NGAL und Calprotectin als Biomarker zur Prognoseabschätzung bei Nierentransplantierten zum Zeitpunkt einer nicht elektiven stationären Aufnahme

Abstract

Einleitung: Neutrophilen Gelatinase-assoziiertes Lipokalin (NGAL) und Calprotectin wurden als Biomarker für eine akute Nierenschädigung (AKI) in verschiedenen klinischen Studien validiert. Der Nutzen der Biomarker in der Langzeitbetreuung von Nierentransplantierten ist bisher wenig erforscht. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob eine NGAL- oder Calprotectin-Messung zum Zeitpunkt einer unplanmäßigen Hospitalisierung von Nierentransplantierten, ungeachtet der Aufnahmediagnose, mit Episoden von anhaltender Nierenschädigung (sAKI) und einer sich weiter verschlechternden Nierenfunktion (WRF) assoziiert sind.

Methoden: Als Teil einer monozentrischen Kohortenstudie an 709 Nierentransplantierten wurden NGAL- und Calprotectin-Konzentrationen in Plasma und Urin bei 164 Nierentransplantierten zum Zeitpunkt einer nicht-elektiven stationären Aufnahme bestimmt. Als sAKI wurde ein Serumkreatininanstieg um mindestens 0,3 mg/dl oder 1,5-fach zum Baseline-Level definiert, der sich innerhalb von 72 Stunden nicht normalisierte. Als WRF wurde ein Serumkreatininanstieg um mindestens 0,5 mg/dl innerhalb der ersten 3 Tage nach stationärer Aufnahme definiert. Um die Prädiktionsfähigkeit der Biomarker für die Endpunkte sAKI und WRF zu evaluieren, wurden ROC-Analysen, univariable und multivariable logistische Regressionen sowie Reklassifizierungsstatistiken durchgeführt.

Ergebnisse: 33 Patienten entwickelten eine sAKI, 12 Patienten eine WRF. Plasma-NGAL (pNGAL) zeigte verglichen mit Urin-NGAL, Urin-Calprotectin und Plasma-Calprotectin die besten Testcharakteristika. Die medianen pNGAL-Konzentrationen der Patienten mit sAKI waren signifikant höher als bei Patienten ohne sAKI (332 ng/ml, Interquartil-Abstand (IQR) 247,5 - 633 ng/ml versus 275 ng/ml, IQR 193 - 363 ng/ml, p < 0,05). Die medianen pNGAL-Werte der Patienten mit WRF waren signifikant höher als in der Vergleichsgruppe (395 ng/ml, IQR 305 - 639 ng/ml versus 278,5 ng/ml, IQR 193,5 - 378,8 ng/ml, p < 0,05). ROC-Analysen für pNGAL ergaben eine AUC ROC von 0,66 für sAKI und von 0,75 für WRF. pNGAL-Werte < 197 ng/ml hatten einen relativ hohen negativ prädiktiven Wert (0,88) für die Entwicklung einer sAKI, während Werte > 567 ng/ml einen akzeptablen positiv prädiktiven Wert (0,55) hatten. Der beste Trennwert für pNGAL in der Vorhersage von WRF lag bei 301 ng/ml (Sensitivität = 0,83, Spezifität = 0,59). In multivariablen logistischen Regressionsmodellen erwies sich pNGAL als unabhängiger Prädiktor von sAKI adjustiert für die Parameter Serumkreatinin, Harnstoff, Koronare Herzerkrankung und Herzinsuffizienz. Das Hinzufügen von pNGAL zu einem konventionellen kreatininbasierten Vorhersagemodell für sAKI resultierte in einer Reklassifizierungsverbesserung (NRI) von 20,5 % (p < 0,01).

Schlussfolgerung: Die Bestimmung von pNGAL zum Zeitpunkt der Hospitalisierung von Nierentransplantierten kann zu einer verbesserten Vorhersage einer progressiven und anhaltenden Nierenschädigung beitragen.

Introduction: Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) and Calprotectin have been validated as biomarkers of acute kidney injury (AKI) in multiple clinical settings. The utility of these biomarkers in post-transplant care of kidney transplant recipients (KTR) has not been sufficiently investigated yet. We hypothesized that NGAL and Calprotectin levels, measured at the time of any unscheduled hospital admission in KTR, would be associated with episodes of sustained acute kidney injury (sAKI) and worsening renal function (WRF). Methods: As part of a monocentric cohort study in 709 KTR, plasma and urinary NGAL and Calprotectin levels were measured in 164 KTR at the time of hospital admission for any cause. sAKI was defined as an increase in creatinine by ≥ 0.3 mg/dl or by ≥ 1.5-fold of baseline level that did not normalize within 72 hours (h). WRF was defined as an increase in creatinine by ≥ 0.5 mg/dl within 72 h after hospital admission. ROC analyses, univariable and multivariable logistic regression analyses and net reclassification improvement analyses were conducted for the biomarkers in predicting sAKI and WRF. Results: 33 patients developed sAKI, 12 patients developed WRF. Plasma NGAL (pNGAL) had the best diagnostic accuracy compared to urinary NGAL, urinary and plasma Calprotectin. Median pNGAL levels were increased in patients with sAKI (332 ng/ml, interquartile range (IQR) 247.5 - 633 ng/ml versus no sAKI 275 ng/ml, IQR 193 - 363 ng/ml, p < 0.05) and WRF (395 ng/ml, IQR 305 - 639 ng/ml versus no WRF 278.5 ng/ml, IQR 193.5 - 378.8 ng/ml, p < 0.05) ROC analyses for pNGAL showed an AUC ROC of 0.66 for sAKI and an AUC ROC of 0.75 for WRF. pNGAL levels < 197 ng/ml were associated with a moderate negative predictive value (0.88) while NGAL levels > 567 ng/ml had an acceptable positive predictive value (0.55) for sAKI. In multivariable logistic regression, pNGAL was an independent predictor of sAKI when combined with other clinical predictors (serum creatinine, serum urea, coronary artery disease, congestive heart failure). Adding pNGAL to conventional predictors of sAKI resulted in an improvement of net reclassification by 20.5 % (p < 0.01). Conclusion: Measuring pNGAL at timepoint of hospital admission in KTR may help predicting episodes of sustained AKI and a continuous worsening graft function.