肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)对肾脏功能的评价具有重要意义,也是肾脏病的诊断、分期、药物使用等重要参考指标;但人体肾小球数目超过百万,直接测定 GFR 并不现实,所以通常是以某种滤过标志物(内源性或外源性)的肾脏清除情况来间接反映 GFR。

既往认为评价 GFR 的金标准为肾脏菊粉清除率,菊粉可被肾小球自由滤过,在肾小管和集合管不被重吸收和分泌,结果可靠而准确,但由于其操作繁琐,需要静脉滴注、重复抽血并留置导尿管采集尿液标本等缺点,所以多用于实验室研究。

其他标志物如 99m Tc-DTPA、51Cr-EDTA 等核素虽也具有较高灵敏度度,但因 ECT 机器昂贵等原因临床尚未能广泛使用。另外,研究者们也通过开发方程公式来估算肾小球滤过率,自 1957 年开发出首个 GFR 估算公式以来,目前已发展至 50 多个,以下即临床常见、常用的的几个公式。

C-G(Cockcroft-Gault)公式

1976 年,Cockcroft D.W. 和 Gault M.H. 发表文章《Prediction of Creatinine Clearance from Serum Creatinine》,介绍了 C-G 公式。1998 年美国 FDA 也向业界推荐了 C-G 公式(2010 年更新加入了 MDRD 公式),这可能也是许多药品说明书中依据肾功能调整剂量时多依据 C-G 公式的原因。

但该方程公式并没有考虑到体表面积标准化校准的问题,尤其对水肿和肥胖患者的误差可能更大,而且该公式依据 249 名美国白人的临床数据开发,种族差异也可能会使所得结果与实际相差甚远。

MDRD(Modification of Diet in Renal Disease)公式

1999 年,美国肾脏病膳食改良试验工作组在通过对 1628 例 CKD 患者的研究总结得出的经验方程,该方程综合考虑了肌酐、尿素氮、白蛋白、年龄、性别和人种六个变量而得出经验方程,且考虑了体表面积的校正问题。

该方程过于复杂,为临床应用带来了不便。于是在 2000 年,MDRD 方程被简化为包含 4 个变量 (肌酐、年龄、性别、人种)的公式。

但是 MDRD 方程研究中依然没有包括亚裔。一项将 MDRD 方程应用于我国 CKD 患者的研究发现,当真实值较高时方程估测值低于真实值;真实值较低时方程估测值高于真实值。

因此,2006 年我国 eGFR 课题协作组开发了适合我国 CKD 患者的 GFR 评估方程,协作组收集了国内不同地域、肾功能不同分期的 CKD 患者 684 例的有关资料。随机选取 454 例为开发组,230 例为验证组。

以双血浆法 99m Tc-DTPA 血浆清除率作为 GFR 参考标准,得出了针对中国慢性肾脏病患者的改良的简化 MDRD 公式 (30% 的准确性由 66.1% 提高至 77.8% 和 79.6%,P<0.05)。

CKD epidemiology collaboration(CKD-EPI)公式

CKD-EPI 公式包含 3 个:CKD-EPI Scr 公式,CKD-EPI SCysC 公式和 CKD-EPI Scr-SCysC 联合公式。CKD-EPI 的 3 个公式也是一个发展的过程。

首先,MDRD 简化公式在 GFR<60 时,所得结果准确性较低,因此 2009 年,美国慢性肾脏病流行病学研究组将肌酐、性别、年龄种族作为变量,提出了 CKD-EPI Scr 公式,有效提高了 CKD3 期的诊断准确性。

但无论是 MDRD 公式还是 CKD-EPI Scr 公式都是将血肌酐作为主要计算变量,对于肌肉含量异常变化的人群,用基于血肌酐的计算公式不够合适。

这时另一种内源性生物标志物胱抑素 C引起人们重视。胱抑素 C 由有核细胞产生,产生速率基本恒定,可自由通过肾小球基底膜,被近曲小管重吸收及完全代谢,肾小管不分泌,不重新吸收入血,排出只受到 GFR 的影响,而不受性别、年龄、饮食、炎症等因素的影响。

