Određivanje serumske koncentracije uromodulina u proceni funkcionog statusa bubrega kod bolesnika sa hroničnom bolesti bubrega nedijabetesne etiologije

Abstract

UVOD: Hronična bubrežna bolest (HBB) predstavlja značajan zdravstveni problem u svetu. Broj pacijenata obolelih od ove bolesti raste, a lečenje obolelih iziskuje ulaganje značajnih materijalnih sredstava. Lako dostupne metode koje se koriste za otkrivanje HBB poput određivanja nivoa kreatinina i azotnih materija u krvi kao i pregled urina, relativno kasno ukazuju na postojanje bubrežnog oštećenja. Sa druge strane metode koje u ranom toku bolesti mogu ukazati na prisustvo oštećenja, kao što su metode klirensa radioobeleženih jedinjenja, nisu lako dostupne i ne koriste se u svakodnevnoj praksi. U cilju ranog otkrivanja bolesti, svakodnevno se traga za potencijalnim biomarkerima ranog oštećenja bubrega. Uromodulin, protein koji nastaje u debelom uzlaznom kraku Henleove petlje i početnom segmentu uvijenog dela distalnog tubula, jedan je od potencijalnih biomarkera ranog bubrežnog oštećenja. S obzirom da je tubularna funkcija poremećena u ranoj fazi bubrežne bolesti, čak i pre uočljive glomerularne disfunkcije, uromodulin može predstavljati obećavajući biomarker integriteta tubula odnosno rane bubrežne disfunkcije. CILJ RADA: Cilj istraživanja bio je: a) uporediti serumske koncentracije uromodulina kod bolesnika sa hroničnom bolesti bubrega sa vrednostima izmerenim u kontrolnoj grupi ispitanika; b) analizirati povezanost između nivoa serumske koncentracije uromodulina i parametara bubrežne funkcije unutar ispitivane grupe bolesnika; v) proceniti značaj određivanja serumske koncentracije uromodulina u proceni stepena oštećenja bubrežne funkcije i predikciji progresije hronične bolesti bubrega. MATERIJAL I METODE: Istraživanje je sprovedeno kao kohortna prospektivna studija u Centru za laboratorijsku medicinu Kliničkog centra Vojvodine u Novom Sadu kod bolesnika sa hroničnom bubrežnom bolesti nedijabetesne etiologije i kontrolnoj grupi od 30 zdravih ispitanika. Svi ispitanici sa hroničnom bubrežnom bolesti su podeljeni u četiri grupe na osnovu stadijuma koji se definišu na osnovu jačine glomerulske filtracije (JGF) (Prva grupa – I stadijum HBB gde je JGF ≥90 ml⁄min⁄1,73m2, Druga grupa – II stadijum HBB gde je JGF 60-89 ml⁄min⁄1,73m2, Treća grupa – III stadijum HBB gde je: IIIa J JGF 45-59 ml⁄min⁄1,73m2 IIIb JGF 30-44 ml⁄min⁄1,73m2, Četvrta grupa – IV stadijum gde je JGF 15-29 ml⁄min⁄1,73m2), pri čemu je svaku grupu činilo najmanje 20 ispitanika. Ispitivanje je sprovedeno u dve tačke preseka: bazalno i nakon 24 meseca. Laboratorijska ispitivanja kao i funkcijska ispitivanja bubrega sprovedena su prema metodologiji analiza koje se izvode u Centru za laboratorijsku medicinu Kliničkog centra Vojvodine. Funkcionalna ispitivanja bubrega vršena su radioizotopskim metodama klirensa DTPA (dietilentriamin pentaacetat) i klirensa hipurana, dok je nivo serumskog uromodulina određivan je ELISA metodom na aparatu RYTO, korišćenjem komercijalnih setova firme CLOUD-CLONE CORP. REZULTATI: Prosečna vrednost serumske koncentracije uromodulina kod ispitanika sa HBB nedijabetesne etiologije (48,5±27,2 ng/ml) bila je značajno niža u poređenju sa vrednostima u kontrolnoj grupi zdravih ispitanika (80,6±21,5 ng/ml;t=4,938; p<0,001). Statistički značajna razlika takođe je utvrđena između vrednosti