Odhad glomerulární filtrace ze sérového kreatininu u dětí

Souhrn

Cíl: Porovnání metod stanovení sérového kreatininu (S-Kr) a zhodnocení vlivu použité metody na odhad glomerulární filtrace (eGFR) u dětí s onemocněním ledvin.

Metody: S-Kr jsme vyšetřovali u 168 dětí (102 chlapců, věk 1,7–15,9 let) Jaffého metodou a enzymově. GFR byla odhadnuta podle Schwartzova vzorce.

Výsledky: Jaffého metoda poskytovala statisticky významně vyšší výsledky S-Kr v nižším koncentračním rozmezí (do 200 μmol/l) a naopak, ve vyšších koncentracích (nad 250 μmol/l) poskytovala výsledky statisticky významně nižší. Do hodnot S-Kr 60 μmol/l Jaffého metodou byly eGFR podle očekávání nižší s vyšším S-Kr ve srovnání s enzymovou metodou. eGFR však byly paradoxně vyšší u všech pacientů se S-Kr nad 100 μmol/l při použití Jaffého metody. Tento paradox byl patrný zejména u dospívajících chlapců, a to především kvůli odlišnému koeficientu F ve Schwartzově vzorci.

Závěr: Odhad GFR závisí na přesnosti měření S-Kr a na koeficientu F ve Schwartzově vzorci. Tyto vlivy mohou mít závažné klinické důsledky především u dětí s pokročilým chronickým onemocněním ledvin stadia 4 a 5, kdy enzymová metoda poskytuje významně nižší hodnoty eGFR, což může vyústit v časnější zahájení dialyzační léčby.

Klíčová slova:

kreatinin – Jaffého metoda – enzymová metoda – Schwartzův vzorec

ÚVOD

Glomerulární filtrace (GFR) je nejdůležitější ukazatel funkce ledvin (1). Její znalost je klíčová např. pro dávkování léků, které jsou vylučovány ledvinami, pro načasování zahájení dialyzační léčby. V rutinní praxi se GFR nejčastěji odhaduje ze sérového kreatininu, u dětí se používá aktualizovaný Schwartzův vzorec (bedside creatinine-based Chronic Kidney Disease in Children – CKiD 2009) (1–3).

Spolehlivost hodnoty odhadované GFR (eGFR) závisí kriticky na stanovení sérového kreatininu (S-Kr) s minimální hodnotou bias (systematické chyby měření) (4). K tomu je třeba dostupné rutinní metody s dostatečnou analytickou specifičností. Stanovení kreatininu se provádí dvěma základními metodami: 1. Jaffého a 2. enzymovou metodou.

Jaffého metoda byla publikována již v roce 1886 (5). Dosud se s různými modifikacemi na některých pracovištích používá (hlavně kvůli nižší ceně), výsledky jsou však ovlivněny interferencemi celé řady především tzv. Jaffé pozitivních chromogenů (4). V roce 1970 byly vyvinuty enzymové metody stanovení kreatininu, které jsou specifičtější než Jaffého metoda a vedou k přesnějšímu odhadu GFR (6, 7). V současné době by měly být všechny metody stanovení S-Kr návazné na referenční metodu – hmotnostní spektrometrii s izotopovou dilucí (ID-GC(LC)/MS) (1).

Několik studií ukázalo, že existují významné rozdíly v eGFR při použití různých rovnic pro různé metody měření S-Kr u dospělých (8–10). Cílem naší retrospektivní studie bylo zjistit, zda podobné rozdíly v eGFR existují také u dětí. Porovnávali jsme sérové koncentrace kreatininu stanovené Jaffého metodou a enzymově a sledovali jsme vliv na vypočítanou GFR u dětských pacientů s onemocněním ledvin.

SOUBOR PACIENTŮ A METODIKA

Sérové koncentrace kreatininu jsme vyšetřovali u 168 dětí (102 chlapců a 66 dívek) sledovaných pro různá akutní nebo chronická onemocnění ledvin. Medián věku těchto dětí byl 12,8 let (rozmezí 1,7–15,9). Veškeré osobní údaje o pacientech byly zašifrovány a anonymizovány (zákon 110/2019 Sb.), což znemožňuje jakoukoliv identifikaci. Výzkum byl v souladu s principy Helsinské deklarace (2013).

V každém vzorku séra byla koncentrace kreatininu stanovena Jaffého metodou a enzymově. Následně byla vypočtena eGFR pomocí Schwartzova vzorce:

eGFR (ml/min/1,73 m2) = F * výška (cm) /S-Kr (μmol/l).

