GFR wyliczone w oparciu o stężenie cystatyny u pacjentów z granicznymi wartościami egfr MDRD

Transkrypt

1 diagnostyka laboratoryjna Journal of Laboratory Diagnostics 2012 Volume 48 Number Praca oryginalna Original Article GFR wyliczone w oparciu o stężenie cystatyny u pacjentów z granicznymi wartościami egfr MDRD GFR based on serum cystatin level calculated in patients with borderline egfr MDRD Magdalena Araźna 1, Marta Faryna 2, Dagna Bobilewicz 2 1 Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej i Immunologii Klinicznej Wieku Rozwojowego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, 2 Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej Wydziału Nauki o Zdrowiu Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego Streszczenie Przewlekła choroba nerek jest częstym problemem występującym na całym świecie. Ze względu na niedoskonałość obecnie stosowanych parametrów oceny funkcji tego narządu, poszukuje się nowych, lepszych markerów. Jednym z nich może okazać się cystatyna C. Celem pracy była ocena przydatności wyliczania przesączania kłębuszkowego w oparciu o stężenie tego białka w surowicy u pacjentów z umiarkowanym spadkiem egfr (50 59 ml/min/1,73 m 2 ). W badaniu uwzględniono surowice 247 pacjentów (130 kobiet w wieku od 26 do 75 lat oraz 117 mężczyzn w wieku od 22 do 75 lat), u których wielkość przesączania kłębuszkowego oszacowana w oparciu o wzór MDRD (egfr MDRD) mieściła się w granicach ml/min/1,73 m 2. W surowicach tych oznaczono również stężenie cystatyny C metodą PENIA. Wartość przesączania kłębuszkowego z wykorzystaniem tego parametru była wyliczana w oparciu o sześć najczęściej stosowanych wzorów. Otrzymane wartości przesączania kłębuszkowego liczone za pomocą wzorów alternatywnych były istotnie wyższe od wyników uzyskanych za pomocą wzoru MDRD. Ponadto, wykazano istnienie korelacji między wielkością przesączania kłębuszkowego wyliczonego przy użyciu równania MDRD i wzorów alternatywnych. Wyniki pracy nie wykluczyły przydatności wyliczania GFR za pomocą wzorów alternatywnych, ale wykazały ich użyteczność u niewielkiej liczby pacjentów. Summary Chronic kidney disease is a common health problem. Current methods for estimate kidney function based on serum creatinine and egfr according MDRD are inadequate to clinical status so serum cystatin C was suggested as a potentially more accurate parameter especially in mild stage. The aim of the study was to assess the diagnostic value of glomerular filtration rate calculated according to 6 different formulas based on serum cystatin C in patients with egfr MDRD between ml/ min. Serum cystatin C level was measured in 247 sera with slightly decreased egfr MDRD and glomerular filtration rate were calculated. GFR calculated by alternative formulas were significantly higher than the values from MDRD formula. Correlation between MDRD and alternative formulas were observed. There is no direct relation nevertheless clinical utility of cystatin GFR cannot be excluded. Słowa kluczowe: cystatyna C, egfr, MDRD, przewlekła choroba nerek Key words: chronic kidney disease, cystatin C, egfr, MDRD Wstęp Przewlekła choroba nerek (PChN), zaliczana do chorób cywilizacyjnych, jest coraz częstszym problemem występującym na całym świecie [2, 3]. Stanowi ona szczególną jednostkę chorobową w tej grupie chorób, gdyż może wystąpić jako powikłanie każdej z nich [3]. Szacuje