Un nou assaig multibiomarcador per al seguiment quantitatiu no invasiu de la lesió renal

Drew Watson¹, Joshua YC Yang^1,2,3et al

Resum:L'actual estàndard de mesures d'atenció perronyófunció, la proteinúria i la creatinina sèrica (SCr) són mals predictors de la fase inicialronyómalaltia. Mesures que es poden detectarcrònicaronyómalaltiaen les seves etapes inicials són necessàries per permetre la intervenció terapèutica i reduir els resultats adversos decrònicaronyómalaltia. Hem desenvolupat la prova de danys renals (KIT) i una nova puntuació KIT basada en la mesura composta i la validació de múltiples biomarcadors en un conjunt únic de 397 mostres d'orina. La prova es realitza en mostres d'orina que no requereixen processament al lloc de recollida i sense seqüenciació o amplificació de la diana. Hem intentat verificar que la prova KIT predefinida, la puntuació KIT i els llindars clínics es correlacionen ambcrònicaronyómalaltia(CKD) i pot proporcionar informació predictiva sobre l'estat de lesió renal precoç més enllà de la proteïnúria i les mesures de la funció renal soles. Es van realitzar anàlisis estadístiques de sis marcadors d'ADN, proteïnes i metabòlits en un subconjunt de mostres d'orina puntuals residuals ambCKDque va complir els controls de qualitat del rendiment de l'assaig dels pacients que assistien als laboratoris clínics de la Universitat de Califòrnia, San Francisco (UCSF) com a part d'un estudi prospectiu en curs aprovat per l'IRB. Els criteris d'inclusió inclouen una selecció de pacients amb confirmacióCKDi controls saludables normals; Els criteris d'exclusió incloïen informació incompleta o faltant per a la classificació de la mostra, retards logístics en el transport/processament de mostres d'orina o volum de mostra baix i lesió renal aguda. Regresió logística multivariant deronyólesióLes estadístiques d'estat i de probabilitat es van utilitzar per avaluar la contribució de la puntuació KIT per a la predicció deronyólesióestat i estadi de la ERC, així com avaluar la contribució potencial de la puntuació KIT per a la detecció de la fase inicial.CKDmés enllà de les mesures tradicionals de la funció renal. Les mostres d'orina van ser processades per una immunosonda patentada per mesurar l'ADN lliure de cèl·lules (cfDNA), el cfDNA metilat, la clusterina, CXCL10, la proteïna total i la creatinina. La puntuació KIT i el grup de risc estratificat de puntuació KIT (alt versus baix) tenien una sensibilitat i especificitat per a la detecció de l'estat de lesió renal (sana oCKD) del 97,3% (IC del 95%: 94,6–99,3%) i del 94,1% (IC del 95%: 82,3–100%). A més, en pacients amb funció renal normal (taxa de filtració glomerular estimada (eGFR) > 90), la puntuació KIT identifica clarament aquells amb factors de risc predisposants perCKD, que no es va poder detectar per eGFR o proteinúria (p < 0.001).="" el="" kit="" score="" descobreix="" una="" càrrega="" de="" lesió="" renal="" que="" encara="" pot="" ser="" reconeguda="" de="" manera="" incompleta,="" obrint="" la="" porta="" a="" una="" detecció,="" intervenció="" i="" preservació="" anticipades="" de="" la="" funció="">

Paraules clau:Assaig KIT; crònicaronyómalaltia; biomarcador; no invasiu; orina; eGFR; cfDNA

Contacte:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

1. Introducció

Crònicaronyómalaltia(ERC) és un problema de salut pública mundial, amb una càrrega global de 850 milions de persones.CKDs'està reconeixent com una "epidèmia oculta", ja que la majoria dels pacients amb estadis primerencs d'ERC (~11 per cent de la població adulta del món) no es reconeixen, ja que no presenten símptomes i no són conscients del seu major risc de problemes cardíacs, infeccions. , hospitalització i insuficiència renal. Per tant, sovint la ERC no es considera un problema de salut important, tot i que afecta el doble de diabètics (422 milions) i més de 20 vegades el nombre de persones amb càncer (42 milions) o VIH/sida (36,7 milions).

CKD is defined as a reduced renal reserve, persisting for >3 mesos i/o un diagnòstic previ d'una afecció amb risc conegutronyódamage [1]. CKD is defined in a five-stage classification system for the assessment of kidney injury as patients advance towards the need for dialysis or transplantation [2]. The current standard of care tests, the blood-based serum creatinine (SCr) assay (and its use to calculate the estimated glomerular filtration rate or eGFR [3]) and protein in the urine, detect CKD 3–5 (eGFR of s60 mL/min/1.73 m2 of body surface area). However, most cases of CKD 1–2 (CKD >60 ml/min/1,73 m2 de superfície corporal) no es detecten. L'eGFR té poca sensibilitat per a la detecció precoç de la CKD, ja que la redundància inherent de la reserva renal emmascara l'augment precoç de SCr. Les biòpsies renals, sovint desencadenadas amb estadis més avançats de la CKD, tenen valor per avaluar la patologia, però són invasives, cares [4] i no es poden utilitzar per al seguiment en sèrie de la progressió de la CKD.

Múltiples desencadenants i factors de risc comencen la cascada deronyódany enCKD, amb progressió a insuficiència renal (CKD 5). Hi ha més de 10 milions de persones a tot el món que necessiten teràpia de salvament renal amb suport per a tota la vida de la diàlisi o el trasplantament de ronyó. Tot i que la diàlisi i el trasplantament proporcionen una substitució funcional del ronyó, tots dos encara es veuen afectats per diferents impactes adversos sobre la morbiditat i mortalitat dels pacients. També hi ha un impacte marcat de la CKD en altres sistemes d'òrgans del cos;CKDels pacients tenen un major risc d'infeccions, morts cardiovasculars i càncer [5].

La detecció precoç del dany renal és crucial, com a tractamentCKD1-2 pot donar lloc a la preservació renal, ja sigui revertint o alentint la progressió del dany renal [6]. Actualment, els assajos d'orina disponibles no poden detectar nivells baixos de lesió renal [7–14] i s'han avaluat principalment en lesió renal aguda (AKI), amb una mala discriminació per a la CKD [9]. Per tant, hi ha una necessitat crítica no satisfeta de desenvolupar diagnòstics sensibles, quantitatius i no invasius per detectar la CKD 1-3. La detecció precoç i el tractament precoç de la CKD mitigarien la càrrega global de la malaltia i reduirien la càrrega financera massiva dels pressupostos nacionals de salut [15-21].

