早发型子痫前期急性肾损伤早期诊断与定位的进展

冯羽，于晓红，张秉杰，程兆芳

早发型子痫前期急性肾损伤(acute kidney injury with early onset pre-eclampsia in pregnancy,EOPE-PAKI)是一种高风险的产科并发症，严重威胁母儿的生命健康。EOPE-PAKI有导致慢性肾炎、心血管疾病的风险[1-2],早期诊断并定位EOPE-PAKI，应用硫酸镁解除血管痉挛，适时终止妊娠，可减少母婴并发症的发生。由于妊娠期的特殊生理变化，肾功能参数的测量不能在妊娠中提供准确的评估，仅使用血清肌酐值和尿量诊断EOPE-PAKI可导致诊断延迟甚至漏诊[1，3]。我们课题组研究发现血清肌酐、胱抑素C、尿酸、尿素氮是早期诊断EOPE-PAKI、适时终止妊娠较好的标志物[4]，2020年中国妊娠期高血压疾病诊治指南[5]又新增在子痫前期(pre-eclampsia，PE)的基础上出现尿蛋白≥2+作为诊断EOPE-PAKI的标准,这些标志物的临床应用明显改进了治疗效果，但它们都缺乏诊断EOPE-PAKI的特异性[6]，且不能定位肾的结构性损伤。肾小管损伤的尿标记物如视黄醇结合蛋白、尿调节蛋白、尿组织抑制剂金属蛋白酶-2与胰岛素样生长因子结合蛋白-7乘积及肾小球早期损伤标志物足细胞尿等也同样缺乏诊断EOPE-PAKI的敏感性和/或特异性[7-9]。中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)、铁调素、α1-微球蛋白(α1-microglobulin,A1M)、肾损伤分子-1(kidney injury molecule-1,KIM-1)、补体C5a和C5b-9是早期诊断EOPE-PAKI敏感的管状标志物，血清足细胞标志蛋白(PODXL)有望成为早期诊断EOPE-PAKI肾小球损伤的标志物，现将EOPE-PAKI的早期诊断与定位综述如下。

1 子痫前期及并发症的发病情况

PE是妊娠≥20周后新发的高血压和蛋白尿，或不伴蛋白尿但伴有以下任何一种器官受累：如心、肺、肝、肾等重要器官，或血液系统、消化系统、神经系统的异常改变，胎盘-胎儿受到累及等[5]。HELLP综合征(溶血、肝酶升高、血小板减少)是PE的严重并发症[10]，PE尤其是早发型子痫前期(early onset pre-eclampsia,EOPE)是妊娠期急性肾损伤(acute kidney injury in pregnancy,PAKI)最常见的原因[1，11-13]。PE的发病率为5%～7%[14]，子痫前期的急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)的发生率为12.2%～15.3%，恢复率84.6%，孕产妇死亡率为0～4.3%,死产率2.2%[12，15]，并发HELLP综合征的PAKI发生率高达48.1%[16]；EOPE发病率为0.38%，占PE发病率的34.1%，与晚发型PE相比较，其并发PAKI(OR6.67，95%CI：1.73-25.73)、HELLP综合征(OR10.47，95%CI：1.19-91.9)概率高，无围产不良事件的分娩概率低(OR0.19，95%CI：0.09-0.38)[12，17]。

2 正常肾小球的滤过屏障

肾小球的滤过屏障是由机械屏障和电荷屏障组成，肾小球的机械屏障由内皮细胞、基底膜和肾小囊上皮细胞(足细胞)构成；肾小球的电荷屏障由内皮细胞分泌的唾液酸蛋白以及足细胞合成的硫酸类有机物构成，二者均带负电荷。妊娠期肾小管重吸收功能的变化尚不完全明确，肾小管的重吸收还与分子电荷有关,正电分子更易被近端小管重吸收。

