eGFR, MDRD-Gleichung

Klinischer Hintergrund

Das Serumkreatinin ist in der klinischen Praxis der gebräuchlichste Marker der Nierenfunktion, doch seine Konzentration wird von mehr als nur der glomerulären Filtrationsrate (GFR) beeinflusst: Muskelmasse, Geschlecht, Alter und ethnische Zugehörigkeit verändern die Beziehung zwischen Serumkreatinin und tatsächlicher Filtration. Ohne eine Schätzgleichung wird die Interpretation eines einzelnen Kreatininwerts unsicher, besonders bei älteren Personen und bei niedriger Muskelmasse, wo eine Nierenschädigung durch ein normales Kreatinin maskiert sein kann.

Die MDRD-Gleichung (Modification of Diet in Renal Disease) wurde entwickelt, um Cockcroft–Gault als vorherrschendes Schätzverfahren abzulösen und eine standardisierte, auf die Körperoberfläche normierte Schätzung der GFR in mL/min/1,73 m² zu liefern. Im ersten Jahrzehnt der 2000er-Jahre war sie die Gleichung, die die meisten Labore zusammen mit dem Serumkreatinin berichteten [2]. Heute hat CKD-EPI die MDRD-Gleichung bei neuen Befunden weitgehend abgelöst, da sie im höheren GFR-Bereich treffsicherer ist; die MDRD-Gleichung findet sich jedoch weiterhin in älteren Akten, in der Befundausgabe mancher Labore und in klinischen Studien, in denen Kontinuität zu früheren Daten erforderlich ist.

Berechnung der eGFR nach der MDRD-Gleichung

Die vierparametrige MDRD-Gleichung in ihrer neu ausgedrückten, IDMS-standardisierten Form lautet:

$$\text{eGFR} = 175 \times S_{cr}^{-1{,}154} \times \text{Alter}^{-0{,}203} \times 0{,}742^{[\text{weiblich}]} \times 1{,}212^{[\text{schwarz}]}$$

Dabei ist $S_{cr}$ das Serumkreatinin in mg/dL, das Alter wird in Jahren angegeben, und die Exponenten $[\text{weiblich}]$ beziehungsweise $[\text{schwarz}]$ nehmen den Wert 1 an, wenn die Variable zutrifft, sonst 0. Das Ergebnis wird in mL/min/1,73 m² angegeben. Der Koeffizient 175 ersetzt den ursprünglichen Wert 186 der älteren, nicht standardisierten Version und setzt voraus, dass das Labor die Kreatininmessung gegen die IDMS-Referenzmethodik kalibriert.

Die Ableitungskohorte bestand aus 1 628 Personen mit chronischer Nierenerkrankung, die in der MDRD-Studie, einer US-amerikanischen Multizenterstudie der 1980er-Jahre, rekrutiert wurden [1]. Davon bildeten 1 070 den Trainings- und 558 den Validierungssatz. Die Teilnehmenden hatten durchweg eine eingeschränkte Nierenfunktion (mittlere GFR etwa 40 mL/min/1,73 m²), und die Gleichung wurde gegen die Iothalamat-Clearance als Goldstandard modelliert. Im Validierungssatz erklärte das Modell 90,3 % der Varianz der logarithmierten GFR [1]. Dies ist die zentrale Einschränkung der Ableitung: Die Gleichung wurde an Personen mit bereits etablierter Nierenerkrankung konstruiert, nicht an Gesunden oder an Personen mit normaler beziehungsweise nahezu normaler Filtration.

Interpretation in der Praxis

Die MDRD-Gleichung gibt die eGFR in mL/min/1,73 m² an und kann zur Stadieneinteilung der chronischen Nierenerkrankung nach der KDIGO-Klassifikation verwendet werden:

Ein vom Labor als „≥60“ berichteter Wert bedeutet, dass die MDRD-Gleichung in diesem Bereich nicht als zuverlässig genug gilt, um Stadien zu unterscheiden, und dass eine frühe Nierenerkrankung anhand der eGFR allein nicht ausgeschlossen werden kann. Für die weitere Beurteilung sind dann eine Albuminuriebestimmung oder eine cystatin-C-basierte Schätzung erforderlich.

Validierung und Testgüte

Die MDRD-Gleichung wurde ursprünglich in der African American Study of Kidney Disease and Hypertension (AASK), einer Kohorte mit hypertensiver Nephrosklerose, validiert, in der die Leistung im eingeschränkten GFR-Bereich akzeptabel war [2]. In Populationen mit normaler oder nahezu normaler Nierenfunktion hat die Gleichung dagegen einen systematischen Bias gezeigt. Eine systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse von 48 Studien mit insgesamt 26 875 Personen in hausarztähnlichen Populationen fand, dass sowohl MDRD als auch CKD-EPI die gemessene GFR unterschätzten, dass CKD-EPI jedoch weniger Bias aufwies und einen höheren Anteil an Schätzungen innerhalb von 30 % der gemessenen GFR (P30) erzielte [3]. Der Vorsprung gegenüber MDRD nahm mit steigender tatsächlicher GFR zu, was bestätigt, dass die Schwäche der MDRD-Gleichung gerade in dem Bereich liegt, in dem sich viele Personen der Primärversorgung befinden [3].

