Virtsan biomarkkeri kivien uusiutumista varten

Kivien uusiutuminen on edelleen suuri haaste munuaiskiviä sairastavien potilaiden hoidossa huolimatta siitä, että ESWL on tullut kansainvälisesti hyväksytyksi menetelmäksi useimpien munuaiskivien minimaalisesti invasiiviseen hoitoon. Riippuen kiven sijainnista ja koosta, ESWL:n onnistumisprosentti voi olla suurempi kuin 80 % kiven onnistuneessa hajoamisessa (fragmentoinnissa), ja nopeus, jolla potilaat pysyvät kivittömänä 3 kuukauden jälkeen, vaihtelee välillä 40–80 %. Kivien uusiutumisen määrä, joka määritellään oireina ja/tai jäännösfragmenteista johtuvina toimenpiteinä, ESWL:n, PCNL:n ja URETS:n jälkeen vaihtelee 10–60 % ja riippuu tulevan seurantatutkimuksen kestosta. Pitkäaikaisissa seurantatutkimuksissa ESWL:n jälkeen uusiutumisen on osoitettu lisääntyvän vuosittain. Tämä uusiutuminen voi johtua potilaan huonosta noudattamisesta ruokavalion ja nesteen saantiohjeiden suhteen, potilaan iästä, aineenvaihdunnan poikkeavuuksista, lääkkeiden sivuvaikutuksista tai uusien kivien muodostumisesta ESWL:n aiheuttamista CIRF:istä.

Kliinisesti merkityksettömien tai merkittävien kivien fragmentit, jotka jäävät jäljelle ESWL/PCNL/URETS:n jälkeen, voivat aiheuttaa pitkäaikaisen riskin potilaille toimimalla nidusna uusien kivien muodostumiselle. Potilaat julistetaan "kivivapaiksi" ESWL:n jälkeen vain, jos röntgenkuvissa, ultraäänitutkimuksissa tai suonensisäisissä pyelogrammeissa tomografialla ja spiraalitietokonetomografialla (CT) ei havaita fragmentteja. Alle 5 mm:n fragmenttien katsotaan pystyvän kulkeutumaan spontaanisti, ja tällaisia ​​fragmentteja pidetään CIRF:inä. Huolimatta profylaktisista toimenpiteistä kiven muodostumisen vähentämiseksi, uusiutumisprosentti on edelleen korkea. On myös vähän tietoa sellaisten potilaiden biokemiallisista tai metabolisista arvioinneista, joita on seurattu yllä kuvatuissa pitkäaikaistutkimuksissa. Jotkut ESWL:n erityiset biologiset vaikutukset tunnetaan hyvin; esimerkiksi virtsan entsyymitasojen tiedetään nousevan. Vaikka entsyymitasot yleensä palautuvat normaaliksi lyhyellä aikavälillä, näiden entsyymien ja muiden biomarkkerien, kuten glykosaminoglykaanien ja sytokiinien, tasoja ei ole seurattu pidemmän ajan kuluessa.

Sekä sytokiinien että tulehduksen välittäjien virtsan tasot tunnustetaan yhä enemmän tärkeiksi urologisten sairauksien merkkiaineiksi. Tutkimuksessa, jossa tutkittiin IL-6:n, IL-1β:n ja 1α:n pitoisuuksia virtsassa kivitautia sairastavilla potilailla, potilailla, joilla ei ollut bakteeriperäistä kystiittiä, todettiin merkittävää IL-6:n nousua, mutta heillä ei ollut merkittävää nousua IL-1β- tai 1α-arvoissa verrattuna kontrolliin. aiheita. Potilailla, joilla oli bakteerikystiitti, havaittiin nousu kaikissa kolmessa sytokiinissa. Tutkimuksissa on myös tutkittu oksalaattimyrkyllisyyden ja kalsiumoksalaattikiteiden altistumisen aiheuttamaa soluvauriota käyttämällä kudosviljelmillä ja rottamalleilla tehtyjä testejä [20-22]. Tämäntyyppisten soluvaurioiden on myös osoitettu houkuttelevan kiteitä sitoutumiseen, mikä voi johtaa kiteiden kasvuun ja aggregoitumiseen. Tulehdusvaste on havaittu myös kokeellisissa nefrolitaattisissa rotissa, jolloin kiteiden osoitettiin muodostuvan tubulusonteloon ja lopulta siirtyvän interstitiumiin aiheuttaen tulehdusta ja houkuttelevan makrofageja tai muita tulehdussoluja. Viimeaikaiset edistysaskeleet translaatiolääketieteessä ovat myös tunnistaneet uusia molekyylejä, kuten virtsan munuaisvauriomolekyyli-1 (uKIM-1). uKIM-1-molekyylin tasojen on havaittu lisääntyneen litotripsian jälkeen, mikä viittaa siihen, että se voisi olla hyvä ehdokas akuutin munuaisvaurion (AKI) molekyylille. Siten sytokiinien ja tulehduksen välittäjien tasojen tutkiminen voisi auttaa ymmärtämään virtsakivitaudin patogeneesiä. Tällaiset tutkimukset voisivat myös tunnistaa luotettavan merkkiaineen kiven uusiutumisen varhaiseen diagnosointiin, hoitoon ja ehkäisyyn.

