在早期腎功能衰竭的診斷中,腎小管功能檢測價值更高于小球功能檢測。由于小管間質(zhì)病變臨床、病理表現(xiàn)缺乏特異性,實驗室診斷成為臨床早期診斷不可或缺的要素之一,也是評估腎小球疾病演進、預后的重要指標。
一、尿濃縮稀釋功能:
(一)尿 比 重:尿比重是尿液與純水重量的比值,反映單位容積尿中溶質(zhì)的重量。普通飲食下,正常尿液比重可在1.015~1.030 之間波動,尿比重的高低與飲水量和當時的尿值有關,主要取決腎臟的濃縮功能。
1、正常參考值:成人:1.015-1.025 晨尿大于1.020;新生兒:1.002-1.004。
2、臨床意義:增高:見于脫水,糖尿病,急性腎炎等。降低:見于尿崩癥,慢性腎炎等。
在非水代謝紊亂情況下,高比重可見于脫水、蛋白尿、糖尿、急性腎炎、高熱等。慢性腎功能不全時出現(xiàn)等張尿,比重常固定于1.020±0.003。近年尿比重有被尿滲量取代之趨勢。 尿比重<1.010時為低滲尿,見于腎濃縮功能受損,如慢性腎小球腎炎、急性腎炎多尿期、尿毒癥多尿期等。比重可作為鑒別糖尿病與尿崩癥的參考,前者尿量多,比重高,后者尿量多,比重低。
(二)尿滲透壓:尿滲透壓測定反映尿中溶質(zhì)分子和離子的總數(shù),多采用冰點滲透壓計測量,通常不受大分子物質(zhì)(尿糖和尿蛋白等)影響,精確性高于尿比重。自由狀態(tài)下尿滲透壓波動幅度大,但尿滲透壓應高于血漿滲透壓。禁水8小時后尿滲透壓高于700-800mOsm/kg·H2O,14 小時后約800-1300 mOsm/kg·H2O。固定的低比重尿或低滲透壓多提示遠端腎小管功能極度下降。
1、正常參考值:成人一般600MMOL/L到1000MMOL/L,平均800MMOL/L;最大范圍為40MMOL/L到1400MMOL/L.
2、臨床意義:正常人血漿滲量為280-310mosm/kg·H20,正常人的尿滲量/血漿滲量比值為(3-4.5):1,這個指標同樣用于評價腎臟的濃縮稀釋功能。尿滲量在300mosm/kg·H20時稱為等滲尿,高于血漿滲量表示尿液已經(jīng)被濃縮,此時可稱為高滲尿;低于血漿滲量表示尿液已被稀釋,此時的尿液稱為低滲尿。
1)在禁止飲水12小時后,尿滲量應該大于850mosm/kg·H20,如低于此值表明腎臟濃縮功能不好。同樣條件下尿滲量/血漿滲量比值應該大于3:1,腎臟濃縮稀釋功能發(fā)生障礙時其比值可能降低到1:1,或更低。
2)慢性腎盂、多囊腎等腎間質(zhì)變;急性腎小管壞死、慢性腎炎合并腎小管病變時尿滲量可以降低。
(三)自由水清除率(CH2O):即單位時間內(nèi)從血漿中清除到尿液中不含溶質(zhì)的水量,可較準確的反映遠端腎小管的濃縮功能。正常時為負值,禁水8h 后晨尿的CH2O 為-25~-120ml/h。自由水清除功能是大多數(shù)腎臟疾病患者最先喪失的功能之一,常用于評價急性腎小管壞死時腎小管功能的恢復情況或發(fā)現(xiàn)移植腎的早期排異。CH2O(ml/h)=每小時尿量×(1-尿滲透壓/血漿滲透壓)。影響CH20的主要因素是遠曲小管和收集管的通透性。而它又受ADH(垂體后葉抗利尿激素)的調(diào)節(jié)。
1、正常參考值:+25~-6mL/min
2、臨床意義:其計算公式為CH2O=V(1-Uosm/Posm),式中V為每分鐘尿量(mL/min)
當Uosm=Posm時,CH20=0,尿為等滲。
當Uosm<Posm時,CH20為正值,尿為低滲。
當Uosm>Posm時,CH20為負值,尿為高滲。
腎源性尿崩癥時,ADH分泌并不減少,而是腎小管對ADH無反應,此時CH20為正值,排出低滲尿。
腎功能不全時,CH20的變化范圍大大縮小,只有+2~-0.6mL/min。
將上式V改變?yōu)槊啃r尿液排出量(mL/h),有作者報道正常情況下CH20是個負值,其參考范圍-25~-100mL/h,該值趨向零值說明腎功不佳。-25~-30表示腎功已有變化,-20~-25表示腎功輕度損害,0~-15表示腎功嚴重損害。如腎髓質(zhì)曲管功能漸漸恢復,則CH20又向負值方向變化直至正常范圍。
