Dr Itır Yeğenağa Kocaeli Üniversitesi Tıp Fakültesi
Biyobelirteç-Tanım Bir hastalığın varlığı, ciddiyeti veya ilerlemesi hakkında fikir veren yapısal, biyokimyasal, fizyolojik veya genetik değişikliklerden oluşan karakteristikler Wasung ME Cilinica Chemica Acta 438; 2015
İdeal biyo-belirteçin özellikleri Hastaya acı verici bir işlem olmamalı Yüksek düzeyde duyarlı, özgün olmalı Böbrek hastalığına bağlı olarak hızlı ve tutarlı olarak artış göstermeli Böbrek hasarının büyüklüğü ile ilişkili olmalı Risk ve sonuç hakkında fikir verebilmeli Hasarın bölgesine özel Farklı halk gurupların uygulanabilmeli Hasarın mekanizması hakkında fikir verebilmeli (prerenal) Farklı zaman, ısı, ve ph aralıklarında dayanıklı olmalı İlaçlarla etkileşimi olmamalı. Wasung ME Cilinica Chemica Acta 438; 2015
Yoğun bakımda diyaliz gerektiren ABH sıklığı %4-6; mortalite %60-90 Yoğun bakım uygulamalarındaki ve diyaliz tedavilerindeki gelişmelere rağmen son 50 yılda bu nedenle ölüm oranları anlamlı olarak iyileşme göstermedi Neden; ABH tanısındaki gecikme Wasung ME Cilinica Chemica Acta 438; 2015
ABH nın moleküler mekanizmasının anlaşılmasında büyük ilerlemeler kaydedilmiş; Ancak bu tanı ve tedaviye yönelik gelişmeleri klinik uygulamalara taşımak kolay olmuyor Hayvanlarda başarılı bir çok uygulama insanlarda başarısız olabiliyor Bu hastalarda kreatininin yükselmesini beklerken ABH tanısında geç kalınmakta olduğu ileri sürülüyor
geleneksel belirteçler Böbrek işlevleri yıllardır serum kreatinin, üre düzeyleri ile değerlendirilir yeterli değil; 1. S krt tubuler hasar olmadan da yükselebilir (prerenal) 2. Vücut ağırlığı, sıvı yüklenme durumu kas kitlesi, ilaçlar, diyet etkiler 3. ABH durumunda 48-72 saat geçmeden Skrt yükselmez 4. Skrt yükselmeden böbrek hasarı olabilir; böbreğin yedek gücüne ve tubular krt salınımına bağlı olarak İdrarla ilgili göstergeler İdrar miktarının azalmış olması Fraksiyone sodyum ekskresyonu; diüretik kullanılmış ise ve hastanın volüm durumuna göre farklılık gösterebilir İdrar sedimentinin incelenmesi uzmanlık ve deneyim gerektirir Wasung ME Cilinica Chemica Acta 438; 2015
Biyobelirteçlerin kaynakları ve oluş mekanizmaları 1. Tubular hasarı takiben tüplerin kök uçlarında bazı enzimlerin oluşup salgılanması (renal tubular epithelial antigens, actin; N-acetyl glucosaminidase, alkaline phosphatase, γ- glutamyltransferase), 2. Küçük mol ağırlıklı proteinlerin geri emilimi azalır (β 2 microglobin, lysozyme, and CystatinC -CysC). 3. Bazı tubular genler uyanır ve çalışmaya başlar ve birtakım proteinleri oluşturur, örnek; kidney injury molecule 1 (KIM1), neutrophil gelatinase-associated lipocaline (NGAL), livertype fatty acid-binding protein (L-FABP),IL18 Wasung ME Cilinica Chemica Acta 438; 2015
İdrarda bulunan böbrek kaynaklı enzimler Hasar görmüş tubular hücrelerden idrara salınır; hücrenin farklı kısımlarından salgılanır ve hasarın kaynağı hakkında fikir verir; sitoplasma, lizozom, hücre membranı gibi Alkalen fosfataz, γ-glutamil transpeptidaz, alanin aminopeptidaz firçamsı kenar enzimleridir ve idrarda bulunması firçamsı kenar membran hasarı, mikrovillilerin kaybolduğu anlamına gelir Enzimle çalışmanın güçlükleri; stabilizasyonlarının düşük olması, etkisini engelleyecek başka maddelerin bulunması, ve bunları ayrıştırılması gereği gibi
