Többparaméteres MRI élő vesedonorok, recipiensek és egészséges kontrollok leendő csoportjában: összefüggések a veseműködés, a fibrózis és az öregedés markereivel (MpRenal)

A vesefibrózis kialakulása a különböző vesebetegségek jellegzetes végpontja, és függetlenül előrejelzi a káros vese kimeneteleket. (1-3) A vese allograft elégtelenségének leggyakoribb oka 1 év után a krónikus allograft nephropathia, amelyet intersticiális fibrózis és tubuláris atrófia jellemez. (4) Jelenleg a vesefibrózis mennyiségi meghatározásának arany standardja és egyetlen módszere a vesebiopszia. Bár a szövődmények kockázata viszonylag alacsony, az eljárás invazív, korlátozva a klinikai környezetben végzett ismételt értékelések alkalmazását. Ezen túlmenően, mivel általában csak a vesekéregből vesznek mintát, és a megszerzett szövet csekély mennyisége miatt problémák merülnek fel a mintavétel torzításával kapcsolatban, és a teljes vesefibrózisra vonatkozó információ korlátozott. A becsült glomeruláris filtrációs rátát (eGFR) széles körben használják a vesefunkció monitorozására, de érzéketlen az allograft fibrózis kimutatására. (5)

Epidemiológiai adatok azt sugallják, hogy az élő vesedonorok (LKD) fokozottan ki vannak téve a végstádiumú vesebetegség kockázatának, mint a nem donorok. (6,7) Az alacsonyabb predonációs vesefunkció és a magasabb életkor fokozza a kockázatot. Egy közelmúltban végzett prospektív vizsgálatban a vesekéreg térfogata 1 év LKD után jelezte előre a vese kimenetelét. (8)

Az elmúlt években gyors fejlődés ment végbe a renális mágneses rezonancia képalkotás (MRI) technikák terén, amelyek lehetővé teszik a vese teljes morfológiájának, mikroszerkezetének, hemodinamikájának, oxigénellátásának és víz diffúziójának felmérését. (9,10) A multiparametriás MRI (mpMRI) több, a különböző biofizikai szöveti tulajdonságokra érzékeny MRI-alapú mérés kombinációját jelenti egyetlen szkennelés során. A megszerzett információk alkalmasak lehetnek a veseműködés és morfológia számos aspektusának jellemzésére. (11)

Az MRI-n alapuló mérések, amelyek a legnagyobb ígéretet mutatják a klinikai alkalmazásban, a longitudinális relaxációs idő (T1), a diffúziós súlyozott képalkotás (DWI), a vér oxigénszint-függő képalkotása (BOLD) és az artériás spin-címkézés (ASL). (12) Buchanan és munkatársai keresztmetszeti vizsgálatában krónikus vesebetegségben szenvedő betegeket (n=22) és egészséges önkénteseket (n=22) MRI-alapú mérésekkel és vesebiopsziával értékeltek. Az MRI-n alapuló mérések reprodukálhatók voltak, és korreláltak a jelenleg használt vesefunkció mérési módszerekkel. (13) Szignifikáns különbségeket találtak a T1-térképezésben, a látszólagos diffúziós együtthatóban (ADC) és az ASL-ben az alacsony és magas fokú vesefibrózisban szenvedőknél. Berchtold és munkatársai keresztmetszeti vizsgálatában. (n = 164) a kortikomedulláris ADC különbség erősen korrelált a vesefibrózissal, és függetlenül attól, hogy mind a natív vesékben, mind az allograftokban. (14) Ugyanezen szerző egy újabb prospektív tanulmányában a kortikomedulláris ADC-különbség előre jelezte a vesefunkció romlását és a dialízis megkezdését transzplantált és CKD-ben szenvedő betegeknél. Az alacsony BOLD által meghatározott csökkent oxigénellátás előre jelezte a krónikus vesebetegség progresszióját Sugiyama és munkatársai tanulmányában. (15) Érdekes módon Berchtold és munkatársai azt találták, hogy a diffúzió alapú MRI mérések az allograft fibrózis növekedését mutatták ki, mielőtt a becsült glomeruláris filtrációs sebesség nyilvánvaló változásait észlelték volna. (16)

