AKI新型生物标记物

高危AKI 严密监测肾功尿量， 维持容量平衡，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
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
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的AUC为 0.91，P=0.003
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 志物 标本类 型 体外循环(CPB) 造影剂肾病 败血症或 ICU 肾移植 商业化检测方 法
NGAL
(AUC) IL-18
尿
CPB后2h AKI发生前2d 0.91-0.99
CPB后6-12h AKI发生前1-2d CPB后6-12h AKI发生前1-2d
AKI诊断标准
2004年提出RIFLE分级诊断标准
基于基础SCr/ GFR的标准 基于尿量的标准 尿量 < 0.5ml/kg/h x 6 hr
2007年AKIN对RIFLE标准进行简化
基于SCr的标准
Scr较参考值绝对值升 ≥26.52μmol/L 或相对升高≥50% Scr较参考值相对 升高＞200% -300% Scr较参考值相对升 高> 300% 或在≥356.6μmol/L 基础上再急性升高 ≥0.5mg/dl
肝脏型脂肪酸结合蛋白(L-FABP)
FABP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
Saudi J Kidney Dis Transpl 2014;25(3):582-588
IL-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
造影剂使用后2 h AKI发生前1-2d 0.92
不增加
AKI发生 前2d 0.78
AKI发生 前2d 预测透析和 死亡率
移植后12 h DGF前2-3 天 0.90
移植后12 h DGF前2-3 天 预测长期移植 肾失功
ELISA ARCHITECT
ELISA
尿
KIM-1
尿
未检测
ELISA
L-FABP
Am J Physiol Renal Physiol296: F669–F679, 2009
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，尿L-FABP 在术后 0h、2h皆较基线
急性肾损伤新型生物标记物
2017-08-08
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
尿
CPB后4h
造影剂使用后24 h
未检测
未检测
ELISA
NGAL
血
CPB后2h
造影剂使用后2 h
AKI发生 前2d
未检测
ELISA Triage
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
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
AKI新型生物标志物
Acta Med Indones. 2012 Jul;44(3):246-55
AKI生物标志物及其反映损伤部位
生物标志物: AMI vs AKI
急性心肌梗塞 LDH CPK, myoglobin CK-MB 急性肾损伤 Serum creatinine
Troponin T
Troponin I
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”！
理想AKI、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 μg/g creatinine为cutoff值，敏感性为90%，特异性99.5%
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
Am 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=0.975 Clin. Nephrol 2005;64:41–46
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
传统标记物仍然占据重要地位 新型生物标记物发展方兴未艾
基因组学
候选 Biomarker
蛋白组学
代谢组学
Nickolas et al, Annals of Internal Medicine 2008;148:810-19
血尿NGAL水平与AKI分期
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
Devarajan. Biomarker Med 2010;4:265-80
尿液NGAL敏感性和预测价值更优
尿量< 0.3ml/kg/h x 24 hr or Anuria x 12 hrs
尿量 < 0.5ml/kg/h x 12 hr 尿量< 0.3ml/kg/h x 24 hr or Anuria x 12 hrs
3期
(急剧增高0.5 mg/dl)
Loss
ESRD
持续的ARF= 肾功能丧失> 4 周 终末期肾病
尿液IL-18早期诊断AKI
332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
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。
血清肌酐诊断AKI的局限性
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50%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
细胞和调节免疫反应。正常肾组织几乎不表达。
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
基于尿量的标准
尿量 < 0.5ml/kg/h x 6 hr
Risk
Scr值升高1.5倍 GFR 下降 > 25% Scr值升高2倍 GFR 下降 > 50% Scr值升高3倍或 GFR下降> 75% 或Scr 4mg/dl
1期 2期
Injury Failure
尿量 < 0.5ml/kg/h x 12 hr
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 Jul 3; 8(7): 1079–1088.
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AKI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) : 405．
IL-18与NGAL对AKI预测价值的比较
J Am Soc Nephrol，2011，22 ( 9 ) :1748-1757
功能的异常。
AKI流行病学
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%
重症病人主要器官功能损伤的发生率
预后不佳
25% ICU透析病人即使存活 3年内进展至ESRD
Murugan R, Kellum JA. Nat Rev Nephrol. 2011
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25KD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
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;160:1-16
AKI高危人群
尿液生物标志物检测
正 常
升 高
显著升高
高危AKI 透析及死亡风险高
无AKI 常规治疗
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。