STUDIO CLINICO
Obiettivi
L'obiettivo di questo studio è stato quello di valutare l'impatto del trattamento con CPFA, in pazienti affetti da shock settico, sull'assetto coagulativo e, in particolare sull'assorbimento da parte della cartuccia Mediasorb® di Adamts-13 e dei fattori della coagulazione. Abbiamo infatti ipotizzato che la riduzione della conta piastrinica che frequentemente si verifica dopo trattamento con CPFA, e che spesso torna a valori iniziali alla fine dei trattamenti, potesse essere dovuta ad una interazione fra questo fattore e la resina adsorbente. Abbiamo ipotizzato che la cartuccia assorba Adamts-13 determinando una sua diminuzione in circolo. Un deficit di Adamts 13 comporta una mancata scissione dei multimeri extralarge di fattore di von Willebrand, rilasciati dall'endotelio attivato, che in questa forma svolgono azione trombogenica. I multimeri extralarge di vWF favoriscono in questo modo l'adesione e aggregazione piastrinica e le piastrine così aggregate potrebbero rimanere intrappolate all'interno della cartuccia adsorbente, rendendo conto della riduzione dei livelli piastrinici a fine trattamento. La precoce formazione di coaguli all'interno della cartuccia potrebbe spiegare l'aumento della pressione transcartuccia che segna la fine del trattamento con CPFA che in alcuni pazienti si verifica prima delle 10 ore indicate dalla casa produttrice.
Abbiamo inoltre valutato l'impatto del trattamento con CPFA su: -funzione respiratoria
-parametri emodinamici -SOFA score
Materiali e metodi
Sono stati studiati 11 pazienti, 6 donne e 5 uomini, di età compresa fra 50 e 81 anni, ricoverati presso la Terapia intensiva della U.O IV Anestesia e Rianimazione Universitaria di Pisa fra Gennaio e Giugno 2011 con diagnosi di shock settico e sottoposti a trattamento con CPFA.
La diagnosi di shock settico è stata fatta secondo I criteri indicati dall’American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Consensus40.
Tutti i pazienti sono stati trattati seguendo le linee guida della Surviving Sepsis Campaign34 oltre all’uso della CPFA.
I criteri di inclusione nello studio sono stati: diagnosi di sepsi severa o shock settico età >18 anni
indicazione clinica all'uso di CPFA mentre sono stati criteri di esclusione:
qualsiasi diagnosi diversa da sepsi severa o shock settico età<18 anni
gravidanza o allattamento
non indicazione clinica all'uso di CPFA
La gravità dei pazienti all’ingresso in terapia intensiva è stata valutata utilizzando il punteggio SAPS II (Simplified Acute Physiology Score), uno degli score più utilizzati in Europa41, che considera 12 parametri rilevati di routine nelle prime 24 ore di ricovero e permette di stimare la probabilità di morte intraospedaliera del paziente (in percentuale); mentre il grado di insufficienza multiorgano è stato valutato attraverso il SOFA score (Sepsi-related Organ Failure Assessment), che descrive quantitativamente ed obiettivamente il grado di disfunzione/insufficienza d'organo: questo score prevede 6 items, il punteggio va da 0 (normale) a 4 (gravemente alterato) per ogni organo. Il SOFA score è stato calcolato all'ammissione e alla fine dei trattamenti con CPFA.
I pazienti considerati sono stati sottoposti a trattamento con CPFA per un numero di cicli variabile da 2 a 5 (in base alle condizioni cliniche e alla risposta al trattamento) intervallati da circa 24 ore. Durante il trattamento è stata effettuata scoagulazione sistemica con eparina sodica attraverso una pompa infusionale che si trova all'interno del circuito di CPFA. Sono stati dosati all'inizio e alla fine di ogni ciclo, prima e dopo la cartuccia
Mediasorb ®:
− fattore VII
− fattore VIII
− fattore di von Willebrand come antigene e attività
− Inibitore dell'attivatore del plasminogeno (PAI1) come antigene
− Adamts-13 come antigene e attività
Sono stati usati i seguenti test ELISA : TECHNOZYM ADAMTS-13 Activity, TECHNOZYM ADAMTS-13 Antigen,TECHNOZYM vWF:Ag,TECHNOZYM vWF:CBA.