3 正常妊娠对血容量、肾脏结构及功能的影响

正常妊娠期间循环血量增加50%，肾脏大小约增加1 cm，出现肾脏肥大、生理性肾积水，输尿管蠕动减慢；由于子宫右旋，可能出现输尿管机械性梗阻(右侧>左侧)的情况；肾血浆流量增加35%，肾小球滤过率增加50%,妊娠中期明显超滤，妊娠最后3个月，肾小球滤过率较孕中期下降约20%，由于肾小球的超滤及血容量的增加导致孕妇血清肌酐、尿酸等降低。妊娠期胎盘产生的可溶性血管内皮生长因子受体-1即可溶性fms样酪氨酸激酶-1(soluble fms-like tyrosine kinase-1,sFlt-1)，通过与胎盘生长因子(placental growth factor,PLGF)和血管内皮生长因子结合，产生较强的抗血管生成作用，影响肾小球足细胞。正常孕期母体肾小球内皮细胞发生轻至中度的内皮增生,使肾小球屏障功能损伤,造成正常孕妇在妊娠晚期尿蛋白水平升高[18]，并导致血液流通受阻，肾小管缺血，若有诱发因素，易导致急性肾小管坏死。

4 早发型子痫前期的发病机制及对肾脏的影响

EOPE存在多因素-多机制-多通路致病的综合征发病性质[5]；EOPE 34周前起病，主要靶器官是肾脏,目前公认的发生机制被描述为两阶段疾病，第一阶段为临床前期，滋养细胞侵袭功能障碍、螺旋动脉不完全重塑即胎盘缺陷，导致胎盘缺血、缺氧，释放多种胎盘因子；第二阶段胎盘因子进入母体血液循环，激活系统性炎症反应、过度免疫反应、氧化应激及血管内皮损伤诱发EOPE。EOPE的病理改变是全身小动脉痉挛，血清铁、内皮素及补体是主要不良介质，由于EOPE患者内皮素浓度明显升高[19]，近而导致血管内皮强烈收缩，肾脏有效血流量锐减，最终造成肾脏损伤。sFlt-1与PLGF比值可预测EOPE的发生，当sFlt-1/PLGF比值≤38时，可排除1周内EOPE的发生，sFlt-1/PIGF比值>38时，可纳入4周内EOPE的发生[20]。

EOPE-PAKI属于肾性PAKI，以蛋白尿为标志的肾小球损伤是其特点，患者孕晚期的肾血流量较正常孕妇减少近25%,肾小球滤过率更是减少40%[21]。EOPE标志性肾脏病理损害是“肾小球内皮化”,其特征是增大的无血肾小球，肾小球内皮细胞的肿胀和脱离伴有毛细血管腔的闭塞[22]，造成肾脏滤过屏障功能障碍和蛋白尿、足细胞尿；EOPE-PAKI患者肾小管内皮细胞持续不断增生，导致肾小管缺血、功能受损，早期肾小管分泌尿酸功能障碍，缺血性损伤在近端小管的S3段和髓袢升支粗段髓质部分最为明显[23]。另一方面，EOPE患者肾内皮细胞变性后,其电荷屏障的选择性也受到影响,对大分子的通透性增大。

5 急性肾损伤与早发型子痫前期急性肾损伤的诊断标准

AKI的特征表现为短时间内肾功能水平的急剧下降。PAKI与EOPE-PAKI的诊断标准几经变迁，尚未达成共识[1]。

5.1 急性肾损伤的诊断标准

首次诊断AKI常基于实验室检查异常，特别是血清肌酐浓度绝对或相对升高，而不是基于临床症状与体征，《内科学》第9版将AKI定义为以下任一项[20]：① 48 h内血清肌酐浓度增加0.3 mg/dL(≥26.5 μmol/L)或更多；② 确认或推测7 d内血清肌酐浓度较基础值升高≥50%；③ 尿量减少(<0.5 mL/kg·h，持续时间≥6 h)。这个标准没有在妊娠中得到验证[1]。

5.2 早发型子痫前期急性肾损伤的诊断标准

《妇产科学》第9版及2019年美国妇产科医师学会(ACOG)将妊娠期高血压疾病背景下的肾功能不全定义为血清肌酐水平>1.1 mg/dL或无肾脏疾病时血清肌酐浓度加倍[15，24]。我国2020妊娠期高血压疾病专家共识[5]定义EOPE-PAKI为蛋白尿>2 g/24 h，少尿(24 h尿量<400 mL，或每小时尿量<17 mL)或血清肌酐浓度>106 umol/L。

