和肽素检测在心肾综合征大鼠模型中的诊断价值

盛晓生+林丽+俞章平+蒋李珍+丁明星+郭方明

[摘要] 目的 研究和肽素（copeptin，CPP）水平对大鼠心肾综合征（cardiorenal syndrome，CRS）的诊断价值。 方法45只雄性SD大鼠采用部分肾切除术合并心肌梗死术建立CRS模型，随机分成CK组（空白对照组）、MI组（心肌梗死组）、CRS组（心肾综合征组），造模后1～5周检测血清中CPP浓度的变化及血液动力学、肾功能的水平。结果 与CK组比，造模后MI组和CRS组血肌酐（SCr）、尿肌酐（UCr）、尿素氮（BUN）均显著升高（P<0.05），而且与MI组比较，CRS组SCr在第5周明显升高，BUN在1 w、3 w、4 w、5 w均明显升高（P<0.05）。与CK组比较，CRS组在造模后1 w、2 w、3 w、4 w、5 w血清中CPP显著升高（P<0.05）；与MI组比较，CRS组造模后1 w、5 w血清中CPP显著升高（P<0.05）。 结论 心肾综合征大鼠血清和肽素水平明显升高，具有一定的诊断价值。

[关键词] 和肽素；心肾综合征；心肾功能；大鼠

[中图分类号] R541.6 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2017）34-0024-04

The diagnostic value of copeptin detection in rat models of cardiorenal syndrome

SHENG Xiaosheng1 LIN Li2 YU Zhangping1 JIANG Lizhen1 DING Mingxing3 GUO Fangming3

1.Department of Cardiology， Jinhua People's Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China； 2.Department of Anesthesiology， Jinhua People's Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China； 3.Department of Medical Sci7ence， Jinhua Polytechnic， Jinhua 321007， China

[Abstract] Objective To study the value of copeptin（CPP） in the diagnosis of cardiorenal syndrome（CRS） in rats. Methods 45 male Sprague-Dawley rats were treated with partial nephrectomy combined with myocardial infarction to establish CRS model and randomly divided into CK group （blank control group）， MI group （myocardial infarction group） and CRS group （cardiorenal syndrome group）. The changes of serum CPP concentration and hemodynamics， and the level of renal function were measured in the next 1-5 weeks after modeling. Results Compared with those in CK group， the serum creatinine （SCr）， urinary creatinine （UCr） and blood urea nitrogen （BUN） in MI group and CRS group after modeling were significantly higher （P<0.05）. The SCr of the CRS group significantly increased in the week 5 compared with that of the MI group， and the BUN of the CRS group were significantly increased in the week 1 3， 4， 5 compared with that of the MI group（P<0.05）. The serum CPP of CRS group was significantly higher than that of the CK group at 1w， 2w， 3w， 4w and 5w after modeling（P<0.05）. The CPP of CRS group was significantly higher than that of the MI group at 1w and 5w after modeling（P<0.05）. Conclusion The level of serum copeptin in rats with cardiorenal syndrome is significantly increased， and has certain diagnostic value.

[Key words] Copeptin； Cardiorenal syndrome； Heart and kidney function； Diagnosis； Rat

心力衰竭患者的管理本身是一項具有挑战性的任务，但伴随着恶化的肾功能会大大增加死亡率和发病率。急性心衰患者常会伴随肾功能恶化，即急性心肾综合征。早期诊断和治疗是防止患者再次住院及降低医疗费用的关键。生物标志物已经是诊断和预测心衰患者高度敏感和特异的工具。和肽素（Copeptin，CPP）由Holwerda于1972年首次发现，是糖基化的39个氨基酸长的肽段，富含亮氨酸，为前精氨酸加压素（arginine vasopressin，AVP，亦称AND）的前体肽C-末端最后一部分，与AVP具有相似的血浆水平[1]。和肽素的测量对心血管疾病（如心脏衰竭、心肌梗死和卒中）和肾脏疾病及感染等的诊断均具有一定的价值，有望成为一个稳定的和灵敏的早期诊断、预后评价新型标志物[2，3]，因而本文通过和肽素在心肾综合征大鼠模型中的检测，观察其对心肾综合征的诊断价值。现报道如下。endprint

1 材料与方法

1.1 动物造模

45只雄性SD大鼠，体重250～280 g，SPF级，购自上海斯莱克实验动物有限责任公司，许可证号：SCXK（沪）2012-0002，合格证号：0278317。实验大鼠在动物房环境中适应6 d后，采用随机抓取方法分为3组（每组15只），包括CK组（空白对照组）、MI组（心肌梗死组）和CRS组（心肾综合征组），按照文献报道的方法采用复合术式建模[4]。

