Может ли липокалин-2 в моче кардиохирургических больных быть маркером острого повреждения почек при исходно нормальной скорости клубочковой фильтрации?

Раннее выявление острого повреждения почек (ОПП) после кардиохирургических вмешательств остается важной медицинской проблемой, решение которой требует совершенствования лабораторных подходов [1]. В практическом здравоохранении руководствуются критериями, включенными в клинические рекомендации KDIGO: определение концентрации креатинина в сыворотке крови и/или темпа диуреза [2]. Как маркеры ОПП они не обладают необходимой чувствительностью и специфичностью, к тому же относятся к разряду поздних маркеров [3]. Анализ работ, посвященных изучению ранних маркеров — предикторов ОПП (интерлейкин-18; липокалин-2; молекула повреждения почек-1 (KIM-1); белок, связывающий жирные кислоты (L-FABP) или тканевой ингибитор металлопротеиназа-2 (TIMP-2) и белок 7, связывающий инсулиноподобный фактор роста (IGFBP-7) в тест-системе NephroCheck) в моче пациентов после кардиохирургических вмешательств, — показал, что до сих пор не было достигнуто согласия относительно того, какому из перечисленных маркеров следует отдать предпочтение [4, 5]. Наиболее изученным из приведенного списка ранних маркеров ОПП сегодня является липокалин-2 (NGAL). В то же время недавно было показано, что его концентрация в моче и, соответственно, аналитические характеристики для выявления ОПП могут зависеть от скорости клубочковой фильтрации [6, 7].

Цель исследования — оценить возможность использования уровня липокаина-2 в моче для выявления острого повреждения почек в зависимости от скорости клубочковой фильтрации у пациентов после кардиохирургических вмешательств.

Материал и методы

В исследование было включено 111 пациентов кардиохирургического профиля, которым в плановом порядке выполнялось коронарное шунтирование изолированно (60%, n=66) или в сочетании с коррекцией клапанной патологии сердца (40%, n=45).

Критерием деления пациентов на группы послужила величина скорости клубочковой фильтрации (СКФ) в соответствии со шкалой риска летальности Euro SCORE-II [9—11]. Это позволило сформировать две группы пациентов. В 1-ю группу были включены 25 пациентов, у которых величина СКФ превышала 85 мл·мин^–1 (20 мужчин и 5 женщин, возраст — от 30 до 81 года (60,1±12,8 года)). 2-ю группу составили 86 пациентов, у которых величина СКФ была от 50 до 85 мл·мин^–1 (54 мужчины и 32 женщины, возраст — от 38 до 82 лет (63,4±9,5 года)).

Характеристика пациентов до операции представлена в табл. 1.

Таблица 1. Клиническая характеристика пациентов по группам до операции

Из данных, представленных в табл. 1, следует, что группы не различались по большинству параметров, за исключением преобладания в исследовании мужчин в 1-й группе. При анализе тяжести состояния пациентов не было выявлено достоверных различий: класс сердечной недостаточности по NYHA, сумма баллов EuroSCORE-I, прогнозируемая летальность по EuroSCORE-II в группах не различались.

Группы не различались по уровню цилиндрурии: гиалиновые цилиндры в моче до операции были обнаружены у 60% (n=15) пациентов в 1-й группе и у 67% (n=59) — во 2-й группе (p>0,05). Зернистые цилиндры в сочетании с гиалиновыми были обнаружены у 19% (n=16) пациентов 2-й группы, в 1-й группе они присутствовали в моче у одного пациента.

Концентрацию креатинина в крови определяли пикратным методом тест-системами производителя на анализаторе Olympus AU480 Chemistry Analyzer (Beckman Coulter, США) до операции, на 1-е, 2-е и 3-и сутки после операции. Концентрацию липокалина-2 в моче опеределяли методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием тест-систем (Hycult Biotech, США) и планшетного ридера MR-96A (Mindray, Китай) до операции, через 2, 4 и 24 ч от момента поступления пациента в отделение реанимации.

Для статистического анализа использовали пакет программы Statistica for Windows версия Russian Portable 10.0.1011.0, 2001 (StatSoft Inc., США). Показатели, подчинявшиеся нормальному закону распределения, были представлены в виде средних значений (М) и стандартного отклонения (SD). При распределении отличного от нормального, количественные показатели были представлены в виде медианы (Ме) и межквартильного размаха (25%; 75%) (Ме (LQ; UQ)). Для анализа данных, имеющих нормальный закон распределения, использовались параметрические критерии (t-критерий Стьюдента). Анализ данных, закон распределения которых отличался от нормального, осуществлялся с применением непараметрических критериев (критерий U-тест Манна—Уитни). Различия считали достоверными при уровне значимости p<0,05. Для оценки диагностической информативности метода проводили ROC-анализ (Receiver Operating Characteristic) с использованием программы MedCalc (MedCalc Software, Бельгия).

