Prädiktion und Prävention des Akuten Nierenversagens nach kardiochirurgischen Eingriffen

Abstract

Mit mehr als einer Million Operationen pro Jahr zählen kardiochirurgische Eingriffe unter Verwendung des kardiopulmonalen Bypass zu den weltweit am häufigsten durchgeführten größeren Operationen. Eine prognosebestimmende postoperative Komplikation ist das akute Nierenversagen (ANV). Serum Kreatinin ist ein in der klinischen Praxis etablierter jedoch später Marker zur Bewertung einer akuten Nierenfunktionsverschlechterung. Gegenwärtig werden daher sensitivere und spezifischere renale Marker für die Frühdiagnose eines ANV gesucht. Zur Prävention des ANV in einem breiten Patientenkollektiv stehen darüber hinaus keine effektiven und sicheren nephroprotektiven Substanzen zur Verfügung. In einer Beobachtungsstudie mit 100 konsekutiven kardiochirurgischen Patienten verglichen wir postoperativ im Serum gemessene etablierte (Kreatinin und Harnstoff) mit neuen renalen Markern (Neutrophiles Gelatinase-assoziiertes Lipocalin [NGAL] und Cystatin C) in Bezug auf die frühe Diagnose eines ANV. In zwei doppelblinden, randomisierten, plazebo- kontrollierten Studien zur Prävention des ANV wurden N-Acetylcystein und Natriumbikarbonat auf eine nephroprotektive Wirkung untersucht. Sowohl Serum NGAL als auch Cystatin C wiesen zum Zeitpunkt der postoperativen Intensivstationsaufnahme der Patienten eine gute Prädiktion für ein ANV (AUC- ROC >0.8) auf. Für Serum NGAL konnte dies auch unabhängig von einer präoperativ eingeschränkten Nierenfunktion gezeigt werden. Der prädiktive Wert für ein ANV neuer Serum Marker war dem etablierter Marker überlegen (p<0.05), für welche zu diesem Zeitpunkt keine akzeptable Vorhersagekraft für ein ANV nachgewiesen wurde (AUC-ROC <0.7). N-Acetylcystein erwies sich als nicht nephroprotektiv im Vergleich zur Kontrollgruppe (p=0.15). Jedoch entwickelten mit Natriumbikarbonat behandelte Patienten (16/50) seltener ein ANV im Vergleich zur Kontrollgruppe (32/50); OR 0.43, 95% CI 0.19-0.98, (p=0.043). Diese Patienten zeigten auch einen abgeschwächten postoperativen Anstieg eines alternativen Nierenfunktionsparameters (Urin NGAL) im Vergleich zur Kontrollgruppe; (p=0.009). Serum NGAL scheint ein geeigneter Marker zur Frühdiagnose eines ANV nach kardiochirurgischen Eingriffen zu sein und könnte zukünftig das Zeitfenster für renale regenerative Therapieoptionen erweitern. Der in dieser Pilotstudie nachgewiesene Nutzen einer perioperativen Infusion von Natriumbikarbonat zur Prävention des ANV nach kardiochirurgischen Eingriffen sollte in einer multizentrischen, internationalen Phase III Studie überprüft werden.

With over 1 Million procedures per year, cardiac surgery with the use of cardiopulmonary bypass is one of the most frequently performed major operations worldwide. Acute kidney injury (AKI) is a frequent and serious postoperative complication. In clinical practice the diagnosis of AKI rests mainly with changes in serum creatinine. However creatinine is considered a later and insensitive marker of renal injury. Currently, there is search for more suitable novel renal biomarkers for timely AKI diagnosis. Despite testing of numerous medications for the prevention of AKI in the past, none of those was associated with findings convincing enough to be implemented into clinical practice. In a prospective cohort study, we enroled 100 consecutive adult cardiac surgery patients and compared the value of postoperatively measured conventional renal biomarkers (creatinine, urea) with that of novel markers (Neutrophile Gelatinase-associated lipocalin [NGAL], cystatin C) in the prediction of AKI. In two double-blind, randomized, placebo-controlled trials we tested N-acetylcysteine and Sodium Bicarbonate on their ability to prevent AKI after cardiac surgery. NGAL and cystatin C measured on arrival in Intensive care were of good predictive value for subsequent AKI (AUC-ROC >0.8). The value of NGAL was independent from preoperative renal function. Also, the predictive value of novel renal biomarkers on arrival in Intensive care was superior to that of conventional markers (p<0.05) which were of poor value at this time (AUC-ROC <0.7). Sodium Bicarbonate treated patients (16/50) but not those receiving N-acetylcysteine less frequently developed AKI compared to the control group (32/50); odds ratio 0.43, 95% CI 0.19-0.98, (p=0.043). This effect was confirmed by less pronounced increase in NGAL compared to control (p=0.009). NGAL appears to be a good marker for the early diagnosis of AKI after cardiac surgery independent from preoperative renal function and could open the window for future timely intervention. The nephroprotective effect of Sodium Bicarbonate should be further investigated in a multicenter, international Phase III trial.