倪顧鴻 綜述 陳海冰 審校
腎小球?yàn)V過率(GFR)是評價(jià)腎功能的主要客觀指標(biāo),即單位時(shí)間從雙腎濾過的血漿的毫升數(shù)。同時(shí)GFR也是慢性腎臟病(CKD)分期的重要依據(jù)。因此,準(zhǔn)確測定GFR對于CKD的診斷和分期有著重要意義。本文通過學(xué)習(xí)近期文獻(xiàn)資料,比較幾種評估公式的偏差、精確度和準(zhǔn)確性等指標(biāo),旨在尋找適用性最好的公式。
Cockcroft-Gault(CG)公式和MDRD公式 CG公式是基于236例美國成人SCr和人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料開發(fā)的肌酐清除率(Ccr)計(jì)算公式,樣本中96%是男性,計(jì)算女性GFR時(shí)需采用校正因子。CG公式為:Ccr=(140-年齡)×體重(kg)/[72×SCr(mg/dl)]×(0.85,女性),當(dāng)評估GFR時(shí)需乘以系數(shù)0.84。它是一種簡便的評估GFR的方法,目前在臨床上被廣泛使用。在糖尿病(DM)患者中,當(dāng)其GFR水平較低時(shí)CG公式會(huì)高估真實(shí)值,這可能與該公式中有“體重”這一變量有關(guān),因?yàn)镈M患者的體重往往變化較大,而CG公式中含有“體重”這一重要指標(biāo),導(dǎo)致該公式得出的值比實(shí)際值要高。
美國腎臟病飲食調(diào)整(MDRD)工作組于1999年對1 628例CKD患者(其中12%為非裔美國人)的基線數(shù)據(jù),以碘他拉酸鈉腎臟清除率為GFR參考值,開發(fā)了MDRD公式。為方便臨床應(yīng)用,2000年對該公式進(jìn)行了簡化,僅包含SCr、年齡、性別和種族4個(gè)變量,其計(jì)算公式為:GFR[ml/(min·1.73m2)]=186×[SCr(mg/dl)]-1.154×[年齡(歲)]-0.203×(0.742,女性)×(1.180,黑人),即目前常用的簡化MDRD公式。該公式應(yīng)用于DM患者時(shí),當(dāng)其GFR在高水平時(shí)會(huì)低估;而在GFR較低時(shí)雖其準(zhǔn)確性要優(yōu)于CG公式,但依然會(huì)高估真實(shí)值??偟膩碚fMDRD公式的準(zhǔn)確性要好于CG公式,尤其是腎功能不全的DM患者。
唐琦等[1]在101例各種CKD患者[GFR平均值28.65±34.97 ml/(min·1.73m2)]中將兩種公式與99mTc-DTPA清除率進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩者測定GFR與99mTc-DTPA-GFR均有較好的相關(guān)性,測定的GFR在ROC曲線下面積平均都為0.82,但MDRD公式的敏感度及特異度均優(yōu)于CG公式。并發(fā)現(xiàn)隨著99mTc-GFR下降,CG公式和MDRD公式的準(zhǔn)確性均下降,可能與隨著腎功能下降,SCr的腎小管排泌增加有關(guān)。
國內(nèi)一項(xiàng)在175例 CKD患者[GFR平均值50.50±36.74 ml/(min·1.73m2)]中關(guān)于兩公式比較的研究顯示:CG公式評估的GFR相關(guān)系數(shù)為0.88,MDRD公式為0.90;CG公式與MDRD公式所得的GFR與真實(shí)值間的偏差分別為1 136和334;精確度分別為70.1和64.7;15%準(zhǔn)確性分別為33.14%和 34.85%,30%準(zhǔn)確性為59.42%和60.00%,50%準(zhǔn)確性為78.85%和76.00%,結(jié)論提示MDRD公式優(yōu)于CG公式[2]。
