Forhøjet neutrofil gelatinase-associeret lipocalin er forbundet med sværhedsgraden af ​​nyreskade og dårlig prognose for patienter med COVID-19--Del I

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Katherine Xu1 et al

Introduktion:Tab af nyrefunktion er et almindeligt træk vedCOVID-19infektion, men serumkreatinin (SCr) er ikke en følsom eller specifik markør fornyreskade. Vi testede, om molekylære biomarkører for tubulære skader målt ved hospitalsindlæggelse var forbundet med akuttenyreskade(AKI) i dem medCOVID-19infektion.

Metoder:Dette er en prospektiv kohorteobservationsundersøgelse bestående af 444 på hinanden følgende patienter med SARS-CoV-2 indskrevet i Columbia Universitys akutafdeling (ED) på toppen af ​​pandemicinen New York (2. marts02{{6 }}–april 2020). Urin og blod blev opsamlet samtidigt ved hospitalsindlæggelse (mediantid: dag 0, interkvartilområde: 0-2 dage), og urinbiomarkører blev analyseret ved hjælp af enzym-linked immunosorbent assay (ELISA) og en ny dipstick. Nyrebiopsier blev undersøgt for biomarkørRNA og for histopatologisk akut tubulær skade (ATI) score.

Resultater: Admission urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin (uNGAL) level was associated with AKI diagnosis (267 +- 301 vs. 96+-139 ng/ml, P < 0.0001) and staging; uNGAL levels >150 ng/ml havde 80 procent specificitet og 75 procent sensitivitet til at diagnosticere AKI stadier 2 til 3. Indlæggelse uNGAL niveau kvantitativt forbundet med forlænget AKI, dialyse, shock, forlænget hospitalsindlæggelse og dødsfald på hospitalet, selv ved indlæggelses SCr niveau var ikke forhøjet. Risikoen for dialyse steg næsten 4- gange pr. SD af uNGAL uafhængigt af baseline SCr, komorbiditeter og proteinuri (oddsforhold [OR] [95 procent CI]: 3,59 [1,83-7,45], P < 0,001).="" i="" nyrerne="" hos="" dem="">COVID-19NGAL mRNA-ekspression blev udvidet parallelt med svær histopatologisk skade (ATI). Omvendt udelukkede lave uNGAL-niveauer ved indlæggelse trin 2 til 3 AKI (negativ prædiktiv værdi: 0.95, 95 procent CI: 0.92–0.97) og behovet til dialyse (negativ forudsigelig værdi:0.98, 95 procent CI: 0.96–0.99). Selvom proteinuri og urin (u)KIM-1 var impliceret i tubulær skade, var det heller ikke diagnosticering af AKI-stadier.

Konklusion:Hos patienter medCOVID-19, uNGAL-niveau var kvantitativt forbundet med histopatologisk skade (ATI), tab af nyrefunktion (AKI) og sværhedsgraden af ​​patientforløb.

CISTANCHE ANTI-COVID-19 OG BESKYT NYREFUNKTION

INTRODUKTION

Akut tab af nyrefunktion, målt ved et risein SCr, er almindeligt i forbindelse med akut SARS CoV-2-infektion.1-4 Forhøjet SCr-niveau er til stede hos en tredjedel af de patienter, der er indlagt medCOVID-19.5–11 Alligevel afspejler målingen af ​​SCr ikke den fulde byrde afCOVID-19 nyreskade. For eksempel kan SCr kun opdage nyredysfunktion i retrospekt, efter at der er gået tilstrækkelig tid til, at akkumuleringen af ​​SCr kan nå en diagnostisk tærskel. Derudover forekommer der muligvis ikke klinisk signifikante ændringer i SCr i subtotal orfokal nyreskade som følge af kompenserende ændringer i uskadede nefroner, som kan dæmpe stigningen i SCr-niveau. Selv når stigninger i SCr-niveauet er tydelige, kan der mangle bevis for tubulær skade, f.eks. ved tilstedeværelse af volumendepletering, 12,13 er en almindelig præsentation hos patienter medCOVID-19-associeret diarré.10,14 En stigning i SCr-niveauet kan også forvirres af forekomsten af ​​rhabdomyolyse iCOVID-19,som øger kreatininproduktionen.15,16Byrden afnyreskadeunder stigninger i COVID-19 har anstrengt hospitalsressourcer, herunder akutmedicin, kritisk pleje og nefrologi, hvilket skaber et presserende behov for at begrænse forsinkelser i identifikation af individer med risiko fornyreskade, tab af nyrefunktion og nyreudskiftningsterapi. Som følge heraf ville triage-beslutninger for patienter og ressourceallokeringer drage fordel af brugen af ​​en hurtigt reagerende, følsom og specifik ikke-invasiv markør fornyreskadeog dets medfølgende resultater, der er almindelige iCOVID-19infektion.

