《Biomolecules》：Comparison of Established and Emerging Biomarkers Across Estimated GFR
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已确立的和新兴的肾脏生物标志物反映滤过、肾小管损伤、炎症或细胞应激，但其与估算肾小球滤过率（eGFR）的关系尚未被完全阐明。TRUE-GFR是一项前瞻性横断面研究，纳入200名接受择期肾闪烁显像的成年人。研究测定了12种血清或尿液生物标志物，并使用慢性肾脏病流
已确立的和新兴的肾脏生物标志物反映滤过、肾小管损伤、炎症或细胞应激，但其与估算肾小球滤过率（eGFR）的关系尚未被完全阐明。TRUE-GFR是一项前瞻性横断面研究，纳入200名接受择期肾闪烁显像的成年人。研究测定了12种血清或尿液生物标志物，并使用慢性肾脏病流行病学协作组（CKD-EPI）肌酐方程、胱抑素C方程以及肌酐–胱抑素C联合方程计算eGFR。在未被纳入上述方程的生物标志物中，尿素在三种eGFR定义下均显示出最强且最一致的相关性（r = ?0.733至?0.795）。肾损伤分子-1（KIM-1）、脑啡肽原A 119–159（penKid）和可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体（suPAR）显示出中等程度的关联，且以基于胱抑素C的eGFR和联合eGFR的关联最强。中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）与基于胱抑素C的eGFR呈中等相关（r = ?0.505），但与基于肌酐的eGFR相关性较弱（r = ?0.241）。富半胱氨酸蛋白1（CRIP1）的相关性较弱，尿液NephroCheck与eGFR无关。这些发现描述了各标志物与估算GFR的一致性，不应被解读为对真实肾小球滤过率的比较性诊断准确性。
肾小球滤过率（GFR）是评价肾脏排泄功能的主要定量指标，是慢性肾脏病（CKD）检出与分期、药物剂量调整及众多临床决策的基础。基于肌酐的估算肾小球滤过率（eGFR）广泛用作初筛检测，而当肌酐可能产生误导或需要更高精确度时，胱抑素C单独或与肌酐联合应用可提供更具信息量的估算。在GFR估算方程不断优化的同时，越来越多已确立和新兴的肾脏生物标志物被提出用于临床。需要强调的是，"肾脏生物标志物"这一术语涵盖生物学上截然不同的过程：部分标志物主要反映滤过或经肾清除溶质的蓄积，另一些则反映肾小管上皮损伤、炎症、修复或细胞应激。肾损伤分子-1（KIM-1）和中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）已被作为肾小管损伤标志物加以研究；基质金属蛋白酶组织抑制物-2与胰岛素样生长因子结合蛋白7的产物（商品化检测为NephroCheck）反映细胞周期停滞与肾小管应激。可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体（suPAR）是一种反映免疫激活和全身炎症的循环标志物，与新发慢性肾脏病及随后的eGFR下降相关；脑啡肽原A 119–159（penKid）是脑啡肽原前体的一种稳定且可自由滤过的片段，被提出作为肾小球滤过的功能性标志物。富半胱氨酸蛋白1（CRIP1）基于初步转录组学证据（其表达与血压调节相关）作为探索性标志物纳入，但其在肾脏生理和疾病中的生物学作用仍未被完全理解。这些生物学领域中的部分内容与肾小球滤过存在根本差异，许多新兴标志物主要在急性肾损伤的早期检测或预后评估中、且常在选定的高危人群中接受评价。其检测肾损伤或预测不良结局的能力并不必然意味着其能准确反映肾小球滤过。尽管对肾脏生物标志物 panel 的兴趣日益增长，但已确立和新兴标志物与不同eGFR定义之间的关系尚未在同一人群中得到系统描述。