引用本文
李丽, 杨帆, 毛客自, 陆怡德. 糖尿病患者肾小球滤过率评估方法的临床应用研究. 2012, 27(8): 641-646
LI Li, YANG Fan, MAO Kezi, LU Yide.. Clinical application of the estimation of glomerular filtration rate in diabetes mellitus patients. Labratory Medicine, 2012, 27(8): 641-646  
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糖尿病患者肾小球滤过率评估方法的临床应用研究
李丽, 杨帆, 毛客自, 陆怡德
上海交通大学医学院附属瑞金医院检验科,上海 200025

作者简介:李 丽,女,1983年生,硕士,主要从事临床生物化学检验工作。

通讯作者:陆怡德,联系电话:021-64370045-600621。

摘要
目的

探讨适用于2型糖尿病患者肾脏功能评估的肾小球滤过率(GFR)估算公式,比较简化肾脏病膳食改善试验(MDRD)、推荐的肾脏病膳食改善试验(rMDRD)、慢性肾脏病流行病学协作组(CKD-EPI)和半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(Cys C)相关GFR 4个GFR估算公式的实际应用。

方法

收集178例2型糖尿病患者的相关资料,检测血清肌酐(SCr)及Cys C浓度,同时行同位素99m锝-二乙三胺五乙酸(99mTc-DTPA)肾动态显像,得出同位素GFR(iGFR),并以此作为GFR的参考标准。依据美国糖尿病协会(ADA)标准将178例患者分成3个亚组[GFR 15~59、60~89、≥90 mL/(min·1.73 m2)],对各公式的GFR估算值(eGFR)与iGFR进行配对 t检验、相关分析、Bland-Altman分析、受试者工作特征(ROC)曲线及15%、30%、50%符合率比较。

结果

MDRD公式应用于GFR<60 mL/(min·1.73 m2)的患者,其eGFR与iGFR相关性较好,符合率较高,偏差无统计学意义;应用于GFR≥60 mL/(min·1.73 m2)的患者,其eGFR与iGFR差异有统计学意义( P<0.001)。rMDRD公式计算eGFR在准确性、诊断效能等方面与MDRD公式无明显差异。CKD-EPI公式应用于GFR≥90 mL/(min·1.73 m2)的患者,其eGFR与iGFR的符合率高于MDRD和rMDRD;应用于GFR 60~89 mL/(min·1.73 m2)的患者时,其符合率低于Cys C GFR公式。Cys C GFR公式得出的eGFR与iGFR的相关性、偏差、一致性及符合率均明显优于MDRD和rMDRD公式,尤其应用于GFR≥90 mL/(min·1.73 m2)的患者时,其eGFR与iGFR偏差无统计学意义,明显优于其他3个公式。

结论

4个GFR估算公式均能准确估算GFR<60 mL/(min·1.73 m2)的2型糖尿病患者的肾功能水平。在GFR≥90 mL/(min·1.73 m2)时,Cys C GFR公式明显优于传统以SCr为基础的GFR估算公式。

关键词: 肾小球滤过率; 估算公式; 2型糖尿病; 半胱氨酸蛋白酶抑制剂C
中图分类号:R446.12 文献标志码:A 文章编号:1673-8640(2012)08-0641-06
Clinical application of the estimation of glomerular filtration rate in diabetes mellitus patients
LI Li, YANG Fan, MAO Kezi, LU Yide.
Department of Clinical Laboratory, Ruijin Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200025, China
Abstract
Objective

To investigate the suitable equation of glomerular filtration rate (GFR) in estimating renal function for type 2 diabetes mellitus patients, and to compare the application effects of modification of diet in renal disease (MDRD), reexpressed modification of diet in renal disease (rMDRD), chronic kidney disease epidemiology collaboration (CKD-EPI) and cystatin C(Cys C)-based equations for GFR.

Methods

Clinical data from 178 type 2 diabetes mellitus patients were collected for the detection of serum creatinine (SCr) level, Cys C level and renal clearance of99mTc-diethylenetriamine pentaacetic acid-deoxyglucose (99mTc-DTPA) which was used as the reference of isotopic GFR (iGFR). According to the standard of the American Diabetes Association(ADA), the 178 patients were classified into 3 groups [GFR: 15-59, 60-89 and ≥90 mL/(min·1.73 m2)]. The equations for estimated GFR (eGFR) were compared with iGFR by paired t test, linear analysis, Bland and Altman procedures, receiver operating characteristic (ROC) curves and 15%, 30% and 50% coincidences.