Результаты

Учет динамики концентрации креатинина, согласно клиническим рекомендациям (KDIGO, 2012), позволил в каждой группе выделить 2 подгруппы: пациенты с ОПП (ОПП+), у которых было обнаружено увеличение концентрации креатинина крови на 26,5 мкмоль/л и более от исходного уровня в течение 48 ч после операции, и пациенты без ОПП (ОПП–), у которых не наблюдалось повышения концентрации креатинина или оно не превышало 26,5 мкмоль/л.

Частота развития ОПП в обеих группах статистически не отличалась (p>0,05) и составила в 1-й группе — 20% (n=5), во 2-й группе — 26% (n=22).

Как следует из данных, представленных на рис. 1, динамика

Рис. 1. Динамика изменения концентрации креатинина в крови у пациентов в обеих группах до и на протяжении 3-х суток после операции.

концентрации креатинина у пациентов в 1-й и 2-й группах существенно отличалась. У пациентов 1-й группы без ОПП (на рисунках ОПП — концентрация креатинина в крови не менялась на протяжении 3 сут после операции. У пациентов с ОПП (на рисунках ОПП+) она достоверно повышалась на 1-е сутки по сравнению с исходным уровнем, на 2-е сутки после операции возвращалась к исходным значениям, оставаясь на этом уровне на 3-и сутки после операции.

У пациентов 2-й группы без ОПП концентрация креатинина в крови не менялась на протяжении 3 суток после операции, у пациентов с ОПП она достоверно повышалась на 1-е сутки по сравнению с исходным уровнем (p<0,05), сохранялась на этом уровне на 2-е сутки и возвращалась к исходным значениям на 3-и сутки после операции.

Исходная концентрация липокалина-2 в моче у пациентов в 1-й и во 2-й группе до операции достоверно не различалась (p>0,05) (рис. 2).

Рис. 2. Динамика изменения концентрации липокалина-2 в моче у пациентов в обеих группах до и в течение 24 ч после операции.

У пациентов 1-й группы без ОПП и с ОПП динамика концентрации липокалина-2 в моче существенно различалась. У пациентов 1-й группы с ОПП его концентрация в моче достигала максимальных значений через 2 ч после операции, через 4 ч снижалась, но оставалась достоверно выше исходных значений (p<0,05), через 24 ч возвращалась к исходному уровню (рис. 2). У пациентов 1-й группы без ОПП концентрация липокалина-2 в моче достоверно превышала исходные значения только через 2 ч после операции, через 4 ч она снижалась до исходного уровня и оставалась на этом уровне через 24 ч. Достоверные различия (p<0,05) концентрации липокалина-2 в моче у пациентов с ОПП и без ОПП были выявлены через 2 и 4 ч после операции.

У пациентов 2-й группы с ОПП и без ОПП динамика изменений концентрации липокалина-2 в моче не отличалась (p>0,05), через 2 ч она была достоверно выше исходных значений (p<0,05), через 4 ч возвращалась к исходным значениям и оставалась на этом уровне через 24 ч после операции.

Диагностические характеристики липокалина-2 в моче для выявления ОПП через 2 и 4 ч после операции различались (табл. 2).

Таблица 2. Диагностические характеристики* липокалина-2 в моче для выявления ОПП у пациентов 1-й группы

Через 2 ч при пороговом значении (Cut-off) 750 нг/мл чувствительность и специфичность составили 80 и 75% соответственно. Через 4 ч при пороговом значении 315 нг/мл чувствительность оставалась на прежнем уровне, а специфичность снижалась до 67%. При сравнении численного значения клинической значимости теста через 2 и 4 ч после операции с использованием показателя площади под ROC-кривой (AUC) с учетом значений коэффициента правдоподобия (LR+; LR–) было выявлено, что через 2 ч после операции AUC составила 0,817, что свидетельствует о хорошей прогностической значимости метода, в то время как через 4 ч величина AUC составила 0,667, что соответствует среднему качеству прогностической значимости метода [8].

Обсуждение

Изучение динамики выведения с мочой маркера ОПП липокалина-2 у пациентов после кардиохирургических вмешательств было проведено на двух группах пациентов, разделенных с учетом скорости клубочковой фильтрации: с нормальной функцией почек (1-я группа, СКФ выше 85 мл·мин^–1) и умеренным нарушением функции почек (2-я группа, СКФ от 50 до 85 мл·мин^–1).

Градация функции почек для разделения пациентов на группы была проведена в соответствии со шкалой прогнозируемой летальности EuroSCORE-II. О развитии ОПП после операции судили по изменению концентрации креатинина (увеличение на 26,5 мкмоль/л в течение 48 ч после операции относительно исходного уровня) в соответствии с критериями KDIGO 2012. Полученные данные позволяют сделать следующие выводы.

