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Akutes Nierenversagen bei COVID-19

Acute renal failure in COVID-19

Der Nephrologe volume 16, pages 66–70 (2021)Cite this article

Zusammenfassung

Das akute Nierenversagen („acute kidney injury“, AKI) ist eine häufige Komplikation bei COVID-19 („coronavirus disease 2019“). Es geht häufig mit der progredienten respiratorischen Verschlechterung einher und ist mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität assoziiert. Das AKI ist vermutlich multifaktorieller Genese, wobei auch ein direkter Virusbefall der Niere eine Rolle zu spielen scheint. Spezifische Behandlungsverfahren für das COVID-19-assoziierte Nierenversagen existieren aktuell nicht. Auch die Rolle extrakorporaler Verfahren in der COVID-19-Behandlung konnte bislang nicht geklärt werden. Aktuelle Daten deuten auf eine anhaltende Nierenfunktionseinschränkung nach COVID-19-assoziiertem AKI hin, sodass eine Reevaluation der Nierenfunktion nach stattgehabter Erkrankung empfohlen werden sollte.

Abstract

Acute kidney injury (AKI) is a frequent complication in coronavirus disease 2019 (COVID-19). It is often linked to progressive respiratory failure and is associated with increased morbidity and mortality. The AKI is presumably of multifactorial origin, whereby direct viral infestation of the kidneys also seems to be involved. Specific treatment procedures for AKI associated with COVID-19 are currently missing. In addition, the role of extracorporeal procedures in the treatment of COVID-19 could so far not be clarified. Latest data indicate persistent loss of renal function following COVID-19-associated AKI. Therefore, a re-evaluation of renal function following recovery from COVID-19 should be recommended.

Die Erkrankung COVID-19 („coronavirus disease 2019“) betrifft neben der Lunge als Ort der Hauptmanifestation auch weitere Organe, insbesondere die Nieren. Im Rahmen schwerer Verläufe und im zeitlichen Zusammenhang mit der progredienten respiratorischen Verschlechterung entwickelt sich häufig ein akutes Nierenversagen, welches mit einer schlechten Prognose assoziiert ist. Das Spektrum der Nierenbeteiligung bei COVID-19 reicht von subklinischen Urinauffälligkeiten bis zum schweren dialysepflichtigen Nierenversagen.

Prognostisch bedeutsam: frühe Nierenbeteiligung bei SARS-CoV-2

Mehrere Studien konnten zeigen, dass viele der zuvor nierengesunden Patienten bereits zu Beginn einer COVID-19-Erkrankung eine Nierenbeteiligung mit Nachweis einer Albuminurie (und/oder Hämaturie) aufweisen [1, 2]. Diese frühen Zeichen einer Nierenbeteiligung sind für den weiteren Verlauf einer COVID-19-Erkrankung prognostisch bedeutsam [3]: So verschlechtert eine Nierenbeteiligung bei COVID-19 das Patienten-Outcome dramatisch und erhöht die Mortalität um das bis zu 10-Fache [1, 4]. Das akute Nierenversagen betrifft hauptsächlich Patienten mit respiratorischer Insuffizienz, insbesondere solche mit der Notwendigkeit einer mechanischen Beatmung, und steht häufig auch in zeitlichem Zusammenhang mit einer erforderlichen Intubation [5].

Akute Nierenschädigung – eine Folge der SARS-CoV-2-Infektion?

Das Auftreten eines akuten Nierenversagens ist unabhängig von seiner Genese mit einer verschlechterten Erkrankungsprognose assoziiert [6] und ist auch im Rahmen von COVID-19 ein unabhängiger Prädiktor für die Mortalität [5, 6]. Grundsätzlich werden hier ein negativer Einfluss des gestörten Wasser- und Säure-Basen-Haushalts, eine Unterdrückung der Immunantwort sowie eine fehlregulierte Inflammation vermutet. Ein akutes Nierenversagen trägt häufig zu einer schlechteren Steuerbarkeit des Volumenhaushalts bei, und eine (pulmonale) Überwässerung kann den Gasaustausch und auch die Lungenschädigung im Rahmen einer bereits bestehenden respiratorischen Insuffizienz weiter verstärken [7].

“Das akute Nierenversagen ist bei COVID-19-Patienten häufig anzutreffen”

Das akute Nierenversagen ist bei COVID-19-Patienten häufig anzutreffen: In großen Beobachtungsstudien entwickelten 5–50 % der hospitalisierten Patienten mit COVID-19 ein akutes Nierenversagen unterschiedlichen Schweregrads [5, 8], in einer französischen Studie lag die Inzidenz sogar bei 80 % [9]. In großen Kohortenstudien aus den USA lag der Anteil der Patienten mit akutem dialysepflichtigen Nierenversagen bei 5–20 % [1]. Unter den intensivpflichtigen Patienten entwickelten sogar fast zwei Drittel ein akutes Nierenversagen, von denen 25–45 % eine Dialysetherapie benötigten [5]. Diese Daten wurden durch Registerstudien aus anderen Ländern bestätigt. Eine Auswertung der Daten von über 10.000 AOK-versicherten Patienten aus mehr als 900 deutschen Krankenhäusern zeigte, dass allein 27 % der beatmungspflichtigen COVID-19-Patienten während des Krankenhausaufenthalts ein dialysepflichtiges akutes Nierenversagen entwickelten [10]. Risikofaktoren für die Entwicklung eines akuten Nierenversagens im Rahmen von COVID-19 finden sich in der Infobox 1.

Infobox 1 Demographische Risikofaktoren für die Entwicklung eines akuten Nierenversagens im Rahmen von COVID-19 (nach [5, 11])

  • höheres Alter

  • Übergewicht

  • Diabetes mellitus

  • Herz-Kreislauf-Erkrankungen

  • chronische Nierenkrankheit

  • schwarze Hautfarbe

  • genetische Risikofaktoren (APOL1[Apolipoprotein L1]-Genotyp, ACE2[„angiotensin-converting enzyme 2“]-Polymorphismus)

  • Immunsuppression

  • Raucheranamnese

  • Hypertonie

Ob die hohe Inzidenz an akutem Nierenversagen bei COVID-19 die Schwere der systemischen Erkrankung wiederspiegelt oder ob ein akutes Nierenversagen auch eine separate (von der Erkrankungsschwere) unabhängige Organmanifestation der SARS-CoV-2(„severe acute respiratory syndrome coronavirus 2“)-Infektion darstellen kann, ist Gegenstand aktueller intensiver Forschung.

Mögliche pathophysiologische Mechanismen

Neben einem direktem Virusbefall der Niere sind vielfältige weitere Mechanismen denkbar, die zu einer insgesamt multifaktoriellen Genese des akuten Nierenversagens beitragen können [12]. So kann es im Rahmen der respiratorischen Insuffizienz zu einer Hypooxygenierung und Rechtsherzbelastung mit konsekutiver Entstehung eines ischämisch bedingten akuten Nierenversagens kommen. Sehr wahrscheinlich virusassoziierte Zytokinfreisetzung und Komplementaktivierung können ebenfalls zu Inflammation und Zellschädigung beitragen [13]. Zugleich wäre eine Verstärkung des Alveolarschadens durch die Komplementaktivierung denkbar. Auch die damit einhergehende Hyperkoagulabilität könnte durch die Entstehung von Mikrothromben in Lunge und Niere direkt und indirekt über eine weitere Verminderung der Oxygenierung bei erhöhtem pulmonalen Widerstand zu einer Nierenschädigung beitragen. Zusätzliche weitere mögliche Faktoren, welche die Nierenschädigung triggern können, sind die Toxizität von Arzneimitteln und die häufig im Rahmen der Erkrankung beobachtete Rhabdomyolyse [4, 14].

Spezifische histopathologische renale Veränderungen, wie sie beispielsweise bei Hantavirusinfektionen oder Polyomavirusnephropathie beschrieben werden, konnten bei COVID-19-Patienten mit akutem Nierenversagen bislang nicht identifiziert werden [15]. Der mit Abstand häufigste histopathologische Befund in den Nieren bei COVID-19-Patienten ist eine akute Tubulusnekrose im Bereich des proximalen Tubulus. Auch das durch Urinanalyse erhobene Schädigungsmuster entspricht einer (vorwiegend) akuten tubulären Schädigung, einer interstitiellen Nephritis oder einer Kombination von beidem [9]. Zudem konnten in einigen Fällen Zeichen einer thrombotischen Mikroangiopathie gefunden werden [16]. Diese Befunde sind gut vereinbar mit der Hypothese einer multifaktoriellen Genese des akuten Nierenversagens bei SARS-CoV‑2.