się, że w Polsce PChN dotyczy ponad 4 milionów osób [3]. Powszechnie stosowane oznaczenia stężenia kreatyniny w surowicy często nie pozwalają na jednoznaczne rozpoznanie choroby ze względu na uzależnienie go od wielu czynników (m.in. wieku, masy mięśniowej, płci, diety, leków) [2, 3, 4]. Z tego też powodu poszukuje się nowych markerów funkcji nerek, z których obiecującym wydaje się być cystatyna C. Wcześniejsze prace wskazują, że stężenie cystatyny w surowicy może być szczególnie użyteczne w ocenie niewielkiego obniżenia funkcji nerek [5]. Cystatyna C jest białkiem zbudowanym ze 120 aminokwasów, o masie cząsteczkowej około 13 tys. Da, kodowanym 167

2 GFR wyliczone w oparciu o stężenie cystatyny u pacjentów z granicznymi wartościami egfr MDRD na chromosomie 20 [4]. Powstaje we wszystkich jądrzastych komórkach organizmu [2, 4]. Stałe wartości jej stężenia występują u ludzi od 1 do 60 roku życia [2, 6]. U noworodków i niemowląt ze względu na niedojrzałość nerek oraz u osób starszych ze względu na fizjologiczny spadek filtracji, jej stężenie w surowicy jest podwyższone [7]. Zarówno kreatynina jak i cystatyna mogą być wykorzystane do wyliczenia przesączania kłębuszkowego za pomocą określonych wzorów empirycznych. Obecnie do wyliczania tzw. szacunkowego przesączania kłębuszkowego (egfr) zalecane jest stosowanie wzoru MDRD (Modification of Diet In Renal Diseases), wykorzystującego stężenie kreatyniny w surowicy, wiek, płeć i rasę pacjenta. Wzór ten pomimo szeregu ograniczeń jest rutynowo wykorzystywany w badaniach przesiewowych, a za wartość graniczną przyjęto wartość 60 ml/min/1,73 m 2 [3]. Jest jednak szereg doniesień dotyczących celowości wprowadzenia wzorów, uwzględniających stężenie cystatyny. Jednakże żaden z nich nie został jednoznacznie rekomendowany. Cel pracy Celem pracy była ocena przydatności wyliczania przesączania kłębuszkowego w oparciu o stężenie cystatyny C w surowicy u pacjentów z umiarkowanym spadkiem egfr (50-59 ml/min/1,73 m 2 ), obliczonego na podstawie wzoru MDRD. Materiał i metody W badaniu uwzględniono surowice 247 pacjentów (130 kobiet w wieku od 26 do 75 lat oraz 117 mężczyzn w wieku od 22 do 75 lat), u których wielkość przesączania kłębuszkowego oszacowana w oparciu o wzór MDRD (egfr MDRD) mieściła się w granicach ml/min/1,73 m 2. egfr MDRD wyliczano w oparciu o stężenie kreatyniny oznaczone metodą kinetyczną Jaffe z kompensacją (zakres wartości referencyjnych 0,5-1,1 mg/dl) oraz dane demograficzne. W surowicach tych dodatkowo oznaczono stężenie cystatyny C metodą immunonefelometryczną PENIA przy użyciu zestawów odczynnikowych firmy Simens (dawniej Dade Behring). Przyjęty zakres wartości referencyjnych: 0,53-0,95 mg/l. Wartość przesączania kłębuszkowego obliczano w oparciu o sześć najczęściej stosowanych wzorów alternatywnych (tabela I). Tabela I Wzory alternatywne służące do wyliczania wartości przesączania kłębuszkowego w oparciu o stężenie cystatyny C. Nazwa Formuła Hoek [1,8] GFR = - 4, ,35 / [ cys C] Filler [1] log GFR =1,962 + (1,132 log (1 [cys C])) Le Bricon [1,8,14] GFR = 78 1 / [cys C] + 4 Larsson [1] GFR = 77,24 [cys C] 1,2623 Grubb 1 [1,8] Grubb 2 [1] [cys C] stężenie cystatyny w mg/l GFR = 99,29 [cys C] 1,713 0,823 (dla kobiet) GFR = 86,49 [cys C] 1,675 0,948 (dla kobiet) Pacjentów podzielono na grupy ze względu na stężenie kreatyniny i cystatyny: z prawidłowym stężeniem obu parametrów, z prawidłowym stężeniem cystatyny i podwyższonym kreatyniny, z podwyższonym stężeniem cystatyny i prawidłowym kreatyniny z podwyższonym stężeniem obu parametrów. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu programu R. Na podstawie histogramów oraz wyników testu Shapiro Wilka stwierdzono, że wszystkie badane parametry mają rozkład różny od normalnego. W celu porównania wartości średnich posłużono się testem Wicoxona, a następnie zbadano zależności między uzyskanymi wynikami metodą korelacji Kendall a. Za poziom istotności statystycznej przyjęto p<0,05. Wyniki W całej grupie badanej średnie stężenie kreatyniny było podwyższone (1,18±0,17 mg/dl), zaś średnie stężenie cystatyny znajdowało się na poziomie górnego zakresu wartości referencyjnych (0,95±0,29 mg/l). Wartości przesączania kłębuszkowego, otrzymane za pomocą wzorów wykorzystujących stężenie cystatyny, były istotnie wyższe od wartości egfr, otrzymanych za pomocą wzoru MDRD (p<0,05) (tabela II). Brak istotności statystycznej wykazano wśród 5 par wzorów alternatywnych (Hoek a Larsson, Filler a Grubb 1, Filler a Grubb 2, Le Bri- Tabela II Wartości średnie i odchylenia standardowe oraz zakresy dla GFR obliczonego za pomocą poszczególnych wzorów. PARAMETR ŚREDNIA ± ODCHYLENIE STANDARDOWE ZAKRES WARTOŚCI GFR MDRD 54,8 ± 2, GFR Hoek 86,1 ± 23,9 33,23 180,4 GFR Filler 105,2 ± 31,00 38,99 233,3 GFR Le Bricon 91,8 ± 23,2 40,45 183,3 GFR Larsson 90,8 ± 29,8 29,56 220,9 GFR Grubb 1 114,4 ± 50,0 22,18 412,8 GFR Grubb 2 109,6 ± 47,0 24,18 348,7 168

3 Tabela III Wartości średnie i odchylenia standardowe dla GFR u pacjentów podzielonych na grupy pod względem stężenia cystatyny C oraz kreatyniny. PARAMETR ŚREDNIA ± ODCHYLENIE STANDARDOWE n = 44 n = 61 Cys C 0,8 ± 0,1 0,8 ± 0,1 1,2 ± 0,3 1,2 ± 0,2 Krea 1,0 ± 0,1 1,3 ± 0,1 1,0 ± 0,1 1,3 ± 0,1 GFR MDRD 55,8 ± 2,4 54,8 ± 2,8 54,7 ± 2,9 53,9 ± 2,9 GFR Hoek 104,1 ± 19,5 100,8 ± 13,8 63,4 ± 11,3 63,2 ± 11,0 GFR Filler 130,1 ± 21,3 124,9 ± 20,2 75,8 ± 14,0 75,5 ± 13,8 GFR Le Bricon 110,5 ± 15,4 105,9 ± 13,5 69,8 ± 11,0 69,5 ± 10,7 GFR Larsson 114,8 ± 21,1 108,7 ± 18,0 62,6 ± 12,9 62,3 ± 12,7 GFR Grubb 1 140,9 ± 35,5 155,1 ± 38,1 61,9 ± 16,6 74,2 ± 21,1 GFR Grubb 2 147,3 ± 36,3 136,9 ± 28,3 66,0 ± 17,4 65,6 ± 17,5 podwyższone stężenie cystatyny C; podwyższone stężenie kreatyniny; prawidłowe stężenie cystatyny C; prawidłowe stężenie kreatyniny con a Larsson, Grubb1 a Grubb 2). W tabeli III zawarto wartości średnie i odchylenia standardowe dla pacjentów podzielonych na grupy pod względem stężenia cystatyny C i kreatyniny. Różnice między egfr MDRD a wartościami przesączania kłębuszkowego, liczonymi wg wzorów alternatywnych wykazują istotność statystyczną we wszystkich grupach pacjentów. W przypadku gdy wartości przesączania kłębuszkowego, wyliczone za pomocą MDRD i wzorów alternatywnych stają się zbliżone, stężenie samej cystatyny C jest różne dla każdego wzoru. Wartość przesączania kłębuszkowego poniżej 50 ml/min uzyskano przy stężeniu cystatyny równym 1,39 mg/l za pomocą wzoru Grubb a 2. W pozostałych przypadkach wartość ta była wyższa (tabela IV). W grupie pacjentów z umiarkowanie obniżonym przesączaniem kłębuszkowym (<60 ml/min/1,73 m 2 ), liczonym wg wzorów alternatywnych, znajdują się pacjenci (od 35,1% do 47,2%), u których poziom kreatyniny mieści się w zakresie wartości referencyjnych (tabela V). Istotną statystycznie