术前NT-proBNP水平预测心脏手术后急性肾损伤风险

2022
01/14

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古麻今醉
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急性肾损伤(A KI )作为心脏手术后常见并发症,同时与术后不良预后密切相关。

刘苏丹 罗毅         译;   董榕       审校  

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上海交通大学医学院附属瑞金医院

北部院区麻醉科急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是心脏手术后最常见的并发症。据文献报道,心脏手术后AKI的发生率可达20-30%,并且AKI与患者术后短期和长期的死亡率增加明显相关。同时,AKI也增加了医疗经济负担。然而,对于心脏手术后AKI的病因和机制仍不清楚,因此,术前预测AKI的发生风险以合理安排医疗资源显得十分重要。

氨基端脑钠肽前体(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)是一种由心脏分泌,反应心室壁张力的多肽,主要通过肾脏代谢。因此,循环中NT-proBNP水平同时与心脏和肾脏功能有关。既往研究显示,择期行肺部手术的患者中,术前NT-proBNP水平与术后AKI的发生风险相关。然而,术前NT-proBNP水平是否与心脏手术后AKI的发生有关尚不清楚。基于此,来自北京阜外医院麻醉科的团队进行了一项大样本的回顾性研究,以探讨术前NT-proBNP水平与心脏手术后不同程度AKI的相关性,以及其对不同程度AKI的预测能力,相关结果近期发表于《British Journal of Anaesthesia》杂志。 

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背景

AKI作为心脏手术后常见和严重的并发症有着明确的定义,在临床上也相对容易发现和诊断。既往文献报道,即使是轻度AKI也可能导致患者的不良预后。然而,目前仍缺少术前简便准确地预测AKI的方法。因此,很多研究将目光投向生物标志物领域。NT-proBNP作为一种由心脏分泌,主要经肾脏代谢的多肽,其血浆浓度同时受到心脏和肾脏功能影响。既往研究显示,在进行冠脉造影和肺部手术的患者中,术前NT-proBNP水平与术后AKI的发生有相关性。然而,NT-proBNP是否能预测心脏手术后AKI的发生并不清楚。因此,研究者假设术前NT-proBNP水平与心脏手术后AKI的发生有关,并能提高术前预测AKI的准确性。

方法

研究对象

该研究是一项单中心、观察性的回顾性研究,纳入了2012至2019年间于北京阜外医院行心脏手术的成年患者。排除标准包括:行心脏移植手术,术前需要透析治疗以及缺少肌酐或NT-proBNP水平资料的患者。

AKI诊断标准

该研究的主要结局指标是术后发生任何程度AKI,次要结局指标是术后发生2级和3级AKI(包括需要透析)的患者。AKI的诊断标准采用the Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO)制定的标准:1级AKI为48小时内肌酐水平升高超过26umol/L或术后7天内肌酐升至基线水平1.5-2倍,2级AKI为7天内肌酐升高至基线水平的2-3倍,3级AKI为肌酐升高超过基线水平3倍或是开始接受透析治疗。由于心脏手术围术期使用利尿剂等原因,该研究不将尿量作为AKI的诊断依据。

统计分析

连续变量以平均值(标准差 [SD])或中位数(四分位间距[IQR])表示,分类变量以频数和比率表示。连续变量应用配对t检验和U检验进行计算,分类变量应用卡方检验或Fisher精确检验进行计算。

为计算NT-proBNP预测AKI的准确性,查阅已发表文献中影响AKI的相关因素包括以下十九项:年龄,性别,BMI,基线预估肾小球滤过率(eGFR),吸烟,高脂血症,糖尿病,贫血,慢性阻塞性肺病(COPD),外周血管疾病,房颤,高血压,既往心脏手术史,心脏梗塞,纽约心功能分级III/IV,心衰,非择期手术,术前需要心脏辅助支持和左室射血分数(LVEF)。同时,NT-proBNP水平经过自然对数转换后计算以减少某些极值和偏差的影响。应用C指数(C-index),综合判别提升指数(IDI)和重新分类改善净值(NRI)来评估NT-proBNP对以上相关因素预测AKI准确性的提升情况。