Pro eGFR v jednotkách ml/min/1,73 m2 je faktor F 36,5 v případě enzymové metody a v případě Jaffého metody 48,6 pro dívky ve věku 1–18 let a chlapce ve věku 1–12 let a 61,9 pro 12–18leté chlapce (3, 11).

Principem Jaffého metody je reakce kreatininu s kyselinou pikrovou v alkalickém prostředí za vzniku oranžově zbarveného komplexu. Intenzita barvy vytvořené během fixního času je přímo úměrná množství kreatininu přítomného ve vzorku. Intenzita se měří při vlnové délce 505 nm.

Enzymová kolorimetrická metoda je založena na enzymových reakcích Fossatiho, Prencipa a Bertiho (12). Působením kreatininázy je kreatinin převeden na kreatin. Vzniklý kreatin je hydrolyzován kreatinázou za vzniku sarkozinu, sarkozin je oxidován sarkozinoxidázou na glycin, formaldehyd a peroxid vodíku. Vzniklý peroxid vodíku vytváří kvantitativní oxidativní kondenzací s N-(3-sulfopropyl)-3-methoxy-5-metylanilinem modré barvivo za přítomnosti peroxidázy a 4-aminoantipyrinu. Koncentrace kreatininu se stanoví měřením absorbance modrého produktu při 596/694 nm.

Kreatinin byl oběma metodami stanovován automatickým analyzátorem Advia 1800 (Siemens, USA). Stanovení (oběma metodami) bylo návazné na standardní referenční materiál NIST SRM 967 a ID-LC/MS. Kontrolní materiály použité v této studii (67 a 579 μmol/l) byly od firmy Bio-Rad (Německo).

Porovnávali jsme sérové koncentrace kreatininu stanovené Jaffého metodou a enzymově a hodnoty eGFR z těchto koncentrací odvozené. Vztah mezi těmito dvěma metodami byl hodnocen regresní analýzou Passing Bablok (n(boot) = 30000) (13). Pro statistické analýzy byl použit „R-Statistical Package“ (14).

VÝSLEDKY

V tabulce 1 jsou uvedeny průměrné hodnoty, mediány a rozpětí hodnot sérového kreatininu a eGFR v souboru všech pacientů. V případě Jaffého metody vidíme významně vyšší průměrnou hodnotu i medián S-Kr, metoda ale poskytovala užší rozpětí hodnot. Oproti očekávání Jaffého metoda poskytovala vyšší průměrnou hodnotu i medián eGFR (rozpětí hodnot je opět užší ve srovnání s enzymovou metodou). Tento paradox je dán odlišným faktorem F ve Schwartzově vzorci.

Z grafu lineární regrese (graf 1) je patrné, že regresní linie protíná linii identity v hodnotě 212 μmol/l (s 95% CI 185; 260). V této oblasti poskytovaly metody prakticky shodné výsledky S-Kr. V nižších koncentracích poskytovala Jaffého metoda hodnoty statisticky významně vyšší, ve vyšších hodnotách statisticky významně nižší.

V oblasti S-Kr do 100 μmol/l poskytovala Jaffého metoda vyšší hodnoty v průměru o 20 μmol/l, v rozmezí S-Kr mezi 100–200 μmol/l se rozdíl snížil na průměrnou hodnotu 12 μmol/l. V těchto dvou oblastech, tj. se S-Kr do 200 μmol/l, byl Jaffého metodou u všech pacientů zjištěn vyšší kreatinin (N = 134), ale hodnoty eGFR odhadnuté ze Schwartzova vzorce tomu neodpovídaly. Nižší hodnoty GFR odhadnuté z Jaffého metodou změřeného S-Kr byly zjištěny pouze u 47 pacientů (tj. u 35 %).

Ze vztahů koncentrace kreatininu a eGFR v rozmezí koncentrací kreatininu do 200 μmol/l byly generovány tři oblasti. Do hodnoty S-Kr 60 μmol/l (N = 30) byly hodnoty eGFR nižší s vyšším kreatininem pomocí Jaffého metody. V koncentračním rozmezí mezi 60 a 100 μmol/l (N = 58) byly hodnoty eGFR nižší u 17 pacientů a vyšší u 41 pacientů při užití Jaffého metody. Hodnoty eGFR byly paradoxně vyšší u všech pacientů (N = 46) se S-Kr nad 100 μmol/l navzdory vyššímu kreatininu pomocí Jaffého metody. Tento paradox je způsoben vyšším faktorem F ve Schwartzově vzorci při stanovení kreatininu Jaffého metodou.

