नेफ्रोलॉजी में नवीन रणनीतियाँ: भविष्य से क्या उम्मीद करें?

अमूर्तदीर्घकालिक वृक्क रोग(सीकेडी) 2040 तक मृत्यु का पांचवां वैश्विक मामला बन जाएगा। इसका सबसे बड़ा प्रभाव समय से पहले मृत्यु दर पर पड़ता है लेकिन इससे पीड़ित व्यक्तियों की संख्याकिडनी खराबरीनल रिप्लेसमेंट थेरेपी (आरआरटी) की आवश्यकता भी नाटकीय रूप से बढ़ रही है। किडनी दाताओं की कमी और हेमोडायलिसिस और पेरिटोनियल डायलिसिस दोनों से जुड़े निराशाजनक परिणामों के कारण वर्तमान आरआरटी ​​इष्टतम नहीं है। किडनी की देखभाल में एक क्रांति की जरूरत है। इस समीक्षा में, हम उभरते ज्ञान और प्रौद्योगिकियों पर एक अद्यतन प्रदान करते हैं जो सीकेडी के पहले निदान की अनुमति देगा, वर्तमान तथाकथित ब्लाइंड स्पॉट (जैसे इमेजिंग और बायोमार्कर) को संबोधित करेगा, और गुर्दे की प्रतिस्थापन चिकित्सा (पहनने योग्य कृत्रिम किडनी, ज़ेनोट्रांसप्लांटेशन, स्टेम) में सुधार करेगा कोशिका-व्युत्पन्न उपचार, बायोइंजीनियर्ड और जैव-कृत्रिम किडनी)।

कीवर्ड:कृत्रिम किडनी, बायोइंजीनियरिंग,दीर्घकालिक वृक्क रोग, प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाएं, ज़ेनोट्रांसप्लांटेशन

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परिचय

वर्तमान में विश्व में 850 मिलियन व्यक्ति हैंदीर्घकालिक वृक्क रोग(सीकेडी), औरसीकेडीअनुमान है कि 2040 तक यह मृत्यु का पांचवां वैश्विक कारण बन जाएगा और 2100 तक लंबी जीवन प्रत्याशा वाले देशों में मृत्यु का दूसरा कारण बन जाएगा [1]। इसके अलावा, सीकेडी बढ़ती घटनाओं, व्यापकता और समग्र स्वास्थ्य प्रभाव के साथ अग्रणी पुरानी स्थिति है। सीकेडी के अंतिम चरण को अंतिम चरण की गुर्दे की बीमारी (ईएसआरडी) या गुर्दे की विफलता के रूप में जाना जाता है, जिसे किडनी रोग: वैश्विक परिणामों में सुधार (केडीआईजीओ) द्वारा 15 एमएल/मिनट/1.73 एम2 से कम अनुमानित ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर (ईजीएफआर) द्वारा परिभाषित किया गया है। , संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 800 000 रोगियों को प्रभावित करता है (71% डायलिसिस पर और 29% किडनी प्रत्यारोपण के साथ) [2], जबकि, यूरोप में, अनुमानित ईएसआरडी जनसंख्या 10 लाख से अधिक है, जिसमें अलग-अलग देशों में काफी भिन्नताएं हैं। [3,4]।

किडनी प्रत्यारोपण पहली बार 1954 में डॉ. जोसेफ मरे द्वारा किया गया था और यह उपचार के लिए वर्तमान स्वर्ण मानक है। हालाँकि, लगातार बढ़ती प्रतीक्षा सूची की तुलना में अभी भी दानदाताओं की संख्या कम है [5]। क्रोनिक हेमोडायलिसिस की शुरुआत 1960 में डॉ. बेल्डिंग स्क्रिबनेर द्वारा की गई थी, और रीनल रिप्लेसमेंट थेरेपी (आरआरटी) का प्रमुख रूप होने के बावजूद यह कई छोटी और दीर्घकालिक जटिलताओं से जुड़ा हुआ है। महत्वपूर्ण बात यह है कि डायलिसिस के बीसवें वर्ष के रोगियों की जीवन प्रत्याशा सामान्य आबादी की तुलना में 40 वर्ष कम है [6]। पेरिटोनियल डायलिसिस का उपयोग कम बार किया जाता है, और विशिष्ट जटिलताओं (पेरिटोनिटिस, सेल्युलाइटिस, चयापचय संबंधी गड़बड़ी) के अलावा यह लगभग कठोर झिल्ली विफलता [7] द्वारा सीमित है। सामान्य आबादी की तुलना में कम है [6]। पेरिटोनियल डायलिसिस का उपयोग कम बार किया जाता है, और विशिष्ट जटिलताओं (पेरिटोनिटिस, सेल्युलाइटिस, चयापचय संबंधी गड़बड़ी) के अलावा यह लगभग अपरिहार्य झिल्ली विफलता द्वारा सीमित है [7]।

