Vývoj inzulinové rezistence po transplantaci jater – prospektivní studie

Souhrn

Úvod: Inzulinová rezistence (IR) má velký význam v patogenezi nealkoholové tukové nemoci jater a dalších onemocnění. Údaje o prevalenci a vývoji IR u pacientů před transplantací jater (LT – liver transplantation) a po ní jsou omezené. Cílem naší prospektivní studie bylo zhodnocení prevalence a vývoje IR u pacientů před LT a v prvních 2 letech po LT.

Metody: U 77 pacientů zařazených na čekací listinu k LT v období 5/2015–4/2017 bylo před LT, 6 měsíců (M), 1 rok (R) a 2R po LT provedeno klinické a laboratorní vyšetření a elastografie jater, ¹H magnetickou rezonanční (¹H MR) spektroskopií byl stanoven obsah tuku v játrech. V 1 a 2 letech po LT byla provedena necílená biopsie jater.

Výsledky: IR definovanou jako HOMA-IR (Homeostasis Assessment Model) ≥ 3,0 mělo 26 pacientů (41,3 %) před LT, 16 pacientů (25,4 %) v 6M po LT, 22 pacientů (34,9 %) v 1R po LT a 29 pacientů (46,0 %) ve 2R po LT (p = 0,028 pro 2R vs. 6M). Předtransplantační IR korelovala s věkem, indikací k LT a přítomností metabolického syndromu. IR hodnocená 2R po LT korelovala s přítomností metabolického syndromu, hypertenze, diabetu, body mass indexu, gamaglutamyltransferázy, s množstvím jaterního tuku hodnoceného histologicky i ¹H MR spektroskopií, se stupněm balonové degenerace v biopsii a se stupněm fibrózy dle shear wave elastografie.

Závěr: Prevalence IR je vysoká u pacientů před i po LT, významně stoupá s rostoucí dobou od LT. Výskytu potransplantační IR a souvisejících faktorů je třeba věnovat maximální péči.

Klíčová slova:

inzulinová resistence – magnetická rezonance – NAFLD

Úvod

Inzulinová resistence (IR) je patologický stav charakterizovaný nedostatečnou odpovědí tkání na inzulinovou signalizaci. IR přispívá k patofyziologii diabetes mellitus (DM), nealkoholové tukové nemoci jater (NAFLD – non-alcoholic fatty liver disease), je základním znakem metabolického syndromu a je přítomna u obezity a mnoha kardiovaskulárních chorob [1]. IR je jedním z hlavních faktorů vzniku a rozvoje jaterní steatózy. Neschopnost inhibovat glukoneogenezi zvyšuje glykemii a ta stimuluje de novo lipogenezi, ta je navíc inzulinem stimulována i přímo. Pacienti s NAFLD vykazují IR i v tukové tkáni a kosterním svalstvu (periferní IR). Tuková tkáň se stane rezistentní na antilipolytický účinek inzulinu, což zvyšuje dodávku volných mastných kyselin do jater. V důsledku IR v kosterním svalstvu je omezeno vychytávání glukózy [2].

Kvantifikace inzulinové senzitivity/rezistence má význam jak pro epidemiologické studie, tak i v klinické praxi. Přímé metody měření inzulinové senzitivity in vivo zahrnují metodu hyperinzulinemického euglykemického glukózového clampu a inzulinový supresní test. Tyto metody přímo hodnotí utilizaci glukózy zprostředkovanou inzulinem za ustálených podmínek, obě jsou nákladné a časově i organizačně značně náročné [1]. Pro účely větších epidemiologických studií lze IR snadno hodnotit pomocí HOMA-IR (Homeostasis Assessment Model) nebo inzulinovou senzitivitu pomocí QUICKI indexu (Quantitative Inzulin Senzitivity Check Index), oba indexy vycházejí z hodnot lačné inzulinemie a lačné glykemie. Inzulinovou senzitivitu je možné hodnotit i pomocí indexů lačná glykemie/inzulinemie nebo 1/lačná inzulinemie [1,3]. Hodnota HOMA-IR, která definuje IR, není ustálená, za hranici IR je používána hodnota HOMA-IR ≥ 2,5 [4], HOMA-IR ≥ 2,7 [5–9] nebo HOMA-IR ≥ 3,0 [10–12], ale lze se setkat i s hodnotou HOMA-IR > 1,64 [13] nebo HOMA-IR ≥ 2,0 [14]. Pacienti s hodnotou QUICKI indexu < 0,357 představují pacienty s typickou manifestací metabolického syndromu [15]. HOMA i QUICKI index jsou jednoduché indexy spolehlivě hodnotící IR u pacientů před transplantací jater (LT – liver transplantation) i po ní [16].

