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   中国临床医学  2023, Vol. 30 Issue (5): 778-784      DOI: 10.12025/j.issn.1008-6358.2023.20230068
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血清CysC、β2-MG、NGAL及RBP对老年心肌梗死患者急性肾损伤的诊断价值
王芬 , 王晓彦 , 许周涛 , 高长征     
江南大学附属医院心内科, 无锡 214122
摘要目的: 比较血清胱抑素C(cystatin C, CysC)、β2微球蛋白(β2-microglobulin, β2-MG)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin, NGAL)和视黄醇结合蛋白(retinol-binding protein, RBP)对老年心肌梗死患者急性肾损伤(AKI)的诊断价值。方法: 回顾性纳入江南大学附属医院2021年1月至2022年1月收治的120例老年心肌梗死患者,收集患者入院当天血清CysC、β2-MG、NGAL、RBP及肌酐水平,以及入院第3天的肌酐水平。按照KDIGO诊断标准将患者分为AKI组与无AKI组,比较两组间上述血清指标差异。绘制受试者工作特征(ROC)曲线,评估检测指标对AKI的诊断价值。分析各指标的血清水平与估算肾小球滤过率(eGFR)的相关性。结果: 与无AKI组相比,AKI组患者血清CysC、β2-MG及NGAL的水平升高(P<0.05),RBP无明显变化。ROC曲线下面积(AUC)为CysC+β2-MG+NGAL+RBP(0.941)>CysC+β2-MG(0.910)>CysC(0.909)>β2-MG(0.873)>NGAL(0.747)>RBP(0.729);CysC、β2-MG及联合指标的灵敏度和特异度高于NGAL或RBP。CysC(r=-0.762,P<0.001)和β2-MG(r=-0.683,P<0.001)的血清水平与eGFR负相关。剔除低射血分数(EF)值(<50%)后,AUC及相关性结果与剔除前一致。结论: 血清CysC和β2-MG在老年心肌梗死患者中对AKI诊断价值优于NGAL及RBP,且与eGFR相关性良好;指标联合的诊断价值优于单指标。
关键词急性心肌梗死    急性肾损伤    血清胱抑素C    β2微球蛋白    中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白    视黄醇结合蛋白    
Diagnostic values of CysC, β2-MG, NGAL and RBP in acute kidney injury in the elderly patients with myocardial infarction
WANG Fen , WANG Xiao-yan , XU Zhou-tao , GAO Chang-zheng     
Department of Cardiology, Affiliated Hospital of Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China
Abstract: Objective: To compare the diagnostic values of cystatin C (CysC), β2-microglobulin (β2-MG), neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) and retinol-binding protein (RBP) in acute kidney injury (AKI) in elderly patients with acute myocardial infarction (AMI). Methods: One hundred and twenty older patients with AMI admitted to Affiliated Hospital of Jiangnan University were retrospectively enrolled from January 2021 to January 2022. The serum levels of CysC, β2-MG, NGAL, RBP and creatinine on day 1, and creatinine level on day 3 after admission were collected. According to KDIGO diagnostic criteria, the patients were grouped into AKI group and non-AKI group. The receiver operating characteristics (ROC) curve was used to evaluate the diagnostic value of CysC, β2-MG, NGAL, RBP in AKI, and the correlation between serum levels of each indicator and eGFR was analyzed. Results: Compared with non-AKI group, the serum levels of CysC, β2-MG and NGAL were significantly increased in AKI group (P < 0.05), RBP level had no significant change. The areas under the ROC curve (AUC) of CysC+β2-MG+NGAL+RBP, CysC+β2-MG, CysC, β2-MG, NGAL and RBP were 0.941, 0.910, 0.909, 0.873, 0.747 and 0.729, and the sensitivity and specificity of CysC or β2-MG were higher than NGAL or RBP. The serum levels of CysC (r=﹣0.762, P < 0.001) and β2-MG (r=﹣0.683, P < 0.001) were negatively correlated with eGFR. The consistent results of AUC and association were found after removing the low ejection fractio (EF) value (< 50%). Conclusions: Compared with NGAL and RBP, serum CysC and β2-MG levels may have higher values in diagnosing AKI in elderly patients with AMI and have greater associations with eGFR; the diagnostic value of multiple indicators is superior to the single.
Key words: acute myocardial infarction    acute kidney injury    cystatin C    β2-microglobulin    neutrophil gelatinase-associated lipocalin    retinol-binding protein    

