常见的肾功能及肾损伤标志物

 

肾脏

 

肾脏是人体重要器官,它与输尿管、膀胱和尿道共同构成泌尿系统。肾功能(renal function)是指肾脏排泄体内代谢废物,维持机体钠、钾、钙等电解质的稳定及酸碱平衡的功能。肾损伤是比较常见的疾病,需要及时发现和治疗。

 

肾功能及肾损伤的生物标志物包括几大类:

 

反映肾脏功能障碍的生物标志物:如血清肌酐胱抑素C

 

反映肾小球损伤的生物标志物:如尿微白蛋白;血清β2-微球蛋白

 

反映肾小管损伤的生物标志物:如尿微白蛋白、尿β2-微球蛋白、血清胱抑素-C、尿糖;

 

反映肾脏细胞/组织损伤适应性上调的生物标志物:如尿NGAL、尿KIM-1、尿IL-18等。

 

这些肾功能及肾损伤标志物在临床的运用有助于提高急性肾损伤(AKI)的诊断水平。我们给大家做个简单的介绍:

 

一.血清肌酐

 

血清肌酐是肌肉组织中的肌酸在人体内代谢的终产物。肌酐分子量113D,无毒性,不被肾脏代谢。体内肌酐由肾脏清除,可被肾小管排泌,肾功能不全时肌酐会在体内蓄积,导致血肌酐水平升高。血清肌酐是反映肾小球滤过率的较好指标。

 

正常情况下体内肌酐产生速度为每分钟1毫克,只有当肾脏功能失代偿时,血清肌酐才上升。也就是说,只在肾脏功能受到中等程度的损害时,血清肌酐才上升。所以,血清肌酐不能反映早期肾脏功能受损的情况。

 

正常值

 

血肌酐的检测主要用苦味酸法和酶法这两种方法检测,正常值有一定差别。 血肌酐正常值: 酶法:男性53~106μmol/L;女性44~97μmol/L。 苦味酸法:男性44~133μmol/L,女性44~106μmol/L。

 

二.胱抑素C

 

(cysteine proteinase inhibitor,CPI)后被命名为胱抑素C.是一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂,也被称为γ-微量蛋白及γ-后球蛋白,广泛存在于各种组织的有核细胞和体液中,是一种低分子量、碱性非糖化蛋白质,分子量为13.3KD,由122个氨基酸残基组成,可由机体所有有核细胞产生,产生率恒定。循环中的胱抑素 c仅经肾小球滤过而被清除,是一种反映肾小球滤过率(GFR,glomerular filtration rate)变化的内源性标志物,并在近曲小管重吸收,但重吸收后被完全代谢分解,不返回血液,因此,其血中浓度由肾小球滤过决定,而不依赖任何外来因素,如性别、年龄、饮食的影响,是一种反映肾小球滤过率变化的理想同源性标志物。

 

正常情况下,Cys C在血清和血浆中的浓度为0.51-1.09mg/L (参考范围)。当肾功能受损时,Cys C在血液中的浓度随肾小球滤过率变化而变化.肾衰时, 肾小球滤过率下降,Cys C在血液中浓度可增加10多倍;若肾小球滤过率正常,而肾小管功能失常时,会阻碍Cys C在肾小管吸收并迅速分解,使尿中的浓度增加100多倍。

 

三.尿微白蛋白

 

尿微量白蛋白是指在尿中出现微量白蛋白。白蛋白是一种血液中的正常蛋白质,但在生理条件下尿液中仅出现极少量白蛋白。尿微量白蛋白反映肾脏异常渗漏蛋白质。

 

尿微量白蛋白测定反映早期肾病、肾损伤情况。病理性增高见于糖尿病肾病、高血压、妊娠子痫前期。在早期尿微量白蛋白阶段是肾病发生的早期信号和预兆,此时肾脏损害处在尚可逆转的时期,如能及时治疗,可以终止或逆转肾病的发展进程。尿微量白蛋白检测可作为全身性或局部炎症反应的肾功能指标,如尿路感染等原因引起的肾脏早期病变;急性胰腺炎并发症的预测指标;服用对肾功能有影响的药物者也可检测尿微量白蛋白,便于早期观察肾功能情况及早采取措施。

 

英文缩写:mAlb 参考值:0.49~2.05mg/mmol·Cr或4.28-18.14mg/g·Cr

 

四.β2-微球蛋白

 

β2-微球蛋白(Beta-2-microglobulin,β2-MG),是细胞表面人类淋巴细胞抗原(HLA)的β链(轻链)部分,分子质量为11.8kD,由99个氨基酸组成的单链多肽,主要由淋巴细胞、血小板、多形核白细胞产生。

