Sıvı kromatografisi-kütle spektrometresi ve rutin spektrofotometrik yöntemler ile ölçülen kreatinin düzeylerinin karşılaştırılması ve EGFR hesabı üzerine etkisinin değerlendirilmesi
Comparision of creatinine levels measured by liquid chromatography-mass spectrometry and routine spectrophotometric methods and evaluation of their effects on GFR calculation
Yazar: CEMİL NURAL
Danışman: PROF. DR. GÜLSEN YILMAZ
Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Böbrek hastalıkları = Kidney diseases ; Böbrek yetmezliği-kronik = Kidney failure-chronic ; Dimetilarginin = Dimethylarginine ; Epidermal büyüme faktörü = Epidermal growth factor ; Kreatin = Creatine ; Kromatografi-sıvı = Chromatography-liquid ; Kütle spektrometri = Mass spectrometry ; Sistatinler = Cystatins

Özet:
Böbrek Hastalıkları ve özellikle çeşitli nedenlere bağlı olarak, fonksiyonel nefronların kronik, ilerleyici ve geri dönüşümsüz kaybının görüldüğü Kronik Böbrek Hastalığı (KBH), dünyada ve ülkemizde önemli bir halk sağlığı sorunudur. Böbrek yetmezliği, önlenebilir veya ilerlemesi geciktirilebilen bir durum olduğu için böbrek fonksiyonunun ve dolayısıyla glomerüler filtrasyon hızının (GFR) doğru göstergelerle tespit ve izlemi önemlidir.  Ölçümünün zor ve zahmetli olması nedeniyle doğrudan GFR ölçümü yerine denklemlerle hesaplanan GFR (eGFR) yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüze kadar geliştirilen en az 40'a yakın eGFR formülleri içinde yaygın olarak kabul gören ve hem uluslararası hem de ulusal kullanımı önerilen CKD-EPI denkleminde kreatinin biyokimyasal olarak ölçümü yapılan tek parametre olarak yer almaktadır. Ayrıca GFR'nin izleminde serum kreatinin seviyelerinin tekrarlı ölçümlerle takibinin tek başına yeterli olduğu kabul görmektedir. Bu nedenlerle böbrek fonksiyonunun belirlenmesi açısından kreatinin düzeyleri yüksek hassasiyette analiz edilmesi gereken önemli bir parametredir. Kreatinin analizi için klinik laboratuvarlarda en çok Jaffe yöntemi kullanılmakta olup, bu yöntem alkali ortamda pikrik asitle renk veren kreatininin spektrofotometrik olarak ölçümüne dayanmaktadır. Ancak bu yönteme proteinler, biluribin, ketonlar gibi maddeler girişim yaparak yanlış ölçümlere neden olabilmektedir. Ayrıca kreatinin değerlerinin düşük olduğu aralıkta doğru sonuç verebilmesi için ölçülen yöntemin hassasiyeti kritik önemi sahiptir. Bu nedenlerle yaygın olarak kullanılan bir klinik parametre olmasına rağmen doğru kreatinin ölçüm yöntemi hakkındaki çalışmalar güncelliğini korumaktadır. Kreatinin tayininde testin doğruluğunu ve hassasiyetini sınırlandıran analitik sorunlar, GFR tahmini için kullanılan formüllerde yer almak üzere alternatif biyokimyasal parametre arayışına girilmesine yol açmıştır. Bu nedenle kreatinine alternatif olarak sistatin C, Beta Trace Protein (BTP) ve Simetrik-Dimetil Arjinin (SDMA) gibi düşük moleküler ağırlıklı proteinler renal belirteç olarak önerilmektedir. Bunlar arasında en çok tercih edilen, hatta rutinde kullanımı olan sistatin C ile ilgili GFR hesaplama formülleri Sağlık Bakanlığımız tarafından da önerilmektedir. 