Tidligere forskning i menneske- og musemodeller afslørede, at 2 molekylære markører for tubulær skade, uNGAL og uKIM-1, var afledt fra forskellige segmenter afnyreog tillade følsom detektion og realtids-skelnen mellem volumenfølsomme og volumen-ufølsomme iboende former for tubulær skade.12,17-19 Tidligere beviser på nytten af ​​disse markører i påvisningen af ​​AKI ved præsentation til ED12,20-22 rejser spørgsmålet om om de kan være af værdi hos patienter medCOVID-19. Behovet for nydiagnostisk test er særligt tydeligt, fordi mange patienter medCOVID-19præsenterer på hospitalet for første gang og har ikke tidligere registreringer af SCr.

Her studerer vi ydeevnen af ​​uNGAL anduKIM-1 i en stor kohorte af patienter med akutteCOVID-19præsenterer for Columbia University ED på toppen af ​​pandemien i New York City (marts 2020-april 2020). Vi testede sammenhængen mellem uNGAL oguKIM-1 med den efterfølgende diagnose, varighed og sværhedsgrad af AKI som defineret af AkutNyreSkadeNetværkskriterier (AKIN) og med dødsfald på hospitalet, dialyse, shock, respirationssvigt og varighed af hospitalsophold. Vi brugte både standard ELISA-metoder og en ny målepind, der kan måle uNGAL ved sengekanten. Til sidst undersøgte vi, om NGAL og KIM-1RNA korrelerede med histopatologiske målinger for ATI inyrebiopsifund fra patienterne medCOVID-19.

METODER

Menneskelige Subjekter

ColumbiaCOVID-19Biobank rekrutteret i trækCOVID-19 tilfælde (positivt resultat fra nasopharyngeal SARS-CoV-2 polymerase-kædereaktionstest), uanset alder, køn eller race/etnicitet, som modtog behandling på Columbia University Irving Medical Center. Biobanken opbevarede resterende blod- og urinprøver efter klinisk test fra hver patient medCOVID-19inklusive en indledende urinprøve og serum opnået ved hospitalsindlæggelse, som blev brugt til biomarkørmålinger. Til vores analyse identificerede vi 444 på hinanden følgende patienter, der blev indlagt mellem 24. marts 2020 og 27. april 2020, medCOVID-19Dette omfattede 371 patienter, som ikke kun havde en urinprøve fra præsentationen, men også information om baseline SCr og komplette SCr-målinger på hospitalet, der var nødvendige for at bestemme stadiet og varigheden af ​​AKI (Figur 1). Derudover blev 4 patienter med end-stagerenal sygdom ekskluderet.Nyrebiopsier blev tilmeldt af ColumbiaUniversity Irving Medical Center Renal PathologyLaboratory, inklusive 13 nyrebiopsier fra COVID-19 tilfælde23 og 4 ikke-COVID-19prøver analyseret ved in situ hybridisering for NGAL og KIM-1 RNA. COVID ( plus ) kohorten blev sammenlignet med en COVID(-) kohorte, der blev rekrutteret på identisk måde i Columbia University Irving Medical Center EDmellem juni 2017 og januar 2019.20 I lighed med COVID ( plus ) kohorten blev 426 på hinanden følgende COVID (-) patienter tilmeldt ved præsentationen, uanset alder, køn eller race/etnicitet. Dette omfattede 318 patienter med komplette SCr-målinger på hospitalet, der var nødvendige for at bestemme stadiet og varigheden af ​​AKI. Urinprøver blev indsamlet inden for 24 timer efter ankomsten til ED. Patienter med nyresygdom i slutstadiet blev udelukket.

