血清NGAL、尿液KIM-1及外周血NLR、RDW联合检测对脓毒症发生急性肾损伤的预测价值

张德保,杨爱祥,夏菲,姜卓

脓毒症是临床常见的急危重症疾病,肾脏是脓毒症患者最先受损的器官,急性肾损伤是脓毒症患者常见并发症,可增加患者病死的风险[1-2]。中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase associated lipid transporter,NGAL)主要由肾脏近曲小管上皮细胞少量表达,肾损伤可促进其表达量升高;肾脏损伤分子(kidney injury molecule,KIM-1)可特异性识别肾小管上皮细胞相关因子;中性粒细胞与淋巴细胞比值(neutrophil lymphocyte ratio,NLR)可有效反映患者机体全身炎性反应程度,而红细胞分布宽度(RDW)可反映红细胞大小的均匀程度,有助于评估患者器官血液灌注程度[3-4]。目前临床关于血清NGAL、尿液KIM-1水平及外周血NLR、RDW与脓毒症患者发生急性肾损伤的关系尚未完全明确,基于此,现分析血清NGAL、尿液KIM-1水平及外周血NLR、RDW对脓毒症患者发生急性肾损伤的预测价值,为临床诊断脓毒症患者发生急性肾损伤提供参考和依据,报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2018年1月—2022年6月苏州市立医院重症医学科收治发生急性肾损伤的脓毒症患者107例作为观察组,选取同期在医院重症医学科接受治疗的未发生急性肾损伤的脓毒症患者113例作为对照组。观察组急性肾损伤分期:1期 31例,2期 41例,3期 35例。本研究符合《赫尔辛基宣言》中的医学伦理相关标准,并经医院医学伦理委员会审核批准,患者或家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准:脓毒症诊断符合文献[5]中的相关标准,急性肾损伤诊断符合KDIGO中的相关标准[6];入院前无肾脏疾病病史,且急性肾损伤发生在脓毒症之后;年龄>17岁;无病毒性肝炎、艾滋病等其他严重感染性疾病。(2)排除标准:营养不良;原发性肾脏疾病;免疫功能障碍;诊断为脑疾病(神经退行性变、脑血管疾病)、痴呆和缺氧性脑损伤及中枢神经系统感染等。

1.3 观察指标与方法

1.3.1 临床资料收集:统计2组患者性别、年龄、体质量指数(BMI)、合并基础疾病、感染部位、入院急性生理与慢性健康状况评分[7](APACHEⅡ,包括急性生理状态评分60分、年龄6分和慢性生理状态评分5分,总分71分,得分越高患者病情越严重)、序贯器官衰竭评分[8](SOFA,包括凝血功能、呼吸、心血管、肝脏、肾脏、神经等器官功能状态评分,单项评分范围为0～4分,得分越高患者器官损伤越严重)。

1.3.2 肾功能检测:患者确诊为脓毒症后3 d抽取其空腹肘静脉血5 ml,离心留取血清,采用酶联免疫吸附试验(ELISA,试剂盒由富士胶片和光纯药株式会社提供)检测患者血清尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)、尿酸(UA)水平,按照公式:肾小球滤过率(eGFR)=体质量(kg)×(140-年龄)/72×SCr(μmol/L)×1.23(女性×1.23),计算eGFR。

1.3.3 NGAL、KIM-1、NLR、RDW检测:取上述血清,采用ELISA检测患者NGAL水平,试剂盒由上海一研生物科技有限公司提供(试剂批号:EY-18435);收集患者尿液5 ml,离心收集上清,采用ELISA检测KIM-1水平,试剂盒由上海臻科生物科技有限公司提供(试剂批号:ZK-1911);采用全自动血细胞分析仪(BC-6000 plus,深圳迈瑞生物医疗电子有限公司)检测患者外周血淋巴细胞和中性粒细胞水平、RDW,计算NLR=淋巴细胞/中性粒细胞。

