KIM-1 as the biomarker of acute kidney injury in patients with the acute coronary syndrome and oncological diseases


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/nephrology.2021.1.50-55

Z.D. Mikhailova, D.V. Pivovarov, S.M. Rumyantseva, A.R. Pivovarova

1) City Clinical Hospital № 38, Nizhny Novgorod, Russia; 2) Nizhny Novgorod Regional Hospital n.a. N.A. Semashko, Nizhny Novgorod, Russia
Background. Patients with acute coronary syndrome (ACS) and oncological diseases (OD) have the increased risk of development of acute kidney injury (AKI) that can worsen the prognosis of a disease. KIM-1 (kidney injury molecule) is a perspective biomarker for early diagnostics of AKI.
Objective. Evaluation of diagnostic and predictive value of urinary KIM-1 levels in patients with ACS and OD.
Material and methods. The study included 87 patients. Patients were divided in two groups: 1) main group: ACS in combination with OD (ACS+OD; n=40); 2) comparison group: ACS without OD (ACS-OD; n=47). On the first day of admission to the hospital, average portion of morning urine was collected in order to determine the KIM-1 level (pg/ml).
Results. The median urinary KIM-1 level in ACS patients (n=87) was 725.6 (420.0-1087.5) pg/ml. Patients in the ACS+OD group had higher KIM-1 levels 921.0 (425.1-1314.8) and 658.0 (345.6-921.4) pg/ml (Р=0.011). In patients with AKI (n=28) compared to the patients without AKI (n=59), urinary KIM-1 level was higher: 999.3 (478.7-1303.3) and 668.2 (365.5-955.6) pg/ml
(Р =0.023). ROC analysis revealed that urinary KIM-1 level > 1047.23 pg/ml allowed to predict the development of contrast-induced AKI (CI-AKI) in ACS patients after selective coronary angiography (n=79) (AUC – 0.774; 95% CI, 0.666-0.860; Р <0.001); and also in patients with ACS and OD (n=35) (AUC – 0.728; 95% CI, 0.552-0.864; Р=0.010) with a cut-off point > 1221.49 pg/ml.
Conclusion. The increased urinary KIM-1 level was observed in development of AKI; however, KIM-1 showed the greatest importance as an early biomarker of CI-AKI.
Keywords: acute kidney injury, contrast-induced acute kidney injury, KIM-1, acute coronary syndrome, oncological diseases

Введение

Онкологические и сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) – одна из важнейших проблем медицины, что обусловлено высокой заболеваемостью и смертностью [1, 2]. В то же время, несмотря на рост онкологической заболеваемости, наблюдается увеличение выживаемости пациентов этой группы в результате создания новых методов ранней диагностики и лечения онкологических больных [3]. Проведение агрессивной противоопухолевой терапии приводит к увеличению риска развития и прогрессирования ССЗ, в частности ишемической болезни сердца, острого коронарного синдрома (ОКС) [4].

Пациенты с ОКС имеют повышенный риск развития острого повреждения почек (ОПП), частота которого может доходить до 33%, что способно значительно ухудшить прогноз нестабильной стенокардии и инфаркта миокарда (ИМ) [5]. При этом имеется большая вероятность выявления уже имеющейся патологии почек у онкологических больных вследствие нефротоксичного действия противоопухолевой химио- и/или лучевой терапии, паранеопластических процессов, а также непосредственного (механического) воздействия опухоли или опухолевой инфильтрации [6], что также увеличивает риск развития ОПП [7].

