血清penKid、IGFBP7对重度烧伤患者急性肾损伤的预测价值

赵亮,李沁鹏,江涛,陈韶青,李明

重度烧伤是常见的创伤性疾病,可引起脓毒症、多器官功能障碍等多种全身性并发症[1]。重度烧伤时,肾血流量减少、肾缺血和肾损伤均会导致急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)的发生,患者病死率较高[2]。研究重度烧伤患者AKI发生的疾病机制,寻找能够早期评估AKI的血清标志物具有重要意义。脑啡肽原A 119-159(proenkephalin A 119-159,penKid) 是分子量为5 kDa的小分子肽,是脑啡肽原A降解产物[3]。研究发现,脓毒症AKI患者血清penKid明显升高,是反映患者肾小球滤过功能及肾功能的敏感生物标志物[4]。胰岛素样生长因子结合蛋白7(insulin like growth factor binding protein 7,IGFBP7)属于胰岛素样生长因子结合蛋白家族成员,能够结合胰岛素样生长因子1,调节机体生长和代谢过程[5]。研究表明,氧化应激、缺血缺氧等因素能够促进肾小管细胞IGFBP7的表达和分泌,导致细胞应激和细胞周期阻滞,是潜在的AKI血清标志物[6]。目前重度烧伤患者血清penKid、IGFBP7水平及对AKI预测价值的研究较少。本研究检测重度烧伤患者血清penKid、IGFBP7水平,探讨两者对AKI的早期预测价值,报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集2019年4月—2022年4月长治医学院附属和平医院急诊科收治重度烧伤患者98例为烧伤组,男53例,女45例,年龄21～59(47.79±5.86)岁;体质量指数19.1～26.7(23.07±2.69)kg/m2,病程0.5～6(2.3±1.1)h;基础病:高血压16例,糖尿病7例。另以医院同期体检的健康人60例为健康对照组,男33例,女27例,年龄20～58(47.17±5.93)岁;体质量指数18.8～26.2(23.15±2.73)kg/m2;基础病:高血压9例,糖尿病5例。2组性别、年龄、体质量指数、基础病比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究已经获得医院伦理委员会批准(2019-101-06),受试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:①烧伤总面积≥30%体表总面积或Ⅲ度烧伤面积≥10%体表总面积;②伤后6 h内入院,无烧伤治疗史;③年龄≥18岁;④临床资料完整。(2)排除标准:①既往合并慢性肾小球肾炎、肾病综合征等慢性肾脏疾病;②入院前1周有肾毒性药物或放射性暴露;③合并恶性肿瘤、自身免疫性疾病等;④长期使用激素类药物;⑤肾移植术后;⑥妊娠或哺乳期女性。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 临床资料收集:收集患者性别、年龄、体质量指数、受伤至入院时间、烧伤总面积等临床资料;入院24 h内采用Sysmex XT-2000 i全自动五分类血液分析仪及配套试剂计数白细胞、 血小板;入院24 h内采用上海迈瑞BS-200全自动生化分析仪及配套试剂检测血生化指标:血红蛋白、血白蛋白、血肌酐、血尿素氮等;记录患者入院24 h内急性生理学与慢性健康状况评价Ⅱ (acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ,APACHE Ⅱ) 评分(分值范围0～71分,分值越高,病情越重)、序贯器官衰竭评分(Sequential Organ Failure Assessment,SOFA)(分值范围0～24分,分值越高,病情越重)。

1.3.2 血清penKid、IGFBP7水平检测:烧伤组患者入院后即刻及伤后24 h内采集肘静脉血5 ml,室温静置2 h后,离心留取上层血清。采用酶联免疫吸附法检测血清penKid、IGFBP7水平。人penKid ELISA试剂盒购自上海欣维宇生物科技公司(货号XWY16165)。人IGFBP7 ELISA试剂盒购自上海臻科生物科技公司(货号ZK158-47)。操作步骤按照试剂盒说明进行。检测结束后采用酶标仪(美国伯乐公司,型号imark168)读取二者450 nm的吸光度值,参考标准品对应计算样品浓度。

1.4 AKI诊断及分组 AKI的诊断及分期符合2012年国际改善全球肾脏病预后组织(Kidney Disease International Global Organization,KDIGO)标准[7]。AKI诊断标准:肾功能在48 h内突然减退、血清肌酐水平绝对值增高>26.5 μmol/L或1周内肌酐水平增至基线水平的1.5倍或尿量<0.5 ml·kg-1·h-1持续6 h以上。根据伤后1周内是否出现AKI,将烧伤组患者分为AKI亚组(n=30)与非AKI亚组(n=68)。AKI分期标准:AKI 1期,血肌酐48 h内升高≥26.5 μmol/L或升高达基线值1.5～1.9倍,尿量<0.5 ml·kg-1·h-1,时间>6 h;AKI 2期,肌酐升高达基线值2.0～2.9倍,尿量<0.5 ml·kg-1·h-1,时间>12 h;AKI 3期,肌酐升高达基线值3倍或≥353.6 μmol/L或需要开始替代治疗,尿量<0.5 ml·kg-1·h-1,时间>24 h 或无尿>12 h。

