Possibilities of Predicting the Development of Acute Kidney Damage in Young and Middle-aged Men with a Diagnostic Algorithm
Possibilities of Predicting the Development of Acute Kidney Damage in Young and Middle-aged Men with a Diagnostic Algorithm
Abstract
Relevance. Acute kidney damage (AKD) in myocardial infarction (MI) worsens prognosis and prolongs treatment time of patients.
Objective. To evaluate the significance of clinical, instrumental and laboratory predictors of AKD in men younger than 60 to model the risk prognosis of this complication using a diagnostic algorithm and to improve prevention.
Materials and methods. Men 32–60 years old with type I MI were included in the study. The patients were divided into two age comparable groups: I – the study group, with AKD – 25 patients; II – the control group, without it – 166 patients. Absolute (AR) and relative (RR) risks of AKD development under various factors were estimated by Pearson Chi-square method. Mathematical modelling of the risk of developing this complication was performed using the method of classification trees.
Results. Predictors of AKD in MI in the subjects included: stress (AR: 15.9%; p=0.01), winter period of the year (AR: 21.8%; OR: 3.1; p=0.003), hypertriglyceridemia (≥1.8 mmol/L) (AR: 23.0%; p=0.007) and peptic ulcer disease (AR: 25.8; OR: 2.5; p=002). For the decision tree, winter period of the year and the patient's systolic blood pressure (BP) value in the first hours of MI were found to be the most significant. Four risk classes were identified in the decision tree. The highest risk (30.2%; group volume = 53) was in patients with a winter MI and a systolic BP ≥130 mmHg. The lowest risk (0.0%; group volume = 45) of developing RPP was observed for MI in the spring, summer and autumn and with an AD system ˂135.0 mmHg. At BPs≥135 mmHg during these periods, the risk of AKD increased to 11.6% (69 patients). In winter, when BP system ˂130 mmHg decrease, the risk of developing AKD decreases to 4.2% (24 individuals). The sensitivity of the model was 94.1%; specificity – 70.9%; and efficacy – 82.5%.
Conclusions. The winter period of the year, stress, hypertriglyceridemia in the first hours of MI (≥1.8 mmol/l), and a history of peptic ulcer were additional predictors of AKD in men younger than 60 years old. Based on the combination of BP and the winter period of the year, a model for evaluating the risk of developing this complication was constructed. It allows the identification of a risk group for AKD among MI patients for follow-up and timely prophylactic and therapeutic measures.
1. Введение
Проблема острого повреждения почек (ОПП) при инфаркте миокарда (ИМ) далека от разрешения: прогноз и качество жизни пациента при развитии этого осложнения резко ухудшаются, экономические затраты на лечение возрастают, а эффективные методы лечения и профилактики установлены не для всех случаев , , . В то же время проблемы ИМ и его осложнений у мужчин молодого и среднего возраста сохраняют свою остроту из-за стабильно высоких показателей смертности и инвалидизации в этой группе, а также связанных с ними медико-социальных проблем , , . Поэтому изучение вопросов раннего выявления и профилактики ОПП у мужчин моложе 60 лет с ИМ признается крайне важным.
Цель исследования. Оценить значимость различных факторов риска развития ОПП при ИМ у мужчин моложе 60 лет. Разработать модель прогнозирования риска развития этого осложнения в виде пригодного к применению диагностического алгоритма для улучшения раннего его выявления, повышения эффективности профилактики и улучшения исходов.
2. Методы и принципы исследования
Изучены результаты обследования и лечения 191 мужчины, жителей Санкт-Петербурга, 32-60, лет по поводу ИМ I типа (по IV универсальному определению этого заболевания) и скоростью клубочковой фильтрации (CKD-EPI) 30 и более мл/мин/1,73 м2 . Исследование одобрено независимым этическим комитетом Федерального государственного бюджетного военного образовательного учреждения высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации 27.04.2021 г., протокол № 229. От всех участников перед началом процедур получено письменное информированное согласие на включение.