korelację między egfr a wartościami przesączania kłębuszkowego, liczonego za pomocą wzorów alternatywnych, stwierdzono w całej badanej populacji, w grupie pacjentów z prawidłowym stężeniem kreatyniny oraz prawidłowym stężeniem cystatyny i w grupie pacjentów z prawidłowym stężeniem obu tych parametrów jednocześnie (tabela VI). Współczynniki korelacji między wartościami wzorów alternatywnych we wszystkich grupach badanych mieszczą się w granicach 0,78 1,0 i są istotne statystycznie. Tabela IV Zakres stężeń cystatyny C dla GFR wyliczanego w oparciu o poszczególne wzory mieszczącego się w granicach ml/min/1,73m 2 oraz poniżej 50 ml/min/1,73m 2 (nie dotyczy egfr MDRD, co wynika z założeń pracy). Wzór Cystatyna C [ mg/l ] n gdy GFR w granicach ml/min/1,73m 2 n gdy GFR < 50 ml/min/1,73m 2 MDRD 247 0,46 2,14 0 Nie dotyczy Hoek 22 1,25 1, ,48 2,14 Filler 11 1,47 1,68 4 1,72 2,14 Le Bricon 20 1,44 1,68 4 1,72 2,14 Larsson 16 1,23 1, ,42 2,14 Grubb ,21 1, ,44 2,14 Grubb ,25 1, ,39 2,14 Tabela V Liczba pacjentów ze stężeniem kreatyniny mieszczącym się w zakresie wartości referencyjnych przy przesączaniu kłębuszkowym poniżej 60 ml/min/1,73m 2, wyliczanym wg. wzorów alternatywnych. Wzory Hoek Filler Le Bricon Grubb1 Grubb 2 Larsson Gdy GFR < 60 ml/ min/1,73m 2 liczba pacjentów z / liczba pacjentów z GFR < 60 ml / min 13/37 (35,1%) 6/15 (40,0%) 9/24 (37,5%) 17/36 (47,2%) 15/37 (40,5%) 16/39 (41,0%) prawidłowe stężenie kreatyniny 169

4 GFR wyliczone w oparciu o stężenie cystatyny u pacjentów z granicznymi wartościami egfr MDRD Tabela VI Współczynniki korelacji między wartościami GFR wyliczonymi wg MDRD i wzorów alternatywnych. Populacja Hoek Filler Le Bricon Larsson Grubb1 Grubb2 N = 247 r = 0,14 r = 0,14 r = 0,14 r = 0,14 r = 0,12 r = 0,14 n = 115 M n = 132 n = 145 n = 102 n = 44 H cysc n = 61 D R D r = 0,15 r = 0,15 r = 0,15 r = 0,15 r = 0,15 NS r = 0,19 r = 0,19 r = 0,19 r = 0,19 r = 0,19 r = 0,19 podwyższone stężenie cystatyny C; podwyższone stężenie kreatyniny; prawidłowe stężenie cystatyny C; prawidłowe stężenie kreatyniny Dyskusja Z przedstawionych badań wynika, iż wartości przesączania kłębuszkowego liczone za pomocą wzorów wykorzystujących stężenie cystatyny C są w większości przypadków wyższe od wartości uzyskanych za pomocą wzoru MDRD. Dane z piśmiennictwa, dotyczące tych zależności nie są jednoznaczne. Ramel i wsp. podjęli próbę oceny przydatności obliczania przesączania kłębuszkowego za pomocą trzech wzorów wykorzystujących stężenie cystatyny C i dwóch wzorów opartych na stężeniu kreatyniny. Wykazali, że wartości przesączania kłębuszkowego otrzymane za pomocą wzorów, wykorzystujących stężenie cystatyny są niższe niż wartości uzyskane za pomocą wzoru MDRD [8]. Drożyńska-Duklas i wsp. wykazali, że u dzieci z pęcherzem neurogennym w przebiegu przepukliny oponowo-rdzeniowej wielkość przesączania kłębuszkowego wyliczona na podstawie stężenia cystatyny (wg. wzoru Fillera) była istotnie niższa od wartości wyliczonej na podstawie stężenia kreatyniny (wg. wzoru Schwartza) [9]. W pracy dotyczącej określenia GFR z wykorzystaniem oznaczenia stężenia cystatyny C jako pojedynczego markera oraz z równoczesnym wykorzystaniem oznaczenia stężenia kreatyniny Stevens i wsp. dowodzą, że stężenie cystatyny jest lepszym markerem funkcji nerek od stężenia kreatyniny ze względu na mniejszy wpływ wieku, płci i rasy na jej stężenie. Jednak