
肾小球滤过率(GFR)对评估儿童肾脏功能有重要意义,可通过外源性检测法和内源性检测法测量,也可通过公式法进行计算。本文对国内外提出的多种GFR测量公式的特点进行综述,旨在为选择一种适合慢性肾脏病患儿的GFR评估公式提供参考。
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肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)是指单位时间内(每分钟)两侧肾生成的超滤液量,是衡量肾功能的最佳指标。GFR降低与肾单位功能丧失的程度相关,因此与肾衰竭的程度相关[1]。近年来儿童慢性肾脏病发病率逐渐提高,肾功能的测定对于诊断和评估肾脏疾病的发展至关重要,对于早期发现急性肾损伤(acute kidney injury,AKI),监测药物相关的肾毒性,对慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)进行分期及监测进展有重要意义。GFR本身无法直接被测量,可通过外源性检测法和内源性检测法测量,也可通过公式法进行计算。
外源性物质包括菊粉和99m锝-二乙烯三胺五乙酸(99mTc-DTPA)。菊粉清除率被认为是测量GFR的金标准,但因其检测繁琐,尿液清除率在儿童中难以测量,临床难以普及[2]。目前临床上对GFR测定主要依靠99mTc-DTPA血浆清除率[3],99mTc-DTPA进入人体后可全部被肾小球滤过,不会被肾小管重吸收和分泌,测定的GFR与菊粉法测得的结果十分接近[4],能够代替传统的菊粉清除率。但该检查价格昂贵,操作复杂,不适于在基层医院普及,临床上难以大规模开展。
常用的内源性检测物包括血肌酐(serum creatinine,Scr)检测法和血胱抑素C(Cystatin C,Cys C)检测法。
相比之下GFR评估公式具有简便、经济等优点,自1976年以来国内外学者根据多种内源标志物提出多种GFR评估公式(表1)。

国内外GFR评估公式及其特点
国内外GFR评估公式及其特点
| 年份 | 公式名称 | 公式 | 公式特点 |
|---|---|---|---|
| 1976 | Schwartz公式[17] | K×身高/Scr(K值在0~18个月的婴儿为40,在2~16岁女孩和2~13岁男孩均为49,在14~16岁男孩为62) | 最初的小儿GFR公式 |
| 2008 | Schwartz床边公式[18] | 0.413×(身高/Scr) | 提高了Schwartz公式的准确性 |
| 2012 | Schwartz改良公式[19] | 39.8×身高/Scr0.456×(1.8/Cys C)0.418×(30/BUN)0.079×(1.076男性)×(身高/1.4)0.179 | 提高了Schwartz公式的准确性 |
| 1976 | Cockcroft-Gault公式[20] | (0.85女性)×(140-年龄)×体重/(72×Scr)×(0.85女性) | 估计的是肌酐清除率,而不是GFR |
| 1986 | Brion公式[21] | K×身高/Scr(早产儿K=0.33早产儿,足月儿K=0.45) | 适用于早产儿和足月新生儿 |
| 1999 | MDRD原始公式[22] | 170×Scr-0.999×年龄-0.176×BUN-0.170×Alb0.138×(0.762女性)×(1.180黑人) | 加入了年龄、性别、种族因素的GFR公式 |
| 1999 | MDRD简化公式Ⅰ[23] | 186×Scr-1.154×年龄-0.203×(0.742女性)×(1.210黑人) | 将MDRD原始公式六因素简化为四因素 |
| 2006 | 中国c-MDRD改良公式[24] | 186×Scr-1.154×年龄-0.203×(0.742女性)×(1.233中国人) | 提高了该公式在中国人中的适用性 |
| 2007 | MDRD简化公式II[25] | 175×Scr-1.154×年龄-0.203×(0.742女性)×(1.210黑人) | 使用酶促法测定Scr提高准确性 |
| 2003 | Filler公式[16] | 91.62 ×Cys C-1.123 | 基于Cys C的儿童GFR公式 |
| 2005 | Grubb公式[26] | 84.69 ×Cys C-1.680×(1.384年龄小于14周岁) | 基于Cys C的儿童GFR公式 |
