Munuaisvaurion uusia merkkiaineita

Transkriptio

1 Munuaisvaurion uusia merkkiaineita Munuaisvauriota on laboratoriodiagnostisesti tutkittu läpi vuosikymmenten määrittämällä seerumin tai plasman kreatiniinipitoisuutta. Sen rinnalla on saatettu määrittää virtsan proteiini/ kreatiniini -suhdetta. Ongelmalliseksi nämä tutkimukset tekee tilanteen vakavuus siinä vaiheessa, kun niissä havaitaan muutoksia. Kreatiniinin pitoisuus suurenee vasta, kun % munuaisten toimintakyvystä on menetetty (1). Virtsan proteiini/ kreatiniini suhteessakin vain lievimmät muutokset ovat indikaatioita mahdollisesti palautuvasta vauriosta. Toinen ongelma on kreatiniinipitoisuuteen vaikuttavat yksilölliset ja ulkoiset tekijät. Seerumin kreatiniini on pääosin lihasten aineenvaihdunnan tuote, jota erittyy verenkierrosta munuaisten kautta vapaasti glomeruluksissa suodattuvana molekyylinä virtsaan. Tubulaarista reabsorptiota ei terveessä munuaisessa juurikaan tapahdu. Lihasperäisyydestä johtuen kreatiniinin pitoisuus samankokoisilla yksilöillä on verrannollinen lihasmassan määrään. Tämä aiheuttaa riskin virhetulkinnasta erityisen laihoilla tai lihaksikkailla yksilöillä. Lisäksi runsaasti lihaa sisältävän aterian on havaittu lisäävän seerumin, ja siten myös virtsan, kreatiniinipitoisuutta. Vielä 3-4 tuntia aterian jälkeen pitoisuus on jopa yli 20 % suurempi kuin ennen ruokailua (2). Edellä mainitut seikat osoittavat, että herkemmin vaurion toteaville ja spesifisemmille laboratoriotutkimuksille on tarvetta. Munuaisvaurioita voidaan jaotella usin eri tavoin. Yksi tapa on tehdä jako akuuttiin (acute kidney injury; AKI) ja krooniseen vaurioon (chronic kidney disease; CKD). Akuutti vaurio on yleisemmin henkeä ja terveyttä uhkaava, krooninen taasen diagnosoimattomana ja hoitamattomana johtaa vakaviin terveysongelmiin ja elämänlaadun huononemiseen. Toinen tapa on tehdä jaottelu vauriokohdan mukaan prerenaalisiin, renaalisiin ja postrenaalisiin vaurioihin. Tätä tapaa käytetään tyypillisesti akuutin munuaisvaurion kuvaamisessa. Prerenaalinen munuaisten vajaatoiminta liittyy heikentyneeseen verenkiertoon munuaisissa esimerkiksi verenpaineen laskun myötä. Renaalinen vaurio tarkoittaa tarkoittaa nimenomaan munuaiskudoksen vauriota, kun taas postrenaalinen liittyy

2 virtsanjohtimien, virtsarakon ja virtsaputken sairauksiin. Mikroalbumiini Mikroalbuminuria on tilanne, jossa virtsassa on muutamia kymmeniä tai muutamia satoja milligrammoja albumiinia litrassa. Se on seurausta tilanteesta, jossa albumiini pääsee läpäisemään munuaisglomerulusten kapillaariseinämän. Seinämän kolmikerroksinen rakenne ei normaalisti päästä lävitseen molekyylejä, joiden koko on suurempi kuin Daltonia (3,4). Albumiini ei siten Daltonin kokoisena normaalitilanteessa läpäise kapillaariseinämää. Siksi virtsan albumiinipitoisuus on terveellä eläimellä erittäin pieni (3). Ohimenevää lievää albuminuriaa voivat tosin aiheuttaa esimerkiksi voimakas rasitus tai kuume. Jatkuva (mikro)albuminuria on merkki munuaisvauriosta. Lisäksi ikä aiheuttaa lievää mikroalbuminuriaa, joka ei välttämättä aiheudu mistään primääritautitilasta (5,6). Keskimäärin albumiinin määrä virtsassa suurenee hieman yksilön ikääntyessä. Krooninen munaistauti aiheuttaa hoitamattomana ajan myötä voimistuvaa albuminuriaa, ja vakavassa vaiheessa myös suurenpienkin proteiinimolekyylien pääsyä