ISSN 2075-3594 (Print)
ISSN 2414-9322 (Online)

Application of kidney injury molecule-1 (KIM-1) for predicting urgent cardiovascular complications in acute cardiorenal syndrome

Pivovarov D.V., Mikhailova Z.D.

Municipal Clinical Hospital No. 38; Nizhny Novgorod, Russia
Background. Patients with acute coronary artery disease (ACS) associated with oncological disease (OD) have a higher risk of adverse cardiovascular events than patients without OD, especially with the development of kidney disease. Currently new and improving existing prognostic scales are being created in order to improve the efficiency of predicting urgent cardiovascular complications (UCС) in this category of patients. Objective. The development of an effective method for predicting urgent UCС in patients with ACS in combination with OD. Material and methods. The study included 40 patients with ACS and OD (mean age 69±9 years, 65% men). Upon admission to the hospital all subjects were counted the number of points on the GRACE 2.0 scale, and the average portion of morning urine was collected to determine the content of KIM-1 (pg/ml). All patients were assessed for the development of urgent UCС in the hospital. Results. The median KIM-1 in patients with ACS and OD was 921.0 (425.1–1314.8) pg/ml. The GRACE 2.0 scale had a satisfactory predictive value for urgent UCС: AUC=0.775 (95% CI 0.615–0.891; p < 0.001, >144 points). To improve the efficiency of predicting these complications, a comprehensive assessment of the possibility of using the GRACE 2.0 scale in combination with other indicators was carried out. A logistic regression analysis was performed, and two statistically significant variables were established (points on the GRACE 2.0 scale, KIM-1 value (pg/ml) in urine), a logistic regression equation was built: Y=-14.04813+(0.080005×points (GRACE 2.0 scale)+(0.0035426×KIM-1 value in urine). The variable “Y” was given the name “GRACE 2.0 – KIM-1”. According to the ROC-analysis it was determined that with the value of the indicator “GRACE 2.0 – KIM-1” more than -0.668390598 the risk of developing urgent UCС is higher: sensitivity 86.67% (95% CI 59.5–98.3), specificity 76.0% (95% CI 54.9–90.6), AUC=0.872 (95% CI 0.728–0.956; p<0.001). At the same time, the predictive value of the GRACE 2.0 – KIM-1 model increased by 12.5% compared to using only GRACE 2.0 scores. Conclusion. The new model “GRACE 2.0 +– KIM-1” makes it possible to predict urgent UCC during the hospital period in patients with ACS in combination with OD.

Keywords

acute coronary syndrome
oncological diseases
kidney injury molecule-1
KIM-1
cardiovascular complications
predictive model+

Введение

В настоящее время проблеме взаимосвязи сердечно-сосуди-стой и почечной патологий уделяется все большее внимание. Это неудивительно, т.к. острое или хроническое нарушение функции в одном органе приводит к острой или хронической дисфункции другого, что определяется как кардиоренальный синдром [1]. С учетом роли почек в патогенезе данного синдрома появляются данные о прогностической роли различных маркеров повреждения почек (Cys-C, KIM-1, NGAL и др.), которые используют как изолированно, так и совместно с другими прогностическими шкалами для оценки риска осложненного течения сердечно-сосудистых заболеваний, в т.ч. острого коронарного синдрома (ОКС) [2, 3].

Одним из таких биомаркеров является KIM-1 (kidney injury molecule-1, молекула почечного повреждения-1). KIM-1 отражает преимущественно повреждение проксимальных почечных канальцев, вызванное ишемическими, токсическими, в т.ч. лекарственными, факторами [4]. Ранее в исследованиях доказана возможность применения данного биомаркера для ранней диагностики и прогнозирования острого повреждения почек (ОПП), в т.ч. контраст-индуцированного ОПП (КИ-ОПП). При этом KIM-1 может быть полезен в диагностике субклинического ОПП, подтвержденного гистологическим исследованием, тогда как концентрация сывороточного креатинина (сКр) может оставаться неизменной [3, 5]. В последнее время появляются данные о возможности применения KIM-1 для ранней диагностики и прогнозирования как развития, так и течения не только ОПП, но и хронической болезни почек (ХБП) [6, 7].

