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第二章 急性肾损伤诊断标准的建立与演变
一、概述
急性肾损伤(AKI)的定义是由急性肾衰竭(acute renal failure,ARF)演变而来的。18世纪前,关于急性肾脏功能障碍或损伤的文献报道几乎是不存在的。而自18世纪到2004年期间,医学界描述急性肾脏功能障碍或损伤通常是应用ARF这一概念。由于业界对ARF的临床定义或诊断标准一直缺乏共识,直接导致了多种诊断标准并存,最终造成文献中ARF的发病率和病死率差异巨大。传统ARF缺乏统一的诊断标准,强调对肾功能减退到一定程度之后的认识和治疗,不特别强调肾功能减退过程中的问题及其处理,不利于对病情的早期识别和干预。鉴于对ARF概念认识的不足,全世界先后成立了多个重症肾病医学组织,致力于建立ARF统一的诊断标准和早期防治;同时临床进一步认识到,肾功能的急性下降通常发生于引起肾脏功能或结构变化的损伤之后,基于这些理由,急性透析质量倡议(Acute Dialysis Quality Initiative,ADQI)工作组于2004年提出了一个新的医学术语——急性肾损伤,以取代ARF这个传统的医学名词。相对于ARF,AKI定义的范围更为广泛,包含了不同严重程度的急性肾损伤,当然也包含了传统的ARF。自此,AKI逐步成为了目前的主流概念。
二、急性肾损伤诊断与分级标准的建立
ARF是临床上常见的急性脏器功能障碍,可导致生存率下降,并加速潜在慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的进展,甚至可导致新发的慢性肾脏病。2004前,ARF的诊断标准及定义多达300余种。依据这些定义,重症医学科中ARF的发生率为1%~25%,病死率为15%~60%。由于不同的诊断标准使得ARF的预防和治疗试验缺乏可比性,因此,建立统一的AKI诊断和分级标准势在必行。这个标准必须具备以下特点:①建立在标准上的不同研究之间具有可比性;②该分级标准能够预测AKI患者的预后;③能够为患者接受透析或非透析治疗提供依据。这就需要在临床上找到一个反映AKI严重程度的标志物,该标志物最好具备如下特点:①唯肾脏独有;②能反映肾脏损伤的严重程度和预后;③临床易于监测。绝大多数ARF的诊断标准中包含了血肌酐或/和尿量标准。
(一)尿量
以尿量作为AKI的标志物具有一定的优点:①尿量仅通过肾脏产生;②尿量的变化常出现在其他的生化标志物(尿素氮和肌酐)发生明显变化之前;③无尿意味着肾小球滤过功能停止。但其缺点也非常明显:定义AKI缺乏敏感性。肾功能异常时尿量可以正常,肾前型AKI几乎都表现为少尿(<400ml/d),肾型和肾后型AKI可以表现为无尿到多尿,一些急性肾小管坏死患者可在24~48小时内发展为严重少尿(<100ml/d)。因此,仅以尿量来反映AKI的严重程度是不恰当的。
(二)血肌酐
血肌酐(serum creatinine,Scr)来自外源性和内源性两种,外源性肌酐是肉类食物在体内代谢后的产物;内源性肌酐是体内肌肉组织代谢的产物。正常情况下,肌酐的生成比较恒定。既往研究中,以Scr来定义AKI最为常见。以Scr定义AKI具有较多的优点,所有保留在体内的内源性小分子溶质中,肌酐具有肾小球滤过标志物的理想特征:①肌酐只经肾脏排泄;②肌酐易于监测;③肌酐的高低与AKI的预后有关;④多数研究认为,肌酐/菊糖的清除比较为稳定,菊糖清除率可以较真实地反映肾小球滤过率(GFR)。
以Scr定义AKI也存在一些缺点:①AKI患者的Scr水平很少处于稳定水平:②肌酐存在着肾小管反流现象;③肾小管分泌肌酐的能力随着肾功能的变化而变化;④Scr水平与肌酐的产生和分布容积有关;⑤肌肉创伤、发热、制动和高龄均影响肌酐的代谢。总之,AKI患者的血肌酐水平处于非稳定状态时,血肌酐不能精确反映患者的GFR。当肾功能持续恶化时,Scr低估了AKI的严重程度(GFR降低时,肾小管分泌肌酐的能力增强了);当肾功能逐渐恢复时,Scr又低估了AKI的恢复程度。此外,实验室测量血肌酐方法的差异也会影响Scr的结果及不同研究结果之间的比较。血肌酐测量的影响因素见表2-1。
