Научно-практический журнал
«Клиническая физиология кровообращения»

Главный редактор

Лео Антонович Бокерия, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН и РАМН, президент ФГБУ «НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева» МЗ РФ


Генетические детерминанты риска острого повреждения почек при кардиохирургических операциях. Часть 5

Авторы: Кокшенёва И.В., Закарая И.Т., Малороева А.И.

Организация:
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева» Минздрава России, Москва, Российская Федерация

Для корреспонденции: Сведения доступны для зарегистрированных пользователей.

Раздел: Обзоры

DOI: https://doi.org/10.24022/1814-6910-2022-19-1-47-56

УДК: 616.12-089:616.61-002-036.11

Библиографическая ссылка: Клиническая физиология кровообращения. 2022; 1 (19): 47-56

Цитировать как: Кокшенёва И.В., Закарая И.Т., Малороева А.И. . Генетические детерминанты риска острого повреждения почек при кардиохирургических операциях. Часть 5. Клиническая физиология кровообращения. 2022; 1 (19): 47-56. DOI: 10.24022/1814-6910-2022-19-1-47-56

Ключевые слова: генетическая вариабельность, генетические варианты, ассоциированные с риском острой почечной гедостаточности, генетическая вариабельность регуляторных путей воспалительной реакции, генетическая вариабельность регуляторных путей эндотелиальной функции и со

Поступила / Принята к печати:  08.10.2021 / 01.02.2022

Полнотекстовая версия:
Оформить подписку 🔒

Аннотация

Острая почечная дисфункция является распространенным серьезным осложнением сердечно-сосудистой хирургии. Приблизительно у 8–15% пациентов развивается умеренная почечная недостаточность (пиковое повышение креатинина более 1,0 мг/дл) и примерно у 5% пациентов – почечная недостаточность, требующая диализа. Развитие острой почечной дисфункции имеет генетическую составляющую. В настоящем обзоре представлены опубликованные данные о выявленных генетических вариантах, связанных с риском развития острой почечной недостаточности после кардиохирургических операций. Генетические исследования позволили выявить ассоциации риска острой почечной недостаточности с вариантами, связанными с регуляторными путями, которые модулируют воспалительные и вазомоторные реакции, развитие оксидантного стресса на травму, в том числе функциональные аллели, влияющие на выработку цитокинов, развитие эндотелиальной дисфункции, которые могут вызывать повреждение почечных канальцев и микрососудов. Рассматривается значение полиморфного сайта гена аполипопротеина Е (АроЕ), а также роль других биологических регуляторных путей в развитии острой почечной недостаточности. Данные генетических исследований потенциально могут лечь в основу разработки инструмента генетической предоперационной стратификации риска, который путем индивидуальной оценки носительства аллелей риска позволит идентифицировать кардиохирургических пациентов, имеющих повышенный риск острой почечной недостаточности.