Vliv IR na patogenezi jaterního onemocnění není specifická pro NAFLD a nealkoholovou steatohepatitidu (NASH) [13,17], ale vyskytuje se např. i u cirhózy asociované s virovou hepatitidou C (HCV) [10,18]. U pacientů s cirhózou byla popsána souvislost IR se zvýšeným portosystémovým tlakovým gradientem [19,20], přítomností jícnových varixů (HVPG – hepatic venous pressure gradient) [19,21,22] a vyšším rizikem krvácení z jícnových varixů [19].

V prvních měsících po LT dochází ke zvýšení inzulinové senzitivity [16,23,24], nicméně data o prevalenci a vývoji IR pacientů po LT jsou velmi omezená. Vysoká prevalence DM (až 30 %) [25] a NAFLD (18–56,4 %) [26–29] po LT nasvědčují, že se IR týká velkého množství příjemců jaterního štěpu.

Cílem naší prospektivní studie bylo zhodnotit prevalenci a vývoj IR a souvisejících klinických, laboratorních, magneticko rezonančních (MR) a histologických parametrů u příjemců jaterního štěpu před a po LT.

Soubor pacientů a metodika

Soubor pacientů

Tato prospektivní studie zahrnula pacienty starší 18 let zařazené na čekací listině k LT, kteří podepsali informovaný souhlas se studií a MR vyšetřením. Mezi exclusion kritéria patřilo akutní jaterní selhání, přítomnost jaterní encefalopatie znemožňující podepsání informovaného souhlasu a kontraindikace MR vyšetření. Celkem bylo v období 5/2015–4/2017 do studie zařazeno 123 pacientů, 77 pacientů absolvovalo všechny 4 plánované kontroly: před LT v době zařazení na čekací listinu (V0), 6 měsíců (M) po LT (V1), 1 rok (R) po LT (V2) a 2R po LT (V3), ti tvořili soubor pacientů v této práci.

Klinická a laboratorní vyšetření

Při každé kontrole byla zhodnocena klinická data: výška, hmotnost, obvod pasu, kouření, konzumace alkoholu, přítomnost hypertenze, DM, u V0 Child-Pugh a MELD skóre. V průběhu všech kontrol byla zaznamenána podávaná medikace (statiny, antidiabetika), u V1–3 imunosupresivní léčba. Pacientům byla po celonočním lačnění odebrána krev na stanovení celkového bilirubinu, aspartátaminotransferázy (AST), alaninaminotransferázy (ALT), alkalické fosfatázy, gamaglutamyltransferázy (GGT), triglyceridů, celkového, HDL a LDL cholesterolu, glykemie, glykovaného hemoglobinu, C-peptidu a inzulinemie. Z hodnot lačné glykemie a lačné inzulinemie byl vypočten HOMA-IR (lačný inzulin (μU/ml) × lačná glykemie (mmol/l) / 22,5), QUICKI index (1/log lačný inzulin (μU/ml) + log lačná glykemie (mg/dl)), poměr G/I ratio (glukóza (mg/dl) /inzulin (μU/ml)) a dále 1/lačná inzulinemie (μIU/ml) [1]. U pacientů, kteří nebyli léčeni inzulinem, byl po celonočním lačnění proveden orální glukózový toleranční test (OGTT) s podáním roztoku 75g glukózy a byla hodnocena glykemie po 120 min.

