慢性肾病患者血浆尿液AKI相关实验室 指标的生物学变异

AKI凶险，但可预防。AKI的定义包含了风险、损伤、衰竭、丧失、终末期（RIFLE）和AKI协作标准（AKIN），都是基于血肌酐浓度的变化。然而，肌酐对于AKI不是个好的生物学指标，而需要更早发现、更灵敏、可预示死亡率、住院时间以及CKD进展的指标。广泛研究包括血浆及尿液NGAL、KIM-1、IL-18，近期的TIMP-2，被认为是发生AKI的早期预警指标。原有的反映肾小管功能的尿液中的酶和滤过蛋白，包括NAG、α1-MG等，许多也被作为AKI的生物标志物而重新加以评价。

需要更好的理解与掌握这些潜在的AKI标志物，包括在CKD患者中的生物学变异。CKD发生在普通人群中，具有较高的潜在AKI发生的可能性，并适合被监测以避免发生AKI。这些CKD患者的生物学变异不同于健康人群，应对于疾病的发生，知晓以上这些标志物的生物学变异是必要的，并且应早于新的AKI的诊断管理标准的出台。对患者系列样本的检测结果解读和评价标准，应综合考虑生物学变异和分析变异，以明确真正的疾病生物学指标变化。只有理解了生物学变异，才能客观地比较检测指标，设定分析目的，定义参考区间，追根溯源不同的个体变化。

最初的目的是在CKD患者中检测AKI标志物的生物学变异，重点在个体内变异，与检测结果变化的关联，附加考虑的是不同的CKD患者，其尿液指标中是单纯表达指标物浓度值还是表达为浓度/肌酐比更好。

2012.1-2014.3入组英国Kent Kidney Care Centre 共80例CKD患者，GFR>15 ml•min-1•(1.73m2)-1，排除了小于18岁、肾移植、终末期疾病及明显认知不全的患者，并签署了作为生物学变异研究的知情同意书。

患者每周提供随机尿样及血液样本，持续6周。为避免分析前影响，采样基于每个个体相同的时间段，其中62例提供的是上午的样本，18例提供的是下午的样本。血液样本在4小时内离心分离血浆或血清，-80°C冻存。15个月内完成了所有检测分析，采样主要集中在6个月内。

每一位CKD患者，6个时间点的样本，检测包括全血NGAL（POCT法）、血浆NGAL、血浆CysC、血浆肌酐，尿液NGAL、KIM-1、NAG、尿白蛋白、IL-18、TIMP-2、α1-MG及尿肌酐。每个参数还按以下公式计算指数II

统计学：采用自然对数转换。基于eGFR(MDRD公式)<60 ml•min-1•(1.73m2)-1，是否患有糖尿病（DM），尿ACR<30，或>30mg/g分成A-D四组。A组：eGFR>60 ml•min-1•(1.73m2)-1，ACR不定；B组：非DM患者，eGFR 15-59 ml•min-1•(1.73m2)-1，ACR<30mg/g；C组：非DM患者，eGFR 15-59ml•min-1•(1.73m2)-1，ACR>30mg/g；D组：DM患者，eGFR 15-59 ml•min-1•(1.73m2)-1，ACR>30mg/g。

80例CKD患者基础临床资料包括：多囊肾3例，高血压肾病9例，DKD 6例，组织学证实的IgA肾病5例，特发性膜性肾病8例，系膜增生性肾小球肾炎3例，MES毛细血管肾小球肾炎1型3例，其他原发肾脏疾病17例，系统性血管炎3例，间质性肾小管肾炎2例，病因不明性CKD 21例。试验期间，没有CKD患者进展为AKI。

血浆肌酐和CysC的CVI最小，NGAL的CVI较大，系列NGAL的检测在任意2次检测之间出现59%的增高；系列尿液指标检测的变异比以上指标都要高。除外α1-MG，其他尿液指标，用绝对浓度除以尿肌酐比值调整后，CVI均明显减小了（p<0.05）；男性与女性的尿NGAL、KIM-1、NAG、IL-18、TIMP-2、α1-MG浓度变异，无论是否用尿肌酐比值调整，都有显著差异（p<0.05）。全血NGAL（POCT法）未达到理想的分析性能（CVA17.8%，CVI20.8%）。

