Stanovenie parathormónu u pacientov s chronickou oblièkovou chorobou - možnosti a úskalia

Transcription

1 MUDr. Eva Ïurovcová, MUDr. Anna Kováèová, Bc. Silvia Anderková LABMED, a.s., Laboratórna diagnostika Košice, Slovenská Republika Stanovenie parathormónu u pacientov s chronickou oblièkovou chorobou - možnosti a úskalia Úvod Chronická oblièková choroba (chronic kidney disease - CKD) postihuje pod¾a epidemiologických štúdií 5-10 % svetovej populácie. Na základe ve¾kosti poklesu glomerulovej filtrácie sa CKD delí do piatich štádií, prièom v 5. štádiu sú pacienti odkázaní na dialyzaènú lieèbu (Tab. 1). faktory: 1. koncentrácia ionizovaného vápnika (Ca 2+ ) v ECT 2. saturácia kalcitriolom - 1,25(OH) 2 D 3. koncentrácia fosfatonínu - fibroblastového rastového faktora 23 ( G -23), ktorý je hlavným regulátorom fosfatémie a sprostredkuje jej vplyv na príštitné telieska. Tento hormón sa tvorí v osteoblastoch a osteocytoch pri zvýšenej koncentrácii fosforu alebo kalcitriolu (2). Normálna koncentrácia všetkých troch faktorov udržiava prostredníctvom svojich špecifických receptorov k¾udovú funkciu buniek príštitných teliesok so suprimovanou syntézou PTH (Obr. 1). Patogenéza SHPT u pacientov s CKD je pomerne komplexná a doposia¾ nie celkom objasnená. Pri zníženom poète funkèných nefrónov a poklese G oblièky nie sú schopné: 1. vylúèi adekvátne množstvo fosfátov s následnou hyperfosfatémiou 2. zabezpeèi syntézu dostatoèného množstva kalcitriolu pre pokles expresie aj aktivity renálnej 1-hydroxylázy. Nedostatok kalcitriolu vedie cez zníženú èrevnú rezorpciu vápnika k poklesu koncentrácie ionizovaného vápnika v ECT Tab. 1: Klasifikácia štádií chronickej oblièkovej choroby pod¾a K/DOQI, OKCH = oblièková kostná choroba Komplikáciami zníženej funkcie oblièiek sú okrem anémie, hypertenzie, poruchy metabolizmu vody, iónov a ïalších látok aj zmeny kalcium-fosfátovej homeostázy, ktoré vedú k poruchám endokrinnej regulácie v podobe sekundárneho hyperparatyreoidizmu (SHPT). Nadprodukcia parathormónu je hlavnou príèinou vzniku a progresie špecifického postihnutia kostného a cievneho systému u pacientov s CKD - metabolickej kostnej choroby (1). Patogenéza SHPT Syntézu a sekréciu parathormónu (PTH) v príštitných telieskach regulujú viaceré Obr. 1: Schéma interakcií rôznych faktorov regulujúcich syntézu PTH 18 Labor Aktuell 03/12

2 a tiež priamo zvyšuje transkripciu génu pre pre-pro-pth, èím prispieva k zvýšeniu sekrécie PTH. Hyperfosfatémia, hypokalciémia a deficit kalcitriolu majú za následok pokles poètu exprimovaných receptorov na povrchu buniek príštitných teliesok a ich proliferáciu, ktorá sa prejaví hyperpláziou až adenómom príštitných teliesok so zvýšenou produkciou PTH. Navyše, zvýšená expresia G -23 potláèa zbytkovú oblièkovú 1-OH-hydroxylázu a spôsobuje ïalšie prehåbenie deficitu kalcitriolu (Obr. 2). V patogenéze SHPT sa uplatòujú aj ïalšie faktory, ako napr. zvýšenie tzv. set-pointu (k rovnakej supresii sekrécie PTH je potrebná vyššia koncentrácia ionizovaného vápnika), stimulácia syntézy PTH chronickou acidózou, zníženie funkcie receptorov pre kalcitriol uremickými toxínmi a ïalšie. Aj keï spoèiatku predstavuje SHPT adaptaèný dej na udržanie normálnej fosfatémie a kalciémie, s postupujúcim poklesom G (pod 0,5 ml/s) nestaèí ani maximálna frakèná