The primary aim of this study was to perform an assessment of multiple novels and known urine biomarker measurements to conduct an inexpensive, portable assay, called the Kidney Injury Test (KIT) in consecutive patients presenting with CKD at a large tertiary health care system, and develop and independently validate a quantitative KIT Score to reflect the diferent CKD stages. The KIT assay performance was also directly compared to the current standard of care tests (eGFR and proteinuria). A secondary aim was to explore the accuracy of the KIT assay to detect and quantitate kidney injury in CKD 1–2, i.e., subjects with normal eGFR (>60) però amb factors de risc predisposant a la ERC. Aquest informe descriu el procés de selecció de biomarcadors, desenvolupament d'algoritmes i validació independent de la puntuació KIT com a nou diagnòstic per a l'avaluació i quantificació tant de les fases primerenques com tardanes.ronyódany.

2. Secció Experimental

2.1. Selecció de pacients

L'orina residual i aleatòria es va recollir de 1.169 pacients seqüencials dels laboratoris clínics de la Universitat de Califòrnia, San Francisco (UCSF), durant 3 mesos, d'octubre de 2016 a gener de 2017, com a part de les proves clíniques rutinàries a Parnassus i Mission Bay. laboratoris clínics del campus. La selecció de mostres per al diagnòstic d'ERC es va enriquir mitjançant la selecció de mostres d'orina obtingudes de les clíniques de nefrologia, diabetis o cardiologia de la UCSF. Per facilitar el poder estadístic, l'estudi es va enriquir per als pacients amb un major risc de patir malaltia renal, utilitzant els criteris següents: el pacient tenia un diagnòstic confirmat d'ERC (codi ICD10 N18 [22]), cap diagnòstic d'ERC però un diagnòstic actual de diabetis. , hipertensió o malaltia autoimmune, sense ERC però amb antecedents familiars positius d'ERC, sense ERC però amb més de 60 anys o de minoria ètnica. Els pacients amb AKI no es van incloure en aquest estudi, amb la justificació següent: (1) aquest primer estudi sobre KIT se centra en el desenvolupament i validació de les mètriques quantitatives i funcionals del KIT Score en un continu crònic de progressió de la malaltia renal. L'AKI té una trajectòria diferent amb inici i resolució aguda; (2) L'IRA pot tenir una resolució completa o incompleta de la lesió, de manera que la reducció de la puntuació KIT després de la resolució de l'IRA esdevindrà clínicament interpretable quan s'hagin establert els rangs de puntuació KIT en aquest article per a diferents estadis funcionals de la ERC; (3) L'IRA és una de les causes del risc d'ERC, però la majoria dels casos d'ERC, com la diabetis i la hipertensió, no comencen amb l'IRA. Es preveu un estudi del KIT Score en AKI com a estudi de seguiment.

A efectes del desenvolupament del KIT Score, es va capturar la causa rellevant de la ERC o el factor de risc predisposant per a la CKD dels registres sanitaris electrònics (EHR), juntament amb les variables demogràfiques i el SCr, per permetre el càlcul de l'eGFR [23]. Per a cada pacient, es va confirmar la presència i la causa de la malaltia renal mitjançant una revisió clínica dels registres mèdics i de laboratori. Les causes més freqüents d'ERC en aquesta cohort van ser: malalties sistèmiques immunomediades que poden causar dany renal (com ara nefritis lúpica, artritis reumatoide, síndrome de Sjogren), hipertensió, diabetis (tipus 1 i 2), malaltia glomerular (aquests casos van ser biòpsia confirmada amb nefropatia per IgA, glomerulonefritis membranoproliferativa o glomeruloesclerosi segmentària focal) i uropatia obstructiva (bufeta neurogènica, vàlvules uretrals posteriors i hidronefrosi). A la cohort de pacients amb ERC, el 74,8 per cent dels pacients tenien 2 o més diagnòstics clínics que serien rellevants per al desenvolupament i la progressió de l'ERC, mentre que el 13,3 per cent dels pacients tenien diabetis i hipertensió com a factors de risc de lesió renal doble en absència d'un diagnòstic clínic d'ERC. , que reflecteix l'alta prevalença d'aquestes comorbiditats a la població general. La causa de la CKD no es va filtrar i es van capturar totes les causes que contribueixen a la CKD.

To avoid degradation of the biomarkers in the KIT assay, urine samples were either processed within an hour of collection or stored at 4 C and processed within 24 h. Samples were discarded or not included for analysis in this study if the sample volume was less than 2 mL, there were insufficient data to confirm patient CKD diagnosis, or there was a>Retard de 24 hores en el processament de mostres per motius logístics. Després del procés de filtrat anterior, vam tenir una selecció final de 343 mostres d'orina úniques de 343 pacients. També vam obtenir mostres d'orina addicionals de 54 controls sans seleccionats entre voluntaris que tenien bona salut, amb SCr normal, sense proteinúria i sense factors de risc d'ERC identificables. L'estudi es va adherir a les declaracions d'Hèlsinki i Istanbul i va ser aprovat pel comitè de revisió institucional de la UCSF (IRB 16-21108) i l'IRB va renunciar al requisit de consentiment informat.

2.2. Mètodes d'assaig KIT

2.2.1. Processament de mostres

Les mostres d'orina es van recollir en recipients estèrils (captura neta, buit mig del corrent), independentment de l'hematúria o la proteinúria micro o macroscòpica. Les mostres d'orina es van centrifugar a 2000 × g durant 30 min a 4 oC. El sobrenedant es va separar del pellet d'orina que contenia cèl·lules i restes cel·lulars. El pH del sobrenedant es va ajustar a 7, 0 mitjançant Tris-HCl i es va emmagatzemar a _80oC al Biorepository UCSF fins a una anàlisi posterior.

