近年来,慢性肾脏病(CKD)患病率不断上升,因该病起病隐匿,早期无明显症状,因此往往导致患者失去最佳诊疗时机[1-2]。肾小球滤过率(GFR)可用于诊断和管理CKD[3]。测量菊粉清除率是评估GFR的金标准,但该法耗时费力,价格昂贵,临床不易推广[4]。因此,不同的估算肾小球滤过率(e GFR)公式被开发,但其结果存在差异。美国开发了CKD-EPICr公式,称其对亚洲人预测性能较好[5-6]。法国新开发了MMB-e GFR公式,认为其准确性及精密度优于上述公式,可用于不同种族人群[7]。故本研究以CKD-EPICr2009公式为标准,以本地区CKD患者为研究人群,验证MMB-e GFR公式在本地区的适用性。

目前,临床上将血清肌酐(Cr)作为评判肾脏功能的常用指标。2012年,国际肾脏病学会改善全球肾脏病预后组织将CKD进行了最新定义和分期,其重要依据是根据Cr等指标计算e GFR[8]。因此,准确检测Cr水平对临床早期诊断和治疗CKD尤为重要。但Cr检验水平可能会因为仪器、试剂、人群等存在差异,故实验室应使用适合本地区人群的个性化参考区间[9]。国家行业标准文件WS/T404.5—2015中提出,各实验室在引用标准参考区间前应先进行适用性验证[10]。本研究将探讨不同影响因素下血清Cr的分布特征,不同e GFR公式在CKD中的差异及Cr参考区间与MMB-e GFR公式的适用性验证。

1、资料与方法

1.1 一般资料

调取2020年9月1日至2023年8月31日3年内本院体检中心的数据,用于Cr水平观察及参考区间的验证,分别从性别、年龄、季节3个角度观察Cr水平。将年龄划分为6组,每10岁为1组,分别为20～<30岁,30～<40岁,40～<50岁,50～<60岁,60～<70岁,70～<80岁。季节划分依据国家气象局标准,即连续5d平均温度高于22℃,进入夏季;连续5d平均温度低于10℃,进入冬季;温度介于10～22℃为春、秋两季。数据纳入及排除标准:(1)剔除信息不全数据;(2)剔除年龄在20～<80岁范围外的数据;(3)剔除溶血、脂血、黄疸等不合格标本;(4)对比姓名、性别、年龄,保留每个体检者首次检查结果,剔除重复检测数据。

选取2020年9月1日至2023年8月31日3年内就诊的CKD患者数据,用于新e GFR公式的验证。排除标准:(1)剔除不合格数据(信息不全、溶血、脂血、黄疸标本、重复);(2)排除急性情况;(3)排除恶病质;(4)排除肾占位或肾萎缩;(5)排除妊娠、外伤等患者。本研究经本院伦理委员会(2023-622)批准。

1.2 仪器与试剂

使用日立公司的7600-210全自动生化分析仪,四川迈克公司的试剂与标准品、美国伯乐公司的室内质控品。

1.3 统计学处理

1.3.1 Cr数据

利用偏度-峰度法判断数据正态性,若其呈偏态分布则使用Box-Cox法转换,此法中的待定变换参数λ由极大似然法求得,其值由所有数据决定。Box-Cox法可针对不同的λ做出不同变换。转换后的数据经偏度-峰度法图检验为近似正态分布后,使用四分位间距(IQR)法剔除离群值。计算数据的第1四分位数(Q1)、中位数、第3四分位数(Q3)、IQR。IQR=Q3-Q1。离群值下限=Q1-1.5×IQR,上限=Q3+1.5×IQR,若超出离群值限值则予以剔除。Mann-WhitneyU检验比较性别差异。Kruskal-Wallis单因素方差分析比较年龄上的差异。LMS法建立连续百分位数曲线。Spearman相关分析判断Cr与年龄的相关性。将年龄、性别作为协变量,利用协方差分析比较不同季节间Cr的差异,以排除年龄及性别因素的影响。参照我国行业标准,对现行的Cr参考区间进行适用性验证,参考个体多于20例,且落在参考区间内的数据≥90%,则通过验证。

