本文来源:张时民的学术课堂
这是近年来国内尿液有形成分检验的一个新名词、新概念、新热点、新定义。但他不是一个新的发现,早在上世纪九十年代就有外国专家提出了这个名词和概念,并逐渐引起注意,而在国内大家了解和知之甚少。
作者本人曾经在2008年出版的尿沉渣专著中提到这样一个名称“粗大棕色管型”,标注的英文即为Muddy Brown Cast,其内涵和介绍与当今主题是一致的,应该说没有引起太大注意。直至这次发布的《专家共识》及后续的宣讲,该管型逐渐进入了检验人的视野。这是一个非常重要的,非常有价值的发现。详看本文详细解读。
(注:文章中可能用到泥棕色或泥褐色,这是Brown单词翻译问题)
01
《专家共识》描述
本版《专家共识》给出了这样名词——泥棕色管型,英文名称写作Muddy Brown Cast或者泥棕色颗粒管型Muddy Brown Granular Cast。这两个英文词汇在国外资料中都可以搜索到。该管型并不是一种新的概念,但在国内则很少谈到,本版《专家共识》对他们的描述基本到位(图1)
图1 名称及管型形态描述
在来源与机制写道:
来自各种细胞管型的破坏、断裂,或肾小管内出现大量细胞的脱落和破碎。
在主要临床意义中写道:
提示急性肾小管损伤。当大量出现时,对急性肾小管坏死具高度诊断价值。
在本版《专家共识》中的第二部分,尿液有形成分结果报告的建议中,特别列出了管型的危急值报告建议(图2),这也是非常独特、创新及重要的一点。
图2 管型的危急值建议
02
理论基础
泥棕色管型确切来说是依据颜色和形态来描述的,特别强调了管型内有来自各种细胞的破坏产生的碎片而形成的色素和颗粒。由于我们对他的形成了解还不够充分,描述和介绍或许有些简单和遗漏,请大家参考下面国外文章及CAP专著中对该管型的介绍,该书很详细的介绍了色素、颗粒及其形成的原因,诊断价值、名称演变过程等。
03
国外资料
1
CAP专著
在专著中专门列出“Muddy Casts”一节介绍此管型。文章写道:在上世纪末(20世纪90年代)医生创造了一种已经被认可的管型类型——泥状管型(Muddy cast)的描述性术语。
这种管型在尿沉渣中发现,通常与急性肾小管坏死(ATN)和肾功能衰竭的临床诊断有关。
它被称为“泥状”管型,因为它含有褐色色素,内部有颗粒。也有描述为泥褐色颗粒管型(Muddy Brown Granuler Cast)的说法。
此外还有具有形态特色的描述:“碎片填充的泥褐色颗粒管型”意味着这种管型中的“碎片”可能包括脱落的上皮细胞,(推测)至少有一些“颗粒”可能来源于此。
考虑到ATN中的泥棕(褐)色颗粒管型可能是“宽大的”,还被称为“充满碎片的泥棕色宽颗粒管型”。
a、什么是泥棕色管型中的色素?
2009年美国医师学会在出版物中使用了“Pigmented”(被着色)依次描述了胆红素、肌红蛋白或血红蛋白染色的管型。由于尿液中的胆红素着色后显示出绿黄色,这种变色使其不再符合“泥棕色”色素的描述,因此被排除。
b、急性肾小管坏死是住院患者最常见的急性肾功能衰竭原因。
它通常由缺血或毒素引起,后者包括氨基糖苷类药物使用,尤其是在败血症的情况下。
病因范围还包括败血症、心力衰竭、肝硬化、血管内溶血、过度利尿、低血容量和伴有肌红蛋白尿的横纹肌溶解症等不同的疾病,两种候选物在色素沉着或“泥棕色”管型中成为棕色色素的候选名词:肌红蛋白(如与横纹肌溶解症相关的肌红蛋白尿)和血红蛋白(如与血管内溶血相关的血红蛋白尿)。
引起横纹肌溶解症的原因有很多。已经确定在相关的肌红蛋白尿发生时,肌红蛋白会集中在肾小管内,在酸性条件下与Tamm-Horsfall粘蛋白作用,结果就是形成泥褐色管型,他们有导致小管阻塞的倾向。肾小管中的游离血红蛋白也是如此。
c、“泥褐色”颗粒管型中的“颗粒”是什么?
