Мониторинг потерь белка с перитонеальным диализатом у больных с терминальной стадией хронической почечной недостаточности

Г.А. Коноплев; А.И. Кузнецов; В. Корсаков; О.С. Степанова; Н.В. Рощина; Н.А. Овсянников; Д.О. Лялин; Н.С. Лыфарь; Р.П. Герасимчук; З.М. Рустамова; А.Н. Исачкина; А. Фрорип

doi:10.18127/j15604136-202402-06

Мониторинг потерь белка с перитонеальным диализатом у больных с терминальной стадией хронической почечной недостаточности

Г.А. Коноплев¹, А.И. Кузнецов², В. Корсаков³, О.С. Степанова⁴, Н.В. Рощина⁵, Н.А. Овсянников⁶, Д.О. Лялин⁷, Н.С. Лыфарь⁸, Р.П. Герасимчук⁹, З.М. Рустамова¹⁰, А.Н. Исачкина¹¹, А. Фрорип¹²

научная статья УДК 616-71: 616.61 Страницы: 44-51 doi.org/10.18127/j15604136-202402-06

^1,4,5,6,7,8 СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Санкт-Петербург, Россия)
^2,12 Ldiamon AS (г. Тарту, Эстонская Республика)
³ Jeko Disain OÜ (г. Тарту, Эстонская Республика)
⁹ Городская Мариинская больница (Санкт-Петербург, Россия)
^10,11 СЗГМУ им. И.И. Мечникова (Санкт-Петербург, Россия)

Ключевые слова: Оптический химический сенсор быстрая жидкостная хроматография белков УФ светодиод перитонеальный диализ хроническая болезнь почек терминальная стадия хронической почечной недостаточности перитонеальная потеря белка прикроватная диагностика

Аннотация

Постановка проблемы. Хроническая болезнь почек (ХБП) выступает одной из основных причин смертности и инвалидизации среди неинфекционных заболеваний в развитых странах. В ряде случаев данное заболевание прогрессирует до терминальной стадии хронической почечной недостаточности (тХПН), что требует проведения заместительной почечной терапии (ЗПТ) в течение всей жизни больного. Одним из наиболее распространенных методов ЗПТ является постоянный амбулаторный перитонеальный диализ (ПАПД), который всегда сопровождается нежелательной потерей белка с диализатом. Потенциально повысить эффективность и безопасность процедуры возможно путем проведения регулярного контроля уровня общего белка в отработанном перитонеальном диализате.

Цель. Создать автоматизированную систему мониторинга потери белка с перитонеальным диализатом у больных тХПН, получающих лечение ПАПД, предназначенную для работы во внелабораторных условиях в рамках концепции «прикроватной диагностики» или point-of-care testing (POCT).

Результаты. Разработан доступный по стоимости, конструктивно несложный и удобный в использовании оптико-электронный химический сенсор на основе быстрой жидкостной хроматографии белков с УФ фотометрическим детектированием на длине волны 285 нм для экспресс-оценки уровня общего белка в перитонеальным диализате. Сенсор предполагает многократное использование; аналитическая процедура занимает не более 10–15 мин и потенциально может выполняться самими пациентами или младшим медицинским персоналом без лабораторной подготовки. Создано программное обеспечение для калибровки сенсора, автоматизированного измерения хроматограмм, идентификации и аппроксимации пиков, оценки концентрации белка по хроматограмме. Предварительные клинические испытания выявили хорошее соответствие между данными, полученными с помощью сенсора, и результатами биохимического анализа: средняя относительная погрешность составила около 10%, что сопоставимо с погрешностью рутинных клинико-лабораторных методов.

Практическая значимость. Разработанная система может быть использованы в практическом здравоохранении для мониторинга состоянии больных тХПН, получающих лечение ПАПД.

Поступила: 19.12.2023
Одобрена: 17.01.2024
Принята: 05.02.2024

Для цитирования

Коноплев Г.А., Кузнецов А.И., Корсаков В., Степанова О.С., Рощина Н.В., Овсянников Н.А., Лялин Д.О., Лыфарь Н.С., Герасимчук Р.П., Рустамова З.М., Исачкина А.Н., Фрорип А. Мониторинг потерь белка с перитонеальным диализатом у больных с терминальной стадией хронической почечной недостаточности // Биомедицинская радиоэлектроника. 2024. № 2. С. 44–51. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-202402-06