2.2.2. KIT Biomarcadors

KIT introdueix mesures normalitzades de 6 biomarcadors d'orina primaris. El primer biomarcador va ser l'ADN lliure de cèl·lules (cfDNA): com a mesura de la càrrega apoptòtica total de la lesió renal [24], mesurada per una immunosonda quimioluminiscent complementària d'oligonucleòtid biotinilat de 5' propietària per orientar específicament els fragments d'ADNc en lesions renals [25]. Aquest enfocament supera les limitacions del processament de mostres que requereix temps, l'amplificació de PCR costosa [26], la detecció de SNP ([27,28] o els mètodes de seqüenciació d'ADN [29], d'altra manera emprats per mesurar l'ADNc en sang [27,30]. Els marcadors mesurats per ELISA inclouen cfDNA metilat (m-cfDNA) per refinar la proporció de cfDNA que pot ser més rellevant per a la lesió del parènquima renal [31,32]; CXCL10, com a marcador d'inflamació [33-37]; clusterina, com a marcador de lesió tubular renal [38,39]; proteïna total, com a marcador tardà de lesió glomerular [40,41]; i creatinina, com a marcador normalitzador, ja que es pot veure afectada per la massa corporal, la nutrició i/o la hidratació i s'utilitza. per evitar la necessitat d'una recollida d'orina programada [42,43].

2.3. Anàlisi estadística

2.3.1. Desenvolupament de la puntuació del KIT

Es va utilitzar un mostreig aleatori per dividir la 397-cohort de pacients en un conjunt d'entrenament (n=233, amb 37 controls sans), estratificat per l'estat de lesió renal. Es va utilitzar el modelat forestal aleatori per identificar les relacions entre els diferents marcadors per a la detecció d'ERC amb alta sensibilitat. Els models predictius es van entrenar mitjançant mètodes estadístics i d'aprenentatge automàtic per al desenvolupament de l'algoritme KIT Score, a través dels sis biomarcadors d'ADN i proteïnes seleccionats i la partició multidimensional d'aquestes mesures d'assaig es va basar en llindars clínics identificats incorporant el SCr i el risc addicional conegut. variables per a la ERC com ara la raça, el gènere i l'edat. Finalment, es va desenvolupar un model lineal senzill que incorpora la partició resultant al KIT Score amb un llindar addicional per a l'avaluació del risc baix i alt d'ERC.

2.3.2. Validació de la puntuació del KIT

Posteriorment, es va utilitzar un subconjunt de validació independent de 164 pacients, amb 17 controls sans, per validar prospectivament l'assaig KIT i la puntuació KIT preespecificada. Es va utilitzar la regressió logística per comparar el model (complet) amb l'estàndard actual de proves de cura, proteïna d'orina sola i eGFR. Es va considerar significatiu un valor p <0.01 per="" a="" la="" prova="" corresponent="" de="" la="" relació="" de="" versemblança.="" es="" van="" realitzar="" anàlisis="" de="" regressió="" logística="" per="" avaluar="" la="" precisió="" del="" llindar="" de="" puntuació="" kit="" preespecificat="" per="" als="" grups="" de="" risc="" de="" puntuació="" kit="" categòrics="" (baix="" i="" alt).="" es="" va="" calcular="" la="" sensibilitat="" i="" l'especificitat="" de="" la="" puntuació="" kit="" quantitativa="" i="" qualitativa="" resultant,="" juntament="" amb="" els="" intervals="" de="" confiança="" del="" 95="" per="">

T-test and logistic regression were used to compare the pre-defined KIT Score and model patient status (individuals predisposed to CKD versus healthy subjects), to assess its ability to distinguish subjects with early stages of CKD (eGFR 60–90, CKD 2) and normal eGFR but with predisposing risk factors for developing kidney damage (>90, CKD 1), de voluntaris sans (eGFR > 90) que no tenen factors de risc predisposants coneguts. Un valor p <0, 01="" es="" va="" considerar="">

3. Resultats

Dels 1.169 pacients reclutats i mostres d'orina recollides, 201 mostres van complir els criteris d'exclusió de baix volum d'orina i es van classificar a partir d'anàlisis posteriors, deixant 968 pacients (dades demogràfiques a la taula 1). La distribució de la proteinúria en aquests 968 pacients (0 a 5469,73; mediana (IQR) de 4,69 (0–39,11) mg/mmol) i el rang d'eGFR (calculat per a tots els pacients amb CKD [23] (Figura 1C) ) destaca que vam capturar l'espectre de la malaltia CKD (figura 1A). D'aquesta cohort, 397 pacients i mostres únics van sobreviure als criteris d'exclusió (vegeu Mètodes). Les etiologies de la seva lesió renal abastaven una àmplia i múltiple gamma de malalties, amb la hipertensió com a causa que contribuïa al 42% dels pacients (figura 1B). Més d'un 60 per cent dels pacients tenien més d'una causa que va contribuir a la seva lesió renal. Atès que això és una realitat per a la majoria dels pacients amb CKD, sobretot a mesura que progressen cap a etapes posteriors de CKD, la puntuació KIT es va modelar per detectar lesions renals independentment de la causa subjacent. Tot i que la proteinúria és l'estàndard d'or actual per a l'avaluació no invasiva de la lesió renal, no hi va haver cap correlació entre l'eGFR i la relació proteïna/creatinina urinària (R2=0.0087) i, tal com van demostrar altres investigadors [44 ], la proteinúria era pobra en les etapes de categorització de la CKD (figura 2).

L'objectiu principal d'aquest estudi va ser desenvolupar una puntuació KIT composta que va de {{0}} (risc baix) a 100 (risc alt) i avaluar prospectivament la capacitat d'una puntuació KIT quantitativa per a la detecció de lesions renals. amb un alt grau de sensibilitat i especificitat. Mostrem que, tot i que les mesures actuals de la funció renal (eGFR i proteinúria) són predictives de la ERC en fase tardana (taula 2), l'escala quantitativa de KIT Score de 0 (risc més baix) a 100 (risc més alt) proporciona informació predictiva.

sobre l'estat de lesió renal més enllà de la proteinúria i la funció renal només (proporció de probabilitat x {{0}},507, valor de p <0,0001) i="" supera="" l'estàndard="" actual="" de="" les="" proves="" de="" cura="" (taula="" 3).="" la="" creatinina="" d'orina="" s'utilitza="" amb="" finalitats="" de="" normalització="" a="" l'algoritme="" kit="" i="" controla="" les="" variacions="" diürnes="" i="" d'hidratació="" (obviant="" així="" la="" necessitat="" de="" qualsevol="" mostreig="" d'orina="" cronometrat)="" i="" no="" va="" ser="" significativa="" per="" a="" l'etapa="" de="" ckd="" en="" anàlisis="" multivariants="" (valor="" p="0).">