表2-1 血肌酐测量的影响因素
(三)RIFLE标准的建立
尽管Scr和单位时间内的尿量难以准确反映GFR,但是临床计算精确的GFR很少有必要。而肾脏功能是否处于稳定状态,或者是变好或变坏了,却很重要,单独监测Scr通常可以达到此目的:血肌酐从基线开始的变化率能较好地反映GFR的变化。基于此,ADQI于2004年推出了统一的AKI诊断与分级标准:RIFLE标准。RIFLE标准以Scr或GFR较基线值的动态变化和/或尿量为标准将AKI由轻到重依次分为危险(Risk,R)、损伤(Injury,I)和衰竭(Failure,F)三个级别,同时将AKI患者肾脏功能的转归分为肾功能丧失(loss of renal function,L)和终末期肾病(end-stage kidney disease,E)两个级别,按照英文首字母的顺序合称为RIFLE标准。具体分级标准见表2-2。
表2-2 RIFLE标准
自从2004年RIFLE标准出现以后,在急性肾脏功能障碍的概念范畴内,AKI逐步取代了ARF,RIFLE标准也成为了AKI当时的主流诊断标准。与ARF相比较,AKI更可体现疾病的整个进程:从微小的肾功能改变到需要肾脏替代治疗(renal replacement therapy,RRT)的严重肾衰竭都可在AKI概念中得到体现。
RIFLE使用了两项诊断标准:①Scr或GFR较基线值的上升程度;②单位时间内的尿量。满足这两项标准中的任何一条即可诊断为AKI。危险(R)、损伤(I)和衰竭(F)是AKI严重程度的3个分级诊断标准;肾功能丧失(L)和终末期肾病(E)是判断AKI患者肾脏预后的2个分级诊断标准。如果AKI患者肾功能丧失超过4周即可诊断为“肾功能丧失”,如果“肾功能丧失”超过3个月即可诊断为ESKD。自2004年RIFLE标准发布至2010年,全球已有超过55万人使用了RIFLE标准,引用RIFLE标准的原始文献超过17万篇,已达到了对AKI诊断标准化的目的。
三、急性肾损伤诊断与分级标准的演变
(一)AKIN标准
AKIN标准是2005年急性肾损伤网络(acute kidney injury network,AKIN)在RIFLE分级诊断标准基础上制定了新的AKI共识。AKIN共识仍然使用RIFLE分级的诊断标准,但只保留前3个急性病变期,分别对应于RIFLE标准的危险期、损伤期和衰竭期。
随着RIFLE标准的广泛使用,其缺陷也逐渐暴露并引起人们的关注:RIFLE标准忽视了Scr和尿量的轻微改变,然而近年来越来越多的研究发现,即使是轻微的Scr变化(在基线值的基础上上升0.3~0.4mg/dl)对AKI患者预后也有极大的影响。基于此,2005年9月AKIN专家组在阿姆斯特丹召开会议对RIFLE标准进行了讨论和修正,并于2007年发布了新的AKI诊断与分级标准(AKIN标准)。根据AKIN标准,将AKI定义为:不超过三个月的肾脏功能或结构方面的异常,包括血、尿、组织检测或影像学方面的肾损伤标志物的异常。其诊断要点为:肾功能突然减退,在48小时内Scr升高绝对值≥26.4μmol/L(0.3mg/dl);或Scr较基线升高≥50%(增加至基线值的1.5倍);或尿量<0.5ml/(kg·h)持续时间超过6小时。具体分级标准见表2-3。
表2-3 AK IN标准