经典“颗粒”管型中的颗粒可能来源于肾小球渗漏的血液蛋白,并与肾脏自身分泌的蛋白(Tamm-Horsfall)相互作用或肾小管上皮细胞的溶酶体变性有关。
如果颗粒来源于血液蛋白质,那么血液中的肌红蛋白或游离血红蛋白也会参与颗粒的形成,其中卟啉环的代谢会导致颗粒呈红棕色或棕色。
d、在ATN患者的尿沉渣中,也经常出现无色素的颗粒型管型。
由于此类管型和泥褐色颗粒管型的相对特异性,重要的是要将它们彼此区分开来。
尽管泥褐色管型在为ATN的诊断提供强有力的支持性证据方面很重要,但其本身并不构成单一的诊断的“金标准”。应根据临床病史和其他实验室测试的结果进行考虑。
e、尽管含有肌红蛋白或血红蛋白的颗粒管型通常与ATN有关,但在这种管型中添加另一个术语(即“浑浊”)混淆问题。因此建议放弃在管型上使用“泥浆”,并使用颜料类型的特定名称对管型进行适当且更准确的识别。
在CAP专著中还给出了四幅插图介绍泥棕色颗粒管型(图3-图6),并附有图片介绍。
图3 低倍镜下的色素管型
图片说明:
未染色的“脏尿(dirty urine)”的显微照片,其定义为异常发现,并怀疑患者患有严重肾脏疾病。
视野中可见四个着色管型;它们被含有大量碎屑和细胞物质的尿液沉淀物包围。
管型必须在高倍镜下进行检查,以正确识别其来源,但即使在低倍镜下,管型也会明显的颜色。
图4 宽大的泥棕色管型
这个未染色管型具有色素管型的所有必要特征。这是一个“宽大”的管型,表明肾小管有扩张,这是存在的肾损伤的迹象。它的侧面是平行的,末端是弯曲的。管型的表面呈现细粒样,颗粒变为“脏(dirty)”或“泥(muddy)”棕色。在表面上看不到完整的红细胞。
图5 一个血红蛋白管型(属于色素管型)
图6 宽大的血红蛋白管型(属于色素管型)
图片说明:
图5和图6都是未染色血红蛋白管型。图5是相对“正常”的直径,即未受损肾小管的管腔直径(红细胞直径的5倍),而图6的管型是宽大的管型。每一个管型都被含有许多红细胞的尿液包围,其中一些红细胞是畸形的。管型表面呈颗粒状,颗粒呈深红褐色。血红蛋白管型也是一种色素管型,经常出现在急性肾小管坏死的患者尿液中。
2
来自Nancy A Brunze专著
该专著在细胞管型目录下的红细胞管型一节中描述道:如果尿液淤积充分,红细胞管型就会退化变成有色素的颗粒状管型,称为血液管型或泥棕色管型,并附有图片(图7)。
图7 颗粒和色素的沉着源于血红蛋白和红细胞变性。也称为血液管型或泥棕色管型。光学显微镜,×200。
图文说明:这些红色到金棕色的颗粒管型在其基质中不含明显的红细胞,因为细胞已经裂解并发生变性。当尿液样本陈旧且储存不当时,这种过程也可能在体外发生。红细胞管型是脆弱的,过度剧烈的尿沉渣再悬浮会导致管型破碎成碎片。在显微镜下会出现大块的碎片,可能很难识别。
图8 细颗粒和粗颗粒管型
图片说明:血红蛋白降解引起的色素沉着,有时称为血液管型或泥棕色管型。光学显微镜,×200。
(该作者观点认为红细胞管型、血红蛋白管型、色素管型和泥棕色管型都属于一大类,具有相近的诊断价值)在该专著的图谱附录中还含有一张图片(图9)
图9:含有粗大颗粒的管型,光学显微镜,×400。
图片说明:颜色来源于血红蛋白和红细胞变性产生的颗粒。这些管型有时被称为血液管型或“泥褐色”管型。注意管型上端(左)嵌入的两个粗大的颗粒,它们可能是已经崩解并被高铁血红蛋白染色的肾小管细胞。
3
Susan K,Strasinger
的专著
