孫 悅,馬淑梅
造影劑腎病的研究進展
孫 悅,馬淑梅*
造影劑腎病是造影劑在臨床應(yīng)用過程中出現(xiàn)的常見并發(fā)癥,不僅影響患者的腎功能,降低預(yù)后,延長患者的住院時間,同時增加治療期間的經(jīng)濟負擔。因此,造影劑腎病逐漸受到醫(yī)務(wù)工作者的關(guān)注。本文對造影劑腎病的研究進展進行綜述。
造影劑腎??;急性腎損傷;發(fā)病機制;危險因素;防治措施
造影劑腎病(Contrast-induced nephropathy,CIN)是造影劑在臨床應(yīng)用過程中出現(xiàn)的常見并發(fā)癥,目前已成為醫(yī)源獲得性急性腎損傷的第3位病因。臨床上CIN尚無統(tǒng)一的診斷標準,歐洲泌尿生殖學會(ESUR)提出的標準得到廣泛認可:在排除其他病因的前提下,血管內(nèi)注射碘造影劑后3 d內(nèi)腎功能發(fā)生損害,血清肌酐水平升高0.5 mg/dL (44.2 μmol/L)或比基礎(chǔ)值升高25%[1]。
由于各研究者采取的診斷標準及研究人群不同,得到的CIN發(fā)病率大不相同。一項薈萃分析顯示,CIN的發(fā)病率可在1%~30%內(nèi)波動[2]。很多患者盡管血清肌酐水平或肌酐清除率在正常范圍內(nèi)波動仍可被診斷為CIN。
碘造影劑的使用已有六十多年的歷史,其發(fā)展經(jīng)歷了從無機碘到有機碘、從離子型到非離子型等階段,不同物理性能的造影劑應(yīng)用于不同的臨床檢查方法,其不良反應(yīng)的差異顯著。
2.1 離子型造影劑(Ionic contrast media) 為第一代碘造影劑,按結(jié)構(gòu)分為單酸單體和單酸二聚體。單酸單體代表藥物有泛影葡胺(多用于泌尿系造影、心臟血管造影、腦血管造影等)、碘他拉葡胺(主要用于泌尿系造影)等;單酸二聚體的代表藥物有碘克沙醇(主要用于椎管內(nèi)造影)。離子型造影劑性質(zhì)穩(wěn)定,但水溶性差、滲透壓高,引起的不良反應(yīng)發(fā)生率高,機體的耐受性差,逐漸被第2代非離子型造影劑所取代。
2.2 非離子型造影劑(Non-ionic contrast media) 為第2代碘造影劑,相比于第1代碘造影劑,增加了親水性,降低了黏度及毒性,其滲透壓低,接近血漿,產(chǎn)生的不良反應(yīng)小,生物安全性良好,目前已廣泛應(yīng)用于心臟、血管造影和CT增強掃描,代表藥物有碘海醇、碘維索、碘異肽醇、碘普羅胺等。一項研究表明,相對于離子型造影劑,非離子型造影劑引起輕中度不良反應(yīng)的風險較小,但二者引起致死性風險的發(fā)生率無明顯差異[3]。
CIN的發(fā)病機制由多種因素參與,機制較復雜,目前尚未完全闡明,主要有以下幾個方面。
3.1 腎臟血流動力學改變及腎臟髓質(zhì)缺血性損傷 此為CIN發(fā)病機制中最主要的因素。造影劑進入機體血管后引起血漿滲透壓升高,血容量增加,因此腎血管開始出現(xiàn)短暫的擴張,時間約為20 min,隨后由于滲透性利尿的作用,血容量減少,開始長時間的持續(xù)的血管收縮,時間為4 h或更長[4-5]。此過程造成腎臟血流動力學的改變,使腎臟血流重新分配,髓質(zhì)相對缺氧,因而腎小管上皮細胞缺血缺氧。同時,造影劑的高滲作用使其經(jīng)腎小管排泄,由此腎臟髓質(zhì)的鈉水轉(zhuǎn)運負荷增加,加重了髓質(zhì)的能量代謝及耗氧,從而引發(fā)急性腎損傷[6]。
3.2 腎小管的直接損傷 ①造影劑對腎小球系膜及腎小管細胞均有直接毒性,這種機制能夠引起細胞能量供應(yīng)不足、鈣離子失衡、細胞凋亡及氧化應(yīng)激[7]。②當造影劑使腎臟發(fā)生血流動力學改變從而引起缺血缺氧損傷時,黃嘌呤氧化酶被激活,分解腺苷而產(chǎn)生活性氧(ROS)[8]。活性氧的細胞毒作用可以直接引起腎小管損害而影響腎功能。
3.3 腎小管的間接損傷 ①使用造影劑后,腎臟血流重新分布,髓質(zhì)相對缺氧,血液流向皮質(zhì),髓袢升支粗段由于對缺氧較敏感而發(fā)生損傷。同時,在造影劑的高滲作用下,腎臟排泄量增加,加重髓質(zhì)負荷,增加需氧量,進一步加重了腎臟的缺血缺氧損傷,引起腎小管上皮細胞死亡[9]。②造影劑還可以增加血液黏稠度,使髓質(zhì)血管中的紅細胞聚集,減低其流速甚至停滯,紅細胞攜氧能力下降,使髓質(zhì)的缺氧損傷進一步加重[10]。