Çalışmamızda kreatinin miktar tayini için numune hazırlığı ve kullanım kolaylığı, hızlı sonuç vermesi ve yüksek hassasiyette olması sebebiyle sıvı-kromatografisi kütle spektrometresi (LC-MS/MS) ölçüm yöntemini referans yöntem olarak belirledik. Yöntemimizin geçerli kılınması için yöntem validasyon çalışmalarını gerçekleştirdikten sonra rutin kullanımdaki Jaffe yöntemi temelli kitlerin yanı sıra yine enzimatik kreatinin ölçümüne dayanan kitlerle analiz edilen kreatinin sonuçlarıyla da karşılaştırdık. Elde edilen sonuçların CKD-EPI eGFR hesaplamasına olan etkisini inceledik. Bu verilerin doğruluğunu irdelemek için ayrıca standart referans materyal olan SRM 967a'yı farklı kreatinin yöntemleri ile çalıştık. Alternatif belirteç olarak ise sistatin C ve BTP'yi nefelometre (BNII, Siemens) cihazında ve SDMA'yı ise LC MS/MS cihazlarında analiz ettik ve sonuçları referans yöntem olan LC MS/MS kreatinin sonuçları ile karşılaştırdık. Ayrıca sistatin C sonuçları ile sistatin C bazlı eGFR ve sistatin C ve kreatinini içeren kombine eGFR formülü ile hesaplamasını yaptık ve yaygın kullanımda olan CKD-EPI ile karşılaştırdık. Elde edilen tüm eGFR sonuçlarını KBH evrelemesine olan etkisi inceledik.
Çalışmamızın sonucunda referans olarak kullandığımız ve valide ettiğimiz LC-MSMS kreatinin yönteminin SRM 967a ile yaptığımız doğrulama çalışmasında seviye 1 (0,85 mg/dL) için 0,84 mg/dL ve seviye 2 (3,87 mg/dL) için 3,95 mg/dL sonuçlarını elde ettik. Referans LC-MSMS yöntemi ile karşılaştırdığımızda Jaffe ve enzimatik kreatinin yöntemleri ile güçlü korelasyon ve regresyon analizinde de uyumlu sonuçlar elde ettik. Alternatif belirteç olarak belirlediğimiz sistatin C, BTP ve SDMA sonuçlarından sistatin C ile yüksek seviyede (r2= 0,91) olmak üzere tüm belirteçler ile pozitif korelasyon elde ettik. Kreatinin ölçüm yöntemlerinden hesaplanan eGFR, sistatin C ve sistatin C+kreatinin ile kombine olan eGFR değerlerini, LC-MSMS kreatinin verilerine göre elde edilen eGFR ile karşılaştırdığımızda yine güçlü korelasyon ve uygun regresyon analiz sonuçları elde ettik. 
Klinik karar açısından büyük önemi olan testlere ait yöntemlerin laboratuvarlar arası standardizasyonun yapılması önerilmektedir. Bunun için standart referans materyaller (SRM) ya da referans bir yöntem kullanılabilir. Rutin yöntemde kullandığımız Jaffe yönteminin, LC-MSMS referans yöntemi ile uyumlu sonuçlar vermesine rağmen hem hesaplanan GFR değerlerinde yüksek standart sapmalara, hem de KBH evrelemesinde farklılaklar neden olabildiği için referans yöntem ya da SRM'ler ile doğrulanmasını önermekteyiz. Ayrıca referans yöntem LC-MSMS kullanılarak karşılaştırma çalışmaları ile daha iyi sonuçlar elde ettiğimiz enzimatik kreatinin yöntemi rutinde Jaffe yerine tercih edilebilir. Alternatif belirteç olarak kullanılan sistatin C'nin, kreatinin ile birlikte eGFR hesaplanmasında daha doğru ve uyumlu sonuçlar verebileceğini düşünmekteyiz. Elde ettiğimiz sonuçlar ışığında özellikle düşük kreatinin seviyelerine sahip pediyatrik ve geriatrik hasta popülasyonunda kreatinin ölçümleri için bir high-sensitif kreatinin (hs-Kreatinin) yöntemine ihtiyaç duyumaktadır ve bu yönüyle kreatinin ölçümleri için LC-MSMS rutin kullanımı uygun olabilir.