virtsaan. Siinä vaiheessa puhutaankin albuminurian sijaan proteinuriasta (7). Tällöin proteiinien määrä vitsassa voi olla useita grammoja litrassa, ja munuaisten toimintakyky käytännössä täysin menetetty. Tässä tilanteessa potilaan elämänlaatu on erittäin huono, joten diagnostiikan tavoitteena on oltava lievän munuaisvaurion löytäminen, syyn selvittäminen ja paras mahdollinen hoito ennen vakavien vaurioiden syntymistä. Virtsan albumiini olisi hyvä suhteuttaa virtsan kreatiniinipitoisuuteen, mikä parantaa tuloksen luotettavuutta. Tätä ei voi kuitenkaan suositella tilanteissa, joissa potilaalla on jo ilmeinen tubulusvaurio, koska tubulusten toimimattomuuden vuoksi kreatiniinin pitoisuus virtsassa on jo patologinen, eikä vertailua viitearvoihin tai potilaan aiempiin tuloksiin voida enää pitää luotettavana (8). Toki edellä mainitut esimerkit kreatiniinin määrään vaikuttavista tekijöistä on aina syytä ottaa huomioon. Vuorokauden keräysvirtsa on tietysti luotettavin tapa määrittää albumiinin erityksen määrää, mutta käytännössä paras vaihtoehto saattaa olla saada näyte ensimmäisestä aamuvirtsasta. N-asetyyli-b-glukosaminidaasi (NAG) NAG on suurimolekyylinen lysosomaalinen proteiini, kooltaan Daltonia. Siten se ei läpäise tervettä glomerusseinämää. Sitä tiedetään kuitenkin erittyvän proksimaalisten tubulusten (tubulusten alkuosa) soluista tubulusvaurioissa. Siten se on hyvä tubulaarisen munuaisvaurion

3 merkkiaine (9). Lisäksi ihmis- ja eläintutkimukset ovat osoittaneet sen toimivan merkkiaineena myös lievemmille tubulusten toimintahäiriöille, jotka saattavat johtaa vakavampiin vaurioihin (9,10). NAG/kreatiniini suhteen on tutkittu olevan herkkä munuaisvaurioiden osoittaja sekä koirilla, kissoilla että naudoilla (11,12,13). Alempien virtsateiden sairauksien tai virtsan ph:n ei ole todettu vaikuttavan NAG:n määrään virtsassa. Myöskään kehon pinta-ala (BSA) ei vaikuttanut NAG-pitoisuuteen koirilla (11,12,14). Yhden tutkimuksen mukaan virtsan NAG-pitoisuus suurenee nartuilla pyometrassa ennen kuin urea- tai kreatiniinipitoisuuksien kohoamista (11). Virtsan NAG on herkkä (etenkin tubulaarisen) munuaisten toimintahäiriön ja -vaurion merkkiaine. Sen on todettu suurenevan jo ennen varsinaisen soluvaurion syntymistä, mikä on yhtäältä hyvä asia eläimen ennusteen kannalta. Toisaalta tämä on syytä pitää mieleessä tuloksen tulkinnassa. Suurentuneen NAG:n lisäksi on hyvä käyttää jotain hieman epäherkempää tutkimusta, esimerkiksi mikroalbumiinimääritystä. Se on yksinkertaista ja nopeaa, koska näyte on jo laboratoriossa. Muita herkkiä merkkiaineita Viime vuosina useiden ihmisdiagnostiikassa käytettyjen merkkiaineiden soveltuvuutta on testattu myös eläimille. Tällaisia ovat esimerkiksi kystatiini C, retinol binding protein (RBP) ja NGAL. (15,16,17,18,19) Ne kaikki perustuvat tutkittavan molekyylin vasta-aineperusteiseen tunnistamiseen (kuten myös edellä mainittu mikroalbumiini), mikä on perustana niiden herkkyydelle löytää pienetkin pitoisuudet. Niille kaikille on löydetty käyttöarvoa, ja kystatiini C sekä NGAL määritykset ovatkin tulleet jossain päin maailmaa saataville jopa rutiinidiagnostiikkaan. Viimeisin tulokas: Symmetrinen dimetyyliarginiini (SDMA) Vuonna 1970 Kakimoto ja Akazawa eristivät ihmisvirtsasta N-N, N-G- ja N-G,N -G-dimetyyliarginiinin (20). Nykyään nämä yhdisteet tunnetaan asymmetrisenä- ja symmetrisenä dimetyyliarginiinina (ADMA ja SDMA), jotka ovat toistensa enentiomeerejä eli peilikuvaisomeerejä. ADMA ja SDMA ovat solujen proteiinimetylaation lopputuotteita, joilla on myös biologisia vaikutuksia esimerkiksi verisuonen vasokonstriktioon (21). Myöhemmissä tutkimuksissa yhdisteillä on havaittu olevan diagnostista merkitystä ja ennustearvoa esimerkiksi sydän- ja verisuonitaudeissa ja munuaistaudeissa (22). Niiden, ja etenkin SDMA:n valtaosin munuaisten kautta virtsaan erittyvä-

