尿NAG活性在围体外循环期的动态变化及其临床意义
【摘要】 目的 探讨尿NAG活性在围体外循环期的动态变化及临床意义。方法 选取32例术前肾功能正常且无肾脏疾病、无高血压、无动脉粥样硬化及无糖尿病的行心内直视术的患者为实验组，平均年龄为19.62±18.85(2～60)岁。选取非体外循环开胸手术患者7例为非体外循环对照组，平均年龄为12.33±9.07(6～22)岁。实验组患者在术前、CPB停机时、术毕、术后3h及术后24h检测血BUN、Cr及尿NAG、Cr，并计算尿NAG活性及内生肌酐清除率;非CPB对照组则于手术前、术后3h及术后24h分别检测上述指标。对尿NAG/Cr与血Cr进行直线相关回归分析。结果 (1)NAG/Cr与血Cr呈正相关，且较后者提前到达峰值;(2)实验组术后3h及术后24h NAG/Cr明显高于非CPB对照组(10.85±15.90vs4.37±3.53以及5.91±3.24vs2.21±1.15)，实验组肾损害发生率为43.75%，非CPB对照组发生率为13.33%;(3)各时点实验组与对照组内生肌酐清除率无明显差异。结论 (1)尿NAG/Cr可作为肾小管功能受损早期诊断的灵敏而特异的指标;(2)体外循环可给术后肾功能造成损害，且以肾小管功能受损为主。
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关键词 体外循环 肾小管功能 NAG活性
【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2004)08-0679-03
Urine NAG activities and variation of peri-CPB
and its clinical value
Chen Tao，Pan Tiecheng，Li Jun，et al.
Dept.of Thoracosurgery of Tong-Ji Hospital Affiliated to Tong-ji Medical College
of Contral China Science and technology University，430030.
, 百拇医药
【Abstract】 Objective Assessment on the clinical value of urinary NAG activity in detecting early renal inˉjuries after extracoporeal circulation.Methods 32patients undergoing cardiac surgery by cardiopulmonary bypass with normal preoperative renal function as well as no history of kidney diseases，hypertention ，athrosclerosis and diaˉbetes mellitus are included in our CPB study group，their average age is19.62±18.85Y(range0.67to60Y);while7patients accepted thoracic surgery without CPB are included in our control group，with the average age of12.33±9.07Y(range6to22Y).Blood BUN，Cr and urine NAG，Cr are examined in CPBgroup during preoperation，CPB for30minutes，end of CPB，end of operation，3hours after operation and24hours after operation，and NAG activities and Cr clearances are calculated at the same time;while in control group the above indicationsare measured during preopˉeration，3hours as well as24hours after operation.Linear correlation and regression are used to determine the relationˉships between urine NAG/Cr vs serum Cr.Results (1)urine NAG/Cr vs serum Cr is of positive correlation with the linear correlation coefficient being0.708，and peak values are reached earlier in urine NAG/Cr than in serum Cr;(2)Urine NAG/Cr values are significantly higher in CPB group than in control group during3hours and24hourspostopˉeratively(10.85±15.90vs4.37±3.53，P<0.05，and5.91±3.24vs2.21±1.15，P<0.05)，while Cr clearence are showing no difference both in and between the two groups perioperatively.Conclusion (1)Urine NAG/Cr could be used as a sensitive and specific indications for detecting early renal dysfunction in patients accepted extraˉcorporeal circulation;(2)CPB may cause renal injury，mainly on tubular function.
