연구 논문

푸로세마이드 스트레스 검사와 요로 바이오마커를 이용한 패혈증 관련 급성 신장 손상에서 신장 대체 요법 필요성 예측

DOI:

10.3791/71494

2026년 7월 3일

이 논문에서

요약

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이 글은 패혈증 관련 급성 신장 손상 환자에서 신장 대체 요법 필요성을 예측하기 위한 기능적 및 요로 바이오마커 기반의 복합 접근법을 설명합니다.

초록

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본 연구는 패혈증 관련 급성 신장 손상(SA-AKI) 환자에서 7일 이내에 신대체 요법(RRT) 시작을 예측하기 위해 푸로세미드 스트레스 검사(FST)와 요로 조직 억제제 금속단백효소-2(TIMP-2) 및 인슐린 유사 성장인자 결합 단백질 7(IGFBP-7)을 결합한 모델의 예측 가치를 조사하는 것을 목표로 했습니다. 2025년 1월부터 11월까지 중웨이 인민병원 및 닝샤 의과대학 산하 중환자실(ICU)에 입원한 SA-AKI 환자 총 63명이 이 연구에 등록되었습니다. RRT가 7일 이내에 시작되었는지에 따라 환자들은 RRT 그룹(n = 20)과 비RRT 그룹(n = 43)으로 나뉘었습니다. 임상 특성, 실험실 지표, 요로 바이오마커를 수집하였습니다. 효소 연관 면역흡착 분석법을 통해 소변 TIMP-2 및 IGFBP-7 수치를 측정하였고, FST와 소변 [TIMP-2] * [IGFBP-7]의 예측 성능을 다변량 로지스틱 회귀 및 수신자 운행특성(ROC) 곡선 분석을 통해 평가하였다. 결과는 20명(31.7%)이 추적 관찰 중 RRT가 필요했고, 43명(68.3%)은 그렇지 않았음을 보여주었습니다. 비RRT 그룹과 비교했을 때, RRT 그룹 환자들은 더 심각한 신기능 장애와 신장 부작용 발생률이 더 높았습니다. ROC 분석에 따르면 FST, 기저선 TIMP-2*IGFBP-7, TIMP-2*IGFBP-7의 곡선 아래 면적(AUC)은 FST 후 2시간 후에 측정되었으며, 결합 모델과 결합 모델은 각각 0.878, 0.820, 0.845, 0.966임을 확인하였다. 다변량 로지스틱 회귀 분석 결과, FST와 요로 TIMP-2*IGFBP-7 지표의 결합이 RRT 요구의 독립 예측인자임이 확인되었습니다. 이 결과는 FST와 요로 TIMP-2*IGFBP-7 모델을 결합한 모델이 RRT가 필요할 위험이 높은 SA-AKI 환자의 초기 위험 층화에 유용할 수 있음을 시사합니다.

서론

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패혈증은 중환자실(ICU)에서 흔히 발견되는 중요한 임상 증후군으로, 높은 이환율과 사망률을 특징으로 합니다. 패혈증에 의해 촉발되는 전신 염증 반응은 다기관 기능 장애를 초래할 수 있으며, 그중 패혈증 관련 급성 신장 손상(SA-AKI)은 가장 흔하고 심각한 합병증중 하나입니다 1,2,3. 이전 연구들은 패혈증 환자의 약 40%–50%가 SA-AKI를 발병하며, 이는 유의미한 사망률 증가와 연관되어 있다고 보고했습니다 4,5,6. 따라서 SA-AKI의 조기 발견과 정확한 진단은 질병 진행 평가와 치료 전략 수립에 필수적입니다. 진행성 SA-AKI 환자에게는 신장 대체 요법(RRT)의 적시에 시작하는 것이 내부 항상성 유지와 다발성 부전 예방에 중요한 역할을 합니다. 그러나 임상 실무에서는 RRT 시작 시기를 결정하는 신뢰할 수 있고 객관적인 기준이 여전히 부족합니다 7,8.

