Anders Grubb,1* Masaru Horio,2 Lars-Olof Hansson,3 Jonas Björk,4 Ulf Nyman,5 Mats Flodin,3 Anders Larssson,3 Arend Bökenkamp,6 Yoshinari Yasuda,2 Hester Blufpand,6 Veronica Lindström,1 Ingrid Zegers,7 Harald Althaus,8 S ren Blirup-Jensen,1 Yoshi Itoh,9 Per Sjöström,10 Gunnar Nordin,11 Anders Christensson,12 Horst Klima,13 Kathrin Sunde,14 Per Hjort-Christensen,15 David Armbruster16 a Carlo Ferrero17
Odvození nové rovnice pro odhad glomerulární filtrace z koncentrace cystatinu C pomocí sedmi metod stanovení, standardizovaných podle mezinárodního kalibrátoru VÝCHODISKA: Existuje mnoho rùzných rovnic pro odhad glomerulární filtrace z cystatinu C. Hlavními pøíèinami této situace je døívìjí absence mezinárodního kalibrátoru pro cystatin C a neekvivalentnost výsledkù získaných rùznými metodami stanovení cystatinu C. METODY: Nedávné zavedení certifikovaného referenèního materiálu ERM-DA471/IFCC umonilo spoleènì s dalími opatøeními pro dosaení vysoké shody a ekvivalence sedmi komerènì dostupných testù pro stanovení cystatinu C podstatné sníení CV (variaèní koeficient), definované jejich úèinností v externím vyhodnocení kvality pro pouití v klinických laboratoøích. Pomocí dvou z tìchto stanovení a populace 4 690 probandù s velkými dílèími populacemi dìtí, dospìlých Asiatù a bìlochù, u nich byla GFR (glomerulární filtrace) stanovena pomocí renální nebo celkové clearance inulinu nebo celkové clearance iohexolu, jsme se pokusili vytvoøit jednoduchou rovnici pro odhad GFR z koncentrace cystatinu C, která je prakticky nezávislá na metodì stanovení. VÝSLEDKY: Vyvinuli jsme jednoduchou rovnici pro odhad GFR z cystatinu C, obsahující pouze 2 promìnné koncentraci cystatinu C a vìk. Pro její optimální diagnostickou úèinnost nejsou nutné èleny urèující rasu a pohlaví. Rovnice eGFR = 130 × cystatin C-1,069 × vìk-0,117 - 7 je také biologicky orientovaná, s jedním èlenem pro teoretickou renální clearance malých molekul a jednou konstantou pro extrarenální clearance cystatinu C. ZÁVÌRY: Byla odvozena jednoduchá rovnice pro odhad GFR z koncentrace cystatinu C, prakticky nezávislá na metodì stanovení, bez èlenù urèujících pohlaví a rasu. Znalost glomerulární filtrace (GFR)18 je nezbytná pro detekci a sledování poruch renálních funkcí, pro zajitìní bezpeènosti uívání potenciálnì nefrotoxických farmak a radiologických kontrastních látek, stejnì jako pro správné dávkování lékù vyluèovaných ledvinami. K mìøení GFR u lidí jsou nutné invazivní postupy, a proto se u témìø celé století jako marker GFR vyuívá koncentrace endogenních látek, zejména kreatininu, v séru èi plazmì (1). Vylo vak najevo, e samotná koncentrace cirkulujícího kreatininu není jako marker GFR ani zdaleka ideální, protoe je znaènì ovlivòovaná nejen GFR, ale i jinými faktory, mezi nì patøí svalová hmota, mnoství poitého masa a tubulární sekrece (2-8).
Copyright © 2014 by The American Association for Clinical Chemistry 14
Labor Aktuell 01/15
1
Department of Clinical Chemistry, Laboratory Medicine, University Hospital, Lund, Sweden; 2 Department of Functional Diagnostic Science, Osaka University Graduate School of Medicine, Suita, Osaka, Japan; 3 Department of Medical Sciences, Uppsala University, Uppsala, Sweden; 4 Department of Occupational and Environmental Medicine, Lund University, Lund, Sweden; 5 Department of Radiology, Central Hospital, Kristianstad, University of Lund, Sweden; 6 Department of Pediatric Nephrology, VU University Medical Center, Amsterdam, The Netherlands; 7 Institute for Reference Materials and Measurements, Joint Research Centre, European Commission, Geel, Belgium; 8 Siemens Healthcare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany; 9 Department of Laboratory Medicine, EIJU, General Hospital, Tokyo, Japan; 10 Department of Medicine, Örebro University Hospital, Örebro, Sweden; 11 Equalis, Uppsala, Sweden; 12 Department of Nephrology and Transplantation, Sk ne University Hospital, Lund, Sweden; 13 Roche Diagnostics GmbH, Penzberg, Germany; 14 Gentian Technology AS, Moss, Norway; 15 Dako Denmark A/S, Glostrup, Denmark; 16 Abbott Diagnostics, Lake Forest, IL; 17 Sentinel CH. SpA, Milan, Italy. * Korespondenci tomuto autorovi zasílejte na adresu: Department of Clinical Chemistry, Laboratory Medicine, University Hospital, SE-22185 Lund, Sweden. Fax -4646- 130064; e-mail
[email protected]. A. Grubb, V. Lindström, H. Althaus, S. Blirup-Jensen, a Y. Itoh jsou èlenové Pracovní skupiny IFCC SD pro standardizaci cystatinu C (Working Group for Standardisation of Cystatin C). Doruèeno 24. prosince 2013; pøijato 7. dubna 2014. Døíve publikováno online na DOI: 10.1373/clinchem.2013.220707 18
Nestandardní zkratky: GFR, glomerular filtration rate = glomerulární filtrace; eGFR, estimated GFR; JRC-IRMM, Joint Research Centre Institute for Reference Materials and Measurements; WG-SCC, pracovní skupina pro vytvoøení mezinárodního kalibrátoru cystatinu C; CAPA, Caucasian, Asian, pediatric, and adult cohorts (kohorty bìlochù, Asiatù, pediatrických pacientù a dospìlých); LCS, Lund Cystatin C standardization cohort (kohorta standardizace cystatinu C z Lundu); mGFR, mìøená GFR; CKD-EPI, Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration; P30, procento odhadù do 30 %; BMI, index tìlesné hmotnosti.
Rovnice pro odhad GFR zaloené na kreatininu (eGFRkreatinin) obsahující demografické a antropometrické faktory (911) mohou vliv svalové hmoty èásteènì kompenzovat. Cystatin C byl jako alternativní marker GFR navrený v roce 1979 (1214) a od zavedení první automatizované metody v roce 1994 (15) probíhaly rozsáhlé výzkumy jeho vyuití. Koncentraci cirkulujícího cystatinu C neovlivòuje konzumace masa (1, 16) ani tubulární sekrece a svalová hmota na ni má podstatnì mení vliv ne na koncentraci kreatininu (1823). Díky tomu mohou jednodue formulované rovnice pro odhad GFR zaloené na cystatinu C (eGFRcystatin C) nahradit sloitìjí rovnice eGFRkreatinin s vágními a patnì definovanými antropometrickými promìnnými, jako napø. rasou (2). Bylo tedy navreno nìkolik rovnic eGFRcystatin C. Hlavním dùvodem bylo pouívání rozdílných kalibrátorù. Ke zlepení této situace proto IFCC a standardizaèní úøad Evropské komise Joint Research Centre Institute for Reference Materials and Measurements (JRCIRMM) zøídily a podporovaly Pracovní skupinu pro vytvoøení mezinárodního kalibrátoru cystatinu C (WG-SCC). Tato skupina zmiòovaný kalibrátor (ERMDA471/IFCC) nedávno vytvoøila a nyní jej
mají k dispozici dodavatelé diagnostik i výzkumné skupiny (2426). Dostupnost certifikovaného referenèního materiálu sice umoòuje rùzným dodavatelùm diagnostik pøicházet se stanoveními cystatinu C vykazujícími nií variabilitu mezi stanoveními, je ale nutná dalí optimalizace, aby bylo dosaeno co nejvìtí shody. Tato práce byla uskuteènìna ve snaze dosáhnout pomocí certifikovaného referenèního materiálu (spolu s dalími úpravami stanovení cystatinu C) dostateènì dobré shody mezi stanoveními u testù od 7 mezinárodních dodavatelù diagnostik tak, aby je vechna bylo moné pouít k vývoji prakticky shodných rovnic eGFRcystatin C z kohorty osob se známou glomerulární filtrací. Rovnice eGFRcystatin C, která byla prakticky nezávislá na metodì stanovení, byla vyvinutá s pouitím vzorkù kohort sestavených z bìlochù, Asiatù, pediatrických pacientù a dospìlých (CAPA) o celkovém poètu 4 960 jedincù s rùznou GFR, urèenou pomocí renální nebo celkové clearance inulinu nebo celkové clearance iohexolu. Rovnice byla provizornì nazvaná CAPA.
Materiál a metody
cystatinu C u dospìlých a dìtí K vývoji a interní validaci mezinárodní rovnice eGFRcystatin C (tabulka 1) byly pouity vzorky plazmy od 3 495 védských [kohorta standardizace cystatinu C z Lundu (LCS)] a 763 japonských dospìlých, a od smíené kohorty 262 holandských a 440 védských dìtí (LCS). Vechny postupy, je zahrnovaly pacienty a data, byly v souladu s Helsinskou deklarací z roku 1975, revidovanou v roce 2000, která se týká etických zásad lékaøského výzkumu za úèasti lidských subjektù. Urèení GFR Ke stanovení GFR u dospìlé a pediatrické védské populace byla pouita celková clearance iohexolu (27, 28) (viz èást Doplòkové metody, doprovázející online verzi tohoto èlánku na http://www. clinchem.org/content/vol60/issue7); ke stanovení GFR u japonské dospìlé populace to byla renální clearance inulinu a u holandské pediatrické populace bylo mìøení stanovováno vymizením inulinu z plazmy po jedné injekci (29, 30). Podle nedávné metaanalýzy poskytují tyto 3 metody srovnatelné hodnoty GFR (31). Výpoèet plochy tìlesného povrchu byl proveden podle vzorce Dubois-Dubois (32).
Kohorta pouitá k odvození mezinárodní rovnice pro odhad GFR z koncentrace Labor Aktuell 01/15
15
Snaha o optimalizaci shody mezi esti komerènì dostupnými stanoveními cystatinu C Aby pracovní skupina WG-SCC zajistila shodu mezi stanoveními, spolupracovala se esti dodavateli diagnostik (Abbott, Dako, Gentian, Roche, Sentinel a Siemens), kteøí nabízejí stanovení cystatinu C. Stanovení firem Abbott a Sentinel jsou totoná. Pìt z tìchto stanovení je zaloené na èásticemi zesílené imunoturbidimetrii (15) a jedno (Siemens) na èásticemi zesílené imunonefelometrii (33) (technické parametry viz online Doplòkové metody). Z dùvodu optimalizace shody mezi metodami stanovení byly studovány vzorky plazmy 3 495 dospìlých pacientù (vìk nad 18 let), odebrané do Li-heparinu jako antikoagulaèního prostøedku, a to pomocí odbìrového systému Vacutainer Becton Dickinson. Vzorky byly následnì odeslané do Univerzitní nemocnice v Lundu ke stanovení GFR mìøením clearance iohexolu. Dùvody odeslání pacientù k vyetøení byly manifestní nebo suspektní diabetická nefropatie, intersticiální nefritida, glomerulonefritida, nefrotický syndrom, proteinurie, refluxní nefropatie, myelom, vaskulitida, úvaha o zahájení hemodialýzy, kontrola po transplantaci ledviny a stanovení GFR u pacientù pøed zahájením podávání lékù vyluèovaných ledvinami. V japonské kohortì dospìlých mìlo 21 % diabetes, 1,4 % transplantovanou ledvinu a 1,4 % byli dárci ledvin. Holandskou kohortu dìtí tvoøilo 49 % onkologických pacientù a 51 % pacientù s glomerulonefritidou èi
glomerulopatií. Odpovídající èísla ze védských kohort nebyla k dispozici.
Jednoduchá rovnice eGFR zaloená na cystatinu C, nezávislá na metodì stanovení Japontí výrobci se snaili o optimalizaci nìkolika stanovení cystatinu C a dosaení maximální shody pouitím certifikovaného referenèního materiálu. Jedno z tìchto stanovení, homogenní sol èástic imunoanalýza (SPIA) k mìøení sérového cystatinu C (34) od firmy Alfresa, bylo pouito k vyetøení sérového cystatinu C v japonské kohortì. Byla tedy zjiována také shoda mezi tímto stanovením a stanoveními pouívanými u védských a holandských kohort. Vývoj a interní validace nových rovnic pro odhad GFR z cystatinu C Vechny statistické analýzy byly zpracované pomocí aplikací SPSS verze 20.0.0 (IBM Corp.) a Microsoft Excel. Z úplného datového souboru obsahujícího 4 960 stanovení GFR a cystatinu C u dospìlých a dìtí byl odvozen vývojový soubor obsahující 2 295 náhodnì vybraných védských dospìlých, 413 japonských dospìlých a 456 védských a holandských dìtí. Zbývajících 1 796 pacientù tvoøilo 3 soubory pro interní validaci, obsahující 1 200 védských dospìlých, 350 japonských dospìlých (shromádìných do èervence 2007) a 246 védských a holandských dìtí. Mezi vývojovými soubory a odpoví-
dajícími soubory pro interní validaci nebyly významné rozdíly obecných charakteristik (tabulka 1). Vechny regresní analýzy byly u vývojového souboru provedené pomocí statistické váhy (viz Doplòkové metody online). Úèelem bylo znovu zváit vechny regresní analýzy a dodat pøi odhadu regresních koeficientù rovnocenný význam populaci védských a japonských dospìlých navzdory nerovné velikosti jejich vzorkù (2 295, respektive 413 jedincù). Nejprve byla odhadnuta extrarenální eliminace E jako úsek v lineárním regresním modelu s namìøenou GFR (mGFR) jako závislou promìnnou a cystatinem C jako nezávislou promìnnou (35). Následnì byl odhadnut regresní koeficient (a, b, a c) rovnice: ln(mGFR + E) = ln(a) + b × ln(cystatin C) + c × ln(vìk), (Rov. 1) kde ln oznaèuje pøirozený logaritmus, koncentrace cystatinu C se uvádí v miligramech na litr a vìk je vyjádøený poètem let. Ke zvýení významu pacientù s nízkou GFR byla pouita lineární regrese s mGFR jako váhou (11). Výe uvedená regresní rovnice odpovídá rovnici eGFR v tomto tvaru: eGFR = a × cystatin Cb - vìkc - E. (Rov. 2) Jako dodateèný kovariát regresní rovnice byl hodnocen úèinek pøidání pohlaví (0-muské, 1-enské). Rovnice s koeficienty urèenými na zá-
Tab. 1: Charakteristiky pacientù z vývojového a validaèního souboru ve védské kohortì dospìlých, japonské kohortì dospìlých a smíené holandsko-védské kohortì dìtí a
16
Labor Aktuell 01/15
kladì vývojového souboru byly validovány samostatnì ve 3 souborech v porovnání s rovnicí Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration (CKD-EPI) zaloené na cystatinu C (36). Validace rovnic se zamìøovala na bias (vychýlení) a správnost (37). Bias byl definován jako medián jednotlivých rozdílù mezi eGFR a mGFR (eGFR mGFR), vyjádøený v mL a min-1 a(1,73 m2)-1. Správnost (accuracy) byla vyjádøena jako medián absolutních procentních rozdílù mezi eGFR a mGFR vztaených k mGFR. Správnost dále odráela také hodnota P30, tj. procento odhadù neliících se od mGFR o více ne 30 %. Aby byla eGFR povaována za dostateènou pro správné klinické rozhodování, mìlo by být alespoò 75 % eGFR v rozmezí do 30 % od mGFR (38). Neparametrické a asymptomatické intervaly spolehlivosti (CI) byly vypoèteny jako míry statistické nejistoty v mediánech, respektive podílech (P30), ze vech výsledkù. K usnadnìní porovnávání byly výsledky validace rovnice CKD-EPI pro odhad
z cystatinu C uvedeny i u dìtí, pøestoe je tato rovnice urèena jen k odhadu GFR u dospìlých. U védských dospìlých a dìtí a holandských dìtí byly pouity prùmìrné hodnoty dvou dostupných mìøení cystatinu C získané dvìma rùznými metodami stanovení, aby se zvýila statistická pøesnost odhadovaných regresních koeficientù. Validace rovnic byla nicménì zaloená na jednom mìøení cystatinu C, aby se napodobila oèekávaná správnost v klinické praxi. Koeficienty uvedené finální rovnice byly získány pouitím celkového datového souboru (n = 4960) se stejným schématem váení (rovnocenná váha védské a japonské dospìlé populace) jako u vývojového souboru, aby se dále zvýila statistická pøesnost.
(Dako, Siemens, Gentian, Roche, Abbott a Sentinel) spoleènì usilovali o zlepení shody mezi stanoveními cystatinu C dodávanými jednotlivými spoleènostmi. Bylo zmìnìno nìkolik faktorù, o nich je známo, e ovlivòují vlastnosti stanovení cystatinu C (viz online Doplòkové metody, tabulka 1), aby se zvýila shoda mezi stanoveními, ale pouze dvì z nich byly systematicky studovány. Týkaly se pouití stejného celkového objemu a celkového objemu antiséra u vech standardù a vzorkù (39) a výbìru polohy kalibraèních bodù pouitých k sestrojení køivek odpovìdi na dávku zahrnující nejdùleitìjí intervaly stanovení (viz online Doplòkové výsledky, doplòující obr. 1 a 2).