《中国心血管健康与疾病报告2020》[1]显示,心血管疾病死亡居城乡居民总死亡原因的首位。老年冠心病一旦发生心肌梗死,很容易出现肾功能不全,死亡率升高。心肌梗死后脏器缺血缺氧、低灌注、造影剂及炎症反应等均可导致急性肾功能损伤(AKI)。但这些危险因素引起的损伤一般可逆,因此早期监测、预判及治疗对肾功能改善及恢复具有重要意义。

目前临床上主要通过检测血肌酐(sCr)、尿量及估算肾小球滤过率(eGFR)来评估患者肾功能,并根据eGFR指导用药。研究[2]表明,新型标志物血清胱抑素C(cystatin C, CysC)、β2微球蛋白(β2-microglobulin, β2-MG)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin, NGAL)和视黄醇结合蛋白(retinol-binding protein, RBP)均与肾损伤密切相关,可作为早期诊断AKI的指标。这些生物标志物对老年心肌梗死患者发生AKI的诊断价值尚待明确。因此,本研究对此进行探讨,并分析这些指标与eGFR的相关性,为老年心肌梗死患者发生AKI早期诊治提供参考。

1 资料与方法 1.1 研究对象

纳入江南大学附属医院心内科2021年1月至2022年1月收治的老年急性心肌梗死(AMI)患者120例,其中男性72例、女性48例,年龄60~92岁,平均(77.1±6.8)岁。排除标准:(1)合并重症感染;(2)生命体征不稳定,发生休克或死亡;(3)慢性肾功能不全4~5期;(4)入院前使用过肾毒性药物。根据改善全球肾脏病预后组织(KDIGO)共识中AKI诊断标准,将患者分为AKI组(n=35),其中男性18例、女性17例,年龄62~89岁,平均(75.5±8.3)岁;无AKI组85例,其中男性54例、女性31例,年龄60~92岁,平均(73.5±7.6)岁。纳入排除流程见图 1。患者知情并签署同意书,研究获得江南大学附属医院伦理委员会批准(WXSY-YXLL-AF/SC-02/OI.0)。

图 1 患者纳入排除流程
1.2 心肾功能评估

采用欧洲心脏病学会(ESC)、美国心脏病学会(ACC)、美国心脏学会(AHA)和世界心脏联盟(WHF)于2007年10月联合发布的标准诊断AMI,并进行Killip分级。患者入院后48 h内血清肌酐(sCr)上升≥26.5 μmol/L(0.3 mg/dL)诊断为AKI。

1.3 观察指标及评估方法

收集患者性别、年龄、既往病史、心率、血压、心肌梗死类型及Killip分级。收集患者入院第1天的CysC、β2-MG、NGAL、RBP及sCr水平,及入院第3天的sCr水平。通过心超检查获得LVEF值。eGFR=175×血肌酐-1.234×年龄-0.179×性别(男性:1;女性:0.79)。

1.4 统计学处理

采用SPSS 27软件进行统计分析。计数资料以n(%)表示。计量资料进行正态分布检验,符合正态分布时以x±s表示,两组间比较采用t检验;血清指标不符合正态分布,均以MP25, P75)表示,两组间比较采用Mann-Whitney U检验。绘制受试者工作特征(ROC)曲线,分析CysC、β2-MG、NGAL及RBP诊断老年心肌梗死患者发生AKI的诊断价值。通过Spearman相关系数分析血清CysC、β2-MG、NGAL与eGFR的相关性。检验水准(α)为0.05。

2 结果 2.1 两组患者临床基线资料的比较

纳入的老年心肌梗死患者中,AKI发生率为29.2%(35/120)。结果(表 1)显示:与无AKI组相比,AKI组患者心功能相关指标Killip分级≥Ⅲ级比例、心肌肌钙蛋白I(cTnI)及脑利钠肽(BNP)水平升高,左室射血分数(LVEF)下降(P<0.05)。入院时AKI组肾功能不全比例明显高于无AKI组(P=0.007);两组患者入院第1天sCr及eGFR差异无统计学意义。

