引用本文： 閆芳, 張會軍, 蘇振宇, 李小兵, 董彥博, 呂瑛, 李紅英, 王軍. 血清中NGAL水平在法洛四聯癥患兒術后急性腎功能損傷中意義的研究. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2016, 23(6): 613-616. doi: 10.7507/1007-4848.20160145 復制
法洛四聯癥（tetralogy of Fallot，TOF）是小兒較常見的紫紺型復雜性先天性心臟病，約占先天性心臟病的12%～14% [1]，而且TOF手術時間、主動脈阻斷時間和體外循環時間相對較長。體外循環非生理狀態，可導致包括腎臟在內的機體多器官功能的損傷[2]，因此，TOF術后腎功能情況早期監測和評價，對預防嚴重腎損害具有重要臨床價值。本研究檢測法洛四聯癥患兒術前及術后各時間點血清中中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL）水平及與腎功能損傷（acute kidney injury，AKI）之間的關系，旨在探討NGAL對于早期診斷腎功能損傷的意義，為臨床早期治療提供實驗室依據。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
回顧性分析2012年4月至2014年4月我院行法洛四聯癥根治術后患者113例的臨床資料，其中男67例、女46例，年齡5～18（8.28±4.75）個月，體重6～14（5.15±3.82）kg。其中伴有卵圓孔未閉33例 ，伴有房間隔缺損28例，伴有動脈導管未閉16例，伴有房間隔缺損合并動脈導管未閉12例。術前心功能分級（NYHA）Ⅱ～Ⅲ級，無肝腎等原發性疾病、無感染和過敏、無嚴重的缺氧發作。本研究經醫院倫理委員會批準，患兒家屬均簽署知情同意書。本研究分組標準如下[3]：術后未發生急性腎功能損傷，未出現少尿現象，血流動力學平穩患兒分入A組（共78例，男43例，女35例）；術后出現少尿或無尿（尿量<1 ml/h，持續4 h以上），容量過多，組織出現明顯水腫，嚴重影響血流動力學，血鉀>5.5 mmol/L，經擴容，強心，減輕心臟負荷治療后好轉者為B組（共 20例，男12例，女8例）；經擴容，強心，減輕心臟負荷后未見好轉，需腹膜透析治療后好轉者為C組（共15例，男12例，女3例），三組患者的臨床資料見表 1、表 2。
表1
三組患者臨床資料1（
表2
三組患者臨床資料2（%）
1.2 方法
所有患兒均采用全身麻醉體外循環下行法洛四聯癥根治術，所有患兒均采用氣管插管，用咪唑安定、依托咪酯、羅庫溴銨及舒芬太尼麻醉，用藥劑量按公斤體重計算。麻醉完成后進行有創動脈及中心靜脈穿刺，同時，檢測肛溫。所有患兒全部帶氣管插管返回重癥監護病房。分別留取3組患兒術前、術后4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、24 h的血液標本，采用ELISA方法檢測其中NGAL的濃度。
1.3 統計學分析
應用SPSS19.0軟件進行統計學分析，計量資料以均數±標準差（
2 結果
113例患兒順利完成手術，術中自動復跳，順利停止體外循環。術中體外循環時間86～144 （109.5± 28.6）min，主動脈阻斷時間40～89 （65.9±15.8）min。復跳后113例患兒均使用多巴胺，分別是應用3～ 5 μg·kg-1 ·min-1 38例患兒；應用6～10 μg·kg-1 ·min-1 60例患兒；應用>10 μg·kg-1 ·min-1 15例。復跳后89例患兒另加用腎上腺素0.05～0.10 μg·kg-1 ·min-1。