2 结 果

2.1 2组临床资料比较 观察组患者APACHEⅡ评分、SOFA评分高于对照组(P<0.01),2组其余资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 2组脓毒症患者临床资料比较Tab.1 Comparison of clinical data between two groups of sepsis patients

2.2 2组肾功能比较 观察组血清BUN、SCr、UA水平高于对照组,eGFR低于对照组(P<0.01),见表2。

表2 2组脓毒症患者肾功能比较Tab.2 Comparison of renal function between two groups of sepsis patients

2.3 2组NGAL、KIM-1、NLR、RDW比较 观察组血清NGAL、尿液KIM-1水平及外周血NLR、RDW高于对照组 (P<0.01),见表3。

表3 2组脓毒症患者NGAL、KIM-1、NLR、RDW水平比较Tab.3 Comparison of NGAL, KIM-1, NLR, and RDW levels between two groups of sepsis patients

2.4 NGAL、KIM-1、NLR、RDW与脓毒症患者肾功能指标的相关性分析 血清NGAL、尿液KIM-1水平及外周血NLR、RDW与BUN、SCr、UA均呈显著正相关(P均<0.01),与eGFR呈显著负相关(P均<0.01),见表4。

表4 NGAL、KIM-1、NLR、RDW与脓毒症患者肾功能指标的相关性Tab.4 Correlation between NGAL, KIM-1, NLR, RDW and renal function indicators in sepsis patients

2.5 NGAL、KIM-1、NLR、RDW预测脓毒症患者发生急性肾损伤的价值比较 绘制NGAL、KIM-1、NLR、RDW预测脓毒症患者发生急性肾损伤的ROC曲线,并计算曲线下面积(AUC),结果显示,NGAL、KIM-1、NLR、RDW及四者联合预测脓毒症患者发生急性肾损伤的AUC分别为0.793、0.806、0.770、0.828、0.907,四者联合优于各自单独预测价值(Z=9.593、10.197、8.503、12.148,P均<0.001),见表5、图1。

图1 NGAL、KIM-1、NLR、RDW单独及四者联合预测脓毒症患者发生急性肾损伤价值的ROC曲线比较Fig.1 Comparison of Receiver operating characteristic of NGAL, KIM-1, NLR and RDW alone and jointly in predicting Acute kidney injury in sepsis patients

表5 NGAL、KIM-1、NLR、RDW单独及四者联合预测脓毒症患者发生急性肾损伤的价值比较Tab.5 Comparison of the value of NGAL, KIM-1, NLR and RDW alone and jointly in predicting Acute kidney injury in sepsis patients

3 讨 论

脓毒症是机体对感染特异性反应导致的危及生命的器官功能障碍,其在重症病房的高发病率和高病死率已成为现代医学研究及临床治疗的重点,急性肾损伤是脓毒症患者常见的器官损伤,肾脏低灌注及血流重组引起炎性介质、毒性代谢产物及肾前性氮质血症引起患者肾小管损伤可导致患者eGFR降低,引起水电解质紊乱,增加患者病死的风险[9-11]。本研究中观察组肾功能更低,这与临床相关研究结果接近[12]。临床研究发现,轻度肾损伤即可增加脓毒症患者病死风险,因此通过预测脓毒症患者发生急性肾损伤对于改善患者预后具有重要意义[13-14]。

NGAL属于脂质运载蛋白家族成员,主要来源于中性粒细胞,少量表达于肾脏、脾脏、肝脏,脓毒症发生后,患者肾脏血液灌注减少可引起肾脏低灌注损伤,同时机体在细菌内毒素的作用下产生大量炎性因子,对患者肾小管产生不同程度的损伤,可促进患者肾小管上皮细胞产生NGAL,引起患者血液中的NGAL水平升高[15];KIM-1是一种Ⅰ型膜糖蛋白,来源于肾脏近曲小管上皮细胞,在肾小管上皮细胞发生损伤时表达升高,急性肾损伤的发生可促进患者细胞外信号调节激酶1/2、信号转导因子和转录激活因子3磷酸化,其中信号转导因子和转录激活因子3可通过与KIM-1启动子结合,而促进KIM-1的表达,其细胞外结构域脱落可引起其在尿液中的水平升高,且其高水平状态会一直持续至患者肾小管上皮细胞修复[16-17]。本结果显示,观察组血清NGAL、尿液KIM-1水平较对照组更高,同时两者预测脓毒症患者发生急性肾损伤的AUC分别为0.793、0.806,说明脓毒症患者发生急性肾损伤可引起血清NGAL、尿液KIM-1水平升高,同时NGAL、KIM-1对脓毒症患者急性肾损伤的发生具有良好的预测价值。