İdrarda bulunan böbrek kaynaklı enzimler Glutathion transferaz izoenzimleri (GST) sitoplasmik enzimler α izoformu proksimal tüb epitel hücredeki hasar ile, π tipi ise distal tüb ile ilgilidir- ABH nın kötü akıbeti ile ilişkilidir N-acetyil-β-D-glucosaminidase (NAG) proksimal tüblerin lisosomal enzimi mol ağırlığı büyük enzim(<120) ve geri emili güç idrarda uzun süre kalır(hücre hasarı olmadan da idrarda görülebilir)-kötü gidiş ile ilişkili-ölüm oranı, RRT
Biyo-belirteçlerin kullanım amaçları E Ho ve ark. Curr Opin Crit Care 2010
Meta-analiz 2000-2007 arası medline taranmış;115 kaynak bulunmuş; 31 çalışma değerlendirme kriterlerine uymuş ve sonuçta; 1) S-CysC, İ-IL-18, İ-KIM-1 yerleşmiş ABH nın ayırıcı tanısında yararlı bulunmuş S-CysC ; AUC-ROC;0.88-0.97 İ-Il-18 ; AUC-ROC: 0.95 ATN için özgün (prerenal azotemi, KBH, UTI de yükselmez.) İ-KIM-1 ;ATN nin diğer tip ABY den ayırdetmede oldukça özgün AUC-ROC: 0.90 Coca SG., ark Kidney Int (73) 1008-1016, 2008
Meta-analiz 2) S-CysC, İ-NGAL, IL-18, Glutathion-S-transferase-GST π, γ-glutathion-s-transferase GST-Erken ABH tanısı için 3) İ-N-acetyl-β-D-glucosaminidase (NAG), KIM-1, IL-18 ABH sonrası ölüm riskini en iyi belirlemiş Coca SG., ark Kidney Int (73) 1008-1016, 2008
Cys C Katyonik non-glikolize düşük mol ağırlıklı cystein protease (13kDa) Tüm çekirdekli hücrelerden yapılır ve salınır GFD nin işlevsel bir belirteci olarak yıllardır kullanılmakta Glomerüllerden tamamı fitre olur ve tüblerden salgılanmaz fakat tamamı geri emilir ve orada metabolize olur
Cys C Kreatinin gibi cins,ırk, kas kitlesinden etkilenmez(?), ancak; 1. tiroid işlevleri, 2. glukortikoid anormallikleri, 3. aort anevrizması, 4. aterosklerotik hastalıklar ve 5. malign hastalıklar 6. Bir başka çalışmada; yaş, erkek cins, sigara içiciliği, alkol tüketimi, yüksek trigliserit ve CRP, kas kitlesi, yağ dokusu miktarından etkilendiği gösterilmiş (Knight EL ve ark. Kidney Int 2004) 7. CysC adipogenesis ile ilişkili ve yerel yağ dokusundan salgılanıyor
Cys C 442 hasta 25 ABH olan ICU hastasında pcysc nin creatininden 5.8±13 saat önce yükselmeye başladığını göstermiş AUC-ROC 0.87 (CI %95 0.81-0.91) kreatinin için AUC-ROC 0.78 (CI %95 0.73-0.83) Yaştan etkilendiği ancak tiroid işlevlerinin bozukluğunda etkilenmediği gösterilmiş TRIBE-AKI (Translational Research Investigating Biomarker Endpoints for Acute Kidney Injury)2007-2009 yıllarında kuzey Amerika da 6 merkez (Kalp cerrahisi) katılımı ile yapılmış 1150 yüksek riskli hasta %35 ABH gelişmiş CysC ; krt den daha az duyarlı olarak bulunmuş A. Spahiallari ve ark. AJKD 2012 Nejat M ve ark Nephrol Dial Transplant 2010
NGAL (Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin) 25 kda transport proteini insan nötrofilinde jelatinas a kovalent bağlı Nötrofiller ve kök uç epitel hücrelerden ve diğer epitel hücrelerde oluşur Böbrekten hasar sonrası en erken salınan proteinlerden biri İdrar ve kanda üzerinde en çok çalışılan belirteç
NGAL İlk doğrulama çalışması Mishra ve ark (Lancet 2005) Kardiyopulmoner bypass yapılan 71 çocuk alınmış 20 çocuk (%28) ABH geçirmiş Op. Sonrası iki saat sonra ROC-AUC 0.998, duyarlılık;1,özgüllük 0.98 olarak bulunmuş 1. Hastalar çocuk 2. Zararın zamanı belli
Cys C-NGAL KOU yoğun bakım ünitesinde 183 hasta (98E/85K) çalışmaya alındı ve 7 gün boyunca izlendi 63 hasta RIFLE kriterlerine göre ABH olarak değerlendirildi (R:19, I;19, F:25) 46 (%73)ABH ilk 2 gün içinde/17 hasta 3-7 gün içinde ABH tanısı aldı 48 saatte alınan NGAL ve CysC serum ve idrar değerleri test edildi Yoğun bakım hastalarının çoğunluğu ilk 48 saatte ABH tanısı alıyor; bunlar için geç kalınmış durumda; sonraki ABH olgularını seçmek önemli; bu nedenle 48 saat seçildi.
