Urin- und Serum-Biomarker zur Früherkennung akuter Nierenschäden

Zweck: Dabei soll beurteilt werden, ob empfindliche Tests für Urin- oder Serumbiomarker in der Lage sind, eine akute Nierenschädigung nach einer kardiopulmonalen Bypass-Operation im Zusammenhang mit einer angeborenen Herzerkrankung zu erkennen.

Hintergrund: Eine akute Nierenschädigung (AKI) ist definiert als eine abrupte Verschlechterung der Nierenfunktion, die zur Retention von stickstoffhaltigen (Harnstoff und Kreatinin) und nicht stickstoffhaltigen Abfallprodukten führt. AKI ist eine häufige Komplikation nach einer kardiopulmonalen Bypass-Operation (CPB), die bei bis zu 30 % der erwachsenen Patienten nach einer CPB-Operation auftritt und die Morbidität, Mortalität und Ressourcennutzung erhöht.

Bei Patienten mit zyanotischer Herzkrankheit, die sich einer CPB-Operation unterziehen, besteht ebenfalls das Risiko, an AKI zu erkranken. Diese Patienten benötigen im Laufe ihres Lebens mehrere Operationen, um ihre angeborenen Herzläsionen zu korrigieren. Zyanose allein verursacht eine Glomerulopathie, die klinisch durch eine Proteinurie im subnephrotischen Bereich gekennzeichnet ist, wobei die höhere Prävalenz mit der Zeitspanne vor ersten Korrekturmaßnahmen zusammenhängt.

Pharmakologische Strategien zur Behandlung von AKI haben in früheren Studien wenig Wirksamkeit gezeigt. Daher zielen aktuelle Studien darauf ab, neuartige Plasma- und Urin-Biomarker für die Frühdiagnose von AKI zu evaluieren, basierend auf der Hypothese, dass sich die Ergebnisse verbessern könnten, wenn AKI früher erkannt und mit der Behandlung begonnen würde. Es hat sich gezeigt, dass IL-18 und NGAL im Urin prädiktive Marker für AKI nach Herz-Lungen-Operationen bei Kindern und Jugendlichen mit verschiedenen angeborenen Herzfehlern sind. Dies reduzierte letztlich die Nachweiszeit von 40 Stunden bei herkömmlichen Serum-Kreatinin-Tests auf 4–6 Stunden bei IL-18 und NGAL im Urin. Es hat sich auch gezeigt, dass Serum-Cystatin C bei der Vorhersage des Nierenfiltrationsgrads genauso zuverlässig ist wie Serum-Kreatinin, insbesondere bei Personen mit reduzierter Muskelmasse, wie beispielsweise bei Personen mit angeborenen Herzfehlern.

Allerdings hat keine Studie den Nutzen solcher Marker bei einer kombinierten Population angeborener Herzerkrankungen bei Kindern und Erwachsenen untersucht. Diese Patienten sind aufgrund der Vielzahl von CPB-Operationen, die im Laufe ihres Lebens erforderlich sind, und des Grades ihrer zyanotischen Lebenszeit einzigartig und können daher in ihrer Anfälligkeit für Herzchirurgie-assoziierte AKI unterschiedlich sein.

Unser langfristiges Ziel ist es, den Wert von Urin- und Serumbiomarkern für die Früherkennung von AKI bei dieser einzigartigen Patientenpopulation zu bewerten. Derzeit schlagen die Forscher vor, eine Pilotstudie durchzuführen, um die Machbarkeit der Studienmethoden zu bewerten und vorläufige Daten zu erhalten, die bei Leistungsberechnungen für eine größere Studie helfen sollen.

Methoden: Die Forscher werden insgesamt 20 Patienten aufnehmen, die sich einem Pulmonalklappenersatz unterziehen. Bei allen Patienten ist in der Vorgeschichte eine konotrunkale Anomalie aufgetreten, bei der zuvor eine Korrekturoperation durchgeführt wurde, die einen kardiopulmonalen Bypass erforderte. Die Einschreibung erfolgt zum Zeitpunkt der kardiologischen oder kardiochirurgischen Beratung.

Nach Einholung der Einverständniserklärung und Einwilligung werden Urin- und Serumproben für das Studienprotokoll entnommen. Urinproben für Kreatinin, NGAL und IL-18 werden präoperativ zur Basislinienmessung sowie postoperativ nach 6, 12, 24 und 72 Stunden entnommen. Cystatin C wird präoperativ gemessen, um die chronische Nierenfunktion zu beurteilen. Das Serumkreatinin wird im Rahmen der üblichen klinischen Pflege präoperativ und postoperativ nach 12 Stunden und täglich gemessen.

Die Patienten werden 7 Tage nach der Operation oder bis zum Tag der Entlassung aus dem Krankenhaus beobachtet, je nachdem, was zuerst eintritt. Zu den aus der Krankenakte erfassten Daten gehören: Demografie, medizinische und chirurgische Vorgeschichte, Art des chirurgischen Eingriffs, zugrunde liegende angeborene Herzerkrankung, Serumkreatinin und Nierenfunktion zu Studienbeginn, Serumkreatinin(e) während des gesamten Krankenhausaufenthalts, tägliche Urinausscheidung, Dialysebedarf, Datum Tod oder Entlassung. Der primäre Endpunkt ist die Entwicklung von AKI basierend auf dem Erreichen des doppelten Ausgangswerts des Serumkreatinins oder der Notwendigkeit einer akuten Dialyse, wie im RIFLE-Modell der Niereninsuffizienz – Risiko, Verletzung, Versagen, Verlust und Nierenerkrankung im Endstadium – beschrieben.