5.3 早发型子痫前期急性肾损伤诊断标准的再认识

21世纪中期，Krane等[25]报告正常血清肌酐浓度0.5 mg/dL(44 μmol/L)～0.8 mg/dL(71 μmol/L)，如果无慢性肾病的孕妇血清肌酐浓度>0.8 mg/dL(71 μmol/L)，则定义为AKI。研究显示，正常孕妇平均血清肌酐浓度为孕前60 μmol/L、孕16～32周47 μmol/L，产后第1周64 μmol/L，产后18周回到孕前60 μmol/L；血清肌酐的第95百分位值在妊娠前为78 μmol/L，妊娠中期为59 μmol/L，产后为84 μmol/L,第95百分位值即可能有肾损伤[26]。荟萃分析表明，基于孕前45～90 μmol/L(0.51～1.02 mg/dL)的非妊娠参考区间，血清肌酐值上限于妊娠早期>76 μmol/L(0.86 mg/dL)，妊娠中期>72 μmol/L(0.81 mg/dL)，娠晚期>77 μmol/L(0.87 mg/dL)视为异常，妊娠期间血清肌酐浓度参考上限分别为妊娠早期、中期和晚期非妊娠参考值的85%、80%和86%[27]。由此看出EOPE-PAKI，诊断标准的血清肌酐浓度值有可能定义偏高，也没有具体到妊娠各阶段。2020年KDIGO指出[28]，AKI的尿量标准一般仅适用于重症监护环境，而仅从血清肌酐浓度的变化来确定AKI及其严重程度在其他环境中是可以接受的。

6 常用诊断早发型子痫前期急性肾损伤的生物标志物

6.1 中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白

NGAL来源于中性粒细胞，是一种铁载体结合蛋白，厚的上升支和集合管是肾内NGAL产生的部位，螯合铁，并通过上调血红素氧合酶，保护近端小管免于细胞死亡。先前的研究表明，NGAL由肾脏产生，并释放到尿液和血浆中，NGAL是AKI的肾小管特异性损伤标志物；NGAL可预测“亚临床AKI”的发生，即结构性肾脏损伤发生时，NGAL浓度升高，血清肌酐浓度没有升高、尿量没有变化的情况[29-30]。在妊娠中晚期，由于胎盘血管事件、氧化应激及炎症，血清中的NGAL浓度升高。熊小娟等[31]研究发现，EOPE患者的血清NGAL明显提升，且可随病情进一步发展逐渐升高，于妊娠中期对母体血清NGAL浓度进行检测有利于早期EOPE-PAKI的诊断；黄菁等[32]认为，早期EOPE-PAKI时肾缺血灌注损伤，尿KIM-1、血清胱抑素C和尿NGAL的浓度可反映EOPE和EOPE-PAKI病情进展的程度，联合检测对早期诊断EOPE-PAKI有更高的预测价值。NGAL作为标志物是不稳定的，有文献报告，AKI时肝细胞是血浆和尿液NGAL的主要来源，大多数循环NGAL在近端小管被重吸收，NGAL浓度升高可能表明近端小管损伤[33]。

6.2 足细胞与血清足细胞标志蛋白

足细胞是肾小球滤过膜的最外层细胞，由此形成防止蛋白质丢失的最终屏障。PE时，肾小球缺血，足细胞表面结构受损脱落，导致尿中足细胞增多，血清中PODXL减少。血清PODXL水平可早于尿蛋白反映早期EOPE-PAKI。产前应用硫酸镁可能利于肾脏足细胞功能的修复，血清PODXL有望成为检测EOPE-PAKI的标志物[34]。

6.3 肾损伤分子-1、补体C5a和C5b-9

KIM-1是一种免疫球蛋白超家族细胞表面蛋白，它由近端小管上皮细胞在肾缺血和肾损伤的反应中上调，是近端小管损伤的特异性标志物。KIM-1的表达将近端小管上皮细胞转化为专业吞噬细胞，其功能类似巨噬细胞，可从胎盘受损组织中清除凋亡碎片[35]。EOPE-PAKI患者血液中的KIM-1浓度升高发生于妊娠中晚期，接近分娩时与正常孕妇无差异，持续时间较NGAL短[36]，其肾脏损伤的模式之一是补体介导的炎症和损伤，可能定位于KIM-1相关的近端小管[37]。