Mielőtt a vesék mpMRI-jét felhasználnák a klinikai környezetben, nagyobb bizonyítékbázis kidolgozására van szükség. A mai napig az MRI-alapú méréseket alkalmazó klinikai vizsgálatok többnyire keresztmetszeti jellegűek. Eddig csak néhány vizsgálatot végeztek élő vesedonorok (LKD) és vesetranszplantált recipiensek körében. Legjobb tudomásunk szerint nem végeztek vizsgálatokat hosszú távú követéssel, beleértve az ismételt mpMRI-t, vesebiopsziát és a glomeruláris filtrációs sebesség pontos mérését DTPA-clearance mellett. Ismételt képalkotás szükséges annak megállapításához, hogy az MRI-alapú mérések hogyan változnak az idő múlásával a vesefunkció és a fibrózis mennyiségi meghatározására jelenleg használt aranystandard módszerekkel összefüggésben. (17)

A vesefibrózis kialakulásában szerepet játszik a felgyorsult veseöregedés a p16INK4a útvonal aktiválásán keresztül, amely a sejt öregedéséhez vezet. (18) Az öregedő sejteket az irreverzibilis növekedési leállás jellemzi, és pro-inflammatorikus és pro-fibrotikus öregedéssel kapcsolatos szekréciós fenotípust (SASP) fejeznek ki. (19) Ez a biokémiai lábnyom immunhisztokémiával kimutatható, és előrejelezheti a vesefibrózist krónikus vesebetegségben és veseátültetésben. (20)

A szérum uromodulin (sUmod) és a vizelet epidermális növekedési faktora (uEGF) a vesetubulusokból származik, és tükrözheti a funkcionális nefron tömegét, és a vesefunkció romlásával és fibrózissal jár. (21-24)

A kezdetben öregedésgátló génként ismert Klotho a proximális és disztális tubulusok sejtfelszíni membránján expresszálódik. Az oldható klotó csökkenő szintje krónikus vesebetegséggel jár, és összefüggésbe hozható a vesefibrózis kialakulásával. (25,26)

Ennek a prospektív követéses vizsgálatnak az átfogó célja az ismételt mpMRI és biomarkerek hasznosságának vizsgálata a vesefunkció monitorozásában és a fibrózis kialakulásának kimutatásában vese allograftokban. A vese öregedésének és fibrózisának MRI-alapú méréseit és biomarkereit a jelenlegi arany standard módszerekkel fogják összehasonlítani a vesefunkció és a fibrózis jellemzésére és számszerűsítésére az LKD, a recipiensek és az egészséges kontrollok csoportjában.

Ez egy feltáró jellegű tanulmány. Egy új és nem szabványosított MRI tapaszt használnak, amely több, egyetlen vizsgálat során elvégzett MRI-alapú mérésből áll. Ehhez a módszerhez nem állnak rendelkezésre konkrét adatok a pontosság és a szóródás becsléséhez. A teljesítmény és a mintaméret kiszámítása ezért kihívást jelent. Ezenkívül az MRI-alapú mérések és a fibrózis közötti összefüggésekre vonatkozó publikált adatok heterogének a fibrózis szövettani számszerűsítésére használt módszerek és a fibrózis küszöbértékei tekintetében.

A fibrózis prevalenciája a vese allograftokban, ami elsődlegesen fontos, várhatóan növekedni fog a kiindulási állapottól az utolsó vizitig. Korábbi munkák alapján arra számítunk, hogy a vese allograftok 40-50%-ánál jelentős mértékű fibrózis lesz 2 év elteltével (27,28). Lehetséges azonban, hogy az optimalizált immunszuppresszív kezelési rendeknek köszönhetően az allograftokban a fibrózis jelenlegi szintje alacsonyabb, mint korábban.

Számos teljesítményszámítást végeztek. A hatásméretek alapját az ASL és az ADC értékek különbségére és varianciájára vonatkozó, korábban publikált adatok képezik különböző szintű fibrózisban szenvedő betegeknél. 0,8 hatvány és 0,05 alfa érték esetén becslésünk szerint egy n = 32 minta elegendő lesz a fibrózis kimutatására 40%-os küszöbértéknél.

