腎絲球過濾率是怎麼算出來的？Part. 3

腎絲球過濾率

在前兩篇提到，腎絲球過濾率代表每分鐘經過腎絲球過濾至腎小管的血漿體積（plasma volume），反映腎臟清除血液中廢物和調節體液平衡的能力，過濾率越高代表濾網的效能越好，而科學家採取很多方式去檢驗，從「菊粉inulin」到24小時肌酸肝廓清率(24hr CCR)來計算腎絲球過濾率，準確度的確滿高的，但實用性卻很差，畢竟檢查腎臟功能，竟然每次都要用尿桶留尿一天，不是每個人都能做得到。

現在在醫療院所檢查腎臟功能，都只有抽血檢查而已，從這麼大費周章（留尿一天）到如此簡易的方式（抽血），究竟是怎麼做到的？

腎絲球過濾率的大數據估算

前面提到的，無論是菊粉檢驗，或是24小時肌酸肝廓清率，這就像我們要評估一間公司的「真實賺錢效率 (腎絲球過濾率)」，當然最標準的就是，量測真實賺錢的能力，每筆入帳跟支出都算得清清楚楚。

但是問題在於，這個賺錢效率隨時都在變化，只要一個感冒或是太熱多流點汗，這個數值就會大幅波動，很難即時看出「right now 的賺錢效率」！於是乎，有人發現，與其大費周章地查核所有帳目，不如請專業的「管理顧問」來快速評估。而 CG、MDRD 和 CKD-EPI，就是我們請來的三代頂尖顧問，每一代都比前一代更厲害！

所有大顧問都先看一個關鍵指標：公司倉庫裡的垃圾量（血液中的肌酸酐）。垃圾堆得越多，通常代表處理效率（腎功能）越差。但他們也知道，不能只看垃圾量，還要考慮公司的基本體質（年齡、性別等），才能做出最準確的評估。

第一代顧問：CG 公式 (Cockcroft-Gault) – 「資深廠長的經驗法則」

  • 評估方法： 主要估算工廠「清理垃圾的速率 (CCr)」，用它來代表賺錢效率 (GFR)。
  • 評估重點： 除了看垃圾量（肌酸酐），他特別重視工廠的實際規模（體重），並結合工廠年份（年齡）和員工性別（性別）給出經驗判斷。
  • 準確度：在當年是革命性的創舉，讓評估變得方便。但這種方法比較老派，過於依賴「體重」這個單一指標來判斷規模，對於特別胖或特別瘦的公司，評估就可能失準。
  • 特定情況下的限制：CG 公式在以下情況下尤其不準確：
    • 腎功能正常或輕微受損的患者
    • 體重極端（過輕或過重）的患者
    • 肌酸酐值不穩定或肌肉質量異常的患者（例如截肢者、營養不良者、或健美運動員）
  • 有興趣的人可以參考他的公式：CCr={((140–age) x weight)/(72xSCr)}x 0.85 (if female)，也是我們當時教科書上跟醫學生在學習比較可以估算的公式

第二代顧問：MDRD 公式 – 「專攻問題的數據分析師」

到了1990年代，來了一位專門研究「營運困難公司（慢性腎臟病患者）」的數據分析師。

  • 評估方法： 更進一步，直接估算公司的「賺錢效率 (GFR)」。
  • 評估重點： 利用海量數據，建立一個更精密的數學模型。第二代顧問發現「體重」這個指標有時會誤導，所以他不再看體重，而是專注於垃圾量（肌酸酐）、公司年份（年齡）和員工性別（性別）。
  • 優點：因為當初這個公式，是根據一個由1628名患有CKD的患者所組成的研究開發出來。因此，對於GFR小於 60 mL/min/1.73 m² 的患者，MDRD 公式相對來說更為準確。
  • 特定情況的限制：

1. 高估（eGFR比實際GFR高）

  • 肌肉質量較低的患者：由於 MDRD 公式是基於血清肌酸酐（creatinine）值進行估算，而肌酸酐是肌肉代謝的產物。因此，對於肌肉量較少的人群，例如：
    • 年長者：隨著年紀增長，肌肉量會自然減少。
    • 營養不良或虛弱的患者：這些人的肌酸酐生成量較少。
    • 截肢患者：也會因肌肉量減少而影響肌酸酐值。
    • 在這些情況下，即使腎功能已經下降，其肌酸酐值可能仍處於正常範圍，導致MDRD公式高估實際的腎功能。

2. 低估（eGFR比實際GFR低）

  • 腎功能正常或輕微受損的患者：這是 MDRD 公式最大的限制之一。對於 GFR 大於 60 mL/min/1.73 m² 的人群，MDRD 公式傾向於低估實際的腎功能，這可能導致健康人被誤診為慢性腎臟病，造成不必要的擔憂或醫療處置。這也是為什麼後來CKD-EPI 公式在開發時，特別針對這類人群進行修正，使其準確性更高。
  • 體重極端的人群：MDRD 公式不像 Cockcroft-Gault (CG) 公式一樣直接使用體重參數，但肌酸酐本身會受肌肉量影響，而肌肉量與體重有關。在體重過重或肥胖的患者中，其肌肉量較高，可能導致肌酸酐值相對較高，進而使 MDRD 公式低估他們的腎功能。
  • 歷史定位： 這個模型對於評估「已經生病」的公司非常準確，因此迅速成為主流。但缺點是，他有點過於悲觀，在評估那些非常健康的模範生公司時，有時會稍微低估他們的實力。

第三代顧問：CKD-EPI 公式 – 「現代全能的 AI 顧問」

進入21世紀，我們迎來目前最強大、最主流的AI顧問。他是前兩代顧問的集大成者，並且不斷學習進化。

  • 評估方法： 和MDRD一樣，直接估算「賺錢效率 (GFR)」。
  • 評估重點： 他使用更龐大、更多元（包含健康公司與問題公司）的數據庫來訓練他的AI模型。使用的核心數據與MDRD相同（肌酸酐、年齡、性別），但他的演算法更聰明、更細膩。
  • 為什麼他最強大？
  1. 適用範圍更廣： 他修正了MDRD公式會低估健康公司實力的問題。無論是對績優公司（腎功能正常者）還是問題公司（腎病患者），他的評估都非常準確。
  2. 更公平、更先進： 為了追求醫療公平性，最新的版本 (CKD-EPI 2021) 完全移除了「種族」這個有爭議的變數，讓評估標準全球一體適用。
  3. 可持續升級： 他還能整合更多新指標（例如：Cystatin C，另一種身體廢物），讓評估結果更加精準，像之前跟大家介紹過的cystatin C的腎絲球過濾率估值就是這樣計算的。
  4. 歷史定位：目前最可靠及先進的腎絲球過濾率估算值，也是各家醫院最建議的檢查方式！

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