ОПП, индуцированное введением рентгеноконтрастных препаратов (РКП), контраст-индуцированное ОПП (КИ-ОПП) является осложнением селективной коронарографии (СКГ), в т.ч. и у пациентов с ОКС [8]. По данным литературы, частота КИ-ОПП после проведения чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ) колеблется в широком диапазоне от 3 до 30%, что может быть обусловлено отличительными особенностями пациентов исследуемых выборок, а также различными критериями диагностики КИ-ОПП [9, 10]. В настоящее время концентрация сывороточного креатинина (сКр) является общепринятым критерием диагностики ОПП. В то же время этот маркер имеет ряд недостатков: зависимость от возраста, пола, расы, массы тела, повышение уровня креатинина в крови через 24–48 часов после воздействия повреждающего фактора. В связи с этим продолжается поиск новых эффективных биомаркеров с целью ранней диагностики ОПП. Одним из таких маркеров служит KIM-1 (kidney injury molecule, молекула почечного повреждения), который ранее в ряде работ показал себя как эффективный биомаркер для диагностики ОПП, в т.ч. КИ-ОПП у пациентов с ОКС (n=193) [8,11]. Однако роль KIM-1 в качестве биомаркера ОПП у больных ОКС и онкологическими заболеваниями (ОЗ) ранее не исследовалась.

Цель исследования: изучить диагностическое и прогностическое значение уровней KIM-1 в моче у пациентов с ОКС и ОЗ.

Материал и методы

Исследование проводили на базе ГБУЗ НО «НОКБ им. Н.А. Семашко» (Нижний Новгород). В исследование включили 87 пациентов: 30 (34,5%) женщин, 57 (65,5%) мужчин. Средний возраст составил 69,2±8,3 года. Мужчины были младше женщин (66,1±8,5 и 75,0±5,8; р=0,005). Пациентов распределили в две группы: 1) основная группа: ОКС в сочетании с ОЗ (ОКС+ОЗ; n=40); 2) группа сравнения: ОКС без ОЗ (ОКС-ОЗ; n=47). Критерии включения: ОКС с/без подъема сегмента ST, ОЗ (активное и/или в анамнезе давностью до 10 лет). Критерии исключения: беременность, лактация; тяжелая печеночная и/или дыхательная недостаточность; раковая кахексия; психические расстройства; отказ пациента подписать добровольное информированное согласие. Диагностику и лечение больных ОКС проводили согласно действующим клиническим рекомендациям [12, 13].

Активное ОЗ выявили у 15 (37,5%) больных, ОЗ в анамнезе (1–5 лет) – у 9 (22,5%), ОЗ в анамнезе (5–10 лет) – у 16 (40%). Наиболее частые локализации ОЗ: молочные железы, легкие, предстательная железа, мочевой пузырь и толстый кишечник (суммарно 70,0%). У 24 (61,5%) больных были ранние (Т1-2) стадии ОЗ по системе TNM, у 15 (38,5%) – поздние (Т3-4). У 1 (2,5%) больного было онкогематологическое заболевание. У 17 (42,5%) выявили N1–N3-стадии, М1 – у 7 (17,5%) пациентов. Ранее лечение ОЗ было проведено 37 (92,5%) больным, остальные не получали специфического лечения вследствие впервые диагностированной злокачественной опухоли при текущей госпитализации.

Диагноз ОПП устанавливали в соответствии с клиническими рекомендациями [14]. ОПП диагностировали по уровню сКр: 1) с использованием «базального» сКр, соответствующего расчетной скорости клубочковой фильтрации (рСКФ) 75 мл/мин/1,73 м2, который сравнивали с сКр в момент госпитализации (ОПП по «базальному» креатинину); 2) за исходный сКр считали сКр в момент госпитализации с дальнейшей его оценкой в динамике в течение 1–7 суток (ОПП по динамике); 3) ОПП на фоне ХБП диагностировали при наличии у больного ХБП; 4) олиго-/анурический тип ОПП устанавливали при темпе диуреза <0,5 мл/кг/ч в течение 6 часов и более. Однако показание к катетеризации мочевого пузыря было только у пяти пациентов с ОЗ и у троих без ОЗ, в связи с этим почасовой диурез как критерий ОПП был учтен в отношении только этих больных. КИ-ОПП диагностировали при увеличении сКр≥26,5 мкмоль/л на протяжении 48 часов или при увеличении сКр≥1,5 раз от базального или исходного сКр в течение 7 дней при исключении других причин [15].