空白对照（CK）组：进行常规喂养，不做任何其余处理。心肌梗死（MI）组：10%水合氯醛3 mL/kg腹腔麻醉，胸部皮肤去毛，碘伏消毒，左侧胸部剪开皮肤，钝性分离肌肉，3、4肋间开胸器撑开肋骨，撕开心包膜暴露心脏，结扎左冠状动脉主干。肉眼观察左心室壁变白，ECG QRS波形变高变宽，S波与T波交点（J点）明显抬高，或者出现R波消失，呈典型QS波形时，提示结扎成功。关胸，逐层缝合肌肉与皮肤。待动物苏醒后放回笼中饲养。术后3 d肌注10万单位青霉素钠抗感染。心肾综合征（CRS）组：切除左侧肾脏并结扎冠状动脉建模。10%水合氯醛3 mL/kg腹腔麻醉，腹部皮肤去毛，碘伏消毒。打开腹腔，结扎左侧肾脏肾动脉、肾静脉和输尿管后，切除左侧肾脏，关闭腹腔，逐层缝合。余下步骤与MI组相同。所有的实验程序按照实验动物批准协议进行。

1.2 心功能评估

3组大鼠分别于第9天、第5周时间，10%水合氯醛3 mL/kg腹腔麻醉后，颈部正中纵行切开2 cm切口，暴露右颈总动脉，PE50导管插管至左心室，采用生物信号处理系统分析心功能参数，包括心率（HR）、左室收缩压（LVSP）、左室舒张末压（LVEDP）、左室内压变化速率（±dp/dtmax）等的变化。

1.3 肾功能评价

建模成功后，眼眶取血及尿液收集，每周1次，共5次，进行肾功能检测。应用BUN测试盒（南京建成生物工程研究所有限公司，货号：C013-2，批号：20161228）以生化法检测血清中各组BUN的水平；应用肌酐（Cr）测定试剂盒（宁波瑞源生物科技有限公司，货号：2400746，批号：2017020802）以肌氨酸氧化酶法检测各组大鼠血清及尿液中的Cr水平（SCr、UCr）。

1.4 ELISA检测CPP水平

建模成功后，每周一次行眼眶取血，采用CPP的ELISA試剂盒检测各组大鼠血清CPP水平。

1.5统计学分析

所有数据统计使用SPSS22.0统计学软件包进行分析。计量资料以均数±标准差（x±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，进一步两两比较选用LSD-t检验，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠血流动力学变化的变化

血流动力学结果显示，在第9天时间点三组大鼠的LVSP和LVEDP水平差异有统计学意义（F=9.04、36.47，P=0.02、0.00，P均<0.05），在5w时间点三组大鼠的LVEDP水平差异有统计学意义（F=21.59，P=0.00<0.01）；与CK组比，MI组、CRS组大鼠LVSP在9 d时间点显著降低（t=8.58、9.44，P<0.05），LVEDP显著升高（t=3.47、13.44，P<0.05），LVEDP在5w时间点显著升高（t=20.72、9.29，P<0.05），与MI组比较，CRS组LVEDP在第9天时显著升高（t=44.84，P<0.05），见表1。

2.2部分肾切除术合并心肌梗死术对大鼠SCr、UCr、BUN的影响

在1 w、2 w、3 w、4 w和5 w时间点三组大鼠的SCr水平差异有统计学意义（F=5.24、5.32、4.16、4.24、19.87，P=0.03、0.01、0.045、0.04、0.00，P均<0.05），在1 w、2 w、3 w、4 w和5 w时间点三组大鼠的UCr水平差异有统计学意义（F=6.37、7.67、6.30、4.69、14.75，P=0.01、0.01、0.02、0.04、0.00，P均<0.05），在1w、2w、3w、4w和5w时间点三组大鼠的BUN水平差异有统计学意义（F=29.87、4.17、5.18、20.50、12.34，P=0.00、0.05、0.03、0.00、0.00，P均<0.05）；与CK组比，MI组大鼠血肌酐（SCr）在第4周显著升高（t=3.07，P<0.05），UCr在1w、2w、3w、4w和5w时间点均显著升高（t=13.16、14.12、6.48、10.61，t=22.09，P<0.05）。CRS组大鼠2w、3w、4w、5w时间点血肌酐（SCr）显著升高（t=3.85、3.81、4.33、7.62，P<0.05），尿肌酐（UCr）在1 w、2 w、3 w、4 w和5 w时间点均显著升高（t=16.17、13.12、15.09、21.09、23.66，P<0.05）。与CK组比，MI组在造模后5w血清中BUN显著升高（t=4.66，P<0.05），CRS组在造模后1 w、3 w、4 w、5 w血清中BUN显著升高（t=8.49、4.99、9.49、8.72，P<0.05），与MI组比较，CRS组SCr在2 w、3 w、4 w、5 w明显升高（t=3.01、2.36、5.55，P<0.05），BUN在1 w、3 w、4 w、5 w均明显升高（t=10.23、2.50、7.80、3.80，P<0.05），见表2。

2.3 部分肾切除术合并心肌梗死术对大鼠血清CPP的影响

在1 w、2 w、3 w、4 w和5 w时间点三组大鼠的血清CPP水平差异有统计学意义（F=4.51、6.66、5.99、6.99、7.05，P=0.02、0.01、0.02、0.01、0.01，P均<0.05）；与CK组比，CRS组在造模后1 w、2 w、3 w、4 w、5 w血清中CPP显著升高（t=12.59、12.60、10.17、19.70、11.70，P<0.05），与MI组比较，CRS组造模后1 w、4 w、5 w血清中CPP显著升高（t=10.58、4.50、7.79，P<0.05），见表3。endprint