Hypertenze byla definována jako krevní tlak ≥ 130/85 mm Hg nebo antihyper-tenzní léčba. DM byl definován jako koncentrace glukózy v plazmě na lačno ≥ 7,0 mmol/l (alespoň 2× v posledních 6M) nebo koncentrace glukózy v plazmě při OGTT po 120 min ≥ 11,1 mmol/l nebo léčený DM. Metabolický syndrom byl definován jako přítomnost ≥ 3 z 5 následujících faktorů: obvod pasu ≥ 102 cm u mužů a ≥ 88 cm u žen, hypertenze, glykemie na lačno ≥ 5,6 mmo/l nebo DM, hypertriglyceridemie ≥ 1,7 mmol/l, HDL cholesterol < 1,0 mmol/l u mužů a < 1,3 mmol/l u žen.

MR vyšetření a elastografie

Při každé kontrole bylo po alespoň 3hod lačnění stanoveno metodou ¹H magnetické rezonační (¹H MR) spektroskopie procento objemu tuku v játrech, toto měření bylo prováděno ve třech standardizovaných částech jater. Vyšetření se prováděla na 3T celotělovém tomografu Trio (Siemens, Německo). Při každé kontrole byla pacientům provedena shear wave elastografie s měřením tuhosti jater (kPa).

Biopsie jater

V 1R a 2R po LT byla v rámci standardního protokolu programu LT v Institutu klinické a experimentální medicíny (IKEM) provedena necílená biopsie jater. Vzorek biopsie jater byl získán Menghiniho technikou a zpracován standardním způsobem v naší laboratoři. Biopsie byly klasifikovány dle Kleinera [30] a steatóza rozdělena dle procenta postižených hepatocytů na stupeň 0 u < 5 %, stupeň 1 u 5–33 %, stupeň 2 u 33,1–66 % a stupeň 3 u > 66 %. V biopsiích byly hodnoceny i další složky NAFLD aktivity skóre (NAS) a stadium fibrózy [30].

Statistické hodnocení

Kategorické proměnné jsou udávány v absolutních počtech a procentech, spojité proměnné jako průměr a směrodatná odchylka. Hodnocení vývoje spojitých proměnných v čase bylo provedeno pro gaussovské veličiny párovým t-testem, pro negaussovské veličiny Wilcoxonovým neparametrickým testem a pro kategoriální jsme použili Stuartův test. Následně byla na hladiny významnosti použita Bonferroniho korekce pro mnohonásobná srovnání. Vztah HOMA indexu ke kategorickým proměnným byl hodnocen Kruskalovým-Wallisovým testem a vztah ke spojitým proměnným byl popsán Spearmanovým korelačním koeficientem. K hodnocení vývoje daného parametru byli použiti pacienti, u kterých byly veličiny k dispozici ve všech čtyřech kontrolách. Za statisticky významnou byla použita hodnota p < 0,05, všechny testy byly oboustranné. Pro statistické hodnocení jsme použili JMP 10.0.0 statistický software, SAS Institute Inc. 2012.

Výsledky

Vstupní charakteristika souboru je popsána v tab. 1. Soubor pacientů zahrnoval 77 pacientů (44 mužů) průměrného věku 56,75 ± 10,13 let, průměrné Child-Pugh skóre bylo 8,70 ± 2,25, průměrné MELD skóre 14,13 ± 4,27. Indikací k LT byla nejčastěji alkoholická cirhóza (29,9 %), biliární cirhóza (20,8 %), NASH (13,0 %) a HCV (13,0 %). 37 pacientů (48,1 %) mělo DM před LT, 33 pacientů (42,9 %) mělo v anamnéze hypertenzi. Iniciální imunosupresí po LT byla u všech pacientů kombinace tacrolimus, mykofenolát mofetil a kortikoidy, 14 pacientů (18,2 %) navíc dostalo iniciálně basiliximab.

