Ureemiset toksiinit kroonisissa munuaissairaus lapsipotilailla: kineettinen analyysi (UToPaed_2)

Tämä on monikeskustutkimus, johon osallistui 20 lasta (≤ 18 vuotta), joilla oli krooninen munuaissairaus (CKD) vaihe 5D ja joita hoidettiin hemodialyysillä.

Ureemisten toksiinien jakautuminen ja kulkeutuminen kehon sisällä on johdettu poikkileikkaustutkimuksesta. Keskiviikon hemodialyysijakson aikana verinäytteet otetaan dialyysilaitteen sisääntulolinjasta eri ajankohtina (esim. 0, 15, 30, 60, 120, 240 min) istunnon aikana, jotta saadaan aikaan dialyyttisten pitoisuuksien kehitys, jota tarvitaan kineettistä analyysiä varten. . Dialysaattorin puhdistuman laskemiseksi veri otetaan samanaikaisesti dialysaattorin sisään- ja ulostuloaukosta istunnon ensimmäisessä osassa (esim. 30 minuutin kohdalla). Liuenneen aineen kokonaispoisto mitataan osittaisella dialysaatin keräämisellä koko dialyysin keston aikana käyttäen validoitua näytteenottojärjestelmää. Jokaiselle tutkittavalle ureemiselle toksiinille kalibroidaan kineettinen malli, joka simuloi jakautumista ja massakuljetusta potilaan kehon sisällä. Keholle on tunnusomaista kokonaisjakautumistilavuus V (toksiinia kohti), joka koostuu yhdestä tai useammasta erillisestä osastosta. Vuonna esim. 2-osastoisessa mallissa voidaan erottaa plasma- tai perifeerinen osasto, joka puhdistetaan suoraan hemodialyysillä (ts. dialyysipuhdistuma) tai munuaisten tai munuaisten ulkopuolisten puhdistumien ja ekstraplasmaattisten osien kautta. Jokaiselle osastolle oletetaan ominaista homogeeninen ureeminen toksiinipitoisuus vaihtelevilla tuloilla ja ulostuloilla. Liuenneen aineen kuljetuksen kahden osaston välillä katsotaan ohjaavan pitoisuusgradientteja (diffuusio) ja/tai painegradientteja (konvektio), ja sille on tunnusomaista osastojen välinen välys.

Olettaen, että poisto ja muodostuminen ovat tasapainossa stabiileilla HD-potilailla, liuenneen aineen muodostumisnopeuden oletetaan dialyysijakson aikana yhtä suureksi kuin liuenneen aineen kokonaispoistuminen dialyysijakson aikana. Potilaskohtainen ultrasuodatusnopeus otetaan huomioon kokonaisjakaumatilavuuden muuttamisessa ajan myötä.

Osaston konsentraation aikavaihtelu tietylle toksiinille määritetään ratkaisemalla kunkin osaston massatasapainoyhtälö. Kineettinen malli ratkaisee nämä yhtälöt iteratiivisesti koko dialyysijakson ajaksi. Tällöin plasman tilavuus, kokonaisjakaantumistilavuus sekä osastojen välinen puhdistuma lasketaan sovittamalla liuos mitatun potilaan plasmapitoisuuksiin. Tällaiset kineettiset analyysit johtavat jokaisen tutkitun toksiinin kaikkien kineettisten parametrien tuntemiseen.

Näitä kalibroituja lastenlääketieteen kineettisiä malleja käytetään edelleen simuloimaan erilaisia ​​dialyysistrategioita ja etsimään sen avulla optimaalisinta kokemusten perusteella, joita tutkijoilla on aikuisten kineettisistä tutkimuksista. Tällöin pitoisuuden inter- ja intradialyyttiset evoluutiot liuotettua ainetta kohti lasketaan osastokohtaisten massatasapainoyhtälöiden mukaisesti käyttämällä johdettuja kineettisiä parametreja. Dialyysinvälisenä aikana dialyysilaitteen puhdistuma pidetään nollassa, kun taas liuenneen aineen muodostuminen pidetään vakiona, ja dialyyttisen tilavuuden lisäys asetetaan yhtä suureksi kuin intradialyyttisesti käytetty ultrasuodatusnopeus. Alkaen intra- ja interdialyyttisistä pitoisuuksista vakaassa tilassa 3 x 4 tunnin dialyysiohjelmalla, intra- ja interdialyyttiset pitoisuudet lasketaan sen jälkeen, kun useita dialyysiohjelman avainominaisuuksia on matemaattisesti muutettu. Tämä tehdään yksittäisten lapsipotilaiden tiedoille sekä ikäluokkaansa kuuluvalle keskimääräiselle lapsipotilaalle, ja tiedot ovat peräisin ensisijaisesta kineettisestä analyysistämme. Mahdollisia strategioita ovat: pidempi ja/tai useammin suoritettava dialyysi veren ja/tai dialysaatin virtausnopeuksien mukauttamisen kanssa tai ilman, konvektion lisääminen, hemodiafiltraatio (ennen, jälkeen tai sekalaimennus) tai eri parametrien yhdistelmä. Jokaiselle strategialle simuloidaan peräkkäisiä istuntoja, kunnes saavutetaan uusi vakaa tila dialyysiä edeltävän liuenneen aineen pitoisuuksissa (poikkeama kahden peräkkäisen istunnon välillä <1 %), mikä vastaa dialyysistrategian muuttamisen todellista in vivo -vaikutusta.

Eri strategioita arvioidaan matemaattisesti vertaamalla laskettua liuenneen aineen kokonaispoistoa ensimmäisen viikon aikana uuteen strategiaan ja vakaan tilan ajan keskiarvoa sekä dialyysipitoisuuksia plasman tilavuudessa.

Kalibroituja kineettisiä mallinnusparametreja ja eri dialyysistrategioiden tuloksia verrataan eri tutkituille ureemisille toksiineille. Ottaen huomioon korrelaatiot rinnakkaissairauksien kanssa (UToPaed-osa 1) valitaan yksi (tai useampi) ureeminen toksiinimarkkeri.

Kineettisiä malleja validoidaan edelleen kvantifioimalla yksittäisten potilaiden ureemisen toksiinin markkeripitoisuudet ja liitännäissairaudet eri strategioihin vaihtamisen jälkeen sekä malliin perustuvaan yksilölliseen optimaaliseen dialyysistrategiaan (UToPaed- osa 3).