Results

When GFR<60 mL/(min·1.73 m2), there was no significant difference between eGFR and iGFR in MDRD equation, but when GFR≥60mL/(min·1.73 m2), there was significant difference ( P<0.001). There was no significant difference of eGFR for rMDRD equation in accuracy and diagnostic sensitivity. When GFR≥90 mL/(min·1.73 m2), the coincidences were higher in CKD-EPI equation than those in MDRD and rMDRD equation, but when GFR 60-89 mL/(min·1.73 m2), they were lower than those in Cys C GFR equation. The Cys C GFR equation had a better correlation with eGFR and iGFR, a less bias, a higher deviation and a higher coincidence than those in MDRD and rMDRD equations, especially when GFR≥90 mL/(min·1.73 m2), only there was no significant difference between eGFR and iGFR, and Cys C GPR equation was better than the other 3 equations.

Conclusions

The 4 equations can estimate GFR accurately for type 2 diabetes mellitus patients when GFR<60 mL/(min·1.73 m2), but when GFR≥90 mL/(min·1.73 m2), Cys C GFR equation shows a significant superiority than the old SCr based equations.

Keyword: Glomerular filtration rate; Estimating equation; Type 2 diabetes mellitus; Cystatin C

肾小球滤过率(GFR)被普遍认为是在健康或疾病状态下评价肾脏功能的最好指标。菊粉清除率、同位素标记物清除率是测定GFR的经典方法, 但因操作繁琐、干扰等因素限制了其在临床工作中的广泛应用。目前临床常使用内源性物质的清除率或浓度估算GFR, 最常用的估算公式是美国肾脏病基金会(National Kidney Foundation, NKF)和美国糖尿病协会(American Diabetes Association, ADA)推荐的简化肾脏病膳食改善试验(modification of diet in renal disease, MDRD)公式[1, 2]。但在大量研究中发现使用该公式评估正常或接近正常肾脏功能的个体以及用于糖尿病患者时常不能准确反映实际GFR[3, 4]。Levey等[5]使用能溯源至同位素稀释质谱法(isotope-dilution mass spectrometry, IDMS)的检测方法测定血清肌酐(SCr), 重新校正GFR估算公式并提出了推荐的肾脏病膳食改善试验(rMDRD)公式。近来慢性肾脏病流行病学协作组(Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration, CKD-EPI)开发的CKD-EPI公式证明具有比MDRD公式更好的准确性而受到关注[6]。此外某些研究组还开发了半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(cystatin C, Cys C)相关的系列公式[7, 8]。尽管目前GFR估算公式多达几十种, 但哪个公式适用于2型糖尿病患者这一特殊群体仍不明确, 我们比较了几个具有代表性的GFR估算公式在2型糖尿病患者中的实际应用, 以探讨适用于2型糖尿病患者肾脏功能评估的GFR估算公式。

材料和方法
一、材料

1. 对象 收集2010年8月至2011年7月上海交通大学医学院附属瑞金医院内科病房住院的2型糖尿病患者178例, 其中男109例, 女69例。糖尿病诊断依据1999年世界卫生组织(WHO)发布的诊断标准。入选患者的一般情况:年龄37~85岁, 糖尿病病程(8± 6)年, 体重指数(24.2± 3.6)kg/m2, 糖化血红蛋白(HbA1c)8.26%± 2.67% (根据ADA指南规定HbA1c< 6.5%为血糖控制达标)。排除各类疾病急性期或感染期患者, 患有恶性肿瘤、严重心功能不全、肝功能受损、甲状腺功能异常、自身免疫性疾病及长期应用糖皮质激素的患者, GFR< 15 mL/(min· 1.73 m2)、腹膜透析或血液透析患者。根据ADA发布的标准[2]将178例患者分为3个亚组:GFR< 60、60~89、≥ 90 mL/(min· 1.73 m2)。