В ряде работ была изучена прогностическая роль KIM-1 для выявления пациентов с высоким риском неблагоприятных исходов [3, 8]. В исследовании M.T. Wybraniec и соавт. было показано, что увеличение концентрации данного маркера после селективной коронароангиографии у пациентов со стабильной и нестабильной стенокардией было предиктором наступления комбинированной конечной точки (сердечно-сосудистая смерть, инфаркт миокарда [ИМ], повторная реваскуляризация миокарда или инсульт) в течение 12 месяцев [8].

По данным литературы, KIM-1 выполняет в почках двоякую функцию: с одной стороны, участвует в процессах регенерации и дифференцировки клеток после воздействия повреждающего фактора, с другой – приводит к неконтролируемому ангиогенезу и пролиферации, играя роль фактора канцерогенеза, кроме того, может способствовать метастазированию при онкологических заболеваниях (ОЗ). Повышенная экспрессия данного биомаркера может быть связана с плохим прогнозом у пациентов с ОЗ [9].

По данным литературы, у 3–17% больных ОКС в стационаре выявляют ОЗ [10]. Пациенты с ОКС, имеющие ОЗ, подвержены более высокому риску кардиоваскулярных осложнений (КВО), сердечно-сосудистой смерти и смерти от всех причин по сравнению с больными ОКС без ОЗ [11]. Особый вклад в ухудшение прогноза вносит развитие почечного повреждения [12].

В связи с этим важной задачей является стратификация риска жизнеугрожающих осложнений, что необходимо для выбора дальнейшей тактики ведения этих пациентов, разработки программ реабилитации и вторичной профилактики [13].

В настоящее время у больных ОКС наиболее часто применяемой в клинической практике является шкала GRACE, в т.ч. ее усовершенствованный вариант – GRACE 2.0, которая позволяет прогнозировать риск смерти и/или ИМ в течение первого года, а также вероятность летального исхода (ЛИ) на госпитальном этапе и через 6 месяцев, 1 и 3 года после выписки из стационара [14]. Широкое применение шкалы GRACE у пациентов с ОКС, подвергшихся чрескожному коронарному вмешательству (ЧКВ), остается спорным в связи с тем, что только 26,6% больных, вошедших в когорту регистра «GRACE», было проведено интервенционное лечение. Несмотря на то что данная прогностическая шкала учитывает концентрацию креатинина крови, она остается мало исследованной у пациентов с нарушенной функцией почек, что значимо влияет на прогноз больных после ЧКВ, а также на безопасность и эффективность многих лекарственных препаратов [13]. Кроме того, шкала GRACE не позволяет прогнозировать развитие других ургентных КВО. В связи с этим в последние годы ведутся исследования по улучшению клинической эффективности данной шкалы путем добавления различных предикторов, включая биомаркеры почечного повреждения [2].

В настоящее время сведения о стратификации риска у больных ОКС, имеющих ОЗ, ограниченны, т.к. злокачественное новообразование часто является критерием исключения из многих исследований [15]. В ряде работ показана невысокая прогностическая ценность шкалы GRACE у пациентов этой категории [16, 17]. В связи с этим продолжается создание новых и совершенствование уже существующих прогностических шкал с целью улучшения эффективности прогнозирования неблагоприятных сердечно-сосудистых осложнений [15].

Цель исследования

Разработать эффективный способ прогнозирования ургентных КВО у пациентов с ОКС в сочетании с ОЗ.

Материал и методы

Исследование выполнено на базе регионального сосудистого центра № 2 (Нижний Новгород). В исследование были включены 40 больных ОКС в сочетании с ОЗ (65% мужчин, средний возраст – 69±9 лет). Критерием включения стали ОКС с подъемом или без подъема сегмента ST электрокардиограммы, ОЗ (активное и/или в анамнезе давностью не более 10 лет). Критерии исключения: возраст старше 90 лет, тяжелая печеночная и/или дыхательная недостаточность, раковая кахексия, гипертермия (>38˚С), острое инфекционное заболевание; беременность и/или лактация, психическое расстройство, отказ пациента от включения в исследование (отказ подписать добровольное информированное согласие). Диагностику и лечение пациентов с ОКС проводили согласно действующим клиническим рекомендациям [14, 18].