结果

该研究最终纳入35,337名患者,平均年龄为58±11岁,其中66%为男性。术前平均NT-proBNP水平为410(IQR:116-952)pg/ml,肌酐水平为83±20umol/L。高血压,高脂血症,糖尿病,脑卒中和贫血为五种最常见的合并症。

在总体手术患者中,术前NT-proBNP水平与LVEF(r=-0.29,P<0.001),肌酐水平(r=0.13,P<0.001)和eGFR(r=-0.15,P<0.001)相关。术后有11,999(34%)名患者发生了AKI,其中1级AKI有10,325(29.2%)名患者,2级AKI有1,200(3.4%)名患者,3级AKI有474(1.3%)名患者,需要接受透析治疗的有241(0.7%)名患者。发生AKI的患者比未发生AKI的患者有更高的基线NT-proBNP和肌酐水平,并且存在更多合并症。多变量分析显示NT-proBNP与总体AKI和严重AKI均密切相关,包括2级AKI(OR 1.41,95%CI 1.33-1.49,P<0.001)、3级AKI(OR 1.66,95%CI 1.50-1.83,P<0.001)和需要透析治疗患者(OR 1.71,95%CI 1.48-1.97,P<0.001)(表1)。术后发生AKI的风险随着术前NT-proBNP水平升高而单调增加,发生严重AKI的风险与NT-proBNP的关系与上类似(图1)。

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表1. 术前NT-proBNP水平与术后任何程度AKI及严重AKI之间的单变量和多变量分析

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图1. 术前NT-proBNP水平与发生任何程度AKI及严重AKI的风险,阴影表示估计值的95%置信区间 

不同手术方式术后发生AKI的风险并不相同,冠脉搭桥手术后AKI的发生率为29.4%,瓣膜手术的发生率为37.6%,室间隔手术的发生率为29.5%,其他手术的发生率为35.8%。多变量回归分析表明,不同手术类型术前NT-proBNP水平与AKI均有显著相关性,但NT-proBNP水平和AKI的关系在冠脉搭桥和瓣膜手术中存在明显差异,表明在不同手术类型中两者间的关系可能并不相同(表2)。

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 表2. 术前NT-proBNP水平与任何程度AKI及不同手术类型之间相互关系的多变量回归分析  

NT-proBNP的加入可明显提高AKI预测模型的预测能力(表3)。加入NT-proBNP后,预测发生任何程度AKI的NRI为0.24(0.22-0.27),发生2级AKI的为0.30(0.25-0.36),发生3级AKI的为0.46(0.37-0.55),需要透析治疗的为0.47(0.35-0.60)。此外,在不同手术类型中,NT-proBNP均能增加模型的预测能力。NT-proBNP在总体手术患者中是预测AKI能力最强的因子,也是在不同手术类型中预测能力前三的因素。

49441640128970872   表3. 在基础预测模型中加入NT-proBNP对预测AKI能力的影响  

讨论

该研究的主要发现是,在心脏手术的患者中,NT-proBNP是总体AKI和严重AKI的预测因子。NT-proBNP可显著增加基础模型预测AKI的能力,尤其是预测严重AKI的发生风险。术前NT-proBNP水平与总体AKI间的C指数仅为0.66,而与2级AKI为0.72,3级AKI为0.83,与需要透析治疗的为0.89。另外,将NT-proBNP加入基础预测模型后,总体AKI的重新分类改善净值(NRI)仅为0.24,即加入NT-proBNP后可提高24%预测准确性,而对于2级AKI可提高30%,3级AKI提高46%,需要透析患者提高47%。以上均说明,NT-proBNP可作为术前预测AKI的重要指标并指导临床决策。

