Контакт: emily.li@wecistanche.com

Рискови фактори за бъбречно заболяване, свързани с концентрациите на биомаркери в урината при ХИВ-позитивни лица; напречно проучване

Anthony N. Muiru1* et.al

Резюме

Заден планХИВ-позитивните хора понасят прекомерно бреме отхронично бъбречно заболяване(CKD); конвенционалните методи за оценка на здравето на бъбреците обаче са нечувствителни и неспецифични за ранно откриванеувреждане на бъбреците. Уринарните биомаркери могат да открият раноувреждане на бъбрецитеи може да помогне за намаляване на риска от изявена ХБН.

МетодиНапречно проучване на ХИВ-позитивни лица в многоцентровото кохортно проучване за СПИН и междуведомственото проучване на жените за ХИВ. Измерихме нивата на 14 биомаркера, улавяйки множество измерения наувреждане на бъбреците. След това оценихме асоциациите на известни рискови фактори за ХБН с биомаркери в урината, използвайки отделни многопроменливи модели за всеки биомаркер.

РезултатиОт 198 участници, една трета са били на HAART и вирусно потиснати. По-голямата част (95 процента) са имали запазена бъбречна функция, оценена чрез серумен креатинин, със среден eGFR от 103 ml/min/1,73 m2 (интерквартилен диапазон (IQR): 88, 116). В нашите многовариантни анализи асоциациите на всеки рисков фактор за ХБН с нивата на биомаркери в урината варират по величина. Например, вирусният товар на ХИВ се свързва предимно с повишаване на интерлевкин (IL)-18 и албуминурия, докато по-високите нива на CD4 се свързват с по-нисък моноцитен хемоатрактантен протеин-1 (MCP-1) и 2-микроглобулин. Обратно, по-възрастната възраст е значително свързана с повишаване на 1-микроглобулина,увреждане на бъбрецитенива на маркер-1, клъстерин, MCP-1 и хитиназа{2}}протеин-1, както и по-нисък епидермален растежен фактор и нива на уромодулин.

ИзводиСред ХИВ-позитивните лица рисковите фактори за ХБН са свързани с уникални и хетерогенни модели на промени в нивата на биомаркерите в урината. Необходима е допълнителна работа за разработване на пестеливи алгоритми, които интегрират множество биомаркери и клинични данни, за да разпознаят риска от явна ХБН и нейното прогресиране.

Ключови думибиомаркери в урината,Травма на бъбреците, HIV инфекция, многоцентрово кохортно проучване за СПИН (MACS), междуведомствено проучване за HIV при жени (WIHS)

Заден план

Подобрената продължителност на живота сред лекуваните ХИВ-позитивни пациенти е смекчена от прекомерното бреме на свързаните с възрастта неинфекциозни съпътстващи заболявания, включителнохронично бъбречно заболяване(CKD). При тази популация ХБН е резултат не само от традиционните рискови фактори, като диабет и хипертония, но и от човешката iимунодефицитрискови фактори, свързани с вирус (ХИВ), включително неконтролирана виремия, хронична ко-инфекция с вируса на хепатит С (HCV) и излагане на потенциално нефротоксични антиретровирусни (АРТ) лекарства. Тези рискови фактори кулминират в повишен риск от ХБН сред ХИВ-позитивните лица в сравнение с общата популация. Важно е, че ХБН значително допринася за повишената заболеваемост и смъртност при ХИВ-позитивните лица. По-ранно откриване наувреждане на бъбрецитебиха могли потенциално да помогнат за намаляване на риска от изявена ХБН и последствията от нея. За съжаление, конвенционалните показатели назаболяване на бъбреците, включително серумен креатинин и протеинурия, са относително нечувствителни и неспецифични за ранно откриванеувреждане на бъбреците.Тези показатели за бъбречно заболяване стават ненормални само когато значително увреждане илидисфункцияи те не локализират специфичното място на нараняване в нефрона.