1.5 统计学方法 采用SPSS 26.0软件分析处理数据。符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示,2组间均数比较采用t检验,3组比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD-t检验;计数资料以频数或率(%)表示,组间比较采用卡方检验;多因素Logistic回归分析重度烧伤患者AKI发生的影响因素;受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC)评价血清penKid、IGFBP7及二者联合对重度烧伤患者AKI发生的预测价值。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 2组血清penKid、IGFBP7比较 烧伤组血清penKid、IGFBP7水平分别为(71.14±11.25)ng/L、(68.26±9.30)μg/L,大于健康对照组(16.20±3.22)ng/L、(22.64±4.15)μg/L(t=36.873、35.841,P均<0.001)。

2.2 2亚组患者临床资料及血清penKid、IGFBP7比较 2亚组性别、年龄、体质量指数、受伤至入院时间、烧伤总面积、血尿素氮、白细胞、血小板、血红蛋白、白蛋白等比较,差异均无统计学意义(P>0.05), AKI亚组SOFA评分、APACHEⅡ评分、血肌酐、penKid、IGFBP7均高于非AKI亚组(P<0.01),见表1。

表1 2亚组重度烧伤患者临床资料及血清penKid、IGFBP7比较

2.3 不同AKI分期重度烧伤患者血清penKid、IGFBP7比较 烧伤组患者入院1周内发生AKI 30例(30.61%)。重度烧伤患者随着AKI分期升高,血清penKid、IGFBP7依次升高(P均<0.01),见表2。

表2 不同AKI分期重度烧伤患者血清penKid、IGFBP7比较

2.4 影响重度烧伤患者AKI的多因素Logistic回归分析 以重度烧伤患者是否发生AKI为因变量(否=0,是=1),以SOFA评分、APACHEⅡ评分、血肌酐及血清penKid、IGFBP7为自变量,多因素Logistic回归分析结果显示:SOFA评分、APACHEⅡ评分、血肌酐、血清penKid、IGFBP7升高是影响重度烧伤患者AKI发生的独立危险因素(P<0.01),见表3。

表3 多因素Logistic回归分析重度烧伤患者AKI影响因素

2.5 血清penKid、IGFBP7及二者联合预测重度烧伤患者发生AKI的价值 绘制血清penKid、IGFBP7及二者联合预测重度烧伤患者发生AKI价值的ROC曲线,并计算曲线下面积(AUC),结果显示:血清penKid、IGFBP7二者联合对重度烧伤患者AKI发生预测的AUC分别为0.804、0.840、0.890,二者联合高于单项检测,差异具有统计学意义(Z=4.348,3.847,P均<0.001),见图1、表4。

图1 血清penKid、IGFBP7及二者联合预测重度烧伤患者AKI的ROC曲线分析Fig.1 ROC curve analysis of serum penKid, IGFBP7 and their combination for predicting AKI in patients with severe burns

表4 血清penKid、IGFBP7及二者联合预测重度烧伤患者AKI发生的价值分析

3 讨 论

肾脏是重症烧伤后最先累及的脏器之一,重度烧伤后肾血流量减少,肾缺血缺氧,大量氧自由基产生,引起肾小管损伤和紧密连接的紊乱,细胞管型阻塞肾小管管腔,尿液回流,导致AKI的发生。本研究中,重度烧伤患者AKI的发生率为30.61%(30/98),这与既往研究报道的AKI发生率介于26.6%～53.3%的结果一致[8]。重度烧伤患者AKI的早期诊断和及时干预有助于避免AKI的病情加重,降低患者死亡率。目前临床上主要采用血肌酐、血尿素氮等指标监测AKI的发生及疾病进展,但只有在肾功能受损严重时血肌酐、血尿素氮才会发生明显变化，且容易受到年龄、体质量及饮食等因素的影响,敏感度低且非特异性[9]。深入研究重度烧伤患者疾病机制,寻找有效评估AKI发生的血清标志物意义重大。

