Die Rolle von Ischämie-modifiziertem Albumin bei Patienten mit COVID-19

Endotheliale Aktivierung und Dysfunktion sind mit dem Schweregrad von COVID-19 verbunden. Epidemiologische Studien deuten darauf hin, dass schwere Fälle oder Todesfälle aufgrund von COVID-19 häufig mit zugrunde liegenden Komorbiditäten wie fortgeschrittenem Alter, Bluthochdruck, Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen einhergehen. Die endotheliale Dysfunktion mit der anschließenden Verwendung des Komplements, der hyperkoagulierbare Zustand und die Produktion von Thrombin scheinen der gemeinsame Nenner verschiedener klinischer Anzeichen und Symptome von COVID-19 zu sein, die direkt mit thromboembolischen Ereignissen verbunden sind. Autopsiebefunde bei Patienten mit COVID-19 haben katastrophale mikrovaskuläre Verletzungen gezeigt, wobei Lungenendothelitis, Thrombose und Angiogenese unterschiedliche pathophysiologische Merkmale der Lunge bei Patienten mit COVID-19 im Vergleich zu H1N1-Patienten und nicht infizierten Kontrollen sind.

Eine venöse thromboembolische Erkrankung, die sich als tiefe Venenthrombose (TVT) oder Lungenembolie (LE) manifestieren kann, tritt trotz prophylaktischer Antikoagulation häufig bei Patienten mit schwerem COVID-19 auf. Bei fast 20 % der Patienten wurde trotz gerinnungshemmender Behandlung PE festgestellt. In einer anderen Studie wurde bei 12 Patienten mit COVID-19, die Antikoagulanzien erhielten, eine Autopsie durchgeführt. Eine TVT wurde bei 7 (58 %) Patienten festgestellt, obwohl keiner von ihnen einen klinischen Verdacht hatte. PE war die häufigste Todesursache bei 4 Patienten. Venöse Thrombosen treten besonders häufig (14–81 %) bei kritisch kranken COVID-19-Patienten auf, die auf Intensivstationen (ICU) aufgenommen wurden. Tatsächlich wurde LE als häufigste thrombotische Komplikation bei diesen Patienten mit einer Häufigkeit von bis zu 81 % registriert. Bei hospitalisierten Patienten mit COVID-19 treten Venenthrombosen seltener auf (3-21 %), während für ambulante Patienten keine ausreichenden Daten vorliegen. Neben TVT wurden auch Fälle von akuter Ischämie der oberen oder unteren Extremität mit potenzieller Notwendigkeit einer Operation als weniger häufige arterielle thrombotische Komplikation bei COVID-19 berichtet.

Darüber hinaus ist die akute Myokardischämie die am häufigsten gemeldete kardiovaskuläre Komplikation von COVID-19. Die Prävalenz der Myokardischämie variiert zwischen 7 % und 28 %. Studien haben den Anstieg von Troponin bei Krankenhauspatienten mit einem schwereren klinischen Verlauf und einer schlechteren Prognose in Verbindung gebracht.

Der ischämische Schlaganfall ist eine weitere häufige extrapulmonale thromboembolische Komplikation von COVID-19. Es gibt Berichte über einen ischämischen Schlaganfall als erstes Symptom einer Infektion (insbesondere als Thrombose der mittleren Hirnarterie, sogar bei jungen Patienten) und als Komplikation während eines Krankenhausaufenthalts. In retrospektiven Beobachtungsstudien reicht die Prävalenz des ischämischen Schlaganfalls in dieser Population von 1,3 % bis 46 %. Der wahrscheinlichste Mechanismus von Schlaganfällen während COVID-19 wird als nachfolgende Hyperkoagulabilität und vaskuläre endotheliale Dysfunktion durch Aktivierung von inflammatorischen Zytokinen angesehen.

Humanes Serumalbumin ist ein Peptid, das beim Menschen aus 585 Aminosäuren besteht, die in einer bestimmten Sequenz gebunden sind. Das Ischämie-modifizierte Albumin (IMA)-Molekül wurde Anfang der 2000er Jahre identifiziert, als beobachtet wurde, dass eine hypoxisch induzierte Ischämie zu einer Modifikation des zirkulierenden Albuminmoleküls führte. Unter ischämischen Bedingungen wird der N-Terminus von Albumin differenziert, möglicherweise als Folge von Hypoxie, Oxidation, freien Radikalen und energieabhängigen Membranveränderungen. Diese Modifikation am N-Terminus von Albumin kann indirekt ausgewertet werden. Wenn Kobalt (in vitro) zu einer ischämischen Probe hinzugefügt wird, binden normale Albuminmoleküle daran und lassen einen kleinen Prozentsatz frei, während IMA aufgrund seiner Modifikation an seiner Bindungsstelle nicht an das hinzugefügte Kobalt binden kann. Erhöhte IMA-Prozentsätze führen zu mehr ungebundenem Kobalt, das durch die Zugabe eines chromatographischen Mittels wie Dithiothreitol nachgewiesen und photospektrometrisch ausgewertet werden kann. Die Zunahme von IMA ist umgekehrt proportional zur Kobaltmenge, was eine Zunahme des Farbprodukts bewirkt. Dies ist die Grundlage des Albumin-Kobalt-Bindungstests, ACB-Test.