चित्र 1: नेफ्रोलॉजी में नवीन रणनीतियों का सामान्य अवलोकन। (निदान को चित्र 2 में विस्तार से बताया जाएगा।)

इस प्रकार, कुल मिलाकर, किडनी दाताओं की कमी और दोनों डायलिसिस पद्धतियों से जुड़ी कई महत्वपूर्ण जटिलताओं के कारण ईएसआरडी रोगियों का उपचार उप-इष्टतम बना हुआ है, हालांकि पिछले कुछ वर्षों में कई विकल्पों पर विचार किया गया है। हाल के कुछ विकासों में आने वाले दशकों में नेफ्रोलॉजी के क्षेत्र में क्रांति लाने की क्षमता है। इसके अलावा, सीकेडी वाले रोगियों का एक बड़ा हिस्सा, विशेष रूप से स्टेज 2 और स्टेज 3 सीकेडी वाले, वृद्ध व्यक्ति हैं जिन्हें कभी भी किसी भी प्रकार की रीनल रिप्लेसमेंट थेरेपी की आवश्यकता नहीं होगी क्योंकि ये मरीज हृदय रोगों से पहले मर जाते हैं। इस प्रकार, आरआरटी ​​की आवश्यकता में वास्तविक वृद्धि बहुत कम है। नई दवाओं जैसे सोडियम-ग्लूकोज कोट्रांसपोर्टर 2 (एसजीएलटी2) अवरोधक और मिनरलोकॉर्टिकॉइड रिसेप्टर विरोधी (एमआरए) का मुख्य लाभ गुर्दे की बीमारी के रोगियों के इस समूह में है।

इस समीक्षा में, हमारा उद्देश्य नेफ्रोलॉजी में नवीन निदान विधियों का वर्णन करना है जैसे किडनी इमेजिंग में प्रगति और गुर्दे की कार्यप्रणाली का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किए जाने वाले तौर-तरीकों के साथ-साथ पहनने योग्य कृत्रिम किडनी, ज़ेनोट्रांसप्लांटेशन, स्टेम सेल-व्युत्पन्न सहित किडनी रोग में नए चिकित्सीय दृष्टिकोण। थेरेपी, बायोइंजीनियरिंग मॉडल और दवाएं बढ़ रही हैं (चित्र 1)।

नवीन निदान पद्धतियाँ

नवीन निदान विधियां जो सीकेडी के पहले निदान की अनुमति देती हैं, एक अपूरित नैदानिक ​​​​आवश्यकता है। सीकेडी के निदान के लिए वर्तमान ईजीएफआर सीमा पर निर्भरता का मतलब है कि जब तक सीकेडी का निदान किया जाता है, तब तक 50% से अधिक कार्यात्मक किडनी का द्रव्यमान नष्ट हो चुका होता है और सीकेडी की प्रगति और समय से पहले मृत्यु का संयुक्त जोखिम पहले से ही लगभग 2- से बढ़ जाता है। 7-गुना, जबकि वर्तमान हस्तक्षेपों से प्रतिकूल परिणामों का जोखिम 20%-40% तक कम हो जाता है [8, 9]; दूसरे शब्दों में, निदान में बहुत देर हो चुकी है। जबकि सीकेडी का निदान उच्च एल्बुमिनुरिया मूल्यों के आधार पर पहले किया जा सकता है, अधिकांश मरीज शारीरिक एल्बुमिनुरिया के साथ सीकेडी श्रेणी जी 3 में प्रगति करते हैं, जैसा कि महामारी विज्ञान के आंकड़ों से पता चलता है कि जी 3 सीकेडी की सबसे आम श्रेणी है [10], यानी एल्बुमिनुरिया ने इसकी अनुमति नहीं दी। अधिकांश रोगियों के लिए प्रारंभिक निदान (अर्थात् G1 या G2) जो G3 में प्रगति कर चुके हैं। सीकेडी प्रगति का यह उपनैदानिक ​​चरण, संभावित रूप से दशकों तक चलने वाला, जैसा कि सीकेडी के उन रूपों से प्रमाणित है जिसमें हमारे पास एक उपकरण है जो पहले निदान की अनुमति देता है (उदाहरण के लिए ऑटोसोमल प्रमुख पॉलीसिस्टिक किडनी रोग के लिए सोनोग्राफी) वास्तव में सीकेडी निदान के लिए अंधा स्थान है [11 -13]। सीकेडी में ब्लाइंड स्पॉट को संबोधित करने के लिए कई तरीकों का अध्ययन किया जा रहा है, मुख्य रूप से जैविक तरल पदार्थों में बायोमार्कर की इमेजिंग और मूल्यांकन का उपयोग किया जा रहा है (चित्र 2)।

इमेजिंग: किडनी रोग और किडनी फाइब्रोसिस के निर्धारक के रूप में नेफ्रॉन संख्या का आकलन करना

