急性肾损伤早期生物学标志物研究的新进展

急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）是危重疾病患者常见的合并症，在ICU中病死率高达37% ~76%[1]。随着床旁血液滤过技术的不断发展，AKI 的治疗效果有了显著提高，但其发病率仍呈上升趋势，且病死率仍偏高，主要原因在于其难以早期诊断、早期干预。目前常用的AKI诊断指标是血肌酐、尿量，这些方法虽特异性好，但敏感性差，不能早期提示肾功能的改变。近年来有研究发现，一些早期生物学标志物如胰岛素样生长因子结合蛋白7（insulin-like growth factor-binding protein7，IGFBP7）、金属蛋白酶组织抑制剂-2（tissue inhibitor of metalloproteinases-2，TIMP-2）、肝脏型脂肪酸结合蛋白（liver fatty acid binding protein，L-FABP）、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL）、胱抑素C （cystatin C，cys C）、肾损伤因子-1（kidney injury molecule-1，KIM-1）、白细胞介素18（interleukin-18，IL-18）、神经轴突导向因子（netrin-1），对于AKI的早期诊断、病情评估和预后判断，较血肌酐和尿量有明显的优势。本文通过复习文献，对以上几种标记物的最新研究进展作一综述。

1AKI的最新定义及分期标准

改善全球肾脏病预后组织（kidney disease：improving global outcomes，KDIGO）最新指南定义的AKI标准是：48h内血肌酐增高26.5mol/L；或血肌酐增高至基础值的1.5倍，且明确或经推断其发生在之前7d之内；或持续6h尿量<0.5ml·kg-1·h-1，分期标准见表1。2经典AKI生物学标志物的局限性

目前，AKI是以血肌酐和尿量为诊断及分级标准的，但血肌酐和尿量有其局限性。实际上，血肌酐测定的是肾小球滤过功能，而不是肾损伤，直到肾功能下降到50%以下，血肌酐才会发生变化[2]。血肌酐还受许多非肾性因素的影响，如年龄、性别、种族、肌肉、营养状况等。此外，某些药物能改变肾小管分泌肌酐的功能，也会影响血肌酐的测定[3]。由此可见，血肌酐是一个不太敏感的、反应较晚的AKI生物学标志物。

3新型AKI生物学标志物研究的新进展

对AKI生物学标志物的探索一直是近年来研究的热点，随着科技的进步，特别是基因和蛋白组学的发展，发现一些基因产物或蛋白可作为新的生物学标志物。

3.1IGFBP7

IGFBP7是IGFBPs的一名新成员。它是一种分子量30kD的糖蛋白，可由上皮细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞等分泌[4-5]，在血浆、尿液以及肠道、膀胱、肾等组织中能被检测到[6-7]。在因脓毒症或缺血导致的肾损伤中，肾小管上皮细胞参与细胞周期G1阻滞，而IGFBP7正是G1期阻滞的一种诱导物[8-11]。IGFBP7可防止细胞在DNA受损的情况下分裂，并阻滞其分裂进程，直到DNA损伤被修复，以免细胞凋亡，这可能是对早期AKI的一种应答机制[12]。Aregger等[13]研究指出，相比NGAL，IGFBP7对AKI 预后来说可能是一个更加准确的预测值[IGFBP7的曲线下面积（area under curve，AUC）为0.74，NGAL 的AUC为0.70]。一项单中心研究及一项大样本多中心研究将尿IGFBP7和TIMP-2相结合来预测AKI的发生，结果显示，IGFBP7和TIMP-2浓度相乘