За разлика от това, новите уринарни биомаркери се появяват като валидни маркери за ранноувреждане на бъбреците. Доказано е, че тези биомаркери предсказват надлъжната бъбречна функция, както и други неблагоприятни резултати в специфични клинични сценарии, като например след голяма сърдечна операция, средбъбрекреципиенти на трансплантация и сред ХИВ-позитивните и отрицателните амбулаторни популации. Въпреки това ХБН (хронично бъбречно заболяване) патогенезата често включва множество рискови фактори, които могат да причинят увреждане на различни части на нефрона и да допринесат за прогресивна загуба на бъбречна функция. Следователно, вероятно е необходим набор от допълващи се биомаркери на урината, а не единичен биомаркер, за да се обхванат тези множество измерения наувреждане на бъбрецитеи за разграничаване на специфичните за мястото рискови фактори в рамките на нефрона. В идеалния случай нивата на тези биомаркери също биха прогнозирали ХБН(хронично бъбречно заболяване) риск и по този начин информират за вземането на клинични решения в различни клинични условия, срещани при грижите за ХИВ-позитивни лица.

За да се оцени дали всяка ХБН(хронично бъбречно заболяване)рисковият фактор има различен модел наувреждане на бъбреците, ние изследвахме техните асоциации с панел от уринни биомаркери за бъбречно увреждане сред ХИВ-позитивни индивиди, които не са били на тенофовир дизопроксил фумарат (TDF) в Многоцентровото кохортно проучване за СПИН (MACS) и Междуведомственото проучване за ХИВ при жените (WIHS). Ние предположихме, че всеки рисков фактор за ХБН ще бъде свързан с нива на уникален набор от уринни биомаркери, показващи различен профил на бъбречно увреждане идисфункция.

Екстракт от цистанче за лечение на бъбречни заболявания

Методи

Проучване на населението и дизайн на изследването

MACS и WIHS са текущи надлъжни проспективни обсервационни проучвания съответно на мъже и жени, които или са заразени с ХИВ, или се считат за изложени на висок риск от заразяване с ХИВ. Кохортите MACS и WIHS споделят сходни изследователски цели, които включват характеризиране на дългосрочните ползи и неблагоприятните ефекти от ART. И двете кохорти са били подробно описани на друго място. Накратко, MACS включва 7355 мъже, които са правили секс с мъже между 1984 и 2017 г. от четири места за изследване: Балтимор, MD/ Вашингтон, окръг Колумбия; Чикаго, Илинойс; Лос Анджелис, Калифорния; и Питсбърг, Пенсилвания/Кълъмбъс, Охайо. Първоначално WIHS включва общо 4909 жени през 1994–1995 г. и 2001–2002 г. от шест места за изследване: Бронкс и Бруклин, Ню Йорк; Чикаго, Илинойс; Лос Анджелис и Сан Франциско, Калифорния; и Вашингтон, окръг Колумбия Впоследствие WIHS включи допълнителни 1216 жени между 2011 и 2015 г. от първоначалния набор от сайтове, с добавяне на участници от Атланта, Джорджия, Бирмингам, Алабама, Джаксън, Мисиси, Чапъл Хил, Северна Каролина и Маями, Флорида . И в двете кохорти стандартизирани въпросници за получаване на социодемографска и клинична информация се прилагат по време на полугодишни посещения за проучване. Освен това по време на тези посещения се извършват физически прегледи и вземане на биологични проби. При определени посещения също бяха събрани и съхранени проби от урина във всяка кохорта. Настоящото напречно проучване използва данни от обсервационно проучване, оценяващо връзката на базираната на TDF ART с промените в нивата на биомаркери в урината. Защото се интересувахме от ефекта на традиционната ХБН(хронично бъбречно заболяване)рискови фактори върху уринарните биомаркери, ние оценихме участниците точно преди започване на TDF - известен нефротоксин.

