先天性心脏病（简称先心病）是儿童最常见的心脏病，其发病率约占出生婴儿的0.4%~5%^[1]。随着医疗技术的发展，越来越多的先心病患儿通过外科手术得到治愈，手术治疗先心病常需建立体外循环（cardiopulmonary bypass, CPB）以替代心肺功能^[2]。而急性肾损伤（acute kidney injury, AKI）是儿童先心病CPB术后常见而严重的并发症，其发生率约为5%~33%之间^[3]，其中约5%需要透析治疗，而透析患者的病死率可高达80%^[4]。因此，早期诊断并治疗AKI对先心病CPB术后患者具有重要的临床意义。

尽管目前临床上仍采用血肌酐（Scr）、内生肌酐清除率、尿量等指标对CPB术后AKI进行诊断，但其并不能及时反映AKI的发生发展。近年来，一些新的生物学标志物的发现使更早预测CPB术后AKI成为可能，如中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neutrophil gelatinase associated lipocalin, NGAL）、肾损伤分子1（kidney injury molecule-1, KIM-1）、肝型脂肪酸结合蛋白（liver-type fatty acid binding protein, L-FABP）、半胱氨酸蛋白酶抑制剂C（cystatin C, Cys C）等^[5-7]。研究表明，标志物的联合应用可以提高AKI预测的准确性^[8]。本研究通过比较发生AKI与未发生AKI两组CPB术前及术后不同时间点尿L-FABP及NGAL水平的变化，探讨尿L-FABP及NGAL联合应用在儿童先心病CPB术后AKI早期诊断中的临床价值。

前瞻性选取2015年1月至2016年1月在我院心脏外科行先心病CPB手术的患儿97例。纳入标准：在我院心脏外科住院，并接受先心病CPB手术的患儿。排除标准：（1）术前存在肾功能不全；（2）合并急、慢性感染；（3）合并糖尿病；（4）合并先天性泌尿系畸形；（5）术前或研究过程中使用肾毒性药物。

AKI的诊断标准为术后48~72 h内Scr较基线值升高≥50%^[9-11]，按此标准将患儿分为AKI组和非AKI组。其中AKI组18例，非AKI组79例。

患儿Scr的基线值在术前72 h内检测。应用改良的儿童RIFLE标准（pRIFLE）评估AKI的严重程度，采用Schwartz公式计算由肌酐、身高估算的肌酐清除率（estimated creatinine clearance, eCrCl）：风险期为eCrCl下降25%~50%；损伤期为eCrCl下降50%~75%；衰竭期eCrCl下降 < 75%，或绝对值 < 35 mL/(min · 1.73 m²)^[12]。

收集患儿的原始病例资料，包括年龄、性别、体重、原发疾病、术前并发基础疾病、住院时间、入住ICU时间、手术类型、CPB时间、尿量、术前术后的血尿生化指标、行肾脏替代治疗（renal replacement therapy）情况及转归等。

每个患儿留取5次尿液标本：0 h（术前），以及CPB术后2 h、6 h、12 h及24 h。同时在0 h（术前），以及CPB开始后第24 h、48 h、72 h、96 h及120 h分别采集血标本，留取血清检测Scr。上清尿和血清在检测前置入-80℃冰箱冷冻保存。

Scr在全自动生化分析仪上测定；采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定尿L-FABP（美国R & D公司）及尿NGAL（美国R & D公司）水平，按试剂盒的要求进行测定。根据标准曲线计算待测样本所对应的尿L-FABP和NGAL的浓度，并且用同步尿肌酐（Ucr）校正后以μg/(g·Cr)表示。

采用SPSS 17.0统计软件进行数据处理。正态分布的计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用成组t检验；计数资料以频数和率（%）表示，组间比较用χ²检验。多个时间点两组之间数值的比较运用重复测量的方差分析。运用受试者工作特征（ROC）曲线及曲线下面积（AUC）对尿L-FABP、尿NGAL预测AKI的敏感性和特异性进行评价。AUC在0.8~0.9为预测准确性佳，> 0.7为有临床应用价值，< 0.7为预测能力差。根据其ROC曲线确定截断值，并根据截断值确定其敏感性和特异性。运用ROC曲线分析术后两个标志物联合预测AKI的AUC的价值。P < 0.05为差异有统计学意义。