國外一項(xiàng)關(guān)于CG公式與MDRD公式在CKD患者和健康者兩類人群中作用的研究中提示:在CKD組GFR<60 ml/(min·1.73m2)時(shí),MDRD 公式優(yōu)于CG公式,兩者的偏差分別為-0.5 ml/(min·1.73m2)和3.5 ml/(min·1.73m2),30%準(zhǔn)確性分別為71%和60%,50%準(zhǔn)確性分別為89%和77%;在健康組中,MDRD公式較CG公式低估了GFR真實(shí)值,兩者偏差分別為-9.0 ml/(min·1.73m2)和1.9 ml/(min·1.73m2)[3]。
來自法國的一項(xiàng)關(guān)于CG公式與MDRD公式在DM患者中評估GFR的研究提示:CG公式和MDRD公式與GFR參考值(51Cr-EDTA)的相關(guān)系數(shù)分別為0.74和0.81;ROC曲線下面積在中度腎功能不全者中,CG公式為0.868,MDRD公式為0.927,在重度腎功能不全者中,CG公式為0.883,MDRD公式為0.962[4],可見在DM患者,MDRD公式對腎功能不全的診斷和分期較CG公式更為準(zhǔn)確。
國內(nèi)有關(guān)CG公式與MDRD公式在DM患者中適用性的比較研究顯示,其估計(jì)的GFR與參考值之間均有明顯偏差,CG公式低估了真實(shí)值,而MDRD公式高估了真實(shí)值。在相關(guān)性分析中,將研究對象分為 GFR≥60 ml/(min·1.73m2)和 GFR<60 ml/(min·1.73m2)兩組,其中 CG公式估計(jì)的 GFR與參考值的相關(guān)系數(shù)分別為0.506和0.614,MDRD公式估計(jì)的GFR與參考值的相關(guān)系數(shù)分別為0.532和0.717,MDRD公式與參考值的相關(guān)性優(yōu)于CG公式。MDRD估計(jì)的GFR與參考值的一致率也高于CG公式(分別是0.761和0.324)。同時(shí)MDRD公式的準(zhǔn)確性高于CG公式[5],該項(xiàng)研究同樣提示在DM患者腎功能的評估中,MDRD公式優(yōu)于 CG公式。
由上述資料可見,在健康人群中CG公式的適用性優(yōu)于MDRD公式,而在CKD患者和DM患者中MDRD公式的適用性優(yōu)于CG公式。
流行病學(xué)協(xié)作公式(chronic kidney disease epidemiology collaboration,CKD-EPI公式) 由于MDRD公式是從CKD人群研發(fā)而來,其在GFR較高時(shí)會(huì)低估真實(shí)值,為克服這一缺陷,有研究者開發(fā)了新的評估公式即CKD-EPICKD
GFR[ml/(min·1.73m2)]=141 × min[Scr(mg/dl)/κ,1)]α × max(SCr/κ,1)-1.209× 0.993Age×(1.018,女性)×(1.159,黑人)(κ值在女性時(shí)為0.7,男性時(shí)為0.9,α在女性時(shí)為-0.329,在男性時(shí)為-0.411,min代表SCr/κ的最小值或1,max代表SCr/κ的最大值或1。
該研究顯示CKD-EPI公式要優(yōu)于MDRD公式,尤其在 GFR較高水平時(shí),與 GFR參考值(iothalamate)比較,CKD-EPI公式與MDRD公式的偏差分別為2.5 ml/(min·1.73m2)與5.5 ml/(min·1.73m2),精確度分別為 16.6 ml/(min·1.73m2)與 18.3 ml/(min·1.73m2),30% 準(zhǔn)確性分別為 84.1% 和80.6%[6],可見CKD-EPI公式較MDRD公式有較小的偏差,較高的精確度和準(zhǔn)確性。
改良MDRD中國公式 由于以往評估公式的研究對象均是西方人,為此有中國研究者對簡化MDRD公式進(jìn)行了改良,使其能較好地適合中國人群。