1.3.2 eGFR数据

选用两种e GFR公式研究其在CKD中的应用,即CKD-EPICr2009和MMB-e GFR。CKD-EPICr2009方程:女性且血清Cr≤62μmol/L时,e GFR=144×(Cr/62)-0.329×0.993年龄;女性且血清Cr>62μmol/L时,e GFR=144×(Cr/62)-1.209×0.993年龄;男性且血清Cr≤80μmol/L时,e GFR=141×(Cr/80)-0.411×0.993年龄;男性且血清Cr>80μmol/L时,e GFR=141×(Cr/80)-1.209×0.993年龄参考文献[5]。MMB-e GFR公式源自法国2023年的新研究成果,MMB-e GFR=-522.4+55.8×MCSA(cm2)/Cr(μmol/L),MCSA为第三腰椎的总腰肌横截面积[7]。Spearman相关分析两种估算公式结果的相关性。Deming回归分析两种估算公式结果的线性关系。Bland-Altman图分析两种估算公式结果的一致性。以目前实验室在用的CKD-EPICr2009公式为标准,验证法国新开发的MMB-e GFR公式。若BlandAltman图中大多数点(90%以上)落在95%一致性界限[偏差±1.96×标准偏差(Bias±1.96SD)]之内,则认为2种方法间具有较好的一致性,为通过验证。

使用Excel2016、Minitab17.0、Graph PdaPrism8.0和SPSS23.0软件进行数据分析和图形绘制。

2、结果

2.1 血清Cr水平的特异性分析

2.1.1 研究人群的基本信息

调取体检中心数据共106361例,排除信息不全(205例)、年龄在20～<80岁范围外(1977例)、溶血、脂血及黄疸标本(974例)、重复检测(15215例)及非健康数据后(33280例),剩余54710例。

2.1.2 Cr的频数分布及离群值剔除

经偏度-峰度检验发现,数据呈非正态分布,其偏度值与峰度值均>1。经Box-Cox转换为近似正态分布,其中的变换参数λ取值为-0.41。使用IQR法共剔除离群值127例。见表1、图1。

2.1.3 不同性别及年龄Cr水平的分布情况

MannWhitneyU检验结果显示,Cr在性别间差异有统计学意义,男性明显高于女性(检验统计量为-174.85,P<0.001)。Kruskal-Wallis单因素ANOVA分析结果显示,Cr在20～<30岁与30～<40岁间差异无统计学意义(P>0.05),其余年龄段间差异有统计学意义(20～<30岁与40～<50岁、50～<60岁、60～<70岁、70～<80岁间检验统计量分别为-9.067、-21.533、-24.086、-25.553;30～<40岁与40～<50岁、50～<60岁、60～<70岁、70～<80岁间检验统计量分别为-9.060、-25.530、-26.856、-26.410;40～<50岁与50～<60岁,60～<70岁,70～<80岁间检验统计量分别为-15.212、-18.713、-21.354;50～<60岁与60～<70岁,70～<80岁间检验统计量分别为-6.442、-13.323;60～<70岁与70～<80岁间检验统计量分别为-8.512,P<0.001)。不同性别及不同年龄人群的Cr水平分布见表2。Spearman相关分析显示,Cr与年龄呈正相关(r=0.175,P<0.001)。百分位数曲线显示,随着年龄的增加,Cr水平增加,见图2。

表1 Box-Cox转换及离群值剔除前后的数据分布

图1 Box-Cox转换及离群值剔除前后的频数分布图

表2 不同性别及不同年龄人群的Cr水平分布

图2 Cr水平连续百分位数曲线

2.1.4 Cr的季节变化趋势

协方差分析的前提条件是协变量与分组因素之间不存在交互作用。平行性检验中,对数据建立模型后季节与性别交互的P值小于0.05,不符合协方差分析的前提条件,故将数据按性别分类进行分析;女性中季节与年龄交互的P值小于0.05,故将女性数据分为20～<60岁和60～<80岁两个亚组进行分析。分组后各组内的平行性检验符合条件。主体间效应检验结果显示,各组中协变量与季节之间存在线性关系(F=30.330、589.473、73.841,P<0.001);男性及女性20～<60岁中各季节的调整均数的差异有统计学意义(F=38.282、28.170,P<0.001);女性60～<80中各季节的调整均数的差异无统计学意义(F=1.249,P=0.290)。各组样本量及调整前后的均数见表3。协方差分析结果显示,根据年龄调整后,不同季节对男性及女性20～<60岁人群Cr水平的差异具有统计学意义,协方差模型具体参数见表3。在男性及女性20～<60岁人群中,Cr值呈季节性变化趋势,男性Cr调整后均值最高出现在冬季(81.49μmol/L),最低出现在夏季(79.41μmol/L),其变化趋势似“对号”形;女性20～<60岁Cr调整后均值最高出现在秋季(59.82μmol/L),最低出现在春季(58.67μmol/L),其变化趋势似“倒梯”形。见图3。