Литература

  1. Бокерия Л.А., Ярустовский М.Б. Руководство по экстракорпоральному очищению крови в интенсивной терапии. М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева; 2016.
  2. Nadim M.K., Forni L.G., Bihorac A., Hobson C., Koyner J.L., Shaw A. et al. Cardiac and vascular surgery-associated acute kidney injury: the 20th International Consensus Conference of the ADQI (Acute Disease Quality Initiative) Group. J. Am. Heart. Assoc. 2018; 7 (11): e008834. DOI: 10.1161/JAHA.118.008834
  3. O'Neal J.B., Shaw A.D., Billings F.T. Acute kidney injury following cardiac surgery: current understanding and future directions. Crit. Care. 2016; 20 (1): 187. DOI: 10.1186/s13054-016-1352-z
  4. MacCallum N.S., Finney S.J., Gordon S.E., Quinlan G.J., Evans T.W. Modified criteria for the systemic inflammatory response syndrome improves their utility following cardiac surgery. Chest. 2014; 145 (6): 1197–203. DOI: 10.1378/chest.13-1023
  5. Billings F.T., Ball S.K., Roberts L.J., Pretorius M. Postoperative acute kidney injury is associated with hemoglobinemia and an enhanced oxidative stress response. Free. Radic. Biol. Med. 2011; 50 (11): 1480–7. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2011.02.011
  6. Gaudino M., Di Castelnuovo A., Zamparelli R., Andreotti F., Burzotta F., Iacoviello L. et al. Genetic control of postoperative systemic inflammatory reaction and pulmonary and renal complications after coronary artery surgery. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2003; 126 (4): 1107–12. DOI: 10.1016/s0022-5223(03)00396-9
  7. Jaber B.L., Liangos O., Pereira B.J., Balakrishnan V.S. Polymorphism of immunomodulatory cytokine genes: implications in acute renal failure. Blood. Purif. 2004; 22 (1): 101–11. DOI: 10.1159/000074930
  8. Dalboni M.A., Quinto B.M., Grabulosa C.C., Narciso R., Monte J.C., Durão M. et al. Tumour necrosis factor-α plus interleukin-10 low producer phenotype predicts acute kidney injury and death in intensive care unit patients. Clin. Exp. Immunol. 2013; 173 (2): 242–9. DOI: 10.1111/cei.12100
  9. Susantitaphong P., Perianayagam M.C., Tighiouart H., Liangos O., Bonventre J.V., Jaber B.L. Tumor necrosis factor alpha promoter polymorphism and severity of acute kidney injury. Nephron. Clin. Pract. 2013; 123 (1–2): 67–73. DOI: 10.1159/000351684
  10. Solé-Violán J., García-Laorden M.I., Marcos-Ramos J.A., de Castro F.R., Rajas O., Borderías L. et al. The Fcγ receptor IIA-H/H131 genotype is associated with bacteremia in pneumococcal community-acquired pneumonia. Crit. Care. Med. 2011; 39 (6): 1388–93. DOI: 10.1097/CCM.0b013e31820eda74
  11. Frank A.J., Sheu C.C., Zhao Y., Chen F., Su L., Gong M.N. et al. BCL2 genetic variants are associated with acute kidney injury in septic shock. Crit. Care. Med. 2012; 40 (7): 2116–23. DOI: 10.1097/CCM. 0b013e3182514bca
  12. Isbir S.C., Tekeli A., Ergen A., Yilmaz H., Ak K., Civelek A. et al. Genetic polymorphisms contribute to acute kidney injury after coronary artery bypass grafting. Heart. Surg. Forum. 2007; 10 (6): E439–444. DOI: 10.1532/HSF98.20071117
  13. Du Cheyron D., Fradin S., Ramakers M., Terzi N., Guillotin D., Bouchet B. et al. Angiotensin converting enzyme insertion/deletion genetic polymorphism: its impact on renal function in critically ill patients. Crit. Care. Med. 2008; 36 (12): 3178–83. DOI: 10.1097/CCM.0b013e318186a299
  14. Popov A.F., Hinz J., Schulz E.G., Schmitto J.D., Wiese C.H., Quintel M. et al. The eNOS 786C/T polymorphism in cardiac surgical patients with cardiopulmonary bypass is associated with renal dysfunction. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2009; 36 (4): 651–6. DOI: 10.1016/j.ejcts.2009.04.049
  15. Alam A., O'Connor D.T., Perianayagam M.C., Kolyada A.Y., Chen Y., Rao F. et al. Phenylethanolamine N-methyltransferase gene polymorphisms and adverse outcomes in acute kidney injury. Nephron. Clin. Pract. 2010; 114 (4): c253–9. DOI: 10.1159/000276577