在前瞻性横断面TRUE-GFR研究中，研究人员在接受择期肾闪烁显像的成年人中评价了一组广泛的常规与新兴血清和尿液生物标志物，包括肌酐、胱抑素C、尿素、总蛋白、白蛋白、NGAL、KIM-1、suPAR、CRIP1、hs-CRP、penKid以及尿液NephroCheck，并比较了它们与使用CKD-EPI肌酐方程、胱抑素C方程及肌酐–胱抑素C联合方程计算的eGFR的关联，分析在总体队列中并进行性别分层。自本分析所用CKD-EPI方程建立以来，GFR估算持续演进；免种族CKD-EPI方程和欧洲肾功能联盟（EKFC）方程，连同当代验证与结局文献，强调了胱抑素C的互补作用以及联合肌酐–胱抑素C估算在许多情形下所达到的更高准确性或风险分层能力。与此同时，近期研究进一步证实，KIM-1、NGAL和尿液[TIMP-2]·[IGFBP7]等肾小管损伤或应激标志物所提供的诊断或预后信息往往在生物学上不同于滤过本身。关于suPAR和penKid的当代研究同样支持其在炎症性肾损伤、肾功能评估和风险分层中的作用，而非与eGFR简单互换。这些进展强化了在同一队列中将广泛生物标志物 panel 与多种eGFR定义进行比较的理由。
研究人员开展的TRUE-GFR研究为前瞻性、单中心、横断面研究，于德国汉堡-埃彭多夫大学医学中心进行，连续纳入200名因常规诊断检查而接受择期肾闪烁显像的成年人，纳入标准为年龄≥18岁，未施加其他排除标准。血液和点尿样本于肾闪烁显像前即刻采集，离心后分装并于?80 °C保存至分析，生物标志物检测在样本采集完成后分批进行。由于肾闪烁显像检查为常规临床诊断目的而进行，未提供使用外源性滤过标志物独立测定的GFR作为参考标准，因此本研究评价的是与估算GFR的关联而非对照测定GFR的诊断准确性。eGFR以mL/min/1.73 m2为单位，分别使用2021年免种族CKD-EPI肌酐方程、2012年CKD-EPI胱抑素C方程和2021年免种族CKD-EPI肌酐–胱抑素C联合方程计算。检测的生物标志物包括肌酐、尿素、胱抑素C、总蛋白、白蛋白、CRIP1、KIM-1、suPAR、尿液NGAL、高敏C反应蛋白（hs-CRP）和penKid，尿液细胞周期停滞标志物采用NephroCheck?检测，即测量基质金属蛋白酶组织抑制物-2与胰岛素样生长因子结合蛋白7的乘积（[TIMP-2]·[IGFBP7]）。常规生化指标、尿素、总蛋白和hs-CRP按标准化操作规程检测；肌酐采用Jaffé法，胱抑素C采用颗粒增强透射免疫比浊法，白蛋白采用溴甲酚红法，均在ARCHITECT c8000临床化学分析仪（Abbott Diagnostics，德国威斯巴登）上完成。血清KIM-1和尿液NGAL采用固相夹心酶联免疫吸附试验（R&D Systems，美国明尼阿波利斯）检测，suPAR采用ViroGates A/S（丹麦比克勒）的固相夹心酶联免疫吸附试验检测，penKid采用免疫发光测定法（sphingotest? penKid?，SphingoTec GmbH，德国亨尼希斯多夫）检测，尿液[TIMP-2]·[IGFBP7]采用NephroCheck?检测（Astute Medical，美国圣迭戈）。KIM-1和suPAR双份检测并取两个技术重复的均值用于分析；血清CRIP1浓度采用antibodies-online GmbH（德国亚琛）的商品化人CRIP1夹心ELISA试剂盒按说明书定量。统计学方面，连续变量以最小值、第一四分位数、中位数、均值、第三四分位数和最大值汇总，分类变量以数量和百分比报告；分析在总体队列及男女参与者中分别进行。由于多种生物标志物呈右偏分布，KIM-1、suPAR、NGAL、penKid、hs-CRP、胱抑素C、肌酐、尿素和NephroCheck在相关和回归分析前进行自然对数转换，CRIP1、总蛋白、白蛋白和eGFR按原始尺度分析，图形呈现使用相同的转换或未转换尺度。