“Der hohe Nierentropismus von SARS-CoV‑2 kann z.T. durch dessen Affinität für das ACE2 erklärt werden”

Eine derzeit stark diskutierte Frage ist, inwieweit eine direkte Virusaffektion der Niere zur Pathogenese beiträgt. So konnten in einzelnen Obduktionsstudien SARS-CoV-2-Antigene in menschlichen Nieren nachweisen werden [17,18,19]. Auch eine häufig nicht vorhandene Differenzierung von Patienten mit und ohne akutes Nierenversagen anhand inflammatorischer Parameter (C-reaktives Protein [CRP] und Ferritin) könnte auf einen virusspezifischen Schaden hindeuten [9].

Der hohe Nierentropismus von SARS-CoV‑2 kann z. T. durch die Affinität des Virus für das membrangebundene ACE2 erklärt werden [20]. SARS-CoV‑2 nutzt ACE2 als „Türöffner“, um Zugang zu seinen Zielzellen zu erhalten [21, 22]. ACE2 findet sich v. a. in Alveolarzellen der Lunge, aber auch in anderen Organen, darunter der Niere, wo es insbesondere von proximalen Tubuluszellen und glomerulären Parietalzellen, zum Teil aber auch von Podozyten exprimiert wird [23]. Der Virusbefall der Niere scheint auch funktionell relevant zu sein, da eine Assoziation mit dem Auftreten eines akuten Nierenversagens beobachtet werden konnte [24].

ACE-Hemmer und SARS-CoV-2

Aus den bisherigen epidemiologischen Daten geht hervor, dass über zwei Drittel der Patienten, die an COVID-19 starben, an Diabetes oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen litten [25]. Die meisten dieser Patienten erhielten eine leitliniengerechte blutdrucksenkende Therapie mit ACE-Hemmern oder Angiotensinrezeptorblockern (ARB). Diese beiden Medikamentengruppen sind in der Lage, die ACE2-Expression in der Niere und im Herzen um das 2‑ bis 5‑Fache zu erhöhen [26, 27].

Nach dem derzeitigen Wissensstand gibt es jedoch keine Belege für einen Zusammenhang zwischen der Einnahme von ACE-Hemmern bzw. ARB und einem schweren COVID-19-Verlauf [28, 29]. In ihren offiziellen Stellungnahmen empfehlen die European Society of Hypertension (ESH) und die European Society of Cardiology (ESC) daher, dass die Blutdruckmedikamente bei Patienten mit einem Risiko für COVID-19 oder bei Patienten, bei denen bereits COVID-19 diagnostiziert wurde, nach Möglichkeit nicht verändert werden sollten.

Einsatz extrakorporaler Verfahren bei COVID-19

Inflammatorische Zytokine, DAMP („damage-associated molecular patterns“) und PAMP („pathogen-associated molecular patterns“) einschließlich Endotoxinen und COVID-19-Viruspartikeln stehen in Verdacht, die Entwicklung des Multiorganversagens und die Mortalität kritisch kranker Patienten mit COVID-19 mitzubestimmen. Extrakorporale Verfahren können zur Entfernung dieser Substanzen und damit potenziell zur Behandlung kritisch kranker Patienten mit Organversagen eingesetzt werden (Abb. 1). Aufgrund der eingeschränkten Datenlage besteht zum jetzigen Zeitpunkt jedoch kein Konsens über Grenzwerte spezifischer laborchemischer oder klinischer Kriterien in Bezug auf den Einsatz, das Monitoring oder den Abbruch solcher Verfahren [11]. Hier sind weitere Studien dringend erforderlich.

