NGAL檢測在臨床中的應用1

1、NGAL的臨床應用的臨床應用南京普朗生物醫(yī)學有限公司南京普朗生物醫(yī)學有限公司Backgroundv急性腎損傷急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)一直是臨一直是臨床上一個頭疼的問題。床上一個頭疼的問題。ICU收治的患者中有收治的患者中有30%50%是急性腎損傷，其中是急性腎損傷，其中5%有明確的危險有明確的危險因子。有報道術后發(fā)生因子。有報道術后發(fā)生AKI患者的死亡率在患者的死亡率在24%100%之間，重癥監(jiān)護需要透析患者的死亡之間，重癥監(jiān)護需要透析患者的死亡率率50%70%。但是傳統(tǒng)的的血。但是傳統(tǒng)的的血(CRE、UREA)和尿標志物和尿標志物(管型、濾過鈉排泄分數(shù)管型

2、、濾過鈉排泄分數(shù))對對AKI的診斷的診斷缺乏一定的敏感性和特異性，所以缺乏一定的敏感性和特異性，所以AKI的治療迫的治療迫切需要早期生物標記物。切需要早期生物標記物。ContentsAKI簡介簡介1.1AKI現(xiàn)狀現(xiàn)狀v急性腎損傷（急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）是指腎是指腎小球濾過功能在數(shù)小時至數(shù)周內迅速降低而引起的以水、小球濾過功能在數(shù)小時至數(shù)周內迅速降低而引起的以水、電解質和酸堿平衡失調以及含氮廢物蓄積為主要特征的一電解質和酸堿平衡失調以及含氮廢物蓄積為主要特征的一組臨床綜合癥。組臨床綜合癥。 ICU患者的常見并發(fā)癥患者的常見并發(fā)癥 死亡的獨立危險因子死亡的獨立

3、危險因子v發(fā)病率和死亡率報道差異很大發(fā)病率和死亡率報道差異很大 發(fā)生率：所有住院患者發(fā)生率：所有住院患者7%，ICU36% 67% 死亡率：死亡率：29%80%v診斷標準不統(tǒng)一診斷標準不統(tǒng)一1.2AKI標準標準v2004年，急性透析質量調查（年，急性透析質量調查（Acute Dialysis Quality Initiative (ADQI)）工作組通過專家的廣）工作組通過專家的廣泛討論與共識后制定了泛討論與共識后制定了RIFLE體系。體系。RIFLE分別分別代表了不斷增加的嚴重性程度分級危險（代表了不斷增加的嚴重性程度分級危險（Risk）、）、損傷（損傷（Injury）、衰竭（）、衰竭（Fa

4、ilure）、以及兩個預）、以及兩個預后分級丟失（后分級丟失（Loss）、終末期（）、終末期（End stage kidney disease）。）。vUchinoUchino利用利用RIFLERIFLE對對2012620126住院時間超住院時間超2424小時的患小時的患者進行了者進行了3 3年隨訪，分析該體系的預測能力年隨訪，分析該體系的預測能力 達到達到R R期者期者為為1010，住院死亡的，住院死亡的OROR值值2.52.5 達到達到I I期者期者為為5 5，住院死亡的，住院死亡的OROR值值5.45.4 達到達到F F期者期者為為3.53.5，住院死亡的，住院死亡的OROR值值10.1

5、10.1 隨著隨著RIFRIF分析的增高，患者死亡率幾乎呈分析的增高，患者死亡率幾乎呈直線直線上升上升 R R組較無組較無AKIAKI者死亡率增加了者死亡率增加了2 2倍倍患者死亡率與患者死亡率與AKI嚴重程度呈正比關系嚴重程度呈正比關系v如果迅速采取適當?shù)闹С中源胧?，如果迅速采取適當?shù)闹С中源胧珹KI通常是可通常是可逆的。目前，根據(jù)腎臟損傷的原因和嚴重程度不逆的。目前，根據(jù)腎臟損傷的原因和嚴重程度不同，大約同，大約10%的的AKI患者將不能恢復完整的腎患者將不能恢復完整的腎功能，可能終生需要透析或腎臟移植。功能，可能終生需要透析或腎臟移植。v所以，所以，提早發(fā)現(xiàn)并治療提早發(fā)現(xiàn)并治療AKI至

