趙 鑫 鄭萍萍 肖 融 程盛榮 李雪艷 鄧大同
造影劑急性腎損傷(CI-AKI)是指在血管內注射造影劑48~72 h內,因造影劑使用引起的急性腎功能損傷,表現(xiàn)為血清肌酐(Scr)水平較術前基礎水平升高25%或者絕對值增加0.5 mg/dL(44.2 μmol/L),并排除其他腎臟損害的因素,視為有診斷意義[1]。本文對CI-AKI研究進行綜述。
造影劑腎病的發(fā)病機制復雜多樣,至今仍不清楚。
1.1 腎臟血管的收縮和缺血 造影劑作用機體后引起機體內皮素、腺苷和血栓素A2等血管收縮物質的合成增加和血管舒張物質:一氧化氮(NO)的合成減少,引起腎血管的收縮增強,導致腎小管的缺血壞死[2]。低滲性造影劑較等滲造影劑更傾向于造成腎血管的收縮[3]。另有實驗研究表明,造影劑的滲透性和其粘度呈負相關,低滲的造影劑具有較高的粘度,高粘度的造影劑會增加血漿的粘度;由于腎髓質血管的直徑較小,高粘度的血漿會導致髓質的血液低灌注和腎小管的堵塞,造成腎小管的損傷[2]。
1.2 氧化應激反應 實驗研究表明造影劑引起腎臟缺氧,使腎臟內氧化還原反應失衡,進而造成體內的活性氧(ROS)的生成增加[4]。ROS可以直接損傷機體的DNA和蛋白質。ROS誘導內皮素、腺苷和血栓素A2的合成增加和一氧化氮(NO)的合成減少,造成腎血管的舒張性降低和收縮性增強,導致腎臟的血流量的下降,造成腎臟缺血、缺氧[5]。
1.3 炎癥反應 造影劑作用機體后會增加線粒體ROS產生量,造成DNA氧化損傷,觸發(fā)含蛋白3的嘧啶結構域(NLRP3)炎癥小體[6]生產增多;NLRP3炎癥小體的增加誘發(fā)機體半光天冬氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)生成增加,Caspase-1具有促炎作用,并且分解成白介素1β(IL-1β)和白介素18(IL-18),促進炎癥的發(fā)生[7]。并有研究表明S100A8/A9-TLR4-NLRP3炎癥小體通路是CIAKI的發(fā)病機制之一[8]。
1.4 腎小管的毒性損傷 造影劑對于血管內皮細胞的直接毒性損傷是使其空泡化。造影劑對腎小管的毒性損傷包括細胞凋亡,膜蛋白配制,細胞內鈣離子增多,ROS造成的DNA斷裂,細胞間鏈接的丟失,細胞增殖紊亂和線粒體功能障礙[9]。
1.5 腎小管上皮細胞的焦亡 細胞焦亡(Pyroptosis)是一種伴隨著炎癥反應的細胞程序性死亡方式。雖然屬于細胞程序性死亡,但是卻由炎性半胱氨酸蛋白酶介導。研究發(fā)現(xiàn)[10]上皮焦亡在造影劑誘導的急性腎損傷中起到巨大的作用,并且表明上皮炎癥半胱天冬酶(Caspase-11)是急性腎損傷的重要治療靶點。
1.6 血流動力學的改變 患者使用造影劑后,腎血管最初擴張,血流量增加,隨后血管保持長期收縮狀態(tài)。相反,腎外血管最初收縮,血流量減少,隨后血管舒張延長。腎血管和腎外血管相反的作用導致腎血管阻力升高、腎血流量減少和腎小球濾過率 (GFR) 降低和腎臟局部缺血[11]。
腎功能不全是造影劑后急性腎損傷最重要的患者自身風險因素。還有其他臨床危險因素,如老年、女性、低BMI(身體質量指數:BMI=kg/m2)、吸煙、糖尿病、高血壓、高造影劑劑量、基礎腎臟疾病、心肌梗死、心功能不足、惡性腫瘤、代謝風險因素、炎癥、貧血、出血[12]。
3.1 中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白 中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白(NGAL)是脂鈣蛋白的一種,在受損腎小管中高度表達,可在尿液中快速檢測到。NGAL含量在血管造影后6~12 h顯著上升,在預測CI-AKI方面,具有良好的精確度和敏感度[13]。
3.2 血清半胱氨酸蛋白酶抑制劑C 當患者發(fā)生CI-AKI后,由于腎血流的降低,導致腎小球功能異常,濾過率下降,患者血液中的胱抑素C濃度就會升高[14]。
3.3 其他 其他用作早期預測CI-AKI的標志物還包括N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、白細胞介素-18(IL-18)、超敏C反應蛋白、抗凝血酶Ⅲ等。但是其預測價值都有待實驗研究和探討。
由于臨床上對CI-AKI沒有效果明顯的治療方案和手段,所以多采用預防手段降低CI-AKI的發(fā)生率。主要包括水化治療和藥物預防兩方面。
4.1 水化 水化是預防CI-AKI最簡單也是最重要的措施。機制是通過增加血流量來加快造影劑的排泄,降低其對腎小管的毒害作用。碳酸氫鈉水化、生理鹽水水化和碳酸氫鈉聯(lián)合生理鹽水水化是臨床常用的水化治療方式。臨床實踐表明[15-16]生理鹽水的水化治療是針對冠狀動脈介入手術后CI-AKI預防的理性方案。
4.2 尼可地爾 尼可地爾是一種三磷酸腺苷敏感性鉀通道(K-ATP通道)開放劑和NO供體,并且可以抑制細胞內鈣離子的游離。K-ATP通道的開放可以擴張冠狀動脈血管和增強心肌收縮力,增加器官血流量和供氧量,同時K-ATP 通道的開放可以減少線粒體中ROS的積累進而減輕腎臟的缺血損傷;尼可地爾作為NO供體可以通過誘導血管舒張物質NO的合成,增加腎小管的血流量,保護腎臟免于使用造影劑后缺血性損傷[17-18]。
4.3 他汀類藥物 大劑量使用他汀類藥物是當前預防CI-AKI的首選治療之一。蘇曉樂等[19]研究他汀類藥物發(fā)現(xiàn)阿托伐他汀可以減輕內質網應激,進而保護腎臟,減輕造影劑對腎臟的損害。術前應用瑞舒伐他汀可以顯著降低慢性腎病和糖尿病高危患者的CI-AKI的發(fā)生率[20]。
CI-AKI的發(fā)病機制目前仍不清楚,早期檢測指標不完善。由于機制不明等因素,造影劑腎病至今沒有有效的治療方法,主要以預防為主,藥物治療為輔。期待未來CI-AKI的病理病生機制的完善和治療機制的健全。