该专著也未单独列出条目,仅在红细胞管型目录下给出一个图片(图10),没有给出专用的名称。图片说明写道:当出现大量血红蛋白尿或肌红蛋白尿的情况下,可出现均匀的橙色或红褐色管型,还可能存在颗粒状(granular),肮脏(dirty)的棕色(brown)管型,代表血红蛋白的降解产物和高铁血红蛋白。他们与急性肾小管坏死有关。急性肾小管坏死常由大量血尿的毒性作用引起,可导致肾衰竭。这些肮脏的褐色管型与其他病理结果(如肾小管上皮细胞出现和尿试带检测阳性)同时出现。
图10 颗粒、肮脏、棕色的管型,×400
4
Josefine Neuendorf的
《Urine Sediment》图谱资料
该图谱没有列出这种管型的名称和图片,仅在血红蛋白管型目录下出现一张图,其中一条管型与本文主题管型高度一致(图11)
图11 血红蛋白管型(左/右:疑似泥棕色管型)
5
日本JCCLS中相关规则
在JCCLS资料中给出的管型类别是比较多的,虽然这本资料出版于2010年,但是并没有列入泥棕色管型的条目和图片。
04
图片资料合集
1
网上资料
在网上搜索Muddy brown casts或者Muddy brown granular casts,都能找到许多图片(图12-图18),也能找到病历报道和相关的研究文章。
图12 C图同时出现细(f)、粗(c)和泥棕色(mb)颗粒管型,并伴有蜡蜡样(wx)管型;D图显示与高倍镜的对照图,低倍镜下更容易理解mb颗粒管型的“dirty-泥状”相貌
图13 A.泥棕色颗粒管型,>10/Lpf,急性肾小管损伤的病理特征。B.泥棕色颗粒管型通常聚集在盖片的边缘。C. SM染色的泥棕色颗粒管型(低倍镜);D.SM染色的粗颗粒管型(高倍镜)。
图14 泥棕色管型,部分管型只有棕色,内部没有颗粒。未染色,低倍视野
图15 高倍镜下泥棕色颗粒管型,管型内颗粒非常明显
图16 一个标注为泥棕色管型的ppt图片
图17 一个标注有来自急性肾损伤患者的尿沉渣,低倍镜视野下大量泥棕色颗粒管型,左上图为其中一个管型的高倍视野图,可见管型内含大量深色的颗粒。
图18 一个标注来自急性肾小管坏死病例尿液中,低倍镜下的大量泥棕色管型,右下角为高倍视野图,可见管型内充满深色的颗粒。
05
相关的研究和进展
国外已经有许多应用泥棕色管型或泥棕色颗粒管型,结合临床对病人进行诊断和评估的报告文章,说明已经认识到这个管型的出现对临床的应用价值,甚至在COVID-19肆虐期间也没放过对尿沉渣及泥棕色管型的研究。
01
在2014年的一篇《急性肾损伤患者的尿液人工液显微镜检查与自动尿液分析仪检查》“Manual urine microscopy versus automated urine analyzer microscopy in patients with acute kidney injury”(查找和识别泥棕色管型)的文章。
目的:在一组急性肾损伤(AKI)患者中,使用人工显微镜与自动尿液分析仪比较,检查尿液样本中颗粒和泥棕色管型的报告是否存在显著差异。
方法:使用iQ200自动显微镜分析系统和由训练有素的检验人进行显微镜检查,对肾内科25名AKI患者的新鲜尿液样本进行评估。
结果:通过人工显微镜鉴定的管型数量与通过仪器系统鉴定的数量有显著差异(P<.001)。
结论:认为AKI患者进行尿沉渣人工显微镜检查是很重要的。也说明当年的设备在判定尿沉渣管型方面存在不足。
02
今年更有一篇这样基础研究的文章:Dimensions of Muddy Brown Granular Casts in Patients with Acute Tubular Injury(急性肾小管损伤患者泥褐色颗粒铸件的尺寸)。