Измерване на биомаркери в урината за бъбречно увреждане

Пробите от чиста уловена урина бяха събрани проспективно, охладени веднага след събирането и впоследствие центрофугирани. След това супернатантите се съхраняват в 1-mL аликвотни части при -80 градуса, докато се извърши измерване на биомаркера, без предварително замразяване-размразяване. Измерихме нивата на 14 биомаркера в урината, за всеки от които се предположи, че показва отделно измерение набъбречно увреждане и дисфункция.Въпреки че точните патогенни механизми на тези биомаркери не са напълно разбрани, ние ги концептуализирахме, както следва въз основа на предишни проучвания: 1) гломерулно/ендотелно увреждане: съотношение албумин към креатинин (ACR) и остеопонтин (OPN); 2) проксимален тубуларендисфункция: цистатин С (CysC), 1-микроглобулин (1m) и 2-микроглобулин (2m); 3) тръбна травма:увреждане на бъбрецитемолекула-1 (KIM-1), трилистник фактор 3 (TFF3); клъстерин, липокалин, свързан с неутрофилна желатиназа (NGAL) и интерлевкин (IL)-18; 4) дисфункция на бримката на Henle: уромодулин (UMOD); и 5) тубулоинтерстициално увреждане и фиброза: моноцитен хемоатрактантен протеин-1 (MCP-1), епидермален растежен фактор (EGF) и. Всички биомаркери в урината бяха измерени с помощта на мултиплексни имуноанализи от Meso Scale Discovery (MSD, Rockville, MD), с изключение на креатинина в урината, който беше измерен с помощта на ензимен креатининов анализ на Roche (Roche Diagnostics, Indianapolis, IN) и 1m, който беше измерен с помощта на търговски анализ (Siemens BN II нефелометър, Мюнхен, Германия). Коефициентите на вариация в рамките на анализа са <15 процента="" за="" всички="">

Екстракт от цистанче за лечение на бъбречно увреждане и дисфункция

Дефиниции на рисковите фактори за ХБН

Ние оценихме следната ХБН(хронично бъбречно заболяване)рискови фактори: 1) възраст, 2) самооценена раса/етническа принадлежност, 3) самооценена употреба на цигари, 4) захарен диабет, 5) хипертония, 6) HCV коинфекция, 7) плазмена HIV-1 РНК (вирусен товар) и 8) CD4 плюс брой. В съответствие с дефинициите на националните насоки и с предишни анализи MACS и WIHS, захарният диабет се определя като хемоглобин A1c по-голям или равен на 6,5 процента, плазмена глюкоза на гладно по-голяма или равна на 126 mg/dL (7 mmol/L) или самоконтрол докладвана анамнеза за диабет със самооценена употреба на антидиабетни лекарства. Хипертонията се дефинира като: две последователни измервания на систоличното кръвно налягане (SBP) по-голямо или равно на 140 mmHg, или диастолично кръвно налягане (DBP) по-голямо или равно на 90 mmHg, или самоотчитана анамнеза за хипертония при самоотчитана употреба на антихипертензивни лекарства [36]. HCV инфекцията се определя чрез откриваема HCV РНК след положителен резултат за HCV антитяло. Откриваемият HIV вирусен товар се определя като плазмена HIV-1 РНК, по-голяма или равна на 80 копия/mL. В MACS, плазмените концентрации на ХИВ РНК са измерени с помощта на Roche COBAS Ultrasensitive Amplicor HIV-1 monitor assay (по-ниско ниво на откриване (LLD) от 50 копия/mL) или Roche Taqman HIV-1 Test (LLD от 20 копия/mL). В WIHS плазмената ХИВ РНК се измерва с помощта на Roche COBAS AmpliPrep/COBAS TaqMan HIV-1 Test (LLD от 20 или 48 копия на ХИВ РНК/mL). Базираната на серумен креатинин изчислена скорост на гломерулна филтрация (eGFR) се изчислява с помощта на уравнението CKD-EPI.

Статистически анализ

Демографските и клиничните характеристики бяха обобщени като цяло и стратифицирани по кохорта. Ние оценихме асоциациите на рисковите фактори с нивата на биомаркери в серия от модели: 1) отделни некоригирани линейни регресионни модели; 2) многомерни едновременни линейни уравнения;

и 3) оператор за най-малко абсолютно свиване и избор на многопроменлива разредена група (MSG-LASSO). Във всички модели концентрациите на биомаркери бяха логаритмично трансформирани, за да се нормализират техните разпределения, а резултатите бяха обратно трансформирани, за да се получат прогнозни процентни разлики

в нивата на биомаркери, свързани с всеки рисков фактор. Ние контролирахме креатинина в урината във всички анализи, за да отчетем тонуса на урината. Допълнителните ковариати включват други раси, испаноговорящи раси, пушене в миналото и история на употреба на АРТ.