表3 各组基本情况及协方差分析结果

2.1.5 参考区间的验证

我国行业标准中发布的Cr参考区间为男性20～<60岁,为57～97μmol/L,男性60～<80岁,为57～111μmol/L;女性20～<60岁,为41～73μmol/L,女性60～<80岁,为41～81μmol/L。本研究用于参考区间验证的样本分别为男性20～<60岁18759例,60～<80岁4303例,女性20～<60岁27720例,60～<80岁3801例。各组验证样本量均>20例,4个亚组均有>90%的测定值落在参考区间内。验证通过率分别为93.52%、96.35%、94.74%、94.37%。

2.2 不同e GFR公式在CKD中的应用

2.2.1 CKD患者的基本信息

CKD患者数据执行排除标准后,剩余336例。其中,男199例(59.2%),女137例(40.8%),年龄19～90岁,平均(56.7±14.8)岁。CrM (P25～P75)为199.4(137.15～372.3),e GFRM (P25～P75)为27.63(13.19～44.6),MCSAM (P25～P75)为139(128～147),MMB-e GFR公式计算值M (P25～P75)为-483.6(-500.1～-469.8)。

2.2.2 两种e GFR公式估算的数值关系及适用性验证

Spearman相关结果显示,两种估算公式的结果显著相关(r=0.943,P<0.001)。Deming回归显示,拟合方程的斜率及其95%CI为1.061(1.014～1.109),两种估算公式的结果之间存在线性关系,见图4A。Bland-Altman图显示,两种估算公式的结果之间有7.14%(24/366)的点落在95%一致性界限之外(500.4～527.1),两种估算公式具有92.86%的一致性,通过验证(>90%),见图4B。

图3 不同季节Cr均值(经协方差分析调整后)的变化趋势

图4 两种估算公式的线性关系及一致性分析

3、讨论

3.1 血清Cr的年龄、性别、季节特异性分析

Cr在各种肾脏疾病的诊断、治疗及预后等方面具有重要价值,CKD-EPICr2009和MMB-e GFR公式均基于血清Cr计算,Cr水平是否正常将影响临床医生的决策[11]。有研究表明,不同地区人群的生理结构和肉类饮食习惯的差异也会影响体内Cr的生成[12]。因此,Cr参考区间的准确性及针对本地区人群的适宜性尤为重要。目前,许多实验室进行了血清Cr参考区间的自建。YAN等[13]利用直接法(招募健康个体)与间接法(调取实验室信息系统数据)分别建立了中国儿童的Cr参考区间,结果认为间接样本的Cr分布特征与直接样本间存在差异。然而,直接法建立参考区间是一项耗时长、费用高、工作量大的工程,针对不同实验室、检测系统、检测方法建立不同的参考区间并不现实。孟涛等人利用转移法(将行业标准中基于酶法建立的Cr参考区间进行公式转换)和间接法分别建立了中国儿童的Cr参考区间,并自行验证了转移后的参考区间,认为其符合实验室标准[14]。因此,根据WS/T404.5-2015行业标准,本文选择引用Cr的参考区间,并对其进行适用性验证。

本研究通过数据变换、离群值剔除、单因素分析等方法处理并分析了大量健康人群的数据,与行业标准中的参考区间分组保持一致,分别对4个亚组的参考范围进行了适用性验证,每组样本均大于20例,发现每组均有>90%的测定值落在参考区间内,验证通过。本研究发现本地区20～<40岁人群Cr水平与40～<50岁、50～<60岁、60～<70岁、70～<80岁人群Cr水平存在统计学差异,不同年龄组的Cr水平随年龄呈逐渐上升趋势。这是由于随着年龄增长,人体肾功能、肌肉含量和内环境激素会发生变化,从而影响Cr的生成和代谢[15]。Cr主要由人体肌肉中磷酸肌酸的非酶促反应生成,其产生量与肌肉量成正比。由于其代谢途径及来源的特殊性,Cr在男性和女性人群中也有所区别,男性肌肉量一般比女性高,因此,男性Cr水平比女性高。本研究和EDINGA-ME-LENGE等[16]、ZHANG等[17]的研究均证实了以上结论。杨茜雯等[18]对东部战区军队文职招录体检人员进行血清Cr水平的分析,发现健康年轻女性的Cr水平与年龄呈负相关,这与本研究结果存在差异,可能受到了人群、地区、仪器等因素的影响。本研究结果显示,不同季节Cr均值变化趋势在不同人群中存在明显差异。男性Cr均值在四季变化中呈“对号”形,由春季至夏季下降,秋冬季升高,夏季最低;女性20～<60岁Cr水平在四季变化中呈倒梯形,春至夏上升,秋至冬下降,夏秋季间趋于平缓。目前研究人类Cr水平季节性变化的文献较少,EPHRAIM等[19]认为气候变化可导致人体Cr水平的变化,与雨季相比,旱季时Cr水平显著增高。一般情况下,夏季多雨,冬季干旱,故冬季Cr水平较高,这与本研究针对男性的研究结果一致,但两项研究结果之间仍存在一些差异。两项研究之间存在差异的可能原因是人群、地域、年龄等因素不同,该研究开展于非洲西部,纳入50例研究对象,且并未排除性别及年龄的潜在影响。

