AKI新型生物标记物

1、1会计学AKI新型生物标记物新型生物标记物AKI定义急性肾损伤（acute renal injury，AKI）是一种常见的致死性肾病，是急性肾衰竭概念的扩张和疾病早期的延伸，多种原因如缺血、肾毒性药物、放射性药物及细菌内毒素等均可诱发急性肾损伤的发生。AKIN（acute renal injury network，AKIN）将AKI定义为：病程在3个月以内，包括血、尿、组织学及影像学检查所见的肾脏结构与功能的异常。发生率逐年上升 院内 3.2-20%(7%) ICU 22-67%(30%)死亡率高 ICU透析病人 50%预后不佳 25% ICU透析病人即使存活 3年内进展至ESRDAKI流行病

2、学重症病人主要器官功能损伤的发生率Murugan R, Kellum JA. Nat Rev Nephrol. 2011AKI诊断标准2004年提出RIFLE分级诊断标准Scr值升高1.5倍 GFR 下降 25%终末期肾病基于基础SCr/ GFR的标准基于尿量的标准尿量 0.3ml/kg/hx 24 hr or Anuria x 12 hrs尿量 0.5ml/kg/hx 12 hr尿量 50%Scr值升高3倍或GFR下降 75%或Scr 4mg/dl(急剧增高0.5 mg/dl) 持续的ARF=肾功能丧失 4 周 RiskInjuryFailureLossESRDScr较参考值绝对值升26.5

3、2mol/L 或相对升高50%尿量 0.3ml/kg/hx 24 hr or Anuria x 12 hrs尿量 0.5ml/kg/hx 12 hr尿量 300%或在356.6mol/L基础上再急性升高0.5mg/dl 基于SCr的标准基于尿量的标准1期2期3期2007年AKIN对RIFLE标准进行简化AKI治疗现状目前主要是对症支持治疗RRT并未使死亡率下降多种动物实验有效的药物临床试验无效诊断延误，干预时机过晚需要更敏感的指标，更及时的治疗。肌酐只是肾脏功能的预测指标而不是肾损伤的指标小管有分泌，造成GFR高估现象与肌肉含量、年龄、性别、药物因素、脱水状态等密切相关肌酐浓度在肾脏功能损失5

4、0%以上时才可发生改变肾损伤开始到明确诊断，有一定延迟，直接导致治疗时机的丧失血清肌酐诊断AKI的局限性急性心肌梗塞急性肾损伤LDHSerum creatinineCPK, myoglobinCK-MBTroponin TTroponin I生物标志物: AMI vs AKI急性心肌梗塞经早期积极治疗，死亡率下降超过50%；急性肾损伤经支持治疗，死亡率仍居高不下。寻找“肾肌钙蛋白”！具有高度组织特异性可识别肾脏损伤的病因学与肾穿刺活检的组织学结果相一致具有位点特异性，可检测小管不同部位的损伤敏感性高为无创性检查简便、高效、准确可靠、价格低廉理想AKI生物标记物AKI新型生物标志物Acta Me

5、d Indones. 2012 Jul;44(3):246-55中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin, NGAL)，又名脂质运载蛋白-2（lipocalin-2，Lcn-2）、蛋白酶-3（proteinase-3）或噬铁蛋白（siderocalin）。是人脂质运载蛋白家族中的一员。由Kjeldsen等在1993年研究基质金属蛋白酶9（MMP-9）时发现。发现于中性粒细胞，正常肾、结肠、肺上皮细胞低丰度表达。中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)结合在明胶酶上的25

