20]，铁螯合剂具有对肾脏功能的保护作用。

综上所述，脓毒症并发AKI 患者血浆铁与NGAL 存在一定相关性。但由于本研究系单中心观察性研究，试验中纳入病例数相对少、观察时间短、脓毒症患者病情复杂等原因，研究结果并不能明确血浆铁是导致血浆NGAL 升高的直接因素。因此，在未来研究中应开展多中心联合的大样本研究，以便获得更加可靠的研究数据。