Пациентов разделили на две группы в зависимости от развития ОПП. Исследуемую группу сформировали из больных с ИМ и ОПП – 25 мужчин (средний возраст 50,6±5,3 лет). Контрольная группа составлена из больных ИМ без ОПП – 166 человек (51,0±6,7 лет, p=0,4). Диагностический и лечебный алгоритмы соответствовали стандартам на момент госпитализации. ОПП диагностировали на основании критериев KDIGO (2012) при увеличении уровня креатинина на 26,5 мкмоль/л на протяжении не менее двух суток (и/или в 1,5 раза в течение семи суток) по сравнению с его исходным уровнем в первые 48 часов ИМ или по почасовому диурезу в этот период .
Выделенные группы не отличались по проводимому лечению. Так, пациенты не получали статины до развития изучаемого случая ИМ. В период исследования и в течение двух недель до него пациенты не принимали антибактериальные препараты. Коронарография с реваскуляризацией выполнены у 16,0% пациентов исследуемой группы и – 17,1% в контрольной (р=0,8). У пациентов исследуемой группы патология почек отсутствовала до развития изучаемого случая ИМ. Исследование включало прицельную оценку частоты наблюдения основных и дополнительных факторов риска кардиоваскулярных заболеваний, сопутствующей патологии и состояний, провоцирующих возникновение ИМ . Артериальную гипертензию (АГ) оценивали по рекомендациям Российского кардиологического общества . Массу тела – по ее индексу Кетле (ИМТ). Избыточной считали ситуации с ИМТ 25,0 кг/м2 и выше. Периферические ангиопатии у пациентов верифицировали по клиническим показаниям. Подагру диагностировали согласно критериям EULAR/ACR (2016) . Определение сезонных особенностей заболевания выполняли распределением случаев по климатическим периодам, длительность и границы которых выделяли для каждого года с помощью дат устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через реперные точки в 0 и 150С . Верификацию стресса и его связи с ИМ выполняли с помощью опросников Копиной О.С., Ридера Л. и соответствию дополнительному перечню распространенных стрессовых ситуаций по Бальсевичу В.К. . Клинические фенотипы ИМ распределяли по известным вариантам проявлений заболевания и его осложнений . Последние объединяли в группы по В.Н. Ардашеву на связанные с электрической нестабильностью миокарда (ЭН), сократительной его недостаточностью (СкН) и механической несостоятельностью (МН) . Прогноз летальности оценивали по индексу R. Norris . Среди параметров липидного обмена изучали триглицериды (ТГ). При комплексной эхокардиографии определяли диастолический размер правого желудочка (КДР ПЖ), толщину межжелудочковой перегородки (МЖП), индексы (конечных систолического (КСО/S)) и диастолического (КДО/S) объемов левого желудочка (ЛЖ), ударный (УИ), скорости раннего (Ve) и позднего (Va) диастолического наполнения ЛЖ и их соотношение (Ve/Va). Показатели систолической функции ЛЖ оценивали по J.S. Simpson . Индексацию проводили к площади поверхности тела (S) . Среднее давление в легочной артерии (СДЛА) определяли эхокардиографически (A. Kitabatake) . Величины среднего артериального давления (АДср) общих периферического (ОПС) и легочного сопротивления (ОЛС) рассчитывали по Ю. Н. Шишмареву .
На первом этапе методом анализа рисков применением критерия Хи-квадрат Пирсона из сформированной аналитической базы данных (более 300 анамнестических, клинико-лабораторных и инструментальных показателей течения ИМ) отобраны факторы, оказывавшие значимое влияние на абсолютный (АР) и относительный (ОР) риски развития ОПП у обследованных. На втором этапе, используя полученные факторы, выполняли математическое моделирование риска развития этого осложнения методом деревьев классификации. Прогнозное качество деревьев-решений оценивали ROC-анализом. Количественные параметры определяли в первые 48 часов ИМ. Их сравнивали по критерию Манна-Уитни.