exkrécia fosfátov udrža ich normálne koncentrácie v ECT a vzniká bludný kruh: hyperfosfatémia - zvýšená sekrécia PTH - zvýšené vyluèovanie fosfátov z kostí - hyperfosfatémia (3). Oblièková kostná choroba Sekundármy hyperparatyreoidizmus u pacientov s CKD je hlavnou príèinou vzniku a progresie systémového metabolického ochorenia, tzv. minerálovej a kostnej oblièkovej choroby (chronic kidney disease - mineral and bone disorder), ktorá zahàòa prítomnos aspoò jedného z nasledujúcich: 1. abnormálne nálezy v metabolizme Ca, P, PTH a kalcitriolu 2. patologické odchýlky v kostnom obrate, mineralizácii, objeme, lineárnom raste alebo pevnosti kosti 3. extraoseálne kalcifikácie - cievy, iné mäkké tkanivá (4). Výskyt oblièkovej kostnej choroby (OKCH) sa zvyšuje úmerne s poklesom glomerulovej filtrácie (Tab. 1). SHPT predstavuje u pacientov s CKD nielen zvýšené riziko fraktúr, bolesti kostí a poruchy rastu u detí, ale má dokázate¾ný negatívny vplyv na kardiovaskulárnu aj celkovú mortalitu (5). Obr. 2: Schéma interakcií faktorov pri vzniku sekundárneho hyperparatyreoidizmu Odborné odporúèania pre monitorovanie koncentrácií PTH Udržiavanie optimálnej koncentrácie PTH v kombinácii s biochemickými parametrami Ca/P metabolizmu má za cie¾ zabráni vzniku èi progresii OKCH, vzniku adynamickej kostnej choroby pri neprimerane nízkych koncentráciách PTH a vzniku mimokostných osifikácií. Pre monitorovanie laboratórnych parametrov u pacientov s OKCH boli publikované dve odborné odporúèania. Odporúèania americkej National Kidney oundation K/DOQI (Disease Outcomes Quality Initiative) z roku 2003 stanovili cie¾ové koncentrácie fosforu, kalcia a PTH pre pacientov s štádiom CHOCH, prièom pre PTH stanovili rozmedzie ng/l (pg/ml). Odporúèania vychádzali z korelaèných štúdií 80. a 90. rokov minulého storoèia, ktoré porovnávali nálezy kostných biopsií s koncentráciami PTH. PTH sa stanovoval dnes už nedostupným testom Allegro Intact PTH Assay Nicols Institute Diagnostics (Sherard, a iní, 1993). Pre svoju konkrétnos a zrozumite¾nos sa rýchlo ujali v praxi napriek tomu, že samotní autori ich považovali za orientaèné (6). Novšie odporúèania medzinárodnej neziskovej organizácie KDIGO (Kidney Disease - Improving Global Outcomes) z roku 2009 nepracujú s konkrétnymi cie¾ovými hodnotami PTH pre jednotlivé štádia CHOCH, ale odporúèajú ako akceptovate¾né koncentrácie v rozsahu 2-9 ná- sobku hornej hranice referenèného intervalu pre používanú metódu, èo u väèšiny v súèasnosti používaných metód predstavuje približne ng/l (7). Odporúèania KDIGO sú postavené na novších medicínskych dôkazoch, èo pripustili aj experti KDOQI v komentári z roku Zdôrazòujú nutnos spolupráce klinikov s laboratóriom (informácie o metóde, predanalytické požiadavky na vzorky) a odporúèajú dynamické hodnotenie nameraných hodnôt (trendy, prudké zmeny aj v rámci cie¾ového intervalu môžu by dôvodom pre zmenu lieèby). Dôvody, pre ktoré experti v iniciatíve KDIGO odporúèali rozšíri cie¾ové hodnoty PTH, boli nasledujúce: 1. Bolo dokázané, že hladiny PTH medzi ng/l môžu by spojené s rozdielnymi typmi kostného obratu (8). 2. S vysokou kardiovaskulárnou mortalitou boli spojené najmä najvyššie koncentrácie PTH (nad ng/l (9)). 3. Ve¾ká variabilita nameraných hodnôt rôznymi diagnostickými súpravami na trhu (10). Analytika stanovenia PTH Kvalita vyšetrovacích metód pre PTH priamo ovplyvòuje terapeutické rozhodnutia, preto je dôležité pozna svoje možnosti a hranice a pravdivo informova klinických partnerov. Medzi zdroje analytickej neistoty stanovenia PTH patrí nízka úroveò štandardizácie metód (v súèasnosti Labor Aktuell 03/12 19