Pienet palaset (<5 mm), jotka eivät ole poistuneet itsestään ja jäävät havaitsematta virtsateissä, voivat kehittyä uusiksi kiviksi seuraavien kuukausien tai vuosien aikana. Tutkijat olettavat, että tällaiset säilyneet fragmentit ovat todennäköisimmin kiinnittyneet uroteeliin, mikä vahingoittaa soluja ja alla olevaa kudosta. Tutkijat olettavat myös, että fragmentin kasvunopeudesta riippuen tämä vaurio voi aiheuttaa tulehdusvasteen, joka alkaa subkliinisenä (eli oireettomana). Tällainen vaurio muistuttaa kiven muodostumista, joka aiheuttaa epiteelisolujen mekaanista stimulaatiota (eli ärsytystä), mikä johtaa sytokiinien ja tulehduksen välittäjien tuotantoon. Näistä sivutuotteista tulee lopulta "plakki", joka on samanlainen kuin Randallin plakki. Näitä hypoteeseja on tarkasteltu äskettäin, ja niiden on ehdotettu osoittavan todennäköistä polkua kalsiumkivien muodostumiseen.

Aiemmissa tutkimuksissa virtsan glykosaminoglykaanien (GAG) erottamisesta tutkijat ovat raportoineet virtsan GAG:ien elektroforeettisesta erottamisesta alaluokkiinsa preparatiivisessa mittakaavassa. Kondroitiinisulfaatit (CS) ja HA:t erotettiin puhtaasti heparaanisulfaateista (HS). Lisäanalyysissä korkean erotuskyvyn nestekromatografialla HA:t tunnistettiin tärkeimmiksi tekijöiksi kiteytymistä edistäviin ominaisuuksiin, jotka havaittiin kivenmuodostajien varhaisissa elektroforeettisissa fraktioissa. HA:iden osallistumista virtsakivitautiin tukivat lisäksi tutkimukset, jotka käsittelivät niiden uuttamista ja tunnistamista kalsiumia sisältävistä kivistä. Tutkijat vahvistivat myös, että HA:iden rooli in vivo oli todennäköisemmin toissijainen vaikutus kuin syy kiven muodostumiseen, vaikka HA:iden vapautuminen ja lisääntyminen vaurioituneista kudoksista saattoi nopeuttaa kalsiumin ja oksalaatin kasvua ja kerrostumista (esim. CIRF:ssä).

Aiemmassa alustavassa tapauskontrolloidussa tutkimuksessa tutkijat olivat tutkineet monia mahdollisia biomarkkereita ja tulehduksellisia sytokiinejä. Molekyyliehdokkaat olivat sekä virtsa- että seeruminäytteistä, ja arvioitiin kuusi potilasryhmää, mukaan lukien aktiiviset kivenmuodostajat infektion kanssa ja ilman, sekä ennen ja jälkeen kivien poiston. Myös normaalit kontrollit, joissa oli virtsatieinfektioita ja ilman niitä, arvioitiin.

Tutkimukseen valittiin parhaiten tutkitut ja karakterisoidut markkerit, jotka ovat myös helposti saatavilla. Markkerit sisälsivät: (1) tulehdusmarkkerit IL-1α, IL-6 ja IL-8, (2) välittäjä makrofagien tulehdusproteiini-1α (MIP-1α) ja (3) virtsan biokemialliset markkerit N-asetyyli-β. -D-glukosaminidaasi (NAG), neutrofiiligelatinaasiin liittyvä lipokaliini (NGAL) ja HA. Lisäksi tutkittiin myös metabolisia biokemiallisia parametreja. Näihin parametreihin sisältyivät natrium-, kalium-, kalsium-, magnesium-, ammoniakki-, fosfaatti-, sulfaatti-, oksalaatti-, sitraatti-, uraatti-, kloridi- ja kreatiniinitasot. Myös pH:ta ja osmolaliteettia tutkittiin.

Alustavat tulokset ovat vahvistaneet, että virtsan HA on luotettava aktiivisten tai hiljaisten kivien indikaattori. Tutkijat ilmoittivat tästä aiemmin ensimmäisissä havainnoissaan virtsan HA:sta. Erittyneen HA:n osuus oli merkittävästi korkea. Tämä havainto raportoitiin Société Internationale d'Urologien lokakuussa 2018 Soulissa, Koreassa pidetyssä kokouksessa. HA on kaikkialle jakautunut solunulkoisen matriisin komponentti. Natiivimuodossaan se esiintyy korkean molekyylipainon omaavana polymeerinä, ja HA-lajien pienemmän molekyylipainon muodot kerääntyvät tulehdus- ja kudosvauriokohtiin. Aiemmat tutkimukset ovat yhtä mieltä siitä, että virtsan HA koostuu pääasiassa alhaisemman molekyylipainon (~ 10 kDa) lajeista, mikä viittaa näiden lajien rooliin tulehduksen välittäjinä.

Tulehduksellisista ja virtsan biokemiallisista markkereista IL-6 ja IL-8 olivat ennustettavasti korkeampia, ja NGAL lisääntyi myös merkittävästi verrattuna kontrolleihin ja potilaisiin, joilta poistettiin kivet. On myös mielenkiintoista huomata, että kiven muodostavien kohortien sitraatti- ja korkeampi oksalaattieritys, vaikkakin vain trenditasolla. Mediaanit erosivat kuitenkin selvästi kontrolliryhmän vastaavista, mikä viittaa siihen, että sitraatin ja oksalaatin mittaus on edelleen hyödyllinen indikaattori kiven muodostumisriskistä.

Siksi tässä seurantatutkimuksessa tutkijat haluaisivat tutkia ajankohtia, jolloin toistuvia kivenmuodostajia tulisi tarkkailla tässä ehdotetun pitkittäisen tutkimusjakson aikana.