3. Основные результаты
Результаты оценки методом анализа рисков влияния основных и дополнительных факторов риска кардиоваскулярных заболеваний на возможность развития ОПП у обследованных представлено в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние факторов риска кардиоваскулярных заболеваний на риск развития ОПП у обследованных
Факторы кардиоваскулярного риска | Частота ОПП при ИМ: (абсолютный риск, %; изменение риска, % (95% ДИ)) | Относительный риск (95% ДИ) | P |
Операции реваскуляризации коронарных артерий в анамнезе | 46,2; 35,60 (8,1; 63,1) | 4,37 (2,12; 9,03) | 0,0002 |
Избыточная масса тела менее 10 лет | 23,1; 16,99 (6,7; 27,3) | 3,79 (1,66; 8,65) | 0,0006 |
ИМ в зимний период | 21,8; 14,84 (4,6; 25,1) | 3,13 (1,42; 6,90) | 0,003 |
Масса тела ≥ 81,8 кг | 18,8; 13,81 (5,2; 22,4) | 3,8 (1,36; 10,64) | 0,005 |
Периферические ангиопатии | 18,9; 12,99 (4,0; 22,0) | 3,21 (1,26; 8,19) | 0,008 |
ХНМК | 19,8; 12,78 (3,2; 22,4) | 2,83 (1,24; 6,45) | 0,009 |
Психо-эмоциональный стресс | 15,9; 15,9 | - | 0,01 |
Кризовое течение АГ | 15,9; 15,9 | - | 0,01 |
Изменения метеофакторов | 15,9; 15,9 | - | 0,01 |
Нестабильная стенокардия в анамнезе | 19,8; 11,72 (1,7; 21,7) | 2,46 (1,14; 5,28) | 0,02 |
Курение ≥20 лет | 16,4; 12,65 (4,7; 20,7) | 4,35 (1,06; 17,83) | 0,02 |
Возраст ˂53 лет | 18,6; 11,27 (1,9; 20,6) | 2,54 (1,11; 5,81) | 0,02 |
Язвенная болезнь | 25,8; 15,31 (-0,8; 31,4) | 2,46 (1,16; 5,19) | 0,02 |
АГ ≥ семи лет | 21,4; 11,94 (0,1; 23,8) | 2,26 (1,10; 4,64) | 0,03 |
Мочекаменная болезнь & подагра | 50,0; 37,83 (-11,4; 87,1) | 4,11 (1,43; 11,77) | 0,03 |
Курение как в настоящем, так и в анамнезе | 15,8; 11,50 (3,2; 19,8) | 3,7 (0,91; 15,12) | 0,04 |
Примечание: P – критерий достоверности
Как видно из таблицы 1, среди изученных основных факторов кардиоваскулярного риска наиболее значимыми для развития ОПП у обследованных оказались: избыточная масса тела в анамнезе (≥81,8 кг) с коротким анамнезом, курение, возраст, АГ с кризовым течением давностью семь и более лет. Из дополнительных: операции реваскуляризации в анамнезе; зимний период ИМ; периферические ангиопатии, в том числе – хроническая недостаточность мозгового кровообращения (ХНМК); психоэмоциональный стресс, изменения метеофакторов как причина ИМ; нестабильная стенокардия; наличие язвенной болезни желудка и/или 12-перстной кишки, а также подагры в сочетании с мочекаменной болезнью в анамнезе (табл. 1).
Достоверное влияние параметров клинического течения ИМ на риск развития ОПП, полученное методом анализа рисков, представлено в таблице 2.