A-D四个亚组间，各生物学指标具有非常显著的差异。部分指标在不同亚组患者中呈现不同的个体内差异。

我们报道了CKD患者中多个AKI相关生物学标志物的生物学变异。这些指标显示出个体内变异值相对较高，而指数II相对较低，提示运用常规的参考值范围不太合适。AKI相关的指标发生变化应考虑到生物学变异因素，CKD患者又不同于之前报道的正常人群的变异。

尿液、血浆、全血的NGAL分析，全血NGAL属于POCT方法，未达到最低的分析性能标准，>25%的变异会影响分析的精确性，因此全血检测NGAL需要提高检测设备的分析性能。血浆NGAL的生物学变异小于尿液NGAL，部分文献报道，血浆NGAL在肾脏损伤的2小时内就快速上升，可以显著增高290%，并在之后的48小时内维持高浓度。如此巨大的改变可以抵消指标基础的生物学变化。然而，其他报道认为，在发生AKI之前的血浆NGAL浓度不适宜用，即不关注发生AKI前后的浓度变化，而应比较发生了AKI的患者与那些未发生AKI的患者的血浆NGAL浓度值，因此有很多研究都试图定义出能够诊断AKI的临床截断值。无论是否是AKI 患者，其血浆NGAL浓度存在差异，之前合并或不合并有CKD，此界限并不清晰。Soto等报道，稳定期的CKD患者未发生AKI的亚组，其血浆NGAL水平明显高于发生AKI亚组，试验中三分之一发生AKI的患者原先即合并有CKD，因此引出了本课题研究的必要性。

尿液NGAL浓度的变异，经尿肌酐比值调整后略降低，与其他的报道一致。Bennett等报道了，儿童心脏手术后发生AKI，其尿NGAL浓度20倍的上升，远高于其RCV值。同血浆NGAL一样，尿液NGAL在AKI发生后2小时内就升高，持续24小时。通常情况下，AKI患者在急诊入院时，尿液NGAL就已经超过诊断AKI的截断值，因而通过尿NGAL的检测，可以诊断发现AKI，且或许还能判断AKI的严重程度，比如是否达到了RIFLE的F阶段，因而临床干预可以减小损伤，当然后者相比于诊断AKI要困难一些。

尿液KIM-1的CVI要小于尿NGAL，尤其是用尿肌酐比值调整之后，这与之前关于正常人群的数据一致。与尿NGAL不同的是，AKI患者尿KIM-1的升高要晚于NGAL的升高，例如在心脏体外循环术后12小时后出现2倍以上的升高，并持续24小时，这就有利于对发生AKI后的系列监控。IL-18具有较大的CVI，与之前的正常人群一致，但肾损伤发生后IL-18的变化超出了其RCV值。

TIMP-2是一个新的AKI相关指标，此前未有报道尿液TIMP-2的生物学变异。与其他尿液指标类似，经过尿肌酐比值调整后，变异变小。Yamashita等报道，发生AKI患者，尿液TIMP-2会升高5倍。

对已知的肾损伤标志物我们也研究了其生物学变异，如血浆肌酐，胱抑素C和尿白蛋白、尿NAG、α1-MG。对一期AKI的诊断标准，即肌酐升高幅度大于等于0.3mg/dl (>=26.4umol/L)，或在48小时内肌酐超过原基础值50%以上，这样的定义主要是基于肌酐变化所提示的高风险，而不意味着仅仅是原有背景下可检测得到的发现。我们对稳定的CKD患者得到的血浆肌酐的CVI是5.7%，与健康人群接近，因而在肌酐生理浓度基线条件下（比如1mg/dl，时）的检测有易于发现AKI。

越来越多的研究提示CysC可以替代肌酐作为肾损伤的标志物，也包括AKI。CKD患者的CysC生物学变异与其他的报道一致，接近并略小于血肌酐的变异。因此对一个患者个体来说，用同一个血样可以同时检测肌酐和CysC，且只有这2个指标，其同质性稳定性能提供有用的真实的评价。

