引用本文
徐磊, 徐晓萍, 应春妹. NGAL在成人心脏术后急性肾损伤中的早期应用价值探讨. 检验医学, 2014, 29(2): 139-142[XU Lei, XU Xiaoping, YING Chunmei. Investigation on the significance of neutrophil gelatinase-associated lipocalin on early diagnosis of acute kidney injury after adult cardiac surgery. Labratory Medicine, 2014, 29(2): 139-142]  
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NGAL在成人心脏术后急性肾损伤中的早期应用价值探讨
徐磊, 徐晓萍, 应春妹
上海交通大学医学院附属仁济医院检验科,上海 200127
摘要
目的 探讨血清中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)在成人心脏术后急性肾损伤(AKI)早期诊断中的应用价值。方法 收集成人心脏手术患者62例,分别在其术前及术后6、24、48 h采集血液标本。采用酶法检测血清肌酐(SCr),并以48 h内 SCr上升至≥26.5 μmol/L作为AKI的诊断标准,其中23例发生AKI(AKI组)、39例未发生AKI(无AKI组)。应用乳胶增强免疫透射比浊法分别检测2组患者的血清NGAL和半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(Cys C)水平。结果 与术前比较,AKI组术后6、24、48 h血清NGAL水平均明显上升(P<0.01);血清Cys C水平在术后24、48 h明显上升(P<0.01)。无AKI组术后6、24、48 h血清NGAL水平差异均无统计学意义(P>0.05);血清Cys C水平术后6、24 h差异无统计学意义(P>0.05),术后48 h升高(P<0.05)。结论 血清NGAL水平在成人心脏术后发生AKI 6 h即明显上升,明显早于Cys C 和SCr。血清NGAL可以作为早期诊断成人心脏术后AKI的标志物。
关键词: 中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白; 急性肾损伤; 心脏手术
Investigation on the significance of neutrophil gelatinase-associated lipocalin on early diagnosis of acute kidney injury after adult cardiac surgery
XU Lei, XU Xiaoping, YING Chunmei
Department of Clinical Laboratory, Renji Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200127, China
Abstract
Objective To investigate the early diagnosis significance of neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) on acute kidney injury (AKI) in patients undergoing cardiac surgery.Methods Blood samples before and after surgery were collected from 62 patients undergoing cardiac surgery. The blood samples were collected before surgery and at 6, 24 and 48 h after surgery respectively. The serum creatinine (SCr) was detected by enzymatic method.AKI was defined as diagnosis standard at SCr≥26.5 μmol/L within 48 h.There were 23 AKI patients (AKI group) and 39 patients without AKI (non AKI group). Serum NGAL and serum cystatin C(Cys C) were detected by latex-enhanced immunoturbidimetry.Results Serum NGAL increased significantly at 6, 24, 48 h after surgery(P<0.01), while serum Cys C increased at 24 and 48 h after surgery in AKI group (P<0.01). There wasno statistical significance for NGAL in non AKI group before and at 6, 24 and 48 h after surgery(P>0.05).There was no statistical significance for CysC in non AKI group before and at 6 and 24 h after surgery(P>0.05).However, Cys C in non AKI group at 48 h after surgery increased (P<0.05).Conclusions Serum NGAL at 6 h after cardiac surgery are predictive for AKI, which is much earlier than Cys C and SCr. Serum NGAL can be used as early markers for AKI after cardiac surgery.
Keyword: Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; Acute kidney injury; Cardiac surgery

急性肾损伤(acute kidney injure,AKI)是心脏手术后常见并发症。有很多研究表明AKI是心脏术后患者死亡的独立危险因素[ 1]。早期诊断心脏手术导致的AKI对于改善患者预后具有重要意义。但是临床现在主要还是依靠血清肌酐(serum creatinine, SCr)和尿量来诊断AKI。由于这些指标均不敏感,无法有效的对AKI进行早期诊断,因此可能会延误治疗。近年来发现中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)在诊断AKI的敏感性和特异性方面优于其他指标。为此,我们探讨了血清NGAL在早期诊断成人心脏术后AKI中的应用价值。

材料和方法
一、研究对象

选取上海交通大学医学院附属仁济医院2011年8月至2011年12月心胸外科成人心脏手术患者62例,其中男40例,女22例,年龄(62±12)岁,疾病类型包括主动脉瘤、冠心病、瓣膜疾病。分别在术前和术后6、24、48 h采集,离心、留取血清标本并且－80 ℃冰冻保存。