表 1 两组基线资料比较
指标 AKI组(n=35) 无AKI组(n=85) χ2/t/Z P
男性 n(%) 18(51.4) 54(63.5) 1.230 0.789
年龄 n(%)
  60~70岁 16(45.7) 33(38.8) 0.698 0.562
  >70岁 19(54.3) 52(61.2) 0.698 0.651
合并症 n(%)
  高血压 25(71.4) 75(88.2) 2.245 0.057
  2型糖尿病 12(34.3) 32(37.6) 0.347 0.725
  肾功能不全 9(25.7) 6(7.1) 2.809 0.007
  陈旧性心肌梗死 4(11.4) 17(20.0) 1.123 0.232
收缩压/mmHg 133±22 134±21 1.873 0.654
舒张压/mmHg 79±14 78±14 1.284 0.292
心率/(次·min﹣1) 76.8±11.8 79.3±12.1 1.714 0.953
LVEF/% 50.7±7.74 58.1±9.6 2.455 0.003
LVEF分层 n(%)
  ≥50% 25(71.4) 68(80.0) 1.022 0.242
  40%~49% 7(20.0) 12(14.1) 0.802 0.426
  30%~39% 3(8.6) 5(5.9) 0.537 0.595
心肌梗死类型 n(%)
  NSTEMI 23(65.7) 60(70.6) 0.526 0.632
  前壁心肌梗死 9(25.7) 14(16.5) 1.169 0.361
  下壁心肌梗死 2(5.7) 9(10.6) 0.841 0.473
Killip分级≥Ⅲ级 n(%) 6(16.6) 2(2.3) 2.952 0.012
血肌酐/ (μmol·L﹣1)
  入院第1天 92.85(62.91, 119.20) 81.24(65.92, 101.05) 2.366 0.056
  入院第3天 125.70(90.36, 161.45) 81.71(68.62, 94.41) 8.361 <0.010
eGFR n(%) 79.45(43.09, 115.17) 92.03(70.82, 108.29) 0.874 0.074
  ≥90 mL/(min·1.73 m2) 16(45.7) 40(47.1) 0.134 0.894
  60~90 mL/(min·1.73 m2) 10(28.6) 32(37.6) 0.947 0.347
  30~60 mL/(min·1.73 m2) 9(25.7) 13(15.3) 1.341 0.182
cTnI/(ng·mL﹣1) 5.72(0, 12, 4.6) 3.71(0.15, 3.92) 2.122 0.012
BNP/(ng·mL﹣1) 1 472.2(479, 1 943.5) 678.5(77.5, 644.5) 5.767 0.006
LVEF:左室射血分数;NSTEMI:急性非ST段抬高型心肌梗死;eGFR:估算肾小球滤过率;cTnI:心肌肌钙蛋白I;BNP:脑利钠肽。
2.2 两组患者血清CysC、β2-MG、NGAL和RBP水平比较

结果(表 2)显示:AKI组患者血清CysC、β2-MG、NGAL水平较无AKI组升高(P<0.05);两组患者血清RBP水平差异无统计学意义。

表 2 两组患者血清CysC、β2-MG、NGAL和RBP水平比较
组别 CysC/(mg·L﹣1) β2-MG/(mg·L﹣1) NGAL/(ng·mL﹣1) RBP/(mg·L﹣1)
AKI组 1.83(1.42, 2.32) 3.22(2.63, 4.61) 184.8(119.85, 220.25) 34.7(26.3, 4 0.2)
无AKI组 1.12(0.95, 1.22) 2.08(1.84, 2.53) 120.75(96.42, 188.8) 32.2(23.91, 42.9)
Z 5.09 2.25 2.29 1.83
P 0.001 0.013 0.048 0.345
CysC:胱抑素C;β2-MG:β2-微球蛋白;NGAL:中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白;RBP:视黄醇结合蛋白;AKI:急性肾损伤。
2.3 CysC、β2-MG、NGAL及RBP对老年心肌梗死患者发生AKI的诊断价值

结果(图 2A表 3)显示:单指标检测老年心肌梗死患者发生AKI的ROC曲线下面积(AUC)由高及低依次为CysC(0.909)、β2-MG(0.873)、NGAL(0.747)、RBP(0.729);4项指标及CysC、β2-MG两指标联合检测的AUC分别为0.941、0.910。CysC、β2-MG及联合检测均有较高的灵敏度和特异度;NGAL特异度较高、灵敏度较低;RBP特异度及灵敏度均较低。为了降低因组间心功能差异导致的偏倚,剔除LVEF<50%的患者(n=27),结果(图 2B表 4)显示ROC曲线分析结果与前一致;CysC、β2-MG及联合检测AUC增加。