DOI:10.3877/cma.j.issn.1674-6880.2015.03.013

基金项目：潍坊市卫生科技发展计划项目（2014ws056）

作者单位：261031山东潍坊，潍坊医学院附属医院重症医学科通信作者：张培荣，Email：zhangpeirong@ ·综述·

急性肾损伤早期生物学标志物研究的新进展

牟迎东张琳琳张培荣

可作为一种敏感和特异的生物学标记物来预测AKI 预后比单纯应用其中一种或其他标记物（如NGAL、KIM-1、IL-18等）更敏感[14-15]。

3.2TIMP-2

TIMP-2是基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinase2，MMP-2）的天然抑制剂，参与调节细胞生长和凋亡[16]。当DNA受到损伤时，肾小管上皮细胞可分泌TIMP-2。与IGFBP7相似，TIMP-2也是细胞周期G1阻滞的一种诱导物，可诱导短时间的G1期阻滞，从而避免可能发生的细胞损伤。Sulikowski等[17]在大鼠肾缺血再灌注试验中发现，肾缺血12min后，TIMP-2基因表达明显升高。此外，Jiang等[18]的研究发现，与健康对照组（135±43）ng/ ml相比，狼疮性肾炎患者血中TIMP-2的水平明显升高[（173±56）ng/ml，P<0.05]；Musial等[19]研究发现慢性肾脏病（chronic renal disease，CKD）儿童与对照组相比，TIMP-2水平升高，且与肾衰竭程度成正相关，并影响预后。Kashani等[20]在一项多中心研究中发现，在预测中度或重度AKI（KDIGO2级或3级）时，在12h内，尿TIMP-2比其他标记物（如NGAL，IL-18等）更敏感，预示其可作为一种新型AKI标记物。

3.3L-FABP

L-FABP属于FABP家族的成员之一，是一组低分子量（14kD左右）的，可结合长链脂肪酸的高保守性胞质蛋白，在哺乳动物的肝脏和小肠中表达丰富，只有极少量表达于肾脏。生理状态下，肝脏来源的L-FABP释放入血循环，经肾小球滤过，在肾小管重吸收[21]。多项研究表明，多种病因（心脏手术术后、脓毒症、肾小管坏死、造影剂肾病等）所致AKI患者的尿L-FABP在短时间内有显著升高[22-24]。一项关于L-FABP与小儿心脏手术术后AKI关系的研究采用AUC评价L-FABP诊断AKI的能力，L-FABP的AUC为0.867，且L-FABP与住院天数有明显的相关性[23]。Cho等[24]对145例ICU患者进行研究发现，与非AKI组相比，AKI组L-FABP水平显著增高（AUC为0.780），能很好地预测AKI的发生。该研究还发现，在多元回归分析中，L-FABP能独立预测AKI的90d病死率。另外，国外一项Meta分析报道，对于AKI的早期诊断、是否需行血液净化及病死率预测，L-FABP可能是一种良好的生物学标记物[25]。以上研究均表明L-FABP可早期预测AKI，且有较高的敏感性。

3.4NGAL

NGAL是一种相对分子质量为25kU的蛋白质，属于脂质运载蛋白超家族。在人类多种细胞如中性粒细胞、肾小管上皮细胞、肺泡巨噬细胞、支气管上皮黏液细胞、胃壁细胞、小肠潘氏细胞、肝胆管细胞、胰腺细胞中呈低表达状态，但当上皮细胞受到损伤时会显著表达。在肾缺血-再灌注损伤模型中NGAL基因表达显著上调，缺血后2h尿标本中可以检测到NGAL，且其水平与缺血时间呈正相关。Patel等[26]对妊高症患者NGAL与AKI间的关系进行研究，发现NGAL的表达水平随着AKI严重程度的增加显著升高（血NGAL可有2至5倍的升高），且NGAL与肌酐的相关系数为0.4。国外一项对肾毒性大鼠模型的研究发现，NGAL基因表达在肾毒性诱导后3~12h显著上升，且尿NGAL跟血NGAL的上升水平是平行的[27]。另外，在一项研究庆大霉素致肾损伤的动物实验中，与其他标记物相比，NGAL在24h内的变化最显著、敏感[28]。关于成人心脏手术术后AKI的研究也发现，尽管AUC不尽相同，但无论是尿NGAL还是血NGAL，都可作为直接预测AKI的一种标记物[29-30]。但是，血NGAL水平可能会受到某些自身疾病的影响，如严重脓毒血症、炎症反应性疾病及某些恶性疾病。因此，NGAL能否作为AKI早期诊断生物学标记物应用于临床仍须谨慎，但极具潜力。

3.5KIM-1

近年来发现334个氨基酸残基组成的跨膜蛋白KIM-1存在于近端小管上皮细胞，其属于免疫

表1急性肾损伤分期标准

分级血肌酐尿量

1基础值的1.5~1.9倍或增加≥0.3mg/dl（≥26.5μmol/L）<0.5ml·kg-1·h-1持续6~12h

2基础值的2.0~2.9倍<0.5ml·kg-1·h-1持续≥12h

3基础值的3.0倍或肌酐升高至≥4.0mg/dl（≥353.6μmol/L）；或开

始进行肾脏替代治疗；或年龄小于18岁时，肾小球率过滤下降至<

35ml·min-1·1.73m-2

<0.3mL·kg-1·h-1持续≥24h或无尿≥12h