Výsledky
Jednoduchá rovnice eGFR zaloená na cystatinu C, nezávislá na metodì stanovení
Optimalizace shody mezi esti komerènì dostupnými stanoveními cystatinu C WG-SCC a est dodavatelù diagnostik
V tabulce 2 jsou uvedeny lineární rovnice a korelaèní koeficienty esti stanovení upravených na maximální shodu, kde jsou
Tab. 2: Demingova regresní analýza kadého z 5 stanovení cystatinu C (Siemens, Gentian, Roche a Sentinel/Abbott) upravená pro maximální shodu a vyjádøená jako lineární rovnice (y = smìrnice × x + úsek) ve vztahu ke stanovení cystatinu C Dako (x; mg/L)a
Tab. 3: Celkový bias, pøesnost a správnost rovnic CAPA a CKD-EPI zaloených na cystatinu C [Inker et al. (36)] ve validaèních souborech védských dospìlých (n = 1 200), japonských dospìlých (n = 350) a smíené kohorty holandských a védských dìtí (n = 246)
Labor Aktuell 01/15
17
cystatinu C za posledních 17 rùzných zkuebních období v prùbìhu let 20102012 se pohybovaly od 6 % do 14 %, s prùmìrným CV 9,7 %, pøièem k výpoètu CV byly pouity prùmìrné hodnoty cystatinu C z kadého typu stanovení (viz doplòující obr. 3A online). Aplikujeme-li na tyto výsledky rovnice z tabulky 2, sníí se pøísluné CV na 1 % a 5 %, pøi prùmìrném CV 2,8 % (viz doplòující obr. 3B online). Pouijeme-li výsledky cystatinu C k odhadu GFR podle rovnice pro odhad GFR z cystatinu C vyvinuté v této práci (viz dále), je vidìt odpovídající zvýení shody (viz doplòující obr. 4 online). CV u rovnice eGFR se pohybuje mezi 9 % a 19 % pøi prùmìrném CV 13,9 % a po aplikaci rovnic z tabulky 2 se sníí na 2,0 % a 7,1 % pøi prùmìrném CV 3,7 %. Doplòující obr. 5 online demonstruje praktické dùsledky této skuteènosti pro celé spektrum GFR. Deset vzorkù smìsné plazmy s rùznými koncentracemi cystatinu C bylo analyzováno pomocí metody Alfresa a dvou výe popsaných pøizpùsobených stanovení pomocí pìtinásobných testù. Shoda mezi dvìmi pøizpùsobenými stanoveními cystatinu C (Dako a Gentian) na jedné stranì a testem Alfresa na stranì druhé byla vynikající. Výsledky ukazuje tabulka 2.
Tab. 4: Srovnání rovnic CAPA a CKD-EPI zaloených na cystatinu C, provedené pomocí bias a správnosti, stratifikované podle intervalù mGFR, vìku a BMI u validaèních souborù védských dospìlých (n = 1200) a japonských dospìlých (n = 350). V tabulce jsou uvedeny hodnoty mediánu mGFR pro rùzné intervaly GFR a vìku.
jako nezávislá promìnná pouity hodnoty získané pomocí metody Dako. Tabulka 2 ukazuje také stejná data metody Alfresa získaná pomocí pìtinásobných testù deseti smìsí plazmy o rùzné koncentraci cystatinu C. Rovnice z tabulky 2 pak byly pouity k vyhodnocení dosaitelného zvýení shody mezi stanoveními vyjádøenými výsledky od védského poskytovatele exter18
Labor Aktuell 01/15
ního vyhodnocení kvality klinických laboratorních vyetøení Equalis (www.equalis.se/en/start.aspx). Spoleènost Equalis monitorovala kvalitu stanovení cystatinu C po dobu 10 let tak, e laboratoøím provádìjícím vyetøení cystatinu C pøidìlovala vzorky plazmy s neznámými koncentracemi cystatinu. Za poslední 3 roky se hodnocení kvality zúèastnilo 35 laboratoøí. CV zjitìných koncentrací
Vyhodnocení rovnic u vývojového souboru Rovnice eGFR neobsahující faktor pohlaví dávala pøi vyhodnocení pomocí statistických vah podobný záporný bias u en i muù [-2,6 a -4,0 mL a min-1 a(1,73 m2)-1 u mediánu] ve vývojovém souboru (n = 3164). Celková správnost byla také podobná (P30 = 79 % u obou pohlaví). U dìtí, z nich vìtina mìla GFR v referenèních intervalech, skupina vykazovala rozdílné bias mezi pohlavími [medián bias u chlapcù, respektive dívek, -8,5 a -0,8 mL a min-1 a 2 -1 a (1,73 m ) ]. Po pøidání pohlaví jako promìnné do rovnice eGFR byl nicménì získán opravný faktor 0,99 pro enské pohlaví, co naznaèuje, e odhady vypoètené pomocí rovnic s faktorem pohlaví a bez nìj budou podobné. Níe uvedené výsledky interní validace se tedy týkají pouze rovnice eGFR z vývojového souboru bez faktoru pohlaví (v tabulkách oznaèené CAPA).
a dìtí [-9 a -11 mL a min-1 a (1,73 m2)-1 u mediánu]. Bias a správnost obou dvou rovnic byly obecnì podobné u muù i en ve vech tøech validaèních kohortách. U védských dospìlých byla hodnota P30 u rovnice CAPA u muù a en 81 %, respektive 84 %, a u rovnice CKD-EPI 81 % a 78 % (není uvedeno v tabulkách). Odpovídající èísla u japonských dospìlých byla 77 % a 78 % u CAPA a 77 % a 81 % u CKD-EPI. Rovnice CKD-EPI byla ménì pøesná u dívek (P30 = 74 %) ne u chlapcù (P30 = 86 %), zatímco rovnice CAPA mìla podobné vlastnosti u obou pohlaví (P30 = 81 % u chlapcù a 79 % u dívek).
Tab. 4: Srovnání rovnic CAPA a CKD-EPI zaloených na cystatinu C, provedené pomocí bias a správnosti, stratifikované podle intervalù mGFR, vìku a BMI u validaèních souborù védských dospìlých (n = 1200) a japonských dospìlých (n = 350). V tabulce jsou uvedeny hodnoty mediánu mGFR pro rùzné intervaly GFR a vìku.