| 2009 | CKD-EPI Scr公式[27] | 男性 Scr≤0.9 mg/dL 141×(Scr/0.9)-0.411×0.993年龄 | 基于大量样本提出的GFR公式 |
| Scr>0.9 mg/dL 141×(Scr/0.9)-1.209×0.993年龄 | |||
| 女性 Scr≤0.7 mg/dL 144×(Scr/0.7)-0.329×0.993年龄 | |||
| Scr>0.7 mg/dL 144×(Scr/0.7)-1.209×0.993年龄 | |||
| 2012 | CKD-EPI Cys C公式[28] | Cys C≤0.8 mg/dL | KDIGO指南推荐为估算GFR的标准公式 |
| 133×(Cys C/0.8)-0.499×0.996年龄×(0.932女性) | |||
| Cys C>0.8 mg/dL | |||
| 133×(Cys C/0.8)-1.328×0.996年龄×(0.932女性) | |||
| 2012 | CKD-EPI Scr-Cys C公式[28] | 男性 Scr≤0.9 mg/dL,Cys C≤0.8 mg/dL | KDIGO指南推荐为估算GFR的标准公式 |
| 135×(Scr/0.9)-0.207×(Cys C/0.8)-0.375×0.995年龄 | |||
| Scr≤0.9 mg/dL,Cys C>0.8 mg/dL | |||
| 135×(Scr/0.9)-0.207×(Cys C/0.8)-0.711×0.995年龄 | |||
| Scr>0.9 mg/dL,Cys C≤0.8 mg/dL | |||
| 135×(Scr/0.9)-0.601×(Cys C/0.8)-0.375×0.995年龄 | |||
| Scr>0.9 mg/dL,Cys C>0.8 mg/dL | |||
| 135×(Scr/0.9)-0.601×(Cys C/0.8)-0.711×0.995年龄 | |||
| 女性 Scr≤0.7 mg/dL,Cys C≤0.8 mg/dL | |||
| 130×(Scr/0.7)-0.248×(Cys C/0.8)-0.375×0.995年龄 | |||
| Scr≤0.7 mg/dL,Cys C>0.8 mg/dL | |||
| 130×(Scr/0.7)-0.248×(Cys C/0.8)-0.711×0.995年龄 | |||
| Scr>0.7 mg/dL,Cys C≤0.8 mg/dL | |||
| 130×(Scr/0.7)-0.601×(Cys C/0.8)-0.375×0.995年龄 | |||
| Scr>0.7 mg/dL,Cys C>0.8 mg/dL | |||
| 130×(Scr/0.7)-0.601×(Cys C/0.8)-0.711×0.995年龄 | |||
| 2012 | BIS Scr公式[29] | 3 736×Scr-0.87×年龄-0.95×(0.82女性) | 适用于70岁以上老年患者 |
| 2012 | BIS Scr-SCys C[29] | 767×Cys C-0.61×Scr-0.40×年龄-0.57×(0.87女性) | 适用于70岁以上老年患者 |
| 2016 | FAS Scr公式[30] | 2 ≤年龄≤40时,107.3/(Scr/QScr) | 全年龄段的GFR公式 |
| 年龄>40时,0.988(年龄-40)×107.3/(Scr/QScr) | |||
| (QScr值为Scr中位数值,年龄小于20岁的儿童和青少年分别根据年龄和身高中位数决定,年龄大于等于20岁的成年女性为0.7 mg/dL,成年男性为0.9 mg/dL。) | |||
| 2017 | FAS Cys C公式[31] | 年龄>40时,0.988(年龄-40)×107.3/(Cys C/QCys C) | 全年龄段的GFR公式 |
| (QCys C为血Cys C归化数值:年龄<70时为0.82,年龄≥70时为0.95) | |||
| 2017 | FAS Scr-Cys C联合公式[31] | 年龄>40时,0.988(年龄-40)×107.3/[α×Scr/QScr+(1-α)×Cys C/QCys C] | 全年龄段的GFR公式,联合公式诊断准确性更高 |
| α和(1-α)为Scr/QScr和Cys C/QCys C所占权重 | |||
| 2019 | 湘雅方程[4] | 男性:2 374.78×Scr-0.547 53×年龄-0.250 11 | 适用于中国成年人的GFR公式 |
| 女性:2 374.78×Scr-0.547 53×年龄-0.250 11×0.852 612 6 |
注:GFR:肾小球滤过率;MDRD:美国肾脏疾病膳食改良工作组;CKD-EPI:美国慢性肾脏病流行病学合作组;FAS:全年龄段;BIS:柏林倡议研究;KDIGO:改善全球肾脏病预后组织;Scr:血清肌酐;Cys C:胱抑素C;BUN:血尿素氮;Alb:血清白蛋白。
最初的小儿GFR公式是1976年由Schwartz推导出来[17],使用身高作为生长的替代指标,随着肌酐测量方法的改善,已被证实Schwart公式高估了GFR[32]。在随后的研究中,对比例常数进行了调整,2008年提出了以身高/Scr为自变量的Schwartz床旁公式[18];为更好地考虑到生长发育及人种等因素,2012年加入Cys C、尿素氮、性别等变量,并将Cys C测量方式标准化,提出了Schwartz改良公式[19],明显提高了其计算准确性。直到目前Schwartz公式仍然是最广泛使用的评估儿童肾功能的预测公式,在儿童中对比其他公式准确性较高[33]。
1976年Cockcroft和Gault博士研究发现24 h肌酐清除率与患者年龄呈线性相关,由此提出以年龄、体重、Scr为变量计算的Cockcroft-Gault公式[20]。这个公式估计的是肌酐清除率,而不是GFR,这正是它的缺陷所在,肌酐清除率往往高估了实际GFR,且该试验人群90%以上是男性,任意确定女性的肌肉质量为男性的85%,这一做法不一定准确,且只纳入西方人群,结果缺乏普遍性。虽然Cockcroft-Gault公式存在局限性,但在评估心脏手术后[34]和抗凝剂治疗[35],以及神经性厌食症[36]患者的肾功能方面仍然具有优势。
1986年Brion等[21]针对早产儿和足月新生儿提出了一种以身高为变量的GER评估公式。目前被认为是最适合于估计新生儿群体的GFR公式。然而,鉴于该公式是1986年提出的,作者使用了Jaffe法测定Scr值,可能存在高估的风险,因此目前可能需要转换为基于酶促法测定的Scr值以提高其准确性[37]。
1999年美国肾脏疾病膳食改良(Modification of Diet in RenalDisease,MDRD)工作组发现年龄、性别、种族是影响GFR的独立因素,开发了MDRD原始公式[22]。以后研究组将原始公式重新校正,将原先的六变量公式简化后得到四变量MDRD简化公式Ⅰ[23]。2006年我国eGFR课题协作组对MDRD公式进行本土化改良,增添了种族系数,提高了该公式在中国人中的适用性[24]。2007年由于发现酶促法测定Scr比传统的Jaffe法更准确,对过去研究样本中Scr结果进行多次线性回归。得出基于标准化Scr的MDRD简化公式Ⅱ[25],它的局限性在于仅适用于肾脏疾病患者,研究表明该公式在评估1期和2期CKD的肾功能时更为准确[38],但其在GFR正常患者中的准确性较低[39]。Cheng等[40]发现在中国肿瘤患者中所有eGFR公式都普遍倾向于高估GFR,其中MDRD公式显示出低偏差和高精度。
2003年Filler和Lepage[16]基于536例患有肾脏疾病儿童(1~18岁)的数据研究得出Filler公式,该公式根据Cys C估算GFR;用浊度法测定Cys C,用酶促法计算Scr;Bland Altman分析显示,在GFR较低的情况下,Schwartz公式会高估GFR;然而,当应用根据Cys C公式得出的GFR估计值时,未观察到高估;新的基于Cys C的GFR估计值显示出明显较少的偏差,因此建议该公式成为儿童GFR测定的首选方法。
Grubb等[26]利用536例0.3~93岁患者,其中包括85例儿科患者的数据构建了一个基于Cys C的GFR预测方程;将基于Cys C的GFR方程与Schwartz等[17]得出的方程进行了比较,发现Schwartz公式高估了GFR值;这可能是由于其Scr值依赖于酶促法测定,而Schwartz公式的Scr值是使用Jaffe方法得出的。