Sono inoltre stati presi in considerazione prima del trattamento e dopo i cicli di CPFA: conta piastrinica
pressione arteriosa media rapporto PaO2/FiO2
dosaggio dei vasopressori
SOFA score
I dati sono espressi come media ± SD. Per quanto riguarda l'analisi statistica sono stati eseguiti i seguenti test: test T di Student (p<0.05 considerato statisticamente significativo), correlazione lineare secondo Pearson e il test di Wilcoxon.
Risultati
I pazienti di questo studio, 6 femmine e 5 maschi di età media di 69
±
10 anni, sono stati sottoposti a una media di 3±
2cicli di CPFA. Il punteggio SAPSII medio all'ingresso era di 49,5±
10 con una probabilità media di morte intraospedaliera di 45%±
20.L'indice SOFA medio all'ingresso era di 11,2 ±2,8. La diagnosi d'ingresso di questi pazienti era:
pancreatite acuta necrotico emorragica per tre soggetti perforazione del colon
peritonite acuta di ndd
occlusione intestinale post chirurgica leucemia mieloide acuta
ischemia intestinale trattata chirurgicamente shock settico di ndd
addome acuto post chirurgico
Sesso Età Peso Comorbidità Diagnosi SOFA ingresso SAPS II Probabilità morte intraospedaliera Giorni degenza Paz 1 M 71 80 DM I,M.Parkinson,k vescica Occlusione intestinale post chirurgica 10 51 48,40% 60
Paz 2 F 62 IPOTIROIDISMO Shock di ndd 11 28 8,80% 7
Paz 3 F 81 80 DMII,IA Perforazione
colon
8 57 61,90% 28
Paz 4 F 75 75 IA Pancreatite acuta 16 59 66,1 28
Paz 5 F 75 74 IA Pancreatite acuta 16 59 66,1 28
Paz 6 M 74 120 BPCO,IA,K prostata Deiscenza ferita
chirurgica
9 44 32,1 77
Paz 7 M 71 70 DM II,IRC,FA Ischemia
intestinale
11 56 61,00% 41
Paz 8 F 50 60 LMA Shock settico in
LMA
13 46 36,00% 4
Paz 9 M 54 100 Pancreatite acuta 12 38 21,30% 22
Paz 10 F 81 80 DMII, IA peritonite 8 57 61,90% 28
Paz 11 M 74 121 IA,DM K prostata Addome acuto 9 44 32,10% 77
Tab.4 Caratteristiche pazienti arruolati
La mortalità al 28° giorno è stata del 36% contro la mortalità predetta che era del 45% ± 20.
Dopo i trattamenti con CPFA rispetto ai valori misurati prima dell'inizio dei trattamenti sono risultati statisticamente ( p<0.05) migliorati:
PAM media : 91
±
6 vs 79±
9 (grafico1) PaO2/FiO2 medio: 242 ±87 vs 329 ±91 (grafico 2)
Dosaggio medio di noradrenalina: 0,4 μg/Kg/min ± 0,3 vs 0,14 μg/Kg/min ± 0,15 (grafico3)
Grafico1:Variazione della PAM prima e dopo trattamento con CPFA
Grafico2: Miglioramento del rapporto PaO2/FiO2 dopo trattamento con CPFA
p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 0 100 200 300 400 500 600 pre CPFA post CPFA pazienti P a O 2 /F iO 2 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 0 20 40 60 80 100 120 PAM PAM PRE PAM POST pazienti P A M
Grafico 3: Riduzione del dosaggio di noradrenalina dopo trattamento con CPFA
Grafico 4: Variazione del SOFA dopo trattamento con CPFA
Si è inoltre assistito ad una diminuzione statisticamente significativa della conta piastrinica media dopo il trattamento con CPFA: 248000±190 vs 130000±112 (grafici 5-6).
