Metabolomisches NMR-Profiling im Urin von Very Low Birth Weight Frühgeborenen zur Detektion eines hämodynamisch relevanten Ductus arteriosus Botalli

Zielsetzung: Die Echokardiographie stellt den Goldstandard in der Diagnostik des hämodynamisch relevanten Ductus arteriosus botalli (hrPDA) dar, sie ist jedoch ein aufwendiges Screeningverfahren. Das metabolomische NMR-Profiling im Urin von Frühgeborenen (FG) hat sich als vielversprechendes diagnostisches Tool zur Erfassung von Reifungsprozessen, aber auch zur Detektion pathologischer Prozesse erwiesen. Ziel der aktuellen Pilotstudie war daher die Evaluation des metobolomischen NMR-Profilings im Urin zur Erkennung des hrPDA bei Very Low Birth Weight (VLBW) FG.

Materialien/Methoden: Prospektive Kohortenstudie an 28 VLBW FG (Geburtsgewicht<1500g), darunter 11 VLBW FG mit hrPDA (PDA>1,5 mm Durchmesser u./o. LA/Ao-Ratio>1,4 u./o. Resistance Index>0,8 über A. cerebri anterior bzw. Truncus coeliacus) und 17 VLBW FG ohne hrPDA (Ductus arteriosus geschlossen oder<1,5 mm Durchmesser ohne Zeichen hämodynamischer Relevanz). Echokardiographische Beurteilung an Lebenstag 2-3 und Uringewinnung vor, während und nach einer Therapie mit Indomethacin (Zeitpunkte 0, 12, 36, 84, 120 und 144h) bzw. zeitpunktgleich in der Kontrollgruppe. Erfassung des Metaboloms mittels 1H-NMR-Spektroskopie. Analyse mittels PCA/CA/k-nn/MCCV und PLS. 150 Urinmetabolite wurden quantifiziert und auf Kreatinin standardisiert. Mittels sPLSDA wurden relevante Metabolite selektioniert. Tryptophankonzentrationen in beiden Gruppen wurden mittels ANOVA, ROC-Analysen und linear mixed effect model (lme) verglichen.

Ergebnisse/Zusammenfassung: Die hrPDA und die Kontrollgruppe unterschieden sich hinsichtlich Gestationsalter (hrPDA: 194+/- 13,7 vs. Kontrollen: 204+/- 8,6 Tage, p<0,05), nicht aber hinsichtlich Geburtsgewicht (1090+/- 284 vs. 1147+/- 228 Gramm, p=0,57). Die PLS-Regression zeigte, in Übereinstimmung mit publizierten Daten, einen linearen Zusammenhang zwischen metabolischem Profil und Gestationsalter (r=0,76) sowie Geburtsgewicht (r=0,82), Die PCA/CA/knn/MCCV Klassifikation erbrachte eine korrekte Klassifizierung in 68% der Fälle. Tryptophan wurde mittels sPLSDA (F=4,39, R²=0.14, p<0,05) zum Zeitpunkt 0 h als stärkster diskriminierender Metabolit hinsichtlich hrPDA identifiziert. VLBW FG aus der hrPDA Gruppe zeigten signifikant höhere Tryptophankonzentrationen im Urin vor Therapie verglichen mit VLBW FG ohne hrPDA (ANOVA, F=5,57, p<0,01; lme, β=24,97, p<0,05). Gestationalter (lme, β=-13,66, p<0,05) und Geburtsgewicht (lme, β=7,25, p<0,05) erwiesen sich als relevant. Die hrPDA-Gruppe zeigte unter Indomethacin-Therapie einen schnelleren Tryptophan-Abfall, sodass sich die Werte im Verlauf anglichen. Die ROC-Analyse ergab für Tryptophan bei einem Cut-off von 78,9 mmol/mol Kreatinin bei einer Sensitivität von 90% und einer Spezifität von 80% eine AUC von 0,85 [0,65-0,98]. Zusammenfassend zeigt sich Tryptophan im Urin in dieser Pilotstudie als vielversprechender Metabolit für die Detektion eines hrPDA bei VLBW FG.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
19. Mai 2025