Techniki oczyszczania krwi z LPS u chorych septycznych

Techniki oczyszczania krwi z
LPS u chorych septycznych
hospitalizowanych w OIT
Małgorzata MikaszewskaMikaszewska-Sokolewicz
I Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii WUM
Kierownik Kliniki Doc.dr hab. Tomasz Łazowski
Skuteczne leczenie sepsy
wczesne rozpoznanie
kontrola ogniska zakażenia
wczesne wdrożenie leczenia
Patofizjologia
Naturalne mechanizmy eliminacji LPS
Metody oznaczania stężenia LPS w
surowicy
Egzogenne metody usuwania LPS
EUPHAS
Własne doświadczenia
Bakterie
Ściana komórkowa


gruba, zbudowana z polimerów
peptydoglikanu
G(+)
pojedyncza warstwa peptydoglikanu otoczona
podwójną warstwą białkowobiałkowo-lipidową
G(-)
G(-
klasyfikacja oparta na odpowiedzi na
barwienie
Endotoksyna
uwalniana ze ściany komórkowej rosnących bakterii
oraz tych, które zostały zniszczone przez antybiotyk lub
układ dopełniacza
we krwi aktywuje białka osoczowe i różne
immunokompetentne komórki
 prowadząc do wstrząsu septycznego
 uwolnienia licznych mediatorów reakcji zapalnej m.in.
takich jak TNF, interleukiny IL1 IL6 IL8 ,tlenek azotu,
które odgrywają główną rolę w rozwoju sepsy
Narastanie endotoksemii i
ciężkości sepsy
<0.4
(n=367)
0.4-0.6
0.4(n=228)
>0.6
(n=262)
P*
5
5
7
P=0.04
13.3
15.3
17.6
P<0.001
% Szpital zgony
16
23
23
P=0.05
% ICU zgony
11
13
17
P=0.04
WBC (%
nieprawidłowych))
nieprawidłowych
42
48
56
P<0.001
% Wstrząsu
12
21
23
P<0.001
% Hipoksji
Hipoksji
42
52
56
P=0.005
ICU LOS (dni
(dni))
APACHE II
*p wartości porównywane < 0.4 i > 0.6
Marshall et al. the Medic trial J Infect Dis 2004;190:527
Naturalna detoksykacja
Przeciwciała antyanty-LPS

immunoglobuliny IgG i IgM
tworzą kompleksy
aktywują układ dopełniacza – klasyczna droga
mogą wiązać się z receptorami na powierzchni
erytrocytów i makrofagów
są usuwane w układzie siateczkowosiateczkowo-śródbłonkowym
(wątroba, śledzionia)

w badaniach klinicznych brak jednoznacznych
przesłanek o skuteczności terapii
Białka wiążące LPS
MBL



białko wiążące mannozę
aktywuje C3
zapobiega wiązaniu endotoksyny z receptorem
TLR4/MD--2
TLR4/MD
podobnie jak IgM nasila usuwanie LPS
BPI




bakteriobójcze białko zwiększające przepuszczalność
ściany bakteryjnej
przechowywane w ziarnistościach neutrofili
zapobiega łączeniu kompleksu LPSLPS-LBP z CD14
ułatwia monocytom i neutrofilom wychwyt LPS
Białka wiążące LPS
rBPI




wnika do przestrzeni międzybłonowej
reaguje z błoną wewnętrzną wykazując silne
działanie antybakteryjne
reaguje (elektrostatycznie) z konglomeratami
LPS w surowicy
nasila agregację LPS
Naturalna detoksykacja
Deacylacja


acylo-oxy
acylooxy--acyl hydrolazy
niezbędne wiązanie fosforanu w pozycji 1’i 4’
Defosforylacja


fosfataza alkaliczna
lactoferryna
Fosfataza alkaliczna
doustne podanie iAF sprzyja naprawie
uszkodzonego nabłonka jelitowego
w umiarkowanych zakażeniach tłumi
odpowiedź na LPS
Wątroba i układ siateczkowosiateczkowośródbłonkowy
w ciągu kilku godzin 80% LPS jest
wychwyconych przez komórki Kupfera i
przekazane do hepatocytów
w hepatocytach – syntetaza argininoargininobursztynowa
czynnik wątrobowowątrobowo-żółciowy (TNFalfa) działa
toksycznie na jelita
Naturalna detoksykacja
Chylomikrony


kompleksy LPBLPB-chylomikron wiążą
endotoksynę i hamują wytwarzanie cytokin
skuteczniejsze po posiłku
HDL-- największe powinowactwo do LPS
HDL
LDL
Wykrywanie endotoksyny – test LAL
Endotoksyna aktywuje enzym krzepnięcia, który
reaguje z koagulogenem wytwarzając koagulinę
- spolimeryzowane białko w postaci żelu
Dla celów laboratoryjnych zostały opracowane:




metoda żelżel-skrzep
metoda zmętnienia
metoda kolorymetryczna
metoda chromogenna
Wykrywanie endotoksyny
Krew kraba


Limulus polyphemus
ma właściwości
antybakteryjne
w kontakcie z endotoksyną
wytwarza agregaty obronne
otaczające i niszczące
drobnoustroje
Test LAL