NT-proBNP水平预测AKI的机制目前并不清楚。一种可能的解释是,术前存在同时与心血管和肾脏风险相关的因素。例如,NT-proBNP的分泌是由静脉压升高、舒张期充盈压增加和心室收缩功能异常引起,而这些情况都可能导致肾脏功能受损。另一方面,NT-proBNP预测的术后心血管损害通过低血压引起AKI。例如,NT-proBNP对于体循环血管的扩张和对肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)的拮抗作用,可直接导致肾脏低灌注。

该研究发现NT-proBNP与AKI的关系随不同手术类型而不同。尽管从总体上来看,随着术前NT-proBNP水平升高,术后发生AKI的风险逐渐增加。然而对于不同手术类型,术前NT-proBNP阈值并不相同,联合手术和室间隔手术的NT-proBNP阈值明显高于单独的搭桥手术或瓣膜手术。这可能是因为不同的手术类型意味着不同的病理生理特点,比如梗阻性肥厚型心肌病的患者室壁压力和心室腔容量都与接受冠脉搭桥的患者明显不同。未来的研究可以针对不同手术类型的患者确定适合临床应用的NT-proBNP阈值,从而降低AKI的发生风险和严重程度。

该研究同样存在一些缺陷。首先,并不是所有接受心脏手术的患者术前均进行NT-proBNP检测,而那些未检测的患者更加年轻,合并症更少而术前的肌酐水平更低。因此,该研究可能不一定适用于那些相对健康的患者。其次,该研究为观察性的回顾研究,因此,无法确定术前干预NT-proBNP水平是否能改善术后AKI的发生风险。最后,该研究在单中心进行,研究对象仅针对中国人群。

结论

术前NT-proBNP水平与总体AKI和严重AKI显著相关,而加入NT-proBNP后可明显改善术前AKI预测模型的准确性,并且针对更严重的AKI效果更为显著。因此,NT-proBNP不仅可以预测心血管并发症,也可以预测心脏手术患者术后急性肾损伤的发生风险。

点评 急性肾损伤(A KI )作为心脏手术后常见并发症,同时与术后不良预后密切相关。既往研究表明,即使轻度的肾功能受损也可能增加心脏手术患者术后并发症和死亡率。在术前准确地预测A KI 的发生风险有助于更好地告知患者和家属相关风险,合理安排医疗资源,并为相关的临床研究提供指导。通过发现相关的预测因子,可能为降低A KI 的发生风险提供潜在的治疗目标。来自阜外医院麻醉科团队的这项研究表明,术前N T -pro BNP 水平可显著增加基础预测模型的准确性,尤其对于严重A KI 的预测价值更为明显,这与之前的小型研究结果一致。然而,受限于该项观察性的回顾研究,未来需要进一步研究明确术前干预N T -pro BNP 水平是否会影响术后A KI 的发生风险。另一方面,我们也应注意,术后急性肾损伤受多方面因素影响。不仅是患者术前的情况,不同的手术方式、术中处理和术后护理都可能影响术后A KI 的发生。因此,应继续探索A KI 的发生机制和病理过程,术后急性肾损伤的防治仍然任重道远。 刘苏丹 罗毅编译 董榕审校

参考文献:

1. McIlroy DR. Predicting acute kidney injury after cardiac surgery: much work still to be done. Br J Anaesth. 2021;127(6):825-828

2. Zhao BC, Zhuang PP, Lei SH, et al. Pre-operative N-terminal pro-B-type natriuretic peptide for prediction of acute kidney injury after noncardiac surgery: A retrospective cohort study. Eur J Anaesthesiol. 2021;38(6):591-599

3. Cardinale D, Cosentino N, Moltrasio M, et al. Acute kidney injury after lung cancer surgery: Incidence and clinical relevance, predictors, and role of N-terminal pro B-type natriuretic peptide. Lung Cancer. 2018;123:155-159

(仅供医学专业人士参考)

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关键词:
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