改良的簡化MDRD公式為(1)GFR[ml/(min·1.73m2)]=186 ×[CX3 Pcr(mg/dl)]-1.154×(年齡)-0.203×(0.742,女性)×(1.233,中國人);(2)GFR[ml/(min·1.73m2)] =175 ×[Hit Pcr(mg/dl)]-1.234×(年齡)-0.179×(0.79,女性)(注:Pcr的測定用堿性苦味酸動(dòng)力法,公式(1)的肌酐用Beckman CX3全自動(dòng)生化分析儀測定;公式(2)的肌酐用日本Hitachi 7600全自動(dòng)生化分析儀測定)。
比較發(fā)現(xiàn),改良后的公式較改良前的公式有較小的偏差,較高的精確度和準(zhǔn)確性,尤其是明顯提高了15%和30%準(zhǔn)確性[7]??梢姡牧嫉暮喕疢DRD公式更適合中國人群。
與此同時(shí),校正的簡化MDRD公式(瑞金公式)(67例糖尿病患者)GFR[ml/(min·1.73m2)]=234.96×[SCr(mg/dl)]-0.926× (年齡)-0.280×(0.828,女性)。發(fā)現(xiàn)其在糖尿病腎病(DN)患者中較改良后的簡化MDRD公式有較好的適用性。其有較小的偏差(校正的簡化MDRD公式為4.25,改良的簡化 MDRD公式為17.10和8.59),30%和50%符合率較高分別為56.7%和82.1%,而改良的簡化MDRD公式(1)的30%和50%符合率為44.8%和59.7%;公式(2)的30%和50%符合率為49.3%和62.7%,但校正的簡化MDRD公式估測GFR 30%符合率依然小于70%[8]。
CysC是一種半胱氨酸蛋白酶抑制劑,產(chǎn)生速率恒定,不受年齡、性別、體重及飲食等因素影響。血清中的CysC完全取決于GFR,是早期評價(jià)腎功能損害的靈敏標(biāo)記物。一項(xiàng)關(guān)于CysC在DM患者中腎功能評估作用的研究顯示:在腎功能下降早期,CysC與GFR參考值(血漿三碘三酰苯清除率)的相關(guān)系數(shù)為r=0.857,而SCr、CG公式及MDRD公式所得值與GFR參考值的相關(guān)系數(shù)分別為r=0.772,0.750及0.806;且當(dāng)GFR下降時(shí),CysC濃度會(huì)逐步的升高,這在其他三種測定方法中未見;在GFR=90 ml/(min·1.73m2)和 75 ml/(min·1.73m2)時(shí),CysC 的診斷效能分別是89%和92%,明顯高于上述其他幾種方法[9],可見CysC在DN的早期診斷、預(yù)防和提供治療策略上有著重要意義。但CysC濃度可能受腎外因素的影響(如惡性腫瘤),例如在有轉(zhuǎn)移的黑色素瘤或結(jié)腸直腸癌患者中,在無任何腎病的情況下,血清CysC明顯高于早期癌癥患者[10]。由于有關(guān)CysC的研究數(shù)據(jù)有限,其公式需進(jìn)一步完善。
近年來,有研究者開發(fā)了基于CysC的評估公式:GFR ml/(min·1.73m2)= [66.8×CysC(mg/L)-1.30] × [273 × (SCr)-1.22× age-0.299×(0.738,女性)]-1/2。研究發(fā)現(xiàn)該評估公式的相關(guān)系數(shù)為0.90,優(yōu)于MDRD公式(0.87);偏差為54.7±27.0,而 MDRD公式為51.4±24.3。在 CKD分期中,CysC的準(zhǔn)確率為72.6%,MDRD公式的準(zhǔn)確率為66.9%,表明基于CysC的評估公式與參考值的相關(guān)性最好,準(zhǔn)確性最高[11]。