入选的97例患儿中，18例（19%）在术后72 h内发生了AKI。其中，10例Scr在CPB术后24~48 h升高，8例Scr升高于术后48~72 h。79例未发生AKI的患儿Scr在CBP术后5 d内无明显改变（从术前的0.51±0.02 mg/dL到术后第5天的0.47±0.03 mg/dL）。而AKI组患儿Scr术前为0.42±0.03 mg/dL，术后24 h即开始升高，术后48 h为0.79±0.07 mg/dL，术后5 d Scr仍保持在较高水平（图 1）。重复测量的方差分析结果显示，不同时间点的Scr差异有统计学意义（F=201.76，P=0.00007），AKI组与非AKI组组间Scr均值差异有统计学意义（F=789.42，P=0.0005），时间与分组间存在交互作用（F=232.66，P=0.0003）。

图 1 术后Scr水平的变化

AKI组和非AKI组间年龄、性别、基础Scr、主动脉阻断时间等方面的比较差异无统计学意义（P > 0.05）。AKI组患儿CPB时间以及住院时间均较非AKI组延长（均P < 0.01）。在AKI组中，有3例（17%）患儿进行了肾脏替代治疗，均为腹膜透析治疗。AKI组较非AKI组的病死率增加（P < 0.01）。见表 1。按照pRIFLE分期，AKI组有6例（33%）为风险期，7例（39%）为损伤期，5例（28%）为衰竭期。

表 1

表 1 两组患儿一般资料的比较

表 1 两组患儿一般资料的比较

18例患儿依据术后Scr较基线值升高≥50%这一标准诊断为AKI，但是对AKI的诊断延迟到了术后48~72 h。对各组患儿的尿L-FABP水平进行检测，发现AKI组与非AKI组术前尿L-FABP水平差异无统计学意义（P > 0.05）。AKI组尿L-FABP水平从术前23±11 μg/(g·Cr)升高至术后2 h的510±115 μg/(g·Cr)、6 h的312±67 μg/(g·Cr)及12 h的119±54 μg/(g·Cr)，其中术后2 h即达峰值（图 2）。重复测量的方差分析结果显示，不同时间点的尿L-FABP浓度差异有统计学意义（F=695.76，P=0.0001），AKI组与非AKI组之间尿L-FABP水平差异有统计学意义（F=3777.95，P=0.0008），时间与分组间存在交互作用（F=608.07，P=0.0006）。

图 2 术后尿L-FABP浓度的变化

如图 3所示，尿NGAL水平的动态变化趋势与尿L-FABP相似。不同时间点的尿NGAL水平差异有统计学意义（F=247.36，P=0.0009），AKI组与非AKI组之间尿NGAL浓度差异有统计学意义（F=2292.98，P=0.00011），时间与分组间存在交互作用（F=153.63，P=0.0003）。

图 3 术后尿NGAL浓度的变化

术后2 h及6 h尿L-FABP浓度预测AKI发生的AUC分别为0.921和0.896。当2 h和6 h尿L-FABP水平的截点分别为125.3 μg/(g·Cr)和83.1 μg/(g·Cr)时，其预测AKI的敏感性分别为0.827和0.775，特异性分别为0.789和0.802。同时发现，术后2 h及6 h尿NGAL水平预测AKI发生的AUC分别为0.908和0.928。当2 h和6 h尿NGAL水平的截点为63.8 μg/(g·Cr)和48.6 μg/(g·Cr)时，其预测AKI的敏感性分别为0.854和0.769，特异性分别为0.790和0.843。见表 3及图 4。

表 3

表 3 术后2 h及6 h尿L-FABP及NGAL预测AKI的AUC

表 3 术后2 h及6 h尿L-FABP及NGAL预测AKI的AUC

图 4 术后2 h及6 h尿L-FABP及NGAL预测AKI的ROC曲线

术后2 h尿L-FABP及NGAL联合应用预测术后AKI发生的AUC为0.942（95%CI：0.897~0.986）；术后6 h尿L-FABP及NGAL联合应用预测术后AKI发生的AUC为0.929（95%CI：0.875~0.983），见图 5。