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Key words cardiopulmonary bypass renal tubular function NAG activity
体外循环是一个复杂的病理过程，围体外循环期的多种因素可能造成肾功能损害，而一旦发展为急性肾功能衰竭(发生率为1.6%～7.7%)则死亡率高达50%左右，故对肾损害的预防及早期诊治显得尤为重要，本研究的目的在于检测围体外循环期尿NAG活性的变化规律并探讨其对肾功能早期损害的诊断价值。
1 资料与方法
1.1 病人及分组 选取术前肾功能正常且无肾脏疾病、高血压、动脉粥样硬化及糖尿病病史的32例接受CPB心内直视术的患者为实验组，其中男20例，女12例;平均年龄为19.62±18.65(2～60)岁;其中包括ASD修补术3例，VSD修补术8例，VSD+ASD修补术1例，TOF根治术10例，AVR2例，MVR6例，DVR2例。选取术前肾功能正常且无肾脏疾病、高血压、动脉粥样硬化及糖尿病史的7例接受非体外循环开胸手术的患者作为非CPB对照组，其中男5例，女2例;平均为12.33±9.07(4～22)岁;包括PDA结扎6例，心包囊肿切除术1例。
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1.2 麻醉及CPB 实验组患者均采用静吸复合全身麻醉。术中应用美国SARNS9000型人工心肺机和西京90型微泡鼓泡式氧合器或美国MAXIMADLUS3380中空纤维膜肺。术中采用冷晶体或4:1冷血停搏液心肌保护，中度血液稀释，全身中低温体外循环，平均CPB时间为106.03±39.17(49～195)min，平均灌注压为(52.03±7.81)mmHg(36～65)mmHg。非CPB对照组患者均在全麻下进行开胸手术。
1.3 标本的采集和处理 实验组患者在术前、CPB30min、停机时、术毕、术后3h、术后24h等时点采取新鲜血及尿液标本;非CPB对照组于术前、术后3h及术后24h取血、尿标本。血BUN及Cr标本当时送检;剩余者将血清及尿液置于-20℃冰箱保存，所有标本收齐后统一测定尿NAG、尿Cr。
1.4 指标及检测方法 所需试剂均由上海德波生物制品公司提供。
常规测定血尿素氮及血、尿肌酐。生化比色法测定尿NAG。计算NAG活性及内生肌酐清除率。其中NAG活性即NAG/Cr比值，该值>5.48U/mmol Cr时判定有肾损害。
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1.5 统计学方法 (1)对术前、术后3h及术后24h实验组与对照组的血BUN、Cr及尿NAG/Cr和内生肌酐清除率进行t检验;(2)对尿NAG/Cr与血Cr进行直线相关回归分析;(3)所有组值均以ˉx±s表示，P<0.05为差异有显著性。
2 结果
围术期血BUN、Cr在转机后开始逐渐升高，至术后3h达到峰值，24h左右恢复至术前水平，内生肌酐清除率则与前两者相反，而尿NAG/Cr在转机后逐渐升高，手术结束时到达峰值，24h后仍高于术前(表1)。另外尿NAG/Cr与血Cr成正相关，相关系数为0.708。
表1 围术期肾小管功能指标的变化 (略)
实验组肾(小管)功能损害发生率43.25%(14/32)，而非CPB对照组发生肾(小管)功能损害为13.33%(1/7)。CPB实验组与非CPB对照组比较，术前NAG/Cr水平差异无显著性，术后3h及术后24h则有明显差异(图1)。
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实验组与对照组的组间及各组内围术期肌酐清除率均无明显差异(图2)。
图1 略
图2 略
3 讨论
体外循环术后肾功能损伤是最常见的术后并发症之一 [1]，且一旦发展为ARF，则死亡率高达50%左右，故对术后肾损害的早期诊断与防治就显得尤为重要。目前较常用的肾功能指标是血肌酐，一般认为术后24h血肌酐>1.5mg/dl(130μmol/dl) [2] 或超过术前水平达25% [3] 即可判定为有肾功能损伤;若血肌酐>2.5ng/dl，则可诊断为ARF [4] ，但血肌酐的测值容易受到血液中许多非肌酐物质如葡萄糖、酮体、丙酮酸、VitC等的干扰，另外也不够敏感。N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)是一种高分子量的溶酶体水解酶，广泛存在于各种脏器内，但以肾脏含量最高，以肾近曲小管上皮细胞含量特别丰富。由于其分子量多，正常情况下，血清中NAG不能透过肾小球滤过膜，尿中NAG主要来源于近曲小管的溶酶体。各种缺血或毒素引起的肾小管坏死，肾小管间质损害等均可出现尿NAG明显升高，已有不少实验证明，NAG是检测肾小管缺血、坏死的一个很灵敏且特异性较强的指标 [5，6] 。本研究中NAG/Cr与血Cr呈正相关(相关系数为0.708)，并较后者提前到达峰值，且24h后仍高于术前水平，显示较后者更为灵敏。
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另外，近来不少学者认为，随着现代CPB技术的改进和发展，CPB在术后ARF机制中的地位并不重要 [2] ，甚至认为CPB即使造成了轻度的肾功能损害，也不足以影响肾功能的常规指标 [7，8] 。但本文中CPB实验组与非CPB对照组比较，术前NAG/Cr水平差异无显著性，术前与术后24h比较则有明显差异，而上述两组间的内生肌酐清除率则差异无显著性。证明CPB可对患者的肾小管功能产生不利的影响。这一结果也与Raimondo等的研究结果相吻合。我们认为，在体外循环过程中红细胞破坏所产生的血红蛋白堵塞肾小管、术中收缩肾血管及肾毒性药物的使用，以及长时间肾灌流不足等原因，可导致肾功能尤其是肾小管功能的损害 [1] 。
4 结论
尿NAG/Cr可为肾小管及肾小球功能受损早期诊断的灵敏而特异的指标。体外循环可给术后肾功能造成损害，且以肾小管功能受损为主。
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参考文献
1 徐宏耀，吴信.心脏外科监护.北京:人民军医出版社，2001，168-171.
2 Giorgio I，Paolo M，Agostino P，et al.Acute renal failure in the Patients undergoing cardiac operation.J of Thorac and Cardiovasc Surg，1994，1489-1495.