3 sa overuje WHO IS 95/646, obsahuje prvý humánny rekombinantný 1-84 PTH), rôzna reaktivita protilátok s cirkulujúcimi formami PTH, ve¾ká intraindividuálna biologická variabilita PTH, ako aj rozdielne referenèné hodnoty (11). Je známym faktom, že nedostatoèná saturácia vitamínom D v referenènej populácii znamená zvýšenie PTH o % (12). Èo merajú jednotlivé metódy? Okrem kompletnej molekuly PTH (1-84) sa v cirkulácii nachádzajú aj rôzne non 1-84 fragmenty (väèšinou skrátené formy zaèínajúce v pozícii 4, 7, 8, 10 a 15), ktorých dåžka ani funkcia nie je v plnej miere objasnená. Vznikajú priamo v príštitných telieskach poèas intracelulárneho metabolizmu aj poèas degradácie v cirkulácii úèinkom sérových proteáz. Najdôležitejšou degradaènou formou PTH je skrátený fragment 7-84 PTH, ktorý fyziologicky tvorí asi 15 % celkového PTH. U pacientov so zlyhávajucimi oblièkami môže tvori až 50 % celkového PTH, keïže sa pri SHPT preferenène vyluèuje ako reakcia na hyperkalciémiu a navyše sa v krvi retinuje úmerne s poklesom G. Novšie štúdie naznaèujú, že 7-84 PTH má na kos opaèné úèinky ako intaktný PTH a sú sprostredkované cez odlišný receptor. Rovnako sa predpokladá, že akumulácia 7-84 PTH môže by príèinou vzniku rezistencie tkanív na PTH (13). V poslednom období sa objavila nová molekula, tzv. amino-pth, ktorá nie je skrátenou formou, obsahuje však modifikované aminokyseliny v epitope (14). U zdravých jedincov tvorí menej ako 5 % celkového PTH, zvýšené koncentrácie boli pozorované najmä u karcinómov PT (15). V súèasnosti klinické laboratóriá stanovujú PTH prevažne pomocou znaèených imunochemických metód 2. a 3. generácie. Oba typy metód využívajú dve protilátky namierené proti vybraným epitopom C- a N-terminálnej èasti molekuly PTH. Ukázalo sa, že aj metódy 2. generácie s rôznou skríženou reaktivitou zachytávali iné molekuly ako 1-84 PTH, najmä 7-84 PTH fragment. Aj keï tieto metódy poskytovali v porovnaní s metódami 1. generácie klinicky uspokojivejšie údaje, nadhodnocovali najmä koncentrácie PTH u sekundárneho HPT u pacientov s CKD, èo malo za následok nadmerné znižovanie PTH s nežiadúcim vznikom adynamickej kostnej choroby a neindikované paraidektómie. Prvá metóda 3. generácie uvedená na trh v 1999 firmou Scandibodies Laboratories pod názvom whole PTH assay používala podobnú protilátku proti C-terminálnemu koncu ako metódy 2. generácie, ale protilátka proti N-terminálnemu koncu bola namierená proti prvým piatim aminokyselinám, preto nezachytávala 7-84 PTH. Od roku 2011 je na trhu aj automatizovate¾ná metóda 3. generácie firmy Roche (1-84) PTH. Výsledky predošlých štúdií referovali, že metódy 3. generácie poskytujú v porovnaní s metódami 2. generácie o 60 % nižšie koncentrácie PTH (10,16,17). Biologická variabilita PTH Významým faktorom ovplyvòujúcim interpretáciu koncentrácií PTH je intraindividuálna biologická variabilita CV i, èiže náhodné kolísanie hodnôt okolo rovnovážneho bodu u daného jedinca. Na základe CV i možno vypoèíta