Substancje o
wysokim pH lub
niskim pH

Heparyna

EDTA

MgCl
Adsorbcja endotoksyny
adsorber jest zwykle zbudowany z

węgla aktywowanego

żywicy (jonowej lub obojętnej)
Adsorbcja endotoksyny
 Proces wiązania endotoksyny może mieć
charakter



nieselektywny (węgiel aktywowany)
selektywny (polimyksyna)
specyficzny (przeciwciała)
Polimyksyna
antybiotyk bakteriobójczy w stosunku do bakterii
gram ujemnych
działa na ścianę komórkową bakterii
posiada zdolność rozpoznawania endotoksyn
pochodzących od różnych bakterii
powoduje dysocjację kompleksów endotoksyny
Polimyksyna
działanie nefrotoksyczne i neurotoksyczne
stymuluje monocyty do uwalniania
interleukiny -1
Adsorbery polimyksynowe
mają współczynnik oczyszczania>105 dla
próbek, w których jest duże stężenie
endotoksyny (1(1-10mcg/ml)
Adsorbery polimyksynowe
 Poza endotoksyną układ wiąże białka
osocza
powoduje to odbiałczanie osocza
zmniejsza skuteczność usuwania
endotoksyny
Białka zasadowe
histydyna i histamina



wiążą endotoksynę równie skutecznie jak
polimyksyna
były stosowane w badaniach klinicznych
obok endotoksyny wiążą również
mioglobinę
insulinę
albuminy
lizozym
Kwas deoksycholowy
adsorber o skuteczności porównywalnej z
białkami zasadowymi i polimyksynowymi
współczynnik oczyszczania 104


stężenie endotoksyny 1mcg/ml
odbiałczony roztwór
Matryce polimeryczne z czynnymi
grupami kationowymi
syntetyczne
lepiej eliminują endotoksynę niż
adsorbery z białkami zasadowymi i
chitosanem
skuteczność eliminacji 9696-99% gdy niskie
stężenia albumin, gammagamma-globulin,
mioglobiny
Chitosan
selektywna eliminacja endotoksyny
tworzenie kompleksów z endotoksyną
wymaga podgrzania układu
wątpliwa jest stabilność ww kompleksów
Efekt kliniczny adsorbcji z użyciem
polimyksyny B (PMX(PMX-F)
Wnioski z 19 badań klinicznych
(9 randomizowanych i 10 obserwacyjnych)

PMX-F zmniejsza stężenie krążącej
PMXendotoksyny
średnio o 22 pg/ml (18,1(18,1-25,8)
33--80% wartości wyjściowej
33
Efekt kliniczny zastosowania
PMX--F (znamienny statystycznie)
PMX
Parametr
Liczba
badań
Ciśnienie
12
Liczba
Efekt po
pacjentów PMX
PMX--F
275
↑
DA/DB
4
96
↓
PaO2/FiO2
7
151
↑
LPS
17
435
↓
Śmiertelność 15
885
↓
EUPHAS
wczesne zastosowanie adsorbera z
polimyksyną B u pacjentów z sepsą
brzuszną
10 OIT we Włoszech
grudzień 2004 - grudzień 2007
EUPHAS
dorośli pacjenci ( > 18 r.ż)
wykluczenie:









ciąża
udział w innych badaniach klinicznych (30dni)
stan po przeszczepieniu
ryzyko zgonu w ciągu 24godzin
krwotok (masywny) w ciągu ostatnich 24 godzin
leukopenia (<500/mcL)
trombocytopenia (<30 000 /mcL)
nadwrażliwość na polimyksynę
nadwrażliwość na heparynę
EUPHAS
EUPHAS
EUPHAS
32%
53%
EUPHAS
Zastosowanie hemoperfuzji z polimyksyną B
poprawiło wyniki konwenjonalnego
leczenia sepsy brzusznej wywołanej
zakażeniem bakteriami G(G(-) i znamiennie
przyczyniło się do

poprawy wydolności krążenia
(parametrów hemodynamicznych)


zmniejszenia niewydolności narządów
zmniejszenie śmiertelności (28 dni)
Alteco LPS adsorber
białka kationowe
skuteczność wiązania LPS
porównywalna z PMXPMX-F
pory 100micron
Zahamowanie wytwarzania kompleksów LPS
LPS–
–LBP i
produkcji TNF
TNF--α indukowanej LPS poprzez białka
kationowe
Hancock R E W , Scott M G PNAS 2000;97:8856-8861
©2000 by National Academy of Sciences
Hemoperfuzja z białkami kationowymi
N
wiek
APACHE II SOFA
zmarło
11
32--67
32
17--23
17
9-13
10
Plazmafereza
N
wiek
APACHEII
SOFA
zmarło
16
34--66
34
18--21
18
10--13
10
12
Hemoperfuzja z białkami
kationowymi
300
250
200
PaO/FiO
Ino-score
150
100
50
0
0
6h
12h
24h
36h
72h
Hemoperfuzja z białkami
kationowymi
800
700
600
500
IL-6
IL-8
400
300
200
100
0
0h
12 h
24 h
48 h
Zastosowanie technik adsorbcyjnych
poprawiło parametry wydolności
narządowej
efekt terapii widoczny po ok. 88-12 godz.
efektem niepożądanym jest spadek liczby
płytek krwi średnio o 30%
Wnioski
Metody pozaustrojowej eliminacji
endotoksyny mogą pozytywnie wpłynąć na
przebieg leczenia ciężkiej sepsy i wstrząsu
septycznego
pod warunkiem szybkiego wdrożenia terapii