JTCVS丨尿液生物标志物用于心脏手术后的亚临床急性肾损伤可提供预后信息

目的：本研究旨在确定通过标准和/或尿肾生物标志物确定的心脏手术-相关性急性肾损伤(AKI)的生物标志物特异性结局模式和短期和长期预后。

方法：入组患者(N=200)，来自德国多中心研究(NCT00672334)。使用标准风险损伤、衰竭、丢失和终末期肾病分类(RIFLE)标准（包括血清肌酐和尿量）和尿肾生物标志物检测结果（中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白、中期因子、白细胞介素6和蛋白尿）诊断术后AKI。主要终点为急性肾脏替代治疗或院内  死亡率。长期终点包括5年死亡率。确定了具有单一生物标志物阳性亚临床AKI（RIFLE阴性）的患者。我们使用C反应蛋白检测控制全身炎症。

结果：尿液生物标志物（中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白、中期因子和白细胞介素6）被确定为主要终点的独立预测因子。中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白、中期因子或白细胞介素6阳性或新发/恶化蛋白尿分别增加21.1%、16.9%、30.5%和48.0%，除单独RIFLE阳性的病例外，还可能发生亚临床AKI（生物标志物阳性/RIFLE阴性）。可能的亚临床AKI患者（中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白或白细胞介素6阳性）主要终点的风险增加（校正风险比，7.18；95%置信区间，1.52-33.93和风险比，6.27；95%置信区间，1.12-35.21。与生物标志物阴性/RIFLE阳性患者相比，中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白阳性/RIFLE阳性或中期激酶阳性/RIFLE阳性患者的主要终点风险增加（比值比，9.6；95%置信区间，1.4-67.3和比值比，14.7；95%置信区间，2.0-109.2[P¼。011]）。3%-11%的患者似乎受到单一生物标志物阳性亚临床AKI的影响。随访期间，肾脏生物标志物定义的短期结局似乎转化为长期结局。

结论：尿肾生物标志物确定了RIFLE-AKI阴性高危亚临床AKI患者以及RIFLE-AKI阳性患者中的高风险亚组患者。这些发现支持了尿生物标志物定义亚临床AKI和AKI标准患者长期预后更差的高风险亚群的概念。

急性肾损伤(AKI)是心脏手术后危重患者常见的术后并发症。AKI的共识定义目前基于血肌酐和尿量的变化。然而，最近的数据对这一范式提出了挑战。前瞻性队列研究的汇总分析强调了将常规肾功能参数与肾损伤标志物相结合的预后相关性。肾脏生物标志物检测结果显示AKI患者不良结局风险增加。此外，还确定了被称为亚临床AKI的疾病（生物标志物状态阳性，无基于肌酐或尿量的AKI标准）。基于主要使用中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)进行结局预测的研究，肾脏生物标志物被认为可补充血清肌酐或尿液，基于输出的AKI诊断标准。尽管这一新概念具有明显的重要性，但尚未得到充分验证。

本研究选择尿中测定的NGAL、白细胞介素6(IL-6)、中期因子和总蛋白作为AKI生物标志物。

对所有这些生物标志物的担忧与它们可能只是代表炎症的标志物而不是肾损伤本身有关，因为它们没有使用心脏手术后炎症的非肾脏标志物如C反应蛋白(CRP)根据炎症程度进行调整。

因此，本研究的目的是根据AKI亚型（即，生物标志物/RIFLE状态）与接受心脏手术患者的短期和长期结局相关，并控制全身炎症关键标志物（即CRP）的结果。此外，还应确定亚临床AKI的频率和类型（任何生物标志物阳性，但RIFLE阴性）。

患者

简言之，我们纳入了三级医院AKI风险增加的成人心脏手术患者（表E1）。我们排除了慢性肾功能损害患者（术前血清肌酐 > 300 mmol/L）、接受紧急心脏手术的患者、免疫抑制治疗，以及参加相互矛盾研究的患者.

生物标志物测量

在术前以及CPB开始后6和24小时采集尿液和血液样本，立即以5000 rpm离心，并在   80   C.对于尿NGAL的测量，使用Architect平台(Abbott Diagnostics,Abbott Park,Ill)（10-1500 ng/mL，不精密度10%).使用Cobas e/c411免疫测定分析仪平台(ROCHE Diagnostics,Mannheim,Germany)测定尿液IL-6和血清CRP（IL-6，1.5-5.000 pg/mL；变异性 < 9%；CRP，0.3-350 mg/L；变异性 < 5%）。使用人中期因子夹心酶联免疫吸附试验开发试剂盒(PeproTech,Hamburg,Germany)测定尿液中期因子。

