肾脏是重症患者最易受累的器官之一,重症患者急性肾损伤(AKI)发生率可高达31.6%~67%[1-2],重症患者合并AKI病死率高达50%以上[3-4]。研究表明,肾功能轻度受损即可导致病死率的显著增加[5-6]。目前临床工作中,评价肾损伤的常用指标包括血肌酐(serum creatinine,sCr)、尿素氮及尿量等,这些指标虽然容易获取,但易受多种因素影响。例如血肌酐的变化不仅对急慢性肾功能不全的鉴别没有特异性[7],也不能反映肾脏损伤的性质及部位、程度等[8]。因此,亟需寻求早期判别AKI的有效方法并对其不良预后进行风险预警[5]。本研究以尿微量白蛋白/尿肌酐比值(UACR)作为早期生物标志物,探讨其对重症患者AKI的预测能力及预后评估价值。
1 资料与方法 1.1 一般资料前瞻性入选2014年10月至2015年5月入住广东省人民医院综合ICU、南方医科大学附属小榄医院ICU、广州市第一人民医院南沙分院ICU的重症患者。排除标准:入住前有透析史、慢性透析治疗期间、近一年内接受器官移植、孕妇、年龄<18岁、入住时间<24 h、未获得知情同意者。本研究均经三家医院伦理委员会批准,纳入研究的患者及家属均签署知情同意书。
1.2 临床资料收集入选患者的临床资料,包括年龄、性别、主要诊断、基础疾病(如糖尿病、高血压、冠心病、肾脏疾病、恶性肿瘤等)、入住ICU原因等一般资料,记录相关麻醉、手术信息、基线血清肌酐(sCr)、估计肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate,eGFR)等数据,以及入ICU时急性生理与慢性健康评分(APACHE)Ⅱ、7 d内血清肌酐、尿量变化,最后记录肾脏替代治疗需求、ICU停留时间,追踪此次住院时间及临床转归,建立数据资料库。
1.3 AKI诊断标准及分期所有重症患者进入ICU后至少每天检测一次血清肌酐并记录每小时尿量。采用2012年《KDIGO急性肾损伤临床实践指南》的诊断标准,即48 h内血清肌酐水平升高≥0.3 mg/dL(≥26.5 μmol/L)或超过基础值的1.5倍及以上,且明确或经推断上述情况发生在7 d之内;或持续6 h尿量<0.5 mL/(kg·h)。根据指南分期标准进行分期[9]。
1.4 基线sCr定义(按先后顺序择选)(1) 入ICU前30~365 d最近1次的sCr值;(2)40岁以下患者,距入ICU>365 d的稳定sCr值(稳定指该值与ICU期间最低的sCr值相对波动范围在15%之内);(3) 距入ICU>365 d的sCr值,且该值小于入ICU的sCr值;(4) 入ICU前3~39 d的sCr值,且该值≤入ICU的sCr值,同时患者无明显AKI表现;(5) 入ICU sCr值、ICU最后1次sCr值、随访365 d后的最低sCr值,采用三者的最低值[10]。
1.5 标本收集及检测方法按以上排除标准确定本研究入选患者,三个中心均在入ICU后立即采集患者血液4 mL、新鲜尿液标本10 mL,血标本在采集2 h内将血清分离,尿标本离心纯化(3 000 r/min,10 min),2~8 ℃保存后送广东省人民医院中心检验室,尿微量白蛋白采用免疫比浊法在爱尔兰Beckman Coulter公司AU生化分析系统检测,肌酐采用苦味酸法在美国UniCel DxC 800 Synchron生化分析系统检测,试剂均由爱尔兰Beckman Coulter股份有限公司提供,严格按照说明书操作程序进行血清肌酐,尿微量白蛋白,尿肌酐等检测(批内、批间变异系数均<10%)。UACR在30~299 mg/g之间定义为尿微量白蛋白。估算肾小球滤过率采用肾脏病改良饮食(modification of diet in renal disease,MDRD)简化公式计算eGFR=186×[肌酐(μmol/L)/88.4]-1.154×(年龄)-0.203×(0.742,女性)。