各生物标志物与三种CKD-EPI方程计算的eGFR之间的关联采用Pearson相关系数及95%置信区间评价，相关强度按Pearson系数绝对值分类：|r| < 0.30为弱，0.30 ≤ |r| < 0.60为中等，0.60 ≤ |r| < 0.80为强，|r| ≥ 0.80为极强。主要目的为描述性，聚焦于单个生物标志物与eGFR之间的两两横断面关联，因此未调整的Pearson相关作为主要分析，这些相关性不应被解读为独立于协变量或因果性的关联。散点图显示按性别视觉分层的个体观测值，并附合并的普通最小二乘回归线、其95%置信区间及相应决定系数（R2）。p值采用Benjamini–Hochberg法进行多重检验校正；分析基于可得观测值，未对缺失值进行插补；所有检验为双侧，Benjamini–Hochberg校正后p值< 0.05视为具有统计学意义；统计分析使用R 4.5.0版本完成。
研究结果显示，共纳入200名接受择期肾闪烁显像的成年人，其中女性100名（50.0%），中位年龄58岁（第一至第三四分位数41–69岁），中位体重指数24.0 kg/m2（21.5–26.8 kg/m2）。使用CKD-EPI肌酐方程、胱抑素C方程和肌酐–胱抑素C联合方程计算的中位eGFR分别为93.0、76.2和90.3 mL/min/1.73 m2。生物标志物检测按顺序分两个实验室批次进行，分别包含前100名和后100名入组参与者，两个批次并不构成发现队列和验证队列。生物标志物的可及性因样本可及性和检测方法的技术可行性而异，尤其是尿液生物标志物因并非所有受试者均获得尿液样本而可及人数较少，另有部分缺失测量源于技术无效或检测失败；因此分析使用每种生物标志物的所有可得测量值而不进行插补，导致各生物标志物可分析样本量在86至200之间。基线特征和生物标志物分布见原文Table 1。
在与基于肌酐的eGFR的关联方面，如预期，肌酐与基于肌酐的eGFR呈极强负相关（r = ?0.889，BH校正p < 0.001）；胱抑素C和尿素亦呈强负相关（r分别为?0.784和?0.755，BH校正p均< 0.001）。在新兴生物标志物中，penKid与基于肌酐的eGFR关联最强，呈中等负相关（r = ?0.531，BH校正p < 0.001）；KIM-1和suPAR亦呈中等负相关（r分别为?0.448和?0.430，BH校正p均< 0.001）；CRIP1和NGAL呈弱负相关（r分别为?0.273和?0.241），但经多重检验校正后仍具统计学意义；hs-CRP、白蛋白、尿液NephroCheck和总蛋白与基于肌酐的eGFR无显著关联。相应散点图显示胱抑素C、肌酐、尿素和penKid呈明显负相关关系，而其余生物标志物在回归线周围离散度明显更大（原文Figure S1）。
在与基于胱抑素C的eGFR的关联方面，胱抑素C与基于胱抑素C的eGFR呈极强负相关（r = ?0.957，BH校正p < 0.001）；尿素和肌酐与该eGFR估算值呈强负相关（r分别为?0.733和?0.696，BH校正p均< 0.001）。新兴生物标志物与基于胱抑素C的eGFR的关联总体强于与基于肌酐的eGFR的关联：KIM-1呈强负相关（r = ?0.608，BH校正p < 0.001）；suPAR、penKid和NGAL呈中等负相关，系数分别为?0.596、?0.546和?0.505（BH校正p均< 0.001）；白蛋白与基于胱抑素C的eGFR呈中等正相关（r = 0.376，BH校正p < 0.001），hs-CRP呈中等负相关（r = ?0.301，BH校正p = 0.003）；CRIP1和总蛋白呈弱负相关；尿液NephroCheck与基于胱抑素C的eGFR无关联（r = ?0.006，BH校正p = 0.959）。散点图亦呈现这些模式，KIM-1、suPAR、NGAL、penKid、肌酐和尿素呈清晰负向梯度，而NephroCheck与eGFR之间无可辨识关系（原文Figure S2）。