Список источников

Bikbov B. et al. Global, regional, and national burden of chronic kidney disease, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017 // Lancet (London, England). 2020. 395. № 10225. С. 709–733. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30045-3
Drukker, Parsons, Maher, Hörl W.H., Koch K.M., Lindsay R.M., Ronco C., Winchester J.F. Replacement of Renal Function by Dialysis. Dordrecht: Springer Netherlands, 2004. doi: 10.1007/978-1-4020-2275-3
Li P.K.-T. et al. Changes in the worldwide epidemiology of peritoneal dialysis // Nature reviews. Nephrology. 2017. 13. № 2. С. 90–103. doi: 10.1038/nrneph.2016.181
Mehrotra R., Devuyst O., Davies S. J., Johnson D. W. The Current State of Peritoneal Dialysis // Journal of the American Society of Nephrology: JASN. 2016. 27. № 11. С. 3238–3252. doi: 10.1681/ASN.2016010112
Nissenson A.R., Fine R.N. Handbook of dialysis therapy. Philadelphia, PA: Elsevier, 2017.
Teitelbaum I. et al. KDOQI US Commentary on the 2020 ISPD Practice Recommendations for Prescribing High-Quality Goal-Directed Peritoneal Dialysis // American journal of kidney diseases: the official journal of the National Kidney Foundation. 2021. 77. № 2. С. 157–171. doi: 10.1053/j.ajkd.2020.09.010
Chang T.I., Kang E.W., Lee Y.K., Shin S.K. Higher peritoneal protein clearance as a risk factor for cardiovascular disease in peritoneal dialysis patients // PloS one. 2013. 8. № 2. e56223. doi: 10.1371/journal.pone.0056223
Guedes A.M. Peritoneal Protein Loss, Leakage or Clearance in Peritoneal Dialysis, Where Do We Stand? // Peritoneal dialysis international: journal of the International Society for Peritoneal Dialysis. 2019. 39. № 3. С. 201–209. doi: 10.3747/pdi.2018.00138
Lu W. et al. Peritoneal protein clearance predicts mortality in peritoneal dialysis patients // Clinical and experimental nephrology. 2019. 23. № 4. С. 551–560. doi: 10.1007/s10157-018-1677
Dong J., Chen Y., Luo S., Xu R., Xu Y. Peritoneal protein leakage, systemic inflammation, and peritonitis risk in patients on peritoneal dialysis // Peritoneal dialysis international: journal of the International Society for Peritoneal Dialysis. 2013. 33. № 3. С. 273–279. doi: 10.3747/pdi.2011.00326
Lingervelder D., Koffijberg H., Kusters R., IJzerman M.J. Point-of-care testing in primary care: A systematic review on implementation aspects addressed in test evaluations // International journal of clinical practice. 2019. 73. № 10. e13392. doi: 10.1111/ijcp.13392
Dube J., Girouard J., Leclerc P., Douville P. Problems with the estimation of urine protein by automated assays // Clinical biochemistry. 2005. 38. № 5. С. 479–485. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2004.12.010
Sünter A., Frorip A., Korsakov V., Kurruk R., Kuznetsov A., Ots-Rosenberg M. Optical method for screening and a new proteinuria focus group // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. 2015. С. 236–247. doi: 10.18287/JBPE-2015-1-4-236
Kuznetsov A. et al. Fast Protein and Metabolites (Nucleotides and Nucleosides) Liquid Chromatography Technique and Chemical Sensor for the Assessment of Fish and Meat Freshness // Chemosensors. 2023. 11. № 1. С. 69. doi: 10.3390/chemosensors11010069
Kuznetsov A. et al. Optical Chemical Sensor Based on Fast-Protein Liquid Chromatography for Regular Peritoneal Protein Loss Assessment in End-Stage Renal Disease Patients on Continuous Ambulatory Peritoneal Dialysis // Chemosensors. 2022. V. 10. № 6. P. 232.
Walls D., Loughran S.T. Protein chromatography: Methods and protocols / edited by Dermot Walls and Sinéad T. Loughran. N.Y.: Humana Press. 2011. Т. 681.
Determann H. Gel Chromatography Gel Filtration Gel Permeation Molecular Sieves: A Laboratory Handbook. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1969.
Konoplev G. et al. Simple Chromatographic Sensor with UV LED Optical Detection for Monitoring Patients Treated with Continuous Ambulatory Peritoneal Dialysis // Eng. Proc. 2023. 35, C. 25. doi: 10.3390/IECB2023-14595

[1] Bikbov B. et al. Global, regional, and national burden of chronic kidney disease, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017 // Lancet (London, England). 2020. 395. № 10225. С. 709–733. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30045-3