β2-微球蛋白可以从肾小球自由滤过,99.9%在近端肾小管吸收,并在肾小管上皮细胞中被溶酶体降解为氨基酸供机体利用,故而正常情况下β2-微球蛋白的排出是很微量的。血β2-微球升高,可反映肾小球滤过率(GFR)降低和体内合成增加,而尿β2-微球蛋白升高可反映肾小管功能受损和GFR增加。

 

五.尿糖

 

尿糖是指尿中含有糖类,主要是指葡萄糖,也包括果糖和半乳糖。正常人尿液中可有微量葡萄糖,尿内排出量<2.8mmol/24h用普通定性方法检查为阴性。

 

糖定性试验呈阳性的尿液称为糖尿,一般是指葡萄糖尿(glucosuria)偶见乳糖尿、戊糖尿、半乳糖尿等。尿糖形成的原因和机制为:当血中葡萄糖浓度大于8.8mmol/L时,肾小球滤过的葡萄糖量超过肾小管重吸收肾力即可出现糖尿。 尿中是否出现葡萄糖取决于三个因素:①动脉血中的葡萄糖浓度②每秒流经肾小球中的血浆量;③近端肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖的能和即肾糖阈。肾糖阈可随肾小球滤过率和肾小管葡萄糖重吸收率的变化而改变,当肾小球滤过率降低时可导致“肾糖阈”提高,而肾小管重吸收减少时则可引起肾糖阈降低。葡萄糖尿除可因血糖浓度过高引起的外,因肾小管重吸收能力降低引起的,后者备糖可正常。

 

[参考值] 定性:阴性(-) 定量:<2.8mmol/24h(<0.5g/24h)。 浓度0.1-0.8mmol/L(1-15mg/dl)。

 

六.中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)

 

NGAL(中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白,载脂蛋白-2)是一个由中性粒细胞和某些上皮细胞如肾小管所表达的微量蛋白。缺血性或肾毒性肾损伤时,NGAL由肾脏大量表达,并被释放到尿液和血浆。NGAL含量在损伤发生后2小时内升高,使之成为早期且敏感的肾损伤生物标志物。

 

NGAL水平也可能在感染和某些癌症中适度升高。高于NGAL基准水平的病人可能患有急性肾损伤并可能进一步发展为急性肾功能衰竭。高达50%的重症监护室患者可能患有一定程度的急性肾功能衰竭。急性肾功能衰竭死亡率处于危重病死亡率前列。 随着NGAL 临床意义的发现,医生可以在急性肾功能衰竭发生几个小时内而不是几天后才采取适当的治疗。

 

研究表明:健康人群尿液中NGAL平均浓度为5.3 ng/mL (范围0.7-9.6 ng/mL);血浆中NGAL平均浓度63 ng/mL (范围3-106 ng/mL)。肾损伤后NGAL水平急剧上升。任意选择的重症监护室患者尿液中NGAL浓度可达到110 ng/mL-40,000 ng/mL;血浆中NGAL平均浓度25 ng/mL-3491ng/mL。尿NGAL水平高于350 ng/mL或血浆NGAL水平高于400 ng/mL,急性肾功能衰竭阳性预测值约为90%。

 

七.尿KIM-1

 

肾损伤分子1(Kidney injury molecule 1,KIM-1)是肾脏近曲小管上皮细胞一种跨膜糖蛋白,属于免疫球蛋白基因超家族。KIM-1在正常肝、肾、脾微量表达,而在受损后再生的近曲小管上皮细胞中表达显著增强。KIM-1能迅速、灵敏、特异地反映各种肾脏疾病的损伤及恢复过程,可做为一种检测早期肾损伤的可靠生物学标记物,在临床上具有广阔的应用前景。

 

最近一些前沿研究证明KIM-1在肾脏损害4-6小时就可出现改变,正如同目前心肌酶谱作为诊断早期心肌梗塞指标一样。解放军第456医院肾脏病中心的应用研究表明,尿液KIM-1测定对早期诊断急性肾损伤具有显著特异性,该分子在肾前性少尿、慢性肾衰竭、肾病综合征均不增高,与急性肾衰竭的严重程度、预后密切相关。

 

八.尿IL-18

 

IL-18是白细胞介素家族的成员之一。肾小管上皮细胞是半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶-1(cysteine-containing aspartate-specific protease-1, Caspase-1)和IL-18的重要来源。当受到缺血等因素刺激后, 前体IL-18迅速表达并被Caspase-1启动, 参与肾损伤和修复过程。PARIKH等的研究表明, IL-18是诊断AKI的独立预测指标, 体外循环后4~6 h可在尿中检测到, 12 h达到峰值。但IL-18的特异性较差, 可与其他标志物联合检测, 如同时监测NGAL和IL-18可预测患者在ICU的停留时间、透析时间、生存率和死亡率。

 

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