We also developed a qualitative KIT Score, an approach that can have important implications for population kidney risk assessment. A pre-defined risk threshold of 18.5 was established in the training data, allowing the separation of the KIT Scores into low (s18.5) and high risk (>18.5) grups de lesió renal. Això es va confirmar en el conjunt de proves per proporcionar informació predictiva sobre l'estat de la lesió renal més enllà de la proteinúria i el FGe (la relació de probabilitat era x=44,244, el valor p <>

La sensibilitat i l'especificitat estimades de la puntuació KIT per a la detecció d'ERC és del 97,3% (IC del 95% bootstrap: 94,6, 99,3%) i del 94,1% (IC del 95% bootstrap: 82,3, 100%), respectivament. En canvi, la sensibilitat i l'especificitat de la proteinúria va ser del 46,9 per cent (IC del 95 per cent de bootstrap: 38,8, 55,8 per cent) i del 88,2 per cent (IC del 95 per cent de bootstrap: 70,6, 100 per cent), respectivament, per a les mateixes mostres. De la mateixa manera, la sensibilitat de SCr va ser del 65,6 per cent (bootstrap 95 per cent CI: 57,4, 73,8 per cent). L'estimació dels valors predictius negatius i positius del KIT Score depèn de la taxa de prevalença de la malaltia, per tant, la taxa de prevalença de la hipertensió es pot utilitzar com a exemple. La prevalença de la hipertensió a la població general dels EUA és d'aproximadament el 33 per cent. En conseqüència, el valor predictiu positiu i negatiu estimat de la puntuació KIT quantitativa per a la hipertensió seria de ~ 89,1 per cent i 98,2 per cent, respectivament.

Mostrem la contribució dels biomarcadors individuals a la puntuació KIT a continuació (taula 4). L'abundància d'ADNc a l'orina va ser molt variable entre les diferents categories de malaltia renal i no es va correlacionar de manera independent amb l'estadi de la CKD. Les correlacions entre els biomarcadors individuals eren petites (la correlació més gran R2=0.14 era entre eGFR i proteïna), cosa que suggereix que cadascun dels biomarcadors proporciona informació independent per a la predicció de l'estat de lesió renal. Les anàlisis de components principals (PCA) (figura 2B) aclareixen la relació de combinacions lineals independents dels biomarcadors amb la variabilitat total en les mesures d'assaig i destaquen la important contribució del m-cfDNA, cf-DNA i CXCL10 com a proporcionar valor independent en el generació de la KIT Score composta. Clusterin va ser l'únic biomarcador de l'estat de lesió renal que no va ser significatiu en les anàlisis multivariants (valor p=0.1671). Aquests factors posen de manifest que, malgrat les dades publicades sobre correlacions entre l'abundància d'ADNc sanguini i la disfunció renal [27, 28], l'ADNc urinària en aquests entorns no seria suficient per si sol, i hi ha valor incloure múltiples biomarcadors per desenvolupar la puntuació KIT composta per a Valoració de la ERC.

CXCL10 is a key inflammatory cytokine dysregulated in immune-mediated renal injury [45–51]. To evaluate where CXCL10 identifies a specific cause of CKD, such as immune-mediated causes of renal injury from systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, antineutrophil cytoplasmic antibody (ANCA)-positive vasculitis, we evaluated which CKD categories had a high abundance of urinary CXCL10. Interestingly, only ~30% of the immune-mediated cohort had very high CXCL10 values (>100 pg/mL), mentre que, en moltes mostres de lesió renal mediada per la immunitat, aquests valors eren baixos i poden reflectir la remissió de la malaltia o l'exposició a la immunoteràpia. Per a la nostra sorpresa, el 30% de les cohorts hipertensos i diabètics també tenien nivells elevats de CXCL10 urinari, sense cap malaltia immune sistèmica identificada. No hi va haver cap associació entre els nivells urinaris de CXCL10 i l'estadi d'ERC.

Figure 2C displays the KIT Score, shown here as a function of CKD stage (based on the eGFR) and matched with presence (red dots) or absence (black dots) of proteinuria (threshold cut of urine protein/creatinine ratio of >0.2). The healthy controls are marked in green and are shown in a pre-CKD 1 or CKD 0 stage where the eGFR is >90 ml/min/1,73 m2 com en la CKD 1, sense proteinúria ni risc identificat de lesió renal. És important tenir en compte que ~ 15 per cent dels controls sans provats aquí tenen una lleugera elevació en la seva puntuació KIT (just per sobre del llindar d'alt risc de 18,5). En aquesta etapa de l'estudi, no podem identificar si aquests controls sans amb puntuacions KIT més altes tenen factors de risc no detectats per a lesions renals, ja que tots els subjectes van ser desidentificats.

La taula 5 mostra un desglossament de la puntuació KIT mitjana per fase de CKD i per a voluntaris sans, i observem una trajectòria significativa d'augment de la puntuació KIT en avançar en l'etapa de CKD. La puntuació KIT pot distingir fàcilment CKD 1 i 2 (28,9; IC del 95 per cent: 27,9, 29,9) dels voluntaris sans sense ERC (11,0; IC del 95 per cent: 9,5, 12,6); valor p < 0.00001).="" en="" comparació="" amb="" els="" controls="" sans,="" hi="" ha="" una="" forta="" associació="" entre="" la="" puntuació="" kit="" i="" la="" predisposició="" a="" la="" lesió="" renal,="" fins="" i="" tot="" en="" subjectes="" amb="" funció="" renal="" normal="" en="" ckd="" 1="" (egfr=""> 90), amb una proporció de probabilitat de x=148.4 (Valor p de LR < 0,0001)="" i="" un="" llindar="" d'assaig="" de="" 18,5="" tenien="" una="" sensibilitat="" i="" especificitat="" de="" 92,9="" (ic="" 95="" per="" cent="" exacte:="" 87,0="" per="" cent,="" 96,7="" per="" cent)="" i="" 94,4="" per="" cent="" (ic="" 95="" per="" cent="" exacte:="" 84,6="" per="" cent,="" 98,8="" per="" cent),="" respectivament.="" aquest="" mateix="" efecte="" es="" va="" amplificar="" encara="" més="" per="" a="" la="" capacitat="" dels="" assaigs="" kit="" de="" detectar="" tant="" ckd="" 1="" com="" 2,="" amb="" una="" relació="" de="" probabilitat="" x="196,5" (valor="" p="" de="" lr="">< 0,0001),="">

