NGAL as a marker of acute kidney injury in sepsis


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/nephrology.2021.4.39-42

V.Kh. Sharipova, N.F. Berdiev, O. K. Lutfullaev, M.I. Zhabborova

Republican Scientific Center for Emergency Medical Aid, Tashkent, Uzbekistan
Background. Acute kidney injury (AKI) can develop in a variety of conditions, especially in critically ill patients, and is often diagnosed late or remains undiagnosed. Clinical syptoms and routine laboratory parameters such as urine output and serum creatinine levels are late signs of kidney injury. The study and implementation into practice of new markers with high specificity at the early stages of kidney injury is an imperative of the time. The neutrophil gelatinase associated lipocalin (NGAL) is one of such markers.
Objective. Evaluation of the diagnostic and prognostic value of blood NGAL level in patients with septic shock.
Material and methods. 76 patients (45 men and 31 women, mean age 59.4 ± 6.2 years), diagnosed with sepsis of various etiology, were examined. AKI was diagnosed according to the KDIGO (Kidney Disease Improving Global Outcomes) criteria. Serum NGAL (sNGAL) levels were determined in patients at admission to the intensive care unit and 6, 24, 36 hours after. To analyze the predictive ability of NGAL, the binary logistic regression method and the AUC (area under curve) calculation was used.
Results. The sNGAL level in AKI patients was statistically significantly higher - 172.4 (129.1–257.7) than in patients without AKI - 124.3 (93.8–151.5) pg/ml (P <0, 05). ROC analysis revealed that the NGAL level of 148.5 pg/ml defined as the "cut-off value" allows predicting the development of AKI in septic patients. The AOC was 0.85 (95% CI, 0.63–0.95) with a sensitivity of 72.7% and a specificity of 86.1%.
Conclusions. The NGAL level can be used as a biomarker for the early detection of AKI in septic patients.

Введение

Острое повреждение почек (ОПП) – полиэтиологичный синдром, представляющий собой внезапное снижение функции почек в течение нескольких дней или недель, что вызывает накопление азотистых соединений в крови со снижением или без снижения диуреза. ОПП часто встречается у госпитализированных пациентов и связан с повышенной заболеваемостью, смертностью и финансовыми расходами. По данным разных авторов, в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) ОПП встречается у 35–70% пациентов и наиболее часто наблюдается у пациентов с септическим шоком [1, 2].

В настоящее время сывороточный креатинин (sCr) и объем диуреза являются стандартными индикаторами ОПП. Однако они относятся к функциональным маркерам и не служат надежным показателем. Уровень Cr крови в качестве маркера ОПП имеет множество недостатков, таких как низкая корреляция со скоростью клубочковой фильтрации (СКФ), вариабельность в широком диапазоне, зависимость от многих неренальных факторов (возраст, мышечная масса, пол, статус обезвоживания и др.) [3, 4]. Доказано, что повышение концентрации Cr происходит лишь через 24–48 часов после развития ОПП [5]. Известно, что почки имеют значительный функциональный резерв и концентрация Cr при ОПП может оставаться в пределах нормы до тех пор, пока не теряется 50% нефронов [6]. Поздняя диагностика и лечение ОПП могут приводить к необратимому повреждению почек.

Для улучшения результатов лечения пациентов с ОПП необходимо определить биомаркеры, способствующие ранней диагностике и ускорению принятия эффективных профилактических и терапевтических мер. В настоящее время существует несколько таких показателей, отражающих функции почек и позволяющих в самые ранние сроки диагностировать патологию, уровень повреждения и своевременно применять лечебные и реабилитационные мероприятия по предупреждению развития хронической болезни почек (ХБП) [7]. Липокалин, ассоциированный с желатиназой нейтрофилов (NGAL – neutrophil gelatinase associated lipocalin), – один из перспективных биомаркеров для диагностики ОПП.

Цель данного исследования: оценка диагностической и прогностической значимости сывороточного NGAL (sNGAL) у взрослых пациентов с сепсисом.