6、KD管状多肽缺血性肾损伤早期表达水平上调最高的基因，蛋白水平也明显上调与含铁细胞共同参与含铁物质的转运，促进肾脏损伤后细胞增殖，抑制凋亡炎症、缺血、感染、烧伤、外科手术等都能诱导NGAL表达上调。参考范围 EDTA血浆：37-180ng/ml；尿液：0.9-100ng/ml尿液NGAL鉴别AKI与其他疾病尿液NGAL可有效区分AKI与肾前性氮质血症及CKD，以130 g/g creatinine为cutoff值，敏感性为90%，特异性99.5%Nickolas et al, Annals of Internal Medicine 2008;148:810-19 血尿NGAL水平与AKI分期De

7、varajan. Biomarker Med 2010;4:265-80体外循环后不同时间点测定血、尿NGAL水平，与AKI分期高度相关尿液NGAL敏感性和预测价值更优Saudi J Kidney Dis Transpl 2014;25(3):582-588IL-18属促炎症因子，在近曲小管裂解产生缺血性肾损伤后Caspase-1在小管细胞表达增加，Caspase-1促进IL-18生成，IL-18促进凋亡加重缺血性肾损害IL-18基因knockout小鼠肾损害减轻；对AKI动物模型针对IL-18靶向治疗可减轻肾损伤缺血性AKI组织学病理及肌酐升高前尿液IL-8水平即明显升高尿液IL-18鉴别A

8、KI与其它疾病尿液IL-18在ATN和肾前性氮质血症及其他肾脏疾病中有显著差异Am J Kidney Dis，2004，43( 3) : 405IL-18与NGAL对AKI预测价值的比较J Am Soc Nephrol，2011，22 ( 9 ) :1748-1757尿液IL-18早期诊断AKI332例入住ICU的ARDS或ALI患者，在根据sCr水平确诊AKI之前尿IL-18即明显增高。J Am Soc Nephrol，2005，16: 3046肾损伤分子-1(KIM-1)是一种I型跨膜糖蛋白表达于近曲小管S3段肾损伤的信号分子，参与肾小管再生，吞噬凋亡细胞和调节免疫反应。正常肾组织几乎不表

9、达。缺血损伤后早期表达增加，12h后尿液中可检测到胞外段明显升高肾损伤分子-1(KIM-1)有学者发现，人KIM-1 蛋白在缺血性肾损伤12 h 后即可在尿中检测到，且因缺血而致AKI 的患者其KIM-1 值的升高程度远高于其他原因所致AKI。同时，在顺铂诱导的肾毒性试验中，尿KIM-1 能在给药1 -2 d 后即高度表达，而Scr 却无明显变化。综合多项研究，KIM 在缺血性或肾毒性 AKI 具有一定的优势，可以辅助体外循环术后 2-12h AKI 的早期诊断，但 KIM-1 的潜在的诊断及预后价值仍有待大量的队列研究及临床验证。 Clin J Am Soc Nephrol. 2013 Ju

10、l 3; 8(7): 10791088.Am J Physiol Renal Physiol296: F669F679, 2009FABP是广泛存在于脂肪代谢活跃的各种组织的一种小分子蛋白质。分子量14Kd。肾脏中有两种类型，肝脏型（L-FABP）和心脏型（H-FABP），分别表达于近端及远端肾小管。与游离脂肪酸和肾缺血小管缺氧氧化应激和脂质过氧化产物结合从尿液排出缺血性肾损伤后4h明显升高肝脏型脂肪酸结合蛋白(L-FABP)肝脏型脂肪酸结合蛋白(L-FABP)尿 L-FABP可于心脏术后早期开始升高，可作为较为敏感且特异的心脏术后预测AKI早期发生的生物标志物。对109例心脏术后患者观察发现

11、，尿L-FABP 在术后 0h、2h皆较基线升高，且早于血肌酐。以673.09ng/mg为临界值，尿L-FABP 对AKI早期预测的敏感度、特异度分别为80.8%、74.7%，与尿 NGAL联合检测可进一步提高诊断效能。Biomarkers. 2013. 18(1): 95-101. 胱抑素C（cystatin C）13Kd的半胱氨酸蛋白酶抑制物家族成员由“管家基因”表达，所有有核细胞内以恒定速率产生99%肾小球滤过，而无小管分泌全部由近端小管重吸收和代谢受体重、年龄、种族等影响较小CysC对GFR的评估优于sCr对20篇文献做的meta分析显示，估算GFR，CysC的AUC为0.95，sCr