图 5 尿L-FABP及NGAL联合检测预测术后AKI的ROC曲线

AKI是儿童心脏术后常见的并发症，尽管目前AKI的诊断及治疗技术均明显提高，但AKI相关并发症及病死率仍然较高。早期诊断并尽早干预治疗，有助于肾脏损伤的逆转。而用于AKI诊断的Scr或尿量标准在时间上往往滞后，因此，寻找能够早期诊断CPB术后AKI的生物标记物，有利于AKI的早期干预及治疗。

脂肪酸结合蛋白（fatty acid binding protein, FABP）属于脂结合蛋白家族，与细胞膜和细胞内的蛋白质有关^[13]。L-FABP最早发现于肝细胞，在肾脏近端小管、胰腺及小肠等也有表达，参与游离脂肪酸（free fatty acid, FFA）在细胞内的摄取、转化及氧化等多种代谢途径，是维持FFA在体内稳定的关键调节因子之一^[14]。在应激状态下，肾脏近端小管内FFA过度聚集，其氧化和过氧化产物导致肾小管损伤加重，肾小管上皮细胞内L-FABP大量表达^[15]。研究显示，L-FABP在某些类型的AKI如肾移植、脓毒症、造影剂肾病及心脏术后的AKI中具有重要作用^[16-18]。Portilla等^[9]发现，尿L-FABP浓度可用于小儿心脏术后并发AKI的早期敏感预测指标。本研究也表明，尿L-FABP在AKI早期（术后2 h）即明显升高；运用Scr诊断AKI，需等到术后48~72 h方可诊断，而应用术后2 h尿L-FABP进行预测，可使AKI的诊断时间明显提前。术后2 h及6 h尿L-FABP在预测AKI时的AUC分别为0.921和0.896。同时，尿液标本容易收集，且检测方便，提示术后早期尿L-FABP水平的升高能较好地预测AKI的发生。然而，L-FABP可受其他因素的影响，如慢性肾脏疾病包括糖尿病肾病、原发性局灶性肾小球硬化症、多囊性肾病等^[19]；同时，由于L-FABP在肝脏中大量表达，因此尿L-FABP水平易受到其血浓度的影响，在伴有肝肾疾病或肝移植合并肾损伤时，尿L-FABP的检测特异度和敏感度均可能受到影响。

NGAL属于载脂蛋白超家族，最初发现并主要表达在活化的中性粒细胞，在人的多个组织器官（如肾脏、肺、前列腺及子宫等）中为低表达，当上皮细胞受到刺激时，NGAL表达明显升高。各种原因导致肾脏损伤时，肾小管上皮细胞受到损害，分泌并释放NGAL，NGAL可作为早期诊断AKI的敏感且特异的标志物，为AKI最有价值的生物标志物之一^[20]。Mishra等^[21]研究发现，CPB术后AKI患者尿NGAL水平在术后2 h即明显升高，其预测AKI的准确性达0.998。尿NGAL预测AKI行肾脏替代治疗的AUC为0.73~0.89^[22]。但也有研究表明尿NGAL预测心脏术后AKI发生具有局限性^[23]。其原因可能为标本储存条件、留尿的时间点、术后AKI诊断标准不同等。本研究检测了术后2 h及6 h尿NGAL水平，发现其预测AKI的AUC分别达到0.908和0.928。

研究表明，术后0~12 h的不同时间点的2~5个标志物联合检测可提高AKI诊断准确性^[24]。联合检测对于临床上AKI的诊断、治疗和预后更有指导价值。本研究显示，联合应用术后2 h及6 h尿L-FABP及NGAL预测AKI发生的AUC分别达0.942和0.929，提示联合检测可更准确地预测AKI的发生。并且，术后2 h和6 h均可很好地预测AKI，提示可选择这两个时间点进行标本采集。这为临床标本的合理采集提供了时间窗，有利于临床实际应用。

本研究尚存在一些不足之处：（1）监测时间点不足，检测各生物标志物的浓度时，无法准确确定达峰时间及浓度；（2）为单中心研究，有一定的局限性；样本量有限，有待扩大样本量；（3）某些指标的作用机制尚不清楚。

综上所述，本研究探讨了尿L-FABP和尿NGAL在儿童心脏术后AKI患者中的早期诊断价值，并发现术后二者联合应用可进一步提高AKI诊断的准确性，提示二者可作为儿童心脏术后AKI的早期诊断指标，且二者联合检测在先心病术后所致AKI的早期诊断中具有更大的临床价值。