新型生物学标志物在肝硬化AKI早期诊断和鉴别诊断中的研究进展

张云 尹伟 郭洪雷 李成忠

急性肾功能损伤是各种终末期肝病患者常见的并发症，在住院的肝硬化(失代偿期)患者中, 其发病率高达20%～40%[1-4]，最常见的类型是肾前性氮质血症(PRA)、肝肾综合征(HRS)和急性肾小管坏死(ATN)，其他类型则较少见[4-7]。国际腹水俱乐部(ICA)于2015年在参考肾脏病领域相关指南的基础上修订了《肝硬化患者急性肾损伤的诊断和管理共识(ICA2015)》[8-10]。新的诊断标准基于血肌酐(SCr)值的动态变化，提高了诊断敏感性。ICA2015建议对初次诊断AKI 2期以上或虽为1期，但经过扩容治疗后疾病进展的患者进行鉴别诊断，但其提供的鉴别诊断流程并不完善，肝硬化腹水患者特殊的病理生理基础干扰了鉴别诊断的评估，尤其是ATN和HRS早期都对扩容治疗不敏感，但治疗原则却完全不同，病情都可能在短期内迅速进展[11-12]。所以，ICA2015希望寻找一些能够辅助诊断AKI并有效鉴别ATN和HRS的新型生物学标志物。本文对有望用于肝硬化(失代偿期)AKI患者辅助诊断和鉴别病因的新型标志物做一综述。

一、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)

NGAL是Lipocalin-2基因表达25 kDa大小的蛋白质，正常情况下，NGAL在中性粒细胞胞浆颗粒中含量丰富，在其他细胞中表达较低。当肾小管上皮细胞遭受缺血等损伤后，NGAL表达增加，进入血液和尿液，发挥抗细胞凋亡及促进肾小管细胞增殖的作用。

Treeprasertsuk等[4]发现，AKI患者尿NGAL平均水平明显高于非AKI患者(P<0.001)。ATN患者尿NGAL平均水平明显高于HRS和PRA患者(P=0.001)[13]。国内一项基于KDIGO标准的研究[14]显示，血NGAL同样可用于肝硬化(失代偿期)患者AKI的早期诊断，但诊断灵敏度稍低于尿NGAL。Huelin等[7]基于ICA2015新标准研究共纳入320例住院的肝硬化(失代偿期)AKI患者，其中PRA占48%，HRS-AKI 占29%，ATN 占12%，其他原因占11%，在诊断AKI的第3天测定尿NGAL对ATN与非ATN的鉴别诊断准确率最高(ROC曲线下面积0.87)。国内一项基于ICA2015新标准的研究结果表明，不同病因的肝硬化(失代偿期)AKI患者尿NGAL表达水平不同，ATN患者最高，HRS-AKI患者次之，PRA患者最低(P<0.001)[15]。Jaques等[16]研究也得出相似结论，血NGAL与AKI的严重程度相关，可用于AKI早期诊断和鉴别诊断。尿NGAL是肝硬化(失代偿期)AKI早期诊断和鉴别诊断较理想的标志物，若联合血NGAL或其他标志物，其诊断的敏感性和特异度进一步提高，是目前最热门的研究方向之一。

二、白细胞介素18(IL-18)

IL-18也称白细胞介素-γ诱导因子，是各种免疫细胞和肾实质细胞合成的炎性细胞因子，以非活性形式存在于细胞内，被半胱天冬氨酸蛋白酶-1激活后参与炎症反应，调节固有免疫和获得性免疫。当肾小管细胞受损时，IL-18的表达增加，并进入尿液。唐晓征等[17]基于AKIN标准研究发现，肝硬化(失代偿期)AKI患者的尿IL-18水平高于非AKI患者(P<0.05)，且尿IL-18值与SCr值呈正相关。Belcher等[11]基于相同标准的研究认为，尿IL-18不但可用于早期诊断AKI，而且在HRS和ATN患者中的表达差异显著(P<0.05)，ATN患者尿IL-18水平明显高于非ATN患者。这与一项纳入1 129例肝硬化(失代偿期)AKI患者的荟萃分析结论相似，尿IL-18具有与尿NGAL同样的价值，可用于鉴别ATN患者和非ATN患者[6]。然而，Huelin等[7]基于ICA2015新标准研究认为，尿IL-18诊断ATN的准确率较低，用于鉴别肝硬化(失代偿期)AKI病因的准确性较差。

三、肾损伤分子-1(kidney injury molecule-1，KIM-1)

KIM-1是一种I型跨膜蛋白，由胞外和胞浆两部分组成，在肾脏内低水平表达，当肾小管细胞因缺血等原因损伤后，KIM-1的表达增加，细胞外部分可以迅速进入小管腔，对损伤肾脏具有保护作用[18]。