白蛋白尿与AKI相关，可预示手术后发生AKI的可能。与其他报道的生物学变异相一致，尿白蛋白与肌酐比值的CVI较尿白蛋白浓度小，但在低水平时的变异最大。尿NAG与KIM-1的个体内变异类似，在不同亚组的患者中有差异（p<0.05），若除以尿肌酐后变异减小，调整前后的变异无统计学差异（p>0.05）。本试验数据与之前健康人群晨尿的CVI数据具有很好的可比性，尿α1-MG是尿液标志物中CVI较小的一个，但以尿肌酐比值调整后CVI不变小，可能是游离的α1-MG可自由进出肾小球滤膜，几乎全部被近曲小管重吸收，肾小管的重吸收速率决定了α1-MG排出的量，而与尿流量无关。

本试验数据显示，绝大多数尿液指标用尿肌酐比值调整后可以减小个体内变异，有效摒除了尿流量的影响，通常这意味着对同一个患者不同时间点指标的变化，以及不同患者之间各指标浓度的比较均有利。然而这也会带来一些误导，比如不同肌肉量的患者之间，或者同一患者，不同时间、不同的肌酐排泄量不相同，比如发生AKI的时候。尽管部分指标得到了统计学上显著差异的结果，但在CKD不同亚组患者中的变化还是一贯的，除外CKD非糖尿病蛋白尿患者，这组患者表现出部分指标的较小变化，例如尿NGAL（表2）。若出现高水平蛋白尿，我们假设此变化与肾小管重吸收的饱和程度相关联，试验发现女性患者部分尿液指标的个体内变异高于男性，且以尿肌酐比值调整后结果依旧。当然，这点未纳入其他的潜在影响因素，比如年龄，蛋白尿水平及GFR等的影响，需要更深入的研究来验证。

试验观察的CKD患者结果多数与之前的健康人群结果相似，缺憾是本研究未直接建立AKI患者各指标的变化大小以及与其他报道的比较，尽管相关的交叉的生物学变异的评价结果都可以被接受。多数报道AKI相关的指标浓度变化均超出了其生物学变异，提示可以依据这些指标浓度的显著改变来预示AKI的发生，并有选择性地跟踪观察那些术后的患者。然而通常对急诊处理前后生物学指标的基础值变化未必知晓。那些高度个性化的指标（低指数II），以及与正常人相比CKD患者具有更高浓度的指标，有必要对其临床参考范围及判断界限完全理解，否则一些已有CKD的患者若发生AKI时，对AKI的诊断灵敏度会下降。AKI是一个复杂的多样性变化的疾病，单个指标肯定不能用来诊断AKI，而必需是一系列的指标变化。如何选择某一个生物学指标，需要考虑其生物学变异，比如与NGAL相比，肌酐在发生AKI时有暂时的延迟反应，这就限制了肌酐在AKI诊断上的应用。临床实践中，若AKI发生，采集血液样本比收集尿液样本更便捷操作，这也会影响到生物学标志物的选择。另外某些新标志物如NGAL、KIM-1等较高的试剂成本，也影响到临床的具体应用，从经济学角度，在健康人群中的常规分析可能更会考虑一些传统的、价廉的标志物，例如NAG。

综上所述，本研究选择了CKD患者作为建立AKI相关标志物生物学变异基础数据的研究对象，理清了这些检测数据作为临床应用或科研应用前的基础。多数指标有较高的个体内变异，在发生肾脏损伤时，又具有较高的浓度变化，因此改变后的浓度与原有的基础浓度比值可以作为疾病进展的观察指标。有必要建立患者个性化的基础值，尤其是蛋白尿和糖尿病患者。通常情况下，尿液指标的浓度，用尿肌酐比值来作调整后可以减小其变异。以上均有易于疾病的诊断。

（摘自Clinical Chemistry，版权归其所有，仅供内部参考）

编译：徐晓萍

徐晓萍：女，副主任技师，临床检验诊断学硕士，

上海交通大学医学院附属仁济医院检验科。