3 段大为，杨景学.婴幼儿体外循环的特殊性.中华胸心血管外科 杂志，2001，17(3):185-186.
4 Michae LH，Uwe M，Simon PH，et al.Cardiac Surgery in Patients With End-Stage Renal Disease:10-Year Experience.Ann Thorac Surg，2000，69:96-101.
, 百拇医药
5 Raimondo A，Clinto TL，Malcom JU，et al.On-pump Versus Off-pump Coronary Revascularization:Evaluation of Renal Function.Ann Thorac Surg，1999，68:493-498.
6 叶任高，许韩师.尿溶菌酶和N-乙酰β-氨基葡萄糖苷酶测定对肾小管—间质病变的诊断价值.中国实用内科杂志，1999，19(4):198-199.
7 V.Mazzarella，M Taccont Gallucci，C Tozzo，et al.J Thorac Cardiovasc Surg，1992，104:1625-1627.
8 Gerald SW，Parinam SR，George V，et al.Serial Changes in Renal Funcˉtion in Cardiac Surgical Patients.Ann Thorac Surg，1989，48:72-76.
作者单位:430030华中科技大学同济医学院附属同济医院胸心外科
(编辑 秋实), http://www.100md.com
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关键词 体外循环 肾小管功能 NAG活性
【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2004)08-0679-03
Urine NAG activities and variation of peri-CPB
and its clinical value
Chen Tao，Pan Tiecheng，Li Jun，et al.
Dept.of Thoracosurgery of Tong-Ji Hospital Affiliated to Tong-ji Medical College
of Contral China Science and technology University，430030.
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【Abstract】 Objective Assessment on the clinical value of urinary NAG activity in detecting early renal inˉjuries after extracoporeal circulation.Methods 32patients undergoing cardiac surgery by cardiopulmonary bypass with normal preoperative renal function as well as no history of kidney diseases，hypertention ，athrosclerosis and diaˉbetes mellitus are included in our CPB study group，their average age is19.62±18.85Y(range0.67to60Y);while7patients accepted thoracic surgery without CPB are included in our control group，with the average age of12.33±9.07Y(range6to22Y).Blood BUN，Cr and urine NAG，Cr are examined in CPBgroup during preoperation，CPB for30minutes，end of CPB，end of operation，3hours after operation and24hours after operation，and NAG activities and Cr clearances are calculated at the same time;while in control group the above indicationsare measured during preopˉeration，3hours as well as24hours after operation.Linear correlation and regression are used to determine the relationˉships between urine NAG/Cr vs serum Cr.Results (1)urine NAG/Cr vs serum Cr is of positive correlation with the linear correlation coefficient being0.708，and peak values are reached earlier in urine NAG/Cr than in serum Cr;(2)Urine NAG/Cr values are significantly higher in CPB group than in control group during3hours and24hourspostopˉeratively(10.85±15.90vs4.37±3.53，P<0.05，and5.91±3.24vs2.21±1.15，P<0.05)，while Cr clearence are showing no difference both in and between the two groups perioperatively.Conclusion (1)Urine NAG/Cr could be used as a sensitive and specific indications for detecting early renal dysfunction in patients accepted extraˉcorporeal circulation;(2)CPB may cause renal injury，mainly on tubular function.