可以说 Cys C 很好的满足了理想的滤过标志物的标准,亦有多项研究发现,胱抑素C可作为 GFR 独立影响因子,且在一定程度上可替代血肌酐。

2012 年 CKD-EPI 研究组提出了基于标准化 Scr 和 SCysC 的 CKD-EPI SCysC 公式和 CKD-EPI Scr-SCysC 联合公式。在3种 CKD-EPI 公式对比验证中发现,联合公式相比两个单独公式计算偏差无明显差异,但精确性和诊断准确性更高,并有效降低了因单独计算公式诊断的假阳率。

2012 年 KDIGO 慢性肾脏病指南对在临床成人 GFR 评估方面建议首次评估时使用血清肌酐和 GFR 公式,在某些特殊情况下肌酐公式不够准确,此时可以使用胱抑素 C 或者肾滤过标志物清除率等方法进行 GFR 确诊评估,指南对实验室的建议包括:

• 使用可追溯至国际标准物的肌酐和胱抑素 C 的检测方法;
• 使用 CKD-EPI 公式计算 GFR;
• 若有优于 CKD-EPI 公式的其他替代公式也可使用。

在人卫第九版《内科学》中,也将 CKD-EPI 公式列为临床上推荐的评估 GFR 的计算公式。

儿童用什么公式?老年人用什么公式?

上文所介绍公式主要都是基于成年人数据开发,并不适用于儿童,早期用于评估儿童 GFR 主要依据 1976 年开发的 Schwartz 公式,后经过发展,至 2012 年,研究组用免疫比浊法重新测定 SCysC,提出了改良 Schwartz 公式,其计算精确性和诊断准确性明显提高。

2012 年,Schaeffne 等人依据柏林倡议研究(Berlin initiative study,BIS)中 70 岁以上老年 CKD 白人患者研究开发出了 BISscr 公式和 BIS Scr-SCysC 联合公式,国外研究显示 BIS 公式在 70 岁以上老年患者 GFR 的准确性上明显优于其他公式结果。

FAS(full age spectrum)公式

以上公式纳入研究对象年龄连续性不佳,不同年龄段所适合的公式截然不同。2016 年,Pottel 等提出了基于Scr/QScr 的适用于全年龄段的 FAS 方程,其中Q是指特定年龄和性别的健康人群的中位数血清肌酐值。

验证研究在欧洲和美国 14 个中心开展,共纳入了 6870 例样本,根据年龄进行分组,小于 18 岁与 Schwartz 公式进行比较,17~70 岁与 CKD-EPI 公式进行比较,70 岁以上的与 BIS 公式及 CKD-EPI 公式进行比较。

结果得出 FAS 公式在适用年龄上有较好的连贯性,在小于 18 岁人群中偏差和 P30 优于 Schwartz 公式,成年人中与 CKD-EPI 表现接近 ,在老年人中 FAS 公式准确性、偏差、精确性均优于 CKD-EPI 公式(见下图)。

目前我国已有一些关于 FAS 公式在我国人群适用性的研究,证实了其在我国适用性较强,但仍需要多中心、多数据库的综合研究为 FAS 公式在我国的使用提供依据。

没有一种公式是完美的,所以在临床工作中当需要选择公式估算 GFR 时,还是应根据所需估算 GFR 人群特点做出选择。

随着科技的发展,之前各种公式繁琐的运算已可在电脑和手机程序上实现,希望未来能开发出准确性更高、更加标准化、适合中国人群的 GFR 估算公式,为临床肾脏疾病的诊断、用药指导、肾脏替代时机等提供参考。

首发 | 肾内时间

策划 | 静姝

投稿 | [email protected]

参考文献:
1. Cockcroft DW, Gault MH. Prediction of creatinine clearance from serum creatinine. Nephron. 1976;16(1):31-41.
2. Levey A . A more accurate method to estimate glomerular filtration rate from serum creatinine : a new prediction equation[J]. Ann Intern Med, 1999, 130.
3. 全国 eGFR 课题协作组, MDRD 方程在我国慢性肾脏病患者中的改良和评估 [J]. 中华肾脏病杂志, 2006(10).
4. Schwartz G J , Schneider M F , Maier P S , et al. Improved equations estimating GFR in children with chronic kidney disease using an immunonephelometric determination of cystatin C.[J]. Kidney International, 2012, 82(4):445-453.
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8. 张方圆, 楼鹏程, 翁瑜. 肌酐公式估算肾小球滤过率与内生肌酐清除率的差异比较 [J]. 预防医学, 2017, 29(006):646-648.
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