脓毒症引起的全身炎性反应综合征可导致患者机体免疫系统过度激活和功能障碍的发生,NLR可反映患者全身炎性反应严重程度,在脓毒症发生和发展过程中,淋巴细胞可在一定范围内适当地调节患者机体炎性反应,但大量炎性因子的产生可对淋巴细胞功能产生抑制作用,同时促进淋巴细胞的凋亡,促进患者机体淋巴细胞减少[18-20];中性粒细胞是一种对细菌感染具有良好敏感性的免疫细胞,其可在短时间内增殖并分泌大量的相关炎性因子促进机体炎性反应的发生,因此脓毒症患者NLR水平升高说明患者机体全身炎性反应严重程度增加,病情进展[21]。有学者研究显示[22],NLR是脓毒症患者发生急性肾损伤的危险因素,同时其与脓毒症患者血清SCr、BUN水平呈显著正相关。另有研究发现[23],随着脓毒症合并急性肾损伤患者肾功能恢复,NLR呈逐渐降低趋势,患者痊愈出院时,NLR已经降低至正常水平。RDW升高可反映红细胞大小的差异,脓毒症可促进肾素—血管紧张素—醛固酮系统激活而促进血管紧张素Ⅱ水平升高,其可促进红细胞快速增殖,而大量炎性因子可对红细胞成熟产生抑制作用,导致未成熟的红细胞进入血液循环而引起RDW升高,同时大量炎性因子还可抑制肝脏和肾脏产生促红细胞生成素,降低铁的生物利用度,直接对骨髓中的红系前体细胞产生抑制作用,激活红细胞凋亡和外周血细胞吞噬功能,进一步促进RDW升高[24-25]。因此RDW升高一方面说明患者病情严重程度升高,另一方面说明患者有发生贫血的风险,会对肾脏灌注产生进一步影响,进而促进脓毒症患者发生急性肾损伤。本研究结果显示,观察组外周血NLR、RDW较对照组更高,同时两者预测脓毒症患者发生急性肾损伤的AUC分别为0.770、0.828,说明外周血NLR、RDW在促进脓毒症患者急性肾损伤的发生方面具有重要作用,同时其对脓毒症患者急性肾损伤的发生具有较好的预测价值。此外,本结果显示,与NGAL、KIM-1、NLR、RDW单独检测相比,四者联合检测预测脓毒症患者发生急性肾损伤的AUC更高,此外,血清NGAL、尿液KIM-1水平及外周血NLR、RDW与BUN、SCr、UA呈显著正相关,与eGFR呈显著负相关,进一步说明脓毒症患者急性肾损伤的发生可引起血清NGAL、尿液KIM-1及外周血NLR、RDW水平变化,且四者联合可相互补足,进一步提高对脓毒症患者急性肾损伤的预测价值。

综上,脓毒症发生急性肾损伤患者肾功能及血清NGAL、尿液KIM-1水平及外周血NLR、RDW升高,NGAL、KIM-1、NLR、RDW与患者肾功能指标具有显著相关性,四者联合在预测脓毒症患者发生急性肾损伤方面具有较好的应用价值。

利益冲突:所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

张德保:设计研究方案,实施研究过程,论文撰写,论文审核,论文修改;杨爱祥:分析试验数据,论文审核;夏菲、姜卓:资料搜集整理,分析试验数据,论文审核