2. 仪器与试剂 Cys C试剂(批号ZR0001)及配套校准品(批号ZR1001)由希森美康生物科技(有限)公司生产, 方法为透射比浊法; SCr试剂(批号Z104203)及配套校准品(批号0302071)由Beckman-Coulter公司生产, 方法为碱性苦味酸法(溯源至IDMS)。仪器为贝克BECKMAN-COULTER DXC800自动生化分析仪器。

二、方法

1. 同位素99m锝-二乙三胺五乙酸(99mTc-DTPA)肾动态显像方法(参考标准) 采用ADAC公司VERTEX双探头SPECT系统配以低能、高分辨率准直器, 首先测定注射前同位素试剂剂量, 然后静脉弹丸注射99mTc-DTPA 74 MBq(2 mCi)后立即开始采集图像, 采集条件是1帧/s, 采集60帧, 然后1帧/15 s, 采集20帧, 采集矩阵为128× 128, 结束后采集针筒内残余同位素剂量, 用GFR Analysis专用软件进行数据处理, 根据患者的身高、体重校正后得到同位素GFR(iGFR)。同位素检查当天上午6∶ 00行空腹抽血, 2 h内检测血清SCr、Cys C、HbA1c。

2. GFR估算公式 见表1。

表1 GFR估算公式

三、统计学方法

应用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析。正态分布数据采用 x̅± s表示, 偏态分布数据采用中位数(范围)表示。用线性相关分析SCr、Cys C与iGFR的关系。各估算公式的GFR估算值(eGFR)与iGFR结果之间的比较采用简单相关分析、配对t检验及Bland-Altman做图法。其中配对t检验结果表示各估算公式的eGFR与iGFR的偏差, Bland-Altman做图法分析各公式eGFR与

iGFR的相符程度。用χ 2检验比较各公式符合率(eGFR落入iGFR± 15%、± 30%、± 50%的病例百分数)。用受试者工作特征(ROC)曲线分析各公式诊断GFR< 60 mL/(min· 1.73 m2)的敏感性。亚组中各公式比较使用简单相关分析、配对t检验及χ 2检验。P< 0.05为差异有统计学意义。

结 果
一、SCr、Cys C与iGFR的关系

178例2型糖尿病患者的血清SCr为85.20(52.00~178.00)mmol/L, Cys C为(1.00± 0.62)mg/L, iGFR为(94.43± 29.91)mL/(min· 1.73 m2)。将SCr、Cys C分别进行标准倒数转换后与iGFR进行相关性分析, 相关系数(r)分别为0.615(P=0.03)和0.697(P=0.01)。

二、估算公式评估2型糖尿病患者GFR的临床适用性

1. 估算公式得出的eGFR与iGFR的相关性、偏差、符合率比较 CKD-EPI公式eGFR与iGFR相关性最高, 其次为Cys C GFR公式, 而MDRD、rMDRD公式eGFR与iGFR相关性最低。MDRD和rMDRD公式计算的eGFR与iGFR差异有统计学意义(P=0.000、P=0.002), Cys C GFR公式和CKD-EPI公式计算的eGFR与iGFR偏差无统计学意义(P=0.068、P=0.762)。比较各公式计算的eGFR与iGFR的符合率, Cys C GFR、CKD-EPI公式的符合率明显高于MDRD和rMDRD公式。而MDRD与rMDRD之间无差异, Cys C GFR公式计算的eGFR的15%符合率明显高于CKD-EPI公式。见表2。

表2 eGFR与iGFR的相关性、偏差、符合率比较

2. 估算公式eGFR与iGFR的一致度比较 Bland-Altman做图法分析各公式计算的eGFR与iGFR的一致度。仅Cys C GFR公式eGFR与iGFR一致度较好, 两者间差异无统计学意义(r=-0.14、P=0.063), 而其他公式二者差异明显[CKD-EPI:r=-0.17、P=0.024; MDRD:r=-0.39、P=0.000; rMDRD:r=-0.32、P=0.000]。见图1。

图1 Bland-Altman做图法分析各估算公式eGFR与iGFR的一致度比较

3. 估算公式诊断GFR下降的ROC曲线分析 以GFR< 60 mL/(min· 1.73 m2)作为诊断分界点, MDRD、rMDRD、CKD-EPI和Cys C GFR公式的ROC曲线下面积分别为0.895、0.895、0.898和0.920, 差异均无统计学意义(P> 0.05)。见图2。