Figur 1. Urinprøveindsamling: Resturinprøver blev indsamlet fra 444 på hinanden følgende patienter med COVID-19 af Columbia University COVID-19 Urine Biobank mellem 24. marts 2020 og 27. april 2020. I alt 4 patienter med slutstadienyresygdompå dialyse blev udelukket fra den endelige kohorte (N ¼ 440). Patienter med fuldstændige registreringer af SCr-målinger blev iscenesat efter AKIN-kriterier (n ¼ 371). I alt 69 patienter mangler tilstrækkeligtnyrefungeredata blev mærket "ukendt". AKIN, AkutNyreSkadenetværk; SCr, serum kreatinin.

Definition af primære resultaterPrimære resultater inkluderede SCr-baseret AKI, AKINstage og varigheden af ​​forhøjet SCr-niveau konsekvent i både COVID ( plus ) og COVID (-) kohorterne. I begge tilfælde blev baseline SCr niveau defineret ved hjælp af en standardiseret algoritme, som tidligere beskrevet af Stevens et al.,20 i følgende rækkefølge:

Median SCr fra 365 til 31 dage før urinopsamling. Hvis ikke tilgængelig, så:

Minimum SCr fra 30 dage før urinopsamling til opsamlingsdagen. Hvis ikke tilgængelig, så:

Minimum SCr fra urinopsamling til 7 dage på hospitalet

Patienter blev klassificeret som "Ukendte", hvis ingen af ​​de ovennævnte kriterier var opfyldt. AKIN23-stadier blev klassificeret som følger:

AKIN trin 1: $0,3 mg/dl stigning i SCr inden for et 48-timevindue ELLER 1.5- til 2-fold stigning i SCr sammenlignet med baseline.

AKIN stage 2: >2- til 3-fold stigning i SCr sammenlignet med baseline.

AKIN stage 3: $0.5 mg/dl increase in SCr within a 48- hour window when SCr $4.0 mg/dl OR >3-fold stigning i SCr sammenlignet med baseline.

Det maksimale SCr-niveau målt inden for 48 timer efter urinopsamling blev brugt til at diagnosticere AKIN-stadiet. I udvalgte tilfælde blev dag 1 AKIN-score tilskrevet, når de foregående og efterfølgende AKIN-score var identiske.

Yderligere kategorisering var baseret på varigheden af ​​SCr-stigning over basislinjen:

Ingen AKI (AKIN 0) – opfylder ikke AKIN-kriterierne inden for 2 dage efter præsentationen (skal have SCr-værdier for begge dage).

Forbigående AKI – opfyldte AKIN-kriterier på dag 0 eller 1 af præsentationen, men normaliseret under AKIN-detektionstærskler inden for 2 dage efter den første detektion (samlet AKI-varighed<72>

Sustained AKI (sAKI)—met AKIN criteria within 2 days of presentation but normalized below the AKIN detection thresholds only after 2 days from the first detection (total AKI duration >72 timer).

Ukendt – manglende baseline SCr, eller utilstrækkelige SCr-målinger til at bestemme SCr-kinetikken, eller manglende målinger på dag 0 eller 1, som ikke kunne bedømmes på grund af uoverensstemmende AKIN-score (figur 1).

Yderligere kategorisering af forhøjet SCr-niveau var baseret på varigheden af ​​SCr-stigning over basislinjen, inklusive forbigående AKI-hurtigt normaliserende SCr-niveau (<72 hours)="" and="" sustained="" (saki)="" delayed="" normalization="" of="" scr="" level="" (="">72 timer).

Urinoutput blev ikke brugt til AKI-definition på grund af den variable brug af Foley-katetre og ufuldstændig registrering af urinoutput i ED.