the >18.5 KIT Score threshold having a sensitivity of 95.8% (exact 95% CI: 92.2, 98.1%) for early CKD detection. A total of 60% of patients in CKD 1 have elevated KIT Scores >18,5, tot i que tenen funció renal "normal" i sense proteinúria. Aquests són exactament els pacients objectiu que volem capturar amb l'assaig KIT, ja que la seva ERC en fase inicial no seria detectada per les proves d'atenció estàndard actuals. De fet, la puntuació KIT identifica que el 92 per cent dels pacients amb ERC 1 que no tenen proteïnúria tenen una lesió renal precoç. A l'ERC 2-3, tot i que aproximadament el 60% dels pacients no tenen proteïnúria, la puntuació KIT detecta tots els pacients com a d'alt risc i proporciona diferents mesures quantitatives per a la càrrega de lesions per ERC de cada pacient. En la CKD 4-5, la proteinúria i les puntuacions KIT són més concordants a mesura que el dany renal està avançat i la proteinúria es reconeix com un marcador tardà de lesió renal.

Així, aquests resultats col·lectius demostren clarament que l'assaig aconsegueix els seus objectius primaris i secundaris de predir la lesió renal amb una sensibilitat més gran que les proves d'atenció estàndard actuals (eGFR, SCr, proteinúria) i, a diferència dels nostres assajos clínics actuals, el KIT Score pot Identificar amb precisió les etapes molt primerenques de la ERC a les pantalles de població.

4. Discussió

La força impulsora del desenvolupament de l'assaig KIT i la puntuació KIT va ser un reconeixement de la càrrega massiva i creixent de la lesió renal no reconeguda [52], agreujada per la debilitat de l'estàndard actual de les proves de cura [53] per descobrir el càrrega real i "amagada" de la malaltia renal. El seguiment del dany renal en individus mitjançant mostres d'orina sempre ha estat un objectiu molt desitjable, ja que el senyal biològic de l'orina pot proporcionar una finestra molt informativa sobre la salut del ronyó. No obstant això, una prova d'orina per predir la lesió renal, independentment de la causa subjacent, segueix sent una necessitat clínicament no satisfeta i un repte de bioquímica per executar, ja que hi ha moltes substàncies interferents a l'orina com les proteases [54,55], donant lloc a la degradació dels biomarcadors i alta variació interindividual del pH de l'orina, tot això pot confondre el desenvolupament d'un assaig de laboratori robust. Els estudis proteòmics dirigits [56–59], impulsats pel mostreig d'orina protocolitzat a partir d'assajos clínics prospectius, durant una dècada (als nostres laboratoris de la Universitat de Stanford i UCSF), han donat lloc al desenvolupament de procediments operatius estàndard (SOP) per a la recollida d'orina i l'estabilització. , processament, avaluació de substàncies interferents, preservació i transport des de llocs llunyans a un laboratori central de processament [60]. A més, més d'una dècada d'estudis transcripcionals i de proteòmica d'orina basats en LC-MS/MS [48,50,58,61–64] han donat lloc a una comprensió biològica més profunda de la lesió renal a través de diferents causes d'ERC, que va impulsar la selecció. de biomarcadors per incloure'ls en l'assaig KIT per representar lesions en diferents compartiments intrarenals.

Aquesta cerca exhaustiva ens va portar a sis biomarcadors: ADNc, ADNc metilat, clusterina, CXCL10, creatinina i proteïna urinària. L'ADN lliure de cèl·lules s'ha reconegut com un marcador sensible de la càrrega de malaltia en el plasma de pacients amb malalties autoimmunes [65,66] i tumors [67]. No obstant això, la seva utilitat al plasma és limitada en el context de múltiples malalties i morbiditats, ja que la càrrega total d'ADNc reflectiria els processos acumulatius de diverses malalties, mentre que la mesura de l'ADN lliure de cèl·lules en un òrgan o lloc específic al plasma requereix tecnologies de seqüenciació avançades i bioinformàtica [68,69]. Tanmateix, com que l'ADNc a l'orina reflecteix específicament les contribucions del ronyó, l'assaig d'ADNc KIT permet una detecció extremadament sensible de lesions renals mitjançant un assaig econòmic basat en ELISA. La mesura dels fragments metilats d'ADNc proporciona una especificitat addicional pel que fa al tipus de lesió. Tot i que la hipermetilació global s'ha associat amb una lesió renal relacionada amb el sistema immunitari i un augment de la fibrosi, la hipometilació global s'associa amb la disminució renal relacionada amb l'envelliment i la lesió per isquèmia-reperfusió renal [31,32,70]. Igual que amb la nostra justificació en la mesura de l'ADNc, trobem que els canvis globals en l'estat de metilació de l'ADNc permeten una discriminació precisa entre els estats de malaltia renal sense necessitat de seqüenciació de loci o PCR.

CXCL10 ha estat ben establert com a marcador de lesió mediada per la immunitat en diversos contextos a causa del seu paper com a lligand per al receptor CXCR3 [33,34,37,45,51,71]. Prèviament vam demostrar que CXCL10 i cfDNA, mesurats mitjançant l'assaig KIT, poden detectar la disfunció crònica de l'al·lograft pulmonar en el trasplantament de pulmó, així com el rebuig en el trasplantament de ronyó [35,72,73]. Sorprenentment, el que hem trobat en el present estudi és que hi ha un nombre significatiu de pacients amb malalties renals tradicionalment no immunes, com la hipertensió i la diabetis tipus 2, que tenien CXCL10 elevat, cosa que podria indicar una utilitat més àmplia en la detecció precoç de etapa de lesió renal. Estudis anteriors han identificat que la diabetis tipus 2 té un component significatiu mediat per CXCL10-[74] i han identificat CXCL10 produït per cèl·lules endotelials com a contribuent a la hipertensió essencial [75]. Les nostres troballes suggereixen que CXCL10 pot identificar no només pacients amb lesió renal mediada per la immunitat, sinó també aquells d'altres causes, que tendeixen a presentar-se de manera insidiosa amb símptomes clínics tardans en relació amb la progressió de la malaltia.

La proteïna total de l'orina i la clusterina són marcadors ben establerts de la disfunció renal [38,40,41] i la creatinina està ben validada en el camp com a biomarcador normalitzador [42,43]. Sorprenentment, trobem que la clusterina, després d'anàlisis multivariants, no és significativa en el nostre model de lesió renal en el context dels nostres altres biomarcadors. Això pot ser degut a diverses causes, inclosa la seva correlació amb la proporció de proteïna total a creatinina, els components de la qual ja s'inclouen al model [38], així com la variació de punts elevats a causa dels ritmes ultradians de les nivells plasmàtics i urinaris correlacionats de clusterina [76,77].

La detecció precoç de lesions renals té una ramificació molt important per limitar la taxa de progressió de la ERC i afectar positivament l'atenció sanitària a tot el món. Com que els canvis hemodinàmics renals són molt sensibles a les pertorbacions sistèmiques, la millora de la gestió de les principals causes subjacents de l'ERC seria un benefici immediat, especialment el control millorat i estricte de la pressió arterial [78], l'estabilitat i el control estricte de la hiperglucèmia [79], i detecció precoç i immunomodulació ràpida per a l'abrogació de la inflamació i lesions renals en malalties sistèmiques mediades per la immunitat com el lupus eritematós sistèmic [80] i l'artritis reumatoide [81]. Les elevacions persistents i primerenques de la puntuació podrien desencadenar imatges renals per avaluar la uropatia obstructiva, amb una intervenció ràpida per prevenir la pressió intrarenal elevada i la fibrosi intersticial renal progressiva i l'abandonament tubular. És molt probable que la detecció precoç de lesions renals es produeixi a l'entorn d'atenció primària, on la disponibilitat d'un assaig senzill i ràpid amb una lectura quantitativa de la puntuació de risc renal pot desencadenar una derivació anticipada a un nefròleg per al control de la pressió arterial, la dieta. modificació, tractament de la malaltia vascular coronària i/o perifèrica, la causa subjacent de l'ERC i la consideració de teràpies de preservació renal [82,83]. La capacitat de fer un seguiment quantitatiu de la resolució de la puntuació KIT al llarg del temps ofereix l'oportunitat de fer un seguiment de la resolució de la lesió renal. A més de les opcions per utilitzar medicaments o suport per controlar millor la malaltia sistèmica, els nous fàrmacs renoprotectors, com els inhibidors de SGLT2 i d'altres [84], destaquen encara més com de crucial és poder detectar la lesió renal molt precoç, tractar-la. i invertir-ho.

Els retards en la detecció de lesions renals i, conseqüentment, la derivació del pacient són un obstacle significatiu per aconseguir que els nous pacients tinguin règims de tractament efectius mentre encara tenen l'oportunitat de maximitzar els beneficis de les teràpies de preservació renal. Per posar èmfasi en quants pacients "perden" l'oportunitat de diagnòstic d'ERC en etapes primerenques de la seva malaltia, els pacients amb ESRD utilitzen el servei d'urgències a un ritme sis vegades superior a la taxa mitjana nacional per als adults nord-americans, la meitat dels quals resulten en ingrés hospitalari. [85]. Així, a més d'utilitzar el KIT Score per fer un seguiment de la recuperació renal, també té un gran valor utilitzar aquest assaig per fer un seguiment de la progressió de la lesió renal de manera que es puguin realitzar intervencions segons sigui necessari per estabilitzar la progressió de la trajectòria del KIT Score. L'observació que un terç dels pacients amb etiologia d'ERC per hipertensió o diabetis també tenen un fort medi immunoinflamatori com a part de la seva lesió renal suggereix que l'apreciació de l'heterogeneïtat biològica de diferents malalties categòriques pels valors dels biomarcadors individuals en l'assaig KIT, i altres estudis interrogatius, permetran enfocaments més personalitzats per al tractament dels pacients amb ERC.

Es planifiquen i s'estan duent a terme estudis en què una avaluació en sèrie de la puntuació KIT predefinida amb l'assaig KIT predefinit ens permetrà avaluar el valor dels biomarcadors individuals en l'assaig durant la lesió renal i la recuperació renal. A més, estem establint col·laboracions amb socis farmacèutics on l'avaluació en sèrie de l'assaig KIT es pot utilitzar com a mitjà per fer un seguiment no invasiu i precís de la lesió renal precoç per la nefrotoxicitat dels fàrmacs, inherent a molts immunomoduladors, com la calcineurina. inhibidors [86] i agents anti-TNF [87]; agents quimioterapèutics com el cisplatí [88], aminoglucòsids [89] i immunoteràpies més noves [90], així com l'exposició a mitjans de contrast radionúclids amb finalitats d'imatge [91]. S'estan reunint cohorts addicionals per a l'anàlisi on els pacients han estat seguits longitudinalment al llarg de la progressió de la CKD, cosa que ens permetrà entendre millor la trajectòria granular de la puntuació KIT i possiblement ajudar a refinar les etapes de la CKD.

Com que es van escollir els biomarcadors de l'assaig i l'assaig es va desenvolupar amb la intenció específica de detectar una lesió renal molt precoç, també vam observar que l'assaig KIT pot detectar que un petit percentatge de controls "normals" mostren puntuacions KIT d'orina que es situen en els nivells alts. llindar de risc de 18,5. Encara que no s'ha confirmat, és possible que no sigui un soroll d'assaig i aquests casos siguin veritables positius amb una identificació molt precoç del risc de lesió renal en l'etapa pre-CKD 1 o CKD 0. Com que el 96 per cent de les persones amb ERC no s'adonen que la tenen [92], un repte important en el desenvolupament de models de lesió renal és l'alta probabilitat que els pacients reclutats com a controls sans tinguin una malaltia renal en fase inicial. Per exemple, el projecte de longevitat humana, liderat per Craig Venter amb la prova Health Nucleus, va seqüenciar àmpliament i va realitzar proves de cribratge addicionals d'adults sense símptomes i va trobar correlacions clíniques de possibles malalties en el 21 per cent dels participants en l'estudi "san" inclòs el urològic. /malalties renals, cosa que suggereix la necessitat d'augmentar el cribratge. Això és especialment cert en les malalties on la intervenció primerenca pot retardar o fins i tot revertir la progressió de la malaltia. Trobem que la ERC i la lesió renal en conjunt són una malaltia exemplar en la qual això és cert, ja que nombroses intervencions terapèutiques i d'estil de vida poden prevenir una progressió posterior de la disminució de la funció renal [6,82,83,92].

Una limitació del disseny de l'estudi actual és l'ús d'una població enriquida per a subjectes amb ERC d'un lloc d'atenció terciària. Els subjectes obtinguts de més cribratge i entorns comunitaris poden ser més representatius de la població general, especialment per a la detecció de la ERC en fase inicial. A més, l'estudi va ser transversal i pot ser que no hagi representat completament la CKD en fase inicial i tardana. Es preveuen estudis longitudinals de seguiment de pacients amb signes d'ERC en fase inicial per millorar l'avaluació de les capacitats de detecció precoç del KIT Score i per a l'impacte de la detecció precoç en la progressió de la CKD. Finalment, pot ser possible augmentar encara més el KIT Score amb biomarcadors addicionals per permetre un diagnòstic diferencial millorat de la CKD i minimitzar la necessitat de mesurar la creatinina sèrica i la proteinúria.

No es pot subratllar l'impacte econòmic positiu de la detecció precoç de la lesió renal i el seu tractament. Gairebé un terç del pressupost de Medicare es dedica a la gestió de lesions i malalties renals als EUA. La pèrdua de la funció renal a la CKD 5 afegeix una càrrega fiscal addicional de ~ 80 $,000 per any a causa del suport de diàlisi. Tot i que el trasplantament renal permet als pacients sortir de la diàlisi, l'escassetat de donants renals, tant vius com cadavèrics, el trasplantament renal, amb un cost de procediment inicial d'aproximadament $ 100,000, seguit d'uns costos de medicació de manteniment de ~ $ 20,{{ 6}}/any, només provoca una petita reducció en el pressupost de Medicare de diàlisi [93]. S'espera que la trajectòria del nombre de pacients amb ERC continuï augmentant a tot el món, amb tendències més grans en l'obesitat, donant lloc a un augment del nombre de persones amb hipertensió i diabetis [94]. A més, les variacions ètniques de les malalties renals provoquen problemes d'atenció sanitària nacional, que requereixen un cribratge de la població amb biòpsies renals per a la detecció precoç de lesions renals per malaltia renal per IgA al sud-est asiàtic [95], on la malaltia renal per IgA és la principal causa d'insuficiència renal. . La inclusió d'un assaig sensible no invasiu per a la lesió renal, per substituir els procediments de biòpsia invasius, d'alt cost i d'alta morbiditat, donaria lloc a grans beneficis socioeconòmics per a aquestes poblacions de risc.

Cistanche tubulosa prevé la malaltia i lesions renals, feu clic aquí per obtenir la mostra

En conclusió, aquest estudi proporciona el model dels biomarcadors de l'assaig KIT, el procés de desenvolupament de l'algoritme d'assaig KIT, la definició de la puntuació KIT i el seu rendiment per a la detecció precoç de lesions renals i la seva comparació directa amb l'estàndard actual de proves de cura. Aquest estudi proposa que la prova KIT es podria utilitzar (1) com a prova de cribratge quan hi ha una preocupació de comorbiditats que se sap que augmenten el risc d'ERC, com ara morbiditat cardiovascular, obesitat, diabetis, sense documentació de ronyó anormal. funció mitjançant assajos actuals; (2) com a prova adjunta per controlar la càrrega i la progressió precisa de la ERC en pacients on les proves d'atenció estàndard actuals ja han detectat lesió renal, és a dir, pacients amb ERC preexistent coneguda en diferents estadis de la malaltia renal; (3) per permetre una avaluació sensible de la recuperació de la lesió renal quan s'exposa a diferents teràpies renoprotectores i opcions de gestió. Es necessiten i es planifiquen més estudis per al cribratge longitudinal dels pacients al llarg del temps per entendre millor la història natural de la progressió de la ERC, els beneficis de la detecció, la intervenció i el seguiment precoços i els punts d'infecció on la lesió de la ERC es torna fixa i progressiva. .

Contribucions de l'autor:MMS, JYCY, DW i TKS van dissenyar l'estudi i els experiments; JML, ID, VL, SS, DL, KS, RS, AC, PC.L. i ML, van realitzar experiments; DW, JYCY, RDS i MMS van analitzar les dades; DW, JYCY i MMS van fer les xifres; JYCY, DW, RDS, TKS i MMS van redactar i revisar el document; tots els autors van revisar el manuscrit de manera crítica per tenir un contingut intel·lectual important i van aprovar la versió final del manuscrit. MMS va tenir accés complet a totes les dades de l'estudi i es fa responsable de la integritat de les dades i la precisió de l'anàlisi de les dades.

Finançament:MMS i TKS tenen suport de recerca del NIH (NIAID i NIDDK). Els finançadors no van tenir cap paper en el disseny de l'estudi, la recollida de dades, l'anàlisi, la decisió de publicar o la preparació del manuscrit.

Agraïments:Agraïm l'ajuda de metges, coordinadors clínics, personal investigador, pacients i famílies dels pacients.

Conflictes d'interès:MMS, DW i JYCY són fundadors de KIT Bio, Inc. (Los Altos, CA, EUA), IP de la qual és propietat exclusiva de Regents, Universitat de Califòrnia a San Francisco i amb llicència de KIT Bio. La resta d'autors declaren que no hi ha conflicte d'interessos

1. KIT Bio, 665 3rd Street, San Francisco, CA 94107, EUA; drew@kit.bio (DW); joshua.yang@ucsf.edu (JYCY)

2. Departament de Cirurgia, Universitat de Califòrnia San Francisco, San Francisco, CA 94143, EUA;

reuben.sarwal@ucsf.edu (RDS); tara.sigdel@ucsf.edu (TKS); juliane.liberto@ucsf.edu (JML);

izabella.damm@ucsfmedctr.org (ID); victorialouie11@gmail.com (VL); shristisigdel@gmail.com (SS); peichen@berkeley.edu (P.-CL)

3. Màster en Programa de Medicina Translacional, Universitat de Califòrnia Berkeley, Berkeley, CA 94720, EUA; devonlivingstone@berkeley.edu (DL); katherine_soh@berkeley.edu (KS); archakra@berkeley.edu (AC); liangmichael@berkeley.edu (ML)

Referències

1. KDIGO 2012. Guia de pràctica clínica per a l'avaluació i gestió de la malaltia renal crònica; KDIGO: Brussel·les, Bèlgica, 2013.

2. Levin, A.; Stevens, PE Resum de la directriu KDIGO 2012 CKD: darrere de les escenes, necessitat d'orientació i un marc per avançar. Ronyó Int. 2014, 85, 49–61. [Ref creuat]

3. Levey, AS; Stevens, LA; Schmid, CH; Zhang, YL; Castro, AF; Feldman, HI; Kusek, JW; Eggers, P.; Van Lente, F.; Greene, T.; et al. Una nova equació per estimar la taxa de filtració glomerular. Ann. Becari. Med. 2009, 150, 604–612. [CrossRef] [PubMed]

4. Khati, Nova Jersey; Gorodenker, J.; Hill, MC Biòpsies de l'abdomen guiades per ultrasons. Ultrasò Q. 2011, 27, 255–268. [CrossRef] [PubMed]

5. Fried, LF Funció renal com a predictor de mortalitat no cardiovascular. Melmelada. Soc. Nefrol. 2005, 16, 3728–3735. [Ref creuat]

6. Qaseem, A.; Hopkins, RH; Dolç, DE; Starkey, M.; Shekelle, P. Screening, monitoring and treatment of stage 1 to 3 CKD: A clinical practice guideline from the CGC of the ACP. Ann. Becari. Med. 2013, 159, 835–847. [PubMed]

7. Mishra, J.; Dent, C.; Tarabishi, R.; Mitsnefes, MM; Ma, Q.; Kelly, C.; Ruf, SM; Zahedi, K.; Shao, M.; Bean, J.; et al. Lipocalina associada a la gelatinasa de neutròfils (NGAL) com a biomarcador per a lesions renals agudes després de la cirurgia cardíaca. Lancet 2005, 365, 1231–1238. [Ref creuat]

8. Parikh, CR; Jani, A.; Melnikov, VY; Faubel, S.; Edelstein, CL La interleucina urinària-18 és un marcador de necrosi tubular aguda humana. Am. J. Ronyó Dis. 2004, 43, 405–414. [CrossRef] [PubMed]

9. Han, WK; Bailly, V.; Abichandani, R.; Thadhani, R.; Bonventre, JV Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1): un nou biomarcador per a la lesió del túbul proximal renal humà. Ronyó Int. 2002, 62, 237–244. [CrossRef] [PubMed]

10. Matteucci, E.; Carmellini, M.; Bertoni, C.; Boldrini, E.; Mosca, F.; Giampietro, O. Taxes d'excreció urinària de múltiples indicadors renals després del trasplantament de ronyó: significació clínica per al resultat precoç de l'empelt. Ren. Falla. 1998, 20, 325–330. [Ref creuat]

11. Lybarger, JA; Lichtveld, MY; Amler, RW Proves biomèdiques d'insuficiència renal del ronyó per a persones exposades a substàncies perilloses al medi ambient. Ren. Falla. 1999, 21, 263–274. [Ref creuat]

12. Donadio, C.; Tramonti, G.; Lucchesi, A.; Giordani, R.; Lucchetti, A.; Bianchi, C. La gamma-glutamiltransferasa és un marcador fiable per als efectes tubulars dels mitjans de contrast. Ren. Falla. 1998, 20, 319–324. [CrossRef] [PubMed]

13. Nouwen, EJ; De Broe, ME Fosfatasa alcalina intestinal humana versus teixit no específic com a marcadors urinaris complementaris per al túbul proximal. Ronyó Int. Supl. 1994, 47, S43–S51. [PubMed]

14. Gatta, A.; Mazzella, G.; Amodio, P.; Menon, F.; Angeli, P.; Schiaffino, E.; Schmid, C. Detecció dels primers passos de la nefropatia de cadmi: comparació de patrons microscòpics de llum i electrònics amb l'excreció d'enzims urinaris. Nephron 1989, 51, 20–24. [CrossRef] [PubMed]

15. Locatelli, F.; Del Vecchio, L.; Pozzoni, P. La importància de la detecció precoç de la malaltia renal crònica. Nefrol. Marqueu. Trasplantament. 2002, 17 (Suppl. 11), 2–7. [Ref creuat]

16. Remuzzi, G.; Ruggenenti, P.; Perico, N. Malalties renals cròniques: beneficis renoprotectors de la inhibició del sistema renina-angiotensina. Ann. Becari. Med. 2002, 136, 604–615. [Ref creuat]

17. Gansevoort, RT Massa nefrologia? L'epidèmia d'ERC és real i preocupant. Una vista PRO. Nefrol. Marqueu. Trasplantament. 2018, 34, 577–580. [Ref creuat]

18. Coresh, J.; Byrd-Holt, D.; Astor, BC; Briggs, JP; Eggers, PW; Lacher, DA; Hostetter, TH Consciència, prevalença i tendències de la malaltia renal crònica entre els adults dels EUA, 1999 a 2000. J. Am. Soc. Nefrol. 2005, 16, 180–188. [CrossRef] [PubMed]

19. Coresh, J.; Wei, GL; McQuillan, G.; Brancati, FL; Levey, AS; Jones, C.; Klag, MJ Prevalència de la pressió arterial alta i nivell elevat de creatinina sèrica als Estats Units: resultats de la tercera enquesta nacional d'examen de salut i nutrició (1988-1994). Arc. Becari. Med. 2001, 161, 1207–1216. [CrossRef] [PubMed]

20. McClellan, WM; Knight, DF; Karp, H.; Brown, WW Detecció precoç i tractament de la malaltia renal en pacients diabètics i hipertensos hospitalitzats: diferències importants entre la pràctica i les directrius publicades. Am. J. Ronyó Dis. 1997, 29, 368–375. [Ref creuat]