4 nä, on osoitettu olevan merkkiaine munuaisten toimintakyvyn osoittamisessa (23). Seerumin SDMA-pitoisuuden on osoitettu korreloivan melko hyvin kreatiniinipitoisuuden ja kreatiniinin poistuman kautta lasketun glomerulussuodosnopeuden (glomerular filtration rate, GFR) kanssa sekä ihmisillä että eläimillä (24,25,26,27,28,29). Eräässä humaanitutkimuksessa todettiin kreatiniinin poistumaa luotettavamman ionotalamaatin poistuman kautta lasketun GFR:n korreloivan myös melko hyvin seerumin SDMA:n kanssa, ja että SDMA oli lähes kystatiini C:n veroinen munuaisten toimintakyvyn mittari (25). On huomattava, että mainittu tutkimus ei ollut kliiniseen aineistoon perustuva, ja koostui vain 40 vapaaehtoisesta. Epävarmuutta SDMA:n käyttöön munuaisvaurion merkkiaineena tuovat tutkimukset, joiden mukaan SDMA-pitoisuuden on ilmoitettu pienentyvän voimakkaassa rasituksessa sekä estrogeenin vaikutuksesta, ja suurentuvan allergiassa/astmassa sekä munasarjojen monirakkulaisessaoireyhtymässä (polycystic ovarian syndrome, PCOS) (30,31,32,33,34). Lisäksi kliiniset, laajat vertailututkimukset on käytännössä tehty vertailuna seerumin kreatiniiniin tai kreatiniinipoistuman kautta laskettuun glomerulussuodosnopeuteen. Näiden lisäksi on vain yksi tutkimus, jossa SDMA:ta on verrattu herkempään munuaisvaurionmerkkiaineeseen tai luotettavampaan GFR-määritykseen. Siten SDMA:n käytettävyyttä munuaisvaurion arvioinnissa on pidettävä vielä tilassa mahdollisesti luotettava, mutta lisätutkimuksia ja käytännön kokemuksia vaativa. Yhteenvetona Eläinten munuaisvaurioita tutkittiin laboratoriodiagnostisesti pitkään erittäin karkeiden mittareiden avulla. Viime vuosien kehitys on tuonut uusia, herkempiä määritysmenetelmiä eläinlääkäreiden ja eläinten omistajien saataville. On jopa kommentoitu, että jotkut menetelmät ovat liian herkkiä, koska vaurioita ei välttämättä vielä ole kun saadaan jo koholla oleva tulos. Asiaa voidaan ajatella myös toiselta kannalta: vauriota ei vielä ole syntynyt, toimintakyky on vain heikentynyt. Tilanteeseen päästään kuitenkin tässä vaiheessa kiinni, joten tämähän on paras mahdollinen tilanne potilaan kannalta. Lääkäri voi näissä tilanteissa ottaa käyttöön hieman karkeamman testin ja kontrolloida tilannetta myöhemmin seuraamalla näitä herkempiä markkereita. Näin saadaan selville oliko herkän menetelmän tulos tosiaankin vain ohimenevä tilanne vai indikaatio jostain vakavammasta. Herkät määritysmenetelmät mahdollistavat vaurion aikaisemman toteamisen kautta potilaan nopeamman hoidon ja siten paremman elämänlaadun. Viime aikoina ryminällä markkinoille tullut SDMA on sekä ihmis- että

