Biomarkerek az akut veseelégtelenség diagnosztikájában, különös tekintettel az NGAL-ra Árkossy Ottó FMC Szépvölgyi Dialízis Központ Szent János Kórház, Nephrológiai Szakrendelés
Akut veseelégtelenség (AKI) kórélettana
Vesekárosodás okai pl.: ischemia-reperfúzió, hypotensio, szimpatikus aktiválódás, nefrotoxinok: ⇒ Vese vaskonstriktio, hipoperfúzió, hypoxia, inflammatio, apoptosis ⇒ tubuláris sejt károsodás (desquamatio és obstructio, ami visszaszivárgást eredményez)
⇒ nátrium reabszorbció↓, RAAS aktiváció, gyulladás mediátorok helyi termelése és további renális vasonconstrictio ⇒ GFR↓
Abbott nap 2010.10.12.
Sejtszintő károsodás
Abbott nap 2010.10.12.
Vaidya et al. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2008
AKI definició Hirtelen fellépı, de potenciálisan visszafordítható vesefunkció csökkenés / vesztés, amely (általában) csökkent vizeletkiválasztással jár és nitrogén tartalmú anyagcsere termékek vérszintemelkedését (pl. Urea, kreatinin) okozza.
Abbott nap 2010.10.12.
RIFLE kritériumok
Crit Care 2007 Abbott nap 2010.10.12.
Abbott nap 2010.10.12.
AKI diagnozisának jelenlegi gyakorlata és korlátai Serum creatinin mérésen és vizeletürítésen alapul: Nephron
Creatinine: Nem szenzitív, nem specifikus és késıi, mert • Alapvetıen glomerularis filtrációs marker, nem tubuláris • Nem renális faktoroktól és hidráltsági állapottól függ • Ha GFR↓, proximális tubuláris szekréció beindul(hat) Filtration
Vizelet ürités: nem szenzitív (diuretikumok), nem specifikus (dehidráció)
Secretion
•Késıi szérum creatinin növekedés - gyakran 24-48 órával a a Urine heveny vesekárosodás bekövetkezte után mutatja meg a vesefunkció csökkenés súlyosságát. •Vizeletürités változása nem megbízhatóan diagnosztizál (létezik nonoliguriás forma) Abbott nap 2010.10.12.
Biomarkerek a kardiológiában ... és a nefrológiában? Period
Acute Myocardial Infarction
Acute Kidney Injury
1960s
LDH
Serum Creatinine
1970s
CK, Myoglobin
Serum Creatinine
1980s
CK-MB
Serum Creatinine
1990s
Troponin T
Serum Creatinine
2000s
Troponin I
Serum Creatinine
Many Therapies
Supportive Therapy
50% Reduction of Mortality
High Mortality
Hiányzik egy érzékeny marker, ami jól alkalmazható a vesekárosodás kimutatására, subclinikai állapotban is, a szervelhalás bevezetı tünete is lehet. Abbott nap 2010.10.12. Devarajan ASN 2008
Lehetséges új vese biomarkerek 1. Normal epithelium
2. Tubular damage – Renal injury
3. Cell death
4. Renal function↓
A hagyományosan alkalmazott markerek mint pl. Urea és a creatinine (sCr) nem érzékenyek, nem specifikusak, és nem megfelelıen tesznek különbséget az AKI különbözı stádiumai között. A diagnózis késıi felállítása a beteg kezelésére vonatkozó döntéseket késleltetheti.
Abbott nap 2010.10.12. Modified from Vaidya et al. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2008
A veselégtelenség új biomarkerei – áttekintés Több AKI biomarker került képbe, amik közül az NGAL – egyike a leggyakoribb és legbíztatóbb renális markereknek 1.
2.
3.
