研究記事

敗血症関連急性腎損傷における腎置換療法の必要性をフロセミドストレス検査および尿バイオマーカーを用いて予測する

DOI:

10.3791/71494

2026年7月3日

この記事について

サマリー

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本記事では、敗血症関連急性腎障害患者における腎代替療法の必要性を予測するための機能的および尿路バイオマーカーを用いたアプローチを紹介します。

要約

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本研究は、敗血症関連急性腎障害(SA-AKI)患者における腎置換療法(RRT)開始を7日以内に予測するために、フロセミドストレステスト(FST)と尿組織阻害剤メタロプロテイナーゼ-2(TIMP-2)およびインスリン様成長因子結合タンパク質7(IGFBP-7)を組み合わせたモデルの予測価値を調査することを目的としました。2025年1月から11月までに、中威人民病院および寧夏医科大学付属病院の集中治療室(ICU)に入院したSA-AKI患者合計63名が本研究に登録されました。RRTが7日以内に開始されたかどうかにより、患者はRRTグループ(n = 20)と非RRTグループ(n = 43)に分けられました。臨床的特徴、検査パラメータ、尿バイオマーカーを収集しました。尿中TIMP-2およびIGFBP-7のレベルは酵素結合免疫吸着アッセイを用いて測定され、FSTと尿[TIMP-2] * [IGFBP-7]を組み合わせた予測性能は多変量ロジスティック回帰および受給者操作特性(ROC)曲線解析を用いて評価されました。結果は、20人(31.7%)が追跡中にRRTを必要とし、43人(68.3%)が不要であることを示しました。非RRT群と比較して、RRT群の患者はより重度の腎機能障害を示し、腎不良事象の発生率も高かった。ROC解析により、FSTの曲線下面積(AUC)、ベースラインのTIMP-2*IGFBP-7、TIMP-2*IGFBP-7はFST後2時間で測定され、複合モデルはそれぞれ0.878、0.820、0.845、0.966であった。多変量ロジスティック回帰分析により、FSTと尿TIMP-2*IGFBP-7指標の結合がRRT必要性の独立予測因子であることが確認されました。これらの結果は、FSTと尿路TIMP-2*IGFBP-7の組み合わせモデルが、RRTを必要とする高リスクのSA-AKI患者の早期リスク層別化に有用である可能性を示唆しています。

概要

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敗血症は集中治療室(ICU)でよく見られる重要な臨床症候群であり、高い罹患率と死亡率を特徴としています。敗血症によって引き起こされる全身性炎症反応は複数の臓器機能障害を引き起こす可能性があり、その中でも敗血症関連急性腎損傷(SA-AKI)は最も一般的かつ重篤な合併症の一つです(1,2,3)。過去の研究では、敗血症患者の約40%〜50%がSA-AKを発症し、これは死亡率の有意な増加と関連していると報告されています4,5,6。したがって、SA-AKIの早期発見と正確な診断は、疾患進行の評価と治療戦略の指導に不可欠です。進行性SA-AKIの患者に対しては、腎置換療法(RRT)の適時開始が内部恒常性の維持と多臓器不全の予防に重要な役割を果たします。しかし、臨床現場ではRRT開始の最適なタイミングを決定する信頼性が高く客観的な基準が依然として不足しています7,8

近年、バイオマーカーはSA-AKI 9,10,11の早期診断およびリスク層別化において大きな注目を集めています。メタロプロテイナーゼ-2の組織阻害剤(TIMP-2)およびインスリン様成長因子結合タンパク質-7(IGFBP-7)は腎管細胞周期停止および細胞ストレス応答を反映し、急性腎損傷の発生および進行に対して良好な予測価値を持つことが示されています12,13。さらに、フロセミドストレス試験(FST)は利尿剤に対する腎の反応性を評価し、間接的に腎管機能予備力および腎灌流状態を反映することで、腎損傷の重症度を簡潔かつ実用的に評価できます14。しかしながら、単一の指標だけではRRT開始のタイミングを予測するには限界があり、腎機能、局所損傷、全身の病態生理学的変化を完全に捉えきれない場合があります。

したがって、本研究では、SA-AKI患者におけるFST結果と尿[TIMP-2]*[IGFBP-7]レベルを共同評価するため、2施設前向き診断予測モデルを用いています。臨床変数と検査指標を統合することで、7日以内にRRTの必要性を予測モデルを構築し、高リスクSA-AKI患者を特定する能力を評価することで、早期臨床意思決定を支える証拠を提供することを目指しました。

