ДІАГНОСТИЧНА ТА ПРОГНОСТИЧНА ЗНАЧИМІСТЬ ПРОЗАПАЛЬНИХ БІОМАРКЕРІВ У ХВОРИХ ІЗ ХРОНІЧНОЮ ХВОРОБОЮ НИРОК 5 СТУПЕНЯ, ЯКІ ЗНАХОДЯТЬСЯ НА ПРОГРАМНОМУ ГЕМОДІАЛІЗІ

Бардаш В.О. Діагностична та прогностична значимість прозапальних біомаркерів у хворих із хронічною хворобою нирок 5 ступеня, які знаходяться на програмному гемодіалізі. - Кваліфікаційна наукова праця на
правах рукопису.
Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 222 «Медицина» галузі знань 22 «Охорона здоров’я». – Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького МОЗ України, Львів, 2025.

Актуальність теми дослідження обумовлена тим, що хронічна хвороба нирок (ХХН) є однією з найсерйозніших медико-соціальних проблем сучасності, вражаючи понад 800 мільйонів людей у всьому світі та входячи до переліку провідних причин смерті. Пацієнти з термінальною нирковою недостатністю (ТНН), які перебувають на лікуванні програмним гемодіалізом (ПГД), формують когорту надзвичайно високого ризику, зі смертністю у 10-30 разів вищою, ніж у загальній популяції. Головною причиною летальності (40-
55%) є серцево-судинні захворювання (ССЗ), висока частота яких не може бути пояснена лише традиційними факторами ризику. Це вказує на ключову роль нетрадиційних, специфічних для уремії факторів: хронічного запалення, оксидативного стресу та мінерально-кісткових порушень (МКП-ХХН). Недостатня ефективність існуючих стратегій зумовлює нагальну потребу у пошуку нових біомаркерів для діагностики та прогнозування ускладнень. У цьому контексті, фактор росту фібробластів 23 (FGF23) та гепсидин виступають
як перспективні інтегративні маркери, що об'єднують патофізіологічні осі «кістка-нирки-судини» (FGF23) та «залізо-запалення-еритропоез» (гепсидин). При ТНН ці регулятори перетворюються на потужні патогенні фактори. Глибоке вивчення їхньої ролі та взаємозв'язків у пацієнтів на гемодіалізі є важливим кроком до покращення стратифікації ризиків. Таким чином, дана дисертаційна робота, присвячена дослідженню FGF23 та гепсидину, є актуальною та має важливе наукове і практичне значення для сучасної нефрології.

Дисертаційна робота є фрагментом науково-дослідного проекту кафедри терапії №1, медичної діагностики та гематології і трансфузіології ФПДО Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького «Особливості патогенезу, діагностики та лікування захворювань серцево- судинної, травної, ендокринної та дихальної систем в клініці та експерименті» (державний реєстраційний №0120U002142; 2020-2024 рр.).
Метою дисертаційного дослідження було вивчити діагностичну та прогностичну значимість прозапальних біомаркерів у хворих із хронічною хворобою нирок 5 ступеня, які знаходяться на програмному гемодіалізі.
Для реалізації цієї мети було поставлено такі завдання: провести порівняльний аналіз клініко-лабораторних профілів у пацієнтів із ХХН 5 стадії на ПГД залежно від етіології захворювання; дослідити спектр та частоту
ускладнень у пацієнтів на ПГД; оцінити прогностичну роль FGF23, проаналізувавши його зв"язок із маркерами мінерально-кісткового обміну та його здатність прогнозувати втрату залишкової функції нирок; встановити особливості регуляторних зв’язків FGF23 з показниками фосфорно-кальцієвого обміну, зокрема фосфором та паратгормоном; визначити роль гепсидину в патогенезі функціонального дефіциту заліза та резистентності до феротерапії, порівнявши його діагностичну інформативність із традиційними маркерами
анемії, зокрема феритином.
Об’єкт дослідження: ХХН 5ст. корегована програмним гемодіалізом.

Предмет дослідження: клініко-патогенетичні особливості перебігу ХХН, показники біохімічного аналізу крові, показники мінерального обміну крові, рівні FGF23, гепсидин у крові пацієнтів з ХХН 5ст. які проходять лікування програмним гемодіалізом. Робота базувалася на результатах відкритого проспективного
обсерваційного дослідження (2023-2025 рр.) на базах кафедри терапії №1, медичної діагностики та гематології і трансфузіології ФПДО ЛНМУ імені Данила Галицького. Було обстежено 148 пацієнтів: основну групу (група 1) склали 129 пацієнтів (середній вік 57,2±12,8 років) з ХХН 5 стадії на ПГД (стратифіковані за етіологією: гіпертонічна хвороба (ГХ, n=46), цукровий діабет (ЦД, n=36), хронічний гломерулонефрит (ХГН, n=29), полікістоз нирок (ПКН, n=18)); групу порівняння (група 2) – 19 пацієнтів з ХХН 3 стадії.
Критерії включення: верифікована ХХН 5 стадії, лікування ПГД більше 3 місяців, вік 18-85 років, відсутність гострих запальних станів, онкологічних та психіатричних захворювань. Використано загальноклінічні, лабораторні (біохімія, коагулограма, іПТГ, феритин) та імуноферментний аналіз (ІФА) для визначення FGF23 (Human FGF23 ELISA Kit, FineTest) та гепсидину (Human Hepcidin ELISA Kit, FineTest) у підгрупі з 88 пацієнтів. Статистична обробка проводилась у R (версія 4.4.2) з використанням непараметричних критеріїв
(Шапіро-Уілка, Манна-Уітні, Краскела-Уолліса), кореляційного аналізу (Спірмен) та множинної лінійної регресії (p<0,05).
Встановлено, що етіологія ТНН достовірно впливає на клінічний фенотип. Пацієнти з ХГН (n=29) були наймолодшою групою (середній вік 47,5 років), але мали найтяжчі прояви МКП-ХХН (найвищий іПТГ, 343,0 пг/мл, та фосфор, 2,1 ммоль/л) та найвищу частоту резистентної артеріальної гіпертензії (РАГ, 58,6%). Пацієнти з ЦД (n=36) демонстрували найгірший нутритивний статус (найнижчий альбумін) та найнижчий рівень іПТГ (131,0 пг/мл), що вказує на високий ризик адинамічної хвороби кісток. Пацієнти з ГХ (n=46) були
найстаршою групою (медіана 63,0 років) з найвищою частотою серцевої недостатності (СН, 73,9%). Пацієнти з ПКН (n=18) мали найбільш сприятливий профіль з повною відсутністю РАГ (0%), що пов'язано з проведеними нефректоміями. При аналізі МКП-ХХН у загальній когорті (n=129) підтверджено високу
поширеність гіперфосфатемії (72,1%) та вторинного гіперпаратиреозу (59,7%).
Встановлено достовірні кореляції між фосфором та іПТГ (R=0,49) та значущі негативні кореляції віку з іПТГ (R=-0,41) і фосфором (R=-0,39), що вказує на більш агресивний перебіг МКП-ХХН у молодших пацієнтів.
Ключовою знахідкою стало «роз'єднання» фізіологічної осі FGF23 при ТНН. Рівні FGF23 у пацієнтів на ПГД (n=69) були екстремально високими (медіана 1258,32 пг/мл) і достовірно вищими (p<0,05) за групу ХХН 3ст. (150,5 пг/мл), але не корелювали з поточними рівнями фосфору (r=0,13; p>0,05) або іПТГ (r=0,08; p>0,05). Це доводить, що при ТНН FGF23 втрачає свою діагностичну роль як динамічний регулятор МКП-ХХН.
Втративши діагностичну цінність, FGF23 набув потужної прогностичної ролі. Встановлено сильний негативний кореляційний зв'язок між FGF23 та добовим діурезом (показником залишкової функції нирок, ЗФН) (R=-0,75, p<0,0001). Модель множинної лінійної регресії (R 2 = 0,7369) підтвердила, що FGF23 (p<0,0001) та тривалість діалізу (p=0,0073) є незалежними предикторами об"єму сечі, ідентифікуючи FGF23 як надійний маркер, що прогнозує втрату ЗФН.
У дослідженні анемії продемонстровано недостатню інформативність феритину. У загальній когорті (n=129) рівень феритину (медіана 234,0 нг/мл) не корелював з рівнем гемоглобіну (r=0,02; p>0,05), натомість демонстрував негативний зв"язок з альбуміном (r=-0,23; p<0,01), що підтверджує його роль
переважно як білка гострої фази запалення.
Клінічно підтверджено наявність «гепсидинової блокади» еритропоезу. Пацієнти, що отримували планові ін'єкції заліза (група Fe+, n=24), мали достовірно (p<0,001) вищі рівні гепсидину (медіана 421,8 нг/мл) та феритину (медіана 416,0 мкг/л) порівняно з групою, що їх не отримувала (Fe−, n=45).
Однак, це масивне насичення депо залізом не супроводжувалося жодним клінічно значущим приростом гемоглобіну (p=0,545). Це доводить розвиток функціонального дефіциту заліза та резистентності до феротерапії в умовах високого гепсидину.