1.6 统计学方法采用SPSS 13.0、MedCale 12.5.0、R语言3.3.1统计软件进行统计学分析。正态分布的计量资料用均数±标准差(x±s)表示,组间比较采取成组t检验或方差分析;非正态分布的计量资料以中位数表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以率(百分比)表示,组间比较采用Pearson χ2检验或Fisher精确检验。使用受试者工作特征(ROC)曲线及曲线下面积(AUC)计算UACR预测患者发生AKI及临床结局的能力。双侧检验P<0.05为差异具有统计学意义。计算约登指数(Youden’ s index)最大时的最佳诊断界值,敏感度、特异度、阳性似然比、阴性似然比等,并计算出整体鉴别指数(integrated discrimination improvement index,IDI)及净重新分类指数(net reclassification improvement index,NRI)。
2 结果 2.1 基本情况三中心共551例重症患者入住ICU,按以上排除标准筛选,并剔除4例无尿重症患者,共527例重症患者入选,148例发生AKI(28.1%),合并糖尿病、高血压病、冠心病的患者AKI发生率比非AKI组明显升高(P<0.01)。急诊手术及内科治疗患者AKI发生率明显高于择期手术患者(P<0.01)。另外,AKI组患者年龄、入ICU时APACHEⅡ评分等较非AKI组有显著升高(P<0.01),且AKI组患者ICU停留时间、住院时间更长,肾脏替代治疗需求、ICU病死率以及住院病死率更高(均P<0.01),见表 1。
参数 | 非AKI组(n=379) | AKI组(n=148) | 统计值 | P值 |
年龄[岁,(M(P25,P75)] | 52.00(40. 51~62.00) | 63.00(49.25~73.00) | -6.119 | <0.01 |
男性(例,%) | 196.00(51.7) | 90.00(60.8) | -1.882 | 0.060 |
基础疾病(例,%) | ||||
糖尿病 | 25(6.6) | 25(16.9) | -3.621 | <0.01 |
高血压病 | 55(14.5) | 51(34.5) | -5.129 | <0.01 |
恶性肿瘤 | 29(7.7) | 14(9.5) | -0.681 | 0.496 |
甲状腺疾病 | 6(1.6) | 5(3.4) | -1.294 | 0.195 |
慢性阻塞性肺疾病 | 3(0.8) | 5(3.4) | -2.181 | 0.029 |
冠心病 | 10(2.6) | 15(10.1) | -3.635 | <0.01 |
心力衰竭 | 3(0.8) | 4(2.7) | -1.721 | 0.085 |
患者来源(例,%) | -4.054 | <0.01 | ||
择期手术 | 249(65.7) | 35(23.6) | ||
急诊手术 | 54(14.2) | 35(23.6) | ||
内科 | 76(20.1) | 78(52.7) | ||
基线肾功能指标[(M(P25,P75)] | ||||
sCr (μmol/L) | 61.00(50.40-72.72) | 61.00(46.25-82.43) | -0.847 | 0.397 |
eGFR[(mL/(min·1.73 m2)] | 111.90(95.80-138.10) | 113.35(79.73-144.03) | -0.656 | 0.512 |
入ICU时肾功能指标[(M(P25,P75)] | ||||
sCr(μmol/L) | 67.00(56.00-81.00) | 93.00(74.03-118.00) | -9.142 | <0.01 |
eGFR[(mL/(min·1.73 m2)] | 100.20(84.20-122.40) | 71.70(47.30-92.25) | -9.375 | <0.01 |
入ICU时APACHE Ⅱ评分[(M(P25,P75)] | 11(8-14) | 19(13-26) | -10.670 | <0.01 |
临床结局 | ||||
ICU停留时间(d)[(M(P25,P75)] | 2(2-4) | 6(3-13) | -9.755 | <0.01 |