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プロトコル

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患者登録と倫理承認
本研究は前向き二施設コホート研究として設計されました。研究対象は、2025年1月から11月にかけて中偉人民病院および寧夏医科大学総合病院の集中治療室(ICU)に入院した敗血症関連急性腎損傷(SA-AKI)患者で構成されていました。この研究プロトコルは寧夏医科大学総合病院の倫理委員会によって承認されました(承認番号:KYLL-2025-1232)および中国寧夏の中威人民病院(承認番号:NXZWSRMYYLL-202445)。すべての手続きはヘルシンキ宣言に従って実施されました。登録前に、すべての参加者またはその法的代理人から書面によるインフォームド・コンセントが取得されました。

対象条件は以下の通りです:年齢≥18歳;敗血症の診断は敗血症3.0基準に基づいています。KDIGO 2012基準に基づく急性腎損傷の診断;患者または法定後見人による書面によるインフォームド・コンセント。

除外基準は、末期腎疾患(CKDステージ5)または長期透析を受けている患者でした。重度の肝機能障害(現在の敗血症エピソードとは無関係なチャイルド・パフクラスC肝疾患と定義);フロセミドへの既知のアレルギー;妊婦や授乳中の女性、不完全な臨床データ、利用不能または不完全な尿バイオマーカー測定、または試験プロトコルを完了できない患者。

研究期間中、100名の患者がスクリーニングされました。敗血症のない30名、データ不足の5名、研究から撤退した2名を除外した後、最終的に合計63名が分析に含まれました。

SA-AKIの診断手順

敗血症の診断
敗血症は敗血症3.0の定義2,3に基づいて診断されました。感染が確認または疑われる場合、敗血症と診断され、逐次臓器不全評価(SOFA)スコアはベースラインから≥2ポイント上昇しました。敗血症の診断は以下の情報に基づいて決定されました:肺感染症、腹部感染症、尿路感染症、胆道感染、軟部組織感染などの感染の証拠;発熱や低体温症、寒気、意識の変異、低血圧、血行動態の不安定性などの臨床症状;白血球数、プロカルシトニン(PCT)、白血球間白イキン6(IL-6)、乳酸レベルなどの検査結果;SOFAスコアを用いた臓器機能障害の評価。これは呼吸器、心血管、腎臓、神経学的、肝臓、凝固機能を評価するものです。

急性腎損傷の診断
急性腎損傷(AKI)は、2012年の「腎臓病:世界的なアウトカム改善(KDIGO)」の基準15に基づいて診断されました。AKIは、以下の条件のいずれかが満たされた場合に定義されました:48時間以内に血清クレアチニン(Scr)が26.5 μmol/L≥増加した場合;血清クレアチニン≥ベースラインから50%増加;尿量は≥6時間で<0.5mL/(kg·h)でした。ベースラインScrは入院前または入院時の医療記録から取得されました。KDIGO病期の十分なデータがなかった患者は不完全な臨床データとして除外されました。AKIの重症度は、血清クレアチニン増加の大きさと尿量減少の程度に基づき、KDIGO基準に基づきステージ1、2、3に分類されました。

SA-AKIの定義
敗血症の敗血症3.0基準と急性腎損傷のKDIGO診断基準の両方を満たす患者は、敗血症関連急性腎損傷(SA-AKI)と定義されました。これらの基準を満たす適格患者はその後、研究に含まれました。

臨床データおよび検査指標の収集
SA-AKIの診断が確定した後、以下の基礎人口統計および臨床情報を収集しました。以下の内容は、人口統計データ:年齢と性別;感染関連情報:感染部位および患者の情報源;併存疾患:高血圧、糖尿病、慢性腎臓病、心血管疾患;疾患重症度評価:急性生理学および慢性健康評価II(APACHE II)スコアおよびSOFAスコア;

AKIステージ分類では、ICU入院後24時間以内の検査指標も記録しました。これには白血球数、絶対リンパ球数、好中球パーセンテージ、血小板数、血液pH、乳酸、アルブミン、総ビリルビン、血清クレアチニン、血清カリウム、プロカルシトニン(PCT)、インターロイキン6(IL-6)が含まれます。