6、關重要至關重要!AKI-早發(fā)現(xiàn)早治療早發(fā)現(xiàn)早治療AKIAKI的血清傳統(tǒng)標志物的血清傳統(tǒng)標志物v血清肌酐、尿素氮血清肌酐、尿素氮 診斷早期診斷早期AKIAKI的的最常用標志最常用標志。不管是否存在少尿與否，。不管是否存在少尿與否，短期內血清肌酐濃度水平升高即可檢測到短期內血清肌酐濃度水平升高即可檢測到AKIAKI的發(fā)生，特的發(fā)生，特別是嚴重少尿時。別是嚴重少尿時。v缺點缺點 ： 不能確定是否腎小管壞死不能確定是否腎小管壞死 變化晚于腎小球濾過率的丟失，即不敏感，變化晚于腎小球濾過率的丟失，即不敏感，一般一般GFRGFR丟失丟失5050以上時才發(fā)生變化；以上時才發(fā)生變化； 腎外因素的影響較大如年齡

7、、性別、體重、腎外因素的影響較大如年齡、性別、體重、脫水、營養(yǎng)狀態(tài)、飲食；脫水、營養(yǎng)狀態(tài)、飲食；近幾年近幾年AKI的常用標志物的常用標志物v血清胱抑素血清胱抑素C C（Cystatin CCystatin C） 一種內源性腎功能標志物，一種內源性腎功能標志物，早于肌酐早于肌酐。它即可。它即可以有助于診斷腎功能異常，也有助于明確以有助于診斷腎功能異常，也有助于明確AKIAKI進展。進展。反映重癥患者合并反映重癥患者合并AKIAKI時，時，較肌酐值早較肌酐值早242448h48h。v缺點：缺點： 診斷診斷AKIAKI并不特異并不特異，因為它只是受損腎小球，因為它只是受損腎小球濾過率的早期標志物，而

8、且濾過率的早期標志物，而且不是不是腎小管損害。腎小管損害。 Clinical Continuum of AKIDeathComplicationsNormal RiskKidneyfailureDamageGFRAntecedentsIntermediate StageAKIOutcomesBiomarkers of Functional InjurySerum Cystatin C, Serum CreatinineGFRsCYSC上升時間早于上升時間早于sCRECYS-C1.171.09 1.43 0.761.120.950.890.43CRE(酶法酶法)79901024789766753

9、S-BMG2.82.92.91.62.51.82.51.2血壓血壓NNNNN血脂血脂NNNN心肌心肌NNNNNN以下標本都是年齡超過60的住院病人標本CYSC和和BMG在評估早期腎臟損傷方面優(yōu)于在評估早期腎臟損傷方面優(yōu)于CRE尋找早期尋找早期AKI標志物是今后研究方向標志物是今后研究方向v因此，目前基于血肌酐和尿量的因此，目前基于血肌酐和尿量的AKI的定義并不的定義并不能反映出急性腎損傷的所有臨床特征。能反映出急性腎損傷的所有臨床特征。尋找新的尋找新的敏感、特異、能反映病變嚴重程度的生物學標志敏感、特異、能反映病變嚴重程度的生物學標志物對物對AKI早期診斷、指導治療及判定預后具有重早期診斷、指

10、導治療及判定預后具有重要意義。要意義。v新興的新興的AKI標志物有標志物有 NGAL、KIM-1、IL-18 等等2h幾十到幾百倍幾十到幾百倍2h：40%12h：100%6hKIM-1：腎損傷分子1。IL-18：白介素18。NGAL在預測在預測AKI方面早于其他檢查指標方面早于其他檢查指標DeathComplicationsNormal RiskKidneyfailureDamageGFRAntecedentsIntermediate StageAKIOutcomesBiomarkers of Structural InjuryBiomarkers of Functional InjuryNG

11、AL, IL-18, L-FABP, KIM-1Serum Cystatin C, Serum Creatinine為什么為什么NGALNGAL能夠作為能夠作為AKIAKI的標志物的標志物v 發(fā)生缺血性和毒性腎損傷過程中，腎小管上皮細胞的發(fā)生缺血性和毒性腎損傷過程中，腎小管上皮細胞的NGAL將顯著增加，在開始的將顯著增加，在開始的兩個小時內兩個小時內，尿液和血，尿液和血液中液中NGAL水平將顯著增加，因此水平將顯著增加，因此NGAL是是早期急性早期急性腎損傷的敏感標志物腎損傷的敏感標志物。圖為腎臟損傷后尿NGAL濃度隨時間的變化曲線什么是什么是NGAL2.1NGAL定義定義v中性粒細胞明膠酶相