IMA wurde als Indikator für kardiale Ischämie untersucht, wurde aber auch bei Patienten mit endothelialer Dysfunktion, Infektionen und Sepsis erhöht gefunden. Sie steigt auch bei Patienten mit zerebraler Ischämie, Lungenembolie, tiefer Venenthrombose, Herzinsuffizienz, intestinaler Ischämie etc. an. Die IMA-Werte sind in der Kontrollpopulation normal verteilt und nicht alters- und geschlechtsabhängig. IMA, der einzige Ischämie-Biomarker, der das Niveau der klinischen Bewertung erreicht hat, steigt innerhalb weniger Minuten nach Beginn der Ischämie an, unabhängig vom betroffenen Organgewebe.

SuPAR (Soluble Urokinase Plasminogen Activating Receptor) ist die lösliche Form von uPAR, einem Protein, das hauptsächlich in Zellen des Immunsystems exprimiert wird, darunter Neutrophile, aktivierte T-Lymphozyten und Makrophagen. Der uPAR bindet mit einem Glycosylphosphatidyl-Inositol (GPI) an die Zellmembran. Wenn uPAR von der Zellmembran freigesetzt wird, wird es löslich (SuPAR) und kann als stabiles Protein in verschiedenen biologischen Flüssigkeiten wie Plasma, Urin und Liquor gemessen werden. Die SuPAR-Spiegel sind bei gesunden Menschen im Blut und Urin ziemlich stabil. Erhöhte SuPAR-Spiegel spiegeln die Aktivierung des Immunsystems wider und wurden bei einigen Krankheiten, einschließlich COVID-19, als Indikator für Entzündungen und Organschäden bewertet. Studien zur SuPAR-Konzentration bei 57 Patienten mit COVID-19-Pneumonie zeigten, dass die SuPAR-Konzentrationen bei Patienten, die schließlich eine schwere Ateminsuffizienz entwickelten und eine mechanische Beatmung benötigten, höher waren als bei Patienten, die keine schwere Ateminsuffizienz entwickelten. Genauer gesagt hatten Konzentrationen größer oder gleich 6 ng/ml eine Sensitivität von 85,7 %, um das unerwünschte Ergebnis sogar 12 Tage vorher vorherzusagen. SuPAR scheint ein wichtiges Instrument zur Risikostratifizierung bei Patienten mit COVID-19 zu sein, da es Patienten frühzeitig identifizieren kann, die eine schwere Ateminsuffizienz entwickeln werden oder die eine mechanische Beatmung benötigen.

Da dies die erste Studie zu IMA bei Patienten mit COVID-19 ist, besteht das Hauptziel der Studie darin zu untersuchen, ob die IMA-Spiegel bei der Aufnahme oder am Tag 10 nach Beginn der Symptome (Höhepunkt der Symptome) bei Patienten mit COVID-19 höher sind Lungenentzündung im Vergleich zu Gesunden. Das sekundäre Ziel besteht darin, zu beurteilen, ob die IMA schwere Ateminsuffizienz und das Risiko einer Verschlechterung vorhersagen kann und ob die Kombination mit SuPAR ihre Genauigkeit erhöht.

Teilnehmer: 2 Studiengruppen werden einbezogen:

i) 128 Patienten mit bestätigter COVID-19-Erkrankung (Studiengruppe, Gruppe 1) ii) 64 gesunde Freiwillige ohne eines der Ausschlusskriterien (Kontrollgruppe, Gruppe 2) Patienten aus der Studiengruppe werden in zwei Untergruppen eingeteilt, diejenigen mit schwerer respiratorische Insuffizienz (PaO2/FiO2 <150 mmHg) und solche ohne schwere respiratorische Insuffizienz (PaO2/FiO2 >150 mmHg) Darüber hinaus werden sie in solche mit oder ohne Verschlechterungsrisiko unterteilt, definiert als Bedarf an Nasenkanülen mit hohem Durchfluss, mechanischer Beatmung, Aufnahme auf der Intensivstation oder Tod.

Art der Studie: Dies wird eine prospektive Beobachtungsstudie sein, die in der Abteilung Pulmologie/Covid-19 des Allgemeinen Universitätskrankenhauses von Larissa durchgeführt wird.

Poweranalyse: Für eine statistische Power von 90 % mit einer Wahrscheinlichkeit des α-Fehlers von 0,05 und einem Gruppe 1/Gruppe 2-Verhältnis von 2:1 wurde geschätzt, dass 64 Personen in der Kontrollgruppe (Gruppe 2) und 128 in der Kontrollgruppe benötigt werden Studiengruppe (Gruppe 1).

Interventionen: Blutproben werden bei der Aufnahme zur Messung der IMA- und SuPAR-Spiegel und am Tag 10 nach Beginn der Symptome (Höhepunkt der Symptome) für den IMA-Spiegel entnommen.

Entnahme von Blutproben: Die Proben werden in Blutentnahmeröhrchen mit K2EDTA als Antikoagulans und Gelröhrchen zur Serumtrennung für SuPAR- bzw. IMA-Assays entnommen. Die Proben werden innerhalb der ersten 3 Stunden nach der Probenahme zentrifugiert (bei 3000 x g für 10 Minuten). Dann werden sowohl Plasma- als auch Serumproben in Eppendorf-Röhrchen gegeben und bei -80 °C gelagert.

IMA- und SuPAR-Messungen: Die IMA-Spiegel werden gemäß den Prinzipien des ACB-Assays unter Verwendung der im Handel erhältlichen „Ischemia Modified Albumin Assay Kit“-Methode (Abbexa LTD, Cambridge, UK) auf dem automatischen Analysesystem Architect c8000