Наукова новизна отриманих результатів. Проведено комплексну порівняльну оцінку клініко-лабораторних профілів та спектру ускладнень у пацієнтів на ПГД залежно від чотирьох основних етіологічних чинників (ХГН, ГХ, ЦД, ПКН). Встановлено унікальні патерни ризику: для ХГН характерні найтяжчі прояви МКП-ХХН та найвища частота РАГ; для ЦД – найгірші показники нутритивного статусу та найнижчий рівень іПТГ (ризик адинамічної хвороби кісток).
Підтверджено феномен «роз"єднання» фізіологічних регуляторних зв"язків осі FGF23 в умовах ТНН. Продемонстровано відсутність статистично значущої кореляції між екстремально високими рівнями FGF23 та поточними концентраціями фосфору (r=0,13) і паратгормону (r=0,08) у пацієнтів на ПГД.
Встановлено нову клінічну роль FGF23 при ТНН: доведено, що він втрачає діагностичну значущість для оцінки МКП-ХХН, але набуває потужної прогностичної ролі. Встановлено сильний негативний кореляційний зв"язок (r =-0,84; p < 0,0001) між FGF23 та об'ємом добового діурезу, ідентифікувавши
FGF23 як незалежний предиктор втрати залишкової функції нирок (ЗФН).
Клінічно доведено наявність «гепсидинової блокади» еритропоезу.
Показано, що введення препаратів заліза пацієнтам на ПГД призводить до достовірного (p < 0,001) підвищення рівнів гепсидину (медіана 421,8 нг/мл) та феритину (медіана 416,0 мкг/л), але не супроводжується клінічно значущим приростом рівня гемоглобіну (p=0,545), що підтверджує розвиток функціонального дефіциту заліза та резистентності до феротерапії.
Продемонстровано недостатню інформативність феритину як маркера запасів заліза в умовах уремії. У загальній когорті (n=129) рівень феритину не корелює з рівнем гемоглобіну (r=0,02), натомість демонструє статистично значущий негативний зв"язок з альбуміном (r = -0,23; p < 0,01), що підтверджує
його роль переважно як білка гострої фази запалення.
Практичне значення одержаних результатів. Запропоновано диференційовані підходи до ведення пацієнтів на ПГД залежно від етіології: 1) для пацієнтів з ХГН рекомендується більш агресивний моніторинг та лікування
МКП-ХХН та РАГ; 2) для пацієнтів з ЦД – активний скринінг на адинамічну хворобу кісток та посилена нутритивна підтримка.
Рекомендовано включення визначення рівня FGF23 в панель обстежень пацієнтів, які починають лікування ПГД та зберігають діурез. Високі рівні FGF23 слід розглядати як сигнал високого ризику швидкої втрати ЗФН, що вимагає превентивних заходів.
Стратегія лікування анемії у пацієнтів на ПГД з високим рівнем феритину та ознаками запалення вимагає диференційованого підходу. У цій клінічній ситуації часто спостерігається функціональний дефіцит заліза, зумовлений підвищеним рівнем гепсидину, що знижує ефективність рутинної терапії препаратами заліза.
Ключові слова: хронічна хвороба нирок, програмний гемодіаліз, FGF23, гепсидин, прозапальні біомаркери, ЦД, ГХ, анемія.

Bardash V. O. Diagnostic and prognostic significance of pro-inflammatory biomarkers in patients with stage 5 chronic kidney disease undergoing programmed hemodialysis. – Qualifying scientific work as a manuscript.
Thesis for the degree of Doctor of Philosophy in the specialty 222 "Medicine,"
field of knowledge 22 "Healthcare." – Danylo Halytsky Lviv National Medical
University, Ministry of Health of Ukraine, Lviv, 2025.
Relevance of the research topic. Chronic kidney disease (CKD) is one of the most serious medical and social problems of our time, affecting over 800 million people worldwide and ranking among the leading causes of death. Patients with end-stage renal disease (ESRD) receiving programmed hemodialysis (PHD) form an
extremely high-risk cohort, with mortality rates 10-30 times higher than in the general population. The main cause of mortality (40-55%) is cardiovascular disease (CVD), the high frequency of which cannot be explained by traditional risk factors alone. This indicates the key role of non-traditional, uremia-specific factors: chronic
inflammation, oxidative stress, and mineral-bone disorders (CKD-MBD). The insufficient effectiveness of existing strategies necessitates an urgent search for new biomarkers for the diagnosis and prognosis of complications. In this context, fibroblast growth factor 23 (FGF23) and hepcidin emerge as promising integrative
markers, linking the "bone-kidney-vessel" (FGF23) and "iron-inflammation-erythropoiesis" (hepcidin) pathophysiological axes. In ESRD, these regulators transform into potent pathogenic factors. A deep study of their role and interrelations in hemodialysis patients is an important step toward improving risk stratification.