СКГ была проведена 79 (90,8%) пациентам: в первые 2 часа от момента поступления в стационар 50 (57,5%) больным, в период от 2 до 24 часов – 29 (42,5%). Восьми (9,2%) пациентам СКГ не проводили по причине отказа от исследования. Больные обеих групп были сопоставимыми по частоте проведения СКГ: n=35 (87,5%) и n=44 (93,6%), р=0,462, реперфузионному лечению: n=30 (75,0%) и n=38 (80,9%), р=0,691, в частности первичному ЧКВ: n=24 (60,0%) и n=35 (74,5%), р=0,150, и фармако-инвазивному подходу: n=5 (12,5%) и n=3 (6,4%), р=0,326. Одному (2,5%) пациенту основной группы проводили тромболитическую терапию без ЧКВ.

За первые сутки поступления в стационар всем пациентам проводили забор 10 мл средней порции утренней мочи в пробирки «BD Vacutainer». Пробирки с мочой доставляли в централизованную лабораторию «АВК-Мед» (Нижний Новгород), где подвергали их центрифугированию при 3000 об/мин в течение 5 минут, затем образцы мочи разливали по аликвотам и замораживали при температуре -20 ⁰С. Срок хранения проб не превышал 10 месяцев. После чего исследуемые образцы подвергали одновременной разморозке и единовременному анализу с целью определения уровня KIM-1 (пг/мл) при помощи тест-системы «ENZoLife Scientifiс КIM-1 ELISA» (США) методом иммуноферментного анализа.

Статистический анализ проводили при помощи программы IBM SPSS Statistics 23 и MedCalc 18.9.1. Правильность распределения количественного признака оценивали с использованием критерия Шапиро–Уилка (n<50) и Колмогорова–Смирнова (n>50). В случае нормального распределения количественные данные представляли в виде среднего значения и стандартного отклонения (М±SD), при распределении, отличном от нормального, представляли в виде медианы (Ме) и квартилей (Q25–Q75). При нормальном распределении количественного признака для сравнения двух групп использовали t-критерий Стьюдента для независимых выборок, при распределении признака, отличном от нормального, – U-критерий Манна–Уитни. С целью сравнения качественных признаков применяли χ²-критерий. При ожидаемых явлениях меньше 5 применяли точный критерий Фишера, в интервале 5–10 – χ²-критерий с поправкой на непрерывность Йетса. С целью установления диагностической значимости и выявления оптимального соотношения показателей чувствительности и специфичности применяли ROC-анализ с построением ROC-кривой и указанием площади под кривой – AUC. Значимость различий считали при р менее 0,05 [16].

Результаты

Пациенты обеих групп были сопоставимыми по полу и возрасту. Больные основной группы чаще имели в анамнезе стабильную стенокардию (р=0,015), большинство пациентов II и III функциональных классов – хроническую сердечную недостаточность (р=0,032) (чаще I и IIА стадии), неалкогольную жировую болезнь печени (р=0,032), хронический пиелонефрит (р=0,002), диабетическую болезнь почек (р=0,040). Также у больных ОКС и ОЗ был выше индекс коморбидности Charlson – 8 (6;10) и 5 (4;6); р<0,001.

Пациенты были сопоставимыми по параметрам гемодинамики при поступлении в стационар, структуре ОКС, продолжительности госпитализации. В стационаре у больных основной группы чаще регистрировали раннюю постинфарктную стенокардию (р=0,003), реже – фибрилляцию предсердий (р=0,021). У 5 (12,5%) и 2 (4,3%) пациентов соответственно наступил летальный исход (р=0,240). Основными причинами смерти стали ИМ (n=3 и n=2; p=1,0), ИМ в сочетании с прогрессированием ОЗ (основная группа) (n=2).

52-2.jpg (39 KB)У больных основной группы чаще диагностировали ХБП: 36 (90,0%) и 34 (72,3%) пациента (p=0,038). У большинства (80,0%) пациентов регистрировали ХБП С1–С3а-стадий.

