心脏术后急性肾损伤进展预测及诊断标准比较的研究

摘要

第一部分: miR-21预测心脏术后急性肾损伤进展及其它不良结果发生风险的研究。
　　 背景：
　　 急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)是心脏手术后常见且严重的并发症，导致2％的心脏术后患者需要连续肾脏替代治疗，并使死亡率大幅提高至50-60％;它是心脏手术病死率的独立危险因素，仅仅是血肌酐水平轻度的升高(0.3 mg/dl)也会显著延长住院时间和死亡率。心脏手术相关性急性肾损伤(cardiacsurgery-associated acute kidney injury，CSA-AKI)的发生率根据诊断标准和手段，以及心脏手术类型的不同而变化，通常在30％左右，并且近年来呈现出逐渐增高的趋势。由于目前临床上通用的CSA-AKI诊断标准，是基于术后血清肌酐水平的变化，而血肌酐升高具有滞后性（当肾小球滤过率下降超过50％，血肌酐才出现明显的升高），从而导致了诊断的延误，失去了最佳的干预时机，影响了患者的预后。因此近年来关于CSA-AKI的研究主要聚焦于早期诊断，已经发现的几种备受关注的生物标志物，使得AKI的诊断时间可能提前至手术后的2至6小时内。但在这些早期诊断AKI的患者中，大多数仅维持一两天的肌酐轻度升高，即可自行痊愈，只有少部分患者会进展至更严重的AKI，而随着AKI程度的加重，慢性肾脏疾病(chronickidney disease，CKD)和终末期肾病(end-stage renal disease，ESRD)的发生以及远期死亡率均随之升高;尤其是在术后肌酐升高超过基线水平2倍的病人中，死亡风险可增加2至5倍。改善全球肾脏疾病预后组织(the Kidney Disease ImprovingGlobal Outcomes work group，KDIGO)在2012年的最新AKI指南中建议:对于轻度的AKI只需加强监测，并不需要特殊治疗。所以目前临床上亟待解决的问题是早期发现可能进展至严重AKI的患者，进行干预，可能降低心脏手术死亡率，减少不良事件的发生。遗憾的是，目前这些适用于早期诊断AKI的生物标志物在预测AKI进展方面均表现欠佳，因而需要进一步的研究寻找能够早期鉴别出严重AKI的生物标志物。
　　 目的:该研究评价了血浆及尿液miR-21作为预测心脏术后AKI进展及其它不良结果的风险因子的潜在应用价值。
　　 方法:这项研究纳入了2011年11月至2012年6月期间在阜外心血管病医院成人外科中心9病房接受心脏手术的患者，观察这些患者术后血肌酐水平的变化，依照急性肾损伤网络工作组(AKIN)诊断标准(术后48小时内肌酐升高超过基线水平50％或绝对值升高超过0.3mg/dL即可诊断AKI)，在初次诊断AKI时采集血/尿标本;肌酐无明显升高的患者在术后第一天清晨化验时采集血/尿标本。留取标本后继续观察患者血肌酐的变化，并依据术后是否发生AKI及AKI是否进展对患者进行分组，最终分为:非AKI组、AKI未进展组及AKI进展组。主要终点事件为AKI进展（定义为从AKIN1级进展至2级或3级，或从AKIN2级进展至3级）。次要终点事件为术后需要肾脏替代治疗、30天院内死亡、发生AKIN3级AKI、住院时间及ICU停留时间延长。采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)测定患者血/尿标本的miR-21水平。用受试者操作特性曲线下面积(AUC)来评估miR-21作为风险因子预测AKI进展及其它次要终点事件发生的能力。
　　 结果:共有120例患者的血/尿标本最终纳入试验进行了检测，并根据术后是否发生AKI及AKI是否进展，将这120例患者分为3组:非AKI组40例，AKI未进展组41例，AKI进展组39例。(1).三组患者采集血/尿标本的时间不存在统计学差异;三组患者的基线资料经单向方差分析或x2检验后，发现Cleveland评分、术前估计肾小球滤过率、手术时间和体外循环时间存在显著性差异，经两两比较后，这种差异仅存在于AKI进展组和其它两组之间，而非AKI组与AKI未进展组之间并不存在差异。(2).术后共有6例患者接受肾脏替代治疗，7例患者在院内死亡，均发生在AKI进展组。住院时间和ICU停留时间随着AKI程度加重而延长。这些不良结果在AKI进展组与其它两组进行比较时均存在显著性差异(P＜0.001)。(3).3组患者的血浆及尿液miR-21的水平随着AKI的严重程度而上升，用2-△Ct×10-4表示RT-qPCR测得的miR-21含量，在非AKI组、AKI未进展组及AKI进展组患者的血浆中的平均水平分别是4.03±3.87、9.41±7.71和20.96±18.34，尿液中的平均水平分别是1.67±1.51、2.41±1.98和5.06±3.70，经过两两比较，除了非AKI组和AKI未进展组的尿miR-21水平外，其余均达到显著性差异(P＜0.05)。