Материал и методы

Проспективное обсервационное исследование проводилось в Республиканском научном центре экстренной медицинской помощи (РНЦЭМП) с 2019 по 2021 г. В исследование были включены 76 пациентов (31 женщина и 45 мужчин) с диагностированным сепсисом. Средний возраст больных составил 59,4±6,2 года. Тяжесть состояния оценивалась по шкале SOFA 5–17 (10,4±1,5) баллов и по шкале APACHE II 20–51 (25,7±2,0) балл (табл. 1).

40-1.jpg (61 KB)

Критерии включения в исследование: наличие у больного диагностированного сепсиса и информированного согласия на участие в исследовании. Критерии невключения: возраст старше 75 лет и младше 18 лет, наличие хронической почечной недостаточности, состояние после трансплантации почки, беременность, нахождение больного в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) менее 24 часов.

Диагноз ОПП устанавливали согласно рекомендациям KDIGO (2012) [8]. Соответственно, увеличение уровня Cr минимум на 0,3 мг/дл в течение 48 часов или увеличение уровня Cr более чем в 1,5 раза от исходного уровня, или снижение объема мочи до 0,5 мл/кг/ч в течение 6 часов.

Все больные были разделены на две группы. Первая включила 35 больных ОПП, вторая группа – 41 пациента без ОПП. Сравнение между пациентами с ОПП и пациентами без ОПП не выявило статистически значимых результатов в отношении демографических данных (p>0,05). У всех пациентов при поступлении в реанимацию после операции по устранению инфекционного очага и через 6, 24, 36 часов определяли содержание sNGAL иммуноферментным методом (Human Lipocalin-2/NGAL, RD systems, DLCN20, USA). Производилось разведение образцов в 20 раз. Чувствительность тест-системы Human Lipocalin-2/NGAL: 0,003–0,04 (среднее 0,012) нг/мл.

Пробы крови и мочи подвергались центрифугированию в течение 10 минут при скорости 2500 оборотов в минуту. После этого происходила заморозка пробы в морозильной камере при температуре -20 ⁰С. Данный тест основан на методе количественного иммуноферментного анализа типа «сэндвич». В то же время в крови определяли концентрацию sCr колориметрическим методом.

Статистический анализ полученных результатов проводили с использованием специализированного пакета прикладных программ SPSS Statistics 28.0 (IBM, США). При приближенно нормальном распределении данные представлены в виде среднего арифметического (М) и стандартного отклонений (SD). При распределении, отличном от нормального, результаты представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильным размахом (IQR). Для сравнения количественных данных использовался U-тест Манна–Уитни. Для сравнения качественных данных применялся точный критерий Фишера. Для оценки диагностической ценности концентрации sNGAL в определении ОПП проведен ROC-анализ. Для ROC-анализа рассчитывали AUC с указанием 95% доверительного интервала (ДИ). Для анализа вероятности наступления ОПП в зависимости от повышения уровня NGAL использовался метод бинарного логистического регресса. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Результаты

Из 76 больных у 35 (46%) выявлено ОПП в различных стадиях по критерию KDIGO. У пациентов обоих группы наблюдалось повышение содержания sCr в динамике: 77,1 (62,8–93,5) и 83,4 (68,7–99,3) мкмоль/л (р>0,05). В табл. 2 приведены результаты определения концентрации sCr и sNGAL при поступлении и в динамике у пациентов с ОПП и без ОПП. Вместе с тем при раздельном рассмотрении подгруппы пациентов с ОПП и без ОПП статистически значимых различий не выявлено.

Концентрация sNGAL через 36 часов в ОРИТ была значительно выше у пациентов с ОПП: 179,8 (139,1–257,6) нг/мл по сравнению с пациентами без ОПП: 84,3 (53,8–112,5) нг/мл (р<0,001). (рис. 1).

41-1.jpg (105 KB)

После госпитализации в ОРИТ уровни sNGAL через 6 часов увеличились у 25 (32,8%) пациентов, из них у 2 (8%) пациентов II группы и у 23 (96%) – I; через 24 часа – у 31 (40,8%) пациента: у 2 (6,5%) пациентов II группы и 29 (93,5%) пациентов I группы, через 36 часов – у 34 (46%) пациентов, из них у 3 (8,5%) пациентов I группы и у 31 (91,5%) – II.