フロセミドストレス試験(FST)
フロセミドストレス試験(FST)は腎の卵管機能予備力およびAKI進行リスクを評価するために実施されました16,17。本研究では、SA-AKIの診断が確定し、患者が初期ICU管理中に臨床的に液体過負荷の兆候を呈した場合にFSTが実施されました。FSTの事前適応には、基礎体重の5%を超える累積体液バランスの陽性、新たに発生した呼吸困難、末梢浮腫が含まれていました。FSTは標準化されたプロトコルに従って実施されました。フロセミドは1.0〜1.5 mg/kgの静脈内投与され、その後の2時間で総尿量を測定しました。フロセミド投与後2時間以内に≥200 mLの尿出はFST反応性とされ、<200 mLの尿出はFST非反応性/高リスクとされました。検査中は血圧、尿カテーテルの通順度、体液バランス、血清カリウムが監視されました。

尿バイオマーカーの測定
尿サンプルは以下の時点に採取されました:0時間(ベースライン)、FST後2時間、FST後4時間、FST後12時間。観察期間中、少数の患者で尿量が著しく減少しました。最終分析コホートでは完全な無尿は認められませんでした。尿量が著しく減少している患者については、可能な限り尿サンプルを採取しました(研究プロトコルに従い)。尿バイオマーカー測定が利用できないまたは不完全な患者は、患者スクリーニングおよびデータ品質管理の際に除外されました。サンプル処理手順は以下の通りです。尿サンプルは採取後2時間以内に遠心分離しました。遠心分離は151× gで15分間行われました。その後、上清液は滅菌チューブに移され、−80°Cで保存され、分析まで待たれました。測定前に、サンプルは解凍され、再び遠心分離されました。メタロプロテイナーゼ-2の組織阻害剤(TIMP-2)およびインスリン様成長因子結合タンパク質7(IGFBP-7)の濃度は酵素結合免疫吸着法(ELISA)を用いて測定され、尿中産物[TIMP-2]×[IGFBP-7]の生成物は11,13を算出しました。本研究で使用された市販キットにはRRIDが利用できませんでした。尿バイオマーカー値は尿クレアチニンに正規化されませんでした。

予測モデルの構築
本研究の主要評価項目は、登録後7日以内に腎置換療法(RRT)を開始したことでした。RRTは、難治性高カリウム症、難治性アシドーシス、体液過負荷、少尿・無尿、尿毒症合併症などの通常の臨床適応に基づいて開始されました。患者はRRTが7日以内に開始されたかどうかに基づき、RRT群と非RRT群の2つに分けられました。予測モデルは次のように構築されました。まず、ベースラインの特徴、検査指標、FST結果、AKIステージ、尿バイオマーカーレベルを両群間で比較し、RRT必要性に関連する可能性のある変数を特定しました。次に、候補変数とRRTの必要性との関連を評価するために、単変量ロジスティック回帰分析を実施しました。第三に、単変量解析でP<0.10の変数とAKIステージをRRT要件に臨床的関連性があると、多変量ロジスティック回帰モデルに含め、潜在的な交絡因子を調整した後に独立した予測因子を特定しました。特に、FSTと尿の複合指数[TIMP-2] * [IGFBP-7]の予測価値の評価に重点が置かれました。FSTはICU入院後のあらかじめ定められた時間ではなく、あらかじめ定められた臨床適応に従って実施されたため、一次多変数モデルではFST投与の正確なタイミングが候補予測因子として事前に指定されていませんでした。

予測性能の評価
受講者運用特性(ROC)曲線解析を用いて、各指標と統合モデルが7日以内にRRTを必要とする患者を特定したかどうかを評価しました。曲線下面積(AUC)、感度、特異度を測定しました。以下の指標が比較されました:ベースライン尿 [TIMP-2] * [IGFBP-7];FST結果;尿路[TIMP-2]*[IGFBP-7]はFSTから2時間後に測定されました。FSTと尿検査を組み合わせた複合モデル[TIMP-2] * [IGFBP-7]は、FST後2時間に実施されました。統合モデルの予測性能は、AUC値と個別指標の値を比較することで評価されました。2時間バイオマーカーモデルの純再分類改善(NRI)は 補足表S1に示されています。

統計解析
正規分布の連続変数は平均±標準偏差(SD)として報告され、独立標本 t検定を用いてグループ間で比較されました。非正規分布の連続変数は中央値(四分位数範囲)として報告され、ウィルコクソン順位和検定で比較されました。カテゴリ変数はカイ二乗検定またはフィッシャーの正確検定を用いて解析されました。ロジスティック回帰を用いてRRT必要性に関連する要因を評価し、オッズ比(OR)および95%信頼区間(CI)を報告しました。ROC曲線はDeLong検定を用いて比較されました。すべての検定は両側検定で、P < 0.05は統計的に有意とされました。