[2] Drukker, Parsons, Maher, Hörl W.H., Koch K.M., Lindsay R.M., Ronco C., Winchester J.F. Replacement of Renal Function by Dialysis. Dordrecht: Springer Netherlands, 2004. doi: 10.1007/978-1-4020-2275-3

[3] Li P.K.-T. et al. Changes in the worldwide epidemiology of peritoneal dialysis // Nature reviews. Nephrology. 2017. 13. № 2. С. 90–103. doi: 10.1038/nrneph.2016.181

[4] Mehrotra R., Devuyst O., Davies S. J., Johnson D. W. The Current State of Peritoneal Dialysis // Journal of the American Society of Nephrology: JASN. 2016. 27. № 11. С. 3238–3252. doi: 10.1681/ASN.2016010112

[5] Nissenson A.R., Fine R.N. Handbook of dialysis therapy. Philadelphia, PA: Elsevier, 2017.

[6] Teitelbaum I. et al. KDOQI US Commentary on the 2020 ISPD Practice Recommendations for Prescribing High-Quality Goal-Directed Peritoneal Dialysis // American journal of kidney diseases: the official journal of the National Kidney Foundation. 2021. 77. № 2. С. 157–171. doi: 10.1053/j.ajkd.2020.09.010

[7] Chang T.I., Kang E.W., Lee Y.K., Shin S.K. Higher peritoneal protein clearance as a risk factor for cardiovascular disease in peritoneal dialysis patients // PloS one. 2013. 8. № 2. e56223. doi: 10.1371/journal.pone.0056223

[8] Guedes A.M. Peritoneal Protein Loss, Leakage or Clearance in Peritoneal Dialysis, Where Do We Stand? // Peritoneal dialysis international: journal of the International Society for Peritoneal Dialysis. 2019. 39. № 3. С. 201–209. doi: 10.3747/pdi.2018.00138

[9] Lu W. et al. Peritoneal protein clearance predicts mortality in peritoneal dialysis patients // Clinical and experimental nephrology. 2019. 23. № 4. С. 551–560. doi: 10.1007/s10157-018-1677

[10] Dong J., Chen Y., Luo S., Xu R., Xu Y. Peritoneal protein leakage, systemic inflammation, and peritonitis risk in patients on peritoneal dialysis // Peritoneal dialysis international: journal of the International Society for Peritoneal Dialysis. 2013. 33. № 3. С. 273–279. doi: 10.3747/pdi.2011.00326

[11] Lingervelder D., Koffijberg H., Kusters R., IJzerman M.J. Point-of-care testing in primary care: A systematic review on implementation aspects addressed in test evaluations // International journal of clinical practice. 2019. 73. № 10. e13392. doi: 10.1111/ijcp.13392

[12] Dube J., Girouard J., Leclerc P., Douville P. Problems with the estimation of urine protein by automated assays // Clinical biochemistry. 2005. 38. № 5. С. 479–485. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2004.12.010

[13] Sünter A., Frorip A., Korsakov V., Kurruk R., Kuznetsov A., Ots-Rosenberg M. Optical method for screening and a new proteinuria focus group // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. 2015. С. 236–247. doi: 10.18287/JBPE-2015-1-4-236

[14] Kuznetsov A. et al. Fast Protein and Metabolites (Nucleotides and Nucleosides) Liquid Chromatography Technique and Chemical Sensor for the Assessment of Fish and Meat Freshness // Chemosensors. 2023. 11. № 1. С. 69. doi: 10.3390/chemosensors11010069

[15] Kuznetsov A. et al. Optical Chemical Sensor Based on Fast-Protein Liquid Chromatography for Regular Peritoneal Protein Loss Assessment in End-Stage Renal Disease Patients on Continuous Ambulatory Peritoneal Dialysis // Chemosensors. 2022. V. 10. № 6. P. 232.

[16] Walls D., Loughran S.T. Protein chromatography: Methods and protocols / edited by Dermot Walls and Sinéad T. Loughran. N.Y.: Humana Press. 2011. Т. 681.

[17] Determann H. Gel Chromatography Gel Filtration Gel Permeation Molecular Sieves: A Laboratory Handbook. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1969.

[18] Konoplev G. et al. Simple Chromatographic Sensor with UV LED Optical Detection for Monitoring Patients Treated with Continuous Ambulatory Peritoneal Dialysis // Eng. Proc. 2023. 35, C. 25. doi: 10.3390/IECB2023-14595

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи