尿中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白在 危重病患者急性肾损伤早期诊断中的意义
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【摘要】目的 评估尿液中的中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（uNGAL）对监护病房（ICU）中危重病患者急性肾损伤（AKI）的预测价值。
方法 研究对象是分别来自三家综合性医院ICU的 110例患者。患者均为18岁以上成年人，入ICU后连续观察72 h，根据AKI诊断的REFLE标准将患者分为AKI组33例和非AKI组77例。根据脓毒症诊断标准将患者又分为脓毒症组79例和非脓毒症组31例。排除标准为慢性肾功能不全、恶性肿瘤、入ICU 24 h内死亡患者。每天检测患者的血肌酐和uNGAL。比较分析脓毒症与非脓毒症患者、AKI与非AKI患者、脓毒症合并AKI与脓毒症非AKI患者之间uNGAL的差异，以及AKI与非AKI患者入ICU第24小时的血肌酐和uNGAL之间的差异，应用ROC曲线评价uNGAL和血肌酐对ICU患者AKI诊断的敏感性和特异性。
结果 脓毒症与非脓毒症患者之间，AKI与非AKI患者之间，脓毒症合并AKI与脓毒症非AKI患者之间的uNGAL质量浓度差异具有统计学意义。在入ICU第24小时AKI与非AKI患者uNGAL质量浓度差异具有统计学意义，血肌酐浓度差异无统计学意义。患者入ICU第24小时的uNGAL和血肌酐的ROC曲线下面积分别为0.828（95%CI：0.742～0.914）和0.583（95%CI：0.471～0.695）。uNGAL的cutoff值为170 ng/ml，敏感性和特异性分别为0.778和0.784，敏感性优于血肌酐。
结论 uNGAL在诊断AKI方面优于血肌酐，能够作为ICU患者AKI早期诊断的标志物。
【关键词】 中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白； 血肌酐； 脓毒症； 急性肾损伤； 敏感性； 特异性
Eearly diagnostic value of urinary NGAL in acute kidney injury in critically ill patients XU Xingkai*， LI Yan， YU Mengjin， WANG Xi， LIN Zhaofen， ZHANG Liandong， SHAN Hongwei.*The Emergency Department of the Shanghai Second Military Medical University， Changzheng Hospital， Shanghai 200003， China
Corresponding author： SHAN Hongwei， Email： ；ZHANG Liandong，Email：.cn
【Abstract】Objective To estimate the predictive value of neutrophil gelatinaseassociated lipocalin in urine （uNGAL） for detection of acute kidney injury （AKI） in the intensive care unit （ICU） critically ill patients. Methods A total of 110 patients from the ICU of three general hospitals were enrolled in the study. The patients were adults more than 18 years of age. After admitted to ICU， the patients were continuously observed for 72 hours. According to the RIFLE criteria for diagnosis of AKI， the patients were classified as AKI group（33 cases） or nonAKI （77 cases）. According to the sepsis diagnostic criteria， the patients were classified as sepsis （79 cases） or nonsepsis （31 cases）. Exclusion criteria of patients were chronic renal insufficiency， malignant tumor， death after admitted to ICU 24 hours. Serum creatinine and uNGAL of the patients were analyzed daily. The difference of uNGAL between sepsis and nonsepsis patients， AKI and nonAKI patients， sepsis nonAKI and sepsis AKI patients was compared. Moreover， the difference of serum creatinine and uNGAL between AKI and nonAKI patients into ICU 24 h was compared， and the sensitivity and specificity of uNGAL and serum creatinine for diagnosis of AKI in the ICU patients were evaluated using ROC curve. Results The uNGAL levels were all significantly different between sepsis and nonseptis patients， AKI and nonAKI patients， sepsis concomitant AKI and sepsis without AKI patients. The uNGAL levels were significantly different between AKI and nonAKI patients in ICU for the first 24 h， while the difference of serum creatinine were not significant. The area under receiver operating characteristic （ROC） curve of uNGAL and serum creatinine of patients in ICU for the first 24 h were 0.828 （95%CI：0.742-0.914） and 0.583 （95%CI：0.471-0.695）， respectively. The cutoff value of uNGAL was 170 ng/ml， and the sensitivity and specificity were 0.778 and 0.784， respectively. The sensitivity was superior to serum creatinine. Conclusions uNGAL was superior to serum creatinine in the diagnosis of AKI， and could be used as a marker of the early diagnosis of AKI.