A felvételi időszakban az LKD és az Aalborg- és Aarhusi Egyetemi Kórházból származó betegek számára felajánlják, hogy részt vegyenek a vizsgálatban. Jelenleg évente körülbelül 30-35 élő donorpárt ültetnek át. A 2 éves befogadási időszak alatt 40 élő donor és recipiens bevonását célozzuk. A várhatóan 20%-os lemorzsolódás mellett 32 élő donor és recipiens fogja befejezni a vizsgálatot.

A többparaméteres MRI mpMRI-t a résztvevő kórházak Diagnosztikai Képalkotó Osztályán szokásos működési eljárás szerint végezzük.

Az mpMRI szkennelési protokollt egy 3 Tesla MRI szkenneren (General Electrics (GE) Healthcare) hajtják végre, és a következő MRI intézkedéseket tartalmazza:

• Strukturális T2 és/vagy T1 súlyozott vese MRI (térfogatméréshez)
• Diffúziós súlyozott képalkotás (DWI) 0, 10, 20, 30, 40, 50, 70, 100, 200, 300, 400, 500, 800 s/mm2 b-értékekkel
• T1- és T2-leképezés
• BOLD MRI T2-vel*
• ASL perfúzió
• Nem kontrasztos mágneses rezonancia angiográfia
• Kvantitatív áramlásmérés a veseartériákban

A pásztázási idő körülbelül 60 perc. Ezalatt a résztvevőknek hanyatt kell feküdniük. A résztvevőknek a vizsgálat előtt 3 órán át koplalniuk kell, és 1 l vizet kell inniuk.

Az MRI adatok utófeldolgozása az Aalborg- és Aarhusi Egyetemi Kórházzal és az Aarhusi Egyetemmel együttműködésben házon belül kifejlesztett, kereskedelemben kapható szoftverek és elemző szoftverek segítségével történik.

A 99mTc-DTPA clearance egy módszer a GFR pontos mérésére. A DTPA-clearance standard működési eljárás szerint történik a részt vevő kórházak Diagnosztikai Képalkotó Osztályain.

Allograft biopszia A biopsziákat 18G tűvel veszik, és foszfáttal pufferolt 4%-os formaldehidben rögzítik, majd paraffinba ágyazzák, és hematoxilinnel és eozinnal, periodikus sav-Schiff-el és Masson trikrómmal festik.

Kvantitatív szövettani kiértékelést használnak a biopsziák kiértékeléséhez Olympus BX50 fénymikroszkóp (Olympus Denmark, Ballerup, Dánia) felhasználásával, amely előzőleg motorizált fokozattal van felszerelve, és Olympus DP70 digitális kamerát, amely a kereskedelemben kapható newCAST szoftverrel (Visiopharm, Hørsholm, Dánia) PC-hez kapcsolódik. ).

A fibrózis mértékét a szétszórt vizsgálati pontok (≈100) szisztematikus kiértékelésével határozzák meg a Masson trikrómmal festett metszeteken x4 lencse (NA 0,13) használatával (29).

Ezenkívül a biopsziákat értékelik a vese öregedésének és fibrózisának markerei szempontjából:

• p16INK4a útvonal aktiválása
• klotho
• a vese öregedésének és fibrózisának további markerei

Vér- és vizeletminták Hemoglobin, hematokrit, leukociták, vérlemezkék, CRP, kreatinin, eGFR, karbamid, nátrium, kálium, összfoszfát, bikarbonát, ionizált kalcium, összmagnézium, ép PTH, alkalikus foszfatáz, glükóz, oldható U klomodtho és oldható U klomodtho.

Az u-albumin/kreatinin arány, a glükóz, a leukociták, a nitrit, a vér és az uEGF meghatározására pontszerű vizeletmintát használnak.