尿毒癥患者CH20范圍3.2~-4.6mL/h,基本趨于0,顯示腎濃縮功能基本完全喪失。
連續(xù)監(jiān)測CH20可較早發(fā)現(xiàn)腎移植的腎功受損,有出現(xiàn)排異反應的可能,其變化一般較血肌酐上升要早1~3天。
二、尿液酸化功能:腎小管酸中毒(RTA)是由于腎小管功能障礙引起的機體酸中毒,包括Ⅰ型遠端型RTA(dRTA)、Ⅱ 型近端型RTA(pRTA)、Ⅲ型伴HCO3-量丟失過多的dRTA 和IV 型伴高血鉀型RTA。
(一)尿液酸堿度:正常新鮮尿液呈弱酸性,PH波動于5.0-7.0.常用的檢測方法有指示劑法、PH試紙法和PH計法。影響尿液酸堿度的因素除腎小管疾病本身外,還包括藥物、飲食、尿路感染、發(fā)熱和脫水等。
(二)酸負荷試驗(氯化銨負荷試驗):可判斷不完全性遠端腎小管性酸中毒。其機制為:口服一定劑量的酸性藥物,如氯化銨,使機體處于酸血癥狀態(tài),此時若遠端小管功能正常,可通過對氫離子的排泌而酸化尿液;若遠端小管功能障礙,則無法酸化尿液,此時將出現(xiàn)血、尿PH分離現(xiàn)象。具體方法分為單計量法(1次口服氯化銨0.1g/kg體重)和3天劑量法(每天劑量同前,共3d),正常人服藥2h后,尿液PH應低于5.3,此時可停止實驗,若每次尿液PH都>5.5,可診斷為遠端腎小管性酸中毒。
(三)堿負荷試驗:正常原尿中的HCO3-有85%-90%在近端小管重吸收,其余10%-15%由遠端小管重吸收,從而保持人體內(nèi)堿貯備。若近端小管對HCO3-重吸收減少,則有較多的HCO3-自尿中排出,此時血液內(nèi)因堿性離子丟失而呈酸中毒,而尿液中因HCO3-較多而呈堿性,血、尿PH分離。具體方法有口服或靜脈滴注碳酸氫鈉,糾正血漿HCO3-濃度到正常,測定尿HCO3-排量,并計算濾過的HCO3-排泄率。計算公式為:尿HCO3-排泄率=尿HCO3-(mmol/l)×SCr(umol/l)/血漿HCO3-(mmol/l)×尿肌酐(umol/l)。計算尿HCO3-排泄分數(shù),正常人幾乎為0.因近端小管受損導致的II型腎小管性酸中毒>15%,而遠端小管受損導致的I型腎小管性酸中毒<5%。
(四)濾過鈉排泄分數(shù)(FENa):測定腎小球濾過鈉和尿排泄鈉的百分率,公式為:FENa(%)=[(尿鈉/血鈉)/(尿肌酐/Scr)]×100,F(xiàn)ENa是鑒別急性腎小管壞死和腎前性氮質(zhì)血癥的敏感指標之一,腎小管無損傷的情況下FENa<1,而急性腎小管壞死時FENa>2.即急性腎小管壞死時,腎小管重吸收鈉障礙,尿鈉排泌增加,而腎前性少尿,濾過鈉少,腎小管重吸收增加。
(五)腎衰竭指數(shù)(RFI):RFI=尿鈉/(尿肌酐/Scr),其意義在于鑒別急性腎小管壞死和腎前性氮質(zhì)血癥,前者RFI>2,后者RFI<1.
三、腎小管重吸收功能檢測:腎小管上皮細胞具有強大的重吸收功能,對維持機體內(nèi)環(huán)境的“自穩(wěn)狀態(tài)”起重要作。當小管功能損傷時,尿電解質(zhì)排泄異常。同步、動態(tài)監(jiān)測血清K+、Na+、Cl-、Ca2+、P3+濃度和24h 尿電解質(zhì)排泄量有助于鑒別。此外,機體血糖濃度、腎小球濾過率和腎小管重吸收能力間動態(tài)平衡是影響尿糖水平的三大因素。當近端小管重吸收障礙時,血糖正常而24h 尿糖陽性,稱為腎性糖尿。生理狀況下,經(jīng)腎小球濾出的氨基酸絕大多數(shù)由近端小管重吸收,遺傳性疾病或毒物、藥物影響下,尿排泄異常而產(chǎn)生氨基酸尿。
四、腎小管標志蛋白測定:目前臨床上早期診斷腎臟疾病通常依賴尿液的常規(guī)檢查,但因其敏感性太低,對于大多數(shù)早期的腎小管損害往往不能及時作出診斷。腎小管細胞表面存在許多特異性標志物,當腎小管輕微損害時,這些標記物就可脫落而從尿液中排出,定量檢測尿液中這些標記物質(zhì),可以及時發(fā)現(xiàn)腎小管的早期病變,而且還有助于腎小管病變的病因和定位診斷,因此近年嘗試開發(fā)各種尿液腎小管標志蛋白檢測,并以此作為常規(guī)檢測指標加以臨床推廣,對腎小管疾病的早期和定位診斷具較高臨床實用價值。