По данным исследования, определение уровня KIM-1 допустимо как в свежевыпущенной моче, так и после проведения заморозки (без существенных потерь концентрации биомаркера при заморозке мочи и хранении до 5 лет) [17]. В зависимости от метода определения и фирмы производителя реактивов референсные значения KIM-1 в моче могут колебаться в широких пределах (147–2120 пг/мл) [18, 19]. В исследовании [20] изучен уровень KIM-1 в моче здоровых добровольцев (n=36) с Ме 0,7 (0,3–1,1) нг/мл («ENZoLife Scientifiс КIM-1 ELISA», США).

В нашем исследовании Ме KIM-1 в моче больных ОКС (n=87) составила 725,6 (420,0–1087,5) пг/мл. Пациенты группы ОКС+ОЗ имели более высокий уровень KIM-1: 921,0 (425,1–1314,8) и 658,0 (345,6–921,4) пг/мл (р=0,011), что также превышало референсные значения, полученные при обследовании здоровых [20].

Риск развития КИ-ОПП оценивали по шкале R. Mehran (n=79; см. рис. 1) [15]. Пациенты с КИ-ОПП (n=16; см. таблицу) чаще имели высокий и очень высокий риск по шкале R. Mehran в отличие от больных без КИ-ОПП (n=63): 50 и 27% соответственно (р=0,038).

52-1.jpg (111 KB)

Была изучена частота и структура ОПП (см. таблицу).

У пациентов основной группы ОПП диагностировали чаще, в т.ч. ОПП по «базальному» креатинину, ОПП по динамике уровня креатинина, ОПП на фоне ХБП, в т.ч. КИ-ОПП. ОПП по уровню креатинина устанавливали преимущественно 1-й стадии, по темпу диуреза – 2-й и 3-й.

КИ-ОПП в обеих группах чаще иагностировали на 2–3-и сутки после проведения СКГ/ЧКВ. КИ-ОПП развилось на фоне введения неионного низкоосмолярного РКП йогексола с Ме объема 175 (150–300) и 200 (163–200) мл соответственно (р=0,953). Индекс КИ-ОПП ([объем контраста мл/СКФCKD-EPI мл/мин/1,73 м2) составил 2,82±0,87 и 3,13±1,3 соответственно (р=0,611) [21].

Согласно рекомендациям Американского колледжа радиологии и Национального фонда почек, для профилактики развития КИ-ОПП пациентам с рСКФ менее 30 мл/мин/1,73 м2 показана профилактическая гидратационная терапия 0,9%-ным раствором хлорида натрия со скоростью 1–3 мл/кг/ч в течение 1 часа до и 3–12 часов после СКГ, а при рСКФ от 30 до 45 мл/мин/1,73 м2 при наличии дополнительных факторов риска [22]. В то же время вопрос о проведении профилактической гидратационной терапии больных ОКС остается открытым, т.к. в исследовании [23] получено увеличение риска смерти от сердечной недостаточности (СН) у пациентов с высоким риском ее развития. По данным авторов [24], целесообразно снижение скорости гидратации у пациентов с СН до 0,5 мл/кг/ч. В нашем исследовании показания к проведению профилактической гидратационной терапии были лишь у одного пациента.

У пациентов с ОПП (n=28) в отличие от больных без ОПП (n=59) уровень KIM-1 был выше: 999,3 (478,7–1303,3) и 668,2 (365,5–955,6) пг/мл (р=0,023)]. Статистически значимые различия уровня KIM-1 у больных разными стадиями ОПП не выявлены.

Нами был проведен ROC-анализ для определения значимости уровней KIM-1 в моче с целью диагностики различных вариантов ОПП. По данным ROC-анализа, выявлено, что при уровне KIM-1 в моче >888,43 пг/мл выше риск развития ОПП у пациентов с ОКС (AUC – 0,652; 95% ДИ: 0,542–0,751; р=0,020), а при уровне KIM-1 >993,48 пг/мл – ОПП по динамике уровня креатинина (AUC – 0,684; 95% ДИ: 0,577–0,780; р=0,015), однако диагностическая значимость не превышала общепринятого уровня (AUC>0,70). В то же время уровень KIM-1 в моче >1047,23 пг/мл позволял прогнозировать развитие КИ-ОПП у больных ОКС после проведения СКГ (n=79) (AUC – 0,774; 95% ДИ: 0,666–0,860; р<0,001) с чувствительностью 75,0%, специфичностью 80,95%, диагностической эффективностью 77,98%; а также у пациентов с ОКС и ОЗ после процедуры СКГ (n=35) (AUC – 0,728; 95% ДИ: 0,552–0,864; р=0,010) с чувствительностью 66,67%, специфичностью 78,26%, диагностической эффективностью 69,47% и точкой отсечения >1221,49 пг/мл (рис. 2, 3). Уровень KIM-1 в моче больных группы ОКС-ОЗ для диагностики ОПП в нашей выборке, по данным ROC-анализа, был статистически не значим.