V rozmezí S-Kr 200–250 μmol/l (N = 15) vykazovaly obě metody téměř shodné výsledky kreatininu (Jaffého metoda v průměru o 1 μmol/l nižší). Nicméně ve všech případech byly hodnoty eGFR při použití Jaffého metody vyšší. Nad S-Kr 250 μmol/l (N = 19) vykazovala enzymová metoda signifikantně vyšší hodnoty v průměru o 35 μmol/l. S vyššími hodnotami kreatininu se rozdíl mezi metodami ještě zvýšil ve prospěch enzymové metody (graf 1). V souladu s tím byly hodnoty eGFR ve všech případech vyšší při užití Jaffého metody.

V podskupině 15 dětí (sedm chlapců, medián věku 10,3 let, od 1,7 do 15,9) s chronickým onemocněním ledvin (CKD) stadia 4 až 5 (eGFR odhadnutá z enzymové metody < 15 ml/min/1,73 m2, z toho dva pacienti s eGFR < 6 ml /min/1,73 m2) byl medián eGFR odhadnutý z Jaffého metody o 6 ml/min/1,73 m2 vyšší ve srovnání s enzymovou metodou. Pouze u sedmi dětí byla při užití Jaffého metody eGFR < 15 ml/min/1,73 m2 a u žádného z těchto pacientů nebyla eGFR < 6 ml/ min/1,73 m2. Výsledky této podskupiny jsou uvedeny v tabulce 1 a hodnoty eGFR jednotlivých pacientů jsou znázorněny v grafu 2.

Největší rozdíly ve výpočtech eGFR (Jaffé vs. enzymová metoda) vykazovali chlapci starší 12 let (N = 57), což je způsobeno nejvyšší diferencí faktoru F ve Schwartzově vzorci mezi metodami (61,9 vs. 36,5). Údaje o koncentracích kreatininu a eGFR jsou uvedeny v tabulce 1 a znázorněny v grafu 3. U dospívajících dívek (N = 36) byl rozdíl v eGFR méně významný než u chlapců, protože faktor F Jaffého metody je pro dívky nižší než pro chlapce (48,6 vs. 61,9) a zůstává stejný jako u malých dětí (tab. 1). U 82 % chlapců (N = 47) a u 81 % dívek (N = 29) ve věku > 12 let byly enzymově naměřeny nižší koncentrace S-Kr ve srovnání s Jaffého metodou. Hodnoty eGFR však byly při použití enzymové metody nižší u všech chlapců a u 86 % dívek (N = 31) právě kvůli zmíněnému nižšímu faktoru F.

DISKUZE

Dostupná literatura se zabývá zejména pozitivní systematickou chybou v oblasti nižších koncentrací sérového kreatininu, která je dána přítomností Jaffé pozitivních interferujících chromogenů (např. glukóza, kyselina mo čová, askorbát, acetacetát, pyruvát, bílkovina, hemoglobin, lipémie, některé léky (cefalosporiny, streptomycin, trimetoprim, cimetidin, kyselina acetylsalicylová a další) (15, 16). Hodnoty eGFR vypočtené z výsledků Jaffého metody mohou být v důsledku této pozitivní systematické chyby falešně nižší (2, 17).

To jsme však nepotvrdili v naší studii. V oblasti koncentrací do přibližně 200 μmol/l poskytovala Jaffého metoda u všech pacientů vyšší hodnoty než metoda enzymová, předpokládané nižší hodnoty eGFR (při užití Schwartzova vzorce pro Jaffého metodu) jsme nalezli jen u 35 % případů. Tento paradox se začal objevovat již u některých pacientů s kreatininem nad 60 μmol/l, v oblasti kreatininu nad 100 μmol/l to bylo u všech pacientů. Je způsoben vyšším faktorem F ve Schwartzově vzorci (3,11) v případě Jaffého metody, nejvyšší hodnotu faktor F dosahuje u chlapců nad 12 let. U skupiny těchto adolescentních chlapců vidíme, že hodnoty kreatininu byly při užití Jaffého metody významně vyšší přibližně do zmíněné hodnoty 200 μmol/l. Nad hodnotou zhruba 250 μmol/l byly hodnoty kreatininu vyšší enzymovou metodou. Co se týče ale eGFR, tak díky vysokému faktoru F v čitateli Schwartzova vzorce při užití Jaffého metody byly výsledky eGFR ve všech případech významně vyšší. Na nevhodnost užití Schwartzova vzorce s enzymově stanoveným sérovým kreatininem a jednotným faktorem F k odhadu GFR u dětí ve věku od 1 do 16 let upozornili také japonští autoři, kteří vyvinuli vlastní rovnice k odhadu GFR (18, 19).

