GLOMERULÁRIS FILTRÁCIÓ MEGHATÁROZÁS SZÉRUM CYSTATIN C ALAPJÁN 1 Fodor Bertalan, 2 Kovács Bettina, 3 Bartókné Kovács Anett, 1 Lukács Andrea, 1,4 Rácz Olivér, 1,3 Barkai László 1 Miskolci Egyetem, Egészségügyi Kar 2 B-A-Z Megyei Oktató Kórház, Központi Diagnosztikai Intézet, Klinikai Diagnosztikai Laboratórium 3 Velkey László Gyermekegészségügyi Központ,Miskolc 4 Safárik Egyetem, Orvosi Kar, Kórélettani Intézet, Kassa, Szlovákia A FILTRÁCIÓ MEGHATÁROZÁSÁNAK ELMÉLETE ÉS GYAKORLATA A diabetes macro- és microvascularis szövődményei hosszútávon jelentősen rontják az életminőséget és a túlélést. A microvascularis események korai felismerése és az ennek alapján történő terápiás intervenció lehetővé teszi az egyes szerveket érintő funkcióromlás (pl. retinopathia, nephropathia) kedvező modifikációját, és szisztémás vasculáris történések hatékony prevencióját és progressziójának lassítását is. A microvascularis történések egyik tipikus manifesztációja a glomeruláris filtratio (kezdeti hyperfiltratiót követő) beszűkülése. A diabetes és krónikus veseelégtelenség (CKD) együttes előfordulása olyan mértékű terhet jelent az egyénen túl az egészségügyi ellátórendszerre, hogy egyes szakemberek új egészségbiztosítási kategóriát javasolnak [1]. A vesefunkció leghatékonyabb mutatója a glomeruláris filtrációs ráta (GFR). A GFR meghatározás eredeti módszere a 24 órás vizeletgyűjtésen és a szérum/vizelet kreatinin mérésen alapuló kreatinin clearance számítása, de ez különböző preanalitikai és analitikai okok miatt elég pontatlan, ezért ma a GFR meghatározás gold standard módszere az inulin clearance [2], de ez nem alkalmazható a mindennapi diagnosztikai gyakorlatban (1. táblázat). A clearance meghatározása lehetséges olyan endogén, a szervezetben állandó sebességel termelődő anyag szérum koncentrációjának mérése alapján is, amely a glomerulusokban filtrálódik, de nem (vagy igen csekély mértékben) metabolizálódik, szekretálódik vagy reszorbeálódik. A számítások alapja az a megfontolás, hogy az ilyen anyag koncentrációja (P) és a GFR között fordított arányosság van: GFR 1/P Az ilyen módon nem mért, de számított filtráció nemzetközi elnevezése az estimated glomerular filtration rate, egfr (magyar fordítása a felbecsült lehetne). A mért és a szérum koncentrációból számított filtráció kiindulópontja egyaránt a kreatinin, amely önmagában is mutatója a vesefunkciónak. A kreatinin vesefunkciós markerként történő alkalmazásának azonban határt szab számos nem veseeredetű tényező (izomtömegtől való függése, nemi, etnikum, táplálkozási faktorok, etc.), valamint számtalan analitikai probléma Ezek olyan mértékben befolyásolják az
eredmények pontosságát ás megbízhatóságát, hogy a különböző laboratóriumok közötti eredmények akár 25-30%-os eltérést is mutathatnak [3]. 1. Táblázat A GFR kiszámítása exogén anyagok clearance meghatározása alapján A. Az alkalmazott anyagok INULÍN IOHEXOL I-IOTALAMÁT vagy 125 I-IOTALAMÁT 51 Cr-EDTA (etyléndiaminotetraecetsav) 99m Tc-DTPA (dietyltriaminopentaecetsav) B. A mérés elve: Az anyagok adhatóak infúzióban, vagy egyszeri injekció (bolus) formájában. Az első esetben az anyag állandó koncentrációját elérve a GFR számítása a clearance egyenlet szerint történik. Egyszeri injekció után az állandóan változó koncentráció miatt ismételt vérvétel és bonyolult számítások szükségesek a GFR meghatározásához. Rádionukliok esetében a vérvétel szcintigráfiás méréssel helyettesíthető. C. A számítás egyenlete: C = (U*V)/P, ahol U és P az anyag koncentrációja a vizeletben és a vérben és V a vizelet mennyisége egy időegység alatt és a C a GFR ugyanilyen időegység alatt (rendszerint ml/min). Mivel a kreatinin az elméleti kiindulópontnak nem felel meg, ezért az egyenletekben korrekciós tényezőket kell használni. Az elmúlt években az egfr kalkulációk jelentős fejlődése volt megfigyelhető [4]. Jelenleg a nemzetközi ajánlásoknak megfelelően leginkább az MDRD-EPI kalkulációs formulát használják a magyatországi és szlovákiai laboratóriumok [5,6]. Az MDRD-EPI egfr meghatározás azonban nem alkalmazható enyhén csökkent filtráció kimutatására, valamint jelentős volumeneltéréssel járó állapotokban, súlyos izomtömegvesztés esetén, és nem alkalmazható gyermek populációban sem. 18 éves kor alatt legelterjedtebb egfr meghatározási módszer a Schwartz formula volt, melyet az utóbbi időben revideáltak és Bedside-Schwartz formula formájában alkalmazzák. [7]. Ennek ellenére a kreatinin mérési bizonytalanságok és az egyenletekben alkalmazott korrekciós faktorok megkérdőjelezhető érvényessége miatt továbbra sem tisztázott teljes körűen az ily módon számított egfrpontossága és helyessége. Ezért sokan fenntartásokkal kezelik ezeket a számításokat [8].
Az elmúlt két évtizedben a vesefunkció vizsgálati módszerei közé bekerült a cystatin C (CysC) meghatározása. A cystatin C egy 13 kda molekulasúlyú kisméretű fehérje, amelyet a szervezet sejtjei egy évesnél idősebb egyénekben állandó sebességel termelnek. A CysC a glomerulusokban szabadon filtrálódik, majd a proximális tubulusokban teljesen resorbeálódik. Az irodalmi adatok alapján a CysC szérum koncentrációjából számított egfr főleg enyhén csökkent filtráció esetében pontosabb, mint a kreatinin alapú meghatározás [9-15]. Ennek ellenére használata máig sem terjedt el és különösen kevés adat áll rendelkezésünkre gyermekgyógyászati alkalmazhatóságát illetően. Önmagában a veseműködés megítélésére a filtráció mérése vagy felbecsülése nem elegendő. A diabeteses nephropathia korai diagnosztikájában és stádiumának klasszifikációjában nélkülözhetetlen a proteinuria/albuminuria mértékének meghatározása. A proteinuria jelenléte már előre vetíti egy fokozott mesangiális expansió lehetőségét, a glomerulosclerosis kifejlődését. Ez a beszűkült filtrációs kapacitást tovább rontja, amit kompenzatórikus hyperfiltratio követ, végül a glomerulusok funkciójának kimerüléséhez vezet. A glomeruláris szinten történtek jelzik a szisztémás vasculáris elváltozásokat is, melyek fokozott atherosclerotikus progressziót eredményeznek. Éppen ezért a proteinuria/albuminuria meghatározása számtalan esetben (vesebetegségre utaló klinikai tünetek, CKD nagy rizikójával járó állapotok, stb.) elengedhetetlen [16]. A kreatininhez hasonlóan azonban a vizelet albumin/protein meghatározása is számtalan preanalitikai és laboratóriumi analitikai problémát vet fel (intraindividuális variancia, hidratáltsági állapot, vizeletgyűjtés, mintatárolása, analitikai módszerek sokfélesége, vizelet matrix hatás, kalibráció, etc.) A laboratóriumi módszerek közötti eltérés mértéke elérheti a 11-szeres különbséget is! Mindezek közül számtalan hibaforrás gyermekkorban hatványozottan jelentkezik [17]. A vizelet albuminuria/proteinuria detektálásában - a 24 órás gyűjtés igénylő eljárások kiküszöbölésére, az egfr-hez hasonlóan - különböző kalkulációs módszerek terjedtek el, melyek közül általánosan használt az ACR (albumin/kreatinin hányados) meghatározásán alapuló eljárás [18]. KREATININ ÉS CYSTATIN ALAPÚ FILTRÁCIÓ FELBECSÜLÉSE CUKORBETEG GYERMEKEKBEN A vizsgálatban 89 DM1 (életkor 5 20 év) és 31 nem cukorbeteg kontroll (6 17 év) vett részt. A szérum kreatinin koncentrációját enizmatikusan mértük (Diagnosticum, Magyarország); a cystatin C-t immunkémiai módszerrel (Siemens, Németország) ADVIA 2400 analizátor segítségével. A filtrációt a kreatinin esetében a GFR = 0,43*(L/[CR]; egyenlettel számítottuk, ahol L a gyerekek testmagassága és CR a kreatinin koncentrációja. A cystatinból a filtrációt a GFR = K*84,69*[CY -1,68 ] egyenlettel számoltuk. Itt K = 1,384 amennyiben a gyerek életkora kisebb, mint 15 év (máskülönben 1) és a CY a cystatin C szérum koncentrációja. A HbA 1c -t BIORAD Turbo HPLC módszerrel határoztuk meg.
A DM1 és a kontroll csoport között nem találtunk statisztikailag szignifikáns különbséget sem a szérum kreatinin, sem a cystatin koncentrációjában (2. táblázat A). A két anyag koncentrációja között viszonylag laza, de szignifikáns egyenes összefüggés volt (r = 0,39, p < 0,05). A cystatin koncentrációból számíttott GFR értékek átlagban 33,7%-al magasabbak voltak, mint a kreatininból számítottak (2. táblázat, B), de egyik esetben sem volt szignifikáns különbség a DM1-es gyerekek és a kontrollcsoport adatai között. 2. Táblázat Kreatin, cystatin c és egfr a DM1 és a kontroll csoportban CSOPORT DM1 KONTROLL KREATININ µmol/l 50,0 ± 12,5 40,9 ± 10,5 CYSTATIN C mg/l 0,74 ± 0,09 0,81 ± 0,10 egfr KREATININ, ml/min 129 ± 25 143 ± 24 egfr CYSTATIN C, ml/min 174 ± 45 166 ± 42 A DM1 csoportban nem találtunk szignifikáns összefüggést a két anyagból számított egfr értéke és a glycaemias kompenzáció mutatói (szérum glükóz és HbA 1c ) és a diabetesz egyéb (betegség időtartama) között. A kreatinin alapú GFR értéke alapján 3 DM1-es gyerek filtrációja volt enyhén csökkent (< 90 ml/min), az összes többi érték a normál tartományban volt. KÖVETKEZTETÉS Vizsgálataink szerint cukorbeteg és kontroll gyerekekben a szérum kreatinin és cystatin C koncentráció között nincs egyezés. Ennek következtében logikus, hogy a két anyagból számított filtráció értékek is különböznek. Annak ellenére, hogy az egyenletekben található korrekciós faktorok standard filtráció mérések alapján lettek meghatározva, validitásuk más populációban megkérdőjelezhető. A mi esetünkben jól kompenzált, manifeszt nefropátia nélküli cukorbetegek gyerekekben és vesebetegség jeleit nem mutató kontroll csoportban 3 kivétellel minden eredmény 90 ml/min felett volt. A három enyhén csökkent filtráció a kreatinin alapú számítás eredménye volt. A mindennapi orvosi gyakorlatban figyelembe kell venni a kreatinin illetve a cystatin C alapú számítások pontosságának a határait és kérdéses esetben standard módszerrel kell meghatározni a filtráció mértékét. A klinikai vizsgálat támogatója a Magyar Diabetes Társaság volt az MDT - Novo Grant keretében.