各組患兒NGAL水平的變化情況見表 3：術前三組患兒血清中NGAL無明顯差異。A組患者術后檢測各時間點的平均NGAL水平（48.72±12.56）ng/ml，與術前相比未見明顯變化，差異無統計學意義（P> 0.05）。B組患者術后4 h血清中NGAL水平（49.06± 18.89）ng/ml，術后6 h上升至（142.89±56.71）ng/ml，較術前及術后4 h時明顯上升，差異有統計學意義 （P<0.05）。術后8 h的NGAL水平平均為（199.90± 49.44）ng/ml，較術前及術后4 h明顯升高，差異有統計學意義（P<0.05）。術后10 h的NGAL水平平均為（88.65±32.96）ng/ml，開始下降。術后12 h及24 h的 NGAL水平下降至正常，分別為（47.06±19.03）ng/ml及 （50.08±20.72）ng/ml。C組患者術后4 h的NGAL升高至（102.09±52.17）ng/ml，術后6 h的NGAL水平為 （198.12±50.06）ng/ml，術后8 h的NGAL水平為（249.86± 82.56）ng/ml，術后10 h的NGAL水平繼續升高至（320.06±62.04）ng/ml，開始對C組患兒進行腹膜透析，術后12 h的NGAL水平下降至（240.15±56.95）ng/ml，術后48 h復查恢復術前水平（52.48±12.86）ng/ml。C組患兒在進行干預治療措施之前，以NGAL水平做ROC曲線，術后4 h少尿、無尿、組織水腫，以102 ng/ml為截點，NGAL曲線下面積是0.881 （95%CI 0.73-1.00， 圖 1）。
表3
三組患者血漿NGAL含量（
圖1
NGAL的ROC曲線圖
3 討論
中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白（NGAL）是lipocalin家族的成員，NGAL是一種分子量為 25 D的小分子蛋白質，從中性粒細胞中分離出來，與腎臟胚胎的發育分化過程密切相關，具有結合并運輸疏水性小分子，參與清除炎性介質，發揮重要的免疫調節作用。在急性腎損傷中，NGAL會發生大量的快速上調，越來越多的文獻和實驗已經證實，NGAL的這種上調會對腎臟起到保護作用[4]，同時NGAL也被認為是AKI早期和敏感性指標之一[5]。
生理狀態下在正常腎臟組織中呈低表達[6]，當腎臟發生急性缺血-再灌注損傷，腎臟上皮細胞受到刺激NGAL表達增加，導致血液、尿液中NGAL大量蓄積[7-8]。Sean等[9]發現，血、尿NGAL水平在急性腎損傷患者均出現升高，在伴發敗血癥的患者中升高尤為明顯，指出NGAL與疾病的診斷、臨床相關性和病理生理機制有關。Cruz等[10]研究發現，在臨床診斷ARF前的48 h內，伴隨病情的不斷惡化，血漿NGAL呈不斷上升趨勢，指出NGAL是較好的急性腎功能衰竭（ARF）早期標志物，較血肌酐更加靈敏。
AKI常發生在各種大手術后及危重患者中，據報道36%的ICU患者并發AKI[11]。2002年，有腎病專家提出根據血肌酐或者尿量把AKI劃分為危險、損傷和衰竭三期，并根據腎功能喪失持續時間把AKI劃分為喪失期和終末期腎病兩種[12]。然而血肌酐作為目前臨床上常規使用的評價腎小球濾過率的生化指標受到很多因素的影響，例如年齡、性別、肌肉質量、蛋白攝入量和內毒素等，這些因素均會導致血肌酐評估腎功能出現誤差。血肌酐作為腎臟損傷的標志物不能很好地反映早期腎功能，因此，找到早期可靠的標志物成為首先要解決的問題。