Definition af sekundære resultater

Sekundære resultater omfattede dialyse, shock, respirationssvigt, længde af hospitalsophold og dødsfald på hospitalet. Chokket blev defineret af behovet for vasopressorer, og respirationssvigt blev defineret af behovet for enten invasiv eller ikke-invasiv positiv trykventilation. Iscenesættelsen af ​​kroniskenyre sygdomblev bestemt ved hjælp af ChronicNyre SygdomEpidemiologi Collaboration estimeret glomerulær filtrationshastighedsformel og baseline kreatinin som beskrevet tidligere.24

Laboratorieanalyse

Alle urinmålinger blev blindet for kliniske data.NGAL og uKIM-1 blev målt med ELISA (KIM-1:Enzo, ADI-900-226-0001; NGAL: BioPorto, KIT036).Proteinuri blev påvist med Chemstrip 10 SG (RocheDiagnostics). Urin blev centrifugeret (12,000 rpm; 10 minutter) og påført NGAL gRAD-dipsticks (Bio Porto), og farveudvikling blev sammenlignet med en farveskala, der markerer NGAL (ng/ml)-koncentration af 2 uafhængige læsere. Urincellepellets blev analyseret for LRP2 og UMOD ved immunoblot med SDS-PAGE(Bio-Rad Laboratories), kanin-anti-LRP2 (1:1000, Abcam, ab76969), får-anti-UMOD (1:2000, MeridianLife) Science, K90071C), og polyklonale sekundære antistoffer konjugeret til HRP (1:10.000, JacksonImmunoResearch).

Histologisk identifikation af ATI

Histologiske træk ved ATI inkluderede tab af børstekant, epitelforenkling, intracytoplasmisk vakuolisering, åbenlys nekrose, apoptose og celleudskillelse. En semikvantitativ skala blev brugt til at måle omfanget af ATI, som var som følger: ingen(<5% of="" tubules="" involved),="" mild=""><25%), moderate="" (25%–50%),="" and="" severe="" (="">50 procent).

Patologisk analyse

In situ hybridisering på formalin-fikseret, paraffin-indlejret menneskenyrerbrugte chromogenicRNAscope 2.5 HD Duplex Reagent Kit (Advanced CellDiagnostics, 322430). Prober inkluderede NGAL: Hs-LCN2(559441) og Hs-LCN2-C2 (559441-C2 ved 1:600); KIM-1:Hs-HAVCR1-O1 (538081 og 538081-C2 ved 1:100); andaquaporin 2: Hs-AQP2 (434861) og Hs-LRP2 (532391).

Bekræftende nyreiskæmi-reperfusionsskadeanalyse

Han- og hunvildtype C57Bl/6 mus i alderen 8 til 10 uger (Jackson Labs) blev bedøvet med isofluran og anbragt på et varmebord (rektal temperatur: 37 grader). Mikrovaskulære klemmer (Fine Science Tools) blev påført den venstre nyrepedikel i 10, 20, 30 eller 40 minutter. Detnyrerblev høstet efter 24 timer. In situ hybridisering på formalin-fikseret, paraffin-indlejretnyrerbrugte NGAL-sonden: Mm-Lcn2-C2(313971-C2) og KIM-1-sonden: Mm-Havcr1(472551).

