Biomarkerek az akut veseelégtelenség diagnosztikájában, különös tekintettel az NGAL-ra Árkossy Ottó FMC Szépvölgyi Dialízis Központ Szent János Kórház, Nephrológiai Szakrendelés
Akut veseelégtelens gtelenség g (AKI) kórélettanak 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
Sejtszintő károsodás 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.
RIFLE kritériumok Crit Care 2007
AKI diagnozisának nak jelenlegi gyakorlata és s korlátai Serum creatinin mérésen és vizeletürítésen alapul: 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 Nephron 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)
Biomarkerek a kardiológi giában... és s a nefrológi giában? 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 50% Reduction of Mortality Supportive Therapy High Mortality Hiányzik egy érzékeny marker, ami jól alkalmazható a vesekárosodás kimutatására, subclinikai állapotban is, a szervelhalás bevezetı tünete is lehet. Devarajan ASN 2008
Lehetséges új vese biomarkerek ek 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. Modified from Vaidya et al. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2008
A veselégtelens gtelenség 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 U N I V E R S I T Ä T S M E D I Z I N B E R L I N Coca, Coca et et al. al. KI KI 2007 2007
Az NGAL tulajdonságai és s 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
Az NGAL közvetített tett vas száll llítás s 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 Schmidt-Ott, et al. JASN 2007
Az egészs szséges 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
NGAL száll llítás - két-kompartmenteses modell az AKI-ban Distal Tubule Glomerulus Cortex Vizelet NGAL 1. Sérülés után a nefronok distalis részeiben végbemenı helyi szintézisbıl származik 2. Fokozott mértékben filtrálódott plazma NGAL, amelyet a proximális tubulosok nem adszorbeáltak Proximal Tubule Loop of Henle Collecting Duct Outer Medulla Inner Medulla Plasma/Serum NGAL 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 Renal Papilla Rabb et al. KI 2008, Schmidt-Ott, et al. JASN 2007, Review, Devarajan & Barasch: personal communication)
Mintatípusok az NGAL meghatároz rozásához (az AKI-ban ban) Vizelet + közvetlenül a vesébıl származó biomarkert tartalmaza (+ Alkalmas a beteg általi egyszerő önellenırzésre (self-testing)) - Vizelet áramlás befolyásolja - Kórházi elérhetıség - AKI >150-200 ng/ml Plasma/Serum + Anuria estén is elérhetı elérhetı minta - Tükrözhet szisztémás válaszokat - AKI: >150-200 ng/ml Devarajan Contrib Nephrol 2007, Devarajan personal communication
Klinikai vizsgálatok: Gyerek szívseb vsebészet szet Preklinikai kutatási eredmények ösztönöztek számos erre épülı vizsgálatot, amelyek az NGAL mint új AKI biomarker értékelésére irányult. Szérum creatinine Vizelet NGAL S creatinine (mg/dl) 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 No AKI (n=97) * AKI (n=99) * * 0 24 48 72 96 NG AL (ng/m l) 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 * * * * No AKI (n=97) AKI (n=99) 0 2 4 6 8 12 24 36 48 72 * * * * Hours post cardiopulmonary bypass Hours post cardiopulmonary bypass Bennett, et al. CJASN 2008
Urine NGAL alkalmas a mortalitás és s a dialysis elırejelz rejelzésére 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
Az NGAL jobbnak bizonyult, mint a serum creatinine - felnıtt szívm vmőtétek tek esetén n végzett v klinikai vizsgálatban ICU felvétel AKI elıfordulás AUC-ROC (95% CI) NGAL 0.80 (63.0-96.0) Creatinine 0.68 (53.0-83.0) p=0.035 AKI súlyosság creatinine összefüggésben 0.61 Urea 0.60 (45.0-74.0) AKI a serum creatinine kezdeti értékétıl számított >50% emelkedésével definiálva Az új renalis biomarkerek értékei >> hagyományos markerek Haase, et al. Crit Care Med 2009 Haase, et al. Ann Thorac Surg 2009
Urine NGAL AKI elırejelz rejelzése egy SürgS rgısségi Osztályon végzett v 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 Szeparálás urine NGAL által N=30 N>500 N=30 N>500 Nickolas et al. Ann Intern Med 2008
Vizelet NGAL klinikai kórlefolyk rlefolyás s elırejelz rejelzése az Sürgısségi Osztályon vézett vizsgálatban ungal Cut-off >130 ng/mg Nickolas et al. Ann Intern Med 2008
A biomarker kutatás s tipikus fázisaif Perception of novel biomarker value Perfect marker with Accuracy (AUC-ROC) >0.90 Enthusiasm! Disappointment? Consolidation Time 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?)
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
NGAL Diagnosztika Az NGAL a Központi Laboratóriumokban mőködı Abbott gyártmányú immunkémiai készülékeken mérhetı