3.4 腎小管阻塞 ①造影劑引起的滲透性利尿增加尿酸鹽和草酸鹽的形成,二者沉積使腎小管發(fā)生堵塞,加重腎小管損傷。②造影劑中的電解質(zhì)含量較多,使Tamm-Horsfall蛋白分泌量增加,腎小管上皮細胞在ROS的作用下壞死、凋落,結(jié)合Tamm-Horsfall蛋白后形成膠狀物,使腎小管堵塞,損害腎功能[11]。
3.5 其他 研究發(fā)現(xiàn),50%經(jīng)皮動脈導管介入治療的患者可在腎臟微血管內(nèi)發(fā)現(xiàn)微膽固醇栓子,急性膽固醇栓塞綜合征的發(fā)生率約為1%。有學者認為,這種急性腎損傷并非造影劑本身直接引起,但與造影過程相關(guān),因此可視為CIN的病理生理過程[10]。也有學者認為,膽固醇栓子應(yīng)與CIN鑒別診斷。②造影劑可使腎臟血管活性物質(zhì)改變,包括一氧化氮、前列腺素、腺苷、多巴胺、內(nèi)皮素、抗利尿激素、血管緊張素Ⅱ等,導致血管收縮,加重腎臟髓質(zhì)缺血[12]。
使用造影劑后,急性腎損傷(Acute kidney injury,AKI)的發(fā)生不僅影響患者預(yù)后,還延長患者的住院時間、增加治療期間的經(jīng)濟負擔,因此,對于AKI的早發(fā)現(xiàn)尤為重要。
4.1 血清肌酐(Serum creatinine,Scr) 由ESUR提出的CIN的診斷標準中,將Scr作為衡量使用造影劑后急性腎損傷的主要指標。Scr也是目前臨床上評價腎功能應(yīng)用最廣泛的化驗指標。但Scr的水平受體重、性別、年齡、肌肉等多種因素影響,且當腎小球濾過率下降超過50%時,Scr才會超過正常值,所以該指標并非是早期診斷CIN的理想指標[13]。
4.2 腎損傷因子(Kidney injury molecule-1,KIM-1) KIM-1是1998年Ichimura等[14]在大鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一種Ⅰ型跨膜糖蛋白,其在正常腎臟組織中表達極少,當腎臟發(fā)生缺血損傷時,該因子在近端腎小管上皮細胞中表達迅速增加。有研究者監(jiān)測了注射造影劑后大鼠的腎臟組織病理改變、腎功能及尿KIM-1濃度,結(jié)果顯示,早期腎功能無明顯異常時腎臟病理已出現(xiàn)損傷,此時尿KIM-1濃度顯著升高[15]。因此,KIM-1可作為造影劑腎病早期診斷的標志物。
4.3 血清胱抑素C (Cys C) Cys C為半胱氨酸蛋白酶抑制劑,目前已有學者指出,Cys C在反映腎小球濾過功能方面較Scr更敏感[16],且其不易受體重、性別、年齡、肌肉等因素的影響。Cys C對于早期診斷及預(yù)測AKI有很高的應(yīng)用價值[17]。
4.4 中性粒細胞明膠酶相關(guān)性載脂蛋白(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL) NGAL是載脂蛋白超家族成員,由1條含178個氨基酸殘基多肽鏈構(gòu)成。NGAL的二聚體在中性粒細胞上表達,作為防御鐵載體的固有免疫系統(tǒng)[18]。在缺血及腎毒性因素導致的急性腎損傷后,NGAL在腎臟的表達增加,該性質(zhì)使NGAL成為急性腎損傷的早期標志物。
Cristina等[19]對458例合并高危因素的患者進行研究,檢測使用造影劑前后2、6、24、48 h的血、尿NGAL水平,結(jié)果表明,6 h內(nèi)血NGAL>179 ng/mL是使用造影劑后1年內(nèi)不良事件發(fā)生的獨立預(yù)警標志物,6 h內(nèi)尿NGAL<20 ng/mL和血NGAL<179 ng/mL是排除AKI的可靠標志物。
4.5 其他 白細胞介素-18、肝臟型脂肪酸結(jié)合蛋白、尿纖維蛋白原、尿酸等指標的變化均對造影劑腎病的診斷有應(yīng)用價值。
Mehran等[20]將PCI后CIN相關(guān)危險因素進行分層及評分(見表1),用于指導高危人群對于CIN的防治。其中,總分≤5分為低危,發(fā)生率為7.5%;總分6~10分為中危,發(fā)生率為14.0%;總分11~15分為高危,發(fā)生率為26.1%;總分≥16分為極高危,發(fā)生率為57.3%。
表1 PCI后CIN相關(guān)危險因素分層及評分
5.1 阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS) OSAHS可引起夜間缺氧、胸腔負壓增加,導致交感神經(jīng)興奮、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、血管內(nèi)皮功能受損、新陳代謝失衡等病理生理改變。此種病理生理改變易引起冠心病患者造影劑腎病的發(fā)生[21-22]。