В нашем исследовании проанализированы данные анамнеза больных ОКС в сочетании с ОЗ. Медиана индекса коморбидности Charlson составила 8 (6; 10) баллов. Все пациенты в анамнезе имели артериальную гипертензию и хроническую сердечную недостаточность I–IV ФК (по результатам теста шестиминутной ходьбы). ИМ ранее был выявлен у 37,5% больных, стабильная стенокардия (II–IV ФК) у 85%, фибрилляция предсердий у 15%, сахарный диабет у 47,5%, анемия у 27,5%. Хроническая болезнь почек (ХБП) при поступлении была у 87,5% пациентов, среди которых 45,7% имели С1–С2-стадии, остальные – С3а–С5-стадии. У 30% пациентов в анамнезе были диагностированы кисты почек, хронический пиелонефрит  у 27,5%, диабетическая нефропатия (III–V стадии) у 27,5%, мочекаменная болезнь у 15%; нефрэктомия по поводу рака почки проведена 7,5% больных.

Активное ОЗ имели 37,5% пациентов. Наиболее частыми локализациями опухолевого процесса у больных были молочные железы, предстательная железа, легкие, толстая кишка, мочевой пузырь (70,0%). У 61,5% больных выявили ранние (Т1–2), у 38,5%  поздние (Т3–4) стадии опухолевого процесса по системе TNM (tumor, nodus, metastasis). Поражение лимфатических узлов было у 42,5% пациентов, отдаленные метастазы у 17,5%. Ранее было проведено противоопухолевое лечение

92,5% больных. Три пациента не получили специфического лечения вследствие впервые выявленного опухолевого процесса во время индексной госпитализации. При оценке общего

состояния онкологических больных по шкале ECOG 90% пациентов имели 0–1, 10% – 2–3 балла. В нашем исследовании

62,5% пациентов были отнесены к III клинической группе диспансерного наблюдения, 30% к II, 5% к IIa, 2,5% к IV.

Диагноз ХБП и ОПП устанавливали согласно действующим клиническим рекомендациям [19, 20].

При поступлении у 52,5% пациентов был выявлен диагноз ОКС с подъемом сегмента ST электрокардиограммы. После верификации диагноза у 40,0% больных диагностирован ИМ с формированием зубца Q, у 37,5% – ИМ без формирования зубца Q, у 22,5% – нестабильная стенокардия. При поступлении всем исследуемым проводили подсчет числа баллов по шкале GRACE 2.0 с целью стратификации риска развития ИМ и/или летального исхода.

В стационаре 87,5% пациентов проведена селективная коронароангиография. Реперфузионное лечение выполнили 75,0% больных: первичное ЧКВ – 60,0%, фармакоинвазивный подход –

12,5%, тромболитическую терапию без ЧКВ – 2,5% больных.

У 37,5% пациентов при текущей госпитализации развились следующие ургентные КВО: острая сердечная недостаточность (ОСН) (Killip II–IV классы) – 22,5%, рецидив ИМ – 5%, фибрилляция желудочков – 5%, атриовентрикулярная блокада III степени – 5%, тромбоз стента – 2,5%, острая аневризма левого желудочка – 2,5%, острая недостаточность мозгового кровообращения – 2,5%. При этом у 12,5% больных наступил ЛИ. Основным осложнением, приведшим к данному исходу, стала ОСН.

Пациенты с ОКС и ОЗ были разделены на 2 группы: ургентные КВО (n=15) и без ургентных КВО (n=25). Пациенты с ургентными КВО и без данных осложнений были сопоставимыми по полу, возрасту и данным анамнеза. Однако пациенты с ургентными КВО чаще имели ИМ в анамнезе (60 и 20%; p=0,024). Кроме того, у них был выше индекс коморбидности Charlson (9 [7; 13] и 7 [6; 8] баллы; p=0,013). У больных, имевших ургентные КВО, была выше частота активного ОЗ (60 и 24% соответственно; p=0,042). При этом у пациентов с данными осложнениями наиболее частыми локализациями ОЗ были молочные железы, легкие, толстая кишка и матка (суммарно 60%).