tzv. kritickú diferenciu (reference change value), ktorá urèuje, ako sa percentuálne musia líši dva výsledky, aby sa táto zmena mohla považova za signifikantnú. Hodnoty kritickej diferencie väèšiny analytov sa líšia v zdraví a v chorobe. Rovnako to platí pre PTH, kde boli zistené signifikantne vyššie hodnoty RCV pre PTH u hemodialyzovaných pacientov v porovnaní so zdravými (72 % versus 54 %). Je otázne, èi táto pomerne ve¾ká neistota stanovenia PTH nemôže spochybni jeho význam v manažmente OKCH (18). Cie¾ práce Na našom pracovisku sme mali možnos porovna dve diagnostické súpravy firmy Roche na stanovenie PTH na analyzátore MODULAR ANALYTICS <E170> Tab. 2: Charakteristiky metód 2. a 3. generácie Roche. Obe metódy pracujú na princípe ECLIA s dvomi monoklonovými protilátkami proti vybraným epitopom v N- a C- terminálnej èasti molekuly PTH (Tab. 2). Metóda 2. generácie Elecsys Intact PTH Roche meria intaktný aj 7-84 PTH, metóda 3. generácie Elecsys PTH (1-84) Roche meria bioaktívny, kompletný PTH a pravdepodobne aj tzv. amino-pth. Cie¾om porovnania bolo: 1. Overi rozdiely v stanovených koncentráciách metódou 2. a 3. generácie. 2. Posúdi koreláciu medzi oboma metódami. 3. Porovna klinickú použite¾nos výsledkov získaných oboma metódami pri kategorizácii pacientov pod¾a kritérií K/DOQI a KDIGO. Súbor a materiál V priebehu marca 2012 sme vyšetrili 126 pacientov dvoch dialyzaèných pracovísk v Košiciach, ktorí boli sledovaní v rámci pravidelných štvr roèných kontrol. Všetci boli v štádiu CKD 5, zaradení do chronického dialyzaèného programu minimálne 6 mesiacov, súbor tvorilo 74 žien a 52 mužov, priemerný vek 61 ± 14 rokov. Druhú - porovnávaciu skupinu tvorilo 45 pacientov (38 žien, 7 mužov) z reumatologických ambulancií s normálnou koncentráciou sérového kreatinínu, vápnika a koncentráciou 25-OH D nad 15 pg/l. Všetci pacienti boli suplementovaní preparátmi vitamínu D, no napriek tomu sa nám v sledovanom období (zimné mesiace) nepodarilo zabezpeèi súbor s vyššími koncentráciami vitamínu D. Vyšetrenia sa z praktických dôvodov realizovali v sére, aby bolo možné uskutoèni všetky požadované vyšetrenia z jednej vzorky. Odber krvi sa vykonával štandardným spôsobom do vákuových skúmaviek s prídavkom gélu pred dialýzou v dvoch turnusoch - o 7,00 a 14,00 hod., sérum bolo oddelené do 1-2 hodín od odberu. Vzorky boli spracované v rutinnom režime v deò odberu, prièom ranné 20 Labor Aktuell 03/12

4 Tab. 3: Výsledky stanovenia PTH dvomi metódami Graf 1+2: Porovanie rozdielov nameraných hodnôt PTH obomi metódami vzorky boli skladované do analýzy pri 4-8 C a pod¾a pokynov výrobcu pred vlastnou analýzou temperované na laboratórnu teplotu. Výsledky Obe metódy dávali porovnate¾né výsledky v internej kontrole, aj keï poèet analyzovaných referenèných materiálov pre kontrolu bol v prípade súpravy 1-84 PTH menší vzh¾adom na dåžku používania. Výsledky stanovenia PTH získané oboma metódami boli porovnané pomocou štatistického programu Excell a sú uvedené v tabu¾ke 3 a grafoch 1-2. Metóda 3. generácie poskytovala v porovnaní so zavedenou metódou 2. generácie u dialyzovaných pacientov signifikantne nižšie hodnoty - v priemere o 47 % (rozptyl rozdielov %). U pacientov s normálnymi oblièkovými funkciami boli tieto rozdiely taktiež signifikantné, ale o nieèo nižšie - priemer 28 % (rozptyl rozdielov %). Pri porovnaní výsledkov metódou Pearsonovho korelaèného koeficientu bola potvrdená tesná korelácia oboch metód (r , p <0,001). Na základe koncentrácií PTH získanými obomi metódami sme rozdelili dialyzovaných pacientov do kategórií pod¾a odporúèaní KDOQI aj KDIGO (Tab. 4). Nižšie hodnoty 1-84 PTH v porovnaní s hodnotami intaktného PTH spôsobili, že 35 (27,8 %) pacientov nebolo zaradených do kategórie >300 ng/l, ktorá je cut-off pre zmenu lieèby analógmi vitamínu D a kalcimimetikami pod¾a kritérií KDOQI. Pri hodnotení pod¾a kritérií KDIGO boli rozdiely menšie, v kategórii viac ako devä násobok HHRI bolo odlišne zaradených len 7 (5,6 %) pacientov. Diskusia Porovnávali sme stanovenie PTH 2. a 3. generácie, ktoré merali tzv. intaktný PTH a bioaktívny, èiže 1-84 PTH u 126 pacientov v chronickom dialyzaènom programe a u 45 pacientov s normálnou glomerulovou filtráciou. V súlade s publikovanými údajmi koncentrácie 1-84 PTH u pacientov v 5. štádiu CKD boli signifikantne nižšie v porovnaní s výsledkami, ktoré poskytovala metóda intact PTH (19). Tesná korelácia výsledkov oboch porovnávaných metód korešponduje s publikovanými údajmi (16, 20). Reakcie nefrológov na výsledky 1-84 PTH boli rozpaèité: Je potrebné používa prepoèítavací faktor, aby sa nestratila kontinuita výsledkov s metódou 2. generácie? Z kategoriálneho prístupu odporúèaní KDOQI vyplynula aj obava, èi èas pacientov neunikne lieèbe. Pri dynamickom hodnotení výsledkov pod¾a odporúèaní KDIGO boli klinici viac náchylní akceptova nižšie hodnoty PTH, problémom však zostávajú platné odborné usmernenia týkajúce sa lieèby a porúch kostného a minerálového metabolizmu, ktoré vychádzajú ešte zo starších odporúèaní a metód 2. generácie na stanovenie PTH (21). Domnievame sa na základe doterajších skúseností, že obe metódy poskytujú porovnate¾né výsledky pri klasifikácii pacientov pod¾a limitov KDIGO. Cie¾ové koncentrácie PTH vytvorené ako násobky RI umožòujú harmonizova klasifikáciu pacientov s CHOCH a dosiahnu lepšiu porovnate¾nos výsledkov rôznych metód. Aj keï metódy 3. generácie zatia¾ nemajú plnú klinickú validáciu, nako¾ko chýbajú alebo nie sú dokonèené štúdie s kostnými biopsiami, ktoré by potvrdili ich lepšiu klinickú efektivitu, predstavujú inú alternatívu v monitorovaní pacientov s OKCH. Okrem analytických rozdielov medzi dostupnými metódami je pri interpretácii výsledkov nutné bra do úvahy aj biologickú variabilitu. Komunikácia laboratória s klinickými partnermi je podmienkou efektívneho monitorovania pacientov. Rovnako spolupráca medzi odbornými spoloènos ami by bola prínosom najmä pre lepšiu informovanos o súèasných analytických možnostiach. Poïakovanie firme ROCHE Slovakia za poskytnutie diagnostických súprav pre túto prácu. Tab. 4: Klasifikácia dialyzovaných pacientov pod¾a kritérií KDOQI a KDIGO na základe výsledkov metód 2. a 3.generácie fy Roche Labor Aktuell 03/12 21