Таблица 2 - Влияние параметров клинического течения ИМ на риск развития ОПП у обследованных
Параметры клинического течения заболевания | Частота ОПП при ИМ: (абсолютный риск, %; изменение риска, % (95% ДИ)) | Относительный риск (95% ДИ) | P |
СкН & МН | 28,6; 13,26 (3,2; 23,3) | 2,77 (1,32; 5,80) | 0,008 |
Сердечная астма | 23,3; 13,26 (-0,3; 26,8) | 2,33 (1,13; 4,80) | 0,03 |
Индекс Norris ≥ 4,6 ≤ 11,7 | 16,4; 11,33 (2,9; 19,7) | 3,23 (1,01; 10,37) | 0,03 |
Общее состояние средней тяжести, тяжелое и крайне тяжелое в первые 48 часов ИМ | 14,97; 14,97 | - | 0,04 |
Примечание: P – критерий достоверности
Как видно из таблицы 2, риск развития ОПП возрастал при: сочетании осложнений групп СкН и МН, наличии сердечной астмы среди осложнений ИМ, значениях индекса R. Norris 4,9-11,66 и общем состоянии пациента в первые 48 часов ИМ средней тяжести, тяжелым или крайне тяжелым (табл. 2).
Результаты оценки взаимосвязей параметров центральной гемодинамики и риска развития ОПП у обследованных представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Влияние параметров центральной гемодинамики на риск развития ОПП у обследованных
Параметры гемодинамики | Частота ОПП при ИМ: (абсолютный риск, %; изменение риска, % (95% ДИ)) | Относительный риск (95% ДИ) | P |
МЖП≥12 мм | 18,4; 15,30 (7,0; 23,6) | 5,89 (1,43; 24,33) | 0,004 |
СДЛА<30,4 мм рт.ст. | 19,3; 14,39 (5,6; 23,1) | 3,95 (1,41; 11,06) | 0,004 |
КДО/SI≥72,2 мл/м2 | 21,3; 14,12 (3,5; 24,7) | 2,96 (1,28; 6,82) | 0,007 |
КДР ПЖ < 26,0 мм | 25,0; 20,74 (0,9; 40,6) | 5,88 (1,24; 27,79) | 0,01 |
УИ ≥ 30,89 мл/м2 | 19,2; 12,45 (3,1; 21,8) | 2,85 (1,19; 6,81) | 0,01 |
ОЛС˂622,8 дин×с×см-5 | 16,8; 14,58 (6,7; 22,4) | 7,56 (1,05; 54,59) | 0,01 |
Ve/Va | 21,6; 15,37 (3,8; 27,0) | 3,46 (1,06; 11,24) | 0,02 |
КСО/S 38,8 мл/м2 | 20,0; 11,75 (1,2; 22,3) | 2,43 (1,09; 5,42) | 0,02 |
Примечание: P – критерий достоверности
При рассмотрении воздействия параметров центральной гемодинамики на риск развития ОПП у обследованных достоверные взаимосвязи получены для: толщины МЖП (≥12 мм), СДЛА (˂30,4 мм рт.ст), КДО/S (≥72,2 мл/м2), КДР ПЖ (˂26 мм), УИ (≥30,9 мл/м2), ОЛС (˂622,8 дин×с×см-5), Ve/Va (˂0,88) и КСО/S (≥38,8 мл/м2) (табл. 3).
Результаты оценки взаимосвязей показателей периферической гемодинамики и риска развития ОПП у обследованных представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Влияние параметров периферической гемодинамики на риск развития ОПП у обследованных
Параметры гемодинамики | Частота ОПП при ИМ: (абсолютный риск, %; изменение риска, % (95% ДИ)) | Относительный риск (95% ДИ) | P |
АДср≥106,7 мм рт.ст. | 22,6; 18,50 (9,1; 27,9) | 5,53 (1,97; 15,51) | 0,0002 |
АДд≥90 мм рт.ст. | 20,4; 15,84 (6,9; 24,8) | 4,49 (1,60; 12,57) | 0,001 |
АДс≥140 мм рт.ст. | 18,8; 13,46 (4,8; 22,1) | 3,7 (1,32; 10,37) | 0,006 |
ОПС ≥ 1 780,7 дин×с×см-5 | 17,5; 10,48 (0,9; 20,1) | 2,49 (0,96; 6,43) | 0,047 |
Примечание: P – критерий достоверности
Как видно из таблицы 4, риск развития ОПП у обследованных значимо повышался при АГ с уровнями АДср≥106,7 мм рт.ст., диастолического≥90 мм рт.ст., систолического (АДсист)≥140 мм рт.ст. и ОПС≥1780,7 дин×с×см-5 (табл. 4).