本研究發現法洛四聯癥根治術后，A組患者術前與術后各時間點血液中NGAL水平無明顯差異（P<0.05）；B組患者在法洛四聯癥根治術后6 h少尿期時血液中NGAL出現增高，術后8 h血液中NGAL達到高峰，經治療尿量增多后，血液中NGAL水平下降至術前水平；C組患者術后出現NGAL的持續升高，患者血液NGAL水平明顯高于A組和B組，而且隨病情加重而升高，與病情呈正相關，即血清NGAL水平越高,預后越差。C組患者需通過腹膜透析可緩解病情，并且在C組患者中以103 ng/ml為截點，并且進一步通過ROC曲線分析，ROC為0.881，表明NGAL對先心病術后AKI有很好的預測作用。本研究結果與臧芝棟等[13]的研究結果近似，尿NGAL對危重患者AKI具有較好的診斷預測作用，而且尿中NGAL較Scr提前2 d升高，其ROC曲線下面積為0.84。同時，有報道[14]指出心臟術后尿中粒細胞明膠相關脂質運載蛋白與急性腎損傷有密切關系。
嬰幼兒復雜先天性心臟病術后急性腎功能損傷的發生率遠遠高于成人[15-16]，主要原因包括：嬰幼兒腎臟發育不完善，新生兒腎小球濾過率僅為成人的1/4，不能有效排除過量的水分和溶質；腎小管功能較腎小球更不成熟，再吸收功能差，更易致水腫。另外，復雜先天性心臟病患兒由于嚴重缺氧導致生長發育遲緩，一般情況較差，各重要臟器耐受手術能力較差，而且復雜先天性心臟病手術時間長，部分患兒需深低溫停循環。目前，未成熟心肌的保護尚缺乏成熟的經驗，進而導致腎臟低灌注是患兒發生急性腎功能損傷最直接的因素，同時紫紺型先天性心臟病術前缺氧，常常會損傷腎功能[17]，術后發生腎功能損傷的幾率明顯增加。ARF有著復雜的病理生理過程，對其早期發現并監測病情，有重要意義，NGAL診斷早期腎損傷的敏感性較高，以及與ARF病情危重程度有相關性，可以作為急性腎功能損傷的監測指標[18]。同時，有研究[19-20]表明，外源性NGAL可抑制Caspase-3激活，減少Bax基因表達，減輕組織損傷，從而發揮腎臟保護作用，為急性腎損傷提供新的治療靶點。本研究建議考慮NGAL作為重癥法洛四聯癥根治術后AKI發生的早期預警指標，以彌補法洛氏四聯癥術后對ARF病情評估復雜冗長的問題。
法洛四聯癥（tetralogy of Fallot，TOF）是小兒較常見的紫紺型復雜性先天性心臟病，約占先天性心臟病的12%～14% [1]，而且TOF手術時間、主動脈阻斷時間和體外循環時間相對較長。體外循環非生理狀態，可導致包括腎臟在內的機體多器官功能的損傷[2]，因此，TOF術后腎功能情況早期監測和評價，對預防嚴重腎損害具有重要臨床價值。本研究檢測法洛四聯癥患兒術前及術后各時間點血清中中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL）水平及與腎功能損傷（acute kidney injury，AKI）之間的關系，旨在探討NGAL對于早期診斷腎功能損傷的意義，為臨床早期治療提供實驗室依據。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
回顧性分析2012年4月至2014年4月我院行法洛四聯癥根治術后患者113例的臨床資料，其中男67例、女46例，年齡5～18（8.28±4.75）個月，體重6～14（5.15±3.82）kg。其中伴有卵圓孔未閉33例 ，伴有房間隔缺損28例，伴有動脈導管未閉16例，伴有房間隔缺損合并動脈導管未閉12例。術前心功能分級（NYHA）Ⅱ～Ⅲ級，無肝腎等原發性疾病、無感染和過敏、無嚴重的缺氧發作。本研究經醫院倫理委員會批準，患兒家屬均簽署知情同意書。本研究分組標準如下[3]：術后未發生急性腎功能損傷，未出現少尿現象，血流動力學平穩患兒分入A組（共78例，男43例，女35例）；術后出現少尿或無尿（尿量<1 ml/h，持續4 h以上），容量過多，組織出現明顯水腫，嚴重影響血流動力學，血鉀>5.5 mmol/L，經擴容，強心，減輕心臟負荷治療后好轉者為B組（共 20例，男12例，女8例）；經擴容，強心，減輕心臟負荷后未見好轉，需腹膜透析治療后好轉者為C組（共15例，男12例，女3例），三組患者的臨床資料見表 1、表 2。