Използвахме отделни линейни регресионни модели за всеки биомаркер, за да оценим некоригирани асоциации на рискови фактори със стабилни стандартни грешки на Huber-Weight. След това използвахме многопроменливи едновременни линейни уравнения (конструирани с тристепенни най-малки квадрати), за да отчетем

корелации между биомаркери в урината. Този метод е по-подходящ от индивидуалните регресионни модели предвид свързаността на измерванията на биомаркера. В крайна стъпка, вместо да използваме традиционни корекции за множество сравнения, за да контролираме степента на грешки от тип I, ние моделирахме биомаркери в комбинация, използвайки метода MSG-LASSO за избор на променлива. За да получим съответните 95 процента доверителни интервали и p-стойности за избраните от LASSO променливи, след това моделирахме биомаркери в комбинация, използвайки многопроменлива линейна регресия

анализ с наказание L1.

Анализът LASSO беше реализиран с помощта на R пакет MSGLasso. Всички други анализи бяха извършени с помощта на системата SAS, версия 9.4 (SAS Institute, Inc., Cary, NC).

Резултати

От 198 ХИВ-позитивни участници мнозинството (64 процента) са чернокожи, над половината (56 процента) са жени, а средната възраст е 48 години (интерквартилен диапазон [IQR]: 41, 54) (Таблица 1). Средният брой на CD4 плюс е 483 клетки/mm3 ([IQR]: 338, 682), 29 процента от хората са имали неоткриваем HIV вирусен товар (HIV РНК < 80="" копия/ml),="" 33="" процента="" са="" били="" на="" art,="" 48="" процента="" са="" били="" хипертоници,="" 17="" процента="" са="" имали="" диабет,="" а="" 17="" процента="" са="" били="" коинфектирани="" с="" hcv.="" мнозинството="" (95="" процента)="" от="" участниците="" бяха="">бъбречна функциякакто е оценено чрез серумен креатинин със среден eGFR от 103 ml/min/1,73 m2 (IQR: 88, 116). В допълнение, участниците са имали минимална албуминурия, като само 8 процента са имали ACR > 30 mg/g. Характеристиките във всяка кохорта са представени в таблица 1.

Както е показано в таблица 2, наблюдавахме различни модели на рискови фактори, свързани с всеки биомаркер в некоригирани анализи. Например черната раса, тютюнопушенето в момента, диабетът, HCV-серопозитивността и по-високият ХИВ вирусен товар са индивидуално свързани с по-високи нива на IL-18, докато по-високият брой на CD4 плюс е свързан с по-ниски нива на IL-18 . Обратно, когато се оценява от гледна точка на всяко ХБН(хронично бъбречно заболяване)рисков фактор, свързаните биомаркери имат хетерогенни модели и варират по величина. Например текущото пушене имаше най-силна връзка с височини на 1 m, а величината на точковата оценка беше 3-кратно повишението, наблюдавано на 10-годишно увеличение на възрастта (106 процента по-голямо a1m за текущо пушене спрямо 36 процента за възраст).

Сред ХБН(хронично бъбречно заболяване) рискови фактори, по-напредналата възраст показва статистически значими асоциации с почти всички измерения наувреждане на бъбреците. При некоригирани анализи, по-възрастната възраст е значително свързана с: 1) по-високи нива на маркери в урината на проксималните тубулнидисфункция( 1m); 2) по-високи нива на уринарни маркери за тубулно увреждане (KIM-1, клъстерин и NGAL); 3) по-ниски нива на UMOD, показателни за дисфункция на веригата на Henle; 4) по-голяма албуминурия, показателна за гломерулно увреждане; и 5) по-висок YKL-40, по-висок MCP-1 и 6) по-ниски концентрации на EGF, показателни за тубулоинтерстициална фиброза. Обратно, вирусният товар на ХИВ се свързва предимно с повишени нива на IL-18, 2-m и CysC. По-високите нива на CD4 плюс се свързват с по-ниски нива от 1m, 2-m, IL-18, MCP-1 и CysC. Чернокожите в сравнение с нечернокожите имат по-високи нива на NGAL, 2m, IL-18, TFF3 и YKL-40, те също имат по-ниски нива на EGF в некоригирани анализи.