Vývoj klinických a laboratorních parametrů v čase je uveden v tab. 2. Body mass index (BMI) a obvod pasu významně poklesly v prvních 6M po LT, do 2R po LT naopak významně stoupaly. Během prvních 6M po LT došlo k významnému nárůstu prevalence hypertenze (z 42,9 % před LT na 62,3 % 6M po LT), která dále byla stabilní. Prevalence DM byla stabilně vysoká (48,1 % před LT, 41,6 % 6M po LT, 44,2 % 1R po LT a 39,0 % 2R po LT). Prevalence metabolického syndromu byla vysoká před (54,5 %) i po LT (54,5 % v 6M; 64,9 % v 1R a 59,7 % ve 2R po LT). V prvních 6M po LT došlo v porovnání s obdobím před LT k významnému poklesu celkového bilirubinu, AST, GGT, lačné inzulinemie, naopak k významnému vzestupu došlo u hladiny celkového a LDL cholesterolu, triglyceridů, lačné glykemie a glykovaného hemoglobinu. Ve 2R po LT došlo v porovnání s obdobím 6M po LT k významnému poklesu ALT a GGT a k významnému vzestupu glykovaného hemoglobinu a lačné inzulinemie.

Z indexů IR (tab. 2) došlo v prvních 6M po LT k hraničně významnému poklesu průměrného HOMA-IR (p = 0,059). IR definovanou jako HOMA-IR ≥ 3,0 mělo 26 pacientů (41,3 %) před LT, 16 pacientů (25,4 %) v 6M po LT, 22 pacientů (34,9 %) v 1R po LT a 29 pacientů (46,0 %) v 2R po LT, vzestup mezi 6M a 2R po LT byl významný (p = 0,028). U QUICKI indexu inzulinové senzitivity jsme ve sledovaném období nezaznamenali významné změny, prevalence pacientů s nízkým QUICKI indexu (< 0,357) byla stabilně vysoká po celou dobu sledování. V souladu s poklesem HOMA-IR došlo v prvních 6M po LT ke vzestupu dalších indexů inzulinové senzitivity (lačná glykemie/inzulinemie a 1/lačná inzulinemie), které byly dále stabilní.

Procento objemu tuku v játrech stanovené ¹H MR spektroskopií (tab. 3) se v čase významně zvyšovalo z průměrné hodnoty 1,25 % před LT, 1,88 % v 6M po LT, 2,61 % v 1R na 3,79 % ve 2R po LT. Tuhost jaterního štěpu hodnocená shear wave elastografií se v čase po LT neměnila. Steatózu jaterního štěpu (stupeň 1–3) stanovenou histologickým vyšetřením jaterního štěpu mělo 63,2 % pacientů v 1R po LT a 68,4 % pacientů ve 2R po LT, vývoj v čase nebyl signifikantní. Ostatní histologické znaky NAFLD konstituující aktivity skóre a stadium fibrózy rovněž nevykazovaly významné rozdíly mezi 1R a 2R po LT.

Předtransplantační HOMA-IR koreloval s věkem, přítomností metabolického syndromu a indikací k LT (tab. 4), přičemž nejvyšších průměrných hodnot HOMA-IR dosahovali pacienti s NASH a HCV cirhózou. HOMA-IR hodnocený 2R po LT (tab. 5) koreloval s přítomností hypertenze, diabetu, metabolického syndromu, BMI, GGT, stupněm steatózy a balonové degenerace v biopsii, tuhostí jater dle shear wave elastografie a objemem tuku v játrech dle ¹H MR spektroskopie. Průměrné hodnoty HOMA-IR stoupaly s rostoucím stupněm fibrózy stanoveným histologickým vyšetřením (tab. 5), rozdíly však v našem souboru nebyly statisticky signifikantní.

Diskuze

V naší práci jsme prospektivně sledovali příjemce jaterního štěpu před LT a 2R po LT a hodnotili prevalenci a vývoj IR a souvisejících klinických, laboratorních, MR a histologických parametrů. Zjistili jsme, že prevalence IR definované jako HOMA-IR ≥ 3,0 je před LT vysoká (41,3 %), během prvních 6M po LT vykazuje trend k poklesu na 25,4 % a po 2R od LT významně stoupne na 46,0 %.