इमेजिंग तकनीकों में गैर-आक्रामक होने का लाभ होता है और इस प्रकार, परिवर्तनों का मूल्यांकन करने, दोनों किडनी के लिए जानकारी प्रदान करने और संभावित रूप से रूपात्मक जानकारी के साथ कार्यात्मक संयोजन करने के लिए सुरक्षित रूप से दोहराया जा सकता है। सबसे दिलचस्प प्रगति नेफ्रॉन संख्या, समग्र किडनी कार्यों, फाइब्रोसिस और नई कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के अनुमान के साथ-साथ प्रसार-भारित एमआरआई (डीडब्ल्यूआई या डीडब्ल्यू-एमआरआई), रक्त ऑक्सीजन स्तर जैसी अल्ट्रासाउंड तकनीकों से संबंधित है। -निर्भर एमआरआई (बोल्ड-एमआरआई), परफ्यूजन एमआरआई, हाइपरपोलराइज्ड (एचपी) कार्बन 13 एमआरआई (13सी एमआरआई) और कंट्रास्ट-एन्हांस्ड अल्ट्रासाउंड (सीईयूएस)।

कार्यात्मक नेफ्रॉन संख्या को जीवन भर गुर्दे के स्वास्थ्य और रोग की संवेदनशीलता का एक महत्वपूर्ण निर्धारक माना जाता है [14, 15]। मनुष्यों में, नेफ्रॉन संख्या व्यापक रूप से भिन्न होती है और जन्म के समय नेफ्रॉन की कम क्षमता और/या जीवन भर नेफ्रॉन की हानि गुर्दे की बीमारी से दृढ़ता से जुड़ी होती है [15]। नेफ्रॉन संख्या को मापने के लिए नवीन प्रौद्योगिकियां विकास के अधीन हैं, और कार्यात्मक नेफ्रॉन संख्या को नैदानिक ​​​​बायोमार्कर के रूप में उपयोग करने की क्षमता है [14]। नेफ्रॉन संख्या, जब बायोमार्कर के रूप में उपयोग की जाती है, तो गुर्दे की बीमारी की प्रगति के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान कर सकती है और सीकेडी की शुरुआत का शीघ्र पता लगा सकती है या तीव्र गुर्दे की चोट के बाद वसूली का आकलन कर सकती है, दाता अंगों के मूल्यांकन और मूल्यांकन में सुधार कर सकती है, ग्राफ्ट के जीवित रहने के समय की भविष्यवाणी कर सकती है। दवा-प्रेरित नेफ्रोटॉक्सिसिटी का जोखिम, और चिकित्सीय दवाओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए खुराक और विषाक्तता परीक्षण के लिए रणनीति विकसित करने में मदद करता है [14]।

अक्षुण्ण किडनी में नेफ्रॉन संख्या पूर्व विवो को मापने के लिए नए तरीकों का सुझाव दिया गया है: धनायनित फेरिटिन-संवर्धित एमआरआई (सीएफई-एमआरआई) [16], ऑप्टिकल क्लियरिंग के बाद लाइट शीट माइक्रोस्कोपी [17], और कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) [18]। हालाँकि, विवो और क्लीनिकों में इन उपकरणों के उपयोग के लिए उन्हें गैर-विनाशकारी और अपेक्षाकृत गैर-आक्रामक होना आवश्यक है, और अब तक विवो में केवल सीएफई-एमआरआई का उपयोग किया गया है [14]।

सीएफई-एमआरआई आयरन ऑक्साइड से भरे फेरिटिन का उपयोग करता है [14]। अंतःशिरा इंजेक्शन के बाद, फेरिटिन को धनायनित किया जाता है और ग्लोमेरुलर बेसमेंट झिल्ली से बांध दिया जाता है। ग्लोमेरुली में फ़ेरिटिन का संचय इसका पता लगाने, विवो में संपूर्ण किडनी की मैपिंग और माइक्रोवैस्कुलचर जैसी अन्य संरचनाओं के साथ ग्लोमेरुली के सह-स्थानीयकरण की अनुमति देता है। क्लिनिकल पैरामीटर के रूप में नेफ्रॉन संख्या के उपयोग का समर्थन करने के लिए, सीएफई-एमआरआई के धनायनित फेरिटिन अणु को रेडियोलेबेल्ड धनायनित फेरिटिन (रेडियोसीएफ) बनाने के लिए संशोधित किया गया है, जो पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) में विवो में कामकाजी ग्लोमेरुली को मैप करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक रेडियोट्रेसर है। किडनी [19]। रेडियोसीएफ-पीईटी जानवरों में नेफ्रॉन द्रव्यमान की सटीक मात्रा निर्धारित करता है और इसमें नैदानिक ​​​​अनुवाद की क्षमता है [19]। रेडियो-सीएफ का निर्माण एक रेडियोआइसोटोप, Cu-64 के धनायनित फेरिटिन (CF) में एकीकरण से होता है और इसे अंतःशिरा दिए जाने पर कार्यात्मक ग्लोमेरुली को बांधने के लिए दिखाया गया है [19]। रेडियोसीएफ पीईटी कार्यात्मक नेफ्रॉन हानि के क्षेत्रों को मैप और माप सकता है, जिससे यह एक नैदानिक ​​​​उपकरण बन जाता है जो सीकेडी प्रगति की भविष्यवाणी भी कर सकता है [14]।