Die NKF-ASN Task Force stellte in ihrem Zwischenbericht 2021 fest, dass MDRD in US-amerikanischen Laboren weiterhin die meistverwendete Gleichung war, obwohl KDIGO bereits 2012 CKD-EPI als erste Wahl empfohlen hatte [2]. Die Task Force hielt ferner fest, dass der Rassekoeffizient in MDRD (1,212) etwas größer war als der entsprechende in CKD-EPI 2009 (1,16) und dass die Rassekoeffizienten beider Gleichungen auf Beobachtungen US-amerikanischer Studien beruhten, in denen Afroamerikanerinnen und Afroamerikaner bei gleicher gemessener GFR ein höheres Serumkreatinin aufwiesen als weiße Patientinnen und Patienten [2]. Der biologische Mechanismus hinter diesem Unterschied wurde nie vollständig geklärt.

Limitationen

Die MDRD-Gleichung gilt nicht bei akuter Nierenschädigung, da das Serumkreatinin bei raschen Veränderungen nicht im Steady State mit der GFR steht. Sie ist auch nicht bei Kindern, Schwangeren oder Personen mit extremer Körpergröße beziehungsweise -masse validiert (schwere Mangelernährung, ausgeprägte Adipositas oder Amputationen), bei denen die Beziehung zwischen Muskelmasse und Kreatininproduktion von der Ableitungskohorte abweicht.

Die wichtigste systematische Schwäche ist die Unterschätzung der GFR oberhalb von etwa 60 mL/min/1,73 m². Deshalb runden viele Labore die Befundausgabe auf „≥60“ und geben in diesem Bereich keinen exakten Wert an. Bei Personen, bei denen die Entscheidung über die Dosisanpassung toxischer Arzneimittel oder über eine Kontrastmittelgabe von einer exakten Schätzung im Grenzbereich abhängt, sollte die MDRD-Gleichung nicht allein verwendet werden. Eine cystatin-C-basierte Schätzung oder eine gemessene GFR ist dann vorzuziehen.

Der Rassekoeffizient wird nicht mehr empfohlen. NKF und ASN haben 2021, und endgültig in ihrem Abschlussbericht später im selben Jahr, erklärt, dass der Rassekoeffizient aus kreatininbasierten eGFR-Gleichungen zu entfernen ist [2]. Die Gründe sind teils wissenschaftlich (Rasse als biologische Variable ist schwer zu definieren und der Mechanismus ungeklärt), teils ethisch (der Koeffizient kann bei schwarzen Patientinnen und Patienten Diagnose und Zuweisung zur Nephrologie oder Transplantationsabklärung verzögern, indem er ihre GFR höher schätzt). Im Rechner lässt sich der Rassekoeffizient einstellen, doch entspricht es der modernen Praxis, Ausschließen zu wählen.

Einordnung in die heutige Laborpraxis

Labore berichten die eGFR bei neuen Proben seit mehreren Jahren auf Basis von CKD-EPI und nicht von MDRD. Die MDRD-Gleichung kann in älteren Aktennotizen und in Studienprotokollen vorkommen. In der Routineausgabe der eGFR wird kein Rassekoeffizient mehr angewandt, was der internationalen Entwicklung hin zu rasseneutralen Gleichungen entspricht. Liegt bei einer Patientin oder einem Patienten ein früherer MDRD-Wert in der Akte und ein neuer CKD-EPI-Wert vor, ist zu bedenken, dass der Methodenwechsel selbst eine kleine Verschiebung bewirken kann, besonders im höheren GFR-Bereich, und nicht automatisch als reale Veränderung der Nierenfunktion zu deuten ist.

Quellen

1. Levey AS, Bosch JP, Lewis JB, Greene T, Rogers N, Roth D. A more accurate method to estimate glomerular filtration rate from serum creatinine: a new prediction equation. Ann Intern Med. 1999;130(6):461–70. PMID: 10075613
2. Delgado C, Baweja M, Burrows NR et al. Reassessing the Inclusion of Race in Diagnosing Kidney Diseases: An Interim Report From the NKF-ASN Task Force. Am J Kidney Dis. 2021;78(1):103–115. PMID: 33845065
3. McFadden EC, Hirst JA, Verbakel JY et al. Systematic Review and Metaanalysis Comparing the Bias and Accuracy of the Modification of Diet in Renal Disease and Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration Equations in Community-Based Populations. Clin Chem. 2018;64(3):475–485. PMID: 29046330