jerry.he@wecistanche.com

cistanche lahko izboljša delovanje ledvic

William T. McBride1, Mary Jo Kurth2, Anna Domanska2, Joanne Watt2, Gavin McLean1, Jijin Joseph1, John V. Lamont2, Peter Fitzgerald2 in Mark W. Ruddock2*

Povzetek

Ozadje: Povečani perioperativni vnetni biomarkerji, hipoperfuzija ledvic in ishemična reperfuzijska poškodba (IRI) povečajo akutno srčno operacijoledvicatveganje za poškodbe (CS-AKI). Povečani protivnetni citokini v urinu zmanjšajo tveganje. Ocenili smo, ali so krvni in urinski protivnetni biomarkerji, izraženi kot razmerja z biomarkerji vnetja, hipoperfuzije in IRI, povečani pri bolnikih s CS-AKI.

Metode: Predoperativne in 24-h pooperativne proinflamatorne in protivnetne citokine v krvi in ​​urinu, krvni VEGF in H-FABP (hipoperfuzijski biomarkerji) ter MK, biomarker za IRI, so izmerili pri 401 kardiokirurškem bolniku. Pred- in pooperativne koncentracije biomarkerjev in njihova izbrana razmerja so primerjali med bolniki brez CS-AKI in bolniki s CS-AKI.

Rezultati: V primerjavi z ne-CS-AKI, proti vnetjem krvi (pred in po operaciji TNF, IP-10, IL-12p40, MIP-1, NGAL; pred operacijo IL-6; pooperacijski IL-8, MK) in protivnetni (pred in po operaciji sTNFsr1, sTNFsr2, IL-1RA) biomarkerji skupaj z urinskimi proinflamatornimi ( biomarkerji pred in po operaciji uIL-12p40; po operaciji uIP-10, uNGAL) in protivnetni (pred in po operaciji usTNFsr1, usTNFsr2, uIL-1RA) , so bile pomembno višje pri bolnikih s CS-AKI. Urinski protivnetni biomarkerji, izraženi kot razmerja z biomarkerji vnetja (kri in urina), hipoperfuzije (krvni H-FABP in VEGF) in IRI (krvni MK), so se zmanjšali pri CS-AKI. Nasprotno pa so bili krvni označevalci proti vnetju, izraženi kot podobna razmerja s krvnimi biomarkerji, povečani pri CS-AKI.

Zaključki: Protivnetni odziv urina lahko ščiti pred škodljivimi učinki perioperativnega vnetja, hipoperfuzije in IRI. Te ugotovitve so lahko klinično uporabne pri biološki napovedi in zgodnejši diagnozi CS-AKI ter obveščanju o prihodnjih terapevtskih strategijah za bolnike s CS-AKI.

Ključne besede: akutna okvara ledvic, biomarkerji, citokini, srčna kirurgija, TNFsr2, IL-1RA, IL-12p40, H-FABP, Midkine

Ozadje

Trije glavni vzroki za CS‑AKI

Akutna operacija srcaledvicapoškodba (CS-AKI) postoperativno vključuje tri glavne procese. Prvič, hipoperfuzija, ki lahko poslabša perioperativno ledvično dostavo kisika [1], se odraža v povečani beljakovini, ki veže maščobne kisline srčnega tipa (H-FABP) [2] in vaskularnem endoteliju

*Korespondenca: mark.ruddock@randox.com

2 Randox Laboratories Ltd, Clinical Studies Group, 55 Diamond Road, Crumlin, County Antrim BT29 4QY, Severna Irska, Združeno kraljestvo

Celoten seznam podatkov o avtorju je na voljo na koncu članka

rastni faktor (VEGF) [3]. Drugič, ishemična reperfuzijska poškodba (IRI) (ki se odraža v povečanem midkinu (MK) [4]) poudari intrarenalne vnetne procese [5] in dokazano je, da so miši s pomanjkanjem MK odporne na ledvični IRI [6]. Tretjič, dodatna proinflamatorna poškodba lahko nastane zaradi filtriranih renotoksičnih proinflamatornih biomarkerjev, ki nastanejo zaradi kirurške travme in postopka kardiopulmonalnega obvoda (CPB) [7]. To se odraža v povečanem plazemskem topnem receptorju faktorja tumorske nekroze 1 (pTNFsr1) in plazemskem faktorju tumorske nekroze topnem receptorju 2 (pTNFsr2) [8], ki se lahko obravnavata kot nadomestni biomarker za osnovni proinflamatorni odziv krvi [9]. ]. Skladno s tem je logistična regresijska analiza v predhodni analizi vzorcev seruma 401 bolnika, ki je bil podvržen elektivnemu srčnemu kirurškemu posegu, potrdila, da biomarkerji, ki napovedujejo pooperativno ledvično disfunkcijo, predstavljajo tri osnovne procese: hipoperfuzijo (H-FABP), IRI (MK) in pro-infam - macija (serumski receptor topnega faktorja tumorske nekroze 1 (sTNFsr1) in serumski topni receptor faktorja tumorske nekroze 2 (sTNFsr2)) [9].