12、關脂質運載蛋白中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白( neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL) ，又，又稱人脂質運載蛋白稱人脂質運載蛋白2或噬鐵蛋白或噬鐵蛋白 ，是人脂質運載，是人脂質運載蛋白家族中的一個新成員。蛋白家族中的一個新成員。NGAL具有運輸疏水具有運輸疏水性的小分子，調節(jié)明膠酶性的小分子，調節(jié)明膠酶B（gelatinase-B，MMP）活性等功能，并可能參與免疫炎癥反應以）活性等功能，并可能參與免疫炎癥反應以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展，特別是腫瘤的侵潤轉移等過及腫瘤的發(fā)生發(fā)展，特別是腫瘤的侵潤轉移等過程。程。2.2NGAL的發(fā)現(xiàn)與分子組成的

13、發(fā)現(xiàn)與分子組成v1993年，年， Kjeldsen等在研究中性粒細胞中等在研究中性粒細胞中92KD的的MMP時發(fā)現(xiàn)了一種時發(fā)現(xiàn)了一種25KD的新蛋白。的新蛋白。v1994-1997年，年，NGAL的全基因序列被發(fā)現(xiàn)。的全基因序列被發(fā)現(xiàn)。vNGAL分子組成形式分為三種形式，單體，二聚分子組成形式分為三種形式，單體，二聚體，異二聚體。體，異二聚體。單體單體二聚體二聚體異二聚體異二聚體totle NGAL2.3NGAL的生物學特性的生物學特性vNGAL主要表達：中性粒細胞主要表達：中性粒細胞 少量表達：呼系系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿生少量表達：呼系系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿生 殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)。殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)

14、。 不表達：腦細胞、周圍神經(jīng)細胞、心臟。不表達：腦細胞、周圍神經(jīng)細胞、心臟。vNGAL過受體介導的內吞作用人胞，與鐵離子結過受體介導的內吞作用人胞，與鐵離子結合成復合物的形式出胞。合成復合物的形式出胞。vNGAL可以間接的參與炎癥反應；表現(xiàn)腎組織損可以間接的參與炎癥反應；表現(xiàn)腎組織損傷的程度；反應腫瘤的發(fā)生發(fā)展情況。傷的程度；反應腫瘤的發(fā)生發(fā)展情況。NGAL的檢測對多種疾病具有重要的臨床意義。的檢測對多種疾病具有重要的臨床意義。3.1NGAL的臨床應用的臨床應用v1.NGAL是是AKI的早期標志物的早期標志物疑似疑似AKI的患者建議盡快做的患者建議盡快做NGALvICU 重癥監(jiān)護重癥監(jiān)護v急診

15、室傷檢分類急診室傷檢分類v心肺搭橋手術術后監(jiān)測心肺搭橋手術術后監(jiān)測v腎移植預后評估腎移植預后評估v評估靜脈內造影劑腎毒性評估靜脈內造影劑腎毒性3.2易于誘發(fā)易于誘發(fā)AKI的疾病分類分析的疾病分類分析3.2.1NGAL在在ICU的應用的應用vICU內醫(yī)源性內醫(yī)源性AKI,發(fā)病率為發(fā)病率為36%67%,病死病死率為率為50%70%。v對于對于ICU導致導致AKI的患者越早發(fā)現(xiàn)的患者越早發(fā)現(xiàn),越利于患者的越利于患者的治療，降低死亡率。治療，降低死亡率。AKI in ICUBEST Kidney 研究研究 低血容量 （26%）心源性休克（27%） 大手術 （34%）感染性休克（48%）腎毒性藥物（19

16、%）肝腎綜合征（5.7%）23個國家，54個ICU近3萬患者AKI in ICU 大手術 （34%）感染性休克（48%）AKI in ICU建議建議ICU患者進行患者進行NGAL檢測檢測NGAL優(yōu)勢優(yōu)勢Journal of the American College of Cardiology Vol. 57, No. 17, 2011尿尿NGAL NGAL - -血清肌酐血清肌酐- -尿尿NGAL NGAL + +血清肌酐血清肌酐- -透析概率住院期間死亡概率額外重癥護理時間額外住院時間16倍2.6倍3天8天AKI陰性陰性v由表可以看出，入住由表可以看出，入住ICU的患者在的患者在24h時檢測

17、的時檢測的肌酐和肌酐和NGAL均具有統(tǒng)計學意義，均具有統(tǒng)計學意義，NGAL可用于可用于AKI的快速診斷。的快速診斷。vAKI患者的病死率和住院時間均比無患者的病死率和住院時間均比無AKI的高，的高，建議患者入住建議患者入住ICU時一并檢測時一并檢測NGAL，及早發(fā)現(xiàn)，及早發(fā)現(xiàn)腎損傷，可降低病死率和減少住院時間。腎損傷，可降低病死率和減少住院時間。結論結論13.2.2NGAL在心肺搭橋手術術后監(jiān)測在心肺搭橋手術術后監(jiān)測v 收集健康對照組收集健康對照組15例與心臟外科手術患者例與心臟外科手術患者49例術前與術后例術前與術后6h、12h、24h、48h的血清標本。手術患者中的血清標本。手術患者中,發(fā)