因此,如同當(dāng)初開發(fā)MDRD公式時(shí)一樣,研究者開發(fā)了一系列基于CysC的評估公式,如基于2型DM患者的Perkins公式 GFR=100/CysC(mg/L),Arnal公式 GFR=74.835/CysC(mg/l)1.333]和 Maclsaac公式 GFR[(ml/min·1.73m2)]=84.6/CysC(mg/L))-3.2;基于CKD患者Rule公式GFR=66.8/CysC(mg/L)1.30;基于1型DM患者的Tan公式GFR=87.1/CysC(mg/L))-6.87以及Stevens(CysC-年齡)公式 GFR=127.7/CysC(mg/L)1.17)×(年齡)-0.13×(0.91,女性)]和 Stevens(CysC -SCr)公式GFR=177.6× SCr(μmol/1/88.4)-0.65×CysC(mg/L)-0.57×(年齡)-0.20× (0.82,女性),該研究是在CKD患者中得出。在尚未有明顯蛋白尿的2型DM患者的研究發(fā)現(xiàn),與MDRD公式進(jìn)行比較,所有基于CysC的公式的偏差均小于MDRD公式[Perkins 20.0,Arnal-2.8,Rule-14.5,Maclsaac-2.4,Tan-2.9,Stevens(CysC-年齡)-8.5,Stevens(CysC-SCr)-18.9,MDRD -27.1],在10%準(zhǔn)確性均好于 MDRD公式[Perkins 21%,Arnal 30%,Rule 31%,Maclsaac 34%,Tan 34%,Stevens(CysC-年齡)29%,Stevens(CysC-SCr)27%,MDRD 10%],在30%準(zhǔn)確性方面Maclsaac,Tan明顯優(yōu)于MDRD公式(Maclsaac 85%,Tan 84%,MDRD 65%)[12]。由于研究對象的GFR水平較高104.5(20.1)ml/(min·1.73m2),缺乏 CKD 患者,使得 Maclsaac和Tan公式表現(xiàn)出較好的適用性。所以Perkins和Arnal公式在DM患者中適用性較好;Rule公式在已有CKD患者中有較好適用性,而在健康人群中準(zhǔn)確性不足;Maclsaac和Tan公式有DM患者,但大多未出現(xiàn)CKD患者中有較好適用性;Stevens公式在CKD患者中有較好適用性。但是這些公式還未在不同人群中得到廣泛驗(yàn)證。
目前開發(fā)的GFR評估公式,不管是CG公式、MDRD公式、改良的簡化MDRD公式還是瑞金公式等,都與真實(shí)值間存在一定的偏差,其精確度和準(zhǔn)確性需進(jìn)一步提高,尤其在DN患者,腎功能接近正常或嚴(yán)重下降者等一些特殊人群中。這些偏差與多種原因有關(guān)。
檢測方法差異 不同實(shí)驗(yàn)室間SCr的測定方法并不相同,如苦味酸鹽法或酶法。測定SCr的儀器也不盡相同,如上述改良的簡化MDRD公式(1)用的是CX3 Beckman儀器,而改良的簡化MDRD公式(2)用的是Hitachi儀器。SCr又是這些評估公式中的一個(gè)重要影響因素,不同測定儀器所得的SCr值不同,所以如何校正SCr至統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。
選擇的參考標(biāo)準(zhǔn)不同 我國開發(fā)的評估公式中用的參考標(biāo)準(zhǔn)為99m锝-二乙三胺五乙酸(99mTc-DTPA)清除率;而在MDRD研究中參考標(biāo)準(zhǔn)用的是125I-碘他拉酸鹽清除率,在 GFR偏低時(shí)過高估計(jì)真實(shí)值3~5 ml/(min·1.73m2),在 GFR偏高時(shí)過高估計(jì)真實(shí)值達(dá) 15~25 ml/(min·1.73m2)[13]。由于不同參考標(biāo)準(zhǔn)之間本身就存在差異,自然會(huì)導(dǎo)致誤差。
