NGF im Urin als Biomarker für akute bakterielle Zystitis

Wiederkehrende Harnwegsinfektionen sind ein sehr lästiges und beliebtes Problem in der klinischen Praxis der Urogynäkologie. Gemäß dem gemeinsamen Bericht der International Urogynecological Association (IUGA)/International Continence Society (ICS) zur Terminologie der weiblichen Beckenbodendysfunktion ist eine rezidivierende HWI definiert als mindestens drei symptomatische und medizinisch diagnostizierte HWI in den letzten 12 Monaten. Die vorherige(n) HWI(s) sollte(n) abgeklungen sein, bevor eine weitere HWI diagnostiziert wird. Rezidivierende Harnwegsinfektionen sind eine der häufigsten Diagnosen für eine Funktionsstörung des weiblichen Beckenbodens.

Patienten mit rezidivierenden Harnwegsinfektionen können auch blasenirritative Symptome haben. Frühere Studien haben gezeigt, dass Patienten mit rezidivierenden HWI einen erhöhten NGF-Wert im Urin aufweisen, was darauf hindeutet, dass nach dem Abklingen der HWI eine chronische Entzündung in der Blase dieser Patienten vorhanden ist. Die vorläufigen Ergebnisse der Forscher zeigten, dass chronische Entzündung, Apoptose der Urothelzellen und Beeinträchtigung der Barrierefunktion der Urothelzellen die zugrunde liegende Pathophysiologie wiederkehrender HWI bei Frauen sein könnten. Chronische Entzündungen können in der Blasenwand verbleiben, nachdem die HWI abgeklungen sind, was auch eine Urotheldysfunktion und eine gestörte Barrierefunktion verursachen kann, und HWI wird bei diesen Patienten leicht wiederkehren. Diese Evidenz bietet einen neuen Fokus für das klinische Management und die zukünftige Erforschung rezidivierender Harnwegsinfektionen.

Basierend auf diesem Wissen stellten die Forscher die Hypothese auf, dass eine chronische Entzündung in der Blasenwand liegen könnte, die auch eine Urotheldysfunktion und eine defekte Barrierefunktion verursachen könnte. Bei diesen Patienten mit verbleibender chronischer Blasenentzündung kann es leicht zu einer erneuten Harnwegsinfektion kommen. Wenn die Forscher nach einer akuten Zystitis-Episode ein vollständiges Abklingen der chronischen Entzündung feststellen können, ist es möglich, eine rezidivierende Zystitis durch Behandlung der Entzündung mit entzündungshemmenden Mitteln zu hemmen.

Der Nervenwachstumsfaktor (NGF) ist ein kleines sezerniertes Protein, das die Differenzierung und das Überleben bestimmter Zielneuronen induziert. NGF wurde als ein chemischer Mediator von Pathologie-induzierten Veränderungen in der Erregbarkeit des afferenten C-Faser-Nervs und der Reflexblasenaktivität in Verbindung gebracht. Die Konzentrationen an neurotrophen Faktoren, einschließlich eines NGF-Anstiegs in der Blase nach einer Rückenmarksverletzung (SCI), und erhöhte NGF-Spiegel wurden im lumbosakralen Rückenmark und im Spinalganglion von Ratten nach einer Rückenmarksverletzung nachgewiesen. Die chronische Verabreichung von NGF in die Blase von Ratten induziert eine Blasenhyperaktivität und erhöht die Feuerungsfrequenz von dissoziierten afferenten Neuronen der Blase. Erhöhte NGF-Spiegel im Urin wurden auch bei BOO-Patienten mit Symptomen einer überaktiven Blase (OAB) festgestellt. Erhöhter Blasengewebe-NGF wurde bei Patienten mit interstitieller Zystitis/schmerzhaftem Blasensyndrom (IC/PBS) festgestellt. Jüngste Forschungen konzentrierten sich auf die NGF-Spiegel im Urin beim Nachweis von OAB und IC/PBS bei Funktionsstörungen der unteren Harnwege (LUTD). Nachweise haben gezeigt, dass Urinproteine ​​wie NGF und Prostaglandin E2 bei Patienten mit OAB, sensorischem Harndrang und Detrusorüberaktivität (DO) ansteigen. Patienten mit OAB-trocken und OAB-nass haben im Vergleich zur Kontrollgruppe und Patienten mit erhöhtem Blasengefühl signifikant höhere NGF-Spiegel im Urin. Die NGF-Spiegel im Urin steigen physiologisch in geringem Ausmaß bei normalen Probanden bei Harndrang an, steigen aber pathologisch in großem Ausmaß bei OAB-Patienten bei kleinem Blasenvolumen und bei Dranggefühl an. Die NGF-Spiegel im Urin sinken nach antimuskarinischer Therapie und sinken weiter nach Detrusor-Botulinumtoxin-Injektionen bei refraktärer OAB. Zusammengenommen scheinen die NGF-Spiegel im Urin ein potenzieller Biomarker für die Diagnose von OAB und der zugrunde liegenden chronischen Entzündung zu sein.