研究背景:尿沉渣中存在泥棕色颗粒管型(MBGC)是急性肾小管损伤(ATI)的病理特征。尽管MBGC已被注意多年,但没有关于其长度和宽度的报告。
本研究的目的是使用光学显微镜获得的图像来测量MBGC长度,并研究与临床相关参数的相关性。
研究结果得到MBGC的长度为98.7±42.7µm(范围:33至317µm),宽度为34.4±13.1µm(范围:9-110µm)。
此外还得出MBGC宽度与患者身高呈正相关,长度与钠排泄分数及和尿氯浓度呈正相关;平均MBGC长度与患者年龄和尿磷酸盐浓度呈负相关这样的基础性研究结论。
03
在新冠疫情肆虐的2021年,他们也没忘记进行尿沉渣的检测及研究,这篇文章来自沙特阿拉伯,题目为Manifestations of renal system involvement in hospitalized patients with COVID-19 in Saudi Arabia(沙特阿拉伯新冠肺炎住院患者肾系统受累的表现)。
结果:病患中血尿、蛋白尿、尿沉渣管型和白细胞阳性以及肾功能都是测试条件,共193名确诊的COVID-19感染患者被纳入研究。
所有尿液样本的干化学试纸检查分别显示有53.9%和22.3%的患者分别出现蛋白尿和血尿,而显微镜检查显示分别有33.7%和12.4%的样本出现脓尿和泥棕色颗粒管型,23.3%的患者报告为急性肾损伤。
多变量分析表明,血尿与急性肾损伤(AKI)和死亡率有关。蛋白尿与AKI和死亡率的风险相关性较低。在新冠感染者中,出现AKI的患者死亡率高于无AKI患者。
结论:新冠肺炎肾脏系统受累的表现并不少见。这些表现包括蛋白尿、血尿和AKI,通常与预后不良有关,包括高发进入ICU病室和死亡率。
04
在2022年还有这样一篇形态学与肾功能结合的研究:Concomitant Identification of Muddy Brown Granular Casts and Low Fractional Excretion of Urinary Sodium in AKI(在AKI患者中泥棕色颗粒管型与尿钠低排泄量的同时鉴定)。
背景:尿钠排泄分数(FENa)是一种广泛用于评估急性肾损伤(AKI)的临床试验。低FENa(<1%)被认为与肾前氮质血症一致,与急性肾小管损伤(ATI)不一致。尿沉渣显微镜检查发现泥棕色颗粒铸型(MBGC)高度提示ATI。假设在ATI中MBGC和FENa的存在之间存在较差的一致性。因此对住院期间出现的AKI患者进行了前瞻性观察性研究,共270例患者纳入研究。通过显微镜尿沉渣检查评估MBGC在低倍镜下(LPF)百分比并同时测量患者的FENa。
结果显示MBGC检出率为49%。在活检证实ATI的患者(n=49)中,MBGC对ATI具有100%的特异性和100%的阳性预测价值。经活检证实,MBGC的存在与ATI一致,并可预测急性肾脏疾病(AKD)。这些数据表明,应放弃对低FENa用于排除ATI的唯一依赖,而应采用尿沉渣显微镜检查进行AKI诊断。相关研究结果见图示(图19)。
图19 研究结果
必要时请大家查阅原研究文章。
06
来自国内的资料
来自我们的英文专著:
由南方医院郑磊、闫立志和北京协和医院张时民教授共同主编的,在Springer出版社出版的国内第一部英文版尿沉渣图谱《Urine Formed Element》,是包含了许多尿液中有形成分的图谱专著,也重点收录了泥棕色管型,包括光学显微镜未染色、相差显微镜、及染色法图多幅并有文字说明。(图20-图25)