Результаты оценки взаимосвязей параметров обмена веществ и риска развития ОПП у обследованных представлены в таблице 5.
Таблица 5 - Влияние параметров обмена веществ на риск развития ОПП у обследованных
Параметры гемодинамики | Частота ОПП при ИМ: (абсолютный риск, %; изменение риска, % (95% ДИ)) | Относительный риск (95% ДИ) | P |
Kалий<4,75 ммоль/л | 17,2; 17,2 | - | 0,003 |
ТГ≥1,88 ммоль/л | 22,95; 22,95% | - | 0,007 |
Натрий≥140 ммоль/л | 18,2; 13,18 (1,9; 24,4) | 3,64 (1,20; 11,01) | 0,01 |
Хлориды≥104,2 ммоль/л | 22,6; 3,64 (1,20; 11,01) | 3,67 (1,16; 11,61) | 0,02 |
Примечание: P – критерий достоверности
Как видно из таблицы 5, риск развития ОПП у обследованных увеличивался при: уровнях калия менее 4,75 ммоль/л, ТГ≥1,88 ммоль/л, натрия≥140,0 ммоль/л, хлоридов≥104,2 ммоль/л (табл. 5).
На следующем этапе исследования методом деревьев классификации на основе двух наиболее влияющих предикторов: периода года и уровня АДсист1≥130 мм рт.ст. построена модель прогноза развития ОПП (табл. 6).
Таблица 6 - Дерево решений для риска развития острого повреждения почек при инфаркте миокарда у обследованных
Определение класса | Объем группы | Доля класса, % | Риск, % |
Время года (Зима) & АДсист, мм рт.ст. ≥ 130,0 | 53 | 27,7 | 30,2 |
Время года (Весна, Лето, Осень) & АДсист, мм рт.ст. ≥ 135,0 | 69 | 36,1 | 11,6 |
Время года (Зима) & АДсист, мм рт.ст. < 130,0 | 24 | 12,6 | 4,2 |
Время года (Весна, Лето, Осень) & АДсист, мм рт.ст. < 135,0 | 45 | 23,6 | 0 |
Диаграмма дерева решений для оценки риска развития ОПП при ИМ у обследованных представлена на рис. 1.
Рисунок 1 - Дерево решений для оценки риска развития острого повреждения почек при инфаркте миокарда у обследованных.
Как видно из таблицы 6, максимальный уровень риска (30,2%; объем группы 53 пациента) – у пациентов с ИМ в зимний период и АДс≥130 мм рт.ст. Минимальный уровень риска (0,0%; 45 пациентов, соответственно) развития ОПП получен для ИМ в весенний, летний и осенний периоды и АДс˂135,0 мм рт.ст. При АДс≥135 мм рт.ст. в эти периоды риск развития ОПП повышается до 11,6% (объем группы 69). В зимний период при снижении АДсист1 менее 130 мм рт.ст. риск развития ОПП уменьшается до 4,2% (объем выборки 24 случая).
Результаты ROC-анализа и прогнозные показатели качества построенного дерева-решений представлены в таблице 7. Точка отсечения (11,6%) представляет собой оптимальную границу отделения положительного прогноза от отрицательного.
Таблица 7 - Прогнозные показатели качества дерева-решений
Показатель | Значение |
Точка отсечения, % | 11,6 |
AuROC | 0,85 |
Чувствительность, % | 94,1 |
Специфичность, % | 70,9 |
Эффективность, % | 82,5 |
Значение AuROC (0,85) свидетельствует о высоком прогнозном качестве полученной модели, что позволяет рекомендовать ее к практическому применению.