图 2 CysC、β2-MG、NGAL、RBP及联合诊断老年心肌梗死患者发生AKI的ROC曲线分析 A:各指标在老年心肌梗死患者中对AKI的诊断预测价值;B:剔除了EF<50的患者。CysC:胱抑素C;β2-MG:β2-微球蛋白;NGAL:中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白;RBP: 视黄醇结合蛋白。2联:CysC+β2-MG;4联:CysC+β2-MG+NGAL+RBP。
表 3 CysC、β2-MG、NGAL、RBP及联合诊断老年心肌梗死患者发生AKI的价值
指标 灵敏度 特异度 约登指数 截断值 95%置信区间 P
CysC 0.833 0.897 0.730 1.320 0.845~0.973 <0.01
β2-MG 0.727 0.966 0.693 2.400 0.806~0.941 <0.01
NGAL 0.591 0.897 0.487 133.800 0.650~0.855 <0.01
RBP 0.697 0.690 0.387 38.400 0.626~0.832 <0.01
2联 0.833 0.897 0.729 0.787 0.847~0.974 <0.01
4联 0.759 0.985 0.744 0.569 0.893~0.989 <0.01
CysC:胱抑素C;β2-MG:β2-微球蛋白;NGAL:中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白;RBP:视黄醇结合蛋白。2联:CysC+β2-MG;4联:CysC+β2-MG+NGAL+RBP。
表 4 CysC、β2-MG、NGAL、RBP及联合诊断老年心肌梗死患者发生AKI的价值(LVEF≥50%,n=93)
指标 灵敏度 特异度 约登指数 截断值 95%置信区间 P
CysC 0.896 0.88 0.776 1.325 0.872~0.989 <0.01
β2-MG 0.821 0.96 0.781 2.400 0.861~0.971 <0.01
NGAL 0.642 0.88 0.522 138.850 0.657~0.856 <0.01
RBP 0.403 0.88 0.283 34.600 0.523~0.770 <0.05
2联 0.896 0.88 0.776 0.778 0.872~0.987 <0.01
4联 0.96 0.851 0.811 0.168 0.886~0.987 <0.01
CysC:胱抑素C;β2-MG:β2-微球蛋白;NGAL:中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白;RBP:视黄醇结合蛋白。2联:CysC+β2-MG;4联:CysC+β2-MG+NGAL+RBP。
2.4 血清CysC、β2-MG、NGAL及RBP水平与eGFR的相关性

Spearman分析结果(图 3A)显示:血清CysC(r=﹣0.762, P<0.001)、β2-MG(r=﹣0.683, P<0.001)水平与eGFR负相关,NGAL、RBP与eGFR无明显线性关系。剔除LVEF<50%的患者,Spearman分析结果(图 2B)与前一致。

图 3 血清CysC、β2-MG、NGAL及RBP水平与eGFR的Spearman相关性分析 A:总体心肌梗死患者(n=120);B:LVEF≥50%的患者(n=93)。CysC:胱抑素C;β2-MG:β2-微球蛋白;NGAL:中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白;RBP:视黄醇结合蛋白。2联:CysC+β2-MG;4联:CysC+β2-MG+NGAL+RBP。
3 讨论

AKI是急性心肌梗死后常见的严重并发症,属于急性肾衰的早期阶段。心肌梗死患者发生AKI后,病死率是非AKI患者的49.5倍,高龄、高血压、陈旧性心肌梗死及心功能差等为发生AKI的高危因素[3]。本研究以老年心肌梗死患者为研究对象,发现AKI组患者Killip≥Ⅲ级比例、cTnI及BNP水平较非AKI组升高,LVEF较非AKI组下降,与既往研究结果一致。

KDIGO共识以sCr和尿量作为AKI的主要诊断指标,但sCr和尿量易受年龄、体质量、血容量及药物等因素的影响,对肾功能的评估存在一定局限性。而且,当eGFR下降幅度超过50%时,sCr水平才升高[4-5]。因此,有研究[6]根据急性肾损伤的病理学特点,筛选了反映不同阶段肾功能的生物学标志物,如NGAL、CysC等可反映早期肾损伤,而CCL14、肾损伤分子1(kidney injury molecule-1, Kim-1)等可作为持续肾损伤的标志物。

CysC是一种内源性蛋白酶抑制剂,由120个氨基酸组成,在蛋白质代谢中起重要作用。生理状态下,CysC稳定存在于体液中,能自由通过肾小球,由肾近曲小管重吸收并完全降解,不被肾小管分泌。而肾单位的损伤会引起CysC滤过率下降或重吸收减少,导致血和尿中浓度升高。与sCr不同,CysC的血清水平不受性别、年龄及肌肉质量的影响,与eGFR相关性良好[7];而且,其半衰期较短,对肾功能损害的敏感性优于sCr[8]。消化道疾病[9]或造影剂[10]引起AKI后,患者血清CysC水平升高。肾脏缺血再灌注后尿CysC水平升高可提示早期肾小管损伤[11]