Abstract:
Kidney Diseases and especially Chronic Kidney Failure, which has chronic, progressive and irreversible loss of functional nephrons due to various reasons, is an important public health problem in all over the world and in our country. Since renal failure is a condition that can be prevented or delayed, therefore it is important to detect and monitor kidney function and glomerular filtration rate (GFR) with accurate markers. Because of direct GFR measurement is difficult and also labored, estimated GFR is widely used instead. Creatinine is the only parameter that can be measured biochemically in the CKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration) equation, which is one of the accepted over fourty eGFR equations that recommended for international and national use.  Repeated measurement of serum creatinine levels is considered a sufficient parameter in monitoring GFR. Therefore, creatinine levels should be analyzed with high sensitivity in terms of determining kidney function. Jaffe method is mostly used in clinical laboratories for creatinine analysis and is based on spectrophotometric measurement of creatinine, which gives color with picric acid at alkaline media. Such as proteins, bilirubin and ketones substances can interfere with this method and cause false results. Further, sensitivity of the performed method is critical for accurate results in low creatinine values range. Therefore, creatinine is a commonly used clinical parameter, yet research on the accuracy of the measurement method remains current. Limitations in accuracy and precision in creatinine measurement have led to the search for new biomarkers. Low molecular weight proteins such as cystatin C, Beta Trace Protein (BTP) and Symmetric-Dimethyl Arginine (SDMA) are recommended as an renal marker as an alternative to creatinine. Among these, GFR calculation formulas related to cystatin C, which is the most preferred in routine use, are also recommended by our Ministry of Health. 
In our study, we determined liquid-chromatography mass spectrometry (LC-MS / MS) measurement method as the reference method for ease of sample preparation and use, rapid results, and high sensitivity for creatinine quantification. After LC-MSMS creatinine method validation studies, we also compared the results of Jaffe method and enzymatic method with creatinine results. We examined the effect of the obtained results on CKD-EPI eGFR calculation. In order to examine the accuracy of these data, we also used standard reference material SRM 967a with different creatinine methods. As an alternative marker, we analyzed cystatin C and BTP by nephelometer (BNII, Siemens) and SDMA by LC MS / MS. Then, we compared the results with creatinine measurement using reference method LC MS / MS. Also, after calculating the cystatin C results with the cystatin C based eGFR and also the combined eGFR equation with cystatin C and creatinine, we compared the results with the commonly used CKD-EPI. We examined the effect of all eGFR results obtained on classification of chronic renal failure.
As a result of our reference LC-MS / MS creatinine method, for accuracy study two levels (0.85 mg / dL and 3.87 mg / dL) of the SRM967a material we used concentrations were 0.84 mg/dL and 3.95 mg/dL respectively. Compared to the reference LC-MS / MS method, we found a strong correlation with Jaffe and enzymatic creatinine methods and obtained consistent results in regression analysis. We obtained a positive correlation with cystatin C, BTP and SDMA we determined as an alternative biomarkers, with high correlation with cystatin C (r 2 = 0.91). Three methods (LC-MSMS referance creatinine analyze method, eGFR equation and creatinine/cystatin C combined eGFR equation)  has showed consistent regression and strong corelation in creatinine results.
It is recommended that the methods of the tests, which are important for clinical decision, to be standardized between the laboratories. Standard reference materials (SRM) or a reference method can be used for standardization. Although the Jaffe method we use in the routine method gives consistent results with the reference method, because may cause high standard deviations in the eGFR results and differences in classification of chronic renal failure, we recommend verifying with reference method or SRMs. Cystatin C, which is used as an alternative marker, can give more accurate and harmonious results when combined with creatinine in eGFR equation. As a result of our study, LC-MS / MS may be routinely used for creatinine measurements, since a high-sensitive creatinine (hs-creatinine) method is needed for low creatinine levels, such as in pediatric and geriatric patients.