  16. Cardinal-Fernández P., Ferruelo A., El-Assar M., Santiago C., Gómez-Gallego F., Martín-Pellicer A. et al. Genetic predisposition to acute kidney injury induced by severe sepsis. J. Crit. Care. 2013; 28 (4): 365–70. DOI: 10.1016/j.jcrc.2012.11.010
  17. Saito T., Matsunaga A., Fukunaga M., Nagahama K., Hara S., Muso E. Apolipoprotein E-related glomerular disorders. Kidney. Int. 2020; 97 (2): 279–88. DOI: 10.1016/j.kint.2019.10.031
  18. MacKensen G.B., Swaminathan M., Ti L.K., Grocott H.P., Phillips-Bute B.G., Mathew J.P. et al. Perioperative Outcomes Research Group; Cardiothoracic Anesthesiology Research Endeavors (C.A.R.E.) Investigators of the Duke Heart Center. Preliminary report on the interaction of apolipoprotein E polymorphism with aortic atherosclerosis and acute nephropathy after CABG. Ann. Thorac. Surg. 2004; 78 (2): 520–6. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2004.02.106
  19. Tavori H., Fan D., Giunzioni I., Zhu L., Linton M.F., Fogo A.B., Fazio S. Macrophage-derived apoESendai suppresses atherosclerosis while causing lipoprotein glomerulopathy in hyperlipidemic mice. J. Lipid. Res. 2014; 55 (10): 2073–81. DOI: 10.1194/jlr.M049874
  20. Takasaki S., Maeda K., Joh K., Yamakage S., Fukase S., Takahashi T. et al. Macrophage Infiltration into the Glomeruli in Lipoprotein Glomerulopathy. Case. Rep. Nephrol. Dial. 2015; 5 (3): 204–12. DOI: 10.1159/000441715
  21. Zhou H., Chen M., Zhu Y., Wang B., Liu X.N., Zuo Z., Tang F.Y. Polymorphisms in NADPH oxidase CYBA gene modify the risk of ESRD in patients with chronic glomerulonephritis. Ren. Fail. 2016; 38 (2): 262–7. DOI: 10.3109/0886022X.2015.1117905
  22. Perianayagam M.C., Tighiouart H., Nievergelt C.M., O'Connor D.T., Liangos O., Jaber B.L. CYBA Gene Polymorphisms and Adverse Outcomes in Acute Kidney Injury: a prospective cohort study. Nephron. Extra. 2011; 1 (1): 112–23. DOI: 10.1159/000333017
  23. Perianayagam M.C., Tighiouart H., Liangos O., Kouznetsov D., Wald R., Rao F. et al. Polymorphisms in the myeloperoxidase gene locus are associated with acute kidney injury-related outcomes. Kidney. Int. 2012; 82 (8): 909–19. DOI: 10.1038/ki.2012.235
  24. Kolyada A.Y., Tighiouart H., Perianayagam M.C., Liangos O., Madias N.E., Jaber B.L. A genetic variant of hypoxia-inducible factor-1alpha is associated with adverse outcomes in acute kidney injury. Kidney. Int. 2009; 75 (12): 1322–9. DOI: 10.1038/ki.2009.68
  25. Popov A.F., Schulz E.G., Schmitto J.D., Coskun K.O., Tzvetkov M.V., Kazmaier S. et al. Relation between renal dysfunction requiring renal replacement therapy and promoter polymorphism of the erythropoietin gene in cardiac surgery. Artif. Organs. 2010; 34 (11): 961–8. DOI: 10.1111/j.1525-1594.2010.01108.x
  26. Haase-Fielitz A., Haase M., Bellomo R., Lambert G., Matalanis G., Story D. et al. Decreased catecholamine degradation associates with shock and kidney injury after cardiac surgery. J. Am. Soc. Nephrol. 2009; 20 (6): 1393–403. DOI: 10.1681/ASN.2008080915
  27. Stafford-Smith M., Podgoreanu M., Swaminathan M., Phillips-Bute B., Mathew J.P., Hauser E.H. et al. Perioperative Genetics and Safety Outcomes Study (PEGASUS) Investigative Team. Association of genetic polymorphisms with risk of renal injury after coronary bypass graft surgery. Am. J. Kidney. Dis. 2005; 45 (3): 519–30. DOI: 10.1053/j.ajkd.2004.11.021
  28. Vilander L.M., Kaunisto M.A., Pettilä V. Genetic predisposition to acute kidney injury – a systematic review. BMC Nephrol. 2015; 16: 197. DOI: 10.1186/s12882- 015-0190-6
  29. Stafford-Smith M., Li Y.J., Mathew J.P., Li Y.W., Ji Y., Phillips-Bute B.G. et al.; Duke Perioperative Genetics and Safety Outcomes (PEGASUS) Investigative Team. Genome-wide association study of acute kidney injury after coronary bypass graft surgery identifies susceptibility loci. Kidney. Int. 2015; 88 (4): 823–32. DOI: 10.1038/ki.2015.161
****
  1. Bockeria L.A., Yarustovsky M.B. A guide to extracorporeal blood cleansing in intensive care. Moscow; 2016 (in Russ.).