AKI和慢性肾病定义AKI是根据肾脏风险、损伤、衰竭、肾功能丧失、终末期肾病分类(RIFLE)标准，使用术后血清肌酐水平相对于术前基线的增加和尿量的减少来定义的，两者均在术后前7天内进行评估。20我们使用RIFLE标准使其与以前的研究具有可比性，因为文献表明在预测心脏手术患者住院死亡率方面具有更高的鉴别价值。根据肾病：改善全球结局(KDIGO)指南报告了慢性肾病(CKD)分期。

据AKI亚型的患者分配

为了根据AKI亚型分配患者，确定每例患者的RIFLE和生物标志物状态。在我们的患者队列中，尿肾生物标志物阳性或生物标志物阴性定义为给药后6小时测量的生物标志物浓度。CPB开始高于或低于生物标志物特异性临界值，通过最大约登指数确定（即，报告终点的组合灵敏度和特异性的最佳临界点）。24确定了AKI的以下临界值：NGAL > 50 ng/mL、中期因子 > 250 pg/mL、IL-6 > 11 pg/mL、蛋白尿 > 30 mg/dL（试纸当量）、CRP > 3 mg/L和24小时CRP > 67 mg/L。曲线下面积-受试者工作特征值和受试者工作特征比较见表E1-E17和图E1和E2。

患者随访

我们通过各种机制获得了术后90天以及出院后至少5年的患者肾脏和生命状态，并在可能的情况下进行了交叉参考。我们进行了电话和  通过邮件联系患者家中和医生，并审查医院和医生的记录。记录血清肌酐、尿蛋白/白蛋白浓度（如可用）、死亡状态和死亡日期。截至2015年7月，数据收集已关闭。

研究终点

为了本AKI亚型研究的目的，在进行统计分析之前预定义了患者相关终点。主要终点是急性肾脏替代治疗(RRT)或住院死亡率的组合。次要终点，主要不良肾脏事件(MAKE)定义为发生以下1项或多项标准：持续性AKI（3天内未恢复的I期或F期）、急性RRT或住院死亡率。长期结局包括根据KDIGO分期的长期死亡率和术前CKD恶化的发展（图E1）。

患者的术前和围手术期特征

根据NGAL/RIFLE状态的患者特征见表1和表2。对于中期因子/IL-6/蛋白尿/CRP和RIFLE状态，患者特征为如表E3-E9所示。患者流程图见图1

在基于表3.26中克利夫兰风险评估模型的多变量临床模型中，发现所有尿液生物标志物（而非CRP）是主要终点RRT或住院死亡率的独立预测因子。

在所有4个NGAL/RIFLE组中，除年龄外，患者的人口统计学数据、合并症和术前药物几乎相似。RIFLE（+）患者的年龄大于RIFLE（-）患者，与NGAL状态无关。更多的NGAL阳性患者接受了冠状动脉旁路移植术以外的手术。CPB持续时间、液体摄入/平衡、引流量、尿量、浓缩红细胞和呋塞米、输血存在显著的组间差异。（所有P值 < .001）。

AKI亚组：RIFLE-AKI、亚临床AKI和单一生物标志物阳性亚临床AKI

在我们的研究队列中，24例(12%)患者发生RIFLE阳性AKI。与仅基于RIFLE的标准相比，RIFLE阴性患者中的NGAL阳性还识别出42例疑似亚临床AKI患者（约63.6%）。此外，使用中期因子，33例患者(57.9%)或IL-6，58例患者(74.4%)额外被确定为患有亚临床AKI。最后，使用试纸蛋白尿，额外确定了95例患者(79.8%)。

根据尿肾生物标志物/RIFLE状态的患者结局

在校正临床相关基线差异的多变量Cox回归分析中，所有生物标志物/RIFLE组的分配与主要和次要终点独立相关。

与RIFLE状态无关，尿肾脏生物标志物阳性患者的结局比尿生物标志物阴性患者更差。最差结局见于NGAL（+）或中期因子（+）  or  IL-6( +)  或蛋白尿和RIFLE患者，而结局最佳生物标志物（-  )  和  RIFLE（ – )   患者  （见图2和表E16）。

开始急性RRT、住院死亡率、联合RRT或住院死亡率以及MAKE的结局模式与尿NGAL、中期因子和IL-6相似（图2），但与新发或恶化蛋白尿不太明显（图2，D），且CRP未检测到（图3）。