β2-MG是一种存在于有核细胞中的低分子蛋白质,其血清水平不受性别和年龄的影响,而以稳定速率释放于血液循环,被肾小球自由滤过,在肾小管中完全重吸收和分解代谢。β2-MG可作为反映肾功能损伤的新型早期标志物,在心衰[12]、急性脑出血[13]和肝肾移植[14-15]合并AKI患者血清和尿中水平升高。β2-MG水平与心血管疾病和肾病患者远期预后有关[16]

NGAL是一种小分子糖蛋白,可在骨髓、胃和结肠等多种组织中表达,参与铁的转运,在细胞生长、免疫防御及炎症反应中发挥重要作用[17]。炎症反应时急性期,NGAL由中性粒细胞以同源二聚体的形式分泌至血液循环。肾脏中的NGAL主要在近端肾小管合成,当肾小管损伤后,被上皮细胞释放至血液和尿液,以单体和异二聚体形式存在,2~3 h即可被检测出异常[18]。Mishra等[19]研究认为,单体NGAL可作为早期肾小管损伤的特异性指标。

RBP是一种转运蛋白,主要由肝细胞合成,广泛分布于人体体液。血浆中的RBP主要以高分子蛋白质复合物形式存在,不能通过肾小球滤过膜;当RBP转运视黄醇至靶细胞后,便游离于循环中,由肾小球滤过后大部分可经近端肾小管重吸收[20]。当肾小球滤过能力下降或近端肾小管损伤时,RBP滤过增加或重吸收减少,而在血液或尿液中增加。Gonzalez-Calero等[21]发现,AKI发生时尿RBP升高,认为监测RBP水平对于评估AKI患者肾功能及预后的有一定意义。另有研究[22]发现,与健康人群相比,外伤合并AKI患者的血清NGAL及RBP均明显升高,且升高程度与AKI严重程度一致。

本研究检测了老年心肌梗死患者入院第1天的血清CysC、β2-MG、NGAL及RBP水平,结果发现,AKI组血清CysC、β2-MG及NGAL水平高于非AKI组。其中,CysC及β2-MG诊断患者发生AKI的AUC均大于0.8,并具有较高的灵敏度及特异度;NGAL的AUC大于0.7,特异度高、灵敏度较低,提示对AKI有一定的诊断价值。CysC与β2-MG联合时对患者发生AKI的诊断价值增加,4项治疗指标联合时诊断价值进一步增加。由于本研究中,AKI与无AKI组患者心功能指标存在明显差异,进一步按LVEF值将患者进行分层分析,由于LVEF<50%的患者数量偏少,仅纳入LVEF≥50%患者,结果发现ROC曲线分析结果与前一致,CysC、β2-MG及联合检测的AUC更大、灵敏度及特异度更高,提示在LVEF≥50%的心肌梗死患者中,CysC、β2-MG具有更好的诊断价值。本研究中,两组患者血清RBP水平差异不明显,诊断AKI的价值较小,可能与RBP的合成来源有关。RBP主要来源于肝脏,心肌梗死可引起肝脏缺血缺氧或瘀血,进而导致肝功能受损,合成RBP减少[23]。本研究未分析患者肝功能,结论尚待证实。

本研究Spearman相关性分析显示,血清CysC、β2-MG水平与eGFR负相关,而NGAL、RBP与eGFR无明显线性关系,且剔除LVEF<50%的患者后结果相似,表明CysC、β2-MG可用于评估eGFR水平。因此,本研究与既往研究中CysC、β2-MG、NGAL及RBP对AKI均具有早期诊断价值的结果有差异,表明在老年心肌梗死群体中,CysC、β2-MG和联合检测的诊断能力优于NGAL及RBP,两者是评估肾小球滤过率的良好指标。

综上所述,本研究表明,在老年心肌梗死患者中,发生AKI者血清CysC、β2-MG升高,与eGFR负性相关,两者单独及联合诊断AKI的价值较高。本研究局限性:(1)样本量较小,两组间存在心功能差异,可能影响结果准确性,且LVEF<50%的患者数量较少,未能进行分层分析;(2)AKI发生时尿液检测可更早发现肾小管损伤,而本研究未能收集到尿液检测结果;(3)生物标志物代谢特点存在差异性,存在时间-浓度变化且可能不同,本研究仅观察了4项指标在患者入院第1天的血清水平,反映肾损伤进程的能力有限。今后需扩大样本量,多点动态观察这4项指标的代谢特点,并进行相关机制研究。

利益冲突:  所有作者均声明不存在利益冲突。

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引用本文
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通信作者(Corresponding authors).
高长征, Tel: 0510-88682305, E-mail: 592664606@qq.com.
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