Interní validace Celková správnost rovnice CAPA byla ve vech 3 validaèních kohortách uspokojivá (P30 = 83 %, 78 %, a 80 % u védských dospìlých, respektive japonských dospì-
lých a dìtí) a srovnatelná s rovnicí CKD-EPI zaloené na cystatinu C (tabulka 3). Rovnice CAPA i CKD-EPI vykazovaly urèitý záporný bias u védských dospìlých [-5 a -6 mL a min-1 a (1,73 m2)-1 u mediánu]
Stratifikace podle GFR u dospìlých Ve védské kohortì vykazovaly rovnice CAPA i CKD-EPI pøi hodnotách mGFR ≥90 mL a min-1 a (1,73m2)-1 se stoupajícími namìøenými hodnotami mGFR stoupající záporný bias, s maximem kolem -15, respektive -9 mL a min-1 a (1,73m2)-1 (tabulka 4). Se zvyující se mGFR se zároveò zvyovala správnost vyjádøená jako P30 (tabulka 4). V japonské kohortì nebyla zaznamenána ádná nápadná hodnota bias kromì záporného bias [11 mL a min-1 a 2 -1 a(1,73m ) u mediánu] pøi pouití rovnice CAPA pøi mGFR ≥90 mL a min-1a (1,73m2)-1. U obou rovnic byly zaznamenány substandardní hodnoty P30 pøi <30 mL a min-1a 2 -1 a (1,73m ) v japonské dospìlé populaci. Stratifikace podle vìku u dospìlých Ve védské kohortì vykazovaly rovnice CAPA i CKD-EPI záporný bias [4 a 6 mL a -1 2 -1 a min a (1,73m ) ] ve vech vìkových intervalech, zatímco v japonské kohortì nevykazovala ani jedna z rovnic prakticky ádný bez ohledu na vìk (tabulka 4). Ve védské kohortì byly zaznamenány substandardní hodnoty P30 u starích osob (>80 let) u obou rovnic, ale v japonské kohortì pouze u rovnice CAPA. Struktura substandardních hodnot P30 v této vìkové skupinì byla podobná u muù i en (není uvedeno v tabulkách).
Tab. 5: Srovnání rovnic CAPA a CKD-EPI zaloených na cystatinu C, provedené pomocí bias a správnosti, stratifikované podle intervalù mGFR a vìku u souboru smíené kohorty holandských a védských dìtí (n = 246) pro interní validaci. V tabulce jsou uvedeny hodnoty mediánu mGFR pro rùzné intervaly GFR a vìku.a
Stratifikace podle indexu tìlesné hmotnosti u dospìlých Ve védské kohortì vykazovaly rovnice CAPA i CKD-EPI ve vech intervalech indexu tìlesné hmotnosti (BMI) záporný bias [3 a 7 mL a min-1 a (1,73m2)-1], zatímco v japonské kohortì nevykazovala ani Labor Aktuell 01/15
19
Rovnice CAPA cystatin C
Rovnice CKD-EPI cystatin C
Namìøená GFR [mL min-1 (1,73 m2)-1]
Namìøená GFR [mL min-1 (1,73 m2)-1]
Rovnice CKD-EPI cystatin C
Rovnice CAPA cystatin C
Namìøená GFR [mL min-1 (1,73 m2)-1]
Namìøená GFR [mL min-1 (1,73 m2)-1]
Rovnice CAPA cystatin C
Rovnice CKD-EPI cystatin C
Namìøená GFR [mL min-1 (1,73 m2)-1]
Namìøená GFR [mL min-1 (1,73 m2)-1]
Obr. 1: Jednotlivé odchylky (eGFR - mGFR) rovnic CAPA a CKD-EPI cystatin C pøi rùzných hodnotách mGFR v kombinovaných datových souborech (vývojových + validaèních). (A a B), védtí dospìlí, n 3 495; (C a D), japontí dospìlí, n 763; (E a F), dìti, n 702. Èáry pøedstavují 30% limity vztaené k mGFR. Rovnice CKD-EPI není urèena k pouití u dìtí, výsledky jsou uvedeny pouze pro srovnání.
jedna z rovnic prakticky ádný bias v ádném intervalu BMI s výjimkou rovnice CKD-EPI pøi BMI <20 kg/m2 [+4 mL a min-1 a (1,73m2)-1] (tabulka 4). Rovnice ukázaly P30 = 75 % ve vech intervalech BMI v obou kohortách. Stratifikace podle glomerulární filtrace u dìtí Rovnice CAPA i CKD-EPI vykazovaly záporný bias [2 a 6 mL a min-1 a (1,73m2)-1] pøi namìøených hodnotách GFR <120 mL a -1 2 -1 a min a (1,73m ) , zatímco pøi GFR vyí ne tato hodnota byl záporný bias výrazný a u obou rovnic pøekraèoval 25 mL a -1 2 -1 a min a (1,73m ) (tabulka 5). P30 se pøesto pøi vech namìøených hodnotách GFR pohyboval u obou rovnic mezi 77 % a 83 %. 20
Labor Aktuell 01/15
Stratifikace podle vìku u dìtí Rovnice CAPA i CKD-EPI vykazovaly se zvyujícím se vìkem zvýený záporný bias, který dosahoval -12 a -13 mL a min-1 a 2 -1 a (1,73m ) ve vìku >12 let (tabulka 5). P30 se pøesto ve vech vìkových intervalech pohyboval u obou rovnic mezi 76 % a 86 %.
u védských dospìlých, 77,5 % u japonských dospìlých a 82,2 % u dìtí. Na obr. 1 je vidìt rozdíl mezi eGFR a mGFR pøi rùzných úrovních mGFR, získaný pomocí rovnic CAPA a CKD-EPI z celého datového souboru védské a japonské kohorty dospìlých i dìtí, spolu s limity správnosti vyjádøenými jako P30.