SOFA PRE SOFA POST
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 SOFA SCORE P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11
pre CPFA post CPFA
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 NORADRENALINA p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 n o ra d re n a lin a(m cg /k g /m in )
Grafico 5: variazione della conta piastrinica prima e dopo trattamento con CPFA
Grafico 6: variazione conta piastrinica dopo ogni ciclo di CPFA
Per quanto riguarda I parametri emocoagulativi abbiamo osservato prima dell'inizio dei trattamenti con CPFA:
valori inferiori al range di normalità di: -Fattore VII ( valore medio 25,8±14,8)
-Adamts -13 antigene ( valore medio 52,31±37,5 grafico 7) valori ai limiti bassi del range di normalità di:
-Fattore VIII ( valore medio 73,58±44,12)
-Adamts -13 attività ( valore medio 49,53±25,01)
PTL pre PTL post 0 100 200 300 400 500 600 700 PIASTRINE P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P T L X 1 0 0 0
pre Post 1° Post 2° Post 3° Post 4° Post 5°
0 100 200 300 400 500 600 700 piastrine P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 cicli p tl
valori sopra il range di normalità di
-PAI 1 ( valore medio 29,81±30 grafico 8)
-vWF antigene e attività (rispettivamente 1,55±0,7 U/ml e 197%±140)
Grafico 7: Adamts-13 pretrattamento
Grafico 8: PAI1 pretrattamento
Da questo studio emerge inoltre che il valore basale medio di PAI era statisticamente superiore nei pazienti che sono andati incontro ad exitus rispetto a quelli sopravvissuti (grafico 9). Per quanto riguarda Adamts -13 è risultato ridotto sia come attività che come antigene nei pazienti deceduti rispetto ai sopravvissuti ma in modo non statisticamente significativo. p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 0 20 40 60 80 100 120 pai1 pretrattamento pai1 min max pazienti PAI1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 ats ag pre pazienti ats13
Grafico 9: correlazione fra livelli di PAI1 basale e mortalità
Abbiamo inoltre osservato che non esiste una variazione statisticamente significativa tra I livelli plasmatici precartuccia e postcartuccia di:
FVIII
vWF
Tuttavia esiste una diminuzione statisticamente significativa transcartuccia dei livelli di:
PAI1
Adamts-13 attività e antigene (grafico 10-11) FVII (grafico 12)
Grafico 10: Adamts 13 transcartuccia Grafico 11: modificazioni transcartuccia di Adamts13 nei singoli pazienti vivi deceduti 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 PAI 1e mortalità PAI
ats att pre
ats att post
ats ag pre ats ag post 0 10 20 30 40 50 60 70 ats transcartuccia
ats ag pre ats ag post
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 ats 13 ag transcartuccia p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11
Grafico 12: modificazioni FVII transcartuccia
Non esiste inoltre correlazione lineare fra Adamts-13 e durata del ciclo
vWF sia come antigene che come attività (grafico 13 -14) conta piastrinica
PAI1 (grafico 15-16)
Abbiamo inoltre osservato che non esiste una correlazione fra la variazione della conta piastrinica e
durata del ciclo di CPFA
durata trattamento depurativo in toto ( ricordo infatti che dopo aver escluso la plasmafiltrazione e l'adsorbimento il trattamento può proseguire come CVVH)
Adamts-13
VII pre VII post
0 5 10 15 20 25 FVII transcartuccia
VII PRE TF VII POST TF
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 FVII Tf transcartuccia
Grafico 13: correlazione fra attività di vWF e Adamts-13
Grafico 14:correlazione fra Antigene di Adamts-13 e vWF
0 100 200 300 400 500 600 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 R² = 0,14 AttvWF-AttATS13 ATS13 V W F 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 R² = 0 AgvWF-AgATS13 ATS13 vW F
Grafico 15: correlazione fra antigene di Adamts-13 e PAI1
Grafico 16: correlazione fra attività di Adamts-13 e PAI1
Abbiamo invece riscontrato una correlazione debole fra fattore VIII e Adamts-13 (grafico 17) e moderata fra Adamts-13 e fattore VII(grafico 18).
0 20 40 60 80 100 120 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 R² = 0,01 PAI1-ATS13 PAI1 A T S 1 3 0 20 40 60 80 100 120 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 R² = 0,06 PAI1-ATS13att PAI1 A ts 3 a tt
Grafico 17: correlazione fra FVIII e antigene di Adamts-13
Grafico 18:correlzione fra FVII e antigene di Adamts-13
0 10 20 30 40 50 60 70 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 R² = 0,32 fVII-ATS13 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 R² = 0,25 fVIII-ATS13ag fVIII A T S 1 3 a g
Discussione
La sepsi rappresenta la principale causa di morte in Terapia Intensiva con una mortalità globale che varia dal 20% al 70% a seconda della gravità del quadro clinico, del coinvolgimento sistemico, della precocità del trattamento1 .