(4).在40例非AKI患者和80例AKI患者的比较中提示miR-21可以鉴别出已经发生了的AKI，尿miR-21诊断已经存在的AKI的AUC为0.68(95％可信区间:0.59-0.78)，血miR-21诊断已经存在的AKI的AUC为0.80(95％可信区间:0.73-0.88)。(5).在41例AKI未进展和39例AKI进展患者的比较中提示miR-21可以作为预测AKI进展的风险因子。用基线资料中有统计学差异的Cleveland评分、术前估计肾小球滤过率、手术时间和体外循环时间做成临床模型预测术后AKI进展的AUC为0.75(95％可信区间:0.65-0.86)。尿miR-21预测AKI进展的AUC为0.72(95％可信区间:0.60-0.83)，经临床模型调整后提高至0.81(95％可信区间:0.72-0.91);血miR-21预测AKI进展的AUC为0.72(95％可信区间:0.60-0.83)，经临床模型调整后提高至0.83(95％可信区间:0.74-0.92)。(6).miR-21也可以用于预测术后不良结果的发生。miR-21水平与AKI进展、肾脏替代治疗、院内死亡、AKIN3级AKI、住院时间延长、ICU停留时间延长发生的风险的比值比(OR)，尿miR-21分别为1.38(95％可信区间:1.14-1.67)、2.59(95％可信区间:1.37-4.92)、1.68(95％可信区间:1.25-2.27)、1.56(95％可信区间:1.25-1.95)、1.40(95％可信区间:1.15-1.70)和1.28(95％可信区间:1.08-1.52);血miR-21分别为1.08(95％可信区间:1.03-1.14)、1.20(95％可信区间:1.06-1.36)、1.12(95％可信区间:1.05-1.20)、1.10(95％可信区间:1.04-1.15)、1.06(95％可信区间:1.02-1.11)和1.05(95％可信区间:1.01-1.10)，提示尿miR-21是比血miR-21更好的预测AKI进展及不良结果的因子。
　　 结论:血浆及尿液miR-21的水平对心脏手术后AKI的进展及需要肾脏替代治疗、院内死亡、住院及ICU停留时间延长等不良结果的发生具有预测价值，可作为心脏手术评估预后的因子。
　　 第二部分: AKIN和RIFLE标准诊断心脏术后急性肾损伤临床准确性的比较。
　　 背景：
　　 随着人们对疾病认识水平的提高，传统的急性肾衰竭(acute renal failure，ARF)概念逐渐被急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)所取代，后者包含了从轻度的血清肌酐水平升高直至无尿性肾功能衰竭的一系列病理变化过程。经历数十种定义的发展，在2004年，急性透析质量倡议工作组(the Acute Dialysis QualityInitiative group，ADQI)将AKI的诊断标准统一成了RIFLE标准（R指肾功能不全的危险、I指肾脏损伤、F指肾功能衰竭、L指肾功能丧失、E指终末期肾病的缩写），发布之后广泛应用于临床。但是近年来随着对AKI重视程度的加强，并基于一些研究提出的即使是一过性氮质血症(72小时内自行恢复的AKI)也显著增加死亡风险，急性肾损伤网络工作组(the Acute Kidney Injury Network group，AKIN)在2007年推出了更加灵敏的AKIN标准。这两种标准在诊断AKI及划分AKI严重程度方面的主要区别有:1、RIFLE标准的诊断时间窗为1周，而AKIN标准只有48小时;2、只有RIFLE标准中可用肾小球滤过率(glomerular filtration rate，GFR)下降的程度诊断，但两个标准都可用血清肌酐较基线水平升高的相对程度诊断，另外AKIN标准在1级中增加了肌酐绝对值升高超过0.3 mg/dl即可诊断;3、RIFLE标准没有给需要肾脏替代治疗(renal replacement therapy，RRT)划分严重等级，而在AKIN标准中，不管肌酐升高的程度，一旦需要RRT则为3级AKI。目前这两种标准在心脏外科领域同样被广泛使用，但在一些心脏手术相关性急性肾损伤的研究中发现此二者诊断AKI的发生率存在较大的差异，主要表现在对轻度AKI患者的诊断方面，相同的人群，诊断AKIN1级通常明显多于诊断RIFLE R级。根据改善全球肾脏疾病预后组织(KDIGO)在2012年的最新AKI指南中的建议:对于轻度的AKI虽不需要特殊治疗，但是需要提高临床重视程度，应该加强无创甚至是有创手段的监测，延长随访时间。所以，在临床上鉴别出真正发生了轻度肾功能损伤的患者，对于合理分配医疗资源有着重要意义。临床采用的诊断标准如果过于宽松会造成医疗资源的浪费，过于紧缩则会错失改善患者预后的机会，因而，有必要进行研究比较哪一种诊断标准更适用于诊断心脏手术后的急性肾损伤。