与RIFLE标准相比较,AKIN标准做了5个方面的修改:①保留了RIFLE诊断标准的3个急性期变化,但取消了R、I和F分期名称,改为数字分期,1级、2级和3级基本对应于RIFLE的R、I和F期;②取消了GFR变化标准,单纯采用Scr标准;③在AKI 1级诊断标准中增加了Scr绝对值升高≥0.3mg/dl(26.4μmol/L),Scr变化值更小,可能提高了诊断的敏感性;④将所有接受肾脏替代治疗(RRT)的患者划分为AKI 3级,相当于RIFLE标准的衰竭期(F);⑤取消了RIFLE标准中判断肾脏预后的两个分期(L期和E期)。
AKIN标准将AKI诊断时限限制在48小时以内,强调了Scr的动态变化,可能会带来以下好处:①排除了肾功能长期缓慢改变带来的误诊;②采用Scr绝对值变化作为诊断标准,Scr变化值更小,同时避免了基线值无法确定所带来的诊断困难,为临床上AKI的早期诊断和干预提供了可能性;③对造成Scr和尿量短期急剧改变的“可逆性”病因,如容量不足或尿路梗阻,提供了充足的复苏和纠正时间,有助于提供更准确的诊断。
(二)KDIGO标准
2011年12月改善全球肾脏病预后(Kidney Disease Improving Global Outcomes,KDIGO)组织制定了AKI的指南初稿,对AKI的定义、分期诊治制定了一系列的推荐和建议意见。2012年3月,经过多次修改后,KDIGO急性肾损伤指南最终版在 Kidney International杂志发表,是迄今最新的、关于AKI诊治与预防的指南。
在KDIGO指南中,AKI被定义为“肾功能的急剧下降”,它包括但并不限于ARF。AKI是一个由各种不同病因引起的、广泛的临床综合征,包括特定的肾脏疾病(如急性间质性肾炎、急性肾小球肾炎和血管炎性肾脏疾病)、非特定的条件(如缺血、毒性损伤)以及肾外病变(如肾前性氮质血症和急性肾后梗阻性肾病)。以上这些条件可以共存于同一患者,即AKI可以同时存在由肾前、肾脏和肾后因素所致的肾脏结构和急性肾功能的改变。即使是轻微可逆的AKI也有严重的临床后果,包括死亡风险的增加。因此,AKI可以被认为类似于急性肺损伤或急性冠脉综合征。此外,不管其病因是肾源性还是肾外因素所致,AKI的临床表现和结局可以是相似的。
KDIGO指南认为,AKI是普遍的、有害的和可治疗的,即使是轻微的急性肾功能降低也可致不良预后。也就是说,在AKI高危人群中,Scr早期的轻微变化也应值得临床重视。AKI的早期发现和早期治疗可以改善预后。RIFLE和AKIN标准是在Scr和/或尿量的基础上提出和得以验证的。因此,KDIGO关于AKI的诊断标准是一个统一的、有益于临床实践、科研及公共健康的定义。
符合以下任一项者可诊断为AKI(KDIGO标准):①Scr在48小时内升高绝对值≥0.3mg/dl(26.5μmol/L);②Scr较基线值升高达≥1.5倍,已知或推测在之前的7天内发生;③尿量<0.5ml/(kg·h)超过6小时。AKI的分级标准见表2-4。
表2-4 KDIGO标准
KDIGO指南在AKI诊断标准中对基线Scr进行了阐述。在临床实践中,许多表现为AKI的患者并没有可靠的基线Scr记录。此时,基线Scr可以通过使用肾病饮食修正公式(MDRD,见第一章)进行估算,这种方法已被用于许多AKI流行病学的研究,并且在最近得到证实。因此,许多关于AKI的数据,使用RIFLE诊断标准的大部分患者是根据估计的基线Scr值来诊断AKI。MDRD公式根据年龄、性别和种族估算出的Scr水平见表2-5。例如,一个70岁的白人女性患者,没有CKD病史,那么基线Scr应该为0.8mg/dl(71μmol/L)。
表2-5 基线血肌酐的估算值(MDRD公式)
CKD患者也可以发生AKI(acute on chronic)。当基线Scr未知时,有CKD病史者在诊断AKI时不宜采用MDRD公式估算基线Scr值。幸运的是,许多有CKD病史者,通常都有确定的基线Scr值。不幸的是,很多没有确诊为CKD者,使用估计的基线Scr值可能被误诊为AKI。由于住院期间的最低Scr值通常≥基线值(除非患者接受了大量的液体复苏使血液被显著稀释),在临床不能得到确定的Scr基线值时,应使用此Scr值作为诊断AKI的基线值。