图2 各估算公式诊断中度肾功能下降[GFR< 60 mL/(min· 1.73 m2)]的ROC曲线

三、估算公式对GFR不同水平2型糖尿病患者预测GFR的准确性比较

在GFR< 60 mL/(min· 1.73 m2)组, 各公式计算的eGFR与iGFR差异均无统计学意义, 且相

关性好。在GFR 60~89 mL/(min· 1.73 m2)组, 各公式计算的eGFR与iGFR均有差异, 均高估了实际GFR值。在GFR≥ 90 mL/(min· 1.73 m2)组, Cys C GFR公式计算的eGFR与iGFR偏差无统计学意义(P=0.883), 其余3个公式eGFR与iGFR均有差异。

各估算公式在3个亚组中符合率比较发现, GFR< 60 mL/(min· 1.73 m2)组, 各公式计算的eGFR符合率比较无差异(P> 0.05); 在GFR 60~89 mL/(min· 1.73 m2)组, Cys C GFR公式估算eGFR的15%、30%、50%符合率(60.0%、78.2%、89.1%)高于MDRD(40.0%、54.5%、87.3%)和rMDRD(45.5%、70.9%、87.3%), 15%、30%符合率高于CKD-EPI(40.0%、76.4%); 在GFR≥ 90 mL/(min· 1.73 m2)组, Cys C GFR和CKD-EPI公式计算的eGFR的符合率显著高于MDRD和rMDRD(P< 0.05)。见表3。

表3 eGFR与iGFR在不同分组中的相关性、偏差比较
讨 论

糖尿病肾病作为慢性肾脏疾病(CKD)的一种, GFR的准确评估极为重要。目前临床常使用内源性物质的清除率或浓度估算GFR, 但使用公式估算GFR仍然存在很多问题, 尤其是用于糖尿病患者。

K/DOQI指南在MDRD公式的使用中强调用于公式中的SCr检测应该使用能溯源至IDMS的检测方法。而MDRD建立之初未采用溯源至IDMS的SCr检测系统, 2006年Levey等[5]用能溯源至IDMS的酶法检测SCr并提出了rMDRD。近来CKD-EPI开发了以CKD患者及大量健康志愿者为研究对象的CKD-EPI公式, 具有比MDRD更好的准确性[6]。关于此公式的相关研究结论不尽相同, Camargo等[9]将CKD-EPI公式用于评估2型糖尿病患者及正常健康人GFR, 发现后者的准确性显著高于前者, 且表明使用该公式评估2型糖尿病患者GFR并未明显优于MDRD。Cys C是近年来报道的理想的GFR内源性指标, 其可能较SCr更能准确的评估GFR[10], 并且在糖尿病肾病早期阶段及轻度肾脏损伤的糖尿病患者中其检测敏感性高于SCr[11]。Macisaac等[12]开发了以2型糖尿病患者为研究对象的Cys C GFR估算公式, 但是否适用于中国2型糖尿病患者仍未见相关报道。在此基础上, 本研究对以上4个具有代表性的GFR估算公式在2型糖尿病患者中的临床适用性进行了比较。

本研究采用了能溯源至IDMS的苦味酸法检测血SCr, 发现rMDRD公式在估算2型糖尿病患者GFR的准确性、诊断效能等方面未明显优于MDRD公式。MDRD公式应用于GFR< 60 mL/(min· 1.73 m2)的2型糖尿病患者时其eGFR与iGFR相关性较好, 符合率较高, 偏差无统计学意义。但对于GFR≥ 60 mL/(min· 1.73 m2)的患者而言, 估算GFR的准确性随着iGFR水平的升高而下降。而CKD-EPI公式在评估GFR≥ 90 mL/(min· 1.73 m2)的2型糖尿病患者GFR时其符合率高于MDRD和rMDRD公式。应用Cys C GFR公式估算2型糖尿病患者的eGFR与iGFR相关性、偏差、一致性及符合率均明显优于MDRD和rMDRD公式。尤其针对GFR≥ 90 mL/(min· 1.73 m2)的患者, 该公式估算eGFR与iGFR的偏差无统计学意义, 且明显优于其余3个估算公式。综上所述, MDRD公式、rMDRD公式均不能准确反映本研究2型糖尿病患者实际GFR水平。此外GFR估算公式的准确性与开发公式人群的GFR水平及该人群的病种特征密切相关。CKD-EPI公式在评估GFR≥ 90 mL/(min· 1.73 m2)的患者时其符合率高于MDRD和rMDRD公式, 这可能与该公式建立之初研究对象包括了健康人群有关。但可能由于建立人群中糖尿病患者仅占少数, 因此CKD-EPI公式在本研究未显示其明显优势。而Cys C GFR估算公式开发的研究人群为2型糖尿病患者, 且 Cys C在糖尿病肾病早期阶段及轻度肾脏损伤的糖尿病患者中检测敏感性高于SCr, 使得Cys C GFR估算公式无论在相关性、偏差、一致性及符合率等临床适用性方面均显示出其应用于2型糖尿病患者时的明显优势, 尤其在GFR≥ 90 mL/(min· 1.73 m2)时。