Както е показано на фигури 1 и 2, въпреки че са отслабени, много от асоциациите на рисковите фактори и нивата на биомаркери продължават след многопроменлива корекция в едновременни линейни уравнения (фиг. 1) и след селекция на MSG-LASSO (фиг. 2). Например, по-възрастната възраст остава значително свързана с маркери за проксимална тубулна дисфункция и нараняване, примка на дисфункция на Henle и тубулоинтерстициална фиброза, дори след контролиране на всички други рискови фактори в модела. Въпреки това, докато възрастта беше значително свързана с по-високи нива на YKL40 в многопроменливия модел (плюс {{10}}.14, p=0.04), тази връзка отслабна след избора на LASSO (плюс 0.09, p=0.1). В допълнение, възрастта вече не е значително свързана с ACR в многопроменливия модел (плюс 0.07, p=0.4) или селекция LASSO (0.00 , p=0.9). ХИВ вирусният товар остава предимно свързан с нивата на IL-18 и ACR, докато по-високите стойности на CD4 плюс остават свързани с по-ниски нива на MCP-1. Трябва да се отбележи, че по-високите стойности на CD4 плюс са свързани с по-ниски нива на 1m (− 0,16, p=0.02) в първоначалния многопроменлив модел, но не и в крайния MSG-LASSO (− 0,11, p=0). 08), и по-ниски 2m нива в MSG-Lasso (− 0,14, p=0.04), но не и в многопроменливия модел (− 0,14, p=0.08).

Дискусия

В този напречен анализ на добре характеризирани ХИВ-позитивни мъже и жени, ние наблюдавахме, че всеки традиционен и ХИВ-специфичен рисков фактор за ХБН е свързан с нива на уникален набор от допълващи уринарни биомаркери, които варират по величина. Трябва да се отбележи, че тази изследвана популация имашезапазена бъбречна функцияоценено чрез серумен креатинин, но ХБН (хронично бъбречно заболяване) рисковите фактори са свързани с промени в нивата на биомаркери в урината, което подчертава, че конвенционалните методи за оценка на здравето на бъбреците може да не уловят адекватно на ранен етапувреждане на бъбреците.Повечето от тези биомаркери са свързани с надлъжно намаляване на бъбречната функция, което предполага, че панелът с биомаркери отразява началнозаболяване на бъбрецитериск на по-ранен етап, отколкото може да бъде клинично открит с настоящите методи.

Патофизиология на ХБН(хронично бъбречно заболяване)е сложен, особено сред ХИВ-позитивните лица, и включва множество рискови фактори. Тези рискови фактори могат едновременно да допринесат за увреждане на различни сегменти на нефрона, което в крайна сметка води до прогресивна загуба набъбречна функция. Връзката между определена ХБН(хронично бъбречно заболяване)рисков фактор и специфичен модел на промяна в нивата на уринарните биомаркери могат да помогнат за разграничаване на приноса на всеки рисков фактор към бъбречно увреждане в различни клинични условия, срещани при грижите за ХИВ. Например, текущото пушене на цигари беше предимно свързано с повишения на 1m в нашите крайни модели, докато ХИВ вирусният товар беше предимно свързан с повишаване на IL-18 и ACR. По-високи концентрации в урината 1m при ХИВ-позитивен пациент, който в момента пуши, може да разграничи пушенето като основнобъбрекинсулт, докато повишаването на IL-18 заедно с ACR при един и същ пациент може да предполага ХИВ виремия като преобладаващ виновник. Разграничаването на степента и естеството на приноса на всеки рисков фактор към бъбречно увреждане може да информира клиничното вземане на решения, като интензификация на бъбречно-протективна терапия, агресивно лечение на модифицируеми рискови фактори и идентифициране и отстраняване на потенциални нефротоксини.