图20 泥棕色管型示意图
图21 低倍镜下泥棕色管型光学显微镜(左)相差显微镜(中)暗视野镜(右)对比图
图22 泥棕色管型,SM染色效果
图23 泥棕色管型,S染色效果
图24 血液管型、泥棕色管型和颗粒管型对比图
在鉴别血液管型、颗粒管型和泥棕色管型时注意,他们在形态上相似,它们在基质中都含有不同数量的颗粒。但颗粒在基质中的来源、颜色和临床意义都不同。图书给出了三种管型的对比要点,本文以图书上英文原文的方式呈现给大家(图25)。
图25 血液管型、泥棕色管型和颗粒管型对比要点
07
临床病例
国内同行在近年来也逐渐了解泥棕色管型的应用价值,发现了许多相关病例。
01
遵义医科大学附属医院检验科发现的一例急性肾损伤患者的尿液中出现大量泥棕色管型的病例,我对他们的发现给与了鼓励支持。
图26 急性肾损伤病例
02
云南云县医院老师发现肾功能不佳的患者尿中出现大量泥棕色管型(图27-28),及时报告给临床,高度怀疑肾小管损伤。
图27 云南云县病例(低倍视野)
图28 云南云县病例(高倍视野)
03
云南澜沧县医院某位老师在脓毒血症患者尿中发现泥棕色管型,在微博发给我信息。
图29 脓毒血症患者尿中泥棕色管型(低倍视野)
图30 脓毒血症患者尿中泥棕色管型(高倍视野)
04
浙江大学第一医院周玉利老师在一例急性化脓性胆囊炎背景下的患者尿中检出大量泥棕色管型,该病人尿干化学测定结果为蛋白(+),潜血(++),镜检红细胞2-3/HPF,见大量泥棕色管型(图31-图33)
图31 低倍镜下大量泥棕色管型
图32 高倍镜下多条泥棕色颗粒管型
图33 高倍镜下泥棕色颗粒管型的组合图
05
福建医科大学附属协和医院检验科的陈志新老师今年在检验医学网上发表了一篇文章,题目是【一根鱼刺引发的惨案】:尿沉渣可见大量泥棕色管型。非常引人注目。
一名35岁男子以“鱼刺卡顿1月余,胸痛3天”就诊。他的血常规和CRP均明显升高,白细胞计数 30.55×109/L、中性粒细胞92.90%、血红蛋白 100.0g/L、C-反应蛋白 255.66mg/L。
尿液分析结果显示,尿胆红素 2+、RBC 3+、pro 2+、WBC 1+、红细胞计数 13458.7个/ul、SRC 13.6个/ul。外观颜色深黄色,有泥沙样沉淀。因此必须镜检看看有什么发现。
显微镜下可见管型长短、粗细、大小不一,呈棕褐色、咖啡色、泥棕色,不透明;管型内几乎无完整细胞,以粗大颗粒为主要特点。与专家共识描述相一致,疑似泥棕色管型(图34-图35)。
图34 高倍镜和低倍镜下发现的泥棕色管型(相差显微镜和暗视野显微镜)
图35 低倍镜和低倍镜下发现的泥棕色管型(光学显微镜和暗视野显微镜)
该实验室见到这种情况及时与临床沟通并报告危急值;经查阅患者病程记录,得知患者重度感染合并药物引起的肾损害。当大量出现泥棕色管型时,提示急性肾小管损伤,对急性肾小管坏死具有高度诊断价值。
最终临床诊断为:患者食管穿孔导致严重的纵隔感染、肺部感染、脓毒症休克,表现为迅速少尿、尿素氮和肌酐升高,加上多粘菌素抗感染药物的作用,肾小管功能损害突出、蛋白中度,尿沉渣可见大量泥棕色管型,考虑继发肾功能不全。(病例全文请参考陈志新老师发表的公众号文章)
06
作者曾在一例就诊于本院中医科门诊的男性患者尿中检查到泥棕色管型。该患者诊断为慢性肾小球肾炎,本次尿干化学结果显示尿蛋白1.0g/L(++),尿红细胞200个/μl(++++)。根据复检规则需显微镜检查,见到大量泥棕色管型。(图36-图39)。由于当年对该管型认识不足,因此没有进行后续的追踪。