IRODALOM [1] FOLEY RN ET AL: Chronic Kidney Disease and the Risk for Cardiovascular Disease, Renal Replacement, and Death in the United States Medicare Population, 1998 to 1999. J Am Soc Nephrol 2005, 16: 489-495 [2] SCHÜCK O ET AL: Vyšetrovací metody. In: Tesař V et al (Eds). Klinická nefrologie. Grada Avicenum Praha, 2006, 63-104 [3] RÁCZ O ET AL: Pitfalls in the measurements and assessment of glomerular filtration rate and how to escape them. J Internat Fed Clin Chem Lab Med (ejifcc) 2012; 23, 2 [4] LEVEY AS ET AL: CKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration). A New Equation to Estimate Glomerular Filtration Rate.Ann Internal Med. 2009, 150, 604-12. [5] EARLY AM ET AL: Estimating equations for glomerular filtration rate in the eera of creatinine standardization. Ann Internal Med 2012, 156, 785-795 [6] SCHWARTZ GJ ET AL: New equations to estimate GFR in children with CKD J Am Soc Nephrol. 2009;20, 629-637 [7] DELNAYE p, COHEN EP: Formula-based estimates of the GFR: equations variable and uncertain. Clin Pract 2008, 110, c48-c54 [8] BÖKENKAMP A ET AL: Cystatin C a new marker of glomerular fintration rate in children independent of age and height. Pediatrics 1998, 101, 875-881 [9] FILLER G ET AL: Cystatin C as a marker of GFR history, indications and future rersearch. Clin Biochem 2005, 38, 1-8 [10] RISCH L, DREXEL H, HUBER AR: Differences in glomerular filtration rate estimates by 2 Cystatin C-based equations. Clin Chem 2005, 51, 2211-2212 [11] GRUBB A ET AL: Simple Cystatin C-based prediction equations for flomerular filtration rate compared with the modification of diet in renal disease prediction equation for adults and the Schwartz and the Counahan-Barrat prediction equations for children. Clin Chem 2005, 51, 1420-1431 [12] ANDERSEN TB ET AL: Measuring glomerular filtration rate in children: can Cystatin C replace established methods? Pediatr Nephrol 2009, 24, 929-941 [13] HERGET-ROSENTHAL S, BÖKENKAMP A, HOFMAN W: How to estimate GFR-serum creatininem serum Cystatin C or equations? Clin Biochem 2007, 40, 153-161 [14] BLUFPAND HN ET AL: Cystatin C more accurately detects mildly impaired renal function than creatinine in children receiving treatment for malignancy. Pediatr Blood Cancer 2011, 57, 262-267 [15] SCHWERTZ WEINERT L ET AL: Glomerular filtration rate estimation: performance of serum cystatin C-based equations. Clin Chem Lab Med 2011, 49, 1761-1771 [16] FRIEDMAN A ET AL: Value of Urinary Albumin-to-Creatinine Ratio as a Predictor of Type 2 Diabetes in Pre-Diabetic Individuals. Diabetes Care 2008, 31
[17] JACOBS DR ET AL: Gender- and race-specific determination of albumin excretion rate using albumin-to-creatinine ratio in single, untimed urine specimens: The Coronary Artery Risk Development in Young Adults Study. Am J Epidemiol 2002, 155, 1114 1119. [18] YOUNES N ET AL: Comparison of Urinary Albumin-Creatinine Ratio and Albumin Excretion Rate in the Diabetes Control and Complications Trial/Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications Study. Clin J Am Soc Nephrol. 2010, 5, 1235-124