HDFは赤血球寿命を延長するか?~可能性と限界~

血液浄化

 おはこんばんちはなら。

 最近色々凹むことも多い筆者ですが、まぁのらりくらり、色々なこと考えながら生活しております。

 そんな中、ブログネタも探して生活している訳ですが、別の調べ物をしている時に面白そうな論文を見つけたのでご紹介しようと思います。

 このネタに関しては、HDFが始まった当初より議論の的となっているところではありますが、実のところ良く分かっていません。

 そんな中、こんな結果出たよーという報告ですので読んでみる価値はあるかもしれません。

 では行きましょう。HDFと貧血の世界へようこそ。

要旨

はじめに

尿毒症毒素による赤血球寿命の短縮は、末期腎不全(ESRD)における貧血の重要な機序である。 従来の血液透析では赤血球寿命は改善しない。ESRD患者における血液透析濾過(HDF)の赤血球寿命短縮に対する有効性はまだ評価されていない。

方法

維持血液透析を受けているESRD患者23人を登録した。 性別、年齢、透析歴、透析前ヘモグロビン(Hb)、血中尿素窒素(BUN)、インタクト副甲状腺ホルモン(iPTH)、シングルプールKt/V(spKt/V)、血漿インドフェノール硫酸塩(IS)のベースラインデータを収集した。 HDFを1回行う前と後の赤血球寿命を比較した。 その結果、ベースラインのデータとの相関分析が行われた。

結果

赤血球寿命は、ベースラインの73日(66、89日)から、1回のHDF治療後には77日(71、102日)に増加した(p = 0.034)。 一方、血漿中IS濃度は113.05(80.67、133.05)mg/Lから83.87(62.98、96.78)mg/Lに減少した(p < 0.001)。 赤血球寿命の延長は、Hb濃度と負の相関があった。 結論 1回のHDF治療は、維持血液透析を受けているESRD患者の赤血球寿命を改善し、ベースライン時のHDF前の貧血がより重度であるほど、赤血球寿命の延長がより大きくなることと関連した。

Limitation

 というわけでabstractをご紹介しました。

 この研究は珍しくアジア圏で行われた研究です。その為、ある程度は日本人にも適応できるのではないか?という希望が持てます。

 但し、この論文に記載が無いためLimitationとして記載しますが、HDFのmodalityの記載がありません。また、CVに関しても何L/Hで置換を行ったのかに対する記載が欠けています(修正HDFというのが正直何を指すのかよく分かりませんでした)。

 中大分子量タンパク結合尿毒素を除去するにはそれなりの置換量が必要になると思われます。また、それに伴いアルブミン漏出量も恐らく増大するでしょう。

 海外のヘモダイアフィルターはアルブミン漏出量を抑えるタイプが多いため、もしかしたらその部分の心配はないのかもしれません。論文中で使われているヘモダイアフィルターもポリフラックスH14であることから、シャープなヘモダイアフィルターを使用した研究であることが伺えます。

 その部分が、本邦で比較検討する際に材料不足となってしまう部分です。

 その為、本邦でこれに続いた研究が行われることが望まれます(自分でやれよ)。

あとがき

 今回はHDFによる赤血球寿命の延長についての論文を紹介しました。

 まぁしっかり査読を受けて発表されているので内容には問題ないのでしょう。

 血漿インドフェノール硫酸塩(IS)の測定は保険適応外でしょうから、いくらかかるんだろう…とか思ったりします。難しそう。ただ、これ以外にも何か未知の尿毒症物質が赤血球の寿命に関与していると伺えるそうなので、その部分はこれから明らかになる・・・・のかな~(遠い目

 とまぁ人任せなわけですが、筆者もいつかは研究とかしてみたいですね。出来たらいいな~。

 翻訳記事全文はいつも通り下記に掲載しますので、お時間がある方はご覧ください。

 では今回もこの辺で。

 まったね~ノシ

翻訳全文

Hemodiafiltration improves red blood cell lifespan in patients with end‐stage renal disease

血液透析濾過は、末期腎疾患患者の赤血球寿命を延長する

Ying Jiang, 1 Jiu‐Hong Li, 1 Jun‐Feng Luo, 2 Quan‐Sheng Han, 3 Sheng‐Lang Zhu, 1 Yong‐Jian Ma, 2 and Hou‐De Zhang

Semin Dial. 2022 May-Jun; 35(3): 215–221.