Thus, this dissertation, dedicated to the study of FGF23 and hepcidin, is relevant and holds significant scientific and practical importance for modern nephrology.
The dissertation is part of the research project of the Department of Therapy No. 1, Medical Diagnostics, and Hematology and Transfusiology of the Faculty of Postgraduate Education at Danylo Halytsky Lviv National Medical University, "Features of pathogenesis, diagnosis, and treatment of diseases of the cardiovascular,
digestive, endocrine, and respiratory systems in clinical practice and experiment"
(state registration No. 0120U002142; 2020-2024). The aim of the dissertation research was to study the diagnostic and prognostic significance of pro-inflammatory biomarkers in patients with stage 5 chronic kidney
disease undergoing programmed hemodialysis. To achieve this aim, the following objectives were set: to conduct a
comparative analysis of clinical and laboratory profiles in patients with CKD stage 5 on PHD depending on the etiology of the disease; to investigate the spectrum and frequency of complications in patients on PHD; to evaluate the prognostic role of FGF23 by analyzing its relationship with markers of mineral-bone metabolism and its
ability to predict the loss of residual renal function; to establish the features of the regulatory relationships of FGF23 with indicators of phosphorus-calcium metabolism, particularly phosphorus and parathyroid hormone; to determine the role of hepcidin in the pathogenesis of functional iron deficiency and resistance to iron
therapy, comparing its diagnostic utility with traditional anemia markers, particularly ferritin.
Object of study: CKD stage 5 corrected by programmed hemodialysis.
Subject of study: Clinical and pathogenetic features of the course of CKD, biochemical blood analysis indicators, mineral metabolism indicators, levels of FGF23, hepcidin in the blood of patients with CKD stage 5 undergoing programmed hemodialysis treatment.
The work was based on the results of an open prospective observational study (2023-2025) conducted at the bases of the Department of Therapy No. 1, Medical Diagnostics, and Hematology and Transfusiology of the Faculty of Postgraduate Education at Danylo Halytsky Lviv National Medical University. A total of 148 patients were examined: the main group (group 1) consisted of 129 patients (mean age 57.2±12.8 years) with CKD stage 5 on PHD (stratified by etiology: hypertension (HTN, n=46), diabetes mellitus (DM, n=36), chronic glomerulonephritis (CGN,
n=29), polycystic kidney disease (PKD, n=18)); the comparison group (group 2) included 19 patients with CKD stage 3. Inclusion criteria: verified CKD stage 5, PHD treatment for more than 3 months, age 18-85 years, absence of acute inflammatory conditions, oncological, and psychiatric diseases. General clinical, laboratory
(biochemistry, coagulogram, iPTH, ferritin), and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) methods were used to determine FGF23 (Human FGF23 ELISA Kit, FineTest) and hepcidin (Human Hepcidin ELISA Kit, FineTest) in a subgroup of 88 patients. Statistical processing was performed in R (version 4.4.2) using non- parametric tests (Shapiro-Wilk, Mann-Whitney, Kruskal-Wallis), correlation analysis (Spearman), and multiple linear regression (p<0.05). It was established that the etiology of ESRD significantly affects the clinical phenotype. Patients with CGN (n=29) were the youngest group (mean age 47.5 years) but had the most severe manifestations of CKD-MBD (highest iPTH, 343.0 pg/mL, and phosphorus, 2.1 mmol/L) and the highest frequency of resistant arterial
hypertension (RAH, 58.6%). Patients with DM (n=36) demonstrated the poorest nutritional status (lowest albumin) and the lowest iPTH level (131.0 pg/mL), indicating a high risk of adynamic bone disease. Patients with HTN (n=46) were the oldest group (median 63.0 years) with the highest frequency of heart failure (HF, 73.9%). Patients with PKD (n=18) had the most favorable profile with a complete absence of RAH (0%), which is associated with performed nephrectomies. Analysis of CKD-MBD in the general cohort (n=129) confirmed a high prevalence of hyperphosphatemia (72.1%) and secondary hyperparathyroidism (59.7%). Significant correlations were found between phosphorus and iPTH (R=0.49) and significant negative correlations of age with iPTH (R=-0.41) and phosphorus (R=-0.39), indicating a more aggressive course of CKD-MBD in younger patients. A key finding was the "disconnection" of the physiological FGF23 axis in ESRD. FGF23 levels in patients on PHD (n=69) were extremely high (median 1258.32 pg/mL) and significantly higher (p<0.05) than in the CKD stage 3 group (150.5
pg/mL), but did not correlate with current levels of phosphorus (r=0.13; p>0.05) or iPTH (r=0.08; p>0.05). This proves that in ESRD, FGF23 loses its diagnostic role as a dynamic regulator of CKD-MBD. Having lost its diagnostic value, FGF23 acquired a powerful prognostic role. A strong negative correlation was established between FGF23 and daily diuresis (an indicator of residual renal function, RRF) (R=-0.75, p<0.0001). A multiple linear regression model (R2 = 0.7369) confirmed that FGF23 (p<0.0001) and dialysis duration (p=0.0073) are independent predictors of urine volume, identifying FGF23 as a reliable marker for predicting the loss of RRF.