表1
三組患者臨床資料1（
表2
三組患者臨床資料2（%）
1.2 方法
所有患兒均采用全身麻醉體外循環下行法洛四聯癥根治術，所有患兒均采用氣管插管，用咪唑安定、依托咪酯、羅庫溴銨及舒芬太尼麻醉，用藥劑量按公斤體重計算。麻醉完成后進行有創動脈及中心靜脈穿刺，同時，檢測肛溫。所有患兒全部帶氣管插管返回重癥監護病房。分別留取3組患兒術前、術后4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、24 h的血液標本，采用ELISA方法檢測其中NGAL的濃度。
1.3 統計學分析
應用SPSS19.0軟件進行統計學分析，計量資料以均數±標準差（
2 結果
113例患兒順利完成手術，術中自動復跳，順利停止體外循環。術中體外循環時間86～144 （109.5± 28.6）min，主動脈阻斷時間40～89 （65.9±15.8）min。復跳后113例患兒均使用多巴胺，分別是應用3～ 5 μg·kg-1 ·min-1 38例患兒；應用6～10 μg·kg-1 ·min-1 60例患兒；應用>10 μg·kg-1 ·min-1 15例。復跳后89例患兒另加用腎上腺素0.05～0.10 μg·kg-1 ·min-1。
各組患兒NGAL水平的變化情況見表 3：術前三組患兒血清中NGAL無明顯差異。A組患者術后檢測各時間點的平均NGAL水平（48.72±12.56）ng/ml，與術前相比未見明顯變化，差異無統計學意義（P> 0.05）。B組患者術后4 h血清中NGAL水平（49.06± 18.89）ng/ml，術后6 h上升至（142.89±56.71）ng/ml，較術前及術后4 h時明顯上升，差異有統計學意義 （P<0.05）。術后8 h的NGAL水平平均為（199.90± 49.44）ng/ml，較術前及術后4 h明顯升高，差異有統計學意義（P<0.05）。術后10 h的NGAL水平平均為（88.65±32.96）ng/ml，開始下降。術后12 h及24 h的 NGAL水平下降至正常，分別為（47.06±19.03）ng/ml及 （50.08±20.72）ng/ml。C組患者術后4 h的NGAL升高至（102.09±52.17）ng/ml，術后6 h的NGAL水平為 （198.12±50.06）ng/ml，術后8 h的NGAL水平為（249.86± 82.56）ng/ml，術后10 h的NGAL水平繼續升高至（320.06±62.04）ng/ml，開始對C組患兒進行腹膜透析，術后12 h的NGAL水平下降至（240.15±56.95）ng/ml，術后48 h復查恢復術前水平（52.48±12.86）ng/ml。C組患兒在進行干預治療措施之前，以NGAL水平做ROC曲線，術后4 h少尿、無尿、組織水腫，以102 ng/ml為截點，NGAL曲線下面積是0.881 （95%CI 0.73-1.00， 圖 1）。
表3
三組患者血漿NGAL含量（
圖1
NGAL的ROC曲線圖
3 討論
中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白（NGAL）是lipocalin家族的成員，NGAL是一種分子量為 25 D的小分子蛋白質，從中性粒細胞中分離出來，與腎臟胚胎的發育分化過程密切相關，具有結合并運輸疏水性小分子，參與清除炎性介質，發揮重要的免疫調節作用。在急性腎損傷中，NGAL會發生大量的快速上調，越來越多的文獻和實驗已經證實，NGAL的這種上調會對腎臟起到保護作用[4]，同時NGAL也被認為是AKI早期和敏感性指標之一[5]。