采用公式估算GFR任重道远。在建立公式之初需考虑研究对象的病种、GFR水平及其他影响因素, 在应用过程中需要根据患者的不同阶段肾功能水平(不同iGFR)采用合适的估算公式, 这样才能准确反映被评估者GFR的实际水平。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] Levey AS, Bosch JP, Lewis JB, et al. A more accurate method to estimate glomerular filtration rate from serum creatinine: a new prediction equation. Modification of diet in renal disease study group[J]. Ann Intern Med, 1999, 130(6): 461-470. [本文引用:1]
[2] American Diabetes Association. Stand ards of medical care in diabetes-2009[J]. Diabetes Care, 2009, 32(Suppl 1): S13-S61. [本文引用:2]
[3] Soares AA, Eyff TF, Campani RB, et al. Perfor-mance of the CKD Epidemiology Collaboration(CKD-EPI) and the modification of diet in renal disease (MDRD) study equations in healthy South Brazilians[J]. Am J Kidney Dis, 2010, 55(6): 1162-1163. [本文引用:1]
[4] Rossing P, Rossing K, Gaede P, et al. Monitoring kidney function in type 2 diabetic patients with incipient and overt diabetic nephropathy[J]. Diabetes Care, 2006, 29(5): 1024-1030. [本文引用:1]
[5] Levey AS, Coresh J, Greene T, et al. Using stand ardized serum creatinine values in the modification of diet in renal disease study equation for estimating glomerular filtration rate[J]. Ann Intern Med, 2006, 145(4): 247-254. [本文引用:2]
[6] Levey AS, Stevens LA, Schmid CH, et al. A new equation to estimate glomerular filtration rate[J]. Ann Intern Med, 2009, 150(9): 604-612. [本文引用:2]
[7] Stevens LA, Coresh J, Schmid CH, et al. Estimating GFR using serum cystatin C alone and in combination with serum creatinine: a pooled analysis of 3, 418 individuals with CKD[J]. Am J Kidney Dis, 2008, 51(3): 395-406. [本文引用:1]
[8] Ma YC, Zuo L, Chen JH, et al. Improved GFR estimation by combined creatinine and cystatin C mea-surements[J]. Kidney Int, 2007, 72(12): 1535-1542. [本文引用:1]
[9] Camargo EG, Soares AA, Detanico AB, et al. The chronic kidney disease epidemiology collaboration (CKD-EPI) equation is less accurate in patients with type 2 diabetes when compared with healthy indivi-duals[J]. Diabet Med, 2011, 28(1): 90-95. [本文引用:1]
[10] Rule AD, Bergstralh EJ, Slezak JM, et al. Glomerular filtration rate estimated by cystatin C among different clinical presentations[J]. Kidney Int, 2006, 69(2): 399-405. [本文引用:1]
[11] Mussap M, Dalla Vestra M, Fioretto P, et al. Cystatin C is a more sensitive marker than creatinine for the estimation of GFR in type 2 diabetic patients[J]. Kidney Int, 2002, 61(4): 1453-1461. [本文引用:1]
[12] Macisaac RJ, Tsalamand ris C, Thomas MC, et al. Estimating glomerular filtration rate in diabetes: a comparison of cystatin-C- and creatinine-based methods[J]. Diabetologia, 2006, 49(7): 1686-1689. [本文引用:1]