równania do wyliczenia GFR stosowane w pracy własnej nie pokrywają się z równaniami wykorzystanymi w przytoczonej publikacji. Dodatkowo w swojej analizie Stevens i wsp. uwzględnili wzór wykorzystujący oba parametry jednocześnie. Ostatecznie uznali, iż właśnie ta formuła jest najwłaściwsza do obliczania wartości przesączania kłębuszkowego [10]. Ran Hui Cha i wsp. porównując przydatność określenia funkcji nerek za pomocą stężenia kreatyniny i cystatyny wykazali, że cystatyna jest czulszym wskaźnikiem, określającym niewydolność nerek [11]. Salgado i wsp. opublikowali wyniki badań, dotyczące monitorowania funkcji nerek za pomocą GFR wyliczonego w oparciu o wzory wykorzystujące zarówno stężenie kreatyniny jak i cystatyny oraz za pomocą najnowszego wzoru CKD EPI, wykorzystującego te same parametry co wzór MDRD. Wynika z nich, że cystatyna jest najlepszym parametrem służącym do monitorowania spadków GFR w przewlekłej chorobie nerek, co pokrywa się z wnioskami wcześniej przytoczonych publikacji [12]. W pracy własnej u pacjentów z umiarkowanie obniżonym przesączaniem kłębuszkowym (<60 ml/min), liczonym wg wzorów alternatywnych, stężenie cystatyny było znacznie podwyższone a stężenie kreatyniny w zależności od wzo- 170

5 ru mieściło się w zakresie przyjętej normy u 35,1% - 47,2% chorych. Oznacza to, że w tych przypadkach cystatyna C okazała się czulszym parametrem od kreatyniny, gdyż wcześniej wzrastało jej stężenie, informując jednocześnie o obniżeniu funkcji nerek. W pracy własnej podjęto próbę oceny korelacji między wartościami egfr a wartościami przesączania kłębuszkowego, otrzymanymi na podstawie wzorów wykorzystujących stężenie cystatyny C. Zbadano także korelacje między samymi wartościami wzorów alternatywnych. Ustalono, że w przypadku pacjentów z prawidłowym stężeniem kreatyniny lub cystatyny oraz w przypadku prawidłowego stężenia obu tych parametrów jednocześnie, korelacje między wartościami uzyskanymi za pomocą wzoru MDRD a wartościami obliczonymi na podstawie wzorów alternatywnych są istotne statystycznie. W piśmiennictwie brak jest analogicznych danych. Grubb otrzymał korelację miedzy GFR opartym na stężeniu cystatyny C a klirensem 51 Cr EDTA [13]. Lothar i Huber wykazali, że wyliczanie przesączania kłębuszkowego za pomocą wzorów alternatywnych wykazuje większą korelacje z metodą referencyjną oznaczania klirensu za pomocą joheksolu niż ze stężeniem kreatyniny czy wyliczanym przesączaniem kłębuszkowym za pomocą formuły Cockroft a Gault a [14]. Natomiast Sękowska i wsp., badając filtrację kłębuszkową u dzieci z przewlekłą chorobą nerek, wykazały w swojej pracy korelację miedzy KI 99m Tc DTPA a klirensem cystatyny C [15]. Autorzy badań przeprowadzonych na Uniwersytecie w Bonn porównywali stężenie cystatyny oraz wartość egfr (MDRD) z wartością klirensu otrzymanego przy użyciu 99m Tc DTPA. Badania te wykazały porównywalną wartość obu wskaźników, jednak przy wartości klirensu powyżej 55 ml/min/1,73 m 2 zaobserwowano przewagę wartości diagnostycznej cystatyny w porównaniu z MDRD [16]. Analizując uzyskane wyniki, należy rozważyć, czy samo oznaczanie stężenia cystatyny nie jest wystarczające do oceny funkcji nerek, czy też lepiej jest wyliczać wartość GFR w oparciu o publikowane wzory. Wynika to stąd, że żaden ze wzorów alternatywnych nie jest rekomendowany jako najlepszy, a obniżone przesączanie kłębuszkowe przy prawidłowym