1. Established AKI
2. Early AKI
3. AKI Prognosis
Abbott nap 2010.10.12. UNIVERSITÄTSMEDIZIN BERLIN
Coca 2007 Coca, et et al.al. KIKI 2007
Az NGAL tulajdonságai és funkciói • Proteáz rezisztens polypeptide => stabil a vizeletben • Molekula súlya 25 kDa => glomeruláris filtrációtól független • A renális tubuláris epithelium sejtek és nephronok megkülönböztetése (epitheliális - tubuláris növekedési faktor) és a vese védelme a bakteriális fertızésektıl
• Lipofil anyagok szállítása (pl. E-vitamin és arachidon sav) • Termelıdése fokozódik különbözı neoplazma esetén (pl. Emlı, tüdı, pancreas colon és pajzsmirigy carcinoma) => Angiogenesis gátlás
Abbott nap 2010.10.12.
Az NGAL közvetített vas szállítás modellje
Urine Proximal tubular cell
1.) Proliferatio↑, Epithelizatio↑
2.) Bakteriális növekedés↓
ad 1. NGAL-sziderofor – vas komplex (holo-NGAL) => proximális tubuláris károsodás limitálása és az apoptozis csökkentése ad 2. Apo-NGAL (siderophore vaskomplex nélkül) => bacteriostatikus hatás disztális urogentális tractusban olyan módon, hogy bakteriális sziderofórközvetített vas akvizicióban zavart okoz Abbott nap 2010.10.12. Schmidt-Ott, et al. JASN 2007
Az egészséges NGAL szintje • Az egészséges NGAL nagyon alacsony szinten expresszálódik a stimulált epiteliumban: • Vese (distalis nefronok, proximalis tubulusok) • Szív, tüdı és trachea • Máj • Colon és gyomor • Agy • Neutrophilek Mishra et al. JASN 2003, Cowland et al. Genomics 1997, Mori et al. JCI 2005, Kjeldsen et al. J Biol Chem 1993
• Vizelet NGAL normal értéke: 0-50 ng/mL Mishra et al. Lancet 2005, Mori et al. 2005, Nickolas et al. Ann Intern Med 2008
• Plazma/serum NGAL normál értéke: 0-50 ng/mL Mishra et al. Lancet 2005, Mori et al. JCI 2005, Axelsson et al. Scand J Clin Lab Investig 1995
Abbott nap 2010.10.12.
NGAL szállítás - két-kompartmentes modell az AKI-ban Vizelet NGAL
Glomerulus Distal Tubule
Cortex
Plasma/Serum NGAL
Proximal Tubule Loop of Henle
Collecting Duct
1. Sérülés után a nefronok distalis részeiben végbemenı helyi szintézisbıl származik 2. Fokozott mértékben filtrálódott plazma NGAL, amelyet a proximális tubulosok nem adszorbeáltak
Outer Medulla
1. Disztális tubuláris területekrıl a vérbe való visszaszívásból származik 2. Extrarenális forrásból (tüdı, máj, lép, agy) 3. Neutrofilekbıl, szisztémás gyulladások eredményeként 4. Vizeletben filtrálódik 5. Felhalmozódás a proximális tubulosokban a szaturációig
Inner Medulla Renal Papilla Abbott nap 2010.10.12. Rabb et al. KI 2008, Schmidt-Ott, et al. JASN 2007, Review, Devarajan & Barasch: personal communication)
Mintatípusok az NGAL meghatározásához (az AKI-ban) Vizelet
Plasma/Serum
+ közvetlenül a vesébıl származó biomarkert + Anuria estén is elérhetı elérhetı tartalmaza minta (+ Alkalmas a beteg általi egyszerő
- Tükrözhet szisztémás válaszokat
önellenırzésre (self-testing))
- AKI: >150-200 ng/mL
- Vizelet áramlás befolyásolja - Kórházi elérhetıség - AKI >150-200 ng/mL
Abbott nap 2010.10.12. Devarajan Contrib Nephrol 2007, Devarajan personal communication
Klinikai vizsgálatok: Gyerek szívsebészet Preklinikai kutatási eredmények ösztönöztek számos erre épülı vizsgálatot, amelyek az NGAL mint új AKI biomarker értékelésére irányult.