В первые сутки госпитализации всем больным проведен забор 10 мл средней порции утренней мочи в пробирки «BD Vacutainer». Пробирки с содержимым доставляли в лабораторию «АВК-Мед» (Нижний Новгород). В лаборатории пробы мочи центрифугировали при 2000 оборотах/мин в течение 5 минут, после чего исследуемые образцы замораживали и хранили при температуре -20◦С не более 10 месяцев. Затем образцы мочи подвергали разморозке и единовременному анализу для определения содержания биомаркера KIM-1 (пг/мл) с помощью тест-системы «ENZoLife Scientifiс КIM-1 ELISA» (США) методом иммуноферментного анализа.

Статистический анализ проведен с использованием специализированных программ: «IBM SPSS Statistics 23», «MedCalc 18.9.1». Правильность распределения количественного признака оценивали при помощи критериев Шапиро–Уилка (n<50). При нормальном распределении количественного признака данные представляли в виде среднего значения и стандартного отклонения (М±SD), при распределении признака, отличного от нормального, – в виде медианы (Ме) и квартилей (Q25; Q75). С целью создания прогностической модели применяли бинарную логистическую регрессию с пошаговым включением количественных и качественных признаков и дальнейшим построением регрессионного уравнения. Для определения диагностической и прогностической значимости, а также выявления оптимального соотношения показателей чувствительности и специфичности применяли ROC-анализ (Receiver Operating Characteristic) с построением ROC-кривой и указанием площади под кривой (AUC). Значимость различий считали при р<0,05 [21].

Результаты

В нашем исследовании была изучена частота и структура ОПП (см. таблицу). У 45% больных ОКС и ОЗ диагностировали ОПП – преимущественно 1-й стадии. У 30% пациентов ОПП было индуцировано применением рентгеноконтрастного препарата (КИ-ОПП). В случае отсутствия информации об уровне сКр за последние 7 дней за исходный сКр принимали «базальный», соответствующий рСКФ 75 мл/мин/1,73 м2 (ОПП по исходному креатинину). Данный вариант ОПП диагностировали у 20% больных, при этом в стационаре у 62,5% из них наблюдали динамику уровня креатинина, соответствовавшую критериям ОПП (ОПП по динамике креатинина) [19].

40-1.jpg (76 KB)

В нашей работе определено содержание KIM-1 в моче у всех исследуемых. Медиана данного биомаркера составила 921,0 (425,1; 1314,8) пг/мл, что было выше референсных значений, полученных К.Ю. Канукоевым и соавт. при обследовании здоровых лиц [22]. Возможность применения KIM-1 для ранней диагностики ОПП, в т.ч. КИ-ОПП, была исследована нами ранее [23].

В стационаре 12,5% пациентов умерли (у всех высокий риск по шкале GRACE 2.0), у 5% больных диагностировали повторный ИМ (у одного – высокий риск по шкале GRACE 2.0, у другого – средний).

Шкала GRACE 2.0 показала хорошую эффективность в отношении прогнозирования летального исхода и/или ИМ: AUC=0,898 (95% ДИ: 0,761–0,971; p<0,001, >144 б.) В то же время данная шкала продемонстрировала удовлетворительную прогностическую значимость при выявлении пациентов, имевших высокий риск ургентных КВО: AUC=0,775 (95% ДИ: 0,615–0,891; p<0,001, >144 б.). С целью улучшения эффективности прогнозирования ургентных КВО проведена комплексная оценка возможности использования шкалы GRACE 2.0 в сочетании с другими показателями.

Проведен логистический регрессионный анализ с пошаговым включением анамнестических, клинических и лабораторно-инструментальных показателей (n=39) с целью выявления факторов риска развития ургентных КВО в госпитальном периоде у пациентов с ОКС в сочетании с ОЗ.

Выявили две статистически значимые переменные (баллы по шкале GRACE 2.0, величина KIM-1 (пг/мл)

в моче. Построили уравнение логистической регрессии: Y=-14,04813+(0,080005×баллы по шкале GRACE 2.0)+(0,0035426×величина KIM-1 в моче). Переменной «Y» дали название «GRACE 2.0 – KIM-1» (патент № 2751808 от 19.07.2021) [24].