Группы отличались по динамике выведения с мочой липокалина-2: в первой группе пациентов достоверное повышение концентрации липокалина-2 в моче по сравнению с исходным было обнаружено через 2 и 4 ч после операции у пациентов с ОПП, и было достоверно выше по сравнению с пациентами без ОПП (рис. 1). Во 2-й группе пациентов различий в концентрации липокалина-2 в моче после операции у пациентов с ОПП (n=22) и без ОПП (n=64) выявлено не было на всех сроках наблюдения (2, 4, 24 ч) (рис. 1).

Достоверные различия в уровне липокалина-2 в моче у пациентов с ОПП по сравнению с пациентами без ОПП после кардиохирургических вмешательств указывают на то, что липокалин-2 обладает диагностической информативностью для выявления ОПП только у пациентов с исходной нормальной функцией почек и СКФ выше 85 мл·мин^–1 (табл. 2). У пациентов с умеренным нарушением функции и СКФ в интервале 50—85 мл·мин^–1 липокалин как маркер ОПП требуемыми аналитическими характеристиками не обладает.

Полученные нами результаты согласуются с результатами исследования, в котором достоверно более высокие концентрации липокалина-2 в моче были найдены у пациентов с ОПП по сравнению с пациентами без ОПП с исходным (дооперационным) уровнем СКФ 90—120 мл·мин^–1 (в нашем исследовании – 1-я группа с СКФ >85 мл·мин^–1). В группе пациентов, у которых СКФ укладывалась в интервал 60—90 мл·мин^–1 (в нашем исследовании — 2-я группа с СКФ от 50 до 85 мл·мин^–1) различий в концентрации липокалина-2 между группами с ОПП и без ОПП не было [6].

По результатам метаанализа, проведенного в 2016 г., было обнаружено, что липокалин-2 также может служить перспективным лабораторным маркером для выявления ОПП в кардиохирургии у пациентов с низким индексом коморбидности, т. е. отсутствием дополнительных заболеваний и нормальной функцией почек [7].

Данные литературы и полученные нами результаты дают основание усомниться в диагностических возможностях липокалина-2 выступать в роли раннего предиктора ОПП после кардиохирургических вмешательств у пациентов со сниженной функцией почек. Причин тому множество: молекула липокалина имеет сложное строение, скорость ее биосинтеза в клетках канальцевого эпителия может существенно возрастать в ответ на воздействие неблагоприятных факторов. Кроме того, в биожидкостях, например, в моче липокалин-2 может находиться в разных формах, что создает проблемы при сравнении результатов исследований, проведенных с использованием различных тест-систем [6]. Также было установлено, что уровень липокалина-2 в моче может повышаться у пациентов, находящихся в реанимационных отделениях после оперативных вмешательств, воспалительных заболеваний мочевыводящих путей, обострения хронической обструктивной болезни легких [3].

Анализ литературных и полученных нами данных позволяет выдвинуть предположение о том, что наличие у пациентов ряда сопутствующих заболеваний, в частности, хронической болезни почек, стоит отнести к дополнительному фактору, затрудняющему прогнозирование ОПП у пациентов с величиной СКФ ниже 85 мл·мин^–1 с использованием липокалина-2.

В рамках обсуждения перспектив применения липокалина-2 для прогнозирования ОПП интерес представляет дискуссия, развернувшаяся на страницах журнала Thet Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, Volume 154, Number 3. [14] Приводятся аргументы в пользу того, что в клинической практике для прогнозирования ОПП необходимо определение нескольких биомаркеров ОПП: липокалина-2, цистатина C и креатинина, особенно у пациентов с почечной дисфункцией [13]. Сторонники другого подхода формулируют свою позицию более категорично: широкое клиническое использование биомаркеров ОПП в настоящее время является преждевременным, и необходимо дождаться свидетельств их диагностической ценности [14].

Заключение

Изучение взаимосвязи между концентрацией липокалина-2 в моче и развитием ОПП после кардиохирургических вмешательств у пациентов с различной функцией почек показало, что использование этого маркера для выявления острого повреждения почек после кардиохирургических операций является эффективной лабораторной процедурой выявления ОПП только у пациентов с исходной скоростью клубочковой фильтрации выше 85 мл·мин^–1. Тем не менее для широкого применения в условиях клиники этого биомаркера с целью надежного выявления ОПП потребуется проведение дополнительных исследований на других когортах пациентов. Результаты этих исследований позволят уточнить аналитические параметры теста, пороговые значения (Cut-off) и оценить вклад коморбидности (сочетание с ишемической болезнью сердца, ожирением, хронической обструктивной болезнью легких, сахарным диабетом типа 2 и диабетической нефропатией) в его результаты.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Птицына А.И. — https://orcid.org/0000-0002-5589-4481

Стюф И.Ю. — https://orcid.org/0000-0002-7148-6744

Курапеев И.С. — https://orcid.org/O-5035-2014

Козлов А.В. — https://orcid.org/0000-0003-2602-4142