5.2 超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP) hs-CRP是重要的炎性因子之一,多項研究表明,PCI術(shù)前hs-CRP水平與術(shù)后發(fā)生CIN有一定的相關(guān)性[23-24],因此,hs-CRP是CIN的危險因素。
5.3 血清白蛋白(Serum albumin,SA) 研究顯示,SA是造影劑腎病的獨立預(yù)警標志物。Sani等[25]研究顯示,經(jīng)皮冠狀動脈支架植入術(shù)后發(fā)生AKI者的SA水平較不發(fā)生AKI的患者明顯降低。
另外,也有研究顯示,高脂血癥、敗血癥、腫瘤、器官移植及高尿酸血癥等也是CIN的高危因素,其相關(guān)性仍需大量試驗證實。
6.1 嚴格掌握適應(yīng)證,評估危險因素 在使用造影劑前應(yīng)明確患者有無造影檢查指征,如無明確指征,應(yīng)盡量避免使用造影劑。對于合并高危因素且必須行造影檢查的患者,使用造影劑前應(yīng)盡力糾正或減少危險因素,如:OSAHS的患者在使用造影劑前,應(yīng)予以持續(xù)氣道正壓通氣改善低通氣狀態(tài)[22];口服二甲雙胍者停藥48 h,若使用造影劑后Scr無明顯變化,48 h后重新開始口服[1]等。使用造影劑后24~72 h內(nèi)應(yīng)監(jiān)測腎功。避免短期內(nèi)重復使用造影劑,兩次造影檢查最好間隔3個月以上。
6.2 造影劑的選擇 很多隨機對照試驗證實,低滲造影劑引起的腎毒性發(fā)生率低于高滲造影劑,1993年Barrett等[26]發(fā)表的Meta分析具有里程碑的意義。但等滲造影劑在預(yù)防CIN方面較低滲造影劑是否更有優(yōu)勢,國內(nèi)外的研究結(jié)果不一。
不同造影劑的黏度不同,其黏度受溫度影響,且造影劑的黏度對CIN的發(fā)病率也有一定影響。有研究表明,造影劑從室溫(20 ℃)加熱到37 ℃,黏度下降約50%[27],因此,提高造影劑注入機體時的溫度可降低CIN發(fā)病率,但加熱造影劑以降低CIN發(fā)病率仍需大量研究證實。
6.3 造影劑的用量(Contrast volume,CV) 關(guān)于造影劑的用量,目前廣泛認可的觀點:患者腎小球濾過率不超過60 mL/(min·1.73 m2)時,造影劑的使用劑量應(yīng)控制在100 mL之內(nèi)[28]。目前CV/eGFR預(yù)測CIN發(fā)生已成為近年來研究熱點,CV/eGFR比值可作為CIN發(fā)生的獨立預(yù)測因子,相關(guān)文獻顯示,CV/eGFR<1.0可降低慢性腎功能不全患者PCI術(shù)后CIN的發(fā)病率及改善預(yù)后[29]。
6.4 藥物預(yù)防 目前還沒有被配準用于CIN預(yù)防的藥物,但近年來大量關(guān)于CIN的研究表明,多種藥物對CIN具有預(yù)防作用。
6.4.1 腺苷受體拮抗劑 氨茶堿可阻斷腺苷對腎臟血管的收縮作用,增加腎血流量,對腎小管有一定的保護作用[30]。有研究顯示,冠狀動脈造影前采用氨茶堿200 mg 2次/d口服治療的患者,手術(shù)前后的Scr、GFR比較差異無統(tǒng)計學意義[31]。
6.4.2 他汀類 他汀類藥物在發(fā)揮調(diào)脂作用的同時,具有抗炎、抗氧化、抑制血小板聚集及抑制內(nèi)皮素等作用,薈萃分析(n=2 509)表明,短期大劑量應(yīng)用阿托伐他汀可降低冠狀動脈造影患者術(shù)后CIN的發(fā)生率及血液透析風險[32]。
6.4.3 N-乙酰半胱氨酸(NAC) NAC具有抗氧化及清除自由基的功能,還能與NO結(jié)合形成穩(wěn)定且有效的血管擴張劑而使腎血管擴張,對腎臟有保護作用。薈萃分析(n=3 824)表明,NAC可預(yù)防腎功能受損及造影劑用量<140 mL的PCI術(shù)后患者CIN的發(fā)生[33]。NAC對CIN的預(yù)防作用目前在國內(nèi)外仍存在爭議,最終結(jié)論仍需大量試驗數(shù)據(jù)證明。
6.4.4 普羅布考 普羅布考在臨床上主要用于高膽固醇血癥的治療,在降低血清膽固醇的同時,具有抗氧化及抗動脈粥樣硬化的作用。Wang等[34]對小鼠的試驗表明,普羅布考能夠有效降低CIN的發(fā)生率,其機制可能為普羅布考通過降低腎臟的氧化應(yīng)激,從而加速腎臟功能及病理的恢復。