在与肌酐–胱抑素C联合eGFR的关联方面，胱抑素C和肌酐与联合eGFR呈极强负相关（r分别为?0.930和?0.838，BH校正p均< 0.001）；尿素呈强负相关（r = ?0.795，BH校正p < 0.001）；KIM-1、penKid和suPAR均与联合eGFR呈中等负相关，系数分别为?0.592、?0.581和?0.547（BH校正p均< 0.001）；NGAL亦呈中等负相关（r = ?0.338，BH校正p = 0.002）；白蛋白、CRIP1和hs-CRP与联合eGFR呈弱相关，但在总体队列中关联仍具统计学意义；总蛋白和尿液NephroCheck与联合eGFR无关联。散点图证实胱抑素C、肌酐和尿素呈强负相关关系，KIM-1、suPAR、penKid和NGAL呈中等关系，总蛋白和NephroCheck的回归线基本平坦（原文Figure S3）。
讨论部分指出，在这项前瞻性横断面研究中，研究人员系统比较了一组广泛的已确立和新兴肾脏生物标志物与三种常用CKD-EPI方程计算的eGFR之间的关系，得出五项主要发现：（i）肌酐和胱抑素C与将其数学纳入的方程呈预期中的极强关联，但当使用各自的替代滤过标志物时，二者亦与eGFR强相关；（ii）尿素是所有未被纳入任何方程的生物标志物中与eGFR相关性最强且最一致的标志物；（iii）新兴生物标志物KIM-1、penKid、suPAR和NGAL呈中等且部分依赖方程的关联；（iv）CRIP1与eGFR仅呈弱相关，而尿液NephroCheck与任何eGFR定义基本无关；（v）性别分层分析提示特定生物标志物可能存在差异，尤其是penKid和NGAL。被统称为"肾脏生物标志物"的标志物反映显著不同的生物学领域：penKid与滤过有相对直接的关系，而KIM-1和NGAL主要反映肾小管损伤，[TIMP-2]·[IGFBP7]反映肾小管细胞应激/细胞周期停滞，suPAR反映免疫和炎症活动。第一，肌酐和胱抑素C与eGFR的极强相关性需谨慎解读，因为这些标志物构成各自CKD-EPI方程的数学基础，其强关联代表一种内部性或部分闭环的比较；更具信息量的是跨方程关联以及未被纳入相应方程的生物标志物的关联。尽管两种标志物均受非GFR决定因素影响，这种跨方程一致性支持二者捕捉肾小球滤过的重叠方面、同时保留部分互补的生物学变异来源这一概念。第二，尿素的强且一致的表现值得注意：尿素未被纳入三种方程中的任何一种，但其与eGFR的相关系数为?0.733至?0.795，因此在幅度上与替代的常规滤过标志物相似。尿素在肾小球自由滤过，但在肾单位中沿路被不同程度重吸收，其循环浓度受蛋白质摄入、内源性蛋白分解代谢、水合状态、肾小管流量及其他非GFR决定因素影响；因此本研究结果可能描述的是与eGFR的横断面一致性而非对GFR的诊断准确性。尽管如此，在接受择期检查的这一队列中，尿素密切反映了肾脏排泄功能的总体梯度。这一发现强调，尽管存在公认的生物学局限性，一种廉价且广泛可及的常规实验室参数可能仍保留关于肾功能的大量信息，从而为评价更新、更昂贵生物标志物的相关性提供了重要基准。第三，新兴生物标志物penKid、KIM-1、suPAR和NGAL与至少一种eGFR定义呈中等关联，但其关联随所用方程而异；这种看似较低的相关性不应必然解读为相应生物标志物的失败，而恰恰说明被统称为"肾脏生物标志物"的标志物反映显著不同的生物学领域。penKid是本 panel 中与肾功能关系最直接的新兴标志物，它是脑啡肽原前体的一种稳定片段，被认为可自由滤过，并被提出作为功能性滤过标志物，尤其在急性和危重症人群中；其与三种方程的中等关联因此在生物学上合理，尽管弱于尿素；要确定其真实准确性，需要对照测定GFR而非对照另一种内源性估算标志物进行验证。