Il meccanismo fisiopatologico alla base della sepsi rappresenta il risultato di una complessa interazione fra due fasi diverse: la prima caratterizzata da meccanismi che determinano liberazione di mediatori a prevalente azione proinfiammatoria (TNFα, IL1, IL6, IL8), la seconda costituita dalla liberazione di citochine ad azione anti-infiammatoria (IL10 e IL4) 2
.
L'importanza delle citochine nella fisiopatologia della sepsi ha portato negli ultimi anni allo sviluppo di strategie terapeutiche che comprendono tecniche di depurazione renale come la CPFA che trova il suo razionale nella modulazione della risposta infiammatoria assorbendo in modo non selettivo mediatori sia ad azione proinfiammatoria che antiinfiammatoria. Numerosi studi hanno evidenziato come il trattamento in pazienti settici determini un miglioramento dell'emodinamica, la risposta immunitaria28 nonché la sopravvivenza2,27.
Questo studio ha mostrato un miglioramento della sopravvivenza dopo trattamento con CPFA: la mortalità a 28 giorni è stata del 36% contro la mortalità intraospedaliera media predetta, calcolata utilizzando il SAPS II, del 45%± 20. Questo dato è in accordo con risultati di studi precedenti28. Sempre in accordo con quanto riportato in studi precedenti2 abbiamo osservato un miglioramento sia della funzione respiratoria (rapporto PaO2/FiO2 ) sia dei parametri emodinamici con riduzione progressiva fino alla sospensione del supporto aminico.
Abbiamo inoltre riscontrato elevati valori pretrattamento di PAI1 con un aumento statisticamente significativo nei pazienti andati incontro ad exitus. Questo dato, in linea con risultati di studi precedenti, conferma come ci sia in corso di sepsi una inibizione del sistema fibrinolitico (meccanismo mediato verosimilmente da un aumentato rilascio di PAI1 indotto da citochine più che di una sua aumentata produzione) e che i livelli di PAI1 risultano essere predittivi di prognosi sfavorevole48. La riduzione dei livelli di PAI 1 nel plasma dopo il passaggio attraverso la cartuccia Mediasorb® potrebbe essere dovuto all'assorbimento da parte della cartuccia stessa con conseguente minor inibizione del sistema fibrinolitico e miglioramento del disequilibrio fra sistema coagulativo e fibrinolitico tipico del processo settico.
come ci sia in corso di sepsi un'attivazione endoteliale continuativa e patologica (testimoniata dagli elevati livelli pretrattamento di vWF), un'attivazione del sistema coagulativo, in particolare della via estrinseca, con consumo conseguente dei fattori della coagulazione (testimoniata dai livelli ridotti pretrattamento del fattore VII) anche in assenza di manifestazioni cliniche a carattere emorragico ( la cosidetta “ non-overt DIC). Il mancato riscontro di una riduzione dei livelli di fattore VIII nonostante l'attivazione del sistema coagulativo può essere facilmente spiegato con il duplice ruolo che questo svolge in corso di sepsi: come componente della cascata coagulativa i suoi livelli dovrebbero ridursi in corso di sepsi per la massiccia attivazione del processo coagulativo mentre come proteina di fase acuta i suoi livelli dovrebbero aumentare.
Anche i livelli pretrattamento di Adamts-13 risultano inferiori alla norma come già descritto in recenti studi21,22 tuttavia non abbiamo riscontrato una correlazione negativa con vWF a differenza di quanto fatto da Martin et al nel 2007: questo mancato riscontro potrebbe essere attribuibile al più esiguo numero di pazienti del nostro studio.
Abbiamo inoltre assistito ad una significativa riduzione (p<0,05) della conta piastrinica media dopo i trattamenti con CPFA rispetto ai valori pre trattamento (130000±112 vs 248000±190).