Finální rovnice Finální rovnice CAPA s koeficienty odhadnutými z kompletního souboru dat je
Diskuse
eGFR = 130 × cystatin C-1,069 × vìk-0,117 - 7. (Rov. 3) Hodnota P30 finální rovnice CAPA v celém datovém souboru byla 80,6 %
Tato studie se zabývá tím, zda pouití certifikovaného referenèního materiálu a dalích meních úprav esti komerènì dostupných stanovení cystatinu C mùe zvýit shodu mezi stanoveními tak, aby bylo moné pomocí populace cca 5 000 jedincù se známou GFR urèit obecnou
a na stanovení prakticky nezávislou rovnici pro odhad GFR z cystatinu C. CV 9,7 % u pùvodních stanovení, dosahované po nìkolik let v systému vyhodnocování kvality, se pouitím certifikovaného referenèního materiálu a dalích optimalizací stanovení sníil na 2,8 %. Rovnici eGFR vygenerovanou pomocí prùmìrných hodnot cystatinu C, získaných dvìma upravenými stanoveními aplikovanými v populaci pacientù, bylo moné pouít u vech esti stanovení vèetnì Alfresa jen s drobnými rozdíly ve výsledných odhadech GFR (doplòující obr. 4B online ukazuje výsledky ètyø tìchto stanovení). Zbývající rozdíly v odhadech GFR pomocí vech sedmi stanovení jsou celkovì pøíli malé, ne aby ovlivòovaly klinické rozhodování ve vìtinì pøípadù. Napøíklad pøi klinicky významných koncentracích cystatinu C 1,22; 2,1 a 3,5 mg/L, které pøiblinì odpovídají hodnotám eGFR 15, 30, a 60 mL a min-1 a (1,73 m2)-1, byla celková rozmezí eGFR urèená 7 stanoveními v této studii 14-16, respektive 2932 a 5963 mL -1 2 -1 a min a (1,73 m ) . Nìkteré z provedených úprav lze snadno aplikovat i u jiných stanovení ne tìch, která byla pouívána v této studii, a sníit tak variabilitu. To je zvlátì patrné z umístìní kalibraèních bodù (viz online doplòující obrázek è. 2). Nejèastìjí rozhodování se týká toho, zda má urèitý jedinec normální, nebo sníenou GFR, a proto by se zdálo vhodné mít vìtinu kalibraèních bodù v odpovídajícím intervalu koncentrací cystatinu C 0,82,0 mg/L. Toto odpovídá odhadùm GFR asi od 100 smìrem dolù na 30 mL a min-1 a (1,73 m2)-1, vypoèteným pomocí rovnice CAPA z této práce. Funkèní charakteristiky rovnice CAPA
byly porovnány s jinou novou rovnicí vyuívající cystatin C (CKD-EPI) s pouitím stanovení cystatinu C, jeho výsledky jsou vysledovatelné k certifikovanému referenènímu materiálu ERM-DA471/IFCC (36). Populace pouité k vygenerování obou rovnic se znaènì liily. Zatímco populace pouitá k vygenerování rovnice CKD-EPI zahrnovala dospìlé bìlochy a Afroamerièany, populace pouitá k vývoji rovnice CAPA zahrnovala velké podskupiny dospìlých a dìtí, Asiatù i bìlochù. V generování obou rovnic je jetì dalí rozdíl. Rovnice CKD-EPI je zaloená na nalezení matematicko-statistické souvislosti mezi mGFR a cystatinem C, pohlavím a vìkem jedincù ve studované populaci bez snahy vyjádøit rovnici tak, aby byla moná její biologická interpretace. Pøi vývoji rovnice CAPA jsme se pokusili pouít nejen výe popsaný matematicko-statistický postup, ale také postup podléhající podmínkám, které by mohly vygenerovat rovnici s monou biologickou interpretací. V takové rovnici vechny èleny nebo jejich vìtina odpovídají nìjakému fyziologickému procesu (35, 40). Tìmito podmínkami bylo, e by rovnice mìla obsahovat èlen blízký cystatinu C do síly -1, co odpovídá vyluèování volnì filtrované látky, a e by mìla obsahovat èlen pro nerenální clearance cystatinu C, protoe víme, e taková clearance existuje. Byly vygenerovány oba typy rovnic a porovnána jejich diagnostická úèinnost. Protoe se neliila, bylo rozhodnuto o pouití rovnice umoòující biologickou interpretaci. Zajímavý rozdíl mezi rovnicemi CKD-EPI a CAPA je, e rovnice CAPA nevyaduje faktor pohlaví. To by mohlo mít praktický význam, protoe pohlaví, stejnì jako rasa,
není vdy jasnì definováno. Nìkolik zemí dnes napøíklad rozeznává více ne dvì pohlaví (41). Pøestoe univerzální rovnice mají mnoho praktických výhod, v urèitých podskupinách vymezených napø. hodnotami GFR, BMI nebo vìkem mají nevyhnutelnì nií úèinnost. V této studii byly zaznamenány podhodnocené odhady u pacientù s GFR v referenèních intervalech, zejména u dìtí. Správnost P30 byla i pøesto pøijatelná, nelze ale vylouèit, e rovnice specifické pro jednotlivé populace by úèinnost dále zvýily. Pøestoe rovnice CAPA a CKD-EPI zaloené na cystatinu C byly vytvoøeny odliným zpùsobem, vykazovaly podobnou dostateènou správnost jak celkovou, tak napøíè podskupinami. Rovnice CAPA má tu výhodu, e byla vyvinuta na základì odlinìjích populací. Dalí výhodou je, e rovnice CAPA má ménì sloitì vyjádøený vzorec, který neobsahuje faktor pohlaví. Je tøeba upozornit, e faktor pohlaví se u CKD-EPI nepodílí na sníených rozdílech úèinnosti mezi mui a enami. Postupy generování rovnice CAPA a CKD-EPI se sice v nìkolika ohledech výraznì liily, mìly vak jeden spoleèný prvek, a to pouití metod pro stanovení cystatinu C pøizpùsobených certifikovanému referenènímu materiálu ERM-DA471/IFCC. Vìøíme, e toto je rozhodující krok ke sníení poètu rovnic pro odhad GFR z cystatinu C, které budou v budoucnu nutné pro klinické pouití a k dosaení plného vyuití potenciálu cystatinu C pøi klasifikaci onemocnìní ledvin (42).
Pøíspìvky autorù: Vichni autoøi potvrdili, e pøispìli k intelektuálnímu obsahu této práce a splnili tyto tøi poadavky: (a) významné pøispìní ke koncepci a designu, získávání dat nebo analýze a interpretaci dat; (b) koncipování nebo revize èlánku, který je souèástí intelektuálního obsahu práce; (c) finální schválení publikovaného èlánku. Zveøejnìní informací o autorech nebo potenciálních støetech zájmù: Pøi odevzdání rukopisu vyplnili vichni autoøi formuláø zveøejnìní informací o autorovi Zveøejnìné informace a/nebo potenciální støety zájmù. Zamìstnání nebo vedoucí funkce: K. Sunde, Gentian; D. Armbruster, Abbott Diagnostics; C. Ferrero, spoleènost Sentinel CH. Konzultaèní nebo poradenská funkce: Y. Yasuda, Astellas. Vlastnictví cenných papírù: K. Sunde, Gentian; D. Armbruster, Abbott Diagnostics. Honoráøe: Nedeklarováno. Financování výzkumu: Nedeklarováno.