血糖的影響 血糖水平會(huì)影響GFR及其評估。國外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),糖化血紅蛋白每升高1%,GFR則升高6.0 ml/(min·1.73m2),CG公式所得的GFR升高5.6 ml/(min·1.73m2),MDRD所得的 GFR升高5.3 ml/(min·1.73m2),在血糖控制差的患者,其評估公式所得GFR較高[14]。國內(nèi)一項(xiàng)研究同樣提示血糖水平會(huì)影響GFR的評估:血糖控制不佳組采用MDRD公式的eGFR的偏離度顯著高于血糖控制良好組[分別為17.47 ml/(min·1.73m2)和 6.95 ml/(min·1.73m2)];MDRD公式估測的 GFR的15%和30%準(zhǔn)確性顯著低于血糖控制良好組(分別為0.26和 0.35,0.47和 0.61)。而 CG公式的eGFR血糖控制較差組和血糖控制較好組間準(zhǔn)確性和偏差均無顯著差異。該研究顯示血糖水平對MDRD 公式有較大影響[15]。
體重的影響 體重也是影響評估公式準(zhǔn)確性的重要因素,尤其是CG公式。例如,國外一項(xiàng)基于122例DM患者的研究指出,體質(zhì)量指數(shù)(BMI)在正常范圍內(nèi)時(shí),CG公式低估GFR標(biāo)準(zhǔn)值(-14%),超重患者CG公式高估GFR標(biāo)準(zhǔn)值(15%),肥胖患者CG公式同樣會(huì)高估GFR標(biāo)準(zhǔn)值(55%);該研究同時(shí)指出由飲食導(dǎo)致的體重下降20%,其GFR反而會(huì)升高20%[16]。由于體內(nèi)肌酐的產(chǎn)生主要與肌肉有關(guān),即體內(nèi)的肌肉組織,但在評估GFR時(shí)人們往往用的是人的總體重,尤其是肥胖者,由于其脂肪含量偏多,使得評估所得的GFR值偏差較大,所以在評估GFR時(shí)應(yīng)盡量排除“體重”的影響,尤其是脂肪組織的影響,用生物電阻抗法測定瘦體重的方法即可排除這種影響。一項(xiàng)研究顯示,以99mTc-DTPA清除率為標(biāo)準(zhǔn),生物電阻抗瘦體重法Ccr的結(jié)果優(yōu)于CG公式所得的Ccr的結(jié)果。前者ROC曲線下面積平均為0.94,而后者ROC曲線下面積平均為0.89;與標(biāo)準(zhǔn)值的相關(guān)系數(shù)分別為 0.92、0.90[17]。
適用范圍 公式最佳的適用范圍為開發(fā)樣本的GFR平均值。例如CG公式來源于正常人群,其估測值常比真實(shí)值偏高,在MDRD公式研究開發(fā)過程中對CG公式進(jìn)行驗(yàn)證評價(jià),提示CG公式計(jì)算出的Ccr過高估計(jì) GFR真實(shí)值約16%[18],而 MDRD公式來源于腎臟病患者,會(huì)低估健康人的GFR。
小結(jié):評估公式由于其簡便、經(jīng)濟(jì)、易操作等優(yōu)勢,已廣泛應(yīng)用于GFR的評估和CKD分期。目前最為常用的是CG公式和MDRD公式,比較而言,MDRD公式優(yōu)于CG公式。CG公式在健康者和GFR水平較高時(shí)適用性較好;MDRD公式在CKD患者中有較好適用性;CKD-EPI公式可彌補(bǔ)MDRD公式在GFR水平較高時(shí)的缺陷;當(dāng)應(yīng)用于中國人時(shí)建議使用改良MDRD中國公式;當(dāng)在CKD早期,可有選擇的使用基于CysC的公式。然而,任何公式與實(shí)際值間均有較大偏差,特別是DM等特殊人群。研究者應(yīng)進(jìn)一步研究探索適用于DN、CKD患者等特殊人群的評估公式。
1 唐 琦,史浩,王偉銘,等.三種腎小球?yàn)V過率檢測方法與99mTc-DTPA清除率的比較與分析.中華腎臟病雜志,2005,21(10):589-592.