При использовании критериев KDIGO у 35 (46%) пациентов во время пребывания в ОРИТ выявлено ОПП. Из них уровни sNGAL повысились у 29 (82,8%) больных через 24 часа после поступления в реанимацию и у 31 (88,5%) через 36 часов. С другой стороны, у 4 (11,4%) пациентов с ОПП концентрация sNGAL была низкой.

Для оценки диагностической ценности определения sNGAL проведен ROC-анализ (рис. 2). AUC для концентрации sNGAL через 24 часа составила 0,8 (95% ДИ: 0,60–0,91; p<0,001) с чувствительностью 71,5% и специфичностью 82,4%. Через 36 часа AUC составила 0,85 (95% ДИ: 0,73–0,96) с чувствительностью 81,8% и специфичностью 89,7%. При отрезном значении sNGAL, равном 148,5 нг/мл, значение прогностической ценности положительного результата составило 42%, значение прогностической ценности отрицательного результата – 33%. Шанс развития ОПП при концентрации sNGAL больше 148,5 нг/мл и в 4,2 раза превышает таковой при концентрации sNGAL меньше 148,5 нг/мл.

Кроме того, обнаружены статистически значимые корреляции между sNGAL, продолжительностью пребывания в ОРИТ (r=0,94) и объемом мочи (r=-0,37).

Обсуждение

sNGAL является одним из наиболее информативных показателей ОПП у больных сепсисом. Повышение его концентрации в сыворотке крови указывает на высокий риск развития ОПП. В нашем исследовании у пациентов с ОПП наблюдались более высокие концентрации sNGAL по сравнению с группой без ОПП (р<0,05). K. Soto et al. обнаружили, что высокий уровень sNGAL наблюдался у пациентов с ОПП (134–198 нг/мл в различных точках) [9–11]. Другое исследование продемонстрировало аналогичные результаты sNGAL: 170 нг/мл (126–274) у пациентов с ОПП [12].

Для прогнозирования ОПП проведен ROC-анализ. sNGAL составил 0,83 AUC (95% ДИ: 0,73–0,93; p<0,05). Наши результаты исследования соответствуют предыдущим опубликованным исследованиям. Несколько систематических обзоров и мета-анализов проведено для изучения диагностической способности sNGAL у пациентов с сепсисом [13–15]. По данным мета-анализ, концентрация sNGAL составила 164,5 нг/мл (132–289) с AUC 0,94 (95% ДИ: 0,88–0,97) и 0,92 (95% ДИ: 0,84–0,96) соответственно, уровень sNGAL для прогнозирования ОПП у септических пациентов аналогичен нашим результатам.

По результатам нашего исследования, у септических пациентов установлена статистически значимая корреляция между концентрациями sNGAL, продолжительностью пребывания в ОРИТ (r=0,94, p<0,05) и объемом диуреза (r=-0,37; p>0,05). По данным некоторых исследованний, отмечены значимые корреляции между концентрацией sNGAL в крови продолжительностью пребывания в ОРИТ (r=0,86; p<0,05) [16] и объемом мочи (r=-0,52; p>0,05) у септических пациентов [17].

Заключение

На основании наших наблюдений можно сделать вывод, согласно которому определение уровня sNGAL имеет прогностическую и диагностическую значимость при раннем выявлении ОПП у септических пациентов. Повышение концентрации NGAL при нормальном уровне Cr свидетельствует о субклиническом ОПП. Уровень NGAL в сыворотке крови может быть использован в качестве раннего биомаркера ОПП для принятия решения по своевременной целенаправленной терапии до развития необратимого повреждения почек.


About the Autors


Visolat Kh. Sharipova – Dr.Sci (Med.), Head of the Department of Anesthesiology and Emergency Care, Republican Scientific Center for Emergency Medical Aid, Tashkent, Uzbekistan
Nodirbek F. Berdiev – Intensivist at the Surgical Intensive Care Unit, Republican Scientific Center for Emergency Medical Aid, Tashkent, Uzbekistan. Nodiranes52@gmail.com.
Odilkhon K. Lutfillaev - Intensivist at the Surgical Intensive Care Unit, Republican Scientific Center for Emergency Medical Aid, Tashkent, Uzbekistan
Mamura I. Zhabborova – Teaching Assistant of the Department of Normal and Pathological Physiology, Tashkent Medical Academy, Tashkent, Uzbekistan


Similar Articles


Бионика Медиа