izmerenih u kontrolnoj grupi i ispitanika sa HBB u stadijumu IIIa (34,8±10,8 ng/ml; p<0,001), IIIb (25,7±10,6 ng/ml; p<0,001) i IV (21,3±10,5 ng/ml; p<0,001), dok je između kontrolne grupe i ispitanika sa HBB u stadijumu I (72,18±18,8 ng/ml; p=0,575), stadijumu II (70,9±17,8 ng/ml; p=0,373) razlika nije bila značajna. Značajna razlika nije postojala između koncentracija serumskog uromodulina izmerenog kod ispitanika u stadijumu I i II, odnosno stadijumima IIIa, IIIb i IV međusobno. Statistički značajna jaka pozitivna povezanost utvrđena je između vrednosti serumske koncentracije uromodulina i JGF određene radioizotopskom metodom klirensa DTPA (r=0,83; p<0,001), kao i serumske koncentracije uromodulina i efektivnog bubrežnog protoka plazme (r=0,71; p<0,001). Negativna povezanost utvrđena je između vrednosti serumske koncentracije uromodulina i serumske koncentracije kreatinina (rs= –0,72; p<0,001), serumske koncentracije uree (rs= –0,69; p<0,001), serumske koncentracije mokraćne kiseline (r= –0,37; p<0,001) i serumske koncentracije cistatina C (r= –0,64; p<0,001). U postavljenom modelu linearne regresije sa vrednošću JGF kao zavisnom varijablom uromodulin je bio statistički značajan prediktor vrednosti JGF pri prvom (p<0,001) i drugom (p<0,001) merenju, a regresione jednačine pri prvom i drugom merenju bile su gotovo identične. U modelu multivarijantne linearne regresije sa vrednostima serumske koncentracije uromodulina kao zavisnom varijablom, kao statistički značajni prediktori nižih vrednosti serumske koncentracije uromodulina identifikovani su: više vrednosti glikemije (B=-15,939; p=0,003) i niže vrednosti HDL holesterola (B=20,588; p=0,019). Pri proceni dijagnostičke tačnosti serumskih koncentracija uromodulina radi diskriminacije pacijenata sa vrednostima JGF ispod, odnosno iznad 60 ml/min/1,73m2, utvrđena je vrednosti od 42 ng/ml za vrednost JGF<60 ml/min/1,73m2 (senzitivnost=95,3%; specifičnost=93,5%). ZAKLJUČAK: Serumske koncentracije uromodulina su značajno niže kod bolesnika sa HBB nedijabetesne etiologije, u odnosu na koncentracije serumskog uromodulina kod klinički zdravih ispitanika. Serumske koncentracije uromodulina značajno su niže kod ispitanika u III i IV stadijumu HBB u odnosu na ispitanike u I i II stadijumu HBB. Kod bolesnika sa HBB nedijabetesne etiologije, postoji jaka pozitivna korelacija između koncentracija serumskog uromodulina i izmerenih vrednosti JGF i efektivnog bubrežnog protoka plazme. Istovremeno postoji jaka negativna korelacija između koncentracija serumskog uromodulina i serumskih koncentracija kreatinina, odnosno srednje jaka negativna korelacija između koncentracija serumskog uromodulina i serumskih koncentracija uree, mokraćne kiseline i cistatina C. Kod bolesnika sa HBB nedijabetesne etiologije, ne postoji statistički značajna korelacija između koncentracija serumskog uromodulina i koncentracija albumina i proteina u urinu. Statistički značajni prediktori niže vrednosti serumske koncentracije uromodulina su niže vrednosti HDL holesterola i više vrednosti glikemije. U ispitivanoj populaciji pacijenata sa HBB nedijabetesne etiologije kod kojih su vrednosti JGF<60 ml/min/1,73m2, vrednost praga serumske koncentracije uromodulina iznosi 42 ng/ml. Serumska koncentracija uromodulina može da se koristi u dugoročnom praćenju progresije bolesti kod bolesnika sa HBB nedijabetesne etiologije.