Hivatkozások

1. Nath KA. A tubulointersticiális változások, mint a vesekárosodás előrehaladásának fő meghatározója. American Journal of Kidney Diseases. 1992;20(1):1-17.
2. Eknoyan G, McDonald MA, Appel D, Truong LD. Krónikus tubulo-interstitialis nephritis: Összefüggés a szerkezeti és funkcionális leletek között. Kidney Int. 1990;38(4):736-43.
3. Park WD, Griffin MD, Cornell LD, Cosio FG, Stegall MD. A gyulladással járó fibrózis egy éves korban a transzplantációs funkcionális hanyatlást jelzi előre. Az American Society of Nephrology folyóirata. 2010. nov., 21(11):1987-97.
4. Vadivel N, Tullius SG, Chandraker A. Krónikus allograft nephropathia. Semin Nephrol. 2007 Jul;27(4):414-29.
5. Uslu A, Hür E, Şen Ç, Şen S, Akgün A, Taşli FA stb. A becsült vagy mért GFR milyen mértékben jelezheti előre a szubklinikai graftfibrózist: Összehasonlító prospektív vizsgálat protokoll biopsziákkal. Transplant International. 2015. május 1.;28(5):575-81.
6. Mjøen G, Hallan S, Hartmann A, Foss A, Midtvedt K, Øyen O és mások. Hosszú távú kockázatok a vesedonorok számára. Kidney Int. 2014;86(1):162-7.
7. O'Keeffe LM, Ramond A, Oliver-Williams C, Willeit P, Paige E, Trotter P és mások. Közép- és hosszú távú egészségügyi kockázatok élő vesedonoroknál. Ann Intern Med [Internet]. 2018. február 20., 168(4):276. Elérhető: http://annals.org/article.aspx?doi=10.7326/M17-1235
8. Buus NH, Nielsen CM, Skov K, Ibsen L, Krag S, Nyengaard JR. A vesefunkció előrejelzése élő vesedonorokban és élődonor vesékben részesülőkben kvantitatív szövettan segítségével. Átültetés. 2023. január 1., 107(1):264-73.
9. Cox EF, Buchanan CE, Bradley CR, Prestwich B, Mahmoud H, Taal M stb. Multiparaméteres vese mágneses rezonancia képalkotás: Validálás, beavatkozások és változtatások krónikus vesebetegségben. Front Physiol. 2017. szeptember 14., 8. (szeptember).
10. Caroli A, Pruijm M, Burnier M, Selby NM. A vesék funkcionális mágneses rezonancia képalkotása: hol tartunk? A PARENCHIMA európai COST Akció perspektívája. Vol. 33, Nephrology, dialízis, transzplantáció : az Európai Dialízis és Transzplantációs Szövetség – Európai Veseszövetség hivatalos kiadványa. NLM (Medline); 2018.
11. Simms R, Sourbron S. A renális mágneses rezonancia képalkotó biomarkerek klinikai hasznosságával kapcsolatos legújabb eredmények. Nephrology Dialízis Transzplantáció. 2020. június 1., 35(6):915-9.
12. Francis ST, Selby NM, Taal MW. Mágneses rezonancia képalkotás a vese szerkezetének, működésének és patológiájának értékelésére: a klinikai alkalmazás felé. American Journal of Kidney Diseases [Internet]. 2023 május; Elérhető: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0272638623006303
13. Buchanan CE, Mahmoud H, Cox EF, McCulloch T, Prestwich BL, Taal MW és mások. A vese szerkezeti és funkcionális változásainak kvantitatív értékelése krónikus vesebetegségben többparaméteres mágneses rezonancia képalkotás segítségével. Nephrology Dialízis Transzplantáció. 2020. június 1., 35(6):955-64.
14. Berchtold L, Friedli I, Crowe LA, Martinez C, Moll S, Hadaya K stb. A mágneses rezonancia képalkotásból származó látszólagos diffúziós együttható kortikomedulláris különbségének validálása a vesefibrózis kimutatására: Keresztmetszeti vizsgálat. Nephrology Dialízis Transzplantáció. 2020. június 1., 35(6):937-45.
15. Sugiyama K, Inoue T, Kozawa E, Ishikawa M, Shimada A, Kobayashi N stb. A funkcionális mágneses rezonancia képalkotás által meghatározott csökkent oxigénellátás, de nem fibrózis előrevetíti a krónikus vesebetegség hosszú távú progresszióját. Nephrology Dialízis Transzplantáció. 2020. június 1., 35(6):964-70.