Ta članek je licenciran pod licenco Creative Commons Attribution 4.0 International License, ki dovoljuje uporabo, skupno rabo, prilagajanje, distribucijo in reprodukcijo v katerem koli mediju ali formatu, če navedete ustrezno priznanje izvirnemu(-im) avtorju(-em). in vir, navedite povezavo do licence Creative Commons in navedite, ali so bile narejene spremembe. Slike ali drugo gradivo tretjih oseb v tem članku so vključeni v licenco Creative Commons za članek, razen če je v kreditni liniji za gradivo navedeno drugače. Če gradivo ni vključeno v licenco Creative Commons za članek in vaša nameravana uporaba ni dovoljena z zakonskimi predpisi ali presega dovoljeno uporabo, boste morali pridobiti dovoljenje neposredno od imetnika avtorskih pravic. Če si želite ogledati kopijo te licence, obiščite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. Opustitev namenitve javne domene Creative Commons (http://creativeco mmons.org/publicdomain/zero/1.0/) velja za podatke, ki so na voljo v tem članku, razen če je drugače navedeno v kreditni liniji za podatke .

Zaščitni mehanizmi pred CS‑AKI

V nasprotju s tremi glavnimi škodljivimi procesi, ugotovljenimi v krvnih vzorcih, je bila možna zaščitna vloga proti CS-AKI pripisana intrarenalnemu protivnetnemu citokinskemu odzivu pri operaciji srca, za katerega je značilno perioperativno povečanje urinskega tumorja nekroznega faktorja, topnega receptorja 2 (uTNFsr2) in urinskega antagonista receptorja za interlevkin-1 (uIL-1RA) [7, 10–12]. Urinarni protivnetni odziv uTNFsr2 je pred ustreznim plazemskim protivnetnim perioperativnim odzivom in ga močno preseže [10]. Poleg tega sta molekulski masi uIL-1RA, topnega receptorja faktorja tumorske nekroze urina 1 (uTNFsr1) in uTNFsr2, večji od 20 kDa, zato je njuna glomerularna filtracija nižja kot pri manjših proinflamatornih dvojnikih [ 13]. Ti premisleki kažejo, da se urinski protivnetni biomarkerji večinoma ustvarjajo znotrajledvicaz manjšim dodatnim prispevkom glomerularne filtracije [10, 11]. Zato so plazemske ravni pTNFsr1, pTNFsr2 in plazemskega antagonista receptorja interlevkina-1 (pIL-1RA) konstitutivno višje od normalnih zaznavnih ravni faktorja tumorske nekroze (TNF) in interlevkina{{7} } (IL-1 ), ki se zlahka filtrirajo. Pred tem sta McBride et al. [7] so pokazali, da so imeli pooperativni bolniki s CS-AKI nižje odzive uIL- 1RA in uTNFsr2 kot bolniki brez CS-AKI, kar je spodbudilo domneve o neustreznem urinskem protivnetnem odzivu, ki povečuje ranljivost za CS-AKI. Vendar pa študija ni ovrednotila, kako ravnotežje med protivnetnimi/provnetnimi učinki v urinu vpliva na razvoj CS-AKI kot ključnih filtriranih proinflamatornih biomarkerjev (interlevkin-1 (IL-1) in TNF), vključenih v tubularne poškodbe in vitro [14] niso bile smiselno zaznavne v normalnem urinu [15], saj naj bi jih absorbirali tubuli [16]. Urinske proinflamatorne biomarkerje je zdaj mogoče izmeriti, npr. z interferonom gama inducirani protein-10 (IP-10), monocitni kemoaktivni protein-1 (MCP-1) in makrofagni vnetni protein-1δ (MIP-1δ) pri bolnikih z diabetično nefropatijo [15]; lipokalin, povezan z nevtrofilno želatinazo (NGAL), makrofagni vnetni protein–1 (MIP-1) in IP-10 pri bolnikih s CS-AKI [1, 3, 17]; MCP-1 pri miših z AKI [18] in podenoto interlevkina-12 p40 (IL-12p40) pri sladkorni bolezni tipa 1 [19]. Vpliv proti- in proinflamatornega ravnovesja na ledvice trenutno ni znan.

Čeprav sta hipoperfuzija in IRI neposredno škodljiva zaledvice[6], njihova sposobnost posrednega poškodovanjaledvices povečanjem proinflamatornega odziva [20, 21] postavlja vprašanje, ali urinski protivnetni odziv ščiti tudi pred hipoperfuzijo in IRI. Zato smo raziskali, kako so urinarni protivnetni biomarkerji/hipoperfuzijski biomarkerji in urinarni protivnetni biomarkerji/biomarkerji IRI vplivali na razvoj CS-AKI.