Vysokou prevalenci IR definovanou jako HOMA-IR ≥ 3,0 u pacientů zařazených na čekací listinu k LT v naší studii (41,3 %) je obtížné srovnávat s literaturou, protože data o IR čekatelů na LT jsou velmi omezená, a navíc kritéria pro definici IR nejsou ustálená. Ve studii 53 pacientů s cirhózou a jícnovými varixy, která IR definovala jako HOMA-IR > 3,0, byla prevalence IR 56,6 % [11]. Ve studii s 280 pacienty s nově diagnostikovanou cirhózou bylo průměrné HOMA-IR skóre 5,8 [19]. Literární údaje svědčí o negativní prognostické hodnotě přítomnosti IR u pacientů s cirhózou. Ve studii 250 pacientů s kompenzovanou HCV cirhózou měli pacienti s HOMA-IR > 5,0 vyšší mortalitu a pacienti s HOMA-IR > 3,0 vyšší riziko jaterní dekompenzace [31]. V dalších studiích koreloval HOMA-IR s HVPG [19,20] a vyšším rizikem krvácení z jícnových varixů [19]. Jednou z příčin IR u pacientů s cirhózou je chronická hyperinzulinemie [32].

V naší skupině mělo před LT 48,1 % pacientů DM, přičemž k této vysoké prevalenci přispěla i systematická diagnostika DM s pomocí OGTT. Pacienti s tzv. hepatogenním diabetem, který je přímo vázán na ztrátu jaterní funkce, a vyvíjí se tedy až po rozvoji cirhózy, mají typicky normální hodnoty lačné glykemie a glykovaného hemoglobinu, ale abnormální odpověď na OGTT, který je nutný pro tuto diagnózu [33]. Je-li OGTT použit ke stanovení diagnózy DM u pacientů před LT, je prevalence DM vysoká (až 70,9 %) [23]. Vyšší hladiny glukózy pozorované u cirhotiků po perorálním podání glukózy jsou iniciálně způsobeny zvýšením množství požité glukózy, která se objeví v systémové cirkulaci a následně sníženým vychytáváním glukózy periferními tkáněmi v důsledku IR. Snížená suprese jaterní glukoneogeneze k orální glukózové intoleranci nepřispívá [34].

Pokles prevalence IR na 25,4 %, který jsme pozorovali v prvních 6M po LT, je v souladu s dalšími studiemi, které popsaly pokles IR po LT [16,23,24,35,36]. V naší práci i jiných studiích byl pozorován pokles inzulinemie [24,35], koncentrace C-peptidu [24] a normalizace nebo zlepšení glukózové tolerance [23,24]. Zlepšení glukózové tolerance a inzulinové senzitivity po LT je způsobeno zvýšenou jaterní clearance glukózy i zvýšenou utilizací glukózy periferními tkáněmi [24].

Významný nárůst prevalence IR s rostoucí dobou od LT (25,4 % v 6M, 34,9 % v 1R a 46,0 % ve 2R po LT) zjištěný v této studii byl doprovázen rostoucím objemem jaterního tuku stanovený ¹H MR spektroskopií a je v souladu s naší předchozí studií, kde jsme pozorovali rostoucí prevalenci steatózy stanovené histologickým vyšetřením jaterního štěpu s rostoucí dobou od transplantace (30,3 % v 1R, 38,7 % v 5R a 47,6 % v 10R po LT) [29]. Jednou z příčin je pravděpodobně významný nárůst BMI v čase po LT pozorovaný v této studii. Ostatní klinické faktory související s IR (DM, hypertenze, metabolický syndrom) byly v průběhu potransplantačního sledování stabilní. Literární data o prevalenci IR pacientů po LT jsou omezená. Studie 119 pacientů z Brazílie průměrně 4R po LT udává prevalenci IR definovanou jako HOMA-IR ≥ 3,0 pouze 16 %, pacienti v této studii měli nižší BMI a nižší prevalenci DM, hypertenze a metabolického syndromu [12].

Předtransplantační IR korelovala s indikací k LT, přičemž nejvyšších hodnot HOMA-IR dosahovali dle očekávání pacienti s NASH a HCV cirhózou. IR je nezávislým prediktorem pokročilé fibrózy u pacientů s NASH [8,13,17] a HCV [8,10,37]. Dále v naší studii HOMA-IR koreloval s věkem a přítomností metabolického syndromu.

IR hodnocená 2R po LT korelovala s přítomností metabolického syndromu a jeho složek (hypertenze, DM, BMI). Dále výše IR korelovala s množstvím jaterního tuku hodnoceného jak histologicky, tak i ¹H MR spektroskopií a dále i se stupněm balonové degenerace a hraničně i zánětlivých změn v biopsii štěpu, což potvrzuje vliv IR na rozvoj steatózy a NASH i u pacientů po LT, podobně jako tomu je u netransplantovaných pacientů [13]. Stupeň IR v naší studii koreloval se stupněm fibrózy dle shear wave elastografie, což je v souladu se studiemi u netransplantovaných pacientů, kde je IR prediktorem pokročilé fibrózy jater [8,10,13,17,37]. Pozorovali jsme i trend k vyššímu HOMA-IR v závislosti na stupni fibrózy stanoveném histologickým vyšetřením, rozdíly však v našem souboru nebyly statisticky signifikantní. Na rozdíl od biopsie jater, u které se hodnocení fibrózy provádí jen z malého vzorku jater a je jen semikvantitativní, je elastografické hodnocení prováděno z většího objemu jater a má charakter spojité veličiny, snáze tak může zaznamenat významné rozdíly v hodnocení fibrózy v relativně krátkém intervalu prvních 2R po transplantaci. Potransplantační IR navíc může být asociována s těžší rekurencí HCV, proto identifikace IR může pomoci identifikovat pacienty s rizikem rychlé progrese fibrózy po LT pro HCV [38].

V naší prospektivní studii jsme prokázali vysokou prevalenci IR u pacientů před i po LT a současně významný vzestup prevalence IR s rostoucí dobou od LT. Před LT koreloval HOMA-IR s věkem, indikací k LT a přítomností metabolického syndromu, po LT s přítomností metabolického syndromu a jeho složek (hypertenze, DM, BMI), GGT, s množstvím jaterního tuku hodnocené jak histologicky, tak i ¹H MR spektroskopií, se stupněm nekroinflamatorních změn v biopsii a se stupněm fibrózy dle shear wave elastografie. Vzhledem k tomu, že literární údaje svědčí pro to, že může být potransplantační NASH/významná steatóza asociována s horším dlouhodobým přežíváním pacientů [29,39,40] a progredující fibrózou [39], je výskytu potransplantační IR a souvisejících faktorů (obezita, hypertenze, DM) třeba věnovat maximální péči ke zlepšení dlouhodobého přežívání pacientů i štěpů po LT.

Konflikt zájmů: Autoři deklarují, že text článku odpovídá etickým standardům, byla dodržena anonymita pacientů a prohlašují, že v souvislosti s předmětem článku nemají finanční, poradenské ani jiné komerční zájmy.

Publikační etika: Příspěvek nebyl dosud publikován ani není v současnosti zaslán do jiného časopisu pro posouzení.

Autoři souhlasí s uveřejněním svého jména a e-mailového kontaktu v publikovaném textu.

Dedikace: Tato práce byla finančně podpořena grantem č. 15-26906A Ministerstva zdravotnictví České republiky.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

Doručeno: 23. 7. 2019

Přijato: 13. 8. 2019

MUDr. Mgr. Irena Míková

Klinika hepatogastroenterologie

Transplantcentrum, IKEM

Vídeňská 1958/9 140 21 Praha 4

irena.mikova@ikem.cz