16. Berchtold L, Crowe LA, Friedli I, Legouis D, Moll S, de Perrot T és munkatársai. A diffúziós mágneses rezonancia képalkotás korábban észleli az intersticiális fibrózis növekedését, mint a vesefunkció hanyatlását. Nephrology Dialízis transzplantáció [Internet]. 2020. július 1., 35(7):1274-6. Elérhető: https://academic.oup.com/ndt/article/35/7/1274/5803154
17. Selby NM, Blankestijn PJ, Boor P, Combe C, Eckardt KU, Eikefjord E és mások. Mágneses rezonancia képalkotási biomarkerek a krónikus vesebetegséghez: állásfoglalás az Európai Tudományos és Technológiai Együttműködési Akció PARENCHIMA-tól. Nephrol Dial Transplant. 2018. szeptember 1.;33(2):ii4-14.
18. Docherty MH, O'Sullivan ED, Bonventre J V., Ferenbach DA. Sejtes öregedés a vesében. Vol. 30, Journal of the American Society of Nephrology. American Society of Nephrology; 2019. p. 726-36.
19. Van Deursen JM. Az öregedő sejtek szerepe az öregedésben. Vol. 509, Természet. Nature Publishing Group; 2014. p. 439-46.
20. Melk A, Schmidt BMW, Vongwiwatana A, Rayner DC, Halloran PF. Az öregedéssel összefüggő sejtciklus-gátló p16/INK4a fokozott expressziója romló vesetranszplantátumokban és beteg natív vesében. American Journal of Transplantation. 2005 június;5(6):1375-82.
21. Chan J, Svensson M, Tannæs TM, Waldum-Grevbo B, Jenssen T, Eide IA. A szérum uromodulin és a húgyhólyag növekedési faktor összefüggései a mért glomeruláris szűrési rátával és az intersticiális fibrózissal a vesetranszplantációban. Am J Nephrol. 2022. április 1.;53(2-3):108-17.
22. Yepes-Calderón M, Sotomayor CG, Kretzler M, Gans ROB, Berger SP, Navis GJ és társai. A vizelet epidermális növekedési faktor/kreatinin aránya és graft elégtelensége vesetranszplantált betegeknél: Prospektív kohorsz vizsgálat. J Clin Med. 2019. október 1.;8(10).
23. Köttgen A, Hwang SJ, Larson MG, Van Eyk JE, Fu Q, Benjamin EJ és mások. Az uromodulin szintek egy gyakori UMOD-változathoz és a CKD kockázatához kapcsolódnak. Az American Society of Nephrology folyóirata. 2010. február;21(2):337-44.
24. Scherberich JE, Gruber R, Nockher WA, Christensen EI, Schmitt H, Herbst V és munkatársai. A szérum uromodulin - a vesefunkció és a vese parenchyma integritásának markere. In: Nephrology Dialysis Transplantation. Oxford University Press; 2018. p. 284-95.
25. Cho NJ, Han DJ, Lee JH, Jang SH, Kang JS, Gil HW és mások. Az oldható klotho a vesefibrózis és a podocita sérülések markere az emberi vesékben. PLoS One. 2018. március 1.;13(3).
26. Buchanan S, Combet E, Stenvinkel P, Shiels PG. Klotho, Az öregedés és a vese elégtelensége. Vol. 11, Endokrinológia határai. Frontiers Media S.A.; 2020.
27. Nankivell BJ, Borrows RJ, Fung CLS, O'Connell PJ, Allen RDM, Chapman JR. A krónikus allograft nephropathia természetrajza. New England Journal of Medicine [Internet]. 2003. december 11.;349(24):2326-33. Elérhető: http://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa020009
28. Stegall MD, Park WD, Larson TS, Gloor JM, Cornell LD, Sethi S és munkatársai. Magányos vese allograftok szövettana a transzplantáció után 1 és 5 évvel. American Journal of Transplantation. 2011. április;11(4):698-707.
29. Buus NH, Nielsen CM, Skov K, Ibsen L, Krag S, Nyengaard JR. A vesefunkció előrejelzése élő vesedonorokban és élődonor vesékben részesülőkben kvantitatív szövettan segítségével. Átültetés. 2023. január 1., 107(1):264-73.