四、急性肾损伤的流行病学
(一)急性肾损伤的危险因素
由于AKI诊断标准、研究人群和基础疾病的不同以及各种临床研究的不可预测性导致AKI的危险因素缺乏明确的评估与证据。目前多数研究表明,ICU中AKI最常见的病因为脓毒症和感染性休克,高达50%的AKI患者与之有关。一项纳入5383例的AKI流行病学研究发现,性别和种族不能反映AKI的易感性,而高龄却是导致AKI的独立风险因素。另外一项纳入794名ICU患者的研究显示,发生AKI的危险因素依次是脓毒症、心衰、升压药物的应用和年龄。
(二)急性肾损伤的发病率和病死率
AKI是一种涉及多学科的临床常见重症疾病,其发病率和病死率一直居高不下,并有逐年上升的趋势。尤其是在重症医学科,AKI发病率可达50%以上,且可显著增加重症患者的死亡风险。一项在美国的流行病学研究数据显示,AKI在社区人口的发病率约为2100/100万人年,约2/3的患者是在住ICU期间并发AKI。单一的AKI患者病死率约为10%,伴有脓毒症或多脏器功能衰竭者病死率超过50%,而需要RRT者病死率可达80%。关于AKI患者远期预后的研究发现,与未发生AKI者相比,发生AKI者进展为CKD及ESKD的风险明显增高。AKI的及时诊断及准确预后评估,有助于ICU医生尽早制订合理的治疗方案,降低医疗花费,减轻国家、社会和家庭的医疗负担。
无论采用RIFLE和AKIN标准,ICU中AKI有较高的发生率和病死率,且AKI是与住院病死率相关的独立危险因素。一项在多个丹麦ICU中进行的大型流行病学研究显示,AKI(RIFLE标准)的发生率为15.6%。Risk、Injury和Failure级别的30天病死率分别为35.5%、44.2%和41.0%,1年病死率分别为48.7%、57.4%和54.7%;而非AKI组患者的30天病死率仅为12.8%,1年病死率为22.1%。另外一项在ICU开展的大型研究显示,AKI(AKIN标准)的发生率为57%;AKI 1级、2级和3级的发生率分别为38.5%、14.1%和4.3%,对应的住院病死率分别为13.87%、16.42%和33.76%,而非AKI患者的病死率仅为6.25%。多个研究显示,AKI患者的ICU住院时间和总住院时间均较非AKI患者显著延长,住ICU病死率和住院时间随着AKI严重程度的递增而增加。
五、小结
RIFLE标准是ADQI建立的第一个关于AKI的统一诊断与分级标准。AKIN标准在RIFLE基础上对AKI的诊断与分级标准进行了修订,并将AKI的严重程度由轻到重分为1级、2级和3级,分别与RIFLE标准的危险、损伤和衰竭3个级别相对应。AKIN标准放宽了RIFLE标准中危险级别的范围,只要Scr在48小时内有轻微的升高(Scr升高≥0.3mg/dl)即可诊断,提高了诊断的灵敏性,为临床早期干预提供了更好的可行性。KDIGO标准是在RIFLE和AKIN基础上演变而来,KDIGO将AKI分为3级,Scr的变化和尿量标准与RIFLE、AKIN标准无差异,对于血肌酐的绝对值增加(Scr升高≥0.3mg/dl)时间窗仍然定为48小时,但采用Scr增加较基线值的变化幅度定义AKI的严重程度时,规定的时间窗为7天。在AKIN和KDIGO标准中,无论Scr及尿量如何,只要患者接受了肾脏替代治疗就相当于RIFLE标准的衰竭级别。三种标准在AKI分级中都应用了单位时间内的尿量这一指标,尽管“尿量”为肾脏所独有,并且是AKI病死率的独立危险因素,但尿量易受利尿剂和血浆渗透压等多方面因素的影响,因此,尿量作为AKI的诊断与分级指标存在着较大的争议。虽然AKI的不同诊断标准之间存在着一定差异,但本质上都是将AKI看作是一个连续的病理生理过程。与ARF相比,AKI诊断标准的建立有助于AKI的早期诊断和早期干预,从而有可能降低AKI的病死率和CKD的发病率。
(于凯江 王洪亮)