3 討论

心肾功能障碍常同时存在，研究发现约70%心力衰竭（HF）合并肾损害，其中29%有中度或严重肾功能不全[5]，而肾功能是最重要的预后因素之一，肾障碍预示着死亡的风险增加。因而，近年来对心肾综合征的研究越来越多，心肾综合征（cardiorenal syndrome，CRS）是指心脏或肾脏中任一个器官的急性或慢性病理生理紊乱引起另一器官急性或慢性功能紊乱.以及其他原因引起心脏和肾脏同时功能异常的一组临床综合征[6]。本研究CRS组大鼠模型成功结扎了冠状动脉，造成了急性心肌梗死、心功能的下降；同时部分肾切除造成肾功能损害，同CK组比较，造模后血肌酐明显升高，达到了急性肾功能损害的标准，符合心肾综合征诊断标准[7-9]。本文结果提示，CRS大鼠模型建立后，心肾综合征组大鼠左室收缩压、左室舒张末压、左室内压变化速率等心功能指标均明显下降，CRS组大鼠血肌酐与MI组、CK组比较，在2周、5周均有明显升高，尿肌酐和BUN除第二周外，在其他各时间点均有升高，表明大鼠肾功能也明显下降，与对照组比较有显著的统计学差异，说明CRS组大鼠存在心肾共损，促进和加重了疾病的共同进展。但至今为止，心肾综合征心、肾交互作用的复杂机制仍未能完全揭示，有学者指出胱抑素C、NAGL、KIM-1等生化标志物有助于CRS的早期诊断和预后判断[10，11]。另外，也有相关研究显示，中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白、肾损伤分子-1（KIM-1）、胱抑素C（CysC）、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）、白细胞介素-18（IL-18）、心房利钠肽（NAP）、肌钙蛋白（cTn）、促炎性细胞因子、肿瘤坏死因子-α、IL-1、IL-6、不对称的二甲基精二酸及髓过氧化物酶也是 CRS 的新颖指标[12，13]。但对和肽素的研究目前仍较少。和肽素（copeptin）是AVP前体羧基末端的一段多肽，大量文献报道，在多种心肺血管疾病中，患者血液中AVP水平明显升高，且与疾病严重程度和预后密切相关，因此AVP曾被认为是这些疾病的重要标志性预警分子。但AVP极不稳定，半衰期短，因此不适合作为生物标志物，与AVP相反的是，和肽素在血中长期保持稳定，利于检测，可以作为生物标志物替代AVP的检测[14]。

Morgenthaler NG[15]报道和肽素与心血管疾病包括冠心病、急性心肌梗死、心功能不全以及肾功能不全均有密切的关系。Khan等[16]在1项前瞻性单中心研究（LAMP研究）中对980例急性心肌梗死（AMI）患者进行临床随访调查，统计学分析表明入院时血浆和肽素水平与患者病死率和心衰等事件发生密切相关[16]。王建红等[17]研究发现和肽素在心力衰竭患者的诊断和治疗中有着重要的指导意义。但近年学者发现和肽素与肾功能也有一定关系。Meijer E等[18]研究指出高Copeptin浓度与肾功能差、肾血流减少、肾小球肥大和蛋白尿等有关。另外，Engelbertz C等[19]研究发现，和肽素水平升高与冠心病合并肾功能不全的死亡率有密切关系。但和肽素用于心肾综合征的诊断方面，目前国内外研究尚少。

本文研究表明，CRS组大鼠血清和肽素水平明显升高，1周、5周各个时间点和对照组比较有统计学意义。说明和肽素水平心肾共损存在一定的关系，心肾综合征可导致和肽素水平的异常升高。虽然MI组在各个时间点和CK组比较和肽素也明显升高，但与MI组比较，在1 w、4 w、5 w时，CRS组和肽素水平明显升高，差异具有统计学意义，说明心肾综合征和肽素水平比心功能不全不伴肾功能损害升高更加明显，对早期诊断心肾综合征有一定的意义。有学者研究发现[20]，和肽素在有心功能不全伴肾功能不全患者中明显高于无肾功能不全患者，差异有统计学意义，说明心肾功能同时损害可以使和肽素指标明显升高。Choudhary R等[21]也指出Copeptin是一个潜在的心肾综合征的预后指标，和肽素升高与急性心衰射血分数下降、肾小球滤过率降低、蛋白尿增加、死亡率增加有关。但本文研究结果未能明确和肽素诊断心肾综合征的指标范围值，也未能明确和肽素在鉴别诊断心肾综合征与心功能不全不伴肾功能损害的指标范围，需要更多和更大量样本的研究。

综上所述，心肾综合征导致心肾同时出现损害的治疗仍是一个很大的难题，故早期预测与干预显得尤为重要。检测CRS大鼠血清和肽素水平对早期发现心肾并损程度有一定的帮助，为临床上心肾等重要器官急诊应激病情的预测提供客观依据。

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（收稿日期：2017-09-06）endprint