Serum anion gap은 급성 신손상 환자의 사망률을 예측할 수 있을까

Serum Anion Gap Predicts All-Cause Mortality in Critically Ill Patients with Acute Kidney Injury:
Analysis of the MIMIC-III Database
 

Background

Acute kidney injury(AKI, 급성 신손상, 급성 신부전) 중환자의 예후에 anion gap (AG, 음이온 차)이 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구는 아직 없다. 본 연구에서는 이 환자군에서 serum AG와 all-cause mortality 간에 어떤 연관성이 있는지 알아보았다.
 

Methods

MIMIC III (the Multiparameter Intelligent Monitoring in Intensive Care III) database에서 환자의 demographics와 중환자실 24시간 이내의 vital signs, laboratory tests, comorbidities, scoring systems를 추출하였다. Anion gap과 all-cause mortality 간의 nonlinear association을 확인하기 위해 generalized additive model (GAM)을 이용하였다. 또한 Cox proportional hazard model을 시행해서 AKI 환자의 AG level과 30-day, 90-day, 365-day mortality 간의 연관성을 확인하였다.
 

Results

총 11,573명의 환자가 확인되었으며, AG와 30-day all-cause mortality 간에 U-shaped curve 및 nonlinear association이 있음을 확인하였다. Potential confounders를 보정하기 위해 multivariate analysis를 시행한 결과, 낮은 AG에 비해 높은 AG는 30-day, 90-day, 365-day all-cause mortality (HR, 95% CI: 1.54, 1.33–1.75; 1.55, 1.38–1.73; 1.46, 1.31–1.60)를 유의미하게 예측하는 인자임을 확인할 수 있었다.
 

 

Conclusions

AKI 중환자에서 AG level과 30-day all-cause mortality 간의 관계는 U-shaped curve를 보였으며, 높은 AG level은 30-day, 90-day, 365-day all-cause mortality의 증가와 관련이 있다.
 

Text

본 연구에는 ICD-9 code에 따라 acute kidney injury를 진단받고 중환자실에서 2일 이상 치료를 받은 18세 이상 성인 환자의 첫 입원 자료를 활용하였다. 중환자실 입실 당시 AG 검사 기록이 없거나, individual data의 누락이 5%를 초과한 경우 제외하였다.

최근의 한 연구에 따르면 acid-base disorder는 중환자의 morbidity와 mortailty에 유의미한 영향을 미친다.

M. Al-Jaghbeer and J. A. Kellum,“Acid-base disturbances inintensive care patients: etiology, pathophysiology and treat-ment,”Nephrology, Dialysis, Transplantation, vol. 30, no. 7, pp. 1104–1111, 201

Anion gap은 unmeasured anion concentration을 반영하며 기존의 clinical chemical analysis에서 쉽게 계산할 수 있다. 이는 acid-base status를 평가하는 데 널리 사용되며, 다양한 질병의 진단 및 예후에 중요한 단서를 제공하는 가장 일반적으로 사용되는 biomarker 중 하나이다. 상승된 serum AG는 일반적으로 organic acid onion의 overproduction 또는 anion excretion 감소로 발생한다. 증가된 serum lactate이나 ketoanions이 AG 증가의 주요 원인이다. 중환자는 종종 hypoxia나 anaerobic tissue condition에 노출되어 pyruvate이 빠르게 축적되며 이는 거의 완전히 lactate으로 전환된다.

D. Q. Sun et al.,“Metabolic acidosis incritically ill cirrhotic patients with acute kidney injury,”Journal of Clinical and Translational Hepatology, vol. 7, no. 2,pp. 112–121, 201

 

 
AKI 환자의 경우 신장은 lactate dehydrogenase dysfunction이 발생한다고 알려져 있으며, 이 경우 endogenous acid production을 renal acid excretion이 완전히 상쇄하지 못한다. 결과적으로 AKI가 있는 중환자에서 높은 AG는 일반적이라고 할 수 있다.

B. Levy et al, “Relation between muscle Na+K+ATPase activity and raised lactate concentrations in septic shock: a prospective study,”The Lancet, vol. 365, no. 9462, pp. 871–875, 2005.
I. Kurtz et al,“Effect of diet on plasma acid-base compositionin normal humans,”Kidney International, vol. 24, no. 5,pp. 670–680, 198

 
Epidemiological background와 biological background의 variables를 potential confounder로 통합하고, effect estimate의 10%를 초과하는 변화를 기반으로 한 confounder를 사용하여 adjusted model을 생성했다.

T. Agoritsas et al.“Adjusted analyses in studies addressing therapy andharm: users' guides to the medical literature,”JAMA, vol. 317, no. 7, pp. 748–759, 2017

 
각 endpoint에 대해 tertile에 따른 AG group을 기반으로 두 개의 mutivariate model을 구성했다. 첫 tertile은 reference group으로 하였다. Model I에서 covariate은 age와 gender에 맞게 조정하였다. Model II에서 age, gender, AKI stage, CHF, CADD, liver disease, stroke, respiratory failure, pneumonia, SIRS, potassium, albumin, lactate, platelet, BUN, PT, INR, APTT, WBC, pH, creatinine, bicarbonate, bilirubin, renal replacementtherapy, respiration rate, SPO2, heart rate, SBP, DBP, temperature, Elixhauser comorbidity index, SOFA, SAPS II를 보정하였다. AG와 30-day all cause mortality 간의 연관성에 대한 subgroup analysis는 stratified linear regression model을 이용해서 진행하였다. 그 결과 hypotension, bicarbonate < 24 mg/dL, bilirubin ≥ 0.7 mg/dL, lactate≥ 2.5 mmol/L,PT ≥ 15.2s, INR ≥ 1.4, APTT ≥ 34.8s, WBC ≥ 13 × 109/L, creatinine ≥ 1.4 mEq/L, chloride ≥ 107 mmol/L, CAD, liver disease를 갖고 있는 경우, 높은 high AG일 때 사망률이 유의미하게 높았다. 높은 AG가 불량한 예후로 이어지는 정확한 underlying mechanism은 아직 밝혀지지 않았다.
 
Reference
Bihuan Cheng et al. Serum Anion Gap Predicts All-Cause Mortality in Critically IllPatients with Acute Kidney Injury: Analysis of the MIMIC-III Database.
 
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