2 馬迎春,左 力,王 梅,等.肌酐清除率和MDRD方程評估腎小球?yàn)V過率的比較.臨床內(nèi)科雜志,2006,23(1):32-35.
3 Poggio ED,Wang X,Greene T,et al.Performance of the modification of diet in renal disease and Cockcroft-Gault equations in the estimation of GFR in health and in chronic kidney disease.J Am Soc Nephrol,2005,16(2):459 -466.
4 Rigalleau V,Lasseur C,Perlemoine C,et al.Estimation of glomerular filtration ratein diabetic subjects:Cockcroft formula or modification of Diet in Renal Disease study equation?Diabetes Care,2005,28(4):838-843.
5 王文霞,賈偉平,包玉倩,等.腎小球?yàn)V過率評價(jià)糖尿病患者腎功能的意義及方法學(xué)比較.中華醫(yī)學(xué)雜志,2007,87(48):3385-3388.
6 Levey AS,Stevens LA,Schmid CH,et al.A new equation to estimate glomerular filtration rate.Ann Intern Med,2009,150(9):604 -612.
7 全國eGFR課題協(xié)作組.MDRD方程在我國慢性腎臟病患者中的改良和評估.中華腎臟病雜志,2006,22(10):589-595.
8 劉 迅,王 成,唐 驊,等.中國腎小球?yàn)V過率評估方程在糖尿病腎病患者的適用性評價(jià).中國慢性病預(yù)防與控制,2009,17(4):345-347.
9 Pucci L,Triscornia S,Lucchesi D,et al.Cystatin C and estimates of renal function:searching for a better measure of kidney function in diabetic patients.Clinical Chemistry,2007,53:480 -488.
10 艾紅梅,陳克軍.胱抑素C在臨床腎小球?yàn)V過率評估中的作用.國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2006,27:430 -431.
11 Rigalleau V,Beauvieux MC,Le Moigne F,et al.Cystatin C improves the diagnosis and stratification of chronic kidney disease,and the estimation of glomerular filtration rate in diabetes.Diabetes Metab,2008,34(5):482 -489.
12 Chudleigh RA,Ollerton RL,Dunseath G,et al.Use of cystatin C-based estimations of glomerular filtration rate in patients with type 2 diabetes.Diabetologia,2009,52(7):1274 -1278.
13 馬迎春,左 力,王 梅,等.腎小球?yàn)V過率評估方程在慢性腎臟病不同分期中的適用性.中華內(nèi)科雜志,2005,44(4):285-289.
14 Rigalleau V,Lasseur C,Raffaitin C,et al.Glucose control influences glomerular filtration rate and its prediction in Diabetic subjects.Diabetes Care,2006,29(7):1491 -1495.
15 陳海冰,張 磊,包玉倩,等.血糖水平對糖尿病患者腎小球?yàn)V過率估算公式的影響.中華腎臟病雜志,2010,26(4)258-262.
16 Rigalleau V,Lasseur C,Perlemoine C,et al.Cockcroft-Gault formula is biased by body weight in diabetic patients with renal impairment.Metabolism,2006,55(1):108 -112.
17 齊慧敏,辛 崗,李驚子,等.四種腎小球?yàn)V過功能測定方法的評估分析.中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2002,25(3):150-152.
18 楊松濤,左 力,王海燕.腎小球?yàn)V過率計(jì)算方程的正確評價(jià).診斷學(xué)理論與實(shí)踐,2007,6(6):489 -493.