Cys C-NGAL ABH yok RIFLE-R RIFLE-I RIFLE-F P S-CysC 30.29±10.21* 34.74±13.66 35.59±11.45 37.86±13.95* 0.022 U-Cys C 7.58±1.89 6.96±1.62 8.39±2.00 7.45±2.14 0.434 S-NGAL 75.69 (54.18-91.18)* 105.49 (5.79-130.28) 143.04 (103.70-323.59)* 119.16 (80.37-151.53)* <0.001 U-NGAL 17.60 (8.56-34.04)* 46.15 (22.86-64.95) 69.23 (60.22-94.75)* 58.89 (19.55-65.72) <0.001
Cys C-NGAL S-CysC U-CysC S-NGAL U-NGAL (1)No-AKI n=120 (2)AKI in 2 days;n=46 mean±sd mean±sd Median(25-75) 30.29±10.21* 7.58±1.89 75.69 (54.18-91.18)* 38.16±12.39* 7.48±1.75 118.110 (87.83-154.23)* Median(25-75) 17.60 (8.56-34.04)* 59.56 (32.25-69.05)* (3)AKI 30.76±13.20 7.74±2.42 123.68 61.37 in 3-7days;n=17 (90.89-166.31)* (24.59-96.63)* p 0.001 0.945 0.001 0.001 S-NGAL her 100ug/dl artışta ABH gelişim riski 6.5 kat artmış olarak bulundu
100 CrtDay1 100 CysC Serum 100 NGAL_Serum 80 Sensitivity 80 60 40 Sensitivity 80 60 40 Sensitivity 60 40 20 20 20 0 0 20 40 60 80 100 100-Specificity CrtDay1 0 100 0 20 40 60 80 100 100-Specificity CysC_Urine 0 0 20 40 60 80 100 100-Specificity NGAL_Urine 100 100 80 Sensitivity 80 60 40 Sensitivity 80 60 40 Sensitivity 60 40 20 20 0 0 20 40 60 80 100 100-Specificity A) Serum Cys C; AUC-ROC:0.66(0.58-0.74), for the cut off 38.29, specificity: 0.80, sensitivity:0.52; p=0.0009 B) Urinary Cys C; AUC- ROC:0.51(0.40-0.62), for the cut off 5.5 specificity : 92.59, sensitivity: 23.33;p=0.90 20 0 0 20 40 60 80 100 100-Specificity C) Serum NGAL; AUC-ROC:0.76 (0.66-0.88), for the cut off 93.70 specificity;79.41, sensitivity: 76.92; P<0.0001. D) Urinar NGAL; AUC-ROC:0.77 (0.68-0.85), for the cut off 41.78 specivity:79.41, sensitivity:74.36; p<0.0001. 0 0 20 40 60 80 100 100-Specificity E) AUC-ROC for the serum creatinine to recognize AKI for the first two days; 0.97 (0.93-0.99), cut off 1.17 specificity: 95.08, sensitivity: 90.91; p<0.0001 F) First 2 days creatinine value was not very successful to predict AKI development following 7 days; AUC-ROC: 0.62(0.53-0.70), for the cut off 0.87 specificity: 79.51, sensitivity: 47.96; p=0.107.
Lineer regression analiz; bağımlı değişken S-CysC B Std.Error significance 95%CI Age 0.134 0.060 0.028 0.015-0.254 SOFA 0.468 0.275 0.184-0.177-0.912 APACHAE II -0.117 0.125 0.351-0.363-0.130 SIRS -0.173 2.229 0.938-4.583-4.237 S. Albumin D1-1.847 1.611 0.254-5.034-1.340 Hb D1-0.959 0.430 0.028-1.811- -0.108 Crt D1 2.101 1.016 0.041 0.090-4.112 Hipertension 1.321 2.456 0.592-3.539-6.180 CAD 4.841 2.448 0.050-0.004-9.685 BMI -0.134 0.206 0.517-0.542-0.274 Fluid Overload 0.000 0.001 0.816-0.001-0.001
140 120 ** 100 ** 80 60 40 20 * ** *** ** *** * *** S-CysC U-CysC S-NGAL U-NGAL 0 no-aki alive no-aki death AKI alive AKI death
Gelecekte ümit vadeden biyo-belirteçler Hücre döngüsünü durduran biyo-belirteçler 1. Urine Tissue Inhibitor of Metalloproteinase-2 (TIMP-2) 2. Insulin-like GrowthFactor Binding Protein7 (Kashani K, ve ark. Critical Care 2013) Micro RNA lar (mir-101-3p, mir-127-3p,mir-126-3p, mir210-3p, mir26b-5p, mir29a-3p, mir146a-5p, mir27a-3p, mir-93-3p, mir-10a-3p)
SONUÇ Biyo-belirteçler neden olan zararın zamanı belli ise daha iyi çalışıyorlar; bypass op, kardiyolojik girişimler, toksik madde ile karşılaşma, kontrast gibi Biyo- belirteçler komplike olmayan olgularda; sepsis, DM, HT gibi örnek pediyatrik hastalarda Yoğun bakım hastaları bir çok ko-morbitite ile birlikte olduğu ve hasarın zamanı bilinmediği için yorum yapmak güçleşir kreatinin gibi her hastaya, her gün bakmak ve risk değerlendirmek gerekir