图36 患者的尿干化学测定结果
图37 低倍镜下见到大量泥棕色管型
图38 在另一个低倍视野见到聚集成堆的大量泥棕色管型
图39 转换高倍镜下,见到含大量颗粒的泥棕色管型
08
讨 论
01
泥棕色管型已经在尿液检验领域引起了高度重视,特别是在国外,已经出现了许多基础研究和临床病例报道,是一种值得引起重视的管型,值得国内检验同行和临床医生引起注意。
02
在本版《专家共识》中给出了泥棕色管型的标准化名称,其实在国外许多文章中也多被称为泥棕色颗粒管型,并缩写为MBGC,也强调了管型内含有颗粒较多的特点,这是我们在制定《专家共识》时忽略的一点,也希望今后能增加这一点补充。
03
从泥棕色管型的形成原因上探讨,不仅仅是管型内的细胞破坏,还应包括血浆蛋白及红细胞破坏后的血红蛋白,甚至肌红蛋白,溶酶体、卟啉代谢等也会参与到颗粒的形成。
04
大多数泥棕色管型含有许多粗大且颜色较深的颗粒,这或许是被曾经称为“粗颗粒管型”的一个原因,当然还有许多不含颗粒并匀质化的泥棕色管型(图40)。
图40 不含颗粒(红箭头)及含粗大颗粒(黑箭头)的泥棕色管型
05
不要与胆红素管型,血液管型和颗粒管型混淆(图41),肌红蛋白管型则难以比较和确认,请参考前面有关肌红蛋白管型的文章。
图41 胆红素管型(左),血液管型(中),泥棕色管型(右)
06
泥棕色管型不要称为色素管型,要和含有色素的胆红素管型及血液管型区分报告。也不要报告为粗颗粒管型,或者和颗粒管型混淆报告(图42)。
图42 泥棕色颗粒管型(左)和颗粒管型(右)
07
判定泥棕色管型应高倍镜和低倍镜同时使用,特别是在低倍镜下看到大量深色的长短不一的管型,将给你很大的提示。有条件时可兼顾使用相差显微镜、暗视野显微镜和染色法协同鉴别。
08
有关泥棕色管型的临床与研究在国外已经开展许多年,甚至在新冠疫情期间也没有停止(而我们在疫情期间可能很少有人关注尿液沉渣检验,更谈不上泥棕色管型的发现及其与肾脏疾病的关系,失去了一些机会)。希望我们同行在今后发现此类病例,积极开展有关泥棕色管型的发现、研究和病例报告撰写。
09
既然专家共识提出,发现泥棕色管型数量较多时(例如>10个/LPF)应考虑报告危急值,这一条希望各医院同行与肾内科及相关科室临床进行讨论或落实,建立首个有关尿沉渣形态学发现的危急值报告规则。也希望与临床沟通,介绍这种管型的名称及临床诊断价值。
10
有研究表明,泥棕色管型的发现多数与急性肾小管损伤、急性肾小管坏死密切相关,也有许多病例报道,当然还不仅仅局限此类疾病,当其他系统疾病累及到肾脏改变时,都可能出现大量的泥棕管型,要积极总结经验,与临床沟通,做到不漏掉这些有价值的发现。
11
有关泥棕色管型的基础研究和临床应用研究已经有许多年的探讨,其理论与临床研究都在进行中,希望我国检验同行紧跟发展,做出我们的贡献。
参考文献
1.中华医学会检验医学分会血液学与体液学学组. 尿液检验有形成分名称与结果报告专家共识 [J] . 中华检验医学杂志, 2021, 44(7) : 574-586. DOI: 10.3760/cma.j.cn114452-20210115-00038.
2.张时民.实用尿液有形成分分析技术(第二版).北京.人民卫生出版社.2020.
3.几本国外志著:
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编辑:笪文武 审校:陈雪礼
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