Questa riduzione dei trombociti circolanti potrebbe non essere dovuta soltanto all'aumentata fagocitosi endomidollare dei megacariociti e all'incrementato consumo periferico, secondario all'attivazione del sistema coagulativo, cui si assiste frequentemente in corso di sepsi, ma anche ad un meccanismo direttamente legato al trattamento extracorporeo mediato dall'impatto della CPFA su Adamts-13.
In effetti abbiamo riscontrato una riduzione statisticamente significativa di Adamts-13 nel plasma dopo il passaggio attraverso la cartuccia adsorbente mentre il vWF non si riduce non essendo assorbito dalla cartuccia (come già indicato dalla ditta produttrice). Se il trattamento con CPFA riduce i livelli di Adamts-13 questo è meno disponibile al clivaggio dei multimeri extralarge del fattore di vW che, grazie alla loro alta capacità trombogenica, possono quindi facilitare l'adesione e l'aggregazione piastrinica all'interno della cartuccia determinando in questo modo un ostacolo meccanico al passaggio del plasma.
Anche i livelli di fattore VII si riducono dopo il passaggio attraverso la cartuccia e questo dato ha duplice spiegazione. La cartuccia infatti assorbe in parte questa proteina con una cinetica che prevede un assorbimento iniziale ma non quando ci si avvicina alla fine del trattamento. In realtà alla fine del trattamento i livelli di FVII diminuiscono dopo il passaggio attraverso la cartuccia in modo altrettanto spiccato rispetto a quello che succede all'inizio del trattamento facendo supporre che ci siaun consumo vero e proprio
dovuto verosimilmente ad un'attivazione della via estrinseca della coagulazione, all'interno della cartuccia stessa, mediata dal fattore tissutale. Essendo infatti il circuito della CPFA un circuito extracorporeo ci potrebbe essere un rilascio del fattore tissutale dalle cellule danneggiate dal circuito stesso. L'attivazione della cascata coagulativa potrebbe favorirebbe la formazione di fibrina all'interno della cartuccia contribuendo in questo modo, assieme alle piastrine aggregate, all' “impaccamento” della cartuccia stessa. A questo consegue un aumento delle pressioni trancartuccia che segna la fine del trattamento e la necessità di escludere la plasmafiltrazione e l'adsorbimento e di proseguire con l'emofiltrazione. A differenza di quanto ci si potrebbe attendere, visto il contatto con una superficie estranea, la via intrinseca della coagulazione non sembra attivarsi all'interno della cartuccia, visto che i livelli di fattore VIII non decrescono dopo il passaggio attraverso la stessa. Bisogna però considerare che il circuito della CPFA viene scoagulato con eparina sodica che, potenziando l'azione dell'antitrombina III, svolge effetto inibitorio sui fattori della via intrinseca oltre che sulla via comune. Proprio l'azione dell'eparina sulla via comune potrebbe spiegare perchè non abbiamo riscontrato una correlazione fra riduzione del fattore VII e durata della cartuccia. Ci saremmo anche aspettati una diretta correlazione fra calo delle piastrine durante il trattamento e durata della cartuccia, ma così non è stato. Questo mancato riscontro potrebbe essere attribuibile al fatto che solo una parte delle piastrine passano attraverso il plasmafiltro (i pori infatti hanno una dimensione tale da far passare solo quelle di dimensioni più piccole) e raggiungono la cartuccia e che quindi questa non è l'unica sede dove vengono “perse” . Modificare quindi la struttura del plasmafiltro in modo da non far arrivare le piastrine alla cartuccia adsorbente o modificare la struttura della cartuccia stessa in modo che Adamts-13 non venga assorbito potrebbero essere strategie per ridurre l'impatto della componente piastrinica sulla cartuccia.
Uno spunto per uno studio futuro potrebbe essere quello di inserire, nella valutazione dell'assetto coagulativo dei pazienti sottoposti a trattamento con CPFA, lo studio tromboelastografico di cui non ci siamo potuti avvalere per problemi tecnici. L'indagine tromboelastografica infatti rappresenta una metodica semplice, non invasiva, a basso costo e bed-side che consente un'analisi delle varie fasi del processo coagulativo e fibrinolitico. Il suo utilizzo durante il trattamento consentirebbe di verificare un eventuale miglioramento indotto dalla terapia con CPFA su questi due sistemi che, come è noto svolgono un importante ruolo nella genesi del danno multiorganico.