住院时间(d)[(M(P25,P75)] | 10(8-16) | 15(9-26) | -3.986 | <0.01 |
ICU肾脏替代治疗(例,%) | 1(0.3) | 9(6.1) | -4.395 | <0.01a |
ICU病死率(例,%) | 13(3.4) | 26(17.6) | -5.566 | <0.01a |
住院病死率(例,%) | 20(5.3) | 30(20.3) | -5.273 | <0.01a |
注:aFisher精确检验 |
入ICU时AKI组sCr、UACR水平明显高于非AKI组,eGFR水平明显低于非AKI组(sCr、eGFR均P<0.001,UACR为P<0.05)。AKI组中轻症AKI(KDIGO 1期)94例(17.8%),重症AKI(KDIGO 2、3期)54例(10.2%),轻症AKI组sCr、UACR水平高于非AKI组,eGFR水平低于非AKI组(P<0.05)。重症AKI组sCr、UACR明显高于非AKI及轻症AKI组,eGFR水平明显低于非AKI组及轻症AKI组(sCr、eGFR,均P<0.01,UACR为P<0.05),见表 1、2。
生物标志物 | 非AKI组(n=379) | AKI组(n=148) | 轻症AKI组(n=94) | 重症AKI组(n=54) |
sCr(μmol/L) | 67.00(56.00~81.00) | 93.00(74.03~118.00)a | 89.00(66.50~112.00)b | 102.50(81.00~161.25)ac |
eGFR[(mL/(min·1.73 m2)] | 100.2(84.20~122.40) | 71.70(47.30~92.25)a | 78.80(55.15~96.35)b | 60.40(39.08~79.98)ac |
UACR(mg/g) | 22.71(11.62~59.42) | 75.95(26.75~229.35)b | 48.01(21.63~182.27)b | 136.91(41.18~414.52)bc |
注:与非AKI患者比较,aP<0.001,bP<0.05;与轻症AKI患者比较,cP<0.05 |
UACR预测AKI及重症AKI的AUC分别为0.706(95%CI:0.657~0.755) 和0.748(95%CI:0.681~0.815);约登指数(Youden’s index)最大时的最佳诊断界值为27.056 mg/g以及38.019 mg/g;阴性预测值分别为0.854,0.965。UACR具有更佳的阴性预测值,见表 3、图 1。
UACR | AUC(95%CI) | 最佳诊断界值 | 敏感度 | 特异度 | 阳性似然比 | 阴性似然比 | 阳性预测值 | 阴性预测值 |
AKI组(n=148) | 0.706(0.657~0.755) | 27.056 | 0.750 | 0.570 | 1.74 | 0.44 | 0.405 | 0.854 |
重症AKI组(n=54) | 0.748(0.681~0.815) | 38.019 | 0.815 | 0.586 | 1.97 | 0.32 | 0.183 | 0.965 |
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图 1 UACR预测AKI的ROC曲线 Figure 1 ROC curve of UACR for AKI |
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图 2 UACR预测重症AKI的ROC曲线 Figure 2 ROC curve of UACR for severe AKI |
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临床模型建立过程:纳入表 1中所有参数作为自变量,先做单变量的logistic回归方程。P<0.1时,变量纳入下一步多变量回归方程;利用逐步logistic回归,似然比检验(阳性似然比)再次筛选,最终入选变量即组成临床模型。