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結果

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患者登録とベースラインの特徴
本研究では合計100名の患者が最初にスクリーニングされました。敗血症でない30名、データ不足の5名、研究から撤退した2名を除外した後、最終的に敗血症関連急性腎損傷(SA-AKI)が確認された63名の患者が分析に含まれました。そのうち男性が42人、女性が21人で、平均年齢は14.5歳±67.25歳でした。登録後7日以内に腎置換療法(RRT)を開始したかどうかに基づき、患者はRRT群(n = 20、31.7%)と非RRT群(n = 43、68.3%)に分けられました。年齢、性別、または多くの基礎疾患に関して両グループ間に有意な差はありませんでした。しかし、RRT群の患者は非RRT群に比べてAKIステージ、APACHE IIスコア、SOFAスコアが有意に高く(いずれもP < 0.05でした)。部門の発生源や感染部位もグループごとに異なっていました。詳細な基準特性は 表1に示されています。

両グループ間の...

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ディスカッション

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敗血症関連急性腎損傷(SA-AKI)は、集中治療室(ICU)に入院した患者に共通し重篤な合併症です。その病態生理学的メカニズムは複雑で、炎症反応、微小循環機能障害、酸化ストレスなど複数のプロセスを含んでいます18。腎置換療法(継続的腎置換療法、CRRT)の適時かつ適切な開始は、SA-AK患者の予後改善に不可欠です。しかし、臨床実践におけるCRRT開始の最適なタイミングは依然として不明です(19,20,21)。現在の決定はしばしば従来の腎機能指標や臨床経験に基づいており、治療の遅延や不必要な早期介入につながる可能性があります。過去の研究では、CRRT開始のタイミングの違いが、AKIの重症患者の転帰に有意に影響を与えることが示されています22,23...

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開示事項

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著者には開示すべき利益相反はありません。

著者の貢献:
書斎は寧淑娟と楊小君が設計した。寧淑娟、陳景炎、馬金蘭、蘇勝林、ボーリーが患者を登録し、臨床データとサンプルを収集しました。淑娟寧はデータを分析し、原稿を起草した。楊小君が原稿を改訂した。すべての著者が最終原稿を承認しました。

謝辞

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この取り組みは中威市社会開発(保健)重点研究開発プログラム(2024shfz007)の支援を受けました。

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材料

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この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
自動生化分析装置Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., 深セン, 中国BS-800
バイオセーフティキャビネットAirtech (蘇州) Co., Ltd., 蘇州, 中国BSC-1300IIA2
血液ガス分析装置Edan Instruments, Inc., 深セン, 中国i15
遠心分離機(低速冷蔵遠心分離機)Xiangyi Centrifuge Instrument Co., Ltd., 長沙, 中国H1850
IGFBP-7用のELISAキットElabscience Biotechnology Co., Ltd., 武漢, 中国E-EL-H5567
TIMP-2用のELISAキットElabscience Biotechnology Co., Ltd., 武漢, 中国E-EL-H0003
ELISAマイクロプレートリーダーRayto Life and Analytical Sciences Co., Ltd., 深セン, 中国RT-6100
ELISAプレートウォッシャーRayto Life and Analytical Sciences Co., Ltd., 深セン, 中国RT-2600C
フロセミド提出ファイルに未記載提出ファイルに未記載FSTで1.0–1.5 mg/kgを静脈内投与
インフュージョンポンプMindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., 深セン, 中国BeneFusion SP5
マイクロピペットDragon Laboratory Instruments Co., Ltd., 上海, 中国TopPette
マイクロプレート(96ウェルELISAプレート)Elabscience Biotechnology Co., Ltd., 武漢, 中国E-EL-Plate96
多項目患者モニターMindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., 深セン, 中国BeneVision N12
ピペットチップ(200 μL)Dragon Laboratory Instruments Co., Ltd., 上海, 中国T-200
Rソフトウェア提出ファイルに未記載提出ファイルに未記載統計分析に使用
冷蔵保存(4 ℃ 医療用冷蔵庫)Haier Biomedical Co., Ltd., 青島, 中国HYC-290
滅菌サンプルチューブKangjian Medical Supplies Co., Ltd., 江蘇, 中国KJ-ST02
超低温冷凍庫(-80 ℃)Haier Biomedical Co., Ltd., 青島, 中国DW-86L388
尿採取チューブKangjian Medical Supplies Co., Ltd., 江蘇, 中国KJ-UT01
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