Published online 2021 Nov 4. doi: 10.1111/sdi.13037

要旨

はじめに

尿毒症毒素による赤血球寿命の短縮は、末期腎不全(ESRD)における貧血の重要な機序である。 従来の血液透析では赤血球寿命は改善しない。ESRD患者における血液透析濾過(HDF)の赤血球寿命短縮に対する有効性はまだ評価されていない。

方法

維持血液透析を受けているESRD患者23人を登録した。 性別、年齢、透析歴、透析前ヘモグロビン(Hb)、血中尿素窒素(BUN)、インタクト副甲状腺ホルモン(iPTH)、シングルプールKt/V(spKt/V)、血漿インドフェノール硫酸塩(IS)のベースラインデータを収集した。 HDFを1回行う前と後の赤血球寿命を比較した。 その結果、ベースラインのデータとの相関分析が行われた。

結果

赤血球寿命は、ベースラインの73日(66、89日)から、1回のHDF治療後には77日(71、102日)に増加した(p = 0.034)。 一方、血漿中IS濃度は113.05(80.67、133.05)mg/Lから83.87(62.98、96.78)mg/Lに減少した(p < 0.001)。 赤血球寿命の延長は、Hb濃度と負の相関があった。 結論 1回のHDF治療は、維持血液透析を受けているESRD患者の赤血球寿命を改善し、ベースライン時のHDF前の貧血がより重度であるほど、赤血球寿命の延長がより大きくなることと関連した。

はじめに

貧血は末期腎不全(ESRD)の主要な症状であり、ESRD患者の重要な予後因子である。 赤血球(RBC)の破壊を促進する上で、尿毒症毒素が重要な役割を果たしている。 ESRDの主な延命治療法である従来の血液透析は、赤血球寿命の短縮を緩和する効果はない。最近の大規模サンプル観察研究および多施設ランダム化比較試験から、従来の血液透析よりも血漿中の中・大分子の尿毒症性毒素を除去するオンライン血液透析濾過(HDF)が、エリスロポエチン療法の必要性を減らし、赤血球補充をサポートできることが示されている。特にインドフェノール硫酸(IS)やアクロレインなどの中・高分子の尿毒症毒素がエリプソシスと赤血球死を刺激することを示すin vitroのデータは、HDFを介した尿毒症毒素の除去が赤血球破壊を軽減する可能性を示唆している。 赤血球寿命とは、赤血球が骨髄から放出された後、循環中に生存する期間を指す。 健康な人の平均赤血球寿命は約120日である。 赤血球寿命の短縮は、加速された赤血球破壊の信頼できるマーカーである。 しかし、51Cr、15N-グリシン、ビオチンなどの古典的な赤血球マーカーは、測定に数週間から数ヶ月かかるため、赤血球破壊に対するHDFの影響を即座にモニターするためには使えない。 幸いなことに、呼気中の内因性COは、主に赤血球破裂後のヘモグロビン(Hb)分解に伴うヘム酸化に由来するという発見に基づくLevittのCO呼気テストは、古典的な方法で得られた結果と同様の結果を15分以内に赤血球寿命を測定するために使用することができる。 Medinaらは、この簡便、迅速、正確な検査法を用いて、生体適合性の低い酢酸セルロース膜透析器を用いた血液透析では、赤血球寿命がさらに低下することを見いだした。 一方、我々は、生体適合性に優れた合成ポリエーテルスルホン膜透析器を用いた血液透析では、赤血球寿命に影響を与えないことを見出した。以上の観察に基づき、本研究の目的は2つあった。 第一に、維持血液透析を受けているESRD患者の赤血球寿命を調べるために、LevittのCO呼気試験を試みた。 次に、ポリフラックス膜透析器を用いた1回のオンラインHDF治療で赤血球寿命が延長するかどうかを検討した。

方法

2.1. 研究対象

中国深センにある広東医科大学南山病院(華中科技大学連合深セン病院)の外来透析クリニックから、維持血液透析を受けているESRD患者23人のグループを2019年4月から2020年4月の間に募集した。 全患者は週3回の血液透析(1回4時間)を受けていた。 組み入れ基準は、18歳以上、透析歴3ヵ月以上、非喫煙者または3ヵ月以上前に禁煙していることであった。 除外基準は、悪性腫瘍、血液疾患、急性感染症、参加意思のない者とした。 ESRDは2012年KDOQIガイドラインに従って診断された。 本研究は、ヒト試験に関する倫理基準を遵守し、世界医師会ヘルシンキ宣言(東京2004年改訂版)に従って倫理的に実施された。 研究プロジェクトのプロトコルは、広東医科大学南山病院(華中科技大学連合深圳病院)の倫理委員会によって承認された(No.2017080101)。 すべての患者は、本研究への参加について書面によるインフォームドコンセントを提供した。 本研究は中国臨床試験登録(ChiCTR2100043150)に登録された。