Abb. 1
figure 1

Mögliche extrakorporale Verfahren als Behandlungsoption bei COVID-19 („coronavirus disease 2019“). DAMP „damage-associated molecular patterns“, PAMP „pathogen-associated molecular patterns“, TNF Tumornekrosefaktor, IL Interleukin. (Modifiziert nach [11])

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Entwicklung der Nierenfunktion nach akutem Nierenversagen

Aufgrund der geringen Zeitspanne seit Beginn der COVID-19-Pandemie liegen bislang nur eingeschränkte Daten im Hinblick auf die langfristige Prognose der Nierenfunktion nach akutem Nierenversagen im Rahmen von COVID-19 vor. Während in einer Studie eine Erholung der Nierenfunktion beschrieben wurde [4], weist die Studie von Gupta et al. auf eine deutlich über den Intensivaufenthalt hinausreichende persistierende Dialysepflichtigkeit hin [30]. So verblieb ein Sechstel der Patienten, die im Rahmen von COVID-19 intensivmedizinisch betreut worden waren und eine Nierenersatztherapie erhalten hatten, auch 60 Tage nach Entlassung von der Intensivstation dialysepflichtig.

Ob Patienten – ähnlich der beschriebenen pulmonalen Fibrose nach COVID-19 – auch eine renale Fibrose mit Progression zur chronischen Nierenerkrankung erleiden können, ist bislang unklar. Bei Patienten mit COVID-19-assoziiertem akuten Nierenversagen sollte daher 2 bis 3 Monate nach Entlassung aus der stationären Betreuung eine erneute Beurteilung der Nierenfunktion erfolgen [11].

Fazit für die Praxis

  • Das akute Nierenversagen ist eine häufige Organmanifestation bei Patienten mit COVID-19 („coronavirus disease 2019“).

  • Das akute Nierenversagen führt zu einer deutlichen Verschlechterung der erhöht die Mortalität.

  • Die multifaktorielle Genese des akuten Nierenversagens erfordert eine interdisziplinäre Betreuung.

  • Zudem sollte im Hinblick auf die langfristige Prognose genesener COVID-19-Patienten eine nephrologische Nachsorge erfolgen.

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Affiliations

  1. Klink für Nephrologie, Universitätsmedizin Essen, Universität Duisburg-Essen, Hufelandstr. 55, 45147, Essen, Deutschland

    A. Gäckler

  2. Klinik für Infektiologie, Westdeutsches Zentrum für Infektiologie, Universitätsmedizin Essen, Universität Duisburg-Essen, Essen, Deutschland

    H. Rohn & O. Witzke

Authors
  1. A. Gäckler
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  2. H. Rohn
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  3. O. Witzke
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Corresponding author

Correspondence to A. Gäckler.

Ethics declarations

Interessenkonflikt

A. Gäckler erhielt Referentenhonorare von Ablynx/Sanofi, Alexion und Novartis. O. Witzke erhielt Forschungsstipendien für klinische Studien, Referentenhonorare und Reisekosten von Amgen, Alexion, Astellas, Basilea, Biotest, Bristol-Myers Squibb, Correvio, Chiesi, Gilead, Hexal, Janssen, Dr. F. Köhler Chemie, MSD, Novartis, Roche, Pfizer, Sanofi, TEVA and UCB. H. Rohn gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

Additional information

Teile dieses Beitrags basieren auf den Publikationen Rohn et al. (2020), Der Nephrologe 15:210–215, https://doi.org/10.1007/s11560-020-00444-4, und Rohn et al. (2020), Der Gastroenterologe 15:471–476, https://doi.org/10.1007/s11377-020-00484-1.

Redaktion

T. Feldkamp, Kiel

O. Witzke, Essen

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Gäckler, A., Rohn, H. & Witzke, O. Akutes Nierenversagen bei COVID-19. Nephrologe 16, 66–70 (2021). https://doi.org/10.1007/s11560-020-00473-z

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Schlüsselwörter

  • Coronavirus
  • Komplikationen
  • Pathophysiologie
  • Extrakorporale Blutreinigung
  • Nierenfunktionseinschränkung

Keywords

  • Coronavirus
  • Complications
  • Pathophysiology
  • Extracorporeal blood purification
  • Renal insufficiency