【Keywords】 Neutrophil gelatinaseassociated lipocalin （NGAL）；Serum creatinine；Sepsis；Acute kidney injury （AKI）；Sensitivity；Specificity
中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）是由中性粒细胞激活后释放的，是细菌感染和全身性炎症的标志物[1-3]。NGAL同时也是一个新的早期发现AKI的标志物，研究显示利用NGAL可以较肌酐早几天时间发现AKI [4-6]。
NGAL作为综合ICU患者AKI预测指标的研究很少。Cruz等[7]的研究表明，NGAL是很好的AKI的标志物。Cruz的研究考虑了许多可能影响NGAL预测性能的因素。由于AKI通常与脓毒症相关[8-10]，AKI和脓毒症在很大程度上是同时发生的，这在ICU患者中很常见，这可能会妨碍NGAL作为生物标志物预测AKI。由于综合性ICU患者病情复杂，AKI的发生率在30%～70%。因此，如果AKI能够被早期诊断并进行早期干预，对ICU患者的病死率会有明显的改善。脓毒症是否会影响尿中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（uNGAL）作为早期AKI标志物的特异性仍不清楚。本研究利用床旁uNGAL检测设备，对比脓毒症与非脓毒症患者、AKI与非AKI患者、脓毒症合并AKI与脓毒症非AKI患者之间uNGAL的差异，以及AKI与非AKI患者入ICU第24小时的血肌酐和uNGAL之间的差异，探讨uNGAL在ICU患者AKI诊断中的价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料
采用前瞻性研究方法，收集2012年9月至12月期间ICU收治患者共110例，入选本研究。其中59例是来自上海中医药大学附属曙光医院宝山分院ICU，27例来自于上海市浦东新区人民医院ICU，24例来自于第二军医大学附属长征医院ICU。排除标准是慢性肾功能不全、恶性肿瘤、入ICU 24 h内死亡患者。
本研究经上海中医药大学附属曙光医院宝山分院伦理委员会、上海浦东新区人民医院伦理委员会和上海第二军医大学附属长征医院伦理委员会同意，并且研究对象入选前均签署了知情同意书。
在入选的110例患者中，男性67例，女性43例；年龄33～96岁。脑出血和脑梗死16例、AECOPD 26例、严重多发伤（脑挫裂伤、颈椎骨折高位截瘫、肺挫裂伤，脾破裂、多根多处肋骨骨折、骨盆骨折、四肢骨折）39例、重症肺炎12例、严重电解质紊乱6例、急性重症胰腺炎5例、化脓性胆管炎3例、糖尿病酮症酸中毒合并肺炎和尿路感染2例、广泛肠粘连术后1例。
根据PROWESS研究组应用的美国胸科医师协会/危重病医学会对于SIRS修改的定义[11]，将患者分为非脓毒症组和脓毒症组。脓毒症的诊断标准为：有明确的或者高度疑似的感染，并伴有下述征象中两项或者两项以上者。（1）体温>38.3℃或 90次/min；（3）呼吸频率 > 30次/min，或PaCO2 < 32 mm Hg（4.3 kPa）；（4）外周血白细胞计数 >12×109 L-1或 4×109 L-1，或未成熟粒细胞 >10%。
根据AKI诊断的RIFLE标准，将患者分为AKI组和非AKI组。以患者入ICU前3个月内检测的肌酐最低值作为RIFLE分级的基准值，根据研究期间患者测得的肌酐最高值，对患者进行分组。根据RIFLE标准：血肌酐水平升高超过基础值的1.5倍确定患者为AKI[12-13]。
1.2 检测设备及方法
1.2.1 临床资料和样本收集
收集患者的基本信息：姓名、性别、年龄、体温、心率、呼吸频率等。患者的尿液和血液样本采集连续进行3 d（入ICU即刻、入ICU第24小时、入ICU第48和入ICU第72小时）。