Mehrere urologische Erkrankungen, darunter bakterielle Zystitis, unterer Harnleiterstein und Urothelzellkarzinom, können Lagerungssymptome entwickeln, die OAB oder IC/PBS nachahmen. Die NGF-Spiegel im Urin sind bei diesen Erkrankungen ebenfalls erhöht. In der vorherigen Studie stellten die Forscher fest, dass HWI die NGF-Produktion im Urin im Zusammenhang mit Harnwegssteinen erhöhen kann. Patienten mit zurückgegangener Harnwegsinfektion, aber auch mit persistierender OAB können hohe NGF-Spiegel im Urin aufweisen. Diese Ergebnisse belegen, dass NGF im Urin ein Produkt einer Entzündung in den Harnwegen ist. Daher kann Urin-NGF als Zweitlinienprodukt nach einer Urothelschädigung oder Veränderungen der Urothelumgebung betrachtet werden, die die sensorische Nervenerregung auslösen und eine Blasenüberempfindlichkeit oder DO verursachen. Die Messung von Urin-NGF ist ein nicht-invasives Instrument zur Beurteilung des chronischen Entzündungsstatus und zum Längsvergleich der Behandlung.

Es ist wichtig zu wissen, ob die NGF-Spiegel im Urin auch bei einer akuten Zystitis-Episode ansteigen können und die Produktion in verschiedenen Stadien nach der Antibiotikabehandlung in einem Zusammenhang mit den damit verbundenen Speichersymptomen steht. Diese Studie soll die NGF-Spiegel im Urin bei Patienten mit akuter Zystitis und verschiedenen Stadien nach einer Antibiotikabehandlung messen. Wenn die NGF-Spiegel im Urin mit der zugrunde liegenden Entzündung in der Blasenwand in Verbindung stehen, könnten die Forscher sie als Biomarker verwenden, um den Status der Auflösung der Entzündung zu bestimmen und den Ärzten die Möglichkeit zu geben, zu entscheiden, wie lange die Forscher Patienten mit akuter Zystitis behandeln sollten.

Materialen und Methoden

In diese Studie werden 30 weibliche Patienten mit erstmaliger HWI und 30 weibliche Patienten mit rezidivierender HWI (mindestens zwei frühere HWI-Episoden in den letzten 12 Monaten) aufgenommen, die jedoch kürzlich eine akute Episode hatten. Zehn gleichaltrige Frauen (30 bis 50 Jahre alt) ohne Vorgeschichte von Harnwegsinfekten oder Harnwegspathologien werden eingeladen, als Kontrollpersonen zu dienen. Urinproben werden bei den Patienten zu Studienbeginn, 7 Tage nach der Antibiotikabehandlung und 2 Wochen, 4 Wochen, 8 Wochen und 12 Wochen nach der UTI-Episode gesammelt. Eine Urinanalyse wird bei jedem Besuch durchgeführt und eine Urinkultur wird zu Studienbeginn und bei den Besuchen nach 2 Wochen und 3 Monaten durchgeführt. Von den Kontrollen werden zu Vergleichszwecken Urinproben zu Studienbeginn und nach 3 Monaten gesammelt.

