Биомаркеры в диагностике острого повреждения почек после органосохраняющего хирургического лечения локализованного рака почки

Введение

В настоящее время стандартом лечения локали­зованного почечно-клеточного рака (ПКР) яв­ляется органосохраняющий хирургический ме­тод, а именно резекция почки, позволяющая, в отличие от нефрэктомии, сохранить функционально здоровую паренхиму оперируемого органа. Это снижает риск раз­вития почечной недостаточности в послеоперационном периоде. При проведении резекции очень часто исполь­зуется тепловая ишемия почки (ТИП), формируемая пу­тем временного пережатия почечных сосудов. Активное использование ТИП обусловлено возможностью идеаль­ной визуализации хирургического слоя во время про­ведения резекции опухоли, минимизации кровопотери, улучшения доступа к полостной системе почки на фоне снижения ее тургора, а также снижения риска развития кровотечений в послеоперационном периоде за счет уси­ления дополнительного гемостатического эффекта швов, наложенных на паренхиму почки в условиях ТИП после реперфузии (на фоне восстановления тургора почки). В то же время прекращение почечного кровотока и после­дующая реперфузия почки может привести к формиро­ванию острого ишемического тубулярного некроза, по­вреждению клеток канальцев нефрона и, как следствие, к развитию острого повреждения почек (ОПП), вероят­ность формирования которого пропорциональна про­должительности ТИП [1][2].

Согласно современным представлениям, ОПП пред­ставляет собой потенциально обратимое повреждение почечной паренхимы разной этиологии и патогенеза, для которого свойственно быстрое (в течение нескольких ча­сов или дней) и резкое (в несколько раз) падение скоро­сти клубочковой фильтрации (СКФ) [3]. ОПП провоци­рует ряд расстройств гомеостаза и приводит к развитию азотемии, ацидоза и других нарушений водно-электро­литного баланса; в конечном итоге это влечет за собой возрастание риска развития осложнений, повышение ча­стоты повторных госпитализаций и уровня внутригоспитальной летальности, достигающей 28-90 %. У больных, перенесших операцию по поводу локализованного рака почки, в послеоперационном периоде осложнения в виде развития ОПП возникают в 30 % случаев.

Согласно современным представлениям, ОПП про­является возрастанием креатинина сыворотки крови на > 0,3 мг/дл (26,5 мкмоль/л) в течение 48 ч. или же может иметь место увеличение содержания креатинина в сыво­ротке крови в > 1,5 раза от исходных значений в течение последующих 7 дней. В ряде случаев фиксируется сниже­ние диуреза до < 0,5 мл/кг/ч в течение 6 ч. [4].

Возрастание концентрации креатинина сыворотки крови обычно регистрируется лишь спустя 48-72 часа от момента развития ОПП. Это может быть связано со зна­чительным функциональным резервом почек, препят­ствующим увеличению концентрации креатинина сыво­ротки до момента «выключения» из функционирования 60 % почечной паренхимы. Концентрация креатинина сыворотки крови зависит от множества факторов, не связанных с мочевыделительной системой. В связи с этим для осуществления диагностики ОПП на ранних стади­ях развития этого процесса целесообразно использовать более чувствительные маркеры, чем концентрация креа­тинина сыворотки крови и скорость клубочковой филь­трации, величина которой также напрямую зависит от уровня креатинина [5].

В этом плане существенный интерес представляет изучение потенциальной диагностической роли био­маркеров, связанных с острым повреждением почечной паренхимы, клеточной пролиферацией и дифференцировкой, апоптозом, с нарушениями иммунного ответа и продукции цитокинов и хемокинов, а не с фильтрацион­ной функцией почек [6]. Согласно литературным источ­никам, такими биомаркерами могут служить цистатин С, ИЛ-18, KIM-1, L-FABP и NGAL [7].

Цель исследования — оценка перспектив использова­ния биомаркеров для проведения экспресс-диагностики ОПП после резекции почки в условиях ТИП по поводу клинически локализованного рака почки.

Материалы и методы

Ретроспективно изучены клинические данные 100 больных, находившихся на лечении в ФГБУ Ростовском научно-исследовательском онкологическом институте Минздрава России в период с 2015 по 2017 гг. с гисто­логически подтвержденным локализованным почеч­но-клеточным раком TlNOMO в возрасте 58,7±8,1 лет, подвергнутых резекции почки в условиях ТИП, про­должительность которой составила 15-21 минуту. Перед операцией всем больным было проведено стандартное обследование, предусмотренное для пациентов с объем­ным образованием почки: УЗИ, KT или МРТ. Собранные данные включали: возраст, пол, демографические сведе­ния, анамнез заболевания и описание сопутствующей патологии.