5 Literatúra: 1) Drueke T. B.: Cell biology of parathyreoid gland hyperplasia in chronic renal failure. J Am Soc Nephrol 2000; 11: ) Jüppner H.: Phosphate and G -23. Kidney Int 2011; 79 (Suppl 121): S24-S27 3) Cunningham J., Locatelli., Rodriguez M R.: Secondary Hyperparathyroidism: Pathogenesis, Disease Progression, and Therapeutic Options. Clin J Am Soc Nephrol 2011; 6: ) Moe S., et al.: Definition, evaluation, and classification of renal osteodystrophy: a position statement of Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO). Kidney Int 2006; 69: ) Tentori, Blayney MJ, Albert JM, et al.: Mortality risk for dialysis patients with different levels of serum calcium, phosphorus, and PTH: The Dialysis Outcomes and Practice Patterns Study (DOPPS). Am J Kidney Dis 2008; 52: ) Eknoyan G, Levin A, Levin NW: K/DOQI Clinical Practice Quidelines for Bone Metabolism and Disease in Chronic Kidney Disease. Am J Kidney Dis 2003; 42 (Suppl 3): S1- S201 7) KDIGO clinical practice guideline for diagnosis, evaluation, prevention and treatment of Chronic Kidney Disease-Mineral and Bone Disorders (CKD-MBD). Kidney Int 2006; 76 (Suppl 113): S1-S130 8) Barreto C, Barreto DV, Moyses RM, et al.: K/DOQI recommended intact PTH levels do not prevent low-turnover bone disease in hemodialysis patients. Kidney Int 2008; 73: ) loege J, Kim J, Ireland E, et al.: Serum ipth, calcium and phosphate, and the risk of mortality in a European haemodialysis population. Nephrol Dial Transplant 2010; (doi: /ndt/gfq219): ) Souberbielle JC, Boutten A, Carlier MC, et al.: Inter-method variability in PTH measurement: implication for the care of CKD patients. Kidney Int 2006; 70: ) Souberbielle JC, Roth H, ouque DP: Parathyroid hormone measurement in CKD. Kidney Int 2010; 77: ) Cavalier W, Delanaye P, Vranken L, et al.: Interpretation of serum PTH concentration with different kits in dialysis patients according to the KDIGO quidelines: importance of the reference (normal) value. Nephrol Dial Transplant 2011; doi /ndt/gfr535: ) riedman PA: PTH revisited. Kidney Int 2004; 66 (Suppl 91):S ) D Amour P, Brosaard JH, Rousseau L, et al.: Amino-terminal form of parathyroid hormone (PTH) with immunologic similarities to hpth (1-84) is overproduced in primary and secondary hyperparathyreoidism. Clin Chem 2003; 49: ) Cavalier E, Daly A, Betea D, et al.: The ratio of parathyroid hormone as measured by third- and second-generation assays as a marker for parathyroid carcinoma. J Clin Endocrinol Metab 2010; 95: ) Gao P, Schiebel S, D Amour P, el al.: Developement of novel immunoradiometric assay for biologically active whole parathyroid hormone 1-84: implications for improvement of accurate assessment of parathyroid functions. J Bone Min Res 2001; 16: ) Tanaka H, Komaba H, Kiozumi M, et al.: Novel electrochemiluminiscence immunoassay exclusively for full-length parathyroid hormone during treatment with cinacelcet for secondary hyperparathyreoidism. Ther Apher Dial 2011; 15 (Suppl 1): ) Gardham C, Stevens PE, Delaney MP et al.: Variability of parathyroid hormone and other markers of bone mineral metabolism in patients receiving hemodialysis. Clin J Am Soc Nephrol 2010; 5: ) Nakanishi S, Kazama JJ, Shigematsu T: Comparison of intact PTH assay and whole PTH assay in long-term dialysis patients. Am J Kidney Dis 2001; 38 (Suppl 1), S172-S ) Reichel H, Esser A, Roth, H-J, Schmidt- Gayk H: Influence of PTH assay methodology on differential diagnosis of renal bone disease. Nephrol Dial Transplant 2003; 18: ) Odborné odporúèanie MZd SR na lieèbu porúch minerálového a kostného metabolizmuu pacientov s chronickým ochorením oblièiek. (2009). Vestník MZd SR , èiastka Labor Aktuell 03/12