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7種類の尿毒症毒素の定量のための2つの迅速かつ正確な液体クロマトグラフィー・タンデム質量分析法。急性腎障害の状況下での尿毒症毒素の蓄積速度論的プロファイルを記述するためのアプリケーション
Two rapid, accurate liquid chromatography tandem mass spectrometry methods for the quantification of seven uremic toxins: An application for describing their accumulation kinetic profile in a context of acute kidney injury.
PMID: 32615535 DOI: 10.1016/j.jchromb.2020.122234.
抄録
急性腎障害（AKI）は、重篤な患者に頻繁に起こる重篤な合併症である。腎代替療法を速やかに開始したとしても、急性腎障害は尿毒症毒素（UT）と呼ばれる代謝性廃棄物の急性蓄積を引き起こす可能性がある。尿毒症の蓄積とその影響は慢性腎臓病（CKD）では広く報告されているが、AKIではほとんどデータがない。急性期に蓄積したUTsのルーチン血液モニタリングを容易にするためには、簡単なサンプル調製で、迅速、高感度、特異的な方法が必要である。我々は、ヒト血清中の7つのUTを定量するために、2つの高速液体クロマトグラフィー・タンデム質量分析法を開発し、有効性を検証した。1つ目の方法（負イオン化モード）では、5種類のUT（ヒプール酸(HA),硫酸インドキシル(IxS),硫酸パラクレスル(pCS),パラクレスルグルクロニド(pCG),3-カルボキシ-4-メチル-5-プロピル-2-フランプロピオン酸(CMPF)）を定量することができた。第二の方法（正イオン化モード）では、2つのUT（インドール-3-酢酸（IAA）とトリメチルアミンN-オキシド（TMAO））の定量が可能です。サンプル調製は、少量の血清（50μL）の脱タンパク化から構成されています。ネガティブイオン化モードとポジティブイオン化モードでのすべてのUTのアッセイに必要なランタイムは、それぞれ2.5と2分しかありませんでした。校正標準および品質管理の調製のための信頼性の高い、毒素のないマトリックスを得るために、血清は活性炭で前処理された。これらの方法を用いて、心臓手術後にAKIを発症した8人の患者におけるUT蓄積の時間経過を決定した。検量線はすべてのUTについて0.1～100μgmLの範囲であり（IAAを除く：0.5～100μgmL）、相関係数はすべて0.999以上であった。これらの方法は再現性、再現性、正確性があり、すべての変動係数およびバイアスは15％以下であった。AKI患者で測定された最高濃度は、CKDステージ4および5で報告された濃度よりも低かったが、腎機能障害のない患者で観察された濃度よりも高かった（特にIxSおよびpCSについて）。また、他の毒素（IAA、HA、TMAO、pCG、CMPF）の蓄積も低かった。UT濃度はクレアチニンよりも早くは上昇しなかったが、一部の化合物ではクレアチニンよりもベースラインへの復帰に時間がかかった。最後に、AKI（特にpCSとIxS）の予後マーカーとしてUTの蓄積の時間経過を評価することは有望であり、より多くの患者で継続していくべきである。
Acute kidney injury (AKI) is a frequent, serious complication in critically ill patients. Even if renal replacement therapy is rapidly initiated, AKI may lead to the acute accumulation of metabolic waste products called uremic toxins (UTs). Although the accumulation and effects of UTs have been extensively described in the setting of chronic kidney disease (CKD), few data are available for AKI. A rapid, sensitive, specific method with simple sample preparation is required to facilitate routine blood monitoring of UTs in a context of acute accumulation. We have developed and validated two fast liquid chromatography tandem mass spectrometry methods for the quantification of seven UTs in human serum. The first method (in negative ionization mode) enables the quantification of five UTs (hippuric acid (HA), indoxyl sulfate (IxS), para-cresyl sulfate (pCS), para-cresyl glucuronide (pCG), 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropionate (CMPF)). The second method (in positive ionization mode) enables the quantification of two UTs (indole-3-acetic acid (IAA), and trimethylamine N-oxide (TMAO)). Sample preparation consisted of the deproteinization of a small volume of serum (50 µL). The run-times required to assay all the UTs in negative and positive ionization modes were only 2.5 and 2 min, respectively. In order to obtain a reliable, toxin-free matrix for the preparation of calibration standards and quality controls, serum was pretreated with activated charcoal. We used these methods to determine the time course of UT accumulation in eight patients who developed an AKI after cardiac surgery. The calibration curves ranged from 0.1 to 100 µg mL for all the UTs (except for IAA: 0.5 to 100 µg mL), and the correlation coefficients were above 0.999 for all. The methods were reproducible, repeatable, and accurate, with all coefficients of variation and biases below 15%. The highest concentrations measured in patients with AKI were lower than those reported in CKD stages 4 and 5 but higher than those observed in patients with no impairment of renal function (particularly for IxS and pCS). Our results also highlighted low accumulation of the other toxins (IAA, HA, TMAO, pCG, and CMPF). The UT concentrations did not rise earlier than that of creatinine; although the return to baseline took longer than for creatinine for some compounds. Lastly, assessment of the time course of UT accumulation as a prognostic marker for AKI (particularly for pCS and IxS) appears to be promising and should be continued in a larger number of patients.
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