stężeniu kreatyniny obserwuje się dopiero przy znacznie podwyższonym stężeniu cystatyny w surowicy. Wnioski 1. Wartości przesączania kłębuszkowego, liczone za pomocą wzorów alternatywnych są istotnie wyższe od wartości egfr, liczonych według wzoru MDRD. 2. Wartości przesączania kłębuszkowego, liczone za pomocą wzorów alternatywnych wykazują istotną korelację z wartościami otrzymanymi za pomocą wzoru MDRD przy prawidłowym stężeniu kreatyniny lub cystatyny lub przy równoczesnym prawidłowym stężeniu obu tych parametrów. Piśmiennictwo 1. Emara M, Zahran A, Abd El, et al. How to best defne patients with moderate chronic kidney disease. Nephron Clinical Practice 2008; 110: c195-c Gernand W. Cystatyna C w diagnostyce przewlekłej niewydolności nerek. Polska Medycyna Rodzinna 2003; 5: Król E, Rutkowski B. Przewlekła Choroba Nerek klasyfikacja, epidemiologia i diagnostyka. Forum Nefrologiczne 2008; 1: Imiela J, Lewandowicz A. Cystatyna C w diagnostyce przewlekłej choroby nerek. Nefrologia i Dializoterapia Polska 2007; 11: Shimizu-Tokiwa A, Kobata M, Io H et al. Serum cystatin C is a more sensitive marker of glomerular function than serum creatinin. Nephron 2002; 92: Sulicka J, Franczuk P, Rewiuk K. Przydatność oznaczania cystatyny C w diagnozowaniu niewydolności nerek u osób w starszym wieku. Gerontologia Polska 2005; 13: Kozłowska K, Wysocka J, Janicka K. Przydatność diagnostyczna oznaczania cystatyny C. Przegl Lek 2001; 58: Ramel A, Jonsson PV, Bjornsson S et al. Differences in the glomerular filtration rate calcutaled by two creatinine based and Three cystatin C based formulas in hospitalized elderly patients. Nephron Clinical Practice 2008; 108: c16 c Drożyńska-Duklas M, Żurowska A, Czarniak P i wsp. Szacowanie GFR na podstawie wartości kreatyniny i cystatyny C porównanie dwóch metod w grupie pacjentów z pęcherzem neurogennym w przebiegu przepukliny oponowo rdzeniowej (MMC). Pol Merkuriusz Lek 2008; XXIV: Stevens LA, Coresh J, Schmid CH et al. Estimating GFR using serum cystatin C alone and in combination with serum creatinine: a pooled analysis of 3,418 individuals with CKD. Am J Kidney Dis 2008; 51: Ran Hui C, Chung-Sik L, Youn-Hee L et al. Clinical usefulness of serum cystatin C and the pertinent estimation of glomerular filtration rate based on cystatin C. Nefrology 2010; 15: Salgado JV, Neves FA, Bastos MG et al. Monitoring renal function: measured and estimated glomerular filtration rates a review. Braz J Med Biol Res 2010; 43: Grubb A, Simonsen O, Starfelt G et al. Serum concentration of cystatin C, factor D and β 2 mikroglobulin as a measure of glomerular filtration rate. Acta Medica Scandinavica 1985; 218: Lothar T, Huber AR. Renal function estimation of glomerular filtration rate. Clin Chem Lab Med 2006; 44: Sękowska R, Roszkowska Blaim M. Ocena filtracji kłębuszkowej u dzieci z przewlekłą chorobą nerek w oparciu o klirens cystatyny C. Pol Merkuriusz Lek 2008; XXIV: Yashiro M, Kamata T, Segawa H et al. Comparsions of cystatin C with creatinine for evaluation of renal function in chronic kidney disease. Clinical and Experimental Nephrology 2009; 13: Zaakceptowano do publikacji: Adres do korespondencji: Dr med. Marta Faryna Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej Wydziału Nauki o Zdrowiu Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego Warszawa, Banacha 1a Tel.: , fax: marta.faryna@wum.edu.pl 171