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Key words cardiopulmonary bypass renal tubular function NAG activity
体外循环是一个复杂的病理过程，围体外循环期的多种因素可能造成肾功能损害，而一旦发展为急性肾功能衰竭(发生率为1.6%～7.7%)则死亡率高达50%左右，故对肾损害的预防及早期诊治显得尤为重要，本研究的目的在于检测围体外循环期尿NAG活性的变化规律并探讨其对肾功能早期损害的诊断价值。
1 资料与方法
1.1 病人及分组 选取术前肾功能正常且无肾脏疾病、高血压、动脉粥样硬化及糖尿病病史的32例接受CPB心内直视术的患者为实验组，其中男20例，女12例;平均年龄为19.62±18.65(2～60)岁;其中包括ASD修补术3例，VSD修补术8例，VSD+ASD修补术1例，TOF根治术10例，AVR2例，MVR6例，DVR2例。选取术前肾功能正常且无肾脏疾病、高血压、动脉粥样硬化及糖尿病史的7例接受非体外循环开胸手术的患者作为非CPB对照组，其中男5例，女2例;平均为12.33±9.07(4～22)岁;包括PDA结扎6例，心包囊肿切除术1例。
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1.2 麻醉及CPB 实验组患者均采用静吸复合全身麻醉。术中应用美国SARNS9000型人工心肺机和西京90型微泡鼓泡式氧合器或美国MAXIMADLUS3380中空纤维膜肺。术中采用冷晶体或4:1冷血停搏液心肌保护，中度血液稀释，全身中低温体外循环，平均CPB时间为106.03±39.17(49～195)min，平均灌注压为(52.03±7.81)mmHg(36～65)mmHg。非CPB对照组患者均在全麻下进行开胸手术。
1.3 标本的采集和处理 实验组患者在术前、CPB30min、停机时、术毕、术后3h、术后24h等时点采取新鲜血及尿液标本;非CPB对照组于术前、术后3h及术后24h取血、尿标本。血BUN及Cr标本当时送检;剩余者将血清及尿液置于-20℃冰箱保存，所有标本收齐后统一测定尿NAG、尿Cr。
1.4 指标及检测方法 所需试剂均由上海德波生物制品公司提供。
常规测定血尿素氮及血、尿肌酐。生化比色法测定尿NAG。计算NAG活性及内生肌酐清除率。其中NAG活性即NAG/Cr比值，该值>5.48U/mmol Cr时判定有肾损害。
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1.5 统计学方法 (1)对术前、术后3h及术后24h实验组与对照组的血BUN、Cr及尿NAG/Cr和内生肌酐清除率进行t检验;(2)对尿NAG/Cr与血Cr进行直线相关回归分析;(3)所有组值均以ˉx±s表示，P<0.05为差异有显著性。
2 结果
围术期血BUN、Cr在转机后开始逐渐升高，至术后3h达到峰值，24h左右恢复至术前水平，内生肌酐清除率则与前两者相反，而尿NAG/Cr在转机后逐渐升高，手术结束时到达峰值，24h后仍高于术前(表1)。另外尿NAG/Cr与血Cr成正相关，相关系数为0.708。
表1 围术期肾小管功能指标的变化 (略)
实验组肾(小管)功能损害发生率43.25%(14/32)，而非CPB对照组发生肾(小管)功能损害为13.33%(1/7)。CPB实验组与非CPB对照组比较，术前NAG/Cr水平差异无显著性，术后3h及术后24h则有明显差异(图1)。
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实验组与对照组的组间及各组内围术期肌酐清除率均无明显差异(图2)。
图1 略
图2 略
3 讨论
