Mathematical model of serum creatinine kinetics and functional recovery patterns after kidney transplantation

Abstract

BACKGROUND: Commonly used equations calculating estimated glomerulus filtration rate (eGFR) are not applicable when serum creatinine (Scr) is rapidly changing such as the post-transplant period. A new mathematical model applicable to the post-transplant period is needed. METHODS: All 623 patients who underwent kidney transplantation from January 2008 to June 2018 at a single institute were included to validate the mathematical equations for Scr, and 14,360 laboratory results for Scr from the time of re-perfusion to 30 days post-transplantation were analysed. RESULTS: In validation of model equations, linear regression analysis yielded adjusted R squared values for equation 5 (applicable when renal function is changing) and equation 1 (applicable when renal function is unchanged) of 0.972 and 0.925, respectively. In selected cases (the population comprised those who presented an adjusted R squared value > 0.95 with equation 5), a linear regression analysis showed that adjusted R squared values and Pearson's correlation coefficients for equation 5 and equation 1 were 0.994, 0.997 (P < 0.001) and 0.956, 0.978 (P < 0.001), respectively. In comparison between commonly used eGFRs and creatinine clearance by modelled equation, most of the eGFR formulas are mathematically applicable only if the rate of creatinine input equals the rate of creatinine output. CONCLUSIONS: The proposed equations can be used to not only calculate the renal function at a certain time but also assess functional recovery after transplantation. Furthermore, these equations can be used to define and research delayed graft function.

서론: 흔히 사용되는 추정 사구체 여과율 공식은 혈중 크레아틴 수치가 급격히 변하는 신장이식과 같은 상황에서는 정확히 적용되기가 힘들다. 이에 따라 신장이식 후 혈중 크레아틴 수치를 기본으로한 새로운 수학 공식이 필요하다. 방법: 2008년부터 2018년 까지 단일 기관에서 시행한 623명의 신장이식 환자들의 혈중 크레아틴 수치를 가지고 분석하였다. 결과: 새로운 수학 공식의 validation 결과, 공식 5와 1의 R제곱 값은 각각 0.972, 0.925를 나타냈다. R제곱 값이 0.95 이상에 해당하는 환자들을 대상으로 다시 시행한 피어슨 상관계수는 0.956, 0.978을 나타내었다. 새로운 수학 공식과 기존의 사구체 여과율 공식과 비교 분석에서 기존의 공식은 특정 상황에서만 적용될 수 있고 새로운 수학공식은 전구간에서 적용 될 수 있음을 확인하였다. 결론: 이 논문에서 제안한 공식은 신장이식 후의 혈중 크레아틴 수치를 바탕으로 신장기능 회복 패턴을 분석하는데 유용이 쓰일 수 있으며 더 나아가 지연성 신장기능 회복 연구에 도움이 될 수 있겠다.