penKid是前脑啡肽原A的稳定降解产物,主要经由肾脏排泄。研究发现,penKid是反映脓毒症患者肾功能状态较为特异的标志物,有助于评估脓毒症AKI的发生和预后[10]。本研究中,烧伤组患者血清penKid升高。分析其原因,烧伤后由于大量体液自创面丢失,循环血容量不足,肾脏灌注不良,导致penKid经肾脏清除减少,血清penKid水平升高[11]。此外,发生AKI的重度烧伤患者血清penKid升高更为显著,提示血清penKid水平能够反映重度烧伤患者AKI的发生。分析其原因,重度烧伤患者由于皮肤受损严重,肾灌流不足,交感神经兴奋和儿茶酚胺的释放增加导致肾血管收缩,导致肾小管上皮细胞缺血缺氧及酸中毒的发生,肾小管细胞损伤引起penKid释放增加,同时烧伤会导致大量血红蛋白、肌红蛋白释放入血浆,造成肾小管坏死及阻塞,导致AKI的发生[12]。本研究中,血清penKid与AKI分期有关,提示血清penKid水平能够反映重度烧伤患者AKI的病情严重程度。既往学者研究报道,脓毒症患者血清penKid水平与肾小球滤过率呈显著负相关,血清penKid相比于血肌酐、血尿素氮等传统肾功能指标,能够早期敏感反映患者肾功能状况,预测脓毒症休克及AKI的发生[13-14]。此外,penKid是肾小球功能的敏感生物标志物,急性肾功能不全时,血清penKid水平的增加速度快于血肌酐,且与其他标志物相比,不受全身炎性反应等非肾脏相关变量的影响,对肾功能不全具有良好的特异性[4]。本研究中,血清penKid是影响重度烧伤患者AKI发生的独立危险因素,表明检测血清penKid水平有助于评估重度烧伤患者AKI的发生风险。研究表明,烧伤早期机体的有效循环血容量锐减,液体扩容后会造成肾脏再灌注损伤,penKid的表达升高能够抑制肾组织中谷胱甘肽及白介素17等信号通路相关基因的表达,加重肾小管病理损伤,促进肾小管细胞的凋亡,导致AKI的发生[15]。

IGFBP7属于IGFBP超家族的一种分泌蛋白,主要由肾小管细胞、血管内皮细胞及成纤维细胞等分泌,以低亲和力与胰岛素样生长因子1受体结合并阻断胰岛素,发挥调节内皮功能、细胞黏附及代谢等多种生物学效应[16]。研究表明,在脓毒症等引起的AKI患者中,通过检测尿液IGFBP7水平有利于AKI的早期诊断,是理想的生物标志物[17]。但对于重度烧伤患者,尿量会受到补液等因素的影响,因此检测血清IGFBP7水平可能会更好地评估重度烧伤患者AKI的发生。本研究中,烧伤组患者血清IGFBP7水平升高,表明IGFBP7参与重度烧伤患者伤后的病理过程。笔者分析,重度烧伤患者血容量相对不足,胃肠道缺血及机体的免疫抑制状态均会造成肠道菌群易位,细菌脂多糖能够直接诱导肾小管上皮细胞IGFBP7的表达,并激活细胞外信号调节激酶1/2通路,促进肾小管上皮细胞G1-G0期细胞周期停滞和细胞凋亡[18-19]。 本研究中,发生AKI的重度烧伤患者血清IGFBP7水平升高更为显著,并且与AKI分期有关,提示IGFBP7参与促进重度烧伤患者AKI疾病的发生发展。有研究证实,IGFBP7通过拮抗E3泛素连接酶环指蛋白4,抑制聚ADP核糖聚合酶1的泛素蛋白酶体途径降解,聚ADP核糖聚合酶1过度积累介导的肾小管损伤和过度炎性反应,导致AKI的发生[20-22]。另外,IGFBP7还能够诱导肾小管上皮细胞的上皮间质转化,促进肾纤维化,导致AKI的疾病进展。研究表明,IGFBP7能够促进细胞外信号调节激酶1/2的磷酸化激活,上调结缔组织生长因子及转化生长因子β的表达,上调间质性标志物如波形蛋白表达,下调上皮型标志物如E钙黏蛋白的表达,促进肾组织纤维化,促进AKI的病情发展[23]。本研究中,血清IGFBP7是影响重度烧伤患者AKI发生的独立危险因素,提示血清IGFBP7能增加重度烧伤患者AKI的发生风险。动物实验研究表明,应用Gyp XLIX治疗能够通过抑制IGFBP7的表达,减少IGFBP7与IGF1受体的结合,减轻顺铂等化疗药物对肾小管损伤,降低AKI的发生率[24]。本研究中,血清penKid、IGFBP7及二者联合对重度烧伤患者AKI的发生具有较高的预测价值,敏感度和特异度分别达0.791,0.845,提示通过检测重度烧伤患者血清penKid、IGFBP7有助于早期评估AKI的发生,辅助临床医生对AKI进行早期防治,以改善重度烧伤患者的临床预后。

综上所述, 重度烧伤患者血清penKid、IGFBP7水平升高,两者与AKI分期有关,是影响重度烧伤患者AKI发生的独立危险因素,二者联合对重度烧伤患者AKI的发生具有较高的预测价值。本研究也存在不足,因研究条件的限制,本研究采集的是患者烧伤后24 h内的血液样本,未能对重度烧伤患者病程过程中的动态变化进行检测,有待今后设计多中心前瞻性临床试验进一步研究。

利益冲突：所有作者均声明无利益冲突

作者贡献声明

赵亮:设计研究方案,实施研究过程,论文撰写;李沁鹏:实施研究过程,资料搜集整理,论文修改;江涛:提出研究思路,分析试验数据,论文审核;陈韶青:进行统计学分析;李明:课题设计,论文撰写