　　 目的:比较AKIN标准和RIFLE标准诊断心脏术后急性肾损伤的临床准确性。
　　 方法:本研究选用STICS研究的试验人群，后者为一项前瞻性随机、双盲、安慰剂对照临床试验(临床试验注册号为NCT01573143)，自2011年9月开始，计划纳入1500名心脏手术患者，目前仍在进行中，现就已经结束试验，病历资料经过分析整理的565名患者的初步结果，比较两种标准诊断AKI的差异。在确定接受择期心脏手术的成人患者中，根据纳入及排除标准进行筛选，患者签署知情同意书后，中央随机系统将患者随机分配到两个研究组。围术期（自术前开始，连续至术后第5天停止，即术前服药最长为8天，术后服药5天，整个服药期限不超过14天）给予试验组（他汀组）:瑞舒伐他汀，每天20毫克;对照组（安慰剂组）:安慰剂，每天一片;其余用药方案遵循治疗指南及临床常规。主要终点事件为术后急性肾损伤(AKI)发生率;次要终点事件包含术后应用连续肾脏替代治疗、低心排综合征和感染的发生率、机械通气时间、ICU停留时间及术后住院时间。采用单因素方差分析和x2检验比较终点事件发生的差异，并采用二元Logistic回归模型来分析患者基础状况与围术期因素中与术后AKI发生相关的危险因素。
　　 结果:565名符合标准入选本试验的患者中有36例退出试验，最后共计529例，即他汀组259例，安慰剂组270名患者完成了本试验的围术期研究部分。所有患者至出院前全部存活，其中5例术后接受了连续肾脏替代治疗。依照AKIN的诊断标准，在529例患者中共有231例术后发生AKI，发生率为43.7％:其中AKIN1级200例、发生率为37.8％，AKIN2级23例、发生率为4.4％，AKIN3级8例、发生率为1.5％;按照RIFLE的诊断标准共有125例术后发生AKI，发生率为23.6％:其中RIFLE R级94例、发生率为17.8％，RIFLE I级24例、发生率为4.5％，RIFLE F级7例、发生率为1.3％。两种诊断标准的差异集中在对轻度AKI的诊断上，将这200例AKIN1级的患者(A+)，根据是否同时诊断RIFLE R级(R+)分为两组:A+R+组(按照AKIN和RIFLE标准都诊断AKI)91例;A+R-组（按照AKIN诊断AKI，但未达到RIFLE标准）109例。两组患者的基线资料，除基础肾功能外，其余均不存在差异。A+R+组术前基础肾功能好于A+R-组，表现在基线血肌酐水平比A+R-组患者低(P＜0.001);估计肾小球滤过率较高(P=0.024)。两组在术后早期尿量及出入量平衡方面没有差异，A+R+组术后血肌酐升高水平显著高于A+R-组(P＜0.001)。两组患者均未发生死亡和血滤，在其它临床终点事件中，A+R+组术后低心排综合征的发生率显著高于A+R-组(P=0.039);且需要呼吸机辅助时间及ICU滞留时间明显延长(P=0.006和P=0.005)。经过多因素回归分析，RIFLE标准诊断的轻度AKI(RIFLE R级)是独立的预测心脏术后不良临床事件发生的危险因子，与术后发生低心排综合征、需要呼吸机辅助时间延长及ICU滞留时间延长风险的比值比(OR)分别为2.71(95％可信区间:1.04-7.04)、1.96(95％可信区间:1.12-3.45)和1.86(95％可信区间:1.03-3.36)。并且采用RIFLE诊断标准，经过多因素回归分析，本研究的529名患者基线资料中术前左室射血分数和术中体外循环时间是术后AKI发生的独立危险因素。在术后需要使用强心剂、利尿剂和缩血管药的患者中，AKI的发生率显著增加。
　　 结论:1、AKIN标准在未经容量因素调整的早期心脏术后患者中应用，可能高估AKI的发生率，在这一领域使用灵敏度略低，但特异性更高的RIFLE诊断标准可能更加准确。2、患者的术前左室射血分数和术中体外循环时间是术后AKI发生的的独立危险因素。术后需要使用强心剂、利尿剂和缩血管药的患者发生AKI的机率显著增加。

目录

摘要

第一部分 microRNA-21与心脏术后急性肾损伤进展及其它不良后果发生风险的研究

前言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第二部分 AKIN和RIFLE标准诊断心脏术后急性肾损伤临床准确性的比较

背景

材料与方法

结果

讨论

参考文献

附表1 （他汀试验的流程图）

综述 心脏手术相关性急性肾损伤的研究进展

附录

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