关键结果

我们研究了200例接受心脏手术的患者队列，以确定心脏手术后即刻通过标准和/或尿肾生物标志物确定的AKI的短期和长期预后。我们发现，与单独的RIFLE状态相比，尿肾脏生物标志物识别的可能亚临床AKI病例多约60%。RRT启动和住院死亡率风险增加的证据支持亚临床AKI的诊断。我们发现新型尿生物标志物（+）患者以及不太明显的蛋白尿（+）提示院内不良结局。

心脏手术后3%-11%的患者似乎受到单一生物标志物（+）、亚临床AKI的影响。此外，具有生物标志物（—）和RIFLE（+）的患者（意味着潜在的肾功能丧失，无急性肾小管损伤的证据）显示了中间结局。正如预期，生物标志物（+）和RIFLE（+）患者在开始RRT需求方面的结局最差。观察到的结局模式 ，在所有基于尿液肾脏生物标志物的患者亚组中，无论使用哪种尿液生物标志物，尿液生物标志物之间均存在显著重叠，均相似。相反，CRP没有与RIFLE状态相关的患者结局分离，尿肾脏生物标志物分组与基于CRP的患者组没有重叠。最后，在5年的长期随访期间，患者生存率与RIFLE状态相关，但也与早期肾脏生物标志物状态相关。

与既往研究的关系

重症和心脏手术患者的汇总数据以及随后2项入组急诊科治疗患者的前瞻性研究的数据，评估了可能的亚临床预后相关性的短期预后， 生物标志物（+）而RIFLE（-)此类患者后续RRT的风险增加，住院死亡率增加。

与这些研究相比，我们的研究队列中分布在生物标志物/RIFLE亚组中的患者比例相似。4,6,7本研究中额外确定为亚临床AKI（生物标志物[+]/RIFLE[-]）的患者比例（58%-74%，取决于生物标志物）高于既往研究（  40%-45%）。各项研究，包括本研究在各种临床环境中，通过尿肾脏生物标志物定义的预后模式相似-肾脏生物标志物（-）/RIFLE（-）患者的预后最佳，肾脏生物标志物（+）/RIFLE（+）的预后最差。  最近，巴苏和同事证明，在接受心脏手术的儿童中，肾损伤生物标志物和胱抑素-C作为肾小球滤过标志物的复合物在预测AKI方面优于肌酐的变化。

仅1项研究报告了使用一种以上肾脏生物标志物的结局模式；但是，未评估生物标志物定义的亚组之间的患者重叠。既往报告尿肾生物标志物/RIFLE状态的前瞻性研究均未验证研究结果与非肾相关预后生物标志物（如C反应蛋白）的比较。此外，尚无研究告知RIFLE状态和长期结果。我们的研究结果表明，肾脏生物标志物定义的短期结局部分转化为长期结局。根据Cooper及其同事的报告，术后早期生物标志物检测到的肾小管损伤与长期肾脏预后之间可能存在因果关系。

研究结果的含义

据我们所知，这是首次研究心脏手术后即刻患者的短期和长期结局，包括RRT、死亡率和基于尿液生物标志物和RIFLE的肾脏状态的复合终点。我们的研究表明，肾损伤的生物标志物确定了肾脏和临床不良事件风险明显增加的人群。这种肾损害不能通过常规临床测量（即肌酐和尿量）检测到，在逻辑上应考虑定义亚临床AKI状态。亚临床AKI患者随后发生基于RIFLE标准的AKI阳性，可视为通过肾脏生物标志物状态阳性早期诊断的临床前AKI。此外，我们的研究表明，这些发现受使用的生物标志物的影响极小，并且可能在概念上是稳健的。此外，根据常规炎症标志物（即CRP）的预后鉴别能力对数据进行验证，意味着我们观察到的肾脏特异性水平是指NGAL和其他生物标志物在观察到血清肌酐变化之前检测肾功能下降的能力。

亚临床AKI（无RIFLE阳性进展）

在术后第一周）和早期生物标志物识别的AKI（临床前AKI伴随后的术后RIFLE阳性）在心脏手术后数小时内检测到，暗示了提供早期预后能力，并在未来提供早期风险分层干预。实施KDIGO护理（即避免使用肾毒性药物、停药）  的血管紧张素转换酶抑制剂和与标准治疗相比，术后前48小时血管紧张素II受体阻滞剂、容量状态优化和血流动力学参数31）和目标导向患者个体化方案32降低了心脏手术后AKI的发生频率和严重程度。在我们的队列中，临床急性肾损伤无生物标志物检测结果阳性可谨慎解释为肾前性AKI亚组，由更严重的心功能障碍，但不是血容量不足的体征。

最后，我们的研究谨慎地表明，存在单一的生物标志物阳性、亚临床AKI表型，影响高达10%的心脏手术患者，这是AKI的一个潜在的新类别，可能值得进一步关注。