Študijski cilji

Analizirane so bile de novo meritve krvnih proinflamatornih biomarkerjev ter urinskih pro- in antiinflamatornih biomarkerjev skupaj s predhodno sporočenimi podatki o serumskih biomarkerjih vnetja, hipoperfuzije in IRI [9], da bi določili naslednjo hipotezo.

Podrobna hipoteza

Raziskali smo primarno hipotezo, da razvoj CS-AKI vključuje:

(Ia) Večji proinflamatorni odziv krvi vzporedno z

(Ib) Manjši protivnetni odziv krvi (Ic) Razmerje krvnih protivnetnih/provnetnih biomarkerjev bi bilo nižje pri CS-AKI kot

ne-CS-AKI

Sekundarna hipoteza predpostavlja, da:

(IIa) Bolniki s CS-AKI kažejo večji vnetni odziv urina vzporedno z

(IIb) Nižji urinski protivnetni odziv (IIc) Te razmerje urinskih protivnetnih/proinflamatornih biomarkerjev in razmerje med

(IId) Urinski protivnetni/proinflamatorni biomarkerji v krvi bi bili nižji pri bolnikih s CS-AKI kot pri bolnikih brez CS-AKI

Ker je hipoperfuzija pomemben dejavnik, ki prispeva k CS-AKI, sta bila v vseh primerih izmerjena H-FABP in VEGF. Predvidevalo se je, da bo učinek hipoperfuzije omilil pri bolnikih, ki jim je uspelo doseči zadovoljiv urinski protivnetni odziv. V skladu s tem je bila naša tretja hipoteza:

(IIIa) Pred in po operaciji H-FABP in VEGF bi bila višja pri bolnikih s CS-AKI in (IIIb) Razmerje urinskih protivnetnih biomarkerjev/hipoperfuzijskih biomarkerjev v serumu (H-FABP in VEGF) bi bilo nižje pri CS - bolniki z AKI

Nazadnje, ker je IRI pomemben mehanizem v CS-AKI, smo to domnevali

(IVa) Midkine v krvi in

(IVb) Urin, bi bil višji pri bolnikih s CS-AKI, razmerje med urinskimi protivnetnimi biomarkerji/midkinom v serumu pa nižje pri bolnikih s CS-AKI

Metode

Podrobnosti o zaposlovanju pacientov, demografskih podatkih, merilih za vključitev in izključitev, tehniki anestezije, zbiranju in obdelavi vzorcev, laboratorijski analizi biomarkerjev so bile opisane prej [9]. Poleg seruma in plazme so vsem bolnikom odvzeli tudi vzorce urina. Vzorce urina smo alikvotirali in zamrznili pri –80 stopinjah. Vzorci bolnikov so bili analizirani z nizi citokinov Randox in izvedeni na Evidence Investigatorju po navodilih proizvajalca (Randox Laboratories Ltd., Crumlin, Severna Irska).

Na kratko, v študijo je bil vključen 401 zaporedni bolnik (n= 401), ki je bil podvržen elektivni operaciji srca. Bolniki so bili izbrani v enoti za srčno kirurgijo bolnišnice Royal Victoria v Belfastu na Severnem Irskem. Prejeta so bila soglasja lokalnega odbora za etiko in institucij ter pridobljeno pisno informirano soglasje bolnika. Merila za izključitev so vključevala ledvično odpoved, odvisno od predoperativne dialize, ali resno ledvično bolezen (ocenjena stopnja glomerulne filtracije eGFR< 40)="" and="" diabetes="" mellitus.="" patients="" on="" preoperative="" angio-="" tensin="" conversion="" enzyme="" (ace)="" inhibitor="" therapy="" were="" not="" excluded.="" te="" anesthetic="" technique="" was="" based="" on="" the="" use="" of="" propofol="" and="" fentanyl.="" isofurane="" was="" used="" in="" most="" patients="" either="" as="" an="" adjunct="" anesthetic="" agent="" or="" to="" control="" blood="" pressure.="" pancuronium="" provided="" muscle="" relaxation.="" postoperative="" analgesia="" was="" with="" morphine="">

Definicije ledvične disfunkcije, uporabljene v študiji

Z uporabo meril tveganja, poškodbe, neuspeha, izgube, končne faze (RIFLE) ledvične disfunkcije [22, 23] je bila CS-AKI opredeljena kot v naši prejšnji študiji [7] kot padec eGFR od izhodiščne vrednosti za več kot 25 odstotkov (izračunano z metodo modifikacije prehrane pri ledvični bolezni (MDRD) [24, 25], ki se pojavi v prvih 24 in 48 pooperativnih urah (zgodnja ledvična disfunkcija), peti dan po operaciji (pozna ledvična disfunkcija) oz. kadar koli v 5-dnevnem pooperativnem obdobju (zgodnje in pozno skupaj).