चित्र 2: नेफ्रोलॉजी में नवीन निदान पद्धतियाँ। सीएफई-एमआरआई: धनायनित फेरिटिन-संवर्धित एमआरआई; रेडियोसीएफ-पीईटी: रेडियोलेबल्ड धनायनित फ़ेरिटिन-पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग रैफ़ी; सीकेडी: क्रोनिक किडनी रोग; अकी:तीक्ष्ण गुर्दे की चोट; जीबीएम: ग्लोमेरुलर बेसमेंट झिल्ली; KRIS: किडनी जोखिम सूजन संबंधी हस्ताक्षर; THSD7A: थ्रोम बोस्पोंडिन प्रकार -1 डोमेन-युक्त 7A एंटीबॉडी; एनएडी: निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड; FAT1: ग्लोमेरुलर एंटीजन-प्रोटोकैडेरिन FAT1; ईएसआरडी: अंतिम चरण की गुर्दे की बीमारी; डीकेडी: मधुमेह गुर्दे की बीमारी; एचएसटी: हेमेटोपोएटिक स्टेम सेल प्रत्यारोपण; पीसीएक्स: पोडोकैलिक्सिन; किम-1: गुर्दे की चोट अणु 1; टीएनएफ- : ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर- ; 8-ओएचडीजी: 8-ऑक्सो-7,8-डायहाइड्रो- 2 -डीऑक्सीगुआनोसिन; एल-एफएबीपी: लिवर-प्रकार फैटी एसिड बाइंडिंग प्रोटीन; आईजीएफबीपी-7: इंसुलिन जैसा विकास कारक-बाध्यकारी प्रोटीन-7; TIMP-2: मेटालोप्रोटीज़ का ऊतक अवरोधक-2; DIKI: दवा-प्रेरित गुर्दे की चोट; सीएनए35-सीटी: कोलेजन-बाध्यकारी आसंजन प्रोटीन-35 सीटी; ईएसएमए-आधारित एमआरआई: इलास्टिन-विशिष्ट कंट्रास्ट एजेंट एमआरआई; डीडब्ल्यू-एमआरआई: प्रसार-भारित एमआरआई; बोल्ड-एमआरआई: रक्त ऑक्सीजन स्तर-निर्भर एमआरआई; एचपी-13सी एमआरआई: हाइपरपोलराइज्ड कार्बन 13 एमआरआई; धन चिह्न: लाभ; ऋण चिह्न: नुकसान/सीमाएं (लाल रंग में दर्शाया गया है)।

एमआरआई का उपयोग दोनों किडनी की कार्यात्मक स्थिति का आकलन करने के लिए किया गया है। मल्टीपैरामीट्रिक एमआरआई किडनी के कार्य और संवहनीकरण के विभिन्न पहलुओं का मूल्यांकन कर सकता है [20]। एक नवीन इमेजिंग पद्धति सोडियम एमआरआई है। "सामान्य एमआरआई" की तुलना में, जो शरीर में हाइड्रोजन परमाणुओं का एक नक्शा है, सोडियम एमआरआई शरीर में सोडियम परमाणुओं का एक नक्शा है। गुर्दे में कॉर्टेक्स से मज्जा (कॉर्टिकोमेडुलरी सोडियम ग्रेडिएंट) तक सोडियम सांद्रता का एक आधारभूत ग्रेडिएंट होता है [21, 22]। मानव किडनी पर सोडियम एमआरआई के पहले अध्ययन से पता चला है कि सोडियम ग्रेडिएंट कॉर्टेक्स से मज्जा तक रैखिक रूप से बढ़ता है जिसके बाद वृक्क श्रोणि तक एक रैखिक कमी होती है [23, 24]। यद्यपि सोडियम ग्रेडिएंट में परिवर्तन कई नैदानिक ​​और पूर्व-नैदानिक ​​​​परीक्षणों में प्रदर्शित किया गया है, सोडियम एमआरआई तकनीक नैदानिक ​​​​अभ्यास में एकीकृत होने से बहुत दूर है [25-27] मुख्य रूप से एमआरआई पुनर्गणना और संचालन में शामिल लागत और तकनीकी कारकों के कारण। . इस तकनीक का एक अतिरिक्त बड़ा झटका, फिलहाल, विभिन्न सीकेडी चरणों और विभिन्न किडनी रोगों में निष्कर्षों के पर्याप्त लक्षण वर्णन की कमी है।