Statistisk analyse

Normaliteten af ​​kontinuerte variabler blev testet ved hjælp af Shapiro-Wilk test. Normalt fordelte kontinuerte variabler blev sammenlignet ved hjælp af en {{0}}prøve t-test og opsummeret som middel SD. Ikke-normalt fordelte kontinuerte variabler blev opsummeret som medianer og intervaller og sammenlignet ved hjælp af den ikke-parametriske Mann-Whitney U-test. For at forbedre fortolkningen af ​​effektestimater fra multivariate regressionsmodeller blev alle ikke-normalfordelte prædiktorer (inklusive uNGAL og uKIM-1-niveauer) log-transformeret og standardnormaliseret før statistisk testning. Effektstørrelserne for biomarkører blev udtrykt pr. SD-enhed af normaliserede prædiktorer. Kategoriske variabler blev sammenlignet ved hjælp af c2 eller Fisher eksakte test. Til at teste binære resultater brugte vi logistisk regression. Ordinale resultater, såsom AKIN-stadiet, blev testet ved hjælp af ordinal logistisk regression. Ordinale prædiktorer, såsom urindipstick-kategori eller proteinuri-grad, blev testet under antagelsen om lineære effekter ved hjælp af en hældningstest inden for rammerne af en generaliseret lineær model skræddersyet til resultatet af interesse (f.eks. logistisk eller ordinær logistik for henholdsvis binære eller ordinære resultater). Vi brugte Cox proportional hazards model til tid-til-hændelsesanalyser for dødsfald. Vi brugte den konkurrerende risikoregression-model til analysen af ​​hospitalsindlæggelsens længde, med død som en konkurrerende risiko.25,26 Antagelsen om proportionale farer blev verificeret ved at teste skalerede Schoenfeld-residualer for hver prædiktor mod observationstid. Sammenslutninger af urinbiomarkører med kliniske resultater blev justeret for følgende kovariater: alder, køn, race, etnicitet (minimalt justeret model), baseline SCr og allerede eksisterende fedme, diabetes, hypertension, transplantation (ethvert organ), cancer, hjerte-kar-sygdom (koronararteriesygdom, hjertesvigt, hjerneinfarkt), lungesygdom (astma, kronisk obstruktiv lungesygdom, interstitiel lungesygdom, primær pulmonal hypertension, idiopatisk lungefibrose) (fuldt justeret model 1) og proteinuri (fuldt justeret model 2). I analysen af ​​primære resultater betragtede vi 2-sidet P < 0.05="" som="" statistisk="" signifikant.="" i="" analysen="" af="" ​​sekundære="" udfald="" betragtede="" vi="" p="">< 0.01="" som="" statistisk="" signifikant="" (bonferroni-korrigeret="" for="" 5="" testede="" uafhængige="" udfald).="" vi="" stratificerede="" desuden="" patienter="" med="" både="" ungal="" ($150="" ng/ml)="" og="" scr-baseret="" aki="" i="" følgende="" 4="" grupper:="" ngal-ak-i,="" ngal="" plus="" aki,="" ngal-aki="" plus="" og="" ngal="" plus="" akiþ.="" vi="" brugte="" c2-testen="" til="" parvise="" sammenligninger="" af="" proportioner="" med="" et="" klinisk="" resultat="" mellem="" grupperne="" og="" cochran="" armitage-testen="" for="" tendens="" i="" proportioner="" mellem="" lavrisiko="" (ngal-aki-),="" mellemrisiko="" (ngal="" plus="" aki-eller="" ngal-aki="" plus="" )="" ,="" og="" højrisiko-="" (ngal="" plus="" aki="" plus="" )="" grupper.="" desuden="" blev="" hver="" gruppe="" testet="" som="" en="" kategorisk="" prædiktor="" for="" udfaldet="" ved="" brug="" af="" logistisk="" regression="" med="" lavrisikogruppen="" (ngal-ak-)="" som="" reference.="" alle="" statistiske="" analyser="" blev="" udført="" ved="" hjælp="" af="" r="" (cranversion="" 4.0.4),="" inklusive="" r-tillægspakker="" mass(version="" 7.3-53.1),="" odds="" ratio="" (version="" 2.0.1),="" survival(version="" 3.2-7),="" cmprsk="" (version="" 2.2-10)="" og="" proc(="" version="" 1.17.="" 0.1).="" vores="" undersøgelse="" blev="" rapporteret="" i="" henhold="" til="" strengthening="" the="" reporting="" of="" observational="" studies="" in="" epidemiology="" retningslinjer="" for="">

Tilsyn med studier

Columbia University BiobankCOVID-19undersøgelser blev godkendt af Columbia University MedicalCenter Institutional Review Board (AAAS7370 og AAAS7948). En undergruppe af patienter blev inkluderet under en offentlig sundhedskrise institutionelle revisionsnævn afkald på samtykke specifikt tilCOVID-19undersøgelser, hvis patienter var døde, ikke var i stand til at give samtykke eller for tab af kontakt. Mus blev brugt i henhold til Institutional Animal Care and Use Committee (AC-AAAY7464) og overholder National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.

Klik her for at få del II af denne artikel.

Fra: 'Forhøjet neutrofil gelatinase-associeret lipocalin er forbundet med sværhedsgraden af ​​nyreskade og dårlig prognose for patienter med COVID-19'--afKatherine Xu1 et al

---Kidney International Reports (2021) 6, 2979-2992 KLINISK FORSKNING