患者尿液样本的采集方法：非留置导尿患者采取中段尿样约2 ml，女性留取尿样时避开月经期；留置导尿患者采取新收集的尿样约2 ml。将尿样置入无致热原及内毒素的试管中，利用江苏正基仪器有限公司生产的800D型台式低速离心机，经3000 r/min离心处理1 min后取上清液。
尿液样本直接在ICU中利用床旁NORMAN2型散射比浊分析仪检测uNGAL。血液样本送医院检验科检测肌酐。
1.2.2 uNGAL的检测
uNGAL的检测利用南京诺尔曼生物技术有限公司生产的床旁NORMAN2型散射比浊分析仪，采用免疫增强比浊法进行，测试所用试剂R1和R2为南京诺尔曼生物技术有限公司提供，待用试剂在 2～8 ℃冰箱内避光保存。检测方法为：采用移液器分别取240 μl试剂R1和20 μl离心处理后尿液样本，放入比色杯混匀后，将比色杯放入散射比浊分析仪检测通道预热平衡；取出比色杯，再采用移液器取120 μl试剂R2，加入比色杯，再把比色杯放入散射比浊分析仪检测通道，测试uNGAL质量浓度。
1.3 统计学方法
数据分析采用SPSS l6.0统计软件，统计结果以均数±标准差（x±s）表示。采用ShapiroWilk法结合直方图检验数据是否为正态分布，对满足正态分布的两组数据采用独立样本t检验，对不满足正态分布的数据采用非参检验中的MannWhitney法比较组间差异，计数资料采用χ2检验，以P
2 结果
2.1 患者特点
ICU中非脓毒症和脓毒症患者的性别比例和年龄结构差异无统计学意义，其中非脓毒症患者31例，脓毒症患者79例，脓毒症患者均符合脓毒症的诊断标准。患者的基本信息见表1。
2.2 脓毒症与非脓毒症患者uNGAL的比较
通过对ICU中脓毒症与非脓毒症患者uNGAL质量浓度进行比较发现，在患者刚入ICU时uNGAL质量浓度在非脓毒症组和脓毒症组之间差异无统计学意义（P>0.05）；但是在患者入ICU后第24小时到第72小时脓毒症组uNGAL质量浓度明显高于非脓毒症组，其中在第24小时两组之间uNGAL质量浓度的差异具有统计学意义（P
2.3 AKI与非AKI患者uNGAL和血肌酐的比较
通过对ICU中AKI与非AKI患者uNGAL质量浓度进行比较发现，入ICU后AKI患者uNGAL质量浓度随着时间的延长逐渐增加，非AKI患者uNGAL质量浓度增加不明显。在刚入ICU时非AKI患者与AKI患者的uNGAL质量浓度之间的差异无统计学意义（P>0.05），但从第24小时开始两组患者之间uNGAL质量浓度的差异增大，差异具有统计学意义（P
2.4 脓毒症中AKI与非AKI患者uNGAL的比较
通过对ICU脓毒症患者中AKI患者与非AKI患者 uNGAL质量浓度进行比较发现，刚入ICU时脓毒症非AKI患者与脓毒症AKI患者 uNGAL质量浓度之间的差异无统计学意义（P>0.05）。脓毒症AKI患者uNAGL质量浓度随着时间的延长逐渐增加，而脓毒症非AKI患者uNGAL质量浓度增加不明显。在入ICU第24小时两组患者uNGAL质量浓度之间差异具有统计学意义（P
2.5 uNGAL和血肌酐对AKI的诊断价值比较
为了研究uNGAL作为AKI早期诊断标志物的价值，运用ROC曲线计算如图1所示。uNGAL的曲线下面积为0.828（95% CI： 0.742～0.914），0.5落在95%可信区间外，差异具有统计学意义；血肌酐的曲线下面积为0.583（95% CI： 0.471～0.695），0.5落在95%可信区间内，差异无统计学意义。uNGAL的cutoff值为170 ng/ml时，诊断AKI的敏感性和特异性分别为0.778和0.784。
3 讨论
AKI是危重病患者的一种常见并发症，病死率高达74.5%[14]。有研究发现，AKI 的发生与病死率的增加密切相关。AKI被认为是预测患者死亡的