विवो में एक साथ दोनों किडनी में किडनी फाइब्रोसिस और इसकी गतिशीलता का आकलन करने के लिए विशिष्ट तकनीकें डिज़ाइन की गई हैं [28]। इनमें फ्लोरोसेंट CNA35 CT शामिल है, जो कोलेजन-बाइंडिंग पेप्टाइड का लाभ उठाता है, और इलास्टिन-विशिष्ट कंट्रास्ट एजेंट एमआरआई (ईएसएमए)-आधारित इलास्टिन का आणविक एमआरआई [28]। उदाहरण के लिए, कोलेजन-बाध्यकारी आसंजन प्रोटीन (CNA35) जिसमें aप्रकार के लिए उच्च आत्मीयताI और III कोलेजन अणुओं का उपयोग माउस विषयों में कोलेजन जमाव को देखने के लिए एक उपकरण के रूप में किया गया है और मानव विषयों में फाइब्रोसिस मूल्यांकन की एक गैर-आक्रामक विधि के रूप में उपयोग करने की क्षमता है [29, 30]। दूसरी ओर, ईएसएमए-आधारित एमआरआई, जो बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स के एक घटक, इलास्टिन के लिए विशिष्ट एक छोटा पेप्टाइड है, को माउस मॉडल में किडनी फाइब्रोसिस के साथ-साथ एंटी-फाइब्रोटिक उपचारों की दक्षता प्रदर्शित करने के लिए दिखाया गया है [31]। ये तकनीकें अंततः एंटी-फाइब्रोटिक उपचारों के संभावित प्रभाव का भी परीक्षण करेंगी, जो एक मौजूदा जरूरत है।

इसके अलावा, नवीन एमआरआई तकनीकें इमेजिंग बायोमार्कर उत्पन्न करने की अनुमति देती हैं जो किडनी रोग के प्रबंधन में सुधार कर सकती हैं [20]। एमआरआई गुर्दे की मात्रा, गुर्दे की धमनियों में रक्त प्रवाह, गुर्दे में पानी की मात्रा और ऊतक ऑक्सीजनेशन को मापने में सक्षम बनाता है [20]। डीडब्ल्यूआई, या डीडब्ल्यू-एमआरआई, ऊतक वास्तुकला के भीतर पानी के अणुओं के विस्थापन का पता लगा सकता है [20]। यह तकनीक गुर्दे की सूक्ष्म संरचना में किसी भी बदलाव के बारे में सूचित कर सकती है जैसे कि गुर्दे की फाइब्रोसिस, सेलुलर घुसपैठ (सूजन या ट्यूमरयुक्त) या एडिमा के साथ-साथ गुर्दे के छिड़काव और ट्यूबलर डिब्बे में पानी के प्रबंधन में परिवर्तन [20]। बोल्ड-एमआरआई, जो वोक्सेल द्वारा वृक्क ऊतक डीऑक्सीहीमोग्लोबिन स्तर को मापता है, मनुष्यों में वृक्क ऊतक ऑक्सीजनेशन की निगरानी करने के लिए एक आशाजनक तकनीक है [32]। यह गुर्दे के ऑक्सीजनेशन में परिवर्तन या केशिका बिस्तर माइक्रोस्ट्रक्चर में परिवर्तन की निगरानी की अनुमति देता है। इसके अलावा, टी2 में कई अन्य कारकों जैसे जलयोजन स्थिति, आहार सोडियम और संवेदनशीलता प्रभाव [20] द्वारा परिवर्तन किया जाता है। इसके अलावा, एचपी 13सी एमआरआई एक संभावित उपकरण है, जिसका वर्तमान में क्लिनिक में उपयोग नहीं किया जाता है, गुर्दे की इस्किमिया-रीपरफ्यूजन चोट के बाद ऑक्सीडेटिव तनाव और माइटोकॉन्ड्रियल पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज गतिविधि के गैर-आक्रामक मूल्यांकन के लिए [33]।

इसके अलावा, सीईयूएस गुर्दे के घावों के लिए एक आशाजनक इमेजिंग पद्धति रही है। सीईयूएस में नेफ्रोटॉक्सिसिटी, आयनीकरण विकिरण का अभाव है, और इसमें गुर्दे के घावों के वृद्धि पैटर्न का तुरंत और वास्तविक समय में मूल्यांकन करने की क्षमता है [34]। सीईयूएस के कुछ अच्छी तरह से परिभाषित अनुप्रयोग ठोस ट्यूमर, छद्म घावों और जटिल सिस्ट का भेदभाव हैं; विभिन्न घातक संभावनाओं वाले जटिल सिस्ट का लक्षण वर्णन; और ट्यूमर एब्लेशन का मूल्यांकन [34]। माइक्रोबबल कंट्रास्ट एजेंट दुर्लभ प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं से सुरक्षित हैं [34]।

ये दृष्टिकोण नेफ्रोन संख्या, विविध किडनी कार्यों और किडनी फाइब्रोसिस का आकलन करने के लिए आशाजनक उपकरण हैं और यदि उनकी सुरक्षा, प्रभावकारिता और नियामक आवश्यकताएं स्थापित हो जाती हैं तो इन्हें नैदानिक ​​​​उपयोग में परिवर्तित किया जा सकता है।

जैविक द्रव बायोमार्कर

हाल ही में नेफ्रोलॉजी के क्षेत्र में प्रोटिओमिक्स और मेटाबोलॉमिक्स का परीक्षण दिलचस्प और आशाजनक परिणामों के साथ किया गया है। कुछ मामलों में, प्रोटिओमिक या मेटाबॉलिक हस्ताक्षर स्वयं बायोमार्कर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। दूसरों में, वे ऐसे उपकरण हैं जिनका उपयोग व्यक्तिगत बायोमार्कर की पहचान करने के लिए किया जाता है जिनका मूल्यांकन बाद में अधिक पारंपरिक तकनीकों का उपयोग करके किया जाता है। इसके अतिरिक्त, जैविक तरल पदार्थों में आरएनए और डीएनए दोनों बायोमार्कर के रूप में काम कर सकते हैं। इन बायोमार्करों को गुर्दे की बीमारी, हिस्टोपैथोलॉजी, प्रगति, परिणाम या प्रारंभिक बीमारी के साथ अच्छी तरह से सहसंबद्ध होना चाहिए, और उच्च संवेदनशीलता और विशिष्टता के साथ तेजी से, गैर-आक्रामक और विशिष्ट माप की अनुमति देनी चाहिए।

बायोमार्कर का पता लगाने के लिए प्रोटीन और मेटाबॉलिक विश्लेषण

पोंटिलो और मिस्चैक ने 230 पर केशिका इलेक्ट्रोफोरेसिस-मास स्पेक्ट्रोस्कोपी (सीई-एमएस) का उपयोग करके 273 मूत्र पेप्टाइड्स की पहचान की, जो सीकेडी वाले मरीजों और स्वस्थ विषयों के बीच भिन्न होते हैं, अर्थात् मार्कर सीकेडी 273 जिसमें सूजन और ऊतक की मरम्मत में शामिल कोलेजन और प्रोटीन के टुकड़े शामिल हैं। सीकेडी रोगी और 379 नियंत्रण विषय [35, 36]। आगे के अध्ययनों ने पारंपरिक मार्करों की तुलना में सीकेडी की भविष्यवाणी और निदान में सीकेडी73 की संभावित श्रेष्ठता को दर्शाया है, जिसके परिणामस्वरूप अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) को समर्थन पत्र मिला है। 1990 प्रतिभागियों पर किए गए एक क्रॉस-सेक्शनल अध्ययन के अनुसार, सीकेडी273 ने पारंपरिक मार्करों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन किया और ईजीएफआर के साथ एल्बुमिनुरिया की तुलना में बेहतर सहसंबद्ध किया और तेजी से सीकेडी प्रगति की बेहतर भविष्यवाणी की [37]। 2087 प्रतिभागियों पर किए गए एक अन्य अध्ययन में इसी तरह के निष्कर्ष देखे गए, जिसमें बेसलाइन ईजीएफआर, एल्बुमिनुरिया और कोवेरिएबल्स [38] को ध्यान में रखते हुए सीकेडी 273 को सीकेडी जी 3 की भविष्यवाणी में जोड़ा गया था। एल्ब्यूमिन यूरिया के बिना मधुमेह के रोगियों में एक यादृच्छिक नियंत्रित परीक्षण में, सीकेडी273 ने एल्ब्यूमिन्यूरिया के विकास की भविष्यवाणी की [39]। इसके अलावा, एकल मूत्र नमूने के समान सीई-एमएस विश्लेषण का उपयोग अन्य पेप्टिडोमिक्स मार्करों को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है जो उन रोगियों में एल्बुमिनुरिया की तुलना में ईजीएफआर के तेजी से नुकसान की भविष्यवाणी करते हैं जो सीकेडी के लिए वर्तमान ईजीएफआर मानदंडों को पूरा नहीं करते हैं (यानी पहले निदान की अनुमति दे सकते हैं) एल्बुमिनुरिया की तुलना में सीकेडी) [40], या किडनी बायोप्सी में पाए गए किडनी फाइब्रोसिस से संबंधित है [41] या सीकेडी के अंतर्निहित कारण और इसके पूर्वानुमान के बारे में जानकारी प्रदान करें [42, 43]।

किडनी रिस्क इन्फ्लेमेटरी सिग्नेचर (केआरआईएस) में 17 प्रोटीन शामिल हैं जो सीधे तौर पर सूजन में शामिल होते हैं और डायबिटिक किडनी रोग में ईएसआरडी के 10- वर्ष के जोखिम से संबंधित हैं [44]। इस अध्ययन में, टाइप 1 और 2 मधुमेह रोगियों से युक्त तीन अलग-अलग समूहों में 194 परिसंचारी सूजन प्रोटीन का मूल्यांकन किया गया है, जिससे पता चलता है कि टीएनएफ रिसेप्टर सुपरफैमिली सदस्यों के लिए समृद्ध 17 उपन्यास प्रोटीन प्रारंभिक और देर से गुर्दे की कार्यप्रणाली में गिरावट से जुड़े हुए हैं, जिससे मधुमेह के रोगियों में ईएसआरडी होता है। . हालांकि, उन केआरआईएस प्रोटीनों का मुख्य स्रोत, जिसे श्वेत रक्त कोशिकाएं माना जाता है, अभी तक निर्धारित नहीं किया गया है, ईएसआरडी की शुरुआत से कई साल पहले उनकी उपस्थिति अधिक उत्पादन से संबंधित प्रतीत होती है, न कि गुर्दे की निकासी में बाधा उत्पन्न होने से। ईएसआरडी में उनकी पूर्वानुमानित भूमिका के अलावा, केआरआईएस प्रोटीन एक संभावित चिकित्सीय हस्तक्षेप बिंदु प्रदान करते हैं, जैसा कि उन तीन समूहों में से एक में किए गए नैदानिक ​​​​परीक्षण से पता चलता है, जो कि {{7} के जवाब में केआरआईएस प्रोटीन में गिरावट के अनुरूप एल्बुमिनुरिया में गिरावट का प्रदर्शन करता है। }4 मिलीग्राम बारिसिटिनिब, एक जेएके-1/2 अवरोधक [45] के साथ सप्ताह का परीक्षण। इसके अतिरिक्त, निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड (एनएडी) के कुछ मेटाबोलाइट्स को हाल ही में तीव्र गुर्दे की चोट (एकेआई) के जोखिम से जोड़ा गया है [46]।

नेफ्रोलॉजी के क्षेत्र में प्रोटिओमिक्स और मेटाबोलॉमिक्स की भूमिका की जांच करने वाले कई नैदानिक ​​​​परीक्षण (एनसीटी01550393, एनसीटी02743273, एनसीटी00690586, एनसीटी04851145) चल रहे हैं। हालाँकि, इन परीक्षणों से यह प्रदर्शित होना चाहिए कि प्रोटिओमिक्स या मेटाबोलॉमिक्स बायोमार्कर पारंपरिक बायोमार्कर पर अतिरिक्त जानकारी प्रदान करते हैं जो चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक हैं और लागत प्रभावी तरीके से चिकित्सीय निर्णय लेने को बदल सकते हैं। इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि उपन्यास बायोमार्कर की जांच करने वाले अध्ययनों को न केवल एक पहचान समूह की आवश्यकता है, बल्कि एक स्वतंत्र (द्वितीय) सत्यापन समूह की भी आवश्यकता है।

नेफ्रोलॉजी के क्षेत्र में प्रोटिओमिक्स और मेटाबोलॉमिक्स की भूमिका की जांच करने वाले कई नैदानिक ​​​​परीक्षण (एनसीटी01550393, एनसीटी02743273, एनसीटी00690586, एनसीटी04851145) चल रहे हैं। हालाँकि, इन परीक्षणों से यह प्रदर्शित होना चाहिए कि प्रोटिओमिक्स या मेटाबोलॉमिक्स बायोमार्कर पारंपरिक बायोमार्कर पर अतिरिक्त जानकारी प्रदान करते हैं जो चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक हैं और लागत प्रभावी तरीके से चिकित्सीय निर्णय लेने को बदल सकते हैं। इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि उपन्यास बायोमार्कर की जांच करने वाले अध्ययनों को न केवल एक पहचान समूह की आवश्यकता है, बल्कि एक स्वतंत्र (द्वितीय) सत्यापन समूह की भी आवश्यकता है।

इसके अलावा, हाल ही में कई नए बायोमार्कर की पहचान की गई है, कभी-कभी प्रोटिओमिक्स का उपयोग करते हुए, हालांकि वे क्लिनिक में अनुवाद के विभिन्न चरणों में हैं [47]। हाल के वर्षों में 40 से अधिक संभावित बायोमार्कर उभरे हैं और अधिकांश को ग्लोमेरुलर चोट [पोडोकैलिक्सिन (पीसीएक्स)], ट्यूबलर चोट [किडनी चोट अणु 1 (केआईएम-1)], सूजन जैसी विशेषताओं के साथ उनके जुड़ाव के आधार पर क्रमबद्ध किया जा सकता है। [ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर- (टीएनएफ-), टीएनएफ रिसेप्टर्स -1 और -2) [48]] और ऑक्सीडेटिव तनाव [8-ऑक्सो- 7,8-डायहाइड्रो - 2 -डीऑक्सीगुआनोसिन (8-ओएचडीजी)] [47]। सीकेडी बायोमार्कर को विभिन्न प्रकार के पारंपरिक तरीकों जैसे ठोस-चरण फ्लोरोसेंट इम्यूनोपरख, तरल क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री, तरल क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री, उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (एचपीएलसी), और एंजाइम-लिंक्ड इम्यूनोसॉर्बेंट परख (एलिसा) द्वारा पहचाना जा सकता है। 47]. इसके अतिरिक्त, माइक्रोफ्लुइडिक्स छोटे पदचिह्न, स्वचालित संचालन और उच्च स्तर के लचीलेपन के साथ कम नमूना प्रसंस्करण समय की अनुमति देता है, और संभावित रूप से सीकेडी और अन्य रोगविज्ञान के शीघ्र निदान के लिए एक मजबूत, लागत प्रभावी और संचालित करने में आसान उपकरण प्रदान कर सकता है। घटनाएँ [47]।