12、的AUC为0.91，P=0.003Am J Kidney Dis. 2011. 58(3): 356-65. 血CysC对AKI的预测价值优于传统指标血清CysC在AKI的预测上明显优于传统尿BUN（AUC0.674）、血Cr（AUC0.526）、血钠（AUC0.687），AUC=0.975Clin. Nephrol 2005;64:4146 CysC水平与AKI分期的关系Crit Care. 2010. 14(3): R85.AKI早期生物标记物比较生物标生物标志物志物标本类标本类型型体外循环体外循环(CPB)造影剂肾病造影剂肾病败血症或败血症或ICU肾移植肾移植商业化检测方商业化检测方法法

13、NGAL(AUC)尿尿CPB后后2hAKI发生前发生前2d0.91-0.99造影剂使用后造影剂使用后2 h AKI发生前发生前1-2d0.92AKI发生发生前前2d0.78移植后移植后12 hDGF前前2-3 天天0.90ELISAARCHITECTIL-18尿尿CPB后后6-12hAKI发生前发生前1-2d不增加不增加AKI发生发生前前2d移植后移植后12 hDGF前前2-3 天天ELISAKIM-1尿尿CPB后后6-12hAKI发生前发生前1-2d未检测未检测预测透析和预测透析和死亡率死亡率预测长期移植预测长期移植肾失功肾失功ELISAL-FABP尿尿CPB后后4h造影剂使用后造影剂使用后

14、24 h 未检测未检测未检测未检测ELISANGAL血血CPB后后2h造影剂使用后造影剂使用后2 h AKI发生发生前前2d未检测未检测ELISATriage应用一组生物标记物早期诊断AKI采用一组生物标记物可以更准确地预测AKI发生时间、持续时间、严重程度、病因、临床后果、预后及对治疗的反应AKI生物标志物对临床指导作用早期诊断区分损伤部位和程度鉴别病因判断预后监测治疗反应Semin Nephrol 2007;27:637-651 Contrib Nephrol 2008;160:1-16AKI高危人群尿液生物标志物检测正 常升 高显著升高无AKI常规治疗高危AKI严密监测肾功尿量，维持容量

15、平衡，避免使用造影剂及肾毒性药物，可考虑早期应用血管扩张剂、生长因子、抗氧化剂等促进修复高危AKI透析及死亡风险高同生物标志物升高处理原则，存在液体负荷时应尽早开始RRT应用肾脏生物标记物面临的挑战混杂因素干扰不同病因下的预测差异药物的影响检测的标准化大样本量的临床验证尿液标本保存及蛋白质的稳定性价格昂贵纳入多种病因不同阶段的AKI患者会使样本异质性增加，生物标志物敏感及特异性也会下降。基础肾功能也影响生物标志物的预测价值，在CKD病人其敏感及特异性也会受到影响。 Semin Nephrol 2007;27:637-651 Contrib Nephrol 2008;160:1-16基因组学蛋白

16、组学代谢组学候选Biomarker中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin, NGAL)，又名脂质运载蛋白-2（lipocalin-2，Lcn-2）、蛋白酶-3（proteinase-3）或噬铁蛋白（siderocalin）。是人脂质运载蛋白家族中的一员。由Kjeldsen等在1993年研究基质金属蛋白酶9（MMP-9）时发现。发现于中性粒细胞，正常肾、结肠、肺上皮细胞低丰度表达。IL-18与NGAL对AKI预测价值的比较J Am Soc Nephrol，2011，22 ( 9 ) :1748-1757Am J Physiol Renal Physiol296: F669F679, 2009FABP是广泛存在于脂