В допълнение, оценката на нивата на биомаркери в урината може да помогне за локализиране на мястото на нараняване в рамките на нефрона. Например, хипертонията се свързва с по-високи нива на ACR. Известно е, че хипертонията причинява увреждане на гломерулния ендотел, което се отразява в албуминурията [39]. По-възрастната възраст се свързва с промени в уринарните биомаркери, показващи нараняване, обхващащо целия нефрон, включително дисфункция на проксималните тубули (1m), тубулно увреждане (KIM-1, клъстерин и NGAL), бримка на Henleдисфункция(UMOD) и тубулоинтерстициално увреждане и фиброза (YKL-40). Ние също така отбелязахме, че по-възрастната възраст е свързана с по-ниски нива на EGF, протеин, считан за сурогатен маркер за регенеративен тубуларен резерв, който може да улесниспособността на бъбрецитеза възстановяване от нараняване и бавно прогресиране на ХБН. Въпреки това, дисрегулацията на този възстановителен път, отразена от високата екскреция на EGF в урината, може да насърчи фиброза, възпаление и прогресия на ХБН. Нашата наблюдавана връзка между напредналата възраст и този обширен панел отувреждане на бъбрецитемаркерите, които показват нараняване във всички области на нефрона, са в съответствие с добре описаните структурни и функционални промени, наблюдавани встареещ бъбреквключително намален брой функционални гломерули, свиване на проксималните тубули, тубулна атрофия и интерстициална фиброза. Тъй като тази кохорта беше на средна възраст, трябва да се проведат подобни проучвания сред ХИВ-негативните лица, за да се определи дали ефектите на възрастта върхубъбрексе ускоряват от HIV инфекция.

Cistanche за подобряване на бъбречната дисфункция

По-рано докладвахме за връзката на ХИВ виремия с повишени нива на IL-18 и ACR в урината и потвърдихме тези открития в този анализ, включващ както мъже, така и жени. Въпреки че демонстрирахме последователни връзки между вирусния товар на ХИВ и нивата на биомаркери в урината, не открихме, че черната раса е свързана нито с ACR, нито с нивата на IL-18, както беше съобщено по-рано. По същия начин не наблюдавахме връзка между нивата на диабет и ACR в нашето проучване. Има няколко потенциални обяснения за това наблюдение. Първо, само 32 от изследваните участници в настоящия анализ са били диабетици, така че може да ни е липсвала достатъчно мощност, за да открием разликите в нивата на биомаркери в урината между участниците с и без диабет. Второ, участниците в нашето проучване са имали диабет за кратък период от време, със средна продължителност на диабета от 6,5 години (IQR 2,3–9,3). Освен това, при WIHS средният хемоглобин A1c е 6,7 (IQR 5,9–7,8), което показва отличен гликемичен контрол и най-малко 40 процента от пациентите с диабет са били лекувани с инхибитори на системата ренин-ангиотензин-алдостерон. Всички тези фактори са свързани с по-нисък ACR и подобрени бъбречни резултати в клинични проучвания.

Нашите резултати трябва да се тълкуват в контекста на ограниченията на нашето изследване. Първо, това е кръстосано проучване, така че причинно-следствените връзки между ХБН(хронично бъбречно заболяване)рискови фактори и нива на биомаркери в урината не могат да се приемат. Второ, участниците, включени в това проучване, са лица, които не са били на TDF, и нашите резултати може да не могат да бъдат обобщени за пациенти на такива ARTs. Трето, липсваха ни резултати от бъбречна биопсия, за да потвърдим наличието наувреждане на бъбрецитехистологично; Въпреки това, уринарните биомаркери, избрани за включване в този анализ, са показали, че са свързани с остраувреждане на бъбреците, надлъженбъбречна функцияупадък и смъртност. И накрая, размерът на нашата извадка може да е бил недостатъчен за откриване на констатации с умерени размери на ефекта, особено когато се използва много консервативният подход LASSO.

Изводи

Показахме, че всяка известна ХБН(хронично бъбречно заболяване) рисковият фактор е свързан с различен модел на промени в нивата на биомаркерите в урината. Докато нашите открития подчертават потенциалната клинична полза от рутинното измерване на множество нива на биомаркери, нашите открития изискват валидиране в по-големи, по-разнообразни популации пациенти. Оценката на предсказуемото представяне на измерването на биомаркери в популациите пациенти, описани тук, се отнася до необходимата стъпка в установяването на потенциалната стойност на измерването на нивото на биомаркери в урината за използване в по-широки клинични условия. В крайна сметка пестеливите алгоритми, които интегрират резултатите от множество нива на биомаркери заедно с клиничните данни, ще бъдат от решаващо значение за превеждането на тези нови диагностични стратегии в стандартната клинична практика.

От: „Рискови фактори за бъбречно заболяване, свързани с концентрациите на биомаркери в урината при ХИВ-позитивни лица; кръстосано проучване“ от Muiru, Anthony N, Shlipak, Michael G, Scherzer, Rebecca et al.

----ДневникBMC нефрология, 20(1)ISSN1471-2369  DOI10.1186/s12882-018-1192-y