Szérum creatinine
Vizelet NGAL
0.9
1400 No AKI (n=97) AKI (n=99)
0.7
*
*
*
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
800
0 72
96
No AKI (n=97) AKI (n=99)
*
400
0 48
*
600
200
24
*
1000
0.1 0
*
1200
NG AL (ng/m l)
S creatinine (mg/dl)
0.8
*
0
Hours post cardiopulmonary bypass
2
4
6
8
12
*
*
*
24
36
48
72
Hours post cardiopulmonary bypass
Bennett, et al. CJASN 2008
Abbott nap 2010.10.12.
Urine NGAL alkalmas a mortalitás és a dialysis elırejelzésére
Bennett et al. CJASN 2008
-100 szívmőtéten átesett felnıtt beteg: Az Intenzív Osztályra kerüléskor mért NGAL AUC-ROC görbéje elırejelzésül szolgál egy olyan kombinált végpont meghatározásához, amely RRT-re ill. kórházi mortalitásra jellemzı: NGAL (>290 ng/mL) 0.95 (95% CI 0.86-0.99)
Haase-Fielitz et al. Crit Care Med 2009
1.) AUC-ROC of 0.5 = biomarker minısége nem kielégítı 2.) AUC-ROC of 1.0 = biomarker minısége tökéletes Abbott nap 2010.10.12.
Az NGAL jobbnak bizonyult, mint a serum creatinine - felnıtt szívmőtétek esetén végzett klinikai vizsgálatban ICU felvétel
AKI elıfordulás
AKI súlyosság
AUC-ROC (95% CI)
∆ creatinine összefüggésben
0.80 (63.0-96.0)
NGAL Creatinine
0.68 (53.0-83.0)
Urea
0.60 (45.0-74.0)
p=0.035
0.61
AKI a serum creatinine kezdeti értékétıl számított >50% emelkedésével definiálva
Az új renalis biomarkerek értékei >> hagyományos markerek Abbott nap 2010.10.12.
Haase, et al. Crit Care Med 2009 Haase, et al. Ann Thorac Surg 2009
Urine NGAL AKI elırejelzése egy Sürgısségi Osztályon végzett vizsgálatban 635 korábban az Sürgısségi Osztályra felvett beteg esetén, a klinikusok az NGAL koncentráció ismerete nélkül, visszamenılegesen osztották négy diagnosztikus kategóriába a betegeket a sCr alapján. Átfedés a sCr értékekben
N=30
N>500
Szeparálás urine NGAL által N=30
N>500
Abbott nap 2010.10.12. Nickolas et al. Ann Intern Med 2008
Vizelet NGAL klinikai kórlefolyás elırejelzése az Sürgısségi Osztályon vézett vizsgálatban
uNGAL Cut-off >130 ng/mg
Abbott nap 2010.10.12.
Nickolas et al. Ann Intern Med 2008
intm ? ent
Enth usia s
Consolidation…
o app
m!
„Perfect“ marker with Accuracy (AUC-ROC) >0.90
Dis
Perception of novel biomarker value
A biomarker kutatás tipikus fázisai
Time Abbott nap 2010.10.12. Yelken Mol Cell Probes 1988
NGAL • A nephrologia „troponin”-ja ?? • Kezelés indikálása NGAL alapján ? – Milyen kezelés ? – Extracorp méregtelenítı kezelés? – Supportiv kezelés (valóban analóg a kardiológia?)
Abbott nap 2010.10.12.
Összefoglaló 1. Az AKI gyakori és életveszélyes komplikáció hospitalizált betegek esetén, jelentıs anyagi terhet jelentve 2. Szükség van egy széles alkalmazhatósággal bíró új renális biomarkerre 3. Az NGAL jobb eredményeket mutat az AKI korai diagnózisában, mint a serum creatinine vagy az urea 4. NGAL prognosztikus értékkel bír 5. További vizsgálatok szükségesek •
Az NGAL mint az AKI prediktorának megerısítéséhez klinikai helyzetekben
•
NGAL vezérelt RCT –t alkalmazó tanulmányok, melyek javuló kimenetelt bizonyítanak Abbott nap 2010.10.12.
NGAL Diagnosztika • Az NGAL a Központi Laboratóriumokban mőködı Abbott gyártmányú immunkémiai készülékeken mérhetı
Abbott nap 2010.10.12.