5 eläintutkimusten perusteella selkeästi kreatiniinia parempi munuaisvaurion merkkiaine, mutta lisävertailuja herkkiin menetelmiin tarvitaan ennenkuin voidaan varmuudella tietää, mihin se asettuu verrattuna esimerkiksi mikroalbumiiniin, NAG:hen, kystatiini C:hen tai NGAL:iin. Lähteet: 1)Finco DR, Brown SA, Vaden SL, et al. Relationship between plasma creatinine concentration and glomerular filtration rate in dogs. J Vet Pharmacol Ther 1995;18: )Ann Clin Biochem Jan;44(Pt 1):35-42.The influence of a cooked-meat meal on estimated glomerular filtration rate.preiss DJ1, Godber IM, Lamb EJ, Dalton RN, Gunn IR. 3)Littman MP. Protein-losing nephropathy in small animals. Vet Clin Small Anim 2011;41: )Tryggvason K, Patrakka J, Wartiovaara J. Hereditary Proteinuria Syndromes and Mechanisms of Proteinuria. N Engl J Med 2006;354: )Whittemore JC, Gill VL, Jensen WA, et al. Evaluation of the association between microalbuminuria and the urine albumin-creatinine ratio and systemic disease in dogs. J Am Vet Med Assoc 2006;229(6): )Whittemore JC, Miyoshi Z, Jensen WA, et al. Association of microalbuminuria and the urine albumin-to-creatinine ratio with systemic disease in cats. J Am Vet Med Assoc 2007;230(8): )Lees GE, Jensen WA, Simpson DF, et al. Persistent albuminuria precedes onset of overt proteinuria in male dogs with X-linked hereditary nephropathy. J Vet Intern Med 2002;16(3):353 8)Clin Chem Lab Med. 2009;47(12): Should kidney tubular markers be adjusted for urine creatinine? The example of urinary cystatin C.Conti M1, Moutereau S, Esmilaire L, Desbene C, Lallali K, Devanlay M, Durrbach A, Manivet P, Eschwège P, Loric S. 9)C. Bazzi, C. Petrini, V. Rizza et al. Urinary N-acetyl-β-glucosaminidase excretion is a marker of tubular cell dysfunction and a predictor of outcome in primary glomerulonephritis. Nephrology Dialysis Transplantation, vol. 17, no. 11, pp , )M. P. Bosomworth, S. R. Aparicio, and A. W. Hay, Urine Nacetyl-β-D-glucosaminidase a marker of tubular damage? Nephrology Dialysis Transplantation, vol. 14, no. 3, pp , )Clinical availability of urinary N-acetyl-beta-D-glucosaminidase index in dogs with urinary diseases. Sato R, Soeta S, Miyazaki M, Syuto B, Sato J, Miyake Y, Yasuda J, Okada K, Naito Y.J Vet Med Sci Apr;64(4): )Urinary Excretion of N-acetyl-β-D-Glucosaminidase and Its Isoenzymes in Cats with Urinary Disease. Reeko SATO, Satoshi SOETA, Bunei SYUTO, Norio YAMAGISHI, Jun SATO, Yoshihisa NAITO. J Vet Med Sci Apr;64(4): )N-acetyl-beta-D-glucosaminidase activity in urine of cows with renal parenchymal lesions.sato R, Sano Y, Sato J, Naito Y. Am J Vet Res Apr;60(4): )Indices of urine N-acetyl-beta-D-glucosaminidase and gamma-glutamyl transpeptidase activities in clinically normal adult dogs. Brunker JD, Ponzio NM, Payton ME. Am J Vet Res Feb;70(2): ). 15)Cystatin C: A New Renal Marker and Its Potential Use in Small Animal Medicine. L. Ghys, D. Paepe, P. Smets, H. Lefebvre, J. Delanghe, and S. Daminet. J Vet Intern Med 2014;28: )Biological validation of feline serum cystatin C: The effect of breed, age and sex and establishment of a reference interval. L.F.E. Ghysa, D. Paepea, L. Duchateaub, E.R.L. Taffina, S. Marynissena, J. Delanghec, S. Damineta. The Veterinary JournalVolume 204, Issue 2, May 2015, Pages ) BMC Vet Res Dec 28;8:248.Urine neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) as a biomarker for acute canine kidney injury. Lee YJ1, Hu YY, Lin YS, Chang CT, Lin FY, Wong ML, Kuo-Hsuan H, Hsu WL. 18)J Vet Intern Med Mar-Apr;28(2): Plasma and urine neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in dogs with acute kidney injury or chronic kidney disease. Steinbach S1, Weis J, Schweighauser A, Francey T, Neiger R. 19) J Vet Diagn Invest Jul;16(4): Protein profiling of urine from dogs with renal disease using ProteinChip analysis. Forterre S1, Raila J, Schweigert FJ. 20)J Biol Chem Nov 10;245(21): Isolation and identification of N-G,N-G- and N-G,N -G-dimethyl-arginine, N-epsilon-mono-, di-, and trimethyllysine, and glucosylgalactosyl- and galactosyl-delta-hyd-