另外,國內(nèi)外均有研究者致力于鈣通道阻滯劑、多巴胺受體激動劑(非諾多泮)、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)及血管緊張素受體拮抗劑(ARB)、抗壞血酸、烏司他丁、心房鈉尿肽、別嘌呤醇、甘露醇、呋塞米、前列腺素E1等藥物對CIN的預(yù)防作用研究,其最終結(jié)論仍需要大量研究證實。
6.5 水化療法 水化能夠在增加血容量的同時稀釋血管內(nèi)造影劑,增加血管舒張因子合成,使腎臟髓質(zhì)部的缺血缺氧環(huán)境得以改善。①生理鹽水是較常用的水化療法方案。Chien等[35]以小鼠為對象進行研究,在使用釓雙胺造影劑前后12 h,每4 h予實驗組小鼠注射生理鹽水(4 mL/kg)。結(jié)果表明,生理鹽水水化能夠有效阻止CIN的發(fā)生。②碳酸氫鈉水化是近年來新起的水化方案,眾多研究者將碳酸氫鈉水化與生理鹽水水化兩種方案做比較,較多研究者認為,碳酸氫鈉較生理鹽水能夠更有效地預(yù)防CIN的發(fā)生[36-37]。目前水化療法是被廣泛接受的有效干預(yù)CIN發(fā)病率的方法,但心功能不全的患者慎用此治療方法。
6.6 肢體缺血預(yù)處理(LIPC) 使用造影劑前給予肢體反復短暫的缺血再灌注,不會對肢體產(chǎn)生損傷的疊加,反而會激發(fā)機體內(nèi)源性保護機制,增加NO生成,誘導腎臟耐受長時間的缺血,從而預(yù)防CIN的發(fā)生。Er等[38]研究LIPC對CIN的預(yù)防作用,結(jié)果表明,經(jīng)缺血預(yù)處理患者的CIN發(fā)生率明顯降低。
6.7 血液透析 使用造影劑后立即行血液透析,可有效清除體內(nèi)的造影劑,清除率高達60%~90%,但并不能預(yù)防CIN的發(fā)生。ESUR不推薦使用血液透析預(yù)防CIN[1]。血液透析的高風險、高費用使得在臨床上較少用于CIN的預(yù)防與治療。但Rey等[39]報道,針對高危人群,使用造影劑后血液透析可作為有效的防治措施。
CIN大多屬于亞臨床型,多數(shù)無少尿等臨床表現(xiàn)。有報道,大部分造影劑所致AKI是一過性的,3個月內(nèi)多數(shù)可恢復到基線水平,但18.6%的患者依然存在持續(xù)性腎臟損害(冠脈造影術(shù)后3個月時eGFR比基線下降25%)[40]。McDonald等[41]證實,對于AKI相關(guān)的預(yù)后不良患者,靜脈使用造影劑并不是獨立的危險因素。
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Research progress of contrast-induced nephropathy
SUN Yue,MA Shu-mei*
(Department of Cardiology,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China)
Contrast-induced nephropathy (CIN) is a common complication during the contrast use in clinic,which not only affects patients′ renal function and prognosis,but also lengthens the hospital stay and increases the financial burden.Hence,CIN has gradually gained the attention of doctors. In this paper,research progress of CIN was reviewed.
Contrast-induced nephropathy;Acute kidney injury;Pathogenesis;Risk factors;Prevention and treatment measures
2016-10-15
中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院第一心血管內(nèi)科,沈陽 110004
*通信作者
10.14053/j.cnki.ppcr.201708025