二、检测方法

首先采用酶法检测SCr,根据2005年急性肾损伤协作组(acute kidney injury network,AKIN)制定的AKI诊断标准[肾功能在48 h内急剧下降,表现为:(1)SCr上升超过26.5 μmol/L (0.3 mg/dL);(2)SCr较基础值上升＞50%;(3)尿量减少(＜0.5 mL·kg－1·h－1)超过6 h(排除梗阻性肾病和其他引起尿量减少的可逆因素)]。以48 h内 SCr上升≥26.5 μmol/L作为AKI诊断标准,将患者分为AKI组(23例)、无AKI组(39例)。应用乳胶增强免疫透射比浊法分别检测2组患者的血清NGAL和半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(cystatin C, Cys C)水平。SCr、Cys C、NGAL试剂盒、校准品和质控品均由上海科华生物工程股份有限公司提供。NGAL检测试剂盒采用570 nm主波长、800 nm副波长和6点校准曲线进行检测,线性范围0～5 000 ng/mL;相对偏差≤±15%;批内精密度＜8%、批间精密度≤15%;样本中胆红素≤600 mg/L、甘油三酯≤15 mmol/L、血红蛋白≤10 g/L、维生素C≤600 mg/L时对检测结果无明显影响。检测仪器为日立7600-020全自动生化分析仪。各项检测严格按照标准操作规程进行。

三、统计学方法

所得数据采用SPSS 19.0统计软件进行分析并进行正态性检验(非参数K-S检验),计量资料以±s表示,计量资料比较用t检验,采用受试者工作特征(ROC)曲线分析评价NGAL的诊断价值。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果
一、临床一般资料比较

心脏术后AKI的发生率为37.1%。 AKI组和无AKI组年龄、性别以及术前SCr、NGAL基础水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。2组心脏手术患者实施体外循环术(CPB)的比例均为71%;但2组CPB时间差异有统计学意义(P<0.05),无AKI组CPB时间为(97.8±40.8) min,AKI组CPB时间为(127.6±34.5)min。

二、SCr、Cys C、NGAL在不同时间段的变化

与术前比较,AKI组NGAL水平在术后6、24、48 h均明显上升(P<0.01);Cys C水平在术后24、48 h明显上升(P<0.01)。无AKI组术后6、24、48 h NGAL水平差异均无统计学意义(P>0.05);术后6、24 h Cys C水平差异无统计学意义(P>0.05),术后48 h升高(P<0.05)。见表1:

表1 2组患者SCr 、Cys C 、NGAL不同时间段的平均浓度

注:与同组术前比较,*P<0.05、**P<0.01

将每例标本同时以术前检测值为基准,计算术后SCr 、Cys C 、NGAL的上升倍数得到数据Δ术前、Δ6、Δ24、Δ48 h,见表2:

表2 AKI组和无AKI组患者NGAL、CysC和SCr各时间段上升倍数

三、NGAL诊断价值的评价

用ROC曲线评价NGAL的诊断价值。术后6、24、48 h的ROC曲线下面积分别为0.732[95%可信区间(CI):0.596～0.869]、0.790[95%CI:0.672～0.908]、0.697[95%CI:0.560～0.835],见图1。在术后6 h以血清NGAL=255 ng/mL作为AKI的诊断界限时,特异性为61.5%、灵敏度为78.3%。

图1 术后6、24、48 h血清NGAL诊断AKI的ROC曲线

用ROC曲线评价NGAL上升倍数的诊断价值,术后Δ 6、Δ24、Δ48 h的ROC曲线下面积分别为0.776[95%CI:0.631～0.920]、0.877[95%CI:0.791～0.964]、0.774[95%CI:0.648～0.900],见图2。血清NGAL在术后6 h以1.60倍(较术前上升60%)作为AKI的诊断界限时,特异性为87.2%、灵敏度为73.9%。

图2 术后6、24、48 h血清NGAL的上升倍数诊断AKI的ROC曲线

讨 论

AKI是心脏手术后常见的并发症。大量研究表明AKI早期是可逆的,如果能及时早期诊断并治疗,肾功能大多可以恢复。目前临床主要还是依靠SCr和尿量来判断是否发生AKI,但SCr对肾小球滤过功能的轻微改变不敏感,同时还受到年龄、性别、进食、肌肉容量、药物、水化情况等因素的影响;尿量则更容易受到血容量状态、药物等非肾脏因素影响。因此,临床上对AKI的诊断经常是滞后的。