Критерии включения в исследование — возраст па­циента старше 18 лет; проведение резекции почки по поводу ПКР (открытой или лапароскопической) в усло­виях ТИП длительностью 15-21 минуту; нормальные ис­ходные значения концентрации креатинина сыворотки крови. Критерии исключения — возраст моложе 18 лет; длительность ТИП более 21 минуты или менее 15 минут; исходно повышенная концентрация креатинина сыво­ротки крови.

При помощи метода ИФА с использованием стан­дартных тест-систем измеряли концентрацию «ранних маркеров ОПП» в сыворотке крови и в моче: цистатин С (BioVendor, Чехия), KIM-I (BCMDiagnostics, США), NGAL (BCMDiagnostics, США), L-FABP (Hycult Biotech­nology, Нидерланды), ИЛ-18 (BenderMedsystems, США), а также фиксировали продолжительность ТИП и оце­нивали скорость диуреза. Измерения были выполнены за сутки и через 16 часов после оперативного вмеша­тельства. У всех больных диагностировали и класси­фицировали наличие или отсутствие ОПП в раннем послеоперационном периоде согласно общепринятой классификации KDIGO.

Полученные результаты обрабатывались при помо­щи пакета Microsoft Excel, статистическая достоверность результатов определялась на основе использования непараметрического критерия Вилкоксона. Одновременно производился экспертный анализ клинических данных и результатов лабораторных исследований.

Результаты

Анализ полученных результатов продемонстрировал следующее:

1. У принявших участие в исследовании пациентов имеет место достаточно вариабельный уровень исходных концентраций изученных маркеров в сыворотке крови и в моче.
2. Исходные концентрации цистатина С в сыворотке крови больных, у которых впоследствии развилось ОПП, обычно превышают уровень 1000 нг/мл; у пациентов, из­бежавших развития ОПП, исходный уровень цистатина С в сыворотке крови ниже 1000 нг/мл.
3. Динамика концентраций маркеров в сыворотке крови пациентов, подвергнутых резекции почки, также в существенной степени вариабельна, наиболее хаотично изменяются концентрации биомаркеров ИЛ-18 и KIM -1
4. Стереотипы параллельных изменений концентра­ций биомаркеров цистатина С, NGAL и L-FABP в сыворотке крови у пациентов с ОПП и без этого синдрома, различаются между собой.
5. Оценка изменений концентраций цистатина С, NGAL и L-FABP в сыворотке крови каждого больного дает более достоверную информацию о риске развития ОПП, чем анализ средних величин концентраций био­маркеров.

6. Динамика средних значений концентраций биомар­керов в сыворотке крови и в моче пациентов представ­лена в табл. 1-4.

Анализ индивидуальных реакций отдельных пациен­тов позволил идентифицировать специфику стереотип­ных реакций концентраций цистатина С, NGAL и L-FABP у пациентов с ОПП и без этого синдрома; у больных с раз­вившимся впоследствии ОПП имело место параллельное возрастание исходных концентраций этих маркеров бо­лее чем на 10 %.

На основании результатов экспертного анализа полу­ченных результатов клинических и лабораторных иссле­дований была разработана оригинальная персонифици­рованная шкала риска для ранней диагностики ОПП и ее графическая интерпретация в виде трехмерной модели.

На первом этапе разработки шкалы все выделенные экспертами факторы (риска развития ОПП) были разде­лены на три группы (отражающие три основных измере­ния уровня риска развития ОПП). Каждая группа факто­ров откладывалась на отдельной оси трехмерной модели:

а) показатели, измеряемые до начала операции (исход­ная концентрация цистатина С в сыворотке крови), ось Z;

б) показатели, измеряемые во время проведения опе­рации (продолжительность ТИП), ось Y;

в) показатели, измеряемые после операции, ось X:

• скорость диуреза;
• изменение концентраций цистатина С, NGAL и L- FABP.

Если концентрация цистатина С крови до операции составляла более чем 1000 нг/мл, то этому показателю присваивали условное числовое значение в I балл (полу­ченное условное числовое значение откладывали по оси Z) (см. табл. 5, рис. 1).