По данным ROC-анализа выявили, что при значении показателя «GRACE 2.0 – KIM-1» >-0,668390598 выше вероятность развития ургентных КВО, а при значении показателя ≤-0,668390598 – ниже. Прогностическая чувствительность модели составила 86,67% (95% ДИ: 59,5–98,3), специфичность – 76,0% (95% ДИ: 54,9–90,6), диагностическая эффективность – 81,34%, отношение правдоподобия для отрицательного результата теста – 0,18 (95% ДИ: 0,05–0,6), для положительного – 3,61 (95% ДИ: 1,7–7,5) AUC=0,872 (95% ДИ: 0,728–0,956; p<0,001).

Проведено сравнение ROC-кривых полученного показателя «GRACE 2.0 – KIM-1» и баллов по шкале GRACE 2.0. При этом установили статистически значимые различия между ROC-кривыми (р=0,048) (см. рисунок). Важно отметить, что при совместном использовании уровня KIM-1 дополнительно к баллам по шкале GRACE 2.0 прогностическая значимость полученного показателя «GRACE 2.0 – KIM-1»

в отношении развития ургентных КВО в госпитальном периоде увеличилась на 12,5% по сравнению с применением только баллов по шкале GRACE 2.0. При этом качество модели с использованием общепринятой шкалы GRACE 2.0 было удовлетворительным (интервал AUC – 0,7–0,8), а полученного показателя «GRACE 2.0 – KIM-1» – хорошим (интервал AUC – 0,8–0,9).

Обсуждение

На сегодняшний день, несмотря на улучшение качества оказания медицинской помощи больным ОКС, летальность в России остается высокой – в большей степени при сочетании с ОЗ [25]. В связи с этим становится актуальным вопрос о стратификации риска развития осложнений, в т.ч. ургентных, для улучшения тактики ведения этих пациентов. Как в нашей стране, так и за рубежом имеется достаточное число прогностических шкал, применяемых в отношении больных ОКС. В то же время ни одна из них не обладает высокой эффективностью и не позволяет прогнозировать большинство жизнеугрожающих осложнений, в т.ч. у пациентов с ОЗ [15, 16, 25]. По этой причине в настоящее время продолжаются научные исследования по созданию эффективных прогностических инструментов.

В нашей работе доказано, что прогностическая модель «GRACE 2.0 – KIM-1» у больных ОКС в сочетании с ОЗ может быть использована для оценки вероятности развития ургентных КВО в госпитальном периоде. Добавление значений биомаркера KIM-1 дополнительно к баллам по шкале GRACE 2.0 позволяет повысить эффективность модели на 12,5%. Следует отметить, что данная модель по времени получения результата почти не уступает шкале GRACE 2.0, т.к. для расчета баллов необходимо определить содержание сКр и тропонина, что наряду с оценкой величины KIM-1 может быть выполнено в первые часы госпитализации. По нашему мнению, прогностическая роль KIM-1 в отношении ургентных КВО совместно с другими предикторами, включенными в шкалу GRACE 2.0, связана с формированием кардиоренального континуума у пациентов с ОКС, когда острое сердечно-сосудистое событие ведет к развитию почечного повреждения. В то же время развитие почечной патологии еще в большей степени приводит к повреждению сердечно-сосудистой системы, тем самым замыкая порочный круг [1, 3].

Выводы

В ходе нашей работы показана возможность применения новой шкалы «GRACE 2.0 – KIM-1», которая в совокупности с общеизвестными способами стратификации риска позволяет повышать эффективность прогнозирования ургентных КВО в госпитальном периоде у больных ОКС в сочетании с ОЗ. Не вызывает сомнений, что раннее выявление пациентов, имеющих высокий риск неблагоприятных сердечно-сосудистых событий, позволит своевременно корректировать лечебно-диагностическую тактику и улучшать ближайший и отдаленный прогноз. При этом необходимо проведение дальнейших исследований по изучению данной проблемы.

About the Authors

Dmitry V. Pivovarov – Cand.Sci. (Med.), Physician, City Clinical Hospital No.38. Address: Nizhny Novgorod, Chernyshevsky str., 22; tel.: 8 (999) 121-78-66; e-mail:
pivovarov121094@yandex.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6642-1364
Zinaida D. Mikhailova – Dr.Sci. (Med.), Assoc. Prof., Consulting Physician, City Clinical Hospital No.3. Address: Nizhny Novgorod, Chernyshevsky str., 22;
e-mail: zinaida.mihailowa@yandex.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0926-6038

Similar Articles