独立危险因素[15]。AKI发病率之所以居高不下，主要原因是未能对其进行及时的早期诊断和治疗。相关实验表明，如果在AKI的早期阶段进行治疗，可以很大程度上降低肾衰竭的发生。因此尽早诊断AKI，已成为临床治疗的一个关键因素[16]。以往AKI的诊断主要依赖于尿量和血肌酐浓度的变化，但在肾功能发生急性改变时，血肌酐并不能在短时间内精确地反映肾功能情况。缺乏早期的敏感诊断指标，使大量AKI患者失去了最佳治疗时机[17]，未能及时纠正肾灌注量减少、逆转血流动力学损害，发生细胞明显损伤而导致急性肾小管坏死（acute tubular necrosis，ATN）[18]。
最近的研究表明uNGAL作为AKI早期标志物的研究显示出很好的结果[19]。患者uNGAL可能的来源包括：（1）由中性粒细胞或上皮细胞于肾外产生，释放到血液中，随后通过肾小球滤过，溢出到尿液中；（2）肾小管上皮细胞产生；（3）由螯合的肾小管管腔中的粒细胞产生。认为NGAL是由激活的中性粒细胞释放[17-18]是将其作为ICU中AKI标志物的主要原因，因为在ICU中脓毒症可能导致50%患者发生AKI[9， 20]。
在本研究ICU的危重病患者中，通过对比脓毒症与非脓毒症患者的uNGAL质量浓度发现，脓毒症患者入ICU后从第24小时开始到第72小时的uNGAL质量浓度明显高于非脓毒症患者，这证明脓毒症可促使患者uNGAL高表达。又对比了刚入ICU时脓毒症与非脓毒症患者之间uNGAL的质量浓度，二者之间差异无统计学意义，主要原因考虑是与进入ICU的患者虽然没有严重感染情况，但病情通常比较危重、机体处于应激状态有关。
为了研究uNGAL作为ICU患者AKI早期诊断标志物的可能性，本文对比了AKI与非AKI患者uNGAL的表达水平。刚入ICU时AKI与非AKI患者uNGAL的质量浓度差异无统计学意义，从入ICU的第24小时开始AKI患者的uNGAL质量浓度增加，两者之间的差异具有统计学意义，但是第24小时的血肌酐浓度差异无统计学意义。本文又对比了ICU脓毒症患者中AKI与非AKI的uNGAL质量浓度，同样发现在刚入ICU时，脓毒症AKI与非AKI患者的uNGAL质量浓度差异无统计学意义。分析原因考虑可能是由于脓毒症和AKI均可导致uNGAL升高，在刚入ICU时uNGAL质量浓度升高可能主要是由于脓毒症本身所致，肾损伤对uNGAL质量浓度升高的影响还不显著。但是随着肾脏损伤的逐渐加重，其导致uNGAL质量浓度升高的作用也成为主要因素，而脓毒症中非AKI患者uNGAL质量浓度则变化不大，从而使得二者之间uNGAL质量浓度差异具有统计学意义。
基于以上观察到的脓毒症与非脓毒症患者、AKI与非AKI患者以及脓毒症AKI与脓毒症非AKI患者之间，均是从入ICU第24小时开始uNGAL质量浓度差异具有统计学意义，而AKI与非AKI患者第24小时的血肌酐浓度差异无统计学意义的结果，利用ROC曲线对入ICU第24小时的血肌酐和uNGAL质量浓度作进一步的分析。通过统计分析发现uNGAL在ROC曲线下的面积为0.828（95%CI：0.742～0.914），uNGAL的cutoff值为170 ng/ml时，诊断AKI的敏感性和特异性分别为0.778和0.784；而血肌酐在ROC曲线下的面积仅有0.583（95%CI：0.471～0.695）。这可能与本研究所收集的样本量不大有关。本研究认为uNGAL在AKI早期的诊断价值要高于血肌酐。另外，本研究采用的是床旁uNGAL检测设备，操作简便快捷，更有利于动态连续的观察患者的病情变化。由于本次研究的时间短、收集的样本数量有限，检测结果并不能完全反映uNGAL在AKI中的作用机制，这些不足将在后续的研究中进一步完善。作为AKI早期诊断标志物，如果能够明确区分脓毒症和AKI等不同影响因素对uNGAL的影响程度，uNGAL对AKI的早期诊断能力将进一步提高，这方面也将在后续的研究中继续进行探索。
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