生理狀態下在正常腎臟組織中呈低表達[6]，當腎臟發生急性缺血-再灌注損傷，腎臟上皮細胞受到刺激NGAL表達增加，導致血液、尿液中NGAL大量蓄積[7-8]。Sean等[9]發現，血、尿NGAL水平在急性腎損傷患者均出現升高，在伴發敗血癥的患者中升高尤為明顯，指出NGAL與疾病的診斷、臨床相關性和病理生理機制有關。Cruz等[10]研究發現，在臨床診斷ARF前的48 h內，伴隨病情的不斷惡化，血漿NGAL呈不斷上升趨勢，指出NGAL是較好的急性腎功能衰竭（ARF）早期標志物，較血肌酐更加靈敏。
AKI常發生在各種大手術后及危重患者中，據報道36%的ICU患者并發AKI[11]。2002年，有腎病專家提出根據血肌酐或者尿量把AKI劃分為危險、損傷和衰竭三期，并根據腎功能喪失持續時間把AKI劃分為喪失期和終末期腎病兩種[12]。然而血肌酐作為目前臨床上常規使用的評價腎小球濾過率的生化指標受到很多因素的影響，例如年齡、性別、肌肉質量、蛋白攝入量和內毒素等，這些因素均會導致血肌酐評估腎功能出現誤差。血肌酐作為腎臟損傷的標志物不能很好地反映早期腎功能，因此，找到早期可靠的標志物成為首先要解決的問題。
本研究發現法洛四聯癥根治術后，A組患者術前與術后各時間點血液中NGAL水平無明顯差異（P<0.05）；B組患者在法洛四聯癥根治術后6 h少尿期時血液中NGAL出現增高，術后8 h血液中NGAL達到高峰，經治療尿量增多后，血液中NGAL水平下降至術前水平；C組患者術后出現NGAL的持續升高，患者血液NGAL水平明顯高于A組和B組，而且隨病情加重而升高，與病情呈正相關，即血清NGAL水平越高,預后越差。C組患者需通過腹膜透析可緩解病情，并且在C組患者中以103 ng/ml為截點，并且進一步通過ROC曲線分析，ROC為0.881，表明NGAL對先心病術后AKI有很好的預測作用。本研究結果與臧芝棟等[13]的研究結果近似，尿NGAL對危重患者AKI具有較好的診斷預測作用，而且尿中NGAL較Scr提前2 d升高，其ROC曲線下面積為0.84。同時，有報道[14]指出心臟術后尿中粒細胞明膠相關脂質運載蛋白與急性腎損傷有密切關系。
嬰幼兒復雜先天性心臟病術后急性腎功能損傷的發生率遠遠高于成人[15-16]，主要原因包括：嬰幼兒腎臟發育不完善，新生兒腎小球濾過率僅為成人的1/4，不能有效排除過量的水分和溶質；腎小管功能較腎小球更不成熟，再吸收功能差，更易致水腫。另外，復雜先天性心臟病患兒由于嚴重缺氧導致生長發育遲緩，一般情況較差，各重要臟器耐受手術能力較差，而且復雜先天性心臟病手術時間長，部分患兒需深低溫停循環。目前，未成熟心肌的保護尚缺乏成熟的經驗，進而導致腎臟低灌注是患兒發生急性腎功能損傷最直接的因素，同時紫紺型先天性心臟病術前缺氧，常常會損傷腎功能[17]，術后發生腎功能損傷的幾率明顯增加。ARF有著復雜的病理生理過程，對其早期發現并監測病情，有重要意義，NGAL診斷早期腎損傷的敏感性較高，以及與ARF病情危重程度有相關性，可以作為急性腎功能損傷的監測指標[18]。同時，有研究[19-20]表明，外源性NGAL可抑制Caspase-3激活，減少Bax基因表達，減輕組織損傷，從而發揮腎臟保護作用，為急性腎損傷提供新的治療靶點。本研究建議考慮NGAL作為重癥法洛四聯癥根治術后AKI發生的早期預警指標，以彌補法洛氏四聯癥術后對ARF病情評估復雜冗長的問題。