不含UACR的临床模型(M0) 预测AKI的AUC为0.833(0.793~0.873),纳入UACR后的临床模型(M1) 与M0相比,两者差异无统计学意义(P>0.05)。不含UACR的临床模型(M2) 预测重症AKI的AUC为0.879(95%CI:0.836~0.922),纳入UACR后的临床模型(M3) 与M2相比,两者差异无统计学意义(P>0.05)。M1与M0比较,M3与M2比较,两者IDI、NRI均>0,但P均>0.05,纳入UACR后无统计学意义,表明UACR不能提高临床模型预测AKI、重症AKI的效能,不能改善风险等级,见表 4。
模型 | AUC(95%CI) | P值a | IDI(95%CI) | P值a | NRI(95%CI) | P值a |
临床模型M0 | 0.833(0.793~0.873) | |||||
+UACRM1 | 0.834(0.794~0.873) | 0.4615 | 0.0004(-0.002~0.0027) | 0.76333 | 0.0567(-0.1059~0.2194) | 0.49429 |
临床模型M2 | 0.879(0.836~0.922) | |||||
+UACRM3 | 0.879(0.836~0.922) | 0.9648 | 0(0.0004~0.0004) | 0.95017 | 0.0089(-0.225~0.2428) | 0.94038 |
注:M0:预测AKI临床模型(包括患者年龄、性别、入ICU时血肌酐和患者来源);M1:M0+UACR;M2:预测重症AKI临床模型(包括患者入ICU时血肌酐、患者来源);M3:M2+UACR;a:UACR+临床模型与临床模型的对比;95%CI:95%可信区间 |
在确诊AKI的148例患者中,有88例(59.5%)为入ICU时AKI(入ICU前未发生AKI,入ICU时发生了AKI),60例(41.2%)为入ICU后7 d内发生的AKI,73例(50.7%)为进展性AKI(包括KDIGO标准1期进展为2期,1期进展至3期,2期进展至3期,1期进展至2、3期,以及入ICU后发生的AKI)。
UACR预测入ICU时AKI的AUC为0.702(95%CI:0.644~0.759),预测入ICU后7 d之内发生的AKI的AUC为0.675(95%CI:0.601~0.749),预测进展性AKI的AUC为0.649(95%CI:0.580~0.718),P<0.05,表明UACR对重症患者入ICU时AKI具有中度以上的预测能力,而在预测入ICU后7 d之内发生AKI及进展性AKI的能力相对有限。
2.6 UACR和APACHEⅡ评分预测肾脏替代治疗需求、ICU病死率、住院病死率的效能UACR预测肾脏替代治疗的能力优于APACHEⅡ评分,而在预测ICU病死率及住院病死率上,UACR的优势不如后者,见表 5。
指标 | AUC(95%CI) | ||
ICU肾脏替代治疗(n=10) | ICU病死率(n=39) | 住院病死率(n=50) | |
UACR | 0.851(0.789~0.913)a | 0.781(0.709~0.854)ab | 0.748(0.675~0.820)ab |
APACHEⅡ评分 | 0.841(0.783~0.891) | 0.897(0.860~0.933) | 0.870(0.821~0.918) |
注:aP<0.05;与APACHEⅡ评分比较,bP<0.05 |
综合ICU患者病种复杂,病情危重,AKI发病率较高,显著增加住院患者病死率和致残率,并严重影响远期预后[1, 11-12],需要肾脏替代治疗的患者病死率甚至高达50%~80%[12]。缺乏早期特异的、敏感的生物标志物以致延误AKI早期诊断及干预,是重症AKI病死率居高不下的重要原因。因此,寻找能早期反映肾功能损害的敏感指标是预警AKI的关键。笔者开展的前瞻性临床研究显示,UACR是预测重症患者AKI及预后的生物标志物,利用UACR早期诊断AKI,早期评估不良预后,及早进行临床干预,对重症患者改善预后,缩短ICU治疗及住院时间,减少额外医疗花费,降低ICU病死率和提高住院患者生存率,将起到积极的意义。