相比之下，KIM-1和NGAL主要作为肾小管损伤标志物而非肾小球滤过标志物开发：KIM-1由受损的近端肾小管上皮细胞表达，而NGAL可能反映肾小管损伤，但也受全身炎症和肾外产生的影响；因此，与eGFR的中等相关可能源于结构性肾小管损伤与滤过受损常同时存在，但不应必然期望二者密切一致。KIM-1与基于胱抑素C的eGFR和联合eGFR的关系比与基于肌酐的eGFR更密切，而NGAL的关联较弱且更多变，这些差异可能反映两种标志物不同的生物学来源和肾外决定因素。类似地，suPAR是免疫激活和全身炎症的标志物，与新发慢性肾脏病、eGFR下降和不良肾脏结局相关；其在本横断面研究中与eGFR的中等关联与全身炎症活动与慢性肾功能不全之间的关系相符，但suPAR不应被视为直接的滤过标志物，其潜在价值可能更多在于风险分层或疾病活动度的识别，而非再现肾功能。第四，CRIP1和NephroCheck几乎没有与估算滤过相关的证据。CRIP1作为探索性标志物纳入，其一致较弱的相关性表明循环CRIP1在该队列中并不密切追踪CKD-EPI eGFR的横断面变异；鉴于对CRIP1在肾脏生理中的理解仍有限，这些数据为界定未来研究的更合适场景提供了基础。尿液NephroCheck与任何eGFR方程均无关联，这一点尤为一致：NephroCheck测量尿液[TIMP-2]·[IGFBP7]，即肾小管细胞周期停滞和细胞应激的信号，其开发目的是识别有发生中重度急性肾损伤风险的患者，并非作为滤过标志物设计；因此，在择期、以稳定人群为主的这一人群中缺乏与eGFR的横断面关系在生物学上是连贯的。多种新兴生物标志物与基于胱抑素C的eGFR或联合eGFR的关联总体强于与基于肌酐的eGFR的关联，这一点亦值得考虑：胱抑素C对肌肉量的依赖小于肌酐，但仍受非GFR因素影响，包括全身炎症及其他代谢或临床特征；因此suPAR、NGAL和KIM-1等新兴生物标志物可能与胱抑素C共享未被肌酐完全捕捉的生物学或疾病相关决定因素。第五，关联的总体层级在男女中大致保持，但若干生物标志物显示出可能相关的性别特异性模式：penKid和suPAR在男性中与eGFR的相关性总体更强，而NGAL与基于肌酐和联合eGFR的关联在男性中明显、在女性中较弱或缺失；总蛋白在女性中与基于胱抑素C的eGFR呈中等负相关而在男性中无此关联。尽管若干相关系数在男女之间数值上存在差异，但亚组样本量有限且置信区间重叠，未进行正式的交互作用检验；因此性别分层发现应视为探索性和产生假设性的，不应解读为已确立的生物学效应修饰证据。研究存在若干局限性：第一，研究比较的是生物标志物与计算的eGFR而非测定的GFR，本研究描述的是与CKD-EPI eGFR的一致性，不应解读为诊断性能的正式验证，独立测定的GFR不可得，因此本研究描述的是与CKD-EPI推导eGFR的关联和一致性，无法确定单个生物标志物对真实肾小球滤过的诊断准确性。第二，横断面设计无法评估生物标志物的时间变化、新发急性肾损伤、慢性肾脏病进展或临床结局。第三，这是接受择期肾闪烁显像的成年人单中心队列，尽管提供了肾功能范围广泛的全人群样本，但临床指征和基础肾脏诊断异质，且未能以足够详细程度获得以进行疾病特异性调整，因此对社区人群、急性疾病患者或特定肾脏疾病患者的推广性可能有限。最后，观察到的相关性未对人口学或临床协变量进行调整；年龄、性别、体成分、炎症活动、合并症和基础肾脏疾病可能同时影响eGFR和生物标志物浓度，从而可能促成所观察到的关联。
结论部分译为：在这一接受择期肾闪烁显像的成年人前瞻性队列中，常规肾功能标志物与CKD-EPI推导eGFR的横断面关联强于主要反映肾小管损伤、炎症或细胞应激的生物标志物。这些发现描述了与估算GFR的一致性，不应被解读为对真实肾小球滤过率的比较性诊断准确性。因此，新兴肾脏生物标志物不应被视为可与eGFR互换；相反，它们可能提供关于不同病理生理过程的补充信息。