6 roxylysine from human urine. Kakimoto Y, Akazawa S. 21)Nature Reviews Nephrology 7, (May 2011) The role of asymmetric and symmetric dimethylarginines in renal disease. Edzard Schwedhelm & Rainer H. Böger. 22)Asymmetric Dimethylarginine and Symmetric Dimethylarginine: Axis of Evil or Useful Alliance? Kielstein JT, Fliser D, Veldink H. Seminars in dialysis. Volume 22, Issue 4.July/August Pages )Lancet Mar 7;339(8793): Accumulation of an endogenous inhibitor of nitric oxide synthesis in chronic renal failure. Vallance P1, Leone A, Calver A, Collier J, Moncada S. 24)Metabolism Sep;46(9): Guanidino compounds in serum and urine of nondialyzed patients with chronic renal insufficiency. Marescau B1, Nagels G, Possemiers I, De Broe ME, Becaus I, Billiouw JM, Lornoy W, De Deyn PP. 25)Clin Biochem Jul 21. Comparison of symmetric dimethylarginine with creatinine, cystatin C and their egfr equations as markers of kidney function. El-Khoury JM1, Bunch DR2, Hu B3, Payto D2, Reineks EZ2, Wang S4. 26)J Vet Intern Med Jul-Aug;29(4): Symmetric Dimethylarginine Assay Validation, Stability, and Evaluation as a Marker for the Early Detection of Chronic Kidney Disease in Dogs. Nabity MB1, Lees GE2, Boggess MM3, Yerramilli M4, Obare E4, Yerramilli M4, Rakitin A4, Aguiar J4, Relford R4. 27)J Vet Intern Med Nov-Dec;28(6): Relationship between serum symmetric dimethylarginine concentration and glomerular filtration rate in cats. Braff J1, Obare E, Yerramilli M, Elliott J, Yerramilli M. 28)J Vet Intern Med Nov-Dec;28(6): Comparison of serum concentrations of symmetric dimethylarginine and creatinine as kidney function biomarkers in cats with chronic kidney disease. Hall JA1, Yerramilli M, Obare E, Yerramilli M, Jewell DE. 29)Vet Clin North Am Small Anim Pract Nov;46(6): Symmetric Dimethylarginine: Improving the Diagnosis and Staging of Chronic Kidney Disease in Small Animals. Relford R1, Robertson J1, Clements C2. 30)J Biol Regul Homeost Agents Jul-Sep;26(3):561-6.ADMA, SDMA, L-Arginine and nitric oxide in allergic pediatric bronchial asthma. Riccioni G1, Bucciarelli V, Verini M, Consilvio NP, Gallina S, Martini F, Aceto A, Scotti L, Bucciarelli T. 31)Menopause Mar-Apr;14(2): Effects on asymmetric dimethylarginine of HMR 3339, a novel selective estrogen receptor modulator: a 12-week, randomized, placebo-controlled, double-blind, dose-ranging study in healthy postmenopausal women.verhoeven MO1, Teerlink T, Kenemans P, Vogelvang TE, van der Mooren MJ. 32)Clin Sci (Lond) Jul;105(1):67-71.Oestrogen replacement therapy lowers plasma levels of asymmetrical dimethylarginine in healthy postmenopausal women.teerlink T1, Neele SJ, de Jong S, Netelenbos JC, Stehouwer CD. 33)J Obstet Gynaecol Jul;31(5): Symmetric dimethylarginine (SDMA) is raised in women with polycystic ovary syndrome: a pilot study. Lakhani K1, Kay AR, Leiper J, Barry JA, Hardiman PJ.