53-1.jpg (79 KB)

Обсуждение

ОПП является серьезной патологией, развивающейся вследствие воздействия различных экстраренальных и ренальных повреждающих факторов, в т.ч. при ОКС [14]. Несмотря на новые терапевтические стратегии, ОПП у пациентов в критическом состоянии остается трудной проблемой для клинициста вследствие высокой смертности (28–90%) [25]. В нашем исследовании ОПП, в т.ч. КИ-ОПП, чаще развивалось у больных ОКС и ОЗ. Наиболее вероятной причиной послужила высокая распространенность уже имеющейся патологии почек у больных ОЗ с развитием ХБП [6]. Известно, что ХБП значительно увеличивает риск развития ОПП [14].

Одним из перспективных биомаркеров для ранней диагностики ОПП, включая КИ-ОПП, является KIM-1, отражающий преимущественно ишемическое или токсическое повреждение проксимальных канальцев нефрона, что происходит в т.ч. при воздействии РКП [8]. В нашем исследовании уровень KIM-1 у пациентов с ОПП был выше, однако площадь под кривой AUC была ниже общепринятой и меньше, чем в проведенном мета-анализе: 0,86 (0,83–0,89) [26]. По нашим данным, KIM-1, определенный в первые сутки госпитализации, у больных группы ОКС+ОЗ показал себя как ранний биомаркер КИ-ОПП в отличие от сКр, увеличение которого происходило в основном на 2–3-и сутки после проведения СКГ/ЧКВ. По данным литературы, повышение уровня KIM-1 в моче выявляли до увеличения концентрации сКр, что позволяло считать его ранним биомаркером КИ-ОПП [26, 27]. В недавно проведенном мета-анализе также была продемонстрирована хорошая диагностическая и прогностическая значимость KIM-1 в моче для раннего выявления КИ-ОПП: AUC – 0,88 (95% ДИ: 0,84–0,90)] с точкой отсечения от 48 до 6330 пг/мл [26].

Выводы

В ходе нашего исследования изучена роль KIM-1 в диагностике ОПП у пациентов с ОКС и ОЗ. Наибольшую значимость KIM-1 показал в качестве раннего биомаркера КИ-ОПП, что может иметь большое значение для своевременного выявления данной патологии и изменения лечебно-диагностической тактики с целью улучшения ближайшего и отдаленного прогноза.


About the Autors


Zinaida D. Mikhailova – Dr.Sci. (Med.), Associate Professor; Consultant at the City Clinical Hospital № 38, Nizhny Novgorod, Russia; e-mail: zinaida.mihailowa@yandex.ru. https://orcid.org/0000-0002-0926-6038
Dmitry V. Pivovarov – Therapist at the City Clinical Hospital № 38, Nizhny Novgorod, Russia; e-mail: pivovarov121094@yandex.ru. https://orcid.org/0000-0002-6642-1364
Svetlana M. Rumyantseva – Head of the Urgent Cardiology Intensive Care Unit, Nizhny Novgorod Regional Hospital n.a. N.A. Semashko, Nizhny Novgorod, Russia; e-mail: SMRumyantseva@yandex.ru. https://orcid.org/0000-0002-1317-6086
Almira R. Pivovarova – Therapist at the City Clinical Hospital № 38, Nizhny Novgorod, Russia; e-mail: medicinonline@yandex.ru. https://orcid.org/0000-0002-1997-9621


Бионика Медиа