Rollen af ​​iskæmimodificeret albumin hos patienter med COVID-19

Endotelaktivering og dysfunktion er forbundet med sværhedsgraden af ​​COVID-19. Epidemiologiske undersøgelser tyder på, at alvorlige tilfælde eller dødsfald på grund af COVID-19 ofte forekommer med underliggende komorbiditeter, såsom fremskreden alder, hypertension, diabetes og hjerte-kar-sygdomme. Endoteldysfunktion, med den efterfølgende brug af komplementet, den hyperkoagulerbare tilstand og produktionen af ​​trombin ser ud til at være fællesnævneren for forskellige kliniske tegn og symptomer på COVID-19, som er direkte forbundet med tromboemboliske hændelser. Obduktionsfund hos patienter med COVID-19 har vist katastrofal mikrovaskulær skade, hvor pulmonal endotheliitis, trombose og angiogenese er forskellige patofysiologiske træk ved lungerne hos patienter med COVID-19 sammenlignet med H1N1-patienter og uinficerede kontroller.

Venøs tromboembolisk sygdom, som kan vise sig som dyb venetrombose (DVT) eller lungeemboli (PE), forekommer ofte hos patienter med svær COVID-19 på trods af profylaktisk antikoagulering. PE er fundet hos næsten 20 % af patienterne, på trods af at de har fået antikoagulerende behandling. I en anden undersøgelse blev der udført obduktion hos 12 patienter med COVID-19, hvoraf de fik antikoagulantia. DVT blev påvist hos 7 (58%) patienter, selvom ingen af ​​dem havde en klinisk mistanke. PE var den førende dødsårsag hos 4 patienter. Venøs trombose forekommer i særligt høje forekomster (14-81%) hos kritisk syge COVID-19-patienter indlagt på intensivafdelinger (ICU). Faktisk er PE blevet registreret som den mest almindelige trombotiske komplikation hos disse patienter med en frekvens på op til 81 %. Hos indlagte patienter med COVID-19 forekommer venøs trombose sjældnere (3-21%), mens der for ambulante patienter er utilstrækkelige data. Ud over DVT er tilfælde af akut iskæmi i den øvre eller nedre ekstremitet med et potentielt behov for operation også blevet rapporteret som en mindre almindelig arteriel trombotisk komplikation ved COVID-19.

Derudover er akut myokardieiskæmi den hyppigst rapporterede kardiovaskulære komplikation af COVID-19. Forekomsten af ​​myokardieiskæmi varierer fra 7 % til 28 %. Undersøgelser har korreleret stigningen i troponin hos indlagte patienter med et mere alvorligt klinisk forløb og dårligere prognose.

Iskæmisk slagtilfælde er en anden almindelig ekstrapulmonal tromboembolisk komplikation af COVID-19. Der er rapporter om iskæmisk slagtilfælde som det første symptom på infektion (som især optræder som trombose i mellemhjernearterie, selv hos unge patienter) og som en komplikation under indlæggelse. I retrospektive observationsstudier varierer prævalensen af ​​iskæmisk slagtilfælde i denne population fra 1,3 % til 46 %. Den mest sandsynlige mekanisme for slagtilfælde under COVID-19 anses for at være efterfølgende hyperkoagulabilitet og vaskulær endothelial dysfunktion gennem aktivering af inflammatoriske cytokiner.

Humant serumalbumin er et peptid, som består af 585 aminosyrer bundet i en bestemt sekvens hos mennesker. Det iskæmimodificerede albumin (IMA)-molekyle blev identificeret i begyndelsen af ​​2000'erne, da det blev observeret, at hypoksisk-induceret iskæmi resulterede i en modifikation i det cirkulerende albuminmolekyle. Under iskæmiske forhold er N-terminalen af ​​albumin differentieret, muligvis som følge af hypoxi, oxidation, frie radikaler og energiafhængige ændringer i membraner. Denne modifikation ved N-terminalen af ​​albumin kan evalueres indirekte. Når kobolt (in vitro) tilsættes til en iskæmisk prøve, vil normale albuminmolekyler binde til den, hvilket efterlader en lille procentdel fri, mens IMA ikke kan binde til den tilsatte kobolt på grund af dets modifikation på dets bindingssted. Forhøjede IMA-procenter resulterer i mere ubundet kobolt, som kan påvises ved tilsætning af et kromatografisk middel, såsom dithiothreitol, og vurderes fotospektrometrisk. Stigningen af ​​IMA er omvendt relateret til mængden af ​​kobolt, som forårsager en stigning i farveproduktet. Dette er grundlaget for Albumin Cobalt - Binding test, ACB test.