18、生發(fā)生AKI患者患者10例例,非非AKI患者患者39例例,觀察心臟手術患者在術前、術后觀察心臟手術患者在術前、術后6h、12h、24h、48h，NGAL和和IL-8與與Scr的動態(tài)變化。的動態(tài)變化。v 不同時點不同時點IL-8對對AKI的判定是沒有統(tǒng)計學意義的的判定是沒有統(tǒng)計學意義的,而而NAGL則在則在12h、24h、48h的各個時點均對的各個時點均對AKI的判的判定有統(tǒng)計學意義。定有統(tǒng)計學意義。v AKI組的患者組的患者,NGAL值于術后值于術后12h開始升高開始升高,48h達峰值達峰值,而而Scr在術后在術后24-48h才開始升高。才開始升高。心臟手術體外循環(huán)，血清心臟手術體外循環(huán)，血清

19、NGALNGAL在在2 2小時后增高，隨病小時后增高，隨病程逐漸下降于程逐漸下降于9696小時后接近小時后接近正常，而血清肌酐在體外循正常，而血清肌酐在體外循環(huán)后環(huán)后2424小時增高，且一直保小時增高，且一直保持在高水平，與病程演變無持在高水平，與病程演變無明顯相關性。明顯相關性。Mishra et al. Lancet 365:1231-1238,2005血清血清NGALNGAL濃度隨濃度隨AKIAKI病程而變化，能反映病變嚴重程度病程而變化，能反映病變嚴重程度3.2.3腎移植預后評估腎移植預后評估v移植腎功能延遲恢復是移植腎功能延遲恢復是腎移植后常見的并發(fā)癥腎移植后常見的并發(fā)癥，是腎移植后

20、早期腎功能異常的主要形式，是腎移植后早期腎功能異常的主要形式，其發(fā)病其發(fā)病率為率為10-50。目前移植腎功能延遲恢復定義。目前移植腎功能延遲恢復定義大多是大多是根據(jù)尿量、肌酐下降速率、或是否需要透根據(jù)尿量、肌酐下降速率、或是否需要透析析來定義的，但這種診斷一般在腎移植后來定義的，但這種診斷一般在腎移植后數(shù)天以數(shù)天以后后，不利于術后的早期干預治療不利于術后的早期干預治療。早期移植腎功。早期移植腎功能恢復狀態(tài)不僅影響手術效果，同時也是能恢復狀態(tài)不僅影響手術效果，同時也是影響移影響移植腎長期存活植腎長期存活的原因，因此早期移植腎功能異常的原因，因此早期移植腎功能異常的預警診斷和病因診斷非常關鍵。的預

21、警診斷和病因診斷非常關鍵。中國組織工程研究與臨床康復 第14卷 31期 2010-7-30腎功能迅速恢復組早期腎功能異常組中國組織工程研究與臨床康復 第14卷 31期 2010-7-30健康對照組解放軍第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院 71例腎功能迅速恢復組腎功能迅速恢復組VS早期腎功能異常組早期腎功能異常組 24h對腎移植患者進行對腎移植患者進行NGAL檢測有利檢測有利于患者預后的評估。于患者預后的評估。3.2.4對比劑腎病對比劑腎病 CINv隨著對比劑的廣泛使用，隨著對比劑的廣泛使用，CIN成為醫(yī)院獲得性腎成為醫(yī)院獲得性腎衰竭的主要原因之一。衰竭的主要原因之一。CIN的發(fā)病率為的發(fā)病率為1.3%-16

22、%，成為導致醫(yī)源性急性腎衰竭的第三位致，成為導致醫(yī)源性急性腎衰竭的第三位致病因素。病因素。v下表為下表為NGAL與胱抑素與胱抑素C在冠狀動脈介入術后對在冠狀動脈介入術后對比劑腎病的臨床意義。比劑腎病的臨床意義。兩組血胱抑素兩組血胱抑素C與與NGAL在造影術前術后的數(shù)值變化在造影術前術后的數(shù)值變化中國急救醫(yī)學2010年11月第30卷第11期中山市人民醫(yī)院、廣州軍區(qū)總醫(yī)院 360例v所以所以NGAL在診斷與預測在診斷與預測CIN時也具時也具有較高的臨床意義。有較高的臨床意義。中國急救醫(yī)學2010年11月第30卷第11期3.3醫(yī)院獲得性急性腎損傷的臨床分析醫(yī)院獲得性急性腎損傷的臨床分析入院時入院時s