3.2 新e GFR估算公式在CKD中的适用性研究

GFR是指单位时间(min)内经肾小球滤出的血浆量(m L),它是肾小球滤过功能的最直接评估参数,是评估分肾和总肾功能的重要指标。在实际工作中,GFR并无法直接测定,只能通过测定血浆中某种标志物的清除率而间接估算。在临床工作中,用一种简便有效的方法来评估GFR尤为重要。公式法求e GFR是自19世纪70年代开始研发的方法,目前已经存在数十种公式[20-21]。大多数评估公式是基于欧美人群建立的,其性能因种族差异有所不同。本研究考虑到种族因素对e GFR公式结果的影响,以中国CKD患者为研究对象,评估了不同e GFR公式的差异,并验证法国发布的MMB-e GFR新公式在本地区的适用性。

本研究纳入了336例CKD患者数据,计算了CKD-EPICr2009和MMB-e GFR两种公式的结果。本研究发现两种公式的计算结果显著相关,存在线性关系,具有较好的一致性。本研究验证了STEHLÉ等[7]的研究结论,即MMB-e GFR与基于Cr和人口统计学的方程在CKD患者中的表现同样出色,并且MMB-e GFR公式可以适用于不同种族背景的受试者。

本研究有以下几点局限性:第一,本研究纳入对象为成年人群,未涉及儿童群体;第二,本研究没有对CKD患者以99m锝标记的二乙烯三胺五乙酸肾动态显像法测量GFR,无法评估两种e GFR公式的精密度及准确度;第三,本研究存在地域局限性,仅于中国吉林省开展Cr参考区间和MMB-e GFR公式的适用性验证。

综上所述,本研究利用了大量样本分析了不同影响因素下血清Cr的分布特征,验证了Cr参考区间的适用性,探究了两种e GFR公式在CKD中的表现及新公式的验证。本研究发现Cr水平在年龄、性别、季节方面均存在显著差异。行业标准中提供的Cr参考区间适用于本地区。MMB-e GFR与CKD-EPICr2009公式一致性较高,适用于本地区。

参考文献:

[4]黄阳,刘天赐.八种估算肾小球滤过率方程在合肥地区健康人群中的应用评价[J].实验与检验医学,2023,41(1):25-29.

[10]中华人民共和国国家卫生健康委员会.WS/T404.5-2015临床常用生化检验项目参考区间第5部分:血清尿素､肌酐[S].北京:中国标准出版社,2015.

[11]陈曦,吴楠,麦李明.血清肌酐､胱抑素C､肾动脉阻力指数对造影剂肾病患者早期诊断价值[J].中国临床医生杂志,2023,51(8):925-928.

[14]孟涛,陈剑,杜佳琳,等.利用转移法和间接法建立儿童肌酐水平参考区间的比较[J].检验医学与临床,2022,19(19):2639-2642.

[18]杨茜雯,兰星,操淮芳,等.军队文职人员招录体检中血清肌酐偏低水平的分析[J].东南国防医药,2023,25(3):331-333.

[20]段志兵,徐承云,胡丽莉.肾小球滤过率公式在老年人中的适用性分析[J].南昌大学学报(医学版),2023,63(6):95-101.

[21]关若萍,罗利利,戴国奎,等.CKD-EPI 2021 e GFR公式在健康体检人群中的应用[J].检验医学与临床,2023,20(17):2569-2574.

基金资助:吉林省教育厅科学技术研究项目(JJKH20211177KJ);

文章来源:王铁,姚瀚鑫,许建成.血清肌酐的特异性分析及新eGFR公式的适用性研究[J].国际检验医学杂志,2024,45(22):2699-2704.