Если продолжительность ТИП составляла от 15 до 21 минуты, то этому показателю присваивалось условное числовое значение в I балл (полученное условное число­вое значение откладывали по оси Y) (см. табл. 6, рис. 1).

На втором этапе были определены весовые коэффи­циенты, отражающие относительную значимость каждо­го откладываемого по оси X показателя (по отношению к остальным формирующим данную ось величинам).

Весовые коэффициенты межу формирующими ось X элементами были распределены следующим образом:

• скорость диуреза — 0,4;
• концентрация цистатина С — 0,2;
• концентрация NGAL — 0,2;
• концентрация L-FABP — 0,2.

Концентрациям биомаркеров, измеренных через 16 часов после операции, присваиваются соответствующие символы, которые затем используются в формуле расчета уровня риска развития ОПП:

• концентрации цистатина С присваивается символ b,
• концентрации NGAL присваивается символ с;
• концентрации L-FABP присваивается символ d

При этом при расчете уровня риска развития ОПП используются следующие балльные оценки:

- b = 0, если через 16 часов после операции прирост концентрации цистатина С крови составил < 10 % b = 1, если через 16 часов после операции прирост концентра­ции цистатина С крови составил > 10 %;

- с= 0, если через 16 часов после операции прирост концентрации NGAL крови составил < 10 %; с = 1, если через 16 часов после операции прирост концентрации NGAL крови составил > 10 %;

- d = 0, если через 16 часов после операции прирост концентрации L-FABP крови составил < 10 %; d = 1, если через 16 часов после операции прирост концентрации L-FABP крови составил > 10 %;

Показателю скорости диуреза больного присваивался символ а. Если через 16 часов после операции скорость диуреза составляла <70 мл/час, то этому показателю при­сваивалось условное числовое значение в I балл (а = 1).

Если через 16 часов после операции скорость диуреза со­ставляла > 70 мл/час, то этому показателю присваивалось условное числовое значение в 0 баллов (а = 0) (см. табл. 3, рис. 1).

Сумма символов а, b и с, умноженных на соответству­ющий весовой коэффициент, составляла условное число­вое значение, которое откладывали по оси X (см. табл. 7, рис. 1).

Затем по формуле рассчитывали сумму баллов а,

а = X + Y + Ζ,

где X = a*0,4 + b*0,2 + с*0,2 + d*0,2;

0,4; 0,2 — весовые коэффициенты.

Если полученная сумма баллов (а) попадала в число­вой интервал 2,8 < а < 3, то диагностировали ОПП.

Трехмерная модель шкалы представлена на рис. 1.

Если на представленной модели (рис.1), все прямые, проведенные из точек, соответствующих полученным числовым значениям, пролегали через заштрихованную зону, то это указывало, что у данного больного развилось ОПП.

На третьем этапе была сформирована трёхмерная персонифицированная шкала риска для ранней диагно­стики ОПП (см. рис. 1).

Обсуждение

Полученные результаты указывают на достаточ­но большие индивидуальные колебания концентраций маркеров ОПП у разных пациентов, что в существенной степени затрудняет как анализ средних значений показа­телей, так и идентификацию собственно информативных изменений. Включенные в метод факторы, по которым оценивается уровень риска развития ОПП, отражают различные источники формирования данного синдрома. В частности, о наличии у больного скрытых форм почеч­ной недостаточности свидетельствуют высокие исходные концентрации цистатина С; повреждающее воздействие длительной ТИП на фоне хирургической травмы явля­ется триггером развития ОПП. Выявленный в данном исследовании синхронный рост концентраций цистати­на С, NGAL и L-FABP позволяет идентифицировать эти факторы в качестве индикаторов нарушения функции почечной паренхимы.

Заключение

Результаты проведенных исследований указывают на то, что динамика концентраций биомаркеров цистатина С, L-FABP и NGAL в сыворотке крови коррелиру­ет со снижением функции почек в послеоперационном периоде и в совокупности с такими показателями, как скорость диуреза и продолжительность ТИП, может быть использована в качестве основы способа ранней диагностики ОПП в клинической практике. Примене­ние разработанного способа позволяет диагностировать развитие ОПП у больных, подвергнутых резекции почки в условиях ТИП уже через 16 часов после оперативного вмешательства (до начала возрастания уровня креатинина), что, в свою очередь, позволяет начать мероприятия по своевременному предупреждению и лечению данного осложнения (исключить нефротоксические препараты, начать нефропротективную инфузионную терапию или заместительное лечение).