背景:慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的全球成年人患病率为10%,每年导致约120万人死亡。终末期肾病(end stage renal disease,ESRD)是CKD进展的终末阶段,常合并高钾血症等多种并发症,危及患者生命。肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)是CKD肾功能分期的重要依据,精准评估CKD患者的GFR是其临床诊治的基础。目前,文献报道的CKD患者GFR估算公式众多,如何Colforsin准确估算ESRD未透析患者的GFR是当前临床亟待解决的难题。近年来,经皮检测GFR技术开始应用于动物实验,2021年相关文献发表大鼠GFR估算公式,但两种方法在慢性肾衰竭动物中的准确性鲜少有文献报道。高钾血症是ESRD未透析患者常见的严重并发症之一,显著增加致命性心律失常导致猝死的风险。依据ESRD未透析患者每日尿钾排泄量指导患者饮食钾摄入量是ESRD未透析患者预防高钾血症的主要措施。24小时尿钾检测是准确衡量每日尿钾排泄量的方法,但尿液收集过程费时、繁琐,极大地限制了临床应用。如何精准便捷地估算ESRD未透析患者每日尿钾排泄量是临床迫切需要解决的问题。目的:1.分析比较23个GFR估算公式并筛选出适用于估算ESRD未透析患者GFR相对精准的公式。2.探讨经皮检测GFR技术及大鼠GFR估算公式在正常大鼠和慢性肾衰竭大鼠中应用的准确性。3.建立ESRD未透析患者高钾血症时24小时尿钾排泄量计算模型,并与既往尿钾排泄估算公式对比,评估其临床适用性。方法:1.研究纳入的对象为2012年1月至2022年3月在中日友好医院就诊,年龄≥18岁且行肾动态显像检查的ESRD未透析患者,共132例。ESRD定义为测量GFR(经双血浆法校正的Gates法)<15ml/min/1.73m2。收集患者一般资料,以经双血浆法校正的Gates法为金标准,从偏倚、准确度、精确度、与金标准一致性四方面比较23 个 GFR 估算公式(CKD-EPIScr、MDRDII、FASScr、EKFC、Lund-Malm? Revised、Mayo、XiangYa、XiangYa-S、Vilar、Shafiβ2MG、CKD-EPISCysC、FASSCysC、CAPA、Hoek、Yang、CKD-EPIScr-SCysC、FASScr-SCysC、Adachi、ShafiBTP、ShafiBTP-β2MG、Wong、CKD-EPI_3pre-formed fibrilsM和CKD-EPI_4M)在ESRD未透析患者中的估算性能。2.以6周龄Wistar大鼠为研究对象,使用5/6肾切除法制作慢性肾衰竭模型(n=11),并设立正常对照组(n=5)。两组大鼠使用经皮检测GFR设备测量GFR,尾静脉采血检测肌酐、尿素氮,股静脉插管持续恒速输注菊粉,股动脉及膀胱插管定时收集血、尿标本测量菊粉清除率。将菊粉清除率作为参考标准,从偏倚、准确度、精确度及与菊粉清除率一致性四个角度比较经皮检测GFR及大鼠GFR估算公式的准确性。3.纳入2012年1月至2023年2月在中日友好医院就诊,年龄≥18岁的ESRD未透析高钾血症患者,共145例。高钾血症定义为血清钾>5.0mmol/l。使用Python语言在Anaconda环境下编写分组程序,将患者随机分为训练组(n=102,70%)和验证组(n=43,30%)。采集人口学及实验室资料,通过神经网络多层感知器及多元线性回归等多种方法创建此人群24小时尿钾排泄量计算模型。并以24小时尿钾的测量值为金标准,对新建立模型和既往发表的24小时尿钾估算公式(Kawasaki和Tanaka公式)从偏倚、准确度、与金标准一致性及相关点击此处性几方面进行比较。结果:1.纳入132例患者。年龄58(48.25,68.00)岁,男性78例(59.09%),女性54例(40.91%)。校正后的Gates法与双血浆法一致性高,测量值分别为10.61(7.39,12.80)ml/min/1.73m2 和 13.10(11.40,14.30)ml/min/1.73m2。