体外循环术后肾功能损伤是最常见的术后并发症之一 [1]，且一旦发展为ARF，则死亡率高达50%左右，故对术后肾损害的早期诊断与防治就显得尤为重要。目前较常用的肾功能指标是血肌酐，一般认为术后24h血肌酐>1.5mg/dl(130μmol/dl) [2] 或超过术前水平达25% [3] 即可判定为有肾功能损伤;若血肌酐>2.5ng/dl，则可诊断为ARF [4] ，但血肌酐的测值容易受到血液中许多非肌酐物质如葡萄糖、酮体、丙酮酸、VitC等的干扰，另外也不够敏感。N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)是一种高分子量的溶酶体水解酶，广泛存在于各种脏器内，但以肾脏含量最高，以肾近曲小管上皮细胞含量特别丰富。由于其分子量多，正常情况下，血清中NAG不能透过肾小球滤过膜，尿中NAG主要来源于近曲小管的溶酶体。各种缺血或毒素引起的肾小管坏死，肾小管间质损害等均可出现尿NAG明显升高，已有不少实验证明，NAG是检测肾小管缺血、坏死的一个很灵敏且特异性较强的指标 [5，6] 。本研究中NAG/Cr与血Cr呈正相关(相关系数为0.708)，并较后者提前到达峰值，且24h后仍高于术前水平，显示较后者更为灵敏。
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另外，近来不少学者认为，随着现代CPB技术的改进和发展，CPB在术后ARF机制中的地位并不重要 [2] ，甚至认为CPB即使造成了轻度的肾功能损害，也不足以影响肾功能的常规指标 [7，8] 。但本文中CPB实验组与非CPB对照组比较，术前NAG/Cr水平差异无显著性，术前与术后24h比较则有明显差异，而上述两组间的内生肌酐清除率则差异无显著性。证明CPB可对患者的肾小管功能产生不利的影响。这一结果也与Raimondo等的研究结果相吻合。我们认为，在体外循环过程中红细胞破坏所产生的血红蛋白堵塞肾小管、术中收缩肾血管及肾毒性药物的使用，以及长时间肾灌流不足等原因，可导致肾功能尤其是肾小管功能的损害 [1] 。
4 结论
尿NAG/Cr可为肾小管及肾小球功能受损早期诊断的灵敏而特异的指标。体外循环可给术后肾功能造成损害，且以肾小管功能受损为主。
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参考文献
1 徐宏耀，吴信.心脏外科监护.北京:人民军医出版社，2001，168-171.
2 Giorgio I，Paolo M，Agostino P，et al.Acute renal failure in the Patients undergoing cardiac operation.J of Thorac and Cardiovasc Surg，1994，1489-1495.
3 段大为，杨景学.婴幼儿体外循环的特殊性.中华胸心血管外科 杂志，2001，17(3):185-186.
4 Michae LH，Uwe M，Simon PH，et al.Cardiac Surgery in Patients With End-Stage Renal Disease:10-Year Experience.Ann Thorac Surg，2000，69:96-101.
, 百拇医药
5 Raimondo A，Clinto TL，Malcom JU，et al.On-pump Versus Off-pump Coronary Revascularization:Evaluation of Renal Function.Ann Thorac Surg，1999，68:493-498.
6 叶任高，许韩师.尿溶菌酶和N-乙酰β-氨基葡萄糖苷酶测定对肾小管—间质病变的诊断价值.中国实用内科杂志，1999，19(4):198-199.
7 V.Mazzarella，M Taccont Gallucci，C Tozzo，et al.J Thorac Cardiovasc Surg，1992，104:1625-1627.
8 Gerald SW，Parinam SR，George V，et al.Serial Changes in Renal Funcˉtion in Cardiac Surgical Patients.Ann Thorac Surg，1989，48:72-76.
作者单位:430030华中科技大学同济医学院附属同济医院胸心外科
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