In the study of anemia, the insufficient informational value of ferritin was demonstrated. In the general cohort (n=129), the ferritin level (median 234.0 ng/mL) did not correlate with the hemoglobin level (r=0.02; p>0.05), but instead showed a negative relationship with albumin (r=-0.23; p<0.01), confirming its role primarily as
an acute-phase inflammatory protein.
The presence of a "hepcidin block" of erythropoiesis was clinically confirmed. Patients receiving scheduled iron injections (Fe+ group, n=24) had significantly (p<0.001) higher levels of hepcidin (median 421.8 ng/mL) and ferritin (median 416.0 mcg/L) compared to the group not receiving them (Fe−, n=45). However, this
massive saturation of iron stores was not accompanied by any clinically significant increase in hemoglobin (p=0.545). This proves the development of functional iron deficiency and resistance to iron therapy in conditions of high hepcidin. Scientific novelty of the obtained results. A comprehensive comparative assessment of clinical-laboratory profiles and the spectrum of complications was conducted in PHD patients depending on the four main etiological factors (CGN, HTN, DM, PKD). Unique risk patterns were established: CGN is characterized by the
most severe manifestations of CKD-MBD and the highest frequency of RAH; DM by the poorest nutritional status indicators and the lowest iPTH levels (risk of adynamic bone disease). The phenomenon of "disconnection" of the physiological regulatory links of the FGF23 axis in ESRD conditions was confirmed. The absence of a statistically significant correlation between extremely high FGF23 levels and current
concentrations of phosphorus (r=0.13) and parathyroid hormone (r=0.08) in PHD patients was demonstrated. A new clinical role for FGF23 in ESRD was established: it was proven that it loses diagnostic significance for assessing CKD-MBD but acquires a powerful prognostic role. A strong negative correlation (r = -0.84; p <
0.0001) was established between FGF23 and daily urine output, identifying FGF23 as an independent predictor of the loss of residual renal function (RRF). The presence of a "hepcidin block" of erythropoiesis was clinically proven. It was shown that administering iron preparations to PHD patients leads to a significant (p < 0.001) increase in hepcidin (median 421.8 ng/mL) and ferritin (median 416.0 mcg/L) levels, but is not accompanied by a clinically significant increase in hemoglobin levels (p=0.545), which confirms the development of functional iron deficiency and resistance to iron therapy. The insufficient informational value of ferritin as a marker
of iron stores in uremic conditions was demonstrated. In the general cohort (n=129), ferritin levels do not correlate with hemoglobin levels (r=0.02), but instead show a statistically significant negative relationship with albumin (r = -0.23; p < 0.01), confirming its role primarily as an acute-phase inflammatory protein. Practical significance of the obtained results. Differentiated approaches to managing PHD patients depending on etiology are proposed: 1) for patients with CGN, more aggressive monitoring and treatment of CKD-MBD and RAH are recommended; 2) for patients with DM – active screening for adynamic bone disease and enhanced nutritional support. It is recommended to include FGF23 level determination in the examination panel for patients starting PHD treatment who retain diuresis. High FGF23 levels should be considered a signal of high risk for rapid RRF loss, requiring preventive measures. The strategy for treating anemia in PHD patients with high ferritin levels and signs of inflammation requires a differentiated approach. In this clinical situation, functional iron deficiency, caused by elevated hepcidin levels, is often observed, reducing the effectiveness of routine iron therapy.
Keywords: chronic kidney disease, programmed hemodialysis, FGF23, hepcidin, pro-inflammatory biomarkers, DM, HTN, anemia.

https://drive.google.com/file/d/1jYqTDSvirpsJISQdlzRMu6VneOKs2Vuj/view?usp=sharing