与双血浆校正后的Gates 法测量 GFR 相比,FASScr、XangYa、XiangYa-S、CKD-EPISCysC、FASSCysC、FASScr-SCysC、Adachi、CKD-EPI_3M 公式高估 GFR,余 15 个估算公式则低估 GFR。Lund-Malm? Revised公式偏倚小(-0.67,P<0.001),精确度(偏倚的四分位间距=4.39)、准确性(公式估算GFR在校正后Gates法测量GFR±30%内的百分比=67.42%)及与校正后Gates法一致性(Bland-Altman图95%一致性界限=12.54 ml/min/1.73m2)高。2.5/6肾切除组大鼠术后2周血肌酐、血尿素氮较正常组大鼠显著升高(血肌酐:40.90μmol/l和104.10μmol/l,血尿素氮:6.77 mmol/l和 20.28 mmol/l,均P<0.001)。正常组大鼠经皮检测GFR(2.69 ml/min)及估算GFR(0.68 ml/min)均不同程度的低于菊粉清除率(2.76 ml/min)。经皮检测GFR的偏倚低(0.10),准确度(经皮检测GFR在菊粉清除率70%-130%内的比例=100%)及与菊粉清除率一致性(Bland-Altman图95%一致性界限=0.48 ml/min)高。5/6肾切除组大鼠经皮检测GFR(0.64 ml/min)及估算GFR(0.52 ml/min)均不同程度的高于菊粉清除率(0.43 ml/min)。GFR估算公式偏倚低(-0.14),准确度(公式估算GFR在菊粉清除率70%-130%内的比例=81.82%)及与菊粉清除率一致性(Bland-Altman图95%一致性界限=0.61 ml/min)高。3.本研究纳入145例患者。年龄54.72±14.76岁,男性95例(66.15%),女性50例(33.85%)。多元线性回归公式:24小时尿钾(mmol/24h)=0.05×年龄(岁)-3.92× 身高(m)+0.11× 体重(kg)+3.33 ×GFR(ml/min/1.73m2)0.5+2.25×尿钾(mmol/l)0.5+3.49(肾小球疾病);24小时尿钾(mmol/24h)=0.11×年龄(岁)+29.48×身高(m)+0.27×体重(kg)+1.82×GFR(ml/min/1.73m2)0.5+1.50×尿钾(mmol/l)0.5-49.83(肾小管疾病)。多元线性回归公式和神经网络模型计算的24小时尿钾排泄值低于测量值,差异均无统计学意义(P>0.05)。两新模型偏倚低(-0.02和-0.57)、准确性(计算值在测量值±30%内的百分比=83.45%和84.14%)、与测量值相关性(Spearman相关系数=0.72,组内相关系数=0.67和0.70)及与24小时尿钾测量值的一致性(Bland-Altman 图 95%一致性界限=13.70mmol/24h 和 13.20mmol/24h)高。结论:1.在ESRD未透析患者中,本研究改良的Gates法测量GFR与双血浆法的测量值具有较好的一致性。23个GFR估算公式计算的GFR与经双血浆法校正的Gates法测量GFR逐一对比,准确性均不十分满意,比较而言,Lund-Malm? Revised公式偏倚低、精确度及准确度较高,且与校正后的Gates法一致性好,为估算ESRD未透析患者GFR的优选公式。2.与菊粉清除率相比,正常大鼠及5/6肾切除大鼠的经皮检测GFR及公式估算GFR均存在一定偏差。较之菊粉清除率,正常大鼠中经皮检测GFR偏倚小、准确度及与菊粉清除率一致性高,准确性优于GFR估算公式。5/6肾切除大鼠中经皮检测GFR偏倚大、准确度及与菊粉清除率一致性低,准确性低于GFR估算公式。经皮检测GFR在严重肾衰竭大鼠中的应用价值有待进一步验证。经皮检测GFR在5/6肾切除大鼠中准确性较差的原因,可能是由于体内尿毒症毒素环境削减了 FITC-sinistrin荧光数值所致。3.在ESRD未透析高钾血症人群中,使用神经网络多层感知器、Python语言及多元线性回归等多种方法构建的神经网络模型及多元线性回归公式估算的24小时尿钾排泄量与既往发表的24小时尿钾排泄估算公式相比,偏倚更小,准确性及与24小时尿钾测量值的相关性更高,对估算ESRD未透析高钾血症患者24小时尿钾排泄能力具有较高的临床应用价值。