2009年美国慢性肾脏病流行病学合作组(chronic kidney disease epidemiology collaboration,CKD-EPI)通过对大量样本分析将Scr、年龄、性别、种族作为计算变量提出CKD-EPI Scr公式[27],后引入受肌肉质量影响较小的Cys C作为GFR独立影响因子,2012年提出了基于标准化Scr和Cys C的CKD-EPI Cys C公式和CKD-EPI Scr-Cys C联合公式[28],并被改善全球肾脏病预后组织(kidney disease:improving globa outcomes,KDIGO)指南推荐为估算GFR的标准公式[28]。尽管CKD-EPI公式自发布以来一直被认为是估计GFR的最佳方法[41],且在健康人群CKD-EPI方程显示出比MDRD公式更高的性能[42],但它仍有一些局限性:研究人群中87%的患者年龄在65岁以下,因此在老年人中的应用可能有限。van Rijn等[43]研究表明该公式明显低估老年患者的GFR。然而Wang等[44]发现,在中国95岁以上老年患者中,CKD-EPI方程对老年肾功能的GFR分布和病死率风险预测更加准确。Borrego Utiel等[45]的分析发现,较于MDRD公式,CKD-EPI公式明显高估了1期和2期CKD的GFR。因此,建议在这些情况下使用MDRD方程。Lingli等[38]研究发现CKD-EPI公式在单个肾单位GFR>90 mL/(min·1.73 m2)和<60 mL/(min·1.73 m2)这两个亚组中比MDRD方程更准确。2016年研究者基于CKD-EPI公式对黑人、亚洲人、美洲土著人、西班牙裔四个种族的人群进行分析,推出亚洲改良CKD-EPI方程,研究证明亚洲改良CKD-EPI方程比传统CKD-EPI方程更适用于我国人群[46]。
2012年Schaeffner等[29]针对70岁以上老年患者提出了BIS Scr公式和BIS Scr-Cys C联合公式,弥补了其他公式对老年人群GFR估算的空白,并证明BIS公式在估算70岁以上CKD患者的GFR中明显优于其他公式结果。
2016年Pottel等[30]通过引入标准化肌酐的概念构建了适用于全年龄段(full age spectrum,FAS)的eGFR方程,其中QScr为特定年龄和性别健康人群的Scr中位数。2017年,研究组加入了Cys C提出了FAS Cys C公式和FAS Scr-Cys C联合公式[31]。对比验证后发现FAS Scr-Cys C联合公式诊断准确性最高。FAS是第一个FAS通用的GFR估算公式,作用性能与其他公认公式相当,而且在健康人群中的适用性更强。研究发现FAS公式在预测中国CKD患者肾功能中的偏倚更小,准确度更高,具有更高的特异性和敏感性,可应用于CKD早期GFR的测定[47]。
儿童GFR随年龄、体型等动态变化,GFR在出生时相对较低,婴儿期和幼儿期增加,到1~2岁时达到成人水平[49]。新生儿在出生时Scr较高,主要是由于母体肌酐可通过胎盘,此时肌酐水平不能反映婴儿的肾功能。在接下来的几天到几周内,随着GFR的增加,肌酐逐渐下降,直到反映出婴儿的肾功能。这时Cys C可能被证明是一个更好的生物标志物,因为它不会穿过胎盘,更准确地反映婴儿出生时的肾功能[50]。出生时Cys C水平升高,可能反映了较低的GFR。随着GFR的增加,Cys C水平下降,在大约1.5~2岁时趋于稳定,相当于GFR的完全成熟。
目前大多GFR公式的独立变量主要是Scr、Cys C或者二者联合,在儿童中应用的问题主要体现在儿童处于持续的生长发育中,Scr已被证实高度依赖肌肉量,与儿童生长发育高度相关[5],且儿童Cys C也与年龄相关,使用评估时也应考虑年龄因素;这些变化会成为评估肾功能的一个干扰因素,所以多种GFR公式加入了身高及体重等指标来排除生长发育的干扰,但Scr、Cys C等内源性标志物除身高、体重外,仍受到其他因素影响,使得估算结果仍存在误差。
现有GFR评估公式大多为国外研究者基于本国人群研究,由于种族差异,对中国患者,尤其是中国儿童缺乏适用性,因此在应用于中国人时,需将公式本土化,尽可能排除种族差异所带来的影响,同时也应尽可能地根据中国人的情况,制定出属于本土的公式。同时。随着儿童肾脏病发病率增高,社会和家庭负担已成为严重问题[51],在早期对肾脏疾病儿童积极采取治疗措施,延缓疾病进展至关重要,开发适合中国儿童的GFR评估公式仍是目前急需完成的工作。相比国外的试验研究,我国目前的研究还多局限于单中心、小样本,因而希望在未来工作中能联合多中心、收集大样本,弥补不足,进行更加深入的研究。
所有作者均声明不存在利益冲突





