Bei allen Patienten sollte nachgewiesen werden, dass sie HWI haben, indem sie eine Pyurie bei der Urinanalyse (WBC>10 pro Hochleistungsfeld) feststellen und ein positives Urinkulturergebnis hatten. Zusätzlich wird ein Nieren-, Harnleiter- und Blasenfilm (KUB) und eine Nierensonographie durchgeführt, um die Möglichkeit einer Urolithiasis oder einer anderen Pathologie der Harnwege auszuschließen. Das eintägige Miktionstagebuch muss bei jedem Besuch aufgezeichnet werden, um die funktionelle Blasenkapazität (FBC) und die Häufigkeit der Episoden pro Tag zu bestimmen. Blasensymptome werden anhand des Overactive Bladder Symptom Score (OABSS) und der visuellen analogen Schmerzskala (VAS) aufgezeichnet. Darüber hinaus wird auch die Uroflowmetrie, einschließlich der maximalen Flussrate (Qmax), des Miktionsvolumens und des Residualvolumens nach der Blasenentleerung (PVR), bei Besuch 2 gemessen. Urinproben zu Studienbeginn und bei jedem Besuch nach der Behandlung werden bei einer angenehm vollen Blase gesammelt und eingeschickt NGF-Messungen. Antibiotika (Cephalexin 500 mg Q6H) für 1 bis 2 Wochen werden bei der Grundlinie begonnen, bis die Urinanalyse sich als negativ erwiesen hat und die Urinkultur negativ war. Dann wird ein antimikrobielles Mittel (Baktar 800 mg h.s.) oder ein entzündungshemmendes Mittel (Celecoxib 200 mg QD) nach dem vollständigen Abklingen der akuten Zystitis 3 Monate lang nach dem Zufallsprinzip zur HWI-Prophylaxe verschrieben. Alle Patienten werden bis zu einem Jahr nachbeobachtet, um zu überwachen, ob bei ihnen rezidivierende Harnwegsinfekte auftreten.

Alle Urinproben werden bei voller Blase und natürlicher Entleerung gesammelt. Die Messung der NGF-Spiegel im Urin wird mit dem ELISA-Verfahren durchgeführt. Urinproben werden nicht verdünnt. Ausgeschiedener Urin wird sofort auf Eis gelegt und bei 3000 g für 10 min bei 4 ◦C zentrifugiert. Der Überstand wird in Aliquots in 1,5-ml-Röhrchen getrennt und in einem –80 °C-Gefrierschrank aufbewahrt. Gleichzeitig werden 3 ml Urin entnommen, um den Kreatininspiegel im Urin zu messen. Die NGF-Konzentration im Urin wird mit dem Emax ImmunoAssay System (Promega, Madison, Wisconsin, USA) mit einem spezifischen und hochempfindlichen ELISA-Kit bestimmt, das eine minimale Empfindlichkeit von 7,8 pg/ml aufweist. Die Menge an NGF in Urinproben, die unter die Nachweisgrenzen des NGF-Assays fällt, wurde aus einer NGF-Standardkurve extrahiert. Alle Proben werden in dreifacher Ausführung durchgeführt, NGF-Spiegel im Urin ohne einen konsistenten Wert in drei Messungen werden wiederholt und die Werte werden gemittelt. Die gesamten Urin-NGF-Spiegel werden weiter durch die Konzentration von Urin-Kreatinin (NGF/Cr-Spiegel) normalisiert. Die NGF/Cr-Spiegel werden zwischen allen Untergruppen verglichen.

Statistische Analysen werden durch einen gepaarten t-Test für gepaarte Daten in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten durchgeführt. Der Mann-Whitney-Test wird für die nichtparametrische Analyse zwischen verschiedenen Untergruppen verwendet. Ein P-Wert von weniger als 0,05 wird als signifikant angesehen.

erwartete Ergebnisse

Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass Patienten mit rezidivierenden HWI möglicherweise dauerhaft erhöhte NGF-Spiegel im Urin im Vergleich zu Patienten mit erstmaligem HWI aufweisen. Die NGF-Spiegel im Urin bleiben bei Patienten mit anhaltenden OAB-Symptomen nach einer akuten Zystitis-Episode erhöht und können nach 3 Monaten anhaltend höher sein als bei den Kontrollen. Patienten, die mit entzündungshemmenden Mitteln behandelt werden, können nach 3 Monaten im Vergleich zu Patienten, die antimikrobielle Mittel einnehmen, niedrigere NGF-Spiegel im Urin aufweisen. Die Inzidenz rezidivierender Harnwegsinfektionen im folgenden Jahr kann bei Patienten, die mit antimikrobiellen Mitteln behandelt werden, höher sein als bei Patienten, die mit entzündungshemmenden Mitteln behandelt werden.