ベースラインデータの収集

患者登録時の一般的な臨床データと検査所見を収集した。ベースライン値として、性別、年齢、透析歴、腎不全の原疾患、透析前のHb、血中尿素窒素(BUN)、インタクト副甲状腺ホルモン(iPTH)、シングルプールKt/V(spKt/V)を含む。 ルーチンの血液分析はSysmex XN全自動血液分析装置と付属試薬で行った。 BUNのルーチン生化学分析は、日立7600自動生化学分析装置と関連試薬で行った。 iPTH分析は、Siemens全自動化学発光免疫測定装置と補助試薬で行った。 検体を検査する前に、試薬キットの取扱説明書に従って、標準物質を用いて検量線作成と品質曲線管理を行った。

HDF手順

対象患者に対して、午前中に4時間の希釈後HDFセッションを実施した。 オンラインHDF機能付きFresenius 5008S透析装置とGambro Polyflux 140Hダイアライザーを使用した。 血液流量は230~280ml/minに設定した。 平均して17 Lの補液が注入された。

赤血球寿命の測定

赤血球寿命の測定には、LevittのCO呼気試験が適用された。呼気試験の原理は、平均赤血球寿命は、Hb分解によるCOの総容量÷1日に放出されるCO量として測定できるというものである。 研究計画に従って、HDF前後の赤血球寿命をそれぞれ測定した。 HDFの5分前とHDF終了直後に肺胞気サンプルを採取した。 各肺胞気体サンプル採取の直後、Sysmex XN全自動血液学分析装置によるHb濃度測定用と血漿IS測定用(下記参照)の二重静脈抗凝固剤サンプルを採取した。 肺胞気体サンプル採取の手順は以下の通りである: 深い吸気の後、各被験者に10秒間呼吸を止め、マウスピースから採取システムに息を吐き出すよう指示した。 システムは、デッドスペースガスを含むと考えられる最初の300mlの体積を廃棄し、その後の肺胞空気をホイル収集バッグに導いた。 必要に応じて、採取した空気サンプルが1000mlに達するまでこの手順を繰り返した。 こうして充填された1000mlの袋はすぐに切り離され、密封された。 大気サンプルは呼気サンプリングの直後に採取した。 肺胞気中サンプルと大気サンプルは室温で保存し、3日以内に分析した。 赤血球寿命の測定に使用した装置はELSテスター(Seekya Biotec Co. 7 この装置の操作には3つのステップがある: (1)肺胞サンプルと環境サンプルの添加、(2)Hb濃度の入力、(3)スタートボタンの押下。 各評価の測定と計算は15分以内に完了した。

2.5. 血漿IS測定

HDF前後の血漿IS測定のサンプリング時間は、赤血球寿命測定のそれと全く同じであった(上記参照)。 血漿ISレベルの測定には、Thermo Fisher U3000高速液体クロマトグラフを用いた。各血漿サンプル(正確にピペッティングした300μl)を400μlのアセトニトリルと合わせ、4800回転/分で30分間遠心した。 その後、上清200μlをオートサンプラーボトルにピペッティングし、そのうち5μlをサンプルに注入した。 クロマトグラフィー分離は、Ultimate XB-C18液体クロマトグラフィーカラムで、10 mmol/L酢酸と2.7 mmol/Lトリフルオロ酢酸水溶液の初期移動相AとアセトニトリルのB相溶液(A:B = 82.5:17.5)で10分間行った。 10分目に移動相をA:B=55:45に変更し、10分間維持した。注入間隔の平衡化時間は10分間であった。 全プロセスに要した時間は30分であった。 IS標準曲線の設定は、1.0、5.0、10.0、15.0、20.0mg/Lであった。

統計分析

1回のHDFセッション後の赤血球寿命の変化、および赤血球 寿命の変化とISの変化およびベースラインの臨床パラメータとの 関係を、SPSS 22.0(SPSS for Windows, version 22, SPSS, Chicago, IL)で分析した。 正規分布データは、標準偏差(SD)を伴う平均値として報告される。 正規分布でないデータは中央値と四分位範囲(IQR)で報告される。 カウントはパーセンテージで報告されている。 正規分布と非正規分布のデータセット間の相関を分析するために、それぞれPearson分析とSpearman分析を用いた。 正規分布と非正規分布のデータについて、HDF治療前と治療後のデータを比較するために、それぞれ対のt検定とノンパラメトリック検定を行った。 すべての場合において、p<0.05を統計的に有意とみなした。

結果

3.1. 患者の特徴

維持血液透析を受けているESRD患者23人が登録された。 臨床的特徴とベースラインの検査値を表1に示す。

3.2. 赤血球寿命と血漿ISの変化

図1と表2の箱ひげ図に示されているように、1回のHDFセッションは、ESRD患者の赤血球寿命中央値を73(66、89)日から77(71、102)日に有意に増加させた(p = 0.034)。 一方、HDFセッションは、血漿IS濃度の中央値を113.05(80.67、133.0547)mg/Lから83.867(62.9785、96.7846)mg/Lに減少させた(p<0.001)。