23、CRE水平正常，入院后出現(xiàn)水平正常，入院后出現(xiàn)AKI；具有醫(yī)源性因素，；具有醫(yī)源性因素，如治療過程中導致的低血容量、藥物、手術、未及時控制的如治療過程中導致的低血容量、藥物、手術、未及時控制的原發(fā)病、其他治療等。原發(fā)病、其他治療等。v糖尿病腎病糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病最常見的微血管并發(fā)癥之一。由于其呈是糖尿病最常見的微血管并發(fā)癥之一。由于其呈不可逆的進行性發(fā)展并對患者的預后和生命造成不可逆的進行性發(fā)展并對患者的預后和生命造成嚴重影響，因此，嚴重影響，因此，DN患者在腎臟發(fā)生損害的早患者在腎臟發(fā)生損害的早期及時做出診斷，并進行干預治療，具有重要的期及時

24、做出診斷，并進行干預治療，具有重要的臨床意義。臨床意義。2型糖尿病腎功指標分類型糖尿病腎功指標分類NA：正常尿albMA：微量ALBCN：臨床腎病對于對于2型型DM合并腎病患者的預防檢測方面合并腎病患者的預防檢測方面NGAL和和CYSC要要優(yōu)于優(yōu)于CREDN患者血清患者血清NGAL及及CysC與與GFR的相關性的相關性NGAL：R=-0.871CYSC：R=-0.792血清血清NGAL及及CysC在在DN的的ROC曲線曲線NGAL0.839CYSC0.720小結小結2vNAGL水平在病理性蛋白尿出現(xiàn)之前水平在病理性蛋白尿出現(xiàn)之前(NA)就開就開始升高，是出現(xiàn)于始升高，是出現(xiàn)于DN早期的生物學指

25、標。早期的生物學指標。v檢測檢測NGAL將為將為DN的早期腎小管功能受損的早期腎小管功能受損的診斷和臨床腎臟功能受損情況的評估提的診斷和臨床腎臟功能受損情況的評估提供了更敏感、可靠的指標，有利于供了更敏感、可靠的指標，有利于DN早期早期診斷和早期干預治療。診斷和早期干預治療。3.4NGAL在其他疾病中的應用在其他疾病中的應用v腫瘤（如乳腺癌或腸癌）、炎癥狀況（如腸道發(fā)腫瘤（如乳腺癌或腸癌）、炎癥狀況（如腸道發(fā)炎）、膿毒癥、嚴重細菌感染等因素也會使血或炎）、膿毒癥、嚴重細菌感染等因素也會使血或尿尿NGAL升高，但水平低于腎臟損傷時的升高，但水平低于腎臟損傷時的NGAL水平。水平。vNGAL與腫瘤

26、與腫瘤vNGAL在食管癌、卵巢癌、胰腺癌等惡性腫瘤中在食管癌、卵巢癌、胰腺癌等惡性腫瘤中異常表達異常表達, 并且其表達與腫瘤的浸潤、轉移、預并且其表達與腫瘤的浸潤、轉移、預后密切相關后密切相關, 成為近年來腫瘤轉移研究領域的一成為近年來腫瘤轉移研究領域的一個新熱點。個新熱點。vsNGAL在乳腺癌中在乳腺癌中sNGAL在乳腺癌中作為標志物特性差，不建議檢測在乳腺癌中作為標志物特性差，不建議檢測vsNGAL在食管癌患者檢出率僅為在食管癌患者檢出率僅為10.39%。vNGAL的確參與了許多腫瘤的發(fā)生與發(fā)展的確參與了許多腫瘤的發(fā)生與發(fā)展, 但是但是許多功能尚待進一步明確。在不同的腫瘤中許多功能尚待進一

27、步明確。在不同的腫瘤中, NGAL的功能表現(xiàn)與作用機制不盡相同的功能表現(xiàn)與作用機制不盡相同, 有時甚有時甚至是至是截然相反截然相反的。但是的。但是NGAL和腫瘤學的研究是和腫瘤學的研究是近期的一個近期的一個熱點熱點。sNGAL不適合作為腫瘤標志物。當采用不適合作為腫瘤標志物。當采用NGAL來診來診斷斷AKI時，非腎狀況導致的時，非腎狀況導致的NGAL升高是混淆因素。升高是混淆因素。NGAL在膿毒癥患者中的應用在膿毒癥患者中的應用v uNGAL, sCysC, and uCysC levels were significantly increased in patients with septic AKI compared with septic patients without AKI, while sNGAL levels were not significantly different between septic patients with and without AKI. Med