  2. Nadim M.K., Forni L.G., Bihorac A., Hobson C., Koyner J.L., Shaw A. et al. Cardiac and vascular surgery-associated acute kidney injury: the 20th International Consensus Conference of the ADQI (Acute Disease Quality Initiative) Group. J. Am. Heart. Assoc. 2018; 7 (11): e008834. DOI: 10.1161/JAHA.118.008834
  3. O'Neal J.B., Shaw A.D., Billings F.T. Acute kidney injury following cardiac surgery: current understanding and future directions. Crit. Care. 2016; 20 (1): 187. DOI: 10.1186/s13054-016-1352-z
  4. MacCallum N.S., Finney S.J., Gordon S.E., Quinlan G.J., Evans T.W. Modified criteria for the systemic inflammatory response syndrome improves their utility following cardiac surgery. Chest. 2014; 145 (6): 1197–203. DOI: 10.1378/chest.13-1023
  5. Billings F.T., Ball S.K., Roberts L.J., Pretorius M. Postoperative acute kidney injury is associated with hemoglobinemia and an enhanced oxidative stress response. Free. Radic. Biol. Med. 2011; 50 (11): 1480–7. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2011.02.011
  6. Gaudino M., Di Castelnuovo A., Zamparelli R., Andreotti F., Burzotta F., Iacoviello L. et al. Genetic control of postoperative systemic inflammatory reaction and pulmonary and renal complications after coronary artery surgery. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2003; 126 (4): 1107–12. DOI: 10.1016/s0022-5223(03)00396-9
  7. Jaber B.L., Liangos O., Pereira B.J., Balakrishnan V.S. Polymorphism of immunomodulatory cytokine genes: implications in acute renal failure. Blood. Purif. 2004; 22 (1): 101–11. DOI: 10.1159/000074930
  8. Dalboni M.A., Quinto B.M., Grabulosa C.C., Narciso R., Monte J.C., Durão M. et al. Tumour necrosis factor-α plus interleukin-10 low producer phenotype predicts acute kidney injury and death in intensive care unit patients. Clin. Exp. Immunol. 2013; 173 (2): 242–9. DOI: 10.1111/cei.12100
  9. Susantitaphong P., Perianayagam M.C., Tighiouart H., Liangos O., Bonventre J.V., Jaber B.L. Tumor necrosis factor alpha promoter polymorphism and severity of acute kidney injury. Nephron. Clin. Pract. 2013; 123 (1–2): 67–73. DOI: 10.1159/000351684
  10. Solé-Violán J., García-Laorden M.I., Marcos-Ramos J.A., de Castro F.R., Rajas O., Borderías L. et al. The Fcγ receptor IIA-H/H131 genotype is associated with bacteremia in pneumococcal community-acquired pneumonia. Crit. Care. Med. 2011; 39 (6): 1388–93. DOI: 10.1097/CCM.0b013e31820eda74
  11. Frank A.J., Sheu C.C., Zhao Y., Chen F., Su L., Gong M.N. et al. BCL2 genetic variants are associated with acute kidney injury in septic shock. Crit. Care. Med. 2012; 40 (7): 2116–23. DOI: 10.1097/CCM. 0b013e3182514bca
  12. Isbir S.C., Tekeli A., Ergen A., Yilmaz H., Ak K., Civelek A. et al. Genetic polymorphisms contribute to acute kidney injury after coronary artery bypass grafting. Heart. Surg. Forum. 2007; 10 (6): E439–444. DOI: 10.1532/HSF98.20071117
  13. Du Cheyron D., Fradin S., Ramakers M., Terzi N., Guillotin D., Bouchet B. et al. Angiotensin converting enzyme insertion/deletion genetic polymorphism: its impact on renal function in critically ill patients. Crit. Care. Med. 2008; 36 (12): 3178–83. DOI: 10.1097/CCM.0b013e318186a299
  14. Popov A.F., Hinz J., Schulz E.G., Schmitto J.D., Wiese C.H., Quintel M. et al. The eNOS 786C/T polymorphism in cardiac surgical patients with cardiopulmonary bypass is associated with renal dysfunction. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2009; 36 (4): 651–6. DOI: 10.1016/j.ejcts.2009.04.049
  15. Alam A., O'Connor D.T., Perianayagam M.C., Kolyada A.Y., Chen Y., Rao F. et al. Phenylethanolamine N-methyltransferase gene polymorphisms and adverse outcomes in acute kidney injury. Nephron. Clin. Pract. 2010; 114 (4): c253–9. DOI: 10.1159/000276577
  16. Cardinal-Fernández P., Ferruelo A., El-Assar M., Santiago C., Gómez-Gallego F., Martín-Pellicer A. et al. Genetic predisposition to acute kidney injury induced by severe sepsis. J. Crit. Care. 2013; 28 (4): 365–70. DOI: 10.1016/j.jcrc.2012.11.010