尿KIM-1水平的升高早于SCr，与肾脏损伤、炎症程度密切相关[19]。尿KIM-1在早期诊断肾功能障碍方面可能优于尿NGAL、IL-18，特别是在SCr升高前的24小时[20]。姚梁等[21]基于KDIGO标准的研究发现，肝硬化(失代偿期)AKI患者的尿KIM-1水平显著高于非AKI患者(P<0.05)，其早期诊断AKI的敏感性为78.3%，特异性为79.6%，且尿KIM-1与SCr值呈正相关。尿KIM-1随着Child-Pugh分级、AKI分期和肾损伤指数的进展而显著增加。此外，Desmond等[22]基于HRS2007标准研究纳入43例SCr在正常范围的Child-Pugh B级和C级肝硬化患者，结果发现基线尿KIM-1水平与HRS的发生密切相关(RR：1.973)，当尿KIM-1取1.499 ng/mL为阈值时，发生HRS的阳性预测值为75%，当高于此阈值时，HRS发生的风险明显增加(RR：5.600)。以上研究表明，尿KIM-1在早期辅助诊断肝硬化(失代偿期)肾功能障碍方面可能优于SCr，但上述研究均未对疾病病因进行分类，尿KIM-1是否可以用于鉴别ATN和HRS，仍需要更多的研究得以评价和验证。

四、肝脂肪酸结合蛋白(L-FABP)

L-FABP是脂质结合蛋白大家族中的一员，在肝肾组织中少量表达。当肾组织缺血或发生氧化应激时，肾小管上皮细胞表达L-FABP增加。L-FABP参与细胞内信号传导和抗氧化作用，抑制炎症因子的释放，减少肾损伤。

一项基于AKIN标准的研究[17]认为肝硬化(失代偿期)AKI患者的尿L-FABP水平明显高于非AKI患者(P<0.05)，且尿L-FABP值与SCr值呈正相关。杨俊伟等[23]研究除得到相似的结论外，还发现尿L-FABP与AKI分期进展相关，联合尿L-FABP和尿IL-18可以提高AKI的诊断灵敏度。在鉴别肝硬化(失代偿期)AKI病因方面，一项基于AKIN标准的研究[11]发现，ATN患者尿L-FABP的中位数显著高于非ATN患者(P=0.01)，但在ATN和HRS两组患者中尿L-FABP的差别无统计学意义。目前，L-FABP在肝病领域中的研究较少，采纳标准较为单一，需要更多的研究以确认其价值。

五、基质金属蛋白酶组织抑制因子-2(TIMP-2)和胰岛素样生长因子结合蛋白7(IGFB7)

TIMP-2和IGFB7在肾小管细胞内合成并储存，TIMP-2是一种金属蛋白酶抑制剂，IGFB7可与胰岛素样生长因子结合而调控其活性，两者均可促进损伤肾组织的修复。

袁剑峰等[24]发现，AKI患者尿IGFBP7水平明显高于非AKI患者，且与SCr和尿素氮呈正相关。尿IGFBP7的最佳诊断灵敏度为96.20%，特异度为86.96%，高于SCr和尿素氮。韩焕钦等[25]基于相同标准的研究发现，肝硬化(失代偿期)AKI患者的尿IGFBP7、TIMP-2和IGFBP7×TIMP-2值均伴随AKI分期进展而升高。此外，李明等[26]研究还发现，肝硬化(失代偿期)患者发生AKI前36 h的尿IGFBP7×TIMP-2水平升高对预测AKI有较高的敏感度(AUC:0.896),优于SCr和GFR。目前，尿IGFBP7和TIMP-2应用于肝硬化患者的研究较少，其能否用于鉴别AKI病因需进一步研究。

六、总结和展望

ICA2015扩大了定义的范围，更新了诊断标准但同时带来了鉴别诊断的困难，而ATN和HRS通常进展较快，预后欠佳[27-29]。前期的一些探索性研究提示，新型标志物有望解决这些问题。从以上的研究看，NGAL、IL-18、KIM-1、L-FABP、TIMP-2和IGFBP7均可用于早期辅助诊断肝硬化(失代偿期)AKI，在反映早期肾功能障碍方面可能比SCr更加敏感。应用特定的AKI新型标志物能够更深入地认识疾病，在鉴别AKI病因方面新型标志物已表现出较强的优势[30]。在鉴别诊断中，NGAL和IL-18研究较多，其中尿NGAL对诊断ATN具有较高的敏感性和特异性，多数研究认为其能够有效地将ATN和HRS鉴别开来，弥补ICA2015新管理流程中的“短板”。尿IL-18检测在一些基于旧的AKI诊断标准的探索性研究中也对鉴别ATN有一定意义，但在2015新标准颁布后是否可以得出相同的结论则还需要进一步验证。除此以外，这些指标基于不同的AKI诊断标准、患者纳入条件和新型标志物检测方法等也不尽相同，不同研究结论之间也存在较大差异，在此基础上得到的诊断阈值也不准确；一些非AKI疾病比如肺部感染、脓毒血症和慢性肾病等也可能会导致新型标志物值升高，干扰结果判断，实际应用过程中还需综合判断[31]。基于以上问题，一些学者对多种新型标志物联合应用或联合临床指标构建模型进行了一些探索[14-15, 23, 32]。在新标志物的探索和推广上，期待更多大样本、多中心和统一诊断标准的临床研究以解决目前存在的问题。