INTRODUCTION: Chronic kidney disease (CKD) is a significant health problem around the world. The number of patients suffering from this disease is growing, and the treatment of these patients requires significant financial resources. Easily available methods used to detect CKD, such as determining the level of creatinine and nitrogenous substances in the blood, as well as urine examination, indicate the presence of kidney damage relatively late. On the other hand, methods that can indicate the presence of kidney damage in the early course of the disease, such as the clearance methods of radiolabeled compounds, are not easily available and are not used in everyday practice. In order to enable the timely diagnosis of disease, numerous studies have been done to identify biomarkers of early kidney damage. Uromodulin, a protein produced in the thick ascending limb of the loop of Henle and the initial segment of the convoluted part of the distal tubule, is one of the potential biomarkers of early renal damage. Given that tubular function is impaired in the early stage of renal disease, even before visible glomerular dysfunction, uromodulin may represent a promising biomarker of tubular integrity, ie early renal dysfunction. AIM OF THE STUDY: The aim of the research was: a) to compare the serum concentrations of uromodulin between patients with chronic kidney disease and healthy subjects in the control group; b) analyze the relationship between the level of serum concentration of uromodulin and parameters of renal function within the examined group of patients; c) evaluate the importance of determining the serum concentration of uromodulin in assessing the degree of renal function impairment and predicting the progression of chronic kidney disease. MATERIAL AND METHODS: The research was conducted as a prospective cohort study at the Center for Laboratory Medicine of the Clinical Center of Vojvodina, Novi Sad in patients with chronic kidney disease of non-diabetic etiology and a control group of 30 healthy subjects. All subjects with chronic kidney disease were divided into four groups based on stages defined by the glomerular filtration rate (First group - stage I of CKD GFR ≥90 ml⁄min⁄1.73m2, Second group - stage II of CKD GFR 60-89 ml⁄min⁄1.73m2, Third group – stage III of CKD divided in IIIa GFR 45-59 ml⁄min⁄1.73m2 and IIIb GFR 30-44 ml⁄min⁄1.73m2, Fourth group – stage IV GFR 15-29 ml/min/1.73m2), with each group consisting of at least 20 subjects. The study was conducted at two time points: baseline and after 24 months. Laboratory testing as well as kidney functional testing were carried out according to the standard methodology of analyzes performed at the Center for Laboratory Medicine of the Clinical Center of Vojvodina. Functional kidney tests were performed using radioisotopic methods of DTPA clearance and hippuran clearance, while the level of serum uromodulin was determined by the ELISA method on the RYTO apparatus, using commercial kits (CLOUD-CLONE CORP.). RESULTS: The average serum uromodulin concentration in subjects with CKD of non-diabetic etiology (48.5±27.2 ng/ml) was significantly lower compared to the values in the control group of healthy subjects (80.6±21.5 ng/ml; t= 4.938; p<0.001). A statistically significant difference was also found between the values measured in the control group and subjects with CKD in stage IIIa (34.8±10.8 ng/ml; p<0.001), IIIb (25.7±10.6 ng/ml; p <0.001) and IV (21.3±10.5 ng/ml; p<0.001), while between the control group and subjects with CKD in stage I (72.18±18.8 ng/ml; p=0.575) , stage II (70.9±17.8 ng/ml; p=0.373) the difference was not significant. There was no significant difference between the concentrations of serum uromodulin measured in subjects in stages I and II, that is, stages IIIa, IIIb and IV among themselves. A statistically significant strong positive correlation was determined between the serum uromodulin concentration and GFR determined by the radioisotopic method of DTPA clearance (r=0.83; p<0.001), as well as serum concentration of uromodulin and effective renal plasma flow (r=0.71; p< 0.001). A negative correlation was determined between the value of serum uromodulin concentration and serum creatinine concentration (rs= -0.72; p<0.001), serum urea concentration (rs= -0.69; p<0.001), serum uric acid concentration (r= - 0.37; p<0.001) and serum concentrations of cystatin C (r= –0.64; p<0.001). In the set linear regression model with GFR value as a dependent variable, uromodulin was a statistically significant predictor of GFR value both in first (p<0.001) and second (p<0.001) measurements, and the regression equations in the first and second measurements were almost identical. In the multivariate linear regression model with serum uromodulin concentration values as a dependent variable higher glycemic values (B=-15.939; p=0.003) and lower HDL cholesterol values (B=20.588; p =0.019) were identified as statistically significant predictors of lower serum uromodulin concentration. When assessing the diagnostic accuracy of serum uromodulin concentrations in order to discriminate patients with GFR values below and above 60 ml/min/1.73m2, a cut-off value of 42 ng/ml was determined for a GFR value <60 ml/min/1.73m2 (sensitivity=95 .3%; specificity=93.5%). CONCLUSION: Serum uromodulin concentrations are significantly lower in patients with CKD of non-diabetic etiology, compared to serum uromodulin concentrations in clinically healthy subjects. Serum concentrations of uromodulin are significantly lower in subjects in stage III and IV of CKD compared to subjects in stage I and II of CKD. In patients with CKD of non-diabetic etiology, there is a strong positive correlation between serum uromodulin concentrations and the measured values of GFR and effective renal plasma flow. On the other hand there is a strong negative correlation between serum uromodulin concentrations and serum concentrations of creatinine, i.e. medium negative correlation between serum uromodulin concentrations and serum concentrations of urea, uric acid and cystatin C. In patients with CKD of non-diabetic etiology, there is no statistically significant correlation between serum uromodulin concentrations and albumin and protein concentrations in urine. Statistically significant predictors of lower values of serum uromodulin concentration in this study were lower values of HDL and higher values of glycemia. In patients with CKD of non-diabetic etiology, the serum concentration of uromodulin <42 ng/ml indicates a GFR value <60 ml/min/1.73m2. Serum uromodulin concentration can be used in long-term monitoring of disease progression in patients with CKD of non-diabetic etiology.