  17. Saito T., Matsunaga A., Fukunaga M., Nagahama K., Hara S., Muso E. Apolipoprotein E-related glomerular disorders. Kidney. Int. 2020; 97 (2): 279–88. DOI: 10.1016/j.kint.2019.10.031
  18. MacKensen G.B., Swaminathan M., Ti L.K., Grocott H.P., Phillips-Bute B.G., Mathew J.P. et al. Perioperative Outcomes Research Group; Cardiothoracic Anesthesiology Research Endeavors (C.A.R.E.) Investigators of the Duke Heart Center. Preliminary report on the interaction of apolipoprotein E polymorphism with aortic atherosclerosis and acute nephropathy after CABG. Ann. Thorac. Surg. 2004; 78 (2): 520–6. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2004.02.106
  19. Tavori H., Fan D., Giunzioni I., Zhu L., Linton M.F., Fogo A.B., Fazio S. Macrophage-derived apoESendai suppresses atherosclerosis while causing lipoprotein glomerulopathy in hyperlipidemic mice. J. Lipid. Res. 2014; 55 (10): 2073–81. DOI: 10.1194/jlr.M049874
  20. Takasaki S., Maeda K., Joh K., Yamakage S., Fukase S., Takahashi T. et al. Macrophage Infiltration into the Glomeruli in Lipoprotein Glomerulopathy. Case. Rep. Nephrol. Dial. 2015; 5 (3): 204–12. DOI: 10.1159/000441715
  21. Zhou H., Chen M., Zhu Y., Wang B., Liu X.N., Zuo Z., Tang F.Y. Polymorphisms in NADPH oxidase CYBA gene modify the risk of ESRD in patients with chronic glomerulonephritis. Ren. Fail. 2016; 38 (2): 262–7. DOI: 10.3109/0886022X.2015.1117905
  22. Perianayagam M.C., Tighiouart H., Nievergelt C.M., O'Connor D.T., Liangos O., Jaber B.L. CYBA Gene Polymorphisms and Adverse Outcomes in Acute Kidney Injury: a prospective cohort study. Nephron. Extra. 2011; 1 (1): 112–23. DOI: 10.1159/000333017
  23. Perianayagam M.C., Tighiouart H., Liangos O., Kouznetsov D., Wald R., Rao F. et al. Polymorphisms in the myeloperoxidase gene locus are associated with acute kidney injury-related outcomes. Kidney. Int. 2012; 82 (8): 909–19. DOI: 10.1038/ki.2012.235
  24. Kolyada A.Y., Tighiouart H., Perianayagam M.C., Liangos O., Madias N.E., Jaber B.L. A genetic variant of hypoxia-inducible factor-1alpha is associated with adverse outcomes in acute kidney injury. Kidney. Int. 2009; 75 (12): 1322–9. DOI: 10.1038/ki.2009.68
  25. Popov A.F., Schulz E.G., Schmitto J.D., Coskun K.O., Tzvetkov M.V., Kazmaier S. et al. Relation between renal dysfunction requiring renal replacement therapy and promoter polymorphism of the erythropoietin gene in cardiac surgery. Artif. Organs. 2010; 34 (11): 961–8. DOI: 10.1111/j.1525-1594.2010.01108.x
  26. Haase-Fielitz A., Haase M., Bellomo R., Lambert G., Matalanis G., Story D. et al. Decreased catecholamine degradation associates with shock and kidney injury after cardiac surgery. J. Am. Soc. Nephrol. 2009; 20 (6): 1393–403. DOI: 10.1681/ASN.2008080915
  27. Stafford-Smith M., Podgoreanu M., Swaminathan M., Phillips-Bute B., Mathew J.P., Hauser E.H. et al. Perioperative Genetics and Safety Outcomes Study (PEGASUS) Investigative Team. Association of genetic polymorphisms with risk of renal injury after coronary bypass graft surgery. Am. J. Kidney. Dis. 2005; 45 (3): 519–30. DOI: 10.1053/j.ajkd.2004.11.021
  28. Vilander L.M., Kaunisto M.A., Pettilä V. Genetic predisposition to acute kidney injury – a systematic review. BMC Nephrol. 2015; 16: 197. DOI: 10.1186/s12882- 015-0190-6
  29. Stafford-Smith M., Li Y.J., Mathew J.P., Li Y.W., Ji Y., Phillips-Bute B.G. et al.; Duke Perioperative Genetics and Safety Outcomes (PEGASUS) Investigative Team. Genome-wide association study of acute kidney injury after coronary bypass graft surgery identifies susceptibility loci. Kidney. Int. 2015; 88 (4): 823–32. DOI: 10.1038/ki.2015.161

Об авторах

  • Кокшенёва Инна Валериевна, д-р мед. наук, ст. науч. сотр.; ORCID
  • Закарая Ираклий Темурович, мл. науч. сотр.
  • Малороева Амина Исаевна, аспирант

 Если вы заметили опечатку, выделите текст и нажмите Alt+A