최근 몇 년간 바이오마커는 SA-AKI9, 10, 11의 조기 진단과 위험 계층화에 상당한 관심을 받고 있습니다. 조직 억제제인 금속단백효소-2(TIMP-2)와 인슐린 유사 성장인자 결합 단백질-7(IGFBP-7)은 신장 세뇨관 세포 주기 정지 및 세포 스트레스 반응을 반영하며, 급성 신장 손상의 발생 및 진행에 대해 좋은 예측 가치를 가진 것으로 입증되었습니다12,13. 또한 푸로세미드 스트레스 검사(FST)는 이뇨제에 대한 신장 반응성을 평가하며, 간접적으로 기관 기능 예비 및 신장 관류 상태를 반영하여 신장 손상 심각도에 대한 간단하고 실용적인 기능 평가를 제공합니다14. 그럼에도 불구하고, 단일 지표만으로는 RRT 시작 시점을 예측하는 데 한계가 있으며, 신장 기능, 국소 손상, 전신 병태생리학적 변화를 완전히 포착하지 못할 수 있습니다.

따라서 본 연구는 SA-AK 환자에서 FST 결과와 요 [TIMP-2] * [IGFBP-7] 수치를 공동 평가하기 위해 2기관 전향적 진단 예측 모델을 사용하였습니다. 임상 변수와 실험실 지표를 통합하여 7일 이내에 RRT 요구에 대한 예측 모델을 구축하고, 고위험 SA-AKI 환자를 식별하는 능력을 평가하여 조기 임상 의사결정을 뒷받침하는 근거를 제공하는 것을 목표로 했습니다.

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프로토콜

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환자 등록 및 윤리적 승인
이 연구는 전향적 2개 센터 코호트 연구로 설계되었습니다. 연구 대상은 2025년 1월부터 11월까지 중웨이 인민병원과 닝샤 의과대학 종합병원 중환자실에 입원한 패혈증 관련 급성 신손상(SA-AKI) 환자들로 구성되었습니다. 연구 프로토콜은 닝샤 의과대학 종합병원 윤리위원회에서 승인되었습니다(승인 번호. KYLL-2025-1232) 및 중국 닝샤 중웨이 인민병원(승인 번호 NXZWSRMYYL-202445). 모든 절차는 헬싱키 선언에 따라 진행되었다. 등록 전에 모든 참가자 또는 그 법적 대리인으로부터 서면 동의서를 받았습니다.

포함 기준은 다음과 같았습니다: 18세 ≥ 연령; 패혈증 진단은 패혈증-3.0 기준에 따른 것; KDIGO 2012 기준에 따른 급성 신장 손상 진단; 환자 또는 법적 보호자가 제공한 서면 동의서.

제외 기준은 말기 신장 질환(CKD 5기) 환자 또는 장기 투석을 받는 환자였으며; 현재 패혈증과는 관련 없는 Child-Pugh 클래스 간 질환으로 정의되는 심각한 간 기능 장애; 푸로세미드 알레르기가 있음; 임산부 또는 수유 중인 여성; 임상 데이터가 불완전하거나, 요로 바이오마커 측정이 불완전하거나 부족하거나, 연구 프로토콜을 완료하지 못하는 환자들.

연구 기간 동안 100명의 환자가 선별 검사를 받았습니다. 패혈증이 없는 30명, 데이터가 누락된 5명, 그리고 연구에서 철회한 2명을 제외한 후, 총 63명의 환자가 최종 분석에 포함되었습니다.

SA-AKI의 진단 절차

패혈증 진단
패혈증은 패혈증-3.0 정의 2,3에 따라 진단되었습니다. 환자는 감염이 확인되거나 의심될 경우 패혈증 진단을 받았으며, 순차적 장기 부전 평가(SOFA) 점수는 기준치보다 ≥2점 상승했습니다. 패혈증 진단은 다음 정보를 바탕으로 결정되었습니다: 폐 감염, 복부 감염, 요로 감염, 담도 감염 또는 연조직 감염 등 감염 증거; 발열이나 저체온증, 오한, 의식 변화, 저혈압, 혈역학적 불안정성과 같은 임상 증상; 백혈구 수치, 프로칼시토닌(PCT), 인터루킨-6(IL-6), 락테이트 수치 등 실험실 소견; 호흡기, 심혈관, 신장, 신경학, 간, 응고 기능을 평가하는 SOFA 점수를 이용한 장기 기능 장애 평가.

급성 신장 손상 진단
급성 신장 손상(AKI)은 2012년 신장 질환: 글로벌 결과 개선(KDIGO) 기준15에 따라 진단되었습니다. AKI는 다음 조건 중 하나가 충족될 때 정의되었습니다: 혈청 크레아티닌(Scr)이 48시간 이내에 26.5 μmol/L ≥ 증가; 혈청 크레아티닌 수치가 기준≥ 50% 증가; ≥6시간 동안 소변량은 <0.5 mL/(kg·h)였습니다. 기저 Scr은 입원 전 또는 입원 시 이용 가능한 의료 기록에서 얻었습니다; KDIGO 병기 분류에 충분한 데이터가 없는 환자는 불완전한 임상 데이터로 제외되었습니다. AKI의 중증도는 혈청 크레아티닌 증가 정도와 소변량 감소 정도에 따라 KDIGO 기준에 따라 1, 2, 3단계로 분류되었습니다.

SA-AKI의 정의
패혈증 기준인 패혈증-3.0과 급성 신장 손상에 대한 KDIGO 진단 기준을 모두 충족하는 환자는 패혈증 관련 급성 신장 손상(SA-AKI)으로 정의되었습니다. 이 기준을 충족하는 적격 환자들이 이후 연구에 포함되었습니다.

임상 데이터 및 실험실 지표 수집
SA-AKI 진단이 확정된 후, 다음과 같은 기초 인구통계학적 및 임상 정보가 수집되었습니다: 인구통계학적 데이터: 연령 및 성별; 감염 관련 정보: 감염 부위 및 환자 출처; 동반 질환: 고혈압, 당뇨병, 만성 신장 질환, 심혈관 질환 포함; 질병 중증도 평가: 급성 생리 및 만성 건강 평가 II(APACHE II) 점수와 SOFA 점수;

AKI 단계 분류를 위해, ICU 입원 후 첫 24시간 이내의 실험실 지표도 기록했는데, 여기에는 백혈구 수, 절대 림프구 수, 호중구 비율, 혈소판 수, 혈중 pH, 젖산, 알부민, 총 빌리루빈, 혈청 크레아티닌, 혈청 칼륨, 프로칼시토닌(PCT), 인터루킨-6(IL-6) 등이 포함된다.

푸로세미드 스트레스 테스트(FST)
푸로세미드 스트레스 검사(FST)는 신장 세뇨관 기능 예비력과 AKI 진행 위험을 평가하기 위해 수행되었습니다16,17. 본 연구에서는 SA-AKI 진단이 확립된 후 초기 중환자실 관리 중 임상적 체액 과부하 징후가 나타났을 때 FST를 시행하였다. FST의 사전 정해진 적응증에는 기준 체중의 5%를 초과하는 양성 누적 체액 수액, 새로 발생한 호흡곤란, 또는 말초 부종이 포함되었습니다. FST는 표준화된 프로토콜에 따라 수행되었습니다. 푸로세미드는 1.0–1.5 mg/kg의 용량으로 정맥 주사로 투여되었고, 이후 2시간 동안 총 소변량을 측정하였습니다. 푸로세미드 투여 후 2시간 이내에 ≥200 mL의 소변 배출량은 FST 반응성으로 정의되었고, <200 mL의 소변량은 FST 반응성 없거나 고위험군으로 분류되었습니다. 검사 중 혈압, 소변 카테터 개완도, 체액 균형, 혈청 칼륨 수치를 모니터링하였습니다.

요로 바이오마커 측정
소변 샘플은 다음 시점에 채취되었습니다: 0시간(기초), FST 후 2시간, FST 후 4시간, FST 후 12시간. 관찰 기간 동안 소수의 환자들은 소변량이 현저히 감소했으며; 최종 분석 코호트에서는 완전 무뇨가 관찰되지 않았습니다. 소변량이 심각하게 감소한 환자의 경우, 연구 프로토콜에 따라 가능한 한 소변 샘플을 채취하였습니다. 이용 불완전 또는 불완전한 요로 바이오마커 측정이 있는 환자는 환자 선별 및 데이터 품질 관리 시 제외되었습니다. 샘플 처리 절차는 다음과 같았습니다. 소변 샘플은 수집 후 2시간 이내에 원심분리되었습니다. 원심분리는 151× g에서 15분간 수행되었습니다. 상청액은 멸균 튜브로 옮겨져 −80 °C에서 보관되어 분석할 때까지 보관되었습니다. 측정 전에 샘플을 해동하고 다시 원심분리했습니다. 메탈로단백효소-2의 조직 억제제(TIMP-2)와 인슐린 유사 성장인자 결합 단백질 7(IGFBP-7)의 농도는 효소 결합 면역흡착 분석법(ELISA)을 이용해 측정되었으며, 요로 산물은[TIMP-2] * [IGFBP-7]로 계산되었습니다. 이 연구에 사용된 상업용 키트에는 RRID가 제공되지 않았습니다. 요로 바이오마커 값은 소변 크레아티닌으로 정규화되지 않았습니다.

예측 모델의 구성
연구의 주요 평가 평가 대상은 등록 후 7일 이내에 신장 대체 요법(RRT) 시작이었습니다. RRT는 불응성 고칼륨혈증, 불응성 산증, 체액 과부하, 희뇨/무뇨, 요혈증 합병증 등 일상적인 임상 적응증에 따라 시작되었습니다. 환자들은 RRT 시작 여부에 따라 RRT 그룹과 비RRT 그룹으로 나뉘었습니다. 예측 모델은 다음과 같이 구성되었습니다. 첫째, 두 그룹 간 기초 특성, 실험실 지표, FST 결과, AKI 단계, 요로 바이오마커 수준을 비교하여 RRT 요구와 관련된 잠재적 변수를 식별하였습니다. 둘째, 후보 변수와 RRT 필요성 간의 연관성을 평가하기 위해 단변량 로지스틱 회귀분석을 수행하였습니다. 셋째, 단변량 분석에서 P< 0.10인 변수들과 AKI 단계가 RRT 요구에 임상적으로 관련되어 있으며, 잠재적 교란 요인을 조정한 후 독립적인 예측 변수를 찾기 위해 다변량 로지스틱 회귀 모델에 포함되었습니다. 특히 FST와 요의 결합 지수 [TIMP-2] * [IGFBP-7]의 예측 가치를 평가하는 데 중점을 두었습니다. FST는 ICU 입원 후 정해진 시점이 아닌 미리 정의된 임상 적응증에 따라 시행되었기 때문에, 주요 다변수 모델에서 FST 투여의 정확한 시점은 후보 예측인자로 미리 지정되지 않았습니다.

예측 성과 평가
수신자 운영 특성(ROC) 곡선 분석을 사용하여 각 개별 지표와 통합 모델이 7일 이내에 RRT가 필요한 환자를 얼마나 잘 식별했는지 평가하였습니다. 곡선 아래 면적(AUC), 민감도, 특이도를 측정하였습니다. 다음 지표들이 비교되었습니다: 기저 요로 [TIMP-2] * [IGFBP-7]; FST 결과; 요로 [TIMP-2] * [IGFBP-7]는 FST 후 2시간 후에 측정됨; FST와 요로 [TIMP-2] * [IGFBP-7]을 포함한 통합 모델은 FST 후 2시간 후입니다. 통합 모델의 예측 성과는 AUC 값과 개별 지표의 값을 비교하여 평가하였습니다. 2시간 바이오마커 모델의 순 재분류 개선(NRI)은 보충 표 S1에 제시되어 있습니다.

통계 분석
정규분포 연속 변수는 평균 ± 표준편차(SD)로 보고되었고, 독립 표본 t-검정을 사용해 그룹 간 비교하였습니다. 비정규 분포를 가진 연속 변수는 중앙값(4분위 범위)으로 보고되어 윌콕슨 랭크합 검정으로 비교하였다. 범주 변수는 카이제곱 검정 또는 피셔 정확 검정을 사용하여 분석되었습니다. RRT 요구와 관련된 요인을 평가하기 위해 로지스틱 회귀분석을 사용했으며, 오즈비(OR)와 95% 신뢰구간(CI)이 보고되었습니다. ROC 곡선은 DeLong 검정을 사용해 비교하였다. 모든 검사는 양측 검사였으며, P < 0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다.

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결과

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환자 등록 및 기초 특성
이 연구에서는 총 100명의 환자가 처음에 선별되었습니다. 패혈증이 없는 30명, 데이터가 누락된 5명, 연구에서 철회한 2명을 제외한 후, 최종 63명의 확진된 패혈증 관련 급성 신장 손상(SA-AKI) 환자가 분석에 포함되었습니다. 그중 남성은 42명, 여성은 21명이었으며, 평균 연령은 14.5세± 67.25세였습니다. 신장 대체 요법(RRT)이 등록 후 7일 이내에 시작되었는지 여부에 따라 환자들은 RRT 그룹(n = 20, 31.7%)과 비RRT 그룹(n = 43, 68.3%)으로 나뉘었습니다. 연령, 성별, 또는 대부분의 기저 동반 질환 측면에서 두 그룹 간에는 유의미한 차이가 없었습니다. 그러나 RRT 그룹 환자들은 비RRT 그룹에 비해 AKI 단계, APACHE II 점수, SOFA 점수가 유의하게 높았으며(모두 P < 0.05). 부서의 발생원과 감염 장소도 그룹마다 달랐습니다. 상세한 기초 ...

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토론

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패혈증 관련 급성 신손상(SA-AKI)은 중환자실(ICU)에 입원한 환자에서 흔하고 심각한 합병증입니다. 병태생리학적 기전은 복잡하며 염증 반응, 미세순환 기능 장애, 산화 스트레스 등 여러 과정을 포함합니다18. 신장 대체 요법(지속적 신장 대체 요법, CRRT)의 적시적이고 적절한 시작은 SA-AK 환자의 예후 개선에 매우 중요합니다. 그러나 임상 실무에서 CRRT 시작 최적 시기는 아직 명확하지 않습니다19, 20, 21. 현재의 결정은 종종 전통적인 신장 기능 지표와 임상 경험에 기반하고 있어, 치료 지연이나 불필요한 조기 개입으로 이어질 수 있습니다21. 이전 연구들은 CRRT 시작 시기의 차이가 AKI 중증 ...

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공개 사항

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저자들은 공개할 이해 상충이 없습니다.

저자 기여:
서재는 수전닝과 샤오쥔 양이 설계했다. Shujuan Ning, Jingyan Chen, Jinlan Ma, Shenglin Su, Bo Li가 환자를 등록하고 임상 데이터와 샘플을 수집했습니다. 수전닝이 데이터를 분석하고 원고를 작성했다. 샤오쥔 양이 원고를 수정했다. 모든 저자가 최종 원고를 승인했습니다.

감사의 글

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이 작업은 중웨이시 사회개발(보건) 핵심 연구개발 프로그램(2024shfz007)의 지원을 받았습니다.

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재료

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이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
자동 생화학 분석기Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., 중국 선전BS-800
바이오안전 캐비닛Airtech (Suzhou) Co., Ltd., 중국 쑤저우BSC-1300IIA2
혈액 가스 분석기Edan Instruments, Inc., 중국 선전i15
원심분리기 (저속 냉장 원심분리기)Xiangyi Centrifuge Instrument Co., Ltd., 중국 창사H1850
IGFBP-7용 ELISA 키트Elabscience Biotechnology Co., Ltd., 중국 우한E-EL-H5567
TIMP-2용 ELISA 키트Elabscience Biotechnology Co., Ltd., 중국 우한E-EL-H0003
ELISA 마이크로플레이트 리더Rayto Life and Analytical Sciences Co., Ltd., 중국 선전RT-6100
ELISA 플레이트 세척기Rayto Life and Analytical Sciences Co., Ltd., 중국 선전RT-2600C
푸로세미드제출 파일에 명시되지 않음제출 파일에 명시되지 않음FST에 대해 1.0–1.5 mg/kg를 정맥 투여
주입 펌프Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., 중국 선전BeneFusion SP5
마이크로파이펫Dragon Laboratory Instruments Co., Ltd., 중국 상하이TopPette
마이크로플레이트 (96웰 ELISA 플레이트)Elabscience Biotechnology Co., Ltd., 중국 우한E-EL-Plate96
다변수 환자 모니터Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., 중국 선전BeneVision N12
피펫 팁 (200 μL)Dragon Laboratory Instruments Co., Ltd., 중국 상하이T-200
R 소프트웨어제출 파일에 명시되지 않음제출 파일에 명시되지 않음통계 분석에 사용
냉장 보관 (4 °C 의료용 냉장고)Haier Biomedical Co., Ltd., 중국 칭다오HYC-290
멸균 샘플 튜브Kangjian Medical Supplies Co., Ltd., 중국 장쑤KJ-ST02
초저온 냉동고 (-80 °C)Haier Biomedical Co., Ltd., 중국 칭다오DW-86L388
소변 수집 튜브Kangjian Medical Supplies Co., Ltd., 중국 장쑤KJ-UT01
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재인쇄 및 허가

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허가 요청

태그

233233SA AKI

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