Techniki oczyszczania krwi z LPS u chorych septycznych hospitalizowanych w OIT Małgorzata Mikaszewska-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 białkowo-lipidową 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) 0.4-0.60.6 (n=228) >0.6 (n=262) ICU LOS (dni) 5 5 7 P=0.04 APACHE II 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) P* 42 48 56 P<0.001 % Wstrząsu 12 21 23 P<0.001 % Hipoksji 42 52 56 P=0.005 Marshall et al. the Medic trial J Infect Dis 2004;190:527 *p wartości porównywane < 0.4 i > 0.6

Naturalna detoksykacja Przeciwciała anty-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 siateczkowo-śródbłonkowym (wątroba, śledzionia) w badaniach klinicznych brak jednoznacznych przesłanek o skuteczności terapii

MBL Białka wiążące LPS białko wiążące mannozę aktywuje C3 zapobiega wiązaniu endotoksyny z receptorem TLR4/MD-2 podobnie jak IgM nasila usuwanie LPS BPI bakteriobójcze białko zwiększające przepuszczalność ściany bakteryjnej przechowywane w ziarnistościach neutrofili zapobiega łączeniu kompleksu LPS-LBP 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-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 siateczkowo- śródbłonkowy w ciągu kilku godzin 80% LPS jest wychwyconych przez komórki Kupfera i przekazane do hepatocytów w hepatocytach syntetaza arginino- bursztynowa czynnik wątrobowo-żółciowy (TNFalfa) działa toksycznie na jelita

Naturalna detoksykacja Chylomikrony kompleksy LPB-chylomikron wiążą endotoksynę i hamują wytwarzanie cytokin skuteczniejsze po posiłku HDL- największe powinowactwo do LPS 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 żel-skrzep metoda zmętnienia metoda kolorymetryczna metoda chromogenna

Wykrywanie endotoksyny Krew kraba ma właściwości antybakteryjne w kontakcie z endotoksyną wytwarza agregaty obronne otaczające i niszczące drobnoustroje Limulus polyphemus

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>10 5 dla próbek, w których jest duże stężenie endotoksyny (1-10mcg/ml) 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 10 4 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 96-99% 99% gdy niskie stężenia albumin, gamma-globulin, 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-F) Wnioski z 19 badań klinicznych (9 randomizowanych i 10 obserwacyjnych) PMX-F F zmniejsza stężenie krążącej endotoksyny średnio o 22 pg/ml (18,1-25,8) 33-80% wartości wyjściowej

Efekt kliniczny zastosowania PMX-F (znamienny statystycznie) Parametr Liczba badań Liczba pacjentów Ciśnienie 12 275 DA/DB 4 96 PaO 2 /FiO 2 7 151 LPS 17 435 Śmiertelność 15 885 Efekt po PMX-F

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(-) ) 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 PMX-F pory 100micron

Zahamowanie wytwarzania kompleksów LPS LBP LBP i produkcji TNF-α indukowanej LPS poprzez białka kationowe 2000 by National Academy of Sciences Hancock R E W, Scott M G PNAS 2000;97:8856-8861

Hemoperfuzja z białkami kationowymi N wiek APACHE II SOFA 11 32-67 17-23 9-13 10 Plazmafereza zmarło N wiek APACHEII SOFA zmarło 16 34-66 18-21 10-1313 12

Hemoperfuzja z białkami kationowymi 300 250 200 150 100 PaO/FiO Ino-score 50 0 0 6h 12h 24h 36h 72h

Hemoperfuzja z białkami kationowymi 800 700 600 500 400 300 IL-6 IL-8 200 100 0 0 h 12 h 24 h 48 h

Zastosowanie technik adsorbcyjnych poprawiło parametry wydolności narządowej efekt terapii widoczny po ok. 8-12 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