IMA er blevet undersøgt som en indikator for hjerteiskæmi, men er også fundet øget hos patienter med endotel dysfunktion, infektioner og sepsis. Det øges også hos patienter med cerebral iskæmi, lungeemboli, dyb venetrombose, hjertesvigt, intestinal iskæmi osv. IMA-værdier har en normal fordeling i kontrolpopulationen og er ikke relateret til alder og køn. IMA, som er den eneste iskæmi-biomarkør, der har nået niveauet for klinisk evaluering, stiger inden for få minutter efter iskæmiens begyndelse uanset det berørte organvæv.

SuPAR (Soluble urokinase Plasminogen Activating Receptor) er den opløselige form af uPAR, et protein, der primært udtrykkes i celler i immunsystemet, herunder neutrofiler, aktiverede T-lymfocytter og makrofager. uPAR binder til cellemembranen med en glycosylphosphatidyl-inositol (GPI). Når uPAR frigives fra cellemembranen, bliver det opløseligt (SuPAR) og kan måles som et stabilt protein i forskellige biologiske væsker, såsom plasma, urin og cerebrospinalvæske. SuPAR-niveauer hos raske mennesker er ret stabile i blod og urin. Forhøjede niveauer af SuPAR afspejler aktiveringen af ​​immunsystemet og er blevet vurderet som en indikator for inflammation og organskade i nogle få sygdomme, herunder COVID-19. Undersøgelser af koncentrationen af ​​SuPAR hos 57 patienter med COVID-19-lungebetændelse viste, at SuPAR-koncentrationerne var højere hos patienter, som til sidst udviklede alvorlig respirationssvigt og krævede mekanisk ventilation, sammenlignet med patienter, der ikke udviklede alvorlig respirationssvigt. Mere specifikt havde koncentrationer større end eller lig med 6 ng/ml en følsomhed på 85,7 % til at forudsige det negative resultat selv 12 dage før det skete. SuPAR ser ud til at være et vigtigt risikostratificeringsværktøj hos patienter med COVID-19, da det tidligt kan identificere patienter, som vil udvikle alvorlig respirationssvigt, eller som har behov for mekanisk ventilation.

Da dette er den første undersøgelse af IMA hos patienter med COVID-19, er det primære formål med undersøgelsen at undersøge, om IMA-niveauer ved indlæggelse eller på dag 10 fra symptomdebut (peak of symptoms) vil være højere hos patienter med COVID-19 lungebetændelse sammenlignet med raske personer. Det sekundære mål er at vurdere, om IMA kan forudsige alvorlig respirationssvigt og risiko for forværring, og om kombination med SuPAR vil øge dets nøjagtighed.

Deltagere: 2 studiegrupper vil blive inkluderet:

i) 128 patienter med bekræftet COVID-19 sygdom (undersøgelsesgruppe, gruppe 1) ii) 64 raske frivillige uden nogen af ​​eksklusionskriterierne (kontrolgruppe, gruppe 2) Patienter fra undersøgelsesgruppen vil blive opdelt i to undergrupper, dem med svære respirationssvigt (PaO2/FiO2 <150mmHg) og dem uden alvorlig respirationssvigt (PaO2/FiO2 >150mmHg) Ydermere vil de blive opdelt i dem med eller uden forringelsesrisiko defineret som behov for high flow næsekanyle, mekanisk ventilation, ICU-indlæggelse eller død.

Undersøgelsestype: Dette vil være en prospektiv observationsundersøgelse, der vil blive udført på Pulmonology/Covid-19 afdelingen på University General Hospital of Larissa.

Effektanalyse: For en statistisk potens på 90 % med en sandsynlighed for α-fejl på 0,05 og Gruppe 1/Gruppe 2 ratio 2:1, blev det estimeret, at der er behov for 64 personer i kontrolgruppen (gruppe 2) og 128 i den. studiegruppe (gruppe 1).

Interventioner: Blodprøver vil blive indsamlet ved indlæggelse til måling af IMA- og SuPAR-niveauer og på dag 10 fra symptomdebut (symptomtop) for IMA-niveau.

Blodprøvetagning: Prøver vil blive opsamlet i blodprøveglas indeholdende K2EDTA som antikoagulant og serumseparationsgelrør til henholdsvis SuPAR- og IMA-analyser. Prøverne centrifugeres (ved 3000 x g i 10 minutter) inden for de første 3 timer efter prøveudtagningen. Derefter vil både plasma- og serumprøver blive placeret i Eppendorf-rør og opbevaret ved -80oC.

IMA- og SuPAR-målinger: IMA-niveauer vil blive bestemt i overensstemmelse med principperne for ACB-analysen ved hjælp af den kommercielt tilgængelige "Ischemia Modified Albumin Assay Kit"-metode (Abbexa LTD, Cambridge, UK), på Architect c8000 automatiske analysesystem (Abbott, USA). SuPAR-niveauer vil blive bestemt af suPARnostic TurbiLatex kvantitative turbidimetriske immunoassay (ViroGates A/S, Danmark), også på Architect c8000 automatiske analysesystem.

Overvågning/registrering: Demografi (alder, køn, nationalitet), indlæggelsesdato, følgesygdomme, medicin, symptomer, vitale tegn (puls, temperatur, blodtryk, respirationsfrekvens, arteriel iltmætning i blodet og PaO2/FiO2-forhold), arterielt blod gasser (PaO2, PaCO2, pH, HCO3), mælkesyre, viral belastning fra RT-PCR for SARS-COV2 og resultaterne fra billed- og laboratorietesten (hæmoglobin, hæmatokrit, hvide blodlegemer, neutrofiler, lymfocytter, blodplader, PT, INR, aPTT, fibrinogen, d-dimerer, CRP, ferritin, LDH, troponin, urinstof, kreatinin, AST, ALT, ALP, CPK, kalium, natrium, calcium, totalt protein, albumin, total bilirubin) vil blive registreret ved indlæggelsen.

Vitale tegn (puls, temperatur, blodtryk, respirationsfrekvens, arteriel iltmætning i blodet og PaO2/FiO2-forhold), laboratoriefund (som nævnt ovenfor) og tilstedeværelsen af ​​eventuelle komplikationer (lungebetændelse, ARDS, lungeemboli, slagtilfælde, akut nyrefunktion) svigt, multiorgansvigt, arytmier, shock, pseudomembranøs colitis osv.) vil blive registreret dagligt.

Forventede resultater: i) IMA-niveauer forventes at være højere hos patienter med COVID-19 sammenlignet med raske frivillige ii) IMA-niveauer ved indlæggelse forventes at være højere hos patienter, der vil udvikle alvorlig respirationssvigt eller med risiko for forværring iii) IMA-niveauer ved indlæggelse dag 10 fra symptomdebut forventes at være højere hos patienter med alvorlig respirationssvigt og forudsige forværringsrisiko med større nøjagtighed iv) SuPAR-niveauer forventes at være højere hos patienter med COVID-19 sammenlignet med raske frivillige v) SuPAR-niveauer ved indlæggelse er forventes at være højere hos patienter, der vil udvikle alvorlig respirationssvigt eller med risiko for forværring vi) Kombination af IMA og SuPAR forventes at øge den prædiktive nøjagtighed af SuPAR

Så vidt vi ved, vil dette være den første undersøgelse af iskæmimodificeret albumin hos patienter med COVID-19. Prognose er en vigtig drivkraft for klinisk beslutningstagning. Hvis sammenhængen mellem IMA-niveauer og dårlig prognose bevises, vil det blive et nyttigt værktøj til risikostratificering af COVID-19-patienter. Desuden kan kombinationen af ​​en iskæmi-biomarkør, såsom IMA, med en inflammatorisk biomarkør, som SuPAR, være nøglen til denne tilgang.