На основании моделирования к группе высокого риска развития ЛГ после ИМ относятся пациенты с расчетным (согласно модели) риском в 11,6% и выше. Этим пациентам показано наблюдение с целью раннего выявления ОПП и быстрого проведения комплекса диагностических и лечебных мероприятий. С учетом параметров модели ее целесообразно использовать в сочетании с другими методами диагностики ОПП или при невозможности и или затруднении своевременного их выполнения.
4. Обсуждение
В настоящее время связанными с ОПП состояниями признаются: АГ (при нефросклерозе), анемия, сахарный диабет, двусторонний стеноз почечных артерий, хроническая болезнь почек и хроническая сердечная недостаточность , , . Помимо этого, к ним также относят нарушения липидного обмена, метаболический синдром и рак , , . Потенциально модифицируемыми факторами риска развития ОПП рассматриваются: дегидратация, гипотония, нефротоксические лекарственные препараты, безнатриевая диета и выполнение рентгенконтрастных исследований , , . К немодифицируемым – пожилой (≥65 лет) возраст, мужской пол, женский пол при кардиохирургических операциях и рентгенконтрастных исследованиях, негроидная раса , , .
В настоящем исследовании выявлены дополнительные предикторы ОПП при ИМ в дополнение к установленным факторам риска ее развития. Среди них необходимо отметить психологический стресс, климатический зимний период, гипертриглицеридемию (≥1,88 ммоль/л) и язвенную болезнь в анамнезе. Выявленные особенности факторов риска ОПП связаны с конкретной клинической ситуацией (ИМ), ограничениями анализируемой группы по возрасту, полу, геолокации. Взаимосвязь поражения почек и зимнего периода года описана ранее для мужчин моложе 60 лет с ИМ . Значение ассоциированной с хеликобактерозом язвенной болезни для развития атеросклероза и связанных с ним осложнений у этой категории пациентов рядом исследователей считается вполне закономерным , . Однако эта гипотеза признается не всеми авторами и требует более обоснованных доказательств . Гипертриглицеридемия указывает на выраженность метаболических нарушений при изученной критической ситуации. Последнее подтверждается полученным в настоящем исследовании достоверным значением стрессовой ситуации для развития ОПП.
Необходимо уточнить, что внедрение концепции ОПП выглядит существенным достижением из-за повышения частоты выявления поражения почек у стационарных пациентов почти в семь раз при ее применении , , . Однако требующей решения проблемой остается ранняя диагностика ОПП из-за того, что при утвержденном в рекомендательных документах способе ее верификации, основанном на определении креатинина в сыворотке крови, теряется от 12 до 24 часов возможного «терапевтического окна» , , . В то же время внедрение рутинного скрининг-тестирования ОПП с помощью лабораторных его маркеров (NGAL (neutrophil gelatinase-associated lipocalin)), KIM-1 (kidney injury molecule-1) цистатин С и др. и дополнительных показателей для дифференциальной диагностики патогенетического типа ОПП (осмолярность мочи, экскреция креатинина, мочевины, натрия и хлоридов мочой, мочевые индексы), урологическое обследование ограничено с одной стороны, их дороговизной и технологическими трудностями, с другой – невысокой частотой этого осложнения , , . Полученный алгоритм позволяет на более ранних стадиях заболевания выделить среди пациентов с ИМ группу высокого риска развития ОПП (11,6%), которым показано дополнительное обследование и лечение.
5. Заключение
Таким образом, существующие в настоящее время методы прогноза развития ОПП разнообразны, но не всегда применимы у мужчин молодого и среднего возраста при ИМ.
Прогностический алгоритм, полученный с помощью метода дерева решений, включающий три класса риска (от 4,2 до 30,0%) на основе измерения АД в первые часы ИМ и сезона года имеет характеристики, позволяющие рекомендовать его применение в повседневной клинической практике в качестве дополнения к существующим стандартам для оценки вероятности развития ОПП при ИМ у обследованных.
Использование полученного алгоритма для прогнозирования появления ОПП в начальные периоды ИМ с целью выделения группы риска его развития позволит в более ранние сроки заподозрить появление этого осложнения, провести необходимые дополнительные методы обследования и выбрать подходящее лечение.