झिल्लीदार नेफ्रोपैथी वयस्कों और हेमटोपोइएटिक स्टेम सेल ट्रांसप्लांट (एचएसटी) रोगियों में नेफ्रोटिक सिंड्रोम का सबसे आम कारण है। हाल ही में एंटी-फॉस्फोलिपेज़ ए2 रिसेप्टर (पीएलए2आर) एंटीबॉडी के विवरण के बाद, ऑटोएंटीजन की एक श्रृंखला की पहचान की गई है, एक बायोमार्कर जो दिशानिर्देशों के अनुसार अब झिल्लीदार नेफ्रोपैथी वाले रोगियों में किडनी बायोप्सी की जगह ले सकता है [49]। एचएसटी [50] के बाद झिल्लीदार नेफ्रोपैथी के 80% से अधिक मामलों में एंटी-प्रोटोकैडेरिन एफएटी1 एंटीबॉडी पाए जाते हैं। एंटी-पीएलए2आर एंटीबॉडी-नकारात्मक प्राथमिक झिल्लीदार नेफ्रोपैथी वाले मरीजों में एंटी-थ्रोम्बोस्पोंडिन प्रकार -1 डोमेन-युक्त 7ए एंटीबॉडी हो सकता है [51, 52]। इसके अतिरिक्त, बायोप्सी-सिद्ध न्यूनतम परिवर्तन रोग रोगियों के एक उपसमूह में सीरोलॉजिकल और इम्यूनोहिस्टोकेमिकल अध्ययनों के माध्यम से एंटी-नेफ्रिन एंटीबॉडी का पता लगाया गया है [53]।

AKI के बायोमार्कर का क्षेत्र भी बहुत सक्रिय है; मूत्र इंसुलिन जैसा विकास कारक-बाध्यकारी प्रोटीन -7 (आईजीएफबीपी -7) और मेटालोप्रोटीज के ऊतक अवरोधक -2 (टीआईएमपी -2) परीक्षण अब ब्रांड नाम के तहत नैदानिक ​​​​उपयोग में हैं नेफ्रोचेक [47, 54]। किडनी ट्यूबलर चोट के परिणामस्वरूप रक्त और मूत्र बायोमार्कर निकलते हैं [55]। मूत्र संबंधी किम -1, यकृत-प्रकार फैटी एसिड बाइंडिंग प्रोटीन (एल-एफएबीपी), आईजीएफबीपी -7 और टीआईएमपी -2 समीपस्थ नलिका से स्रावित होते हैं, जबकि यूरोमोडुलिन (यूएमओडी) को समीपस्थ नलिका से स्रावित किया जाता है। हेनले का लूप और न्यूट्रोफिल जिलेटिनेज-संबंधित लिपोकेलिन (एनजीएएल) डिस्टल नलिकाओं से उत्पन्न होता है [55]। ये बायोमार्कर संभावित रूप से घायल नलिकाओं के विशिष्ट खंडों का स्थानीयकरण कर सकते हैं। सूजन, मरम्मत और फाइब्रोसिस [55] में शामिल बायोमार्कर एकेआई से सीकेडी में संक्रमण की भविष्यवाणी भी कर सकते हैं, गुर्दे की शिथिलता और चोट के बीच अंतर करने में मदद कर सकते हैं, एकेआई प्रबंधन का मार्गदर्शन कर सकते हैं, और तीव्र अंतरालीय नेफ्रैटिस [55] जैसी बीमारियों के निदान में सुधार कर सकते हैं। इसके अलावा, कुछ बायोमार्कर AKI के नैदानिक ​​परीक्षणों में उपयोग के लिए तैयार हैं और कुछ नैदानिक ​​सेटिंग्स में प्रबंधन का मार्गदर्शन कर सकते हैं। किडनी प्रिसिजन मेडिसिन प्रोजेक्ट किडनी ऊतक एटलस बनाने और नेफ्रॉन स्वास्थ्य का मूल्यांकन करने के लिए बायोमार्कर के उपयोग को बढ़ाने का एक सतत प्रयास है [55]।

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