Analiza citokinov

Citokini, ki so jih proučevali v krvi in ​​urinu, so opisani v Dodatni datoteki 1.

Statistična analiza

Statistična analiza je bila izvedena s programom SPSS ver. 25 (IBM). Mann Whitney U test je bil uporabljen za identifikacijo pomembnih biomarkerjev. Biomarkerji z ap < 0.05="" so="" veljali="" za="" pomembne.="" operativna="" karakteristika="" območja="" pod="" sprejemnikom="" (auroc)="" je="" bila="" uporabljena="" kot="" merilo="" za="" sposobnost="" napovedovanja="" citokinov="" ali="" razmerja="" citokinov,="" pri="" čemer="" so="" v="" študiji="" primerjali="" populacije="" ne-cs-aki="" in="" cs-aki.="" izračunana="" so="" bila="" razmerja="" citokinov="" in="" raziskana="" so="" bila="" razmerja="" z="" najvišjo="" napovedno="" sposobnostjo="" (auroc)="" za="" identifikacijo="" bolnikov="" s="" tveganjem="" za="" razvoj="" cs-aki="" vsak="" dan,="" pred="" in="" po="" operaciji="" srca.="" za="" identifikacijo="" kombinacij="" razmerja="" z="" največjo="" napovedno="" sposobnostjo="" (auroc)="" za="" identifikacijo="" bolnikov="" s="" cs-aki="" sta="" bili="" uporabljeni="" waldova="" logistična="" regresija="" nazaj="" in="" naprej="" ter="" forced="">

Rezultati

Demografija bolnikov

Vse podrobnosti o demografskih podatkih, porazdelitvi kirurških posegov, postoperativnem vodenju in glavnih rezultatih so bile predhodno opisane [9]. Značilnosti bolnikov so opisane v tabeli 1.

Rezultati za CS‑AKI v primerjavi z bolniki brez CS‑AKI

Hipoteza I-a (proinflamatorni biomarkerji krvi)

V primerjavi z bolniki brez CS-AKI so bili proinflamatorni biomarkerji v krvi povečani pred in pooperativno pri bolnikih s CS-AKI, ugotovljeno na kateri koli dan (tabela 2) in 1., 2., 5. dan (dodatna tabela 1). , 3, 5 oziroma).

Hipoteza I-b (krvni protivnetni biomarkerji)

Pred- in pooperativni sTNFsr1, sTNFsr2 in sIL{3}}ra so bili nižji pri bolnikih brez CS-AKI kot CS-AKI, ugotovljen na kateri koli dan (tabela 2), 1. in 2. dan (dopolnilno

Preglednica 1 Klinične značilnosti preiskovanih bolnikov

Tabela 1 in 3). Nekateri citokini so se povečali 5. dan (dodatna tabela 5).

Hipoteza I-c (razmerja krvnih protivnetnih/proinflamatornih biomarkerjev v krvi)

Razmerja so bila višja pri bolnikih s CS-AKI pred in po operaciji v primerjavi z bolniki brez CS-AKI, ugotovljenimi 1., 2., 5. dan in kateri koli dan (dodatna tabela 7, 13, 19, 25).

Hipoteza II-a (proinflamatorni biomarkerji urina)

Pred in po operaciji uIL-12p40; pooperativni uIP-10 in uNGAL sta bila večja pri bolnikih s CS-AKI Any Day (tabela 3). Več citokinov se je povečalo pri bolnikih s CS-AKI 1., 2. in 5. dan (dodatna tabela 2, 4, 6).

Hipoteza II-b (urinski protivnetni biomarkerji)

Pred- in pooperativni uTNFsr1, uTNFsr2 in pooperativni uIL-1RA so bili pomembno povišani pri bolnikih s CS-AKI Any Day (tabela 3). Prvi dan se je pri bolnikih s CS-AKI znatno povečal le pooperativni uTNFsr2 (dodatna tabela 2), medtem ko je bil 2. dan predoperativni uTNFsr1 povečan (dodatna tabela 4). 5. dan ni bilo pomembnih razlik v ravni protivnetnih citokinov v urinu med bolniki brez CS-AKI in bolniki s CS-AKI.

Hipoteza II-c (razmerja urinskih protivnetnih/urinskih proinflamatornih biomarkerjev)

Več pooperativnih razmerij je bilo znatno nižjih pri bolnikih s CS-AKI katerikoli dan, 1. dan, 2. in 5. dan (dodatna tabela 8, 14, 20 oziroma 26).

Tabela 3 Proinflamatorni in protivnetni citokini v urinu