(一) 尿 酶:血液中酶類經(jīng)腎小球濾過,絕大多數(shù)為腎小管所重吸收,故尿中含量極少,僅有腎小管上皮細胞、泌尿生殖道細胞分解代謝所產(chǎn)生的微量酶類。在腎臟疾病時,尿酶含量多顯著升高,有助于疾病診斷與療效觀察。尿酶的檢測也有許多局限性:①尿酶的排出受生理活動的影響較大,即不同個體間及同一個體在不同時間或不同狀態(tài)時尿酶的排出量變化很大;②尿酶的檢測方法很多,測定值受所用的測定方法、試劑不同而差異較大,難以標準化;③尿酶的檢測需首先去除尿液中的色素和抑制物,難度較大。盡管如此,尿酶的檢測如能緊密結(jié)合臨床還是具有一定的診斷價值。
(二)尿液低分子蛋白檢測:泛指5-40kDa 小分子量蛋白,血漿中半衰期短。近端小管是中毒損傷敏感部位,也是此類蛋白的分解部位,臨床多利用此特性檢測,因此成為評價急、慢性中毒的重要生物標志。
1、β2-微球蛋白(β2-MG):β2-MG 的分子量約為11.8kDa,是I型HLA 抗原的輕鏈蛋白。正常人β2-MG 產(chǎn)生量約為150~200 mg/24h,因其分子量較小,幾乎全部從腎小球濾過,正常血濃度僅為1~2mg/L。β2-MG 在無菌、pH>6 的尿液中穩(wěn)定性較好,室溫下可保持數(shù)天,4℃中可保持兩周。-20℃中可保持一年不被降解。
2、視黃醇結(jié)合蛋白(RBP):RBP 的分子量為22.2kDa,系親脂載體蛋白。其臨床價值與β2-MG 相似。
3、α1-微球蛋白(α1-MG):分子量為26.1 kDa 的糖蛋白,pI 為4.3~ 4.8。因α1-MG 的尿濃度顯著高于尿β2-MG 和RBP,故使實驗檢測的準確性和重復性大為提高,是臨床上用以判斷近曲小管損害較為理想的指標。
4、尿蛋白-1:又稱Clara 細胞蛋白,因其分子量約為16 kDa,故又簡稱為CC16。與上述三個低分子蛋白相比,CC16 的最大優(yōu)點是敏感性高,當腎小管僅輕微損害,尿液中其他低分子蛋白質(zhì)排出尚未增高時,尿CC16 即已顯著增高,因此被認為是近曲小管早期和輕微損害的最敏感指標。由于男性青春期和女性妊娠期泌尿生殖道中亦有分泌,故在女性患者中檢測價值更高。此外當支氣管-肺泡/血屏障破壞時,循環(huán)中蛋白濃度相應增高,應注意鑒別。
5、尿-海藻糖酶:屬糖蛋白類,反映近端小管損傷。
6.CystatinC半胱氨酸蛋白酶抑制劑:分子量13kDa,pI=9.3,經(jīng)腎小球自由濾過后由近曲小管吸收并分解。體內(nèi)生成量恒定,血漿濃度約0.8-2.5mg/l,腦脊液中約4-14mg/l,不受性別、肌肉容積等因素影響,故其血濃度檢測已成為近年評估腎小球濾過率的敏感指標,較血清肌酐濃度、內(nèi)生肌酐清除率等方法更可靠,診斷價值僅次于51Cr-EDTA 清除率測定。尿濃度約0.03-0.3 mg/l,小管受損時尿中排出量增加。
(三)腎小管特異性單克隆抗體檢測:包括抗近曲小管刷狀緣抗體、髓襻厚壁升支特異的抗Tamm-Horsfall蛋白抗體、抗集合管細胞抗體、抗腎小管基底膜抗體等, 用這些特異的單克隆抗體建立檢測尿液中相應的組織抗原的方法,具有特異性強,定位準確及較少受各種因素干擾等優(yōu)點。
(四)SDS-AGE 法檢測腎小管性尿蛋白:SDS-AGE 全稱“十二烷基硫酸鈉-瓊脂糖凝膠電泳”,利用瓊脂糖凝膠的選擇性成分和多孔性,結(jié)合蛋白質(zhì)分子量,可區(qū)分尿中不同蛋白組分,對腎臟損害程度、定位判斷有實用價值。其操作簡便,敏感性較好,便于臨床推廣。小管損傷時多檢出低分子量(<70kD)蛋白條帶,如輕鏈成分(單/雙聚體)、a1-MG、RBP、溶菌酶、2-MG 等組分。若游離型輕鏈條帶區(qū)異常濃集或單獨出現(xiàn),則高度提示單克隆免疫球蛋白沉淀。ǘ喟l(fā)性骨髓瘤、淀粉樣變等),為臨床提供了有效而無創(chuàng)傷的早期篩選和輔助診斷方法。