NGAL是脂质运载蛋白超家族的一员[ 2],其基因定位于人类9号常染色体(9q34)上,相对分子质量为25 000,是一种调控肾小管上皮细胞凋亡的蛋白分子。正常情况下肾脏组织很少表达NGAL,肾小管上皮细胞受损后可大量分泌NGAL,诱导肾小管间质中浸润的中性粒细胞发生凋亡[ 3, 4]。从2003年Mishra等第1次提出NGAL可以作为急性肾脏病变的早期标志物开始,越来越多的研究发现在缺血性或肾毒性肾损伤早期时,NGAL由肾小管上皮细胞大量表达,并被释放到血液和尿液中,起到保护肾脏的作用。蔡雷鸣等[ 5]研究了60例无慢性肾病的重症监护病房(ICU)和冠心病监护病房(CCU)的患者,发现血清NGAL在术后6 h即上升,术后12 h即能较好地预测AKI,其预测AKI时间早于Cys C和SCr。张群妹等[ 6]研究了尿NGAL和血清Cys C在百草枯中毒患者急性早期肾损伤中的变化,发现百草枯中毒后2 h尿NGAL水平即可明显升高,血清Cys C于8 h开始升高,尿NGAL诊断AKI的时间早于血清Cys C。Bachorzewska-Gajewska等[ 6]对25例不稳定心绞痛进行PCI治疗患者的研究发现,发生AKI的患者在PCI术后2、4 h血、尿NGAL水平显著增高,而SCr无明显变化[ 7]。

本研究发现在心脏术后6 h,AKI组的血清NGAL水平就发生明显上升,并且此后持续维持在较高水平,而Cys C在术后24 h才发生具有统计学意义的增高,SCr更是在术后48 h才达到AKI的诊断标准,与文献[ 5]报道结果一致。通过表2可以明显发现NGAL在心脏术后的上升倍数也明显高于Cys C和SCr,手术后6 h上升倍数已达术前的2.2倍左右,并且维持在高水平。本研究在术后6 h运用NGAL上升倍数来诊断心脏术后AKI的诊断价值(以1.60倍作为AKI的诊断界限时,特异性为87.2%、灵敏度为73.9%)要优于直接运用NGAL水平(以255 ng/mL作为AKI的诊断界限时,特异性为61.5%、灵敏度为78.3%),这可能是由于NGAL水平在心脏手术患者中的差异较大导致的,通过增加检测的病例数这种情况可以得到改善。AKI组和无AKI组术前SCr、NGAL基础水平上比较无明显差异(P>0.05),但术前AKI组Cys C水平明显高于非AKI组(P<0.05),其原因一方面可能是AKI组患者的SCr和GFR虽然尚无异常改变,但是Cys C已出现异常,往往表明这些患者已经出现了亚临床的慢性肾脏疾病,术后更容易发生AKI;另一方面,有研究发现Cys C水平和冠状动脉病变程度呈正相关[ 8],两方面均提示预后不良。

胶乳增强免疫比浊法检测NGAL的检测原理是标本中NGAL与包被在乳胶颗粒上的抗人NGAL抗体结合产生浊度,其浊度与NGAL浓度成一定比例关系。与酶联免疫吸附试验(ELSIA)相比,该法可在大型全自动生化仪上开展NGAL的检测,能够快速、简便的检测大批量患者标本,为NGAL的临床应用打下了基础。受到实验条件的限制,我们没有收集、检测和研究患者尿液NGAL的变化。有研究表明如果联合检测患者血液和尿液NGAL水平能更好的预测AKI的发生[ 9]。

综上所述,血清NGAL水平在成人心脏术后6 h就明显上升,明显早于Cys C和SCr,能较好预测AKI的发生,因此,血清NGAL在早期诊断成人心脏术后AKI中有着良好的应用价值。由于本研究仅是一个单中心小标本量的研究,NGAL早期诊断AKI的应用价值以及血清NGAL水平是否可以反映肾功能受损的程度[ 10, 11, 12]还需要进一步证实。

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