Renale Biomarker der akuten Nierenschädigung nach kardiochirurgischen Eingriffen

Abstract

Der Fortschritt in der Kardiochirurgie führt dazu, dass immer mehr Patienten erfolgreich operiert werden. Gegenwärtig werden in Deutschland jährlich etwa 100.000 kardiochirurgische Operationen durchgeführt. Eine häufige und prognosebestimmende Komplikation ist die akute Nierenschädigung. Bei Patienten, welche eine extrakorporale Nierenersatztherapie zur Behandlung einer schweren akuten Nierenschädigung benötigen, ist auch nach Adjustierung für andere Risikofaktoren die Mortalität massiv erhöht. Die Prädiktion einer akuten Nierenschädigung ist von großer Bedeutung, um zeitnah nephroprotektive Interventionen einzuleiten. Der in der klinischen Praxis etablierte Nierenfunktionsparameter Serumkreatinin gilt jedoch als später und eine nachlassende Diurese als unspezifischer Indikator für eine akute Nierenschädigung. Die Qualität neuer renaler Biomarker in der Prädiktion der akuten Nierenschädigung nach kardiochirurgischen Eingriffen wurde in eigenen prospektiven Beobachtungsstudien und randomisierten Studien unter Rekrutierung von erwachsenen Patienten nach kardiochirurgischen Eingriffen im Vergleich zu etablierten Markern untersucht. Der in dieser Konstellation bekannte Zeitpunkt der renalen Schädigung begünstigt die Erforschung von neuen Biomarkern. Patienten, welche einer kardiochirurgischen Operation zugeführt werden, stellen weiterhin zumeist ein relativ homogenes Untersuchungskollektiv dar. Die Selektion der untersuchten neuen renalen Biomarker, IL-18, NGAL und Cystatin C, erfolgte auf der Grundlage ihrer biologischen Eigenschaften und der Frage, ob sich diese erstmals auf die Prädiktion einer akuten Nierenschädigung bei Erwachsenen übertragen lassen. Dies ist insofern von Bedeutung, als dass die Mehrzahl von Patienten welche eine akute Nierenschädigung entwickeln, ältere Patienten mit signifikanten Komorbiditäten sind und keinerlei zufriedenstellende Alternativen zur Frühdiagnose der akuten postoperativen Nierenschädigung zur Verfügung stehen. Die Hauptergebnisse der vorgestellten Arbeiten sind: 1.) Urin IL-18 scheint bei Erwachsenen nach kardiochirurgischen Eingriffen kein geeigneter Marker in der Frühdiagnose einer akuten Nierenschädigung zu sein. Serum Cystatin C hat früh postoperativ einen guten prädiktiven Wert, der jedoch abhängig von der präoperativen Nierenfunktion ist und überwiegend die Folge eines 35 Übertragungseffekts auf postoperative Cystatin C Konzentrationen zu sein scheint. NGAL zeigte sich, unabhängig von der präoperativen Nierenfunktion, als früher neuer renaler Biomarker mit einem guten prädiktiven Wert für eine akute Nierenschädigung. Durch die Verwendung dieses Biomarkers wurde das Zeitfenster für potentiell nephroprotektive Interventionen im Vergleich zum Serumkreatinin um 24-48 Stunden erweitert. NGAL und Cystatin C kommt prognostischer Wert zu 2.) NGAL ist hinsichtlich Zeitpunkt und Qualität der Frühdiagnose den etablierten Biomarkern (Kreatinin, Harnstoff und Diurese) überlegen. 3.) Der Schweregrad der renalen Schädigung beeinflusst den prädiktiven Wert von NGAL. 4.) NGAL ist ein geeigneter Biomarker, um frühzeitig die Effekte nephroprotektiver Maßnahmen aufzuzeigen. 5.) Der Serumkreatininwert wird nicht durch die Anwendung von NAcetylcystein artifiziell reduziert. Die Suche nach weiteren, neuen renalen Biomarkern, die Anwendung der qualitativ besten Marker zur Frühdiagnose einer akuten Nierenschädigung und die Einleitung nephroprotektiver Maßnahmen sind Gegenstand aktueller Untersuchungen.

Acute kidney injury (AKI) is a frequent and serious complication after cardiac surgery associated with increased mortality. Unfortunately, the diagnosis of AKI is delayed in clinical practice by 24 to 48 hours due to the limitations of renal function markers currently in use. For example, serum creatinine is retrospective, insensitive and deceptive for acute renal injury: retrospective as creatinine needs to accumulate for a visible increase indicating renal function loss, which can take days, insensitive as the loss in renal function needs to be >50% and deceptive as small increase in creatinine although recognized to be associated with increased mortality and length of stay in hospital or Intensive Care, are often not recognized by the clinician. To extend the time frame for early diagnosis and treatment of potentially reversible AKI, the systematic search for novel biomarkers of structural renal damage was commenced and several markers of tubular injury were discovered, among them Neutrophil Gelatinase-associated Lipocalin (NGAL), urine Interleukin 18 (uIL-18) and Cystatin C. In this work, the predictive value of these novel biomarkers for AKI is compared with that of conventional biomarkers and their ability to indicate effects of therapeutic interventions is investigated.