补体主要存在于血液中，是一组无活性的球蛋白，是非特异性免疫的主要组成部分，在清除免疫复合物、凋亡和坏死细胞方面起着重要的作用。补体系统失衡是妊娠早期胎盘形成异常的关键因素，在EOPE-PAKI的发生、发展中起着重要的作用。补体激活是EOPE全身炎症反应的核心，可能是对胎盘界面和体循环中凋亡或坏死的滋养层碎片的反应[38]，EOPE患者的血浆C5a和C5b-9浓度升高[39]。C5b-9也称膜攻击复合物，是补体系统由经典、旁路和凝集素3条途径激活后形成的共同末端效应产物，它具有介导活性氧(reactive oxygen species,ROS)的作用，ROS主要通过脂质过氧化作用导致肾小球的损伤。C5a可通过促进系统炎症反应的激活和血管内皮损伤引起EOPE-PAKI，还可通过促使体内sFlt-1的释放，加重血管生成障碍，进而导致胎盘缺血和内皮损伤。Ma等[40]研究认为除了促炎作用，C5a直接调控滋养细胞的迁移和血管生成。激活的C5a和C5b-9与EOPE患者尿KIM-1浓度的升高呈密切正相关，减少EOPE补体激活或近端小管损伤的靶向治疗可能有助于疾病的预防或治疗[37]。

6.4 铁调素、α1-微球蛋白

铁调素是由肝合成分泌的一种抗菌肽，在远端肾单位发挥重要的铁稳态调节作用。Kulaksiz等[41]研究表明，铁调素在肾皮质的髓袢升支粗段和连接小管高表达，在髓质的髓袢升支粗段、集合管及其乳头部中度表达，在细胞水平上，铁调素位于肾小管上皮细胞的顶极，由此说明肾脏局部也合成铁调素。铁调素是铁流量的负调节器，浓度降低可增加机体对铁的吸收并从肝细胞和巨噬细胞内隔室释放铁,浓度升高可阻断机体对铁的吸收和铁螯合。EOPE时，血清铁升高[42]，导致非转铁蛋白结合铁(non-transferring bound iron，NTBI)的形成，NTBI很容易转化为亚铁离子(Fe2+)[43]，并通过芬顿反应导致EOPE-PAKI的发生。早期EOPE-PAKI时，铁调素在肾皮质的髓袢升支粗段和连接小管高表达，在髓质的髓袢升支粗段、集合管及其乳头部可出现损伤。

A1M是血红蛋白清除蛋白，可防止胎儿血红蛋白(fetal hemoglobin,HBF)降解过程中释放的游离血红素的毒性作用，A1M的浓度变化是预测PE的潜在生物学标志物[29,44-45]。A1M结合、降解血红素，具有还原酶特性，可对抗血红素和ROS诱导的细胞氧化。EOPE妇女由于胎盘屏障受损，血液中的HBF浓度增加，细胞外HBF通过形成ROS诱导氧化应激，导致胎盘血屏障受损；反过来，胎盘血屏障受损又将细胞外HBF泄漏到母体循环中，造成恶性循环。在妊娠26～28周孕妇血浆A1M浓度的研究中发现：未患EOPE高危女性的A1M浓度高于患EOPE的高危女性[44,46]；EOPE高风险女性血浆浓度高于低风险的女性，血浆A1M浓度在妊娠中晚期升高，提示内源性保护系统对氧化应激的激活,与非重度EOPE的女性相比，重度EOPE的女性血浆A1M浓度较高。尿中A1M浓度反映肾小管的重吸收，是早期EOPE-PAKI肾小管损伤的标志物，尿中A1M浓度升高，定位于肾小管损伤[46]。

7 展望

EOPE-PAKI的有效定义仍不明确[47],大多数生物标志物对临床处理无影响，没有被包括在临床使用的经典实验室参数中[48],所有新的生物指标没有被2020年KDIGO指南承认。开发新的临床生物技术，联合使用临床标志物有望早期诊断与精确定位EOPE-PAKI。硫酸镁、阿司匹林、抑制铁下垂的药物、铁调素及补体抑制剂等为治疗EOPE-PAKI提供了激动人心的新前景。