UACR对各种因素诱发的肾小球损伤有重要诊断价值,既往多用于高血压性及糖尿病肾病的早期检测[13],在重症AKI的研究不多。由于某一时点的尿微量白蛋白检测易受尿量和其他因素干扰,导致假阴性或假阳性的结果,而尿白蛋白与尿肌酐的排出量均受相同的因素影响而产生波动。在个体化中尿白蛋白/肌酐则保持相对恒定,且不受肾脏基底膜病变的影响,用尿肌酐做校正可消除尿量对尿白蛋白排泌量的影响,因此,UACR能了解机体微量白蛋白的排泄情况, 更准确地诊断出早期的肾损害[14-16]。因此本研究选用UACR作为生物标志物。
本组重症患者AKI的发生率为28.1%,与既往文献[1-2]报道的31.6%~67.0%有一定差距,Hoste等[1]和Wen等[2]的研究AKI患者APACHEⅡ评分中位数分别为46分和22分,本组AKI患者APACHEⅡ评分中位数为19分,提示本组患者总体病情相对较轻,导致本研究AKI发生率相对偏低的原因。本研究中,高龄,合并糖尿病、高血压、冠心病等基础疾病的患者AKI发生率较非AKI组明显升高(P<0.01),急诊手术及内科患者AKI发生率明显高于择期手术患者(P<0.01),与文献[17]报道一致。同时,AKI组患者ICU停留时间及住院时间更长,对肾脏替代治疗需求、ICU病死率及住院病死率也远远高于非AKI组患者(P<0.01)。另外,AKI组sCr及UACR均高于非AKI组患者,eGFR较非AKI组明显下降(sCr,eGFR,P<0.01;UACR为P<0.05),重症AKI组的UACR明显高于非AKI组及轻症AKI组(P<0.05)。在本研究中,用AUC评价UACR预测AKI及重症AKI均达到0.7以上,提示UACR具有中度以上的预测能力,且UACR上升水平与肾损伤严重程度相关,与以往结果相一致[18]。根据约登指数,当诊断界值分别为27.056 mg/g及38.019 mg/g时,敏感度从75%升至81.5%。说明UACR为较理想的早期诊断AKI及重症AKI的指标。UACR在AKI及重症AKI的阴性预测值较接近1,表明UACR具有更佳的阴性预测值,在临床上排除疾病诊断的价值较大。
UACR纳入临床模型并不能进一步提高诊断AKI及重症AKI的效能,这可能与利用AUC评价临床模型在诊断AKI及重症AKI本身数值较高有关(均达0.8以上),纳入UACR后在提高预测效能方面不明显。另一方面,UACR在预测重症患者入ICU时AKI具有较强的能力,而在预测入ICU后7 d之内发生AKI及进展性AKI的能力相对有限,这一现象提示单一生物标志物无法全面、准确地反映AKI的整体演变及面貌,不能全面解决临床工作需求,仍需要其他能较好预测进展性AKI及预后的生物标志物,如血浆NGAL、IGFBP7、TIMP-2等[19-20]。最后,本研究结果显示,UACR预测肾脏替代治疗的能力优于APACHEⅡ评分,预测ICU病死率和住院病死率的能力则略低于APACHEⅡ评分,表明APACHEⅡ评分预测死亡的价值更高,这可能与APACHEⅡ评分包含更多的患者信息,能更全面的评价ICU患者病情的严重程度,预测患者的死亡危险有关[21]。这提示UACR对AKI预后也具有较好的临床评价能力,有提高临床模型评估预后的价值,两者联合APACHEⅡ评分是否能进一步提高AKI的预测效能,期待后期更多的验证研究。
本研究为大样本、多中心、前瞻性的临床队列研究,能进行分层研究,同时,检测尿微量白蛋白及尿肌酐并计算UACR值方法简单,性质稳定,不受理化因素干扰,取材方便、无创性,样本留取准确、规范,价格合理,工作量小,研究结论能迅速转化并推广于临床。但其局限在于,检测UACR的节点较为局限,单一生物标志物未能与其他临床常用生物标志物对比,未能动态观察该指标在重症患者上的动态演变,且未能考虑ICU治疗期间各种不同医疗干预对患者预后的影响。在未来的工作中,仍有待更大样本和更加深入细致的研究。
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