Diference mezi metodami ve vyšších koncentracích ve prospěch naopak enzymové metody je v literatuře zmiňována ojediněle a příčina tohoto jevu není zcela objasněna. V doporučeních ČNS a ČSKB k vyšetřování GFR z roku 2009 je uvedeno, že výsledky měření Jaffého metodou jsou zatíženy systematickou chybou závislou na koncentraci kreatininu, v oblasti koncentrací nižších než zhruba 130 μmol/l pozitivní, ve vyšších koncentracích negativní (20). Seeman et al. v monografii Dětská nefrologie z roku 2021 (21) uvádějí, že Jaffého metoda při hodnotách kreatininu do 100 μmol/l nadhodnocuje výsledky oproti enzymové metodě a při hodnotách nad 300 μmol/l poskytuje výsledky naopak nižší. Lamb et al. (10) sledovali rozdíly v metodách stanovení kreatininu u starších lidí s převážně mírným nebo středně pokročilým chronickým onemocněním ledvin, se sérovým kreatininem stanoveným ID-LC/MS metodou mezi 47 a 230 μmol/l. Enzymové metody vedly k přesnějšímu odhadu koncentrace kreatininu v celém rozsahu koncentrací, zatímco Jaffého metoda měla tendenci sérový kreatinin nadhodnocovat v oblasti nízkých koncentrací (přibližně pod 130 μmol/l) a podhodnocovat při vyšších koncentracích.

Naše studie sledující dětské pacienty došla k obdobným závěrům. V oblasti vyšších koncentrací byly hodnoty enzymově stanoveného kreatininu ve srovnání s Jaffého metodou vyšší. V naší studii byla tato hranice přibližně 250 μmol/l a diference mezi metodami ve prospěch enzymové metody průměrně 35 μmol/l, v koncentrační oblasti nad 600 μmol/l až 150 μmol/l. Diference ve prospěch enzymové metody se nedala vysvětlit pozitivními interferencemi při užití enzymové metody (některé léky, např. lidocain, flucytosin), ani negativními interferencemi typickými pro Jaffého metodu (především furosemid) (15, 16), protože žádný z našich dětských pacientů zmíněné léky neužíval. U všech pacientů se sérovým kreatininem nad 200 μmol/l jsme zaznamenali významně vyšší hodnoty eGFR při užití Jaffého metody. Z těchto zjištění plyne jednoznačný závěr pro klinickou praxi: díky rozdílu v hodnotách sérového kreatininu mezi metodami Jaffé a enzymovou mohou být pacienti s progredujícím CKD 4. stadia a enzymově stanoveným kreatininem dříve klasifikováni jako CKD 5. stadia a dříve zařazeni do chronického dialyzačního programu nebo preemptivně transplantováni. Významný rozdíl mezi eGFR při měření kreatininu různými metodami je navíc umocněn odlišnou hodnotou faktorů F ve Schwartzově vzorci.

ZÁVĚR

Odhad GFR závisí na přesnosti měření sérového kreatininu a na koeficientu F ve Schwartzově vzorci. Do hodnoty S-Kr 60 μmol/l Jaffého metodou byly hodnoty eGFR podle očekávání nižší s vyšším S-Kr ve srovnání s enzymovou metodou. Hodnoty eGFR byly paradoxně vyšší u všech pacientů se S-Kr nad 100 μmol/l při použití Jaffého metody. Tento paradox byl patrný zejména u dospívajících chlapců, a to především kvůli odlišnému koeficientu F použitému pro výpočet eGFR. Tyto vlivy mohou mít závažné klinické důsledky především u dětí s pokročilým CKD stadia 4 a 5, kdy enzymová metoda poskytuje významně nižší hodnoty eGFR.

Poděkování patří prof. MUDr. Tomáši Seemanovi, CSc. MBA za pomoc s interpretací dat a s vypracováním manuskriptu.

Konflikt zájmů: žádný.

adresa pro korespondenci:

MUDr. Ing. Magdaléna Fořtová, Ph.D.
Ústav lékařské chemie a klinické biochemie
2. LF UK a FN Motol
V Úvalu 84, 150 06 Praha 5
e-mail: MagdalenaFortova@seznam.cz