Znalecké svìdectví: Nedeklarováno. Patenty: Nedeklarováno. Sponzorství: Nebyl deklarován ádný sponzor. Podìkování: Jsme vdìèni za pøíspìvky Güntera Trefze, Marka Schmida, B rda Sundrehagena, Erlinga Sundrehagena, Toma Justa, Fabia Magra, Magnuse Jonssona a Gunnara Sternera do tohoto rukopisu a za významnou èást obsaených dat. Labor Aktuell 01/15
21
Literatura: 1) Rehberg PB. Studies on kidney function: the rate of filtration and reabsorption in the human kidney. Biochem J 1926;20:44760. 2) Grubb, A. Non-invasive estimation of glomerular filtration rate (GFR). The Lund model: simultaneous use of cystatin C- and creatinine-based GFR prediction equations, clinical data and an internal quality check. Scand J Clin Lab Invest 2010;70:6570. 3) Shannon JA. The renal excretion of creatinine in man. J Clin Invest 1935;14:40310. 4) Perrone RD, Madias NE, Levey AS. Serum creatinine as an index of renal function: new insights into old concepts. Clin Chem 1992;38:193353. 5) Bauer JH, Brooks CS, Burch RN. Clinical appraisal of creatinine clearance as a measurement of glomerular filtration rate. Am J Kidney Dis 1982;2: 33746. 6) van Acker BA, Koomen GC, Koopman MG, Krediet RT, Arisz L. Discrepancy between circadian rhythms of inulin and creatinine clearance. J Lab Clin Med 1992; 120:40010. 7) Burry HC, Dieppe PA. Apparent reduction of endogenous creatinine clearance by salicylate treatment. Br Med J 1976;2:167. 8) Blackwood WS, Maudgal DP, Pickard RG, Lawrence D, Northfield TC. Cimetidine in duodenal ulcer. Controlled trial. Lancet 1976;2:1746. 9) Levey AS, Coresh J, Greene T, Stevens LA, Zhang YL, Hendriksen S, et al. Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration. Using standardized serum creatinine values in the modification of diet in renal disease study equation for estimating glomerular filtration rate. Ann Intern Med 2006;145:24754. 10) Levey AS, Stevens LA, Schmid CH, Zhang YL, Castro AF, Feldman HI, et al. CKD-EPI. A new equation to estimate glomerular filtration rate. Ann Intern Med 2009; 150:60412. 11) Nyman U, Grubb A, Larsson A, Hansson LO, Flodin M, Nordin G, et al. The revised Lund-Malmö GFR estimating equation outperforms MDRD and CKD-EPI across GFR, age and BMI intervals in a large Swedish population. Clin Chem Lab Med 2014 Jun;52(6):815-24. 12) Löfberg H, Grubb A. Quantitation of γtrace in human biological fluids: indications for production in the central nervous system.
22
Labor Aktuell 01/15
Scand J Clin Lab Invest 1979;39:61926. 13) Grubb A, Simonsen O, Sturfelt G, Truedsson L, Thysell H. Serum concentration of cystatin C, factor D and β2-microglobulin as a measure of glomerular filtration rate. Acta Med Scand 1985;218:499503. 14) Simonsen O, Grubb A, Thysell H. The blood serum concentration of cystatin C (γtrace) as a measure of the glomerular filtration rate. Scand J Clin Lab Invest 1985; 45:97101. 15) Kyhse-Andersen J, Schmidt C, Nordin G, Andersson B, Nilsson-Ehle P, Lindström V, et al. Serum cystatin C, determined by a rapid, automated particle-enhanced turbidimetric method, is a better marker than serum creatinine for glomerular filtration rate. Clin Chem 1994;40:19216. 16) Preiss DJ, Godber IM, Lamb EJ, Dalton RN, Gunn IR. The influence of a cooked-meat meal on estimated glomerular filtration rate. Ann Clin Biochem 2007;44:3542. 17) Tangri N, Stevens LA, Schmid CH, Zhang YL, Beck GJ, Greene T, et al. Changes in dietary protein intake has no effect on serum cystatin C levels independent of the glomerular filtration rate. Kidney Int 2011; 79:4717. 18) Thomassen SA, Johannesen IL, Erlandsen EJ, Abrahamsen J, Randers E. Serum cystatin C as a marker of the renal function in patients with spinal cord injury. Spinal Cord 2002;40:5248. 19) Jenkins MA, Brown DJ, Ierino FL, Ratnaike SI. Cystatin C for estimation of glomerular filtration rate in patients with spinal cord injury. Ann Clin Biochem 2003;40:3648. 20) Viollet L, Gailey S, Thornton DJ, Friedman NR, Flanigan KM, Mahan JD, et al. Utility of cystatin C to monitor renal function in Duchenne muscular dystrophy. Muscle Nerve 2009;40:43842. 21) Young F, Ensom MH. Pharmacokinetics of aminoglycosides in patients with chronic spinal cord injury. Am J Health Syst Pharm 2011;68:160714. 22) Segarra A, de la Torre J, Ramos N, Quiroz A, Garjau M, Torres I, et al. Assessing glomerular filtration rate in hospitalized patients: a comparison between CKD-EPI and four cystatin C-based equations. Clin J Am Soc Nephrol 2011;6:241120. 23) Filler G, Gharib M, Casier S, Lödige P,
Ehrich JH, Dave S. Prevention of chronic kidney disease in spina bifida. Int Urol Nephrol 2012;44:81727. 24) Grubb A, Blirup-Jensen S, Lindström V, Schmidt C, Althaus H, Zegers I, on behalf of the IFCC Working Group on standardisation of cystatin C (WG-SCC). First certified reference material for cystatin C in human serum ERM-DA471/IFCC. Clin Chem Lab Med 2010;48:161921. 25) Zegers I, Auclair G, Schimmel H, Emons H, Blirup-Jensen S, Schmidt C, et al. Certification of cystatin C in the human serum reference material ERM®-DA471/IFCC, Certified Reference Material ERM®-DA471/IFCC. Luxembourg: Publications Office of the European Union; 2010. EUR 24408 EN. 26) Blirup-Jensen S, Grubb A, Lindström V, Schmidt C, Althaus H. Standardization of cystatin C: development of primary and secondary reference preparations. Scand J Clin Lab Invest 2008; 68(Suppl. 241):S6770. 