グラフ, 箱ひげ図

自動的に生成された説明血液透析濾過(HDF)前とHDF後の赤血球(RBC)寿命(A)および血清インドフェノール硫酸塩(IS)レベル(B)のHDF1回前と1回後の比較。

3.3. 赤血球寿命の変化と変数の相関

HDF後の赤血球寿命の変化と、年齢、性別、透析年数、spKt/V、IS、Hb、BUN、iPTH値などのベースライン特性との関係を調べるために、スピアマンの二変量相関分析を行った。 図2に示すように、赤血球寿命の増加はHbと逆相関することがわかった(r = -0.577、p = 0.004)。 他のパラメータとの相関は見られなかった(図3、4、4、55)。

4.議論

従来の血液透析を受けているESRDの非喫煙患者17人のコホートでは、赤血球寿命に有意な差が見られなかったという我々の以前の研究とは対照的に、今回の被験者内対照研究では、ESRDと診断された維持血液透析患者23人において、HDF治療を1回行っただけで、赤血球寿命が直ちに有意に延長することが明らかになった。 この寿命延長は、血漿中IS濃度の減少を伴っており、治療前の貧血の程度が大きいほど、赤血球寿命の延長は大きかった。 Logeら14人は、慢性腎不全患者の赤血球を健常者に輸注すると、これらの細胞では正常な赤血球寿命が回復するのに対し、健常者の赤血球を慢性腎不全患者に輸注すると、輸注した赤血球の寿命が短くなることを見いだした。 これらの研究から、赤血球に直接毒性を及ぼす血漿成分(おそらく尿毒症毒素)は、従来の透析では効果的に除去できないことが示唆される。 本研究では、1回のHDF治療で赤血球の寿命が劇的に延び、その差は約5日であった。 これらの結果は、尿毒症患者の血漿中の赤血球毒性分子は、HDFによって消去できる中型から大型の尿毒症毒素であることを示しており、修正HDF(すなわち、オンライン内因性再灌流を伴うHDF)←?で治療した患者では末梢赤血球の崩壊が減少したことを発見したSirolliらの所見を裏付けている。 したがって、HDFが従来の血液透析に比べて、エリスロポエチン療法の必要性を減らし、貧血を改善しやすくするメカニズムには、中~大の尿毒症性毒素の除去による赤血球寿命の延長が関与していると仮定するのが妥当である。さらに、赤血球寿命の改善の大きさは、HDF治療前の貧血の程度と負の相関があることがわかった。 その結果、HDF治療前の貧血が最も重症であったESRD患者が、HDF治療後に赤血球寿命の最大の改善を示した。 このことから、より重度の貧血を持つESRD患者は、中~大の尿毒症毒素の血中濃度が高いと推測される。 尿毒症毒素ISは、タンパク質結合分子としてよく研究されている。 In vitroの細胞実験において、Ahmedらは、IS(50-600μM)が赤血球表面のホスファチジルセリン露出を増加させ、赤血球容積を減少させ、細胞質Ca2+活性とセラミド濃度を増加させることによってエリプソシスを促進することを示した。 IS濃度が高いほど、より顕著な効果が得られた。 血液濾過は、血漿からISを効果的に除去できることが証明されている。 例えば、Abadらは、1回のHDF処理でISを平均48.7±14.1%減少させることができたと報告している。 我々の研究で観察された、1回のHDF治療後のISのクリアランスの即時性は、HDF後の赤血球寿命の拡大が血漿からのISのクリアランスに関係しているかもしれないという考えと一致する。 しかし、HDF後のIS濃度と赤血球寿命の変化との間に有意な相関は観察されなかった。 同様に、BUN、BUNクリアランス(Kt/V)、iPTHも赤血球寿命変化と相関しないことが我々の研究で示されていた。 つまり、まだ同定されていない別の毒素が、これらの因子よりも顕著に赤血球の生存に影響している可能性がある。この研究の大きな限界は、サンプルが少なく単一施設で行われたことである。 したがって、赤血球寿命の変化に影響を及ぼす因子を同定する力はなかった。 今後の研究では、HDF前後の血漿が健常ドナーの赤血球の完全性に及ぼす影響を比較するために、in vitroでの赤血球培養試験が必要であろう。 とはいえ、この患者集団において、1回のHDFで赤血球の寿命が劇的に延びるという知見は、臨床的に重要である。 連続HDF治療により、さらなる改善が期待できるかもしれない。

5.結論

1回のHDF治療で、ESRD患者の赤血球寿命が改善し、その効果の大きさは、最も重度の貧血患者で最大であった。 HDFが赤血球寿命を改善するメカニズムは、中分子から高分子の尿毒症毒素の除去に関係している可能性がある。 定期的な集中的HDFは難治性ESRD貧血を改善する可能性がある。

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