Serum and urine cystatin C are poor biomarkers for acute kidney injury and renal replacement therapy

Annick A. N. M. Royakkers; Johanna C. Korevaar; Jeroen D. E. van Suijlen; Lieuwe S. Hofstra; Michael A. Kuiper; Peter E. Spronk; Marcus J. Schultz; Catherine S. C. Bouman

一、研究背景

1、危重病患者常合并急性肾损伤。尽管近年来医疗条件明显改善，但是急性肾损伤的病死率仍然很高。究其原因，可能与人口老龄化、内科或外科的干预措施增多有关。

2、一些可能有效的治疗手段，常因为临床应用太晚，往往不能发挥其有效的治疗作用。如在AKI的治疗中，多以血清肌酐明显上升作为血液净化的指征。但是血清肌酐作为肾损伤的标记物之一，其升高存在一定的延迟。因此，寻找可信的肾损伤早期生物学标记成为近期研究的热点。

3、Cystatin C（CyC）是由有核细胞产生的，分子量为13kDa的非糖基化的基质蛋白。它能从肾小球滤过，并在小管内发生分解代谢。在高危患者中发现，通过血清CyC诊断AKI比血清Cr早1-2天。在正常情况下尿液里并不存在CyC，但是在肾小管疾病患者中，尿液标本中可检测出CyC，提示CyC是一个小管损伤的标记物。

4、科研假设：生物学标记诊断AKI比RIFLE标准诊断AKI 早1-2天，同时这些标记物也能预测AKI第一天是否需要RRT治疗。研究中收集ICU患者的血清CyC和尿CyC标本，并通过RIFLE标准诊断AKI。

二、研究方法：

1、这是一个前瞻性的观察性队列研究。纳入标准：机械通气超过48h，或者ICU住院时间＞72小时；记录人群的一般特征；

2、每日运用RIFLE标准筛查AKI。基础肾功能：入院时的Cr同一年内的Cr相比，低的定义为基础值。发生AKI的第一天记为D0，之前的为D-1，D-2.；

3、在纳入研究时、D1、开始RRT治疗时或出ICU时，测定血清CyC和尿CyC。

三、研究结果

1、2006-04至2007-11，共纳入患者170例。剔除部分数据不全的病例，纳入分析的病例共151例。133例（88%）在入ICU的第一天就纳入了研究，18例患者（12%）在入ICU的第二天纳入研究。

2、分组：

Group 0：N=60例，从未发生AKI的患者，作为对照组；

Group 1：N=35例，入科后发生AKI的患者；

Group 2：N=56例，入科时已经是AKI患者。

表1是三组患者的一般情况；

表2是患者的肾功能和预后：Group 1的最大RIFLE分级高于Group 2。其中Group 1中约21例患者（60%）达到了RIFLE分级的血清肌酐标准，8例患者（23%）达到了RIFLE分级的尿量标准，6例患者（17%）同时达到了尿量和血清肌酐标准。与之相对应的Group 2在入组时的达到清肌酐、尿量及两个标准的病例数分别是24例、13例和17例。

血清CyC和尿CyC水平：共582个血清标本纳入分析，平均每人3.8±3.2个；569个尿液标本纳入分析，平均每人3.8±3.1个。在尿液标本中，171个标本（30%）低于检测的低限。随着RIFLE分级的增加，血清CyC水平明显增加（见表3）。在尿液标本中，随着RIFLE分级的增加，尿CyC水平亦增加。但是在RIFLE 的risk和injury分层之间，血清CyC和尿CyC水平并无明显差异；

血清肌酐、血清CyC和尿CyC的逻辑回归趋势（Group 1中发生AKI与非AKI的两天前比较）。发生AKI组D-2同非AKI组D-2相比，血清CyC明显增高（0.93对0.80mg/L，p=0.01），但是D-1天并无差异（0.98对0.86mg/L，p=0.08）。

尿CyC在D-1和D-2天并无诊断价值，如图2；

14例患者接受了CVVH治疗；其中Group 1为4例，Group 2为10例。从D0到CVVH的时间平均为1.5天。与非CVVH组患者相比，CVVH组患者APACHE评分更高（p=0.01）；尿量更少（740对1660ml，p=0.001）。D0的血CyC和尿CyC对于预测是否需要RRT价值有限（AUC≤0.66，见图3）。

四、讨论：

1、血清CyC和尿CyC水平随着RIFLE的分级程度增加而增加。但其作为诊断AKI的生物学标记价值有限。大约三分之一入ICU时无AKI的患者在ICU治疗期间发生了AKI。在确诊AKI之前，随后发生AKI的患者和没有发生AKI患者其尿CyC水平并无差别，提示CyC对诊断AKI价值有限。

2、关于CyC在发生AKI之前是否就已经升高，目前相关的调查研究数量有限，而且其结果并不一致。各个研究之间也受到病例混杂和异质性的影响，即使对AKI的定义，研究之间也并不完全相同。

3、此研究中，56例患者（37%）在入ICU时即存在AKI，同此前的报道是相似的。尽管运用CyC来预测AKI意义不大，但是有研究报道它有助于区分哪些患者需要使用RRT。在此研究中，D0时的血清CyC和尿CyC对于预测RRT价值仍是有限的。

4、生物标记的另一个可能的作用是用于区分AKI的病因；但是本研究并没有进行相关的设计。

5、本研究中近40%的患者从未发生AKI，但是其中部分患者的CyC水平同样升高。其原因可能是：①CyC的参考值范围是依据没有肾脏疾病史的健康志愿者检测所确定的范围，可能并不能应用与危重患者。尽管血清CyC受年龄、性别等影响较小，但事实上仍受上述因素的影响；同时血清CyC也受糖皮质激素、甲状腺素、胰岛素以及炎症标记物如白细胞计数、C-反应蛋白水平的影响。这些因素在重症患者中具有重要作用，可以影响参考值范围。②研究中并没有在储存尿液时使用一些蛋白酶抑制剂以清除所有的杂质成分。③AKI的RIFLE定义是基于血清肌酐和/或尿量。这些功能指标监测肾脏损伤可能并不敏感。

6、此研究是第一个多中心观察CyC是否能预测AKI发生的研究；研究存在一定的局限性为：①入组当日纳入研究的患者百分比偏少，病例数偏少；②MDRD-baseline可能导致RIFLE的诊断价值受限；③并没有观察其他影响CyC的因素。

五、结论

与运用RIFLE分级标准诊断AKI相比，血清CyC和尿CyC作为生物标记物对于AKI的诊断价值十分有限。AKI的第一天，这些指标并不能预示患者需要RRT治疗，血清CyC＜0.80mg/L在高AKI发生率的人群中具有较高的阴性预测值。

六、体会

1、血清肌酐对AKI的诊断相对滞后，如果以血清肌酐上升作为CRRT的指征可能会延误AKI的治疗；

2、有研究提示NGAL可能是更好的AKI生物标记物，可更早的反应AKI的损伤，但是仍需进一步的研究予以证实。

3、临床需要早期的可信赖的生物学标记来诊断AKI，并提示患者需行RRT治疗。但是目前常用的生物学标记物均有其局限性，CyC及NGAL也不例外。