Akutes Nierenversagen

Akutes Nierenversagen (AKI) ist eine plötzlich auftretende, reversible Nierenfunktionsstörung, die insbesondere bei Patienten auf Intensivstationen häufig auftritt und typischerweise multifaktoriell bedingt ist. Trotz der Fortschritte in der Intensivmedizin ist die Inzidenz von AKI gestiegen und die damit verbundene Sterblichkeitsrate ist unverändert hoch. AKI liegt bei etwa 5 % aller Krankenhauseinweisungen und 35 % der Einweisungen auf Intensivstationen vor. AKI erhöht die Morbidität, Mortalität und die Gesundheitsausgaben erheblich, unabhängig von anderen Komorbiditäten. Dies gilt sogar für „moderate“ Stadien von AKI.

Derzeit gibt es keine wirksame Therapie für AKI. Die Bemühungen konzentrieren sich daher auf eine frühzeitige Primär- und Sekundärprävention sowie auf die frühzeitige Einleitung einer Nierenersatztherapie (RRT) zur Tertiärprävention. Die schnelle Verabreichung einer „frühzeitigen zielgerichteten Therapie“ und antimikrobieller Mittel senkt die AKI-Rate bei Sepsis. Dasselbe gilt für die hämodynamische Stabilisierung im Schockfall, die Volumenkorrektur bei Hypovolämie und Maßnahmen bei Rhabdomyolyse. AKI muss so früh wie möglich erkannt werden, damit die Prävention möglichst effektiv ist.

Die aktuellen AKIN-Definitionen von AKI umfassen Serumkreatinin und Urinausscheidung als Marker zur Diagnose und Einstufung von AKI. Diese Marker ermöglichen jedoch keine Früherkennung von AKI. In jüngster Zeit haben Serum- und Urinmarker wie Cystatin C, Interleukin-18 (IL-18), Kidney injury molecule-1 (KIM-1) und neutrophiles Gelatinase-assoziiertes Lipocalin (NGAL) in Pilotstudien mit kleinen, homogenen Kohorten gute Ergebnisse als Erkennungs- und Prognosemarker von AKI gezeigt. Oft konnten diese vielversprechenden Ergebnisse in größeren multizentrischen Studien nicht bestätigt werden. Da AKI multifaktoriell und heterogenen Ursprungs ist, erscheint es unwahrscheinlich, dass ein einzelner Marker, sondern vielmehr ein Biomarker-Panel erforderlich sein wird, um AKI frühzeitig zu erkennen und seinen Ausgang vorherzusagen.

Mosaiques hat gemeinsam mit der Abteilung für Nephrologie der Universität Duisburg-Essen Urinpeptidmarker identifiziert, die ein akutes Nierenversagen vorhersagen. Diese Peptidmarker stammen aus Urinproben von Dauerkathetern von Intensivpatienten, die später ein akutes Nierenversagen entwickelten (maximal 5 Tage vor dem akuten Nierenversagen), das durch einen Anstieg des Serumkreatinins um ≥ 50 % in ≤ 48 Stunden definiert war oder bei denen die Nierenfunktion normal blieb. Die statistisch signifikantesten Marker wurden kombiniert und anhand einer verblindeten Gruppe von Intensivpatientenproben validiert.

Eine Kombination aus 20 Peptiden ermöglichte die Klassifizierung eines verblindeten Testsets von Proben von Intensivpatienten (n=20) mit 89 % Sensitivität und 82 % Spezifität. Um die allgemeine Anwendbarkeit zu bewerten, wurde das Urinproteommodell außerdem auf die Klassifizierung von Einzelurinproben von Patienten mit hämatopoetischer Stammzelltransplantation (HSCT) und Leukämie angewendet, von denen 13 nach der Transplantation ein akutes Nierenversagen entwickelten und 18 nicht. Die Sensitivitäts- und Spezifitätswerte in diesem Validierungsset lagen bei 94 bzw. 82 %. Im Vergleich zum Proteommodell ergab die ROC-Kurvenanalyse eine schlechtere Klassifizierungsgenauigkeit von Cystatin C, IL-18, KIM-1 und NGAL, wobei die jeweiligen AUC-Werte außerhalb des statistisch signifikanten Bereichs lagen.

In einer Folgestudie wurde die diagnostische Genauigkeit des prädiktiven AKI-Proteommodells bei Patienten nach Herzoperationen aus der Klinik für Innere Medizin, Nephrologie und Hypertonie des Universitätsklinikums des Saarlandes als einer weiteren ätiologischen AKI-Gruppe untersucht. In dieser Studie wurden 110 Dauerkatheterproben von Patienten direkt nach Herzoperationen analysiert. 59 Patienten (54 %) der untersuchten Population entwickelten ein AKI (R: 42,4 %; I: 23,7 %, F: 33,9 %). Die Anwendung des prädiktiven AKI-Proteommodells zeigte eine AUC in der ROC-Analyse von 0,81. Im Vergleich zum Proteommodell zeigte die ROC-Kurvenanalyse eine schlechtere Klassifizierungsgenauigkeit von KIM-1 und NGAL, wobei die jeweiligen AUC-Werte von 0,57 und 0,63 erneut statistisch nicht signifikant waren.

Im Gegensatz zu den einzelnen AKI-Biomarkern Cystatin C, IL-18, KIM-1 und NGAL ermöglichte das proteomische Markermuster eine genaue Erkennung von AKI bereits 5 Tage vor dem Serumkreatinin, unabhängig von der Patientenpopulation, bei der AKI auftrat.

REFERENZEN:

1. Piedrafita A, Siwy J, Klein J, et al. A universal predictive and mechanistic urinary peptide signature in acute kidney injury. Crit Care. 2022; 26(1):344.
2. Metzger J, Mullen W, Husi H, et al. Acute kidney injury prediction in cardiac surgery patients by a urinary peptide pattern: a case-control validation study. Crit Care 2016; 20(1):157.
3. Metzger J, Kirsch T, Schiffer E, et al. Urinary excretion of twenty peptides forms an early and accurate diagnostic pattern of acute kidney injury. Kidney Int 2010; 78(12):1252-62.