27) Krutzen E, Bäck SE, Nilsson-Ehle I, Nilsson-Ehle P. Plasma clearance of a new contrast agent, iohexol: a method for the assessment of glomerular filtration rate. J Lab Clin Med 1984;104:95561. 28) Jacobsson L. A method for calculation of renal clearance based on a single plasma sample. Clin Physiol 1983;3:297305. 29) Matsuo S, Imai E, Horio M, Yasuda Y, Tomita K, Nitta K, et al. Revised equations for estimating glomerular filtration rate (GFR) from serum creatinine in Japan. Am J Kidney Dis 2009;53:98292. 30) Blufpand HN, Tromp J, Abbink FCH, Stoffel-Wagner B, Bouman AA, Antoinette YN, et al. Cystatin C more accurately detects mildly impaired renal function than creatinine in children receiving treatment for malignancy. Pediatr Blood Cancer 2011;57:2627. 31) Swedish Council on Health Technology Assessment. Methods to estimate and measure renal function (glomerular filtration rate). http://www.sbu.se/upload/Publikationer/Content1/1/Renal_%20Function.pdf (Accessed April 2014). 32) DuBois D, DuBois EF. A formula to estimate the approximate surface area if height and weight be known. Arch Intern Med 1916;17:86371. 33) Finney H, Newman DJ, Gruber W, Merle P, Price CP. Initial evaluation of cystatin C
measurement by particle-enhanced immunonephelometry on the Behring nephelometer systems (BNA, BN II). Clin Chem 1997; 43:101622. 34) Tanaka M, Matsuo K, Enomoto M, Mizuno K. A sol particle homogeneous immunoassay for measuring serum cystatin C. Clin Biochem 2004;37:2735. 35) Horio M, Imai E, Yasuda Y, Watanabe T, Matsuo S, on behalf of the Collaborators Developing the Japanese Equation for Estimated GFR. GFR estimation using standardized serum cystatin C in Japan. Am J Kidney Dis 2013;61:197203. 36) Inker LA, Schmid CH, Tighiouart H, Eckfeldt JH, Feldman HI, Greene T, et al. Estimating glomerular filtration rate from
serum creatinine and cystatin C. N Engl J Med 2012;367:209. 37) Stevens LA, Zhang Y, Schmid CH. Evaluating the performance of equations for estimating glomerular filtration rate. J Nephrol 2008;21:797 807. 38) National Kidney Foundation. K/DOQI clinical practice guidelines for chronic kidney disease: evaluation, classification, and stratification. Part 5. Evaluation of laboratory measurements for clinical assessment of kidney disease. Am J Kidney Dis 2002;39:S76 S110. 39) Blirup-Jensen S. Protein standardization III: Method optimization. Basic principles for quantitative determination of human serum proteins on automated instruments based on turbidimetry or nephelometry. Clin Chem
Lab Med 2001;39:1098 109. 40) Sjöström P, Tidman M, Jones I. Determination of the production rate and non-renal clearance of cystatin C and estimation of the glomerular filtration rate from the serum concentration of cystatin C in humans. Scand J Clin Lab Invest 2005;65:111 24. 41) Daily News. Germany to add third gender option to birth certificates. http:// www.nydailynews. com/life-style/health/germany-gender-birthcertificates-article1.1430859 (Accessed April 2014). 42) Shlipak MG, Matsushita K, Ärnlöv J, Inker LA, Katz R, Polkinghorne KR, et al. Cystatin C versus creatinine in determining risk based on kidney function. N Engl J Med 2013;369:93243.
Zázraèný bílý práek Pøed více ne 80 lety vynalezl výcarský chemik Tadeus Reichstein proces, kterým bylo moné synteticky vyrábìt vitamin C. výcarský chemik a botanik Tadeus Reichstein spustil v roce 1933 nevìdomky trend, který ve zdravotnictví trvá dodnes. Výroba vitaminu C laboratorním procesem, jen je po svém vynálezci pojmenován Reichstein, byla pøedpokladem toho, aby se vitamin C zaèal masivnì vyuívat v potravinových doplòcích jako záruka pevnìjího zdraví a jako forma dostupná kadému. Tadeus Reichstein pak za jiný svùj objev získal v roce 1950 Nobelovu cenu v oblasti fyziologie a lékaøství. Reichsteinùv objev se zrodil v období ekonomické krize pøedcházející druhé svìtové válce. Jak krize, tak posléze válka mìly vliv na to, e se prùmyslová produkce vitaminu C setkala s komerèním úspìchem. Roche koupilo Reichsteinùv patent a vyvinulo fermentaèní proces v hlubokém tanku s pomocí vinných kvasinek, které pouil u Reichstein. V tomto procesu sorbitol oxiduje na sorbózu. Úspìch spoleènosti Roche pøedstavoval senzaci bylo to poprvé v historii, kdy farmaceutická firma vyuila ve velkovýrobì biotechnologii. Tento technologický prùlom uèinil z Roche významného hráèe v oblasti syntetické chemie. Pøijmeme chemiky se speciálním vzdìláním Na výcarské národní výstavì v roce 1939 pøedstavila spoleènost Roche model výrobního zaøízení na vitamin C v mìøítku 1:10. Doprovodný leták, vydaný asociací výcarských farmaceutických a chemických výrobcù, zdùrazòoval, e pouze chemici speciálnì vzdìlaní v pouitých technologiích mohou kontrolovat a øídit takto komplexní proces. Reichsteinùv proces byl na výstavì oslavován jako vzor pokroku ve výcarské vìdì. Vzhledem ke globálnímu politickému dìní doby vnesl tento dùraz na výcarský pùvod do výstavy novou dimenzi Roche se distancovalo od Tøetí øíe. Bìhem druhé svìtové války produkovala spoleènost nìkolik tun vitaminu C mìsíènì a po mnoho dekád zùstala pøedním producentem tohoto vitaminu. Spoleènost Roche sice divizi na výrobu vitaminù krátce po zaèátku nového milénia prodala, ovem souèasné technologie pro masovou výrobu vitaminu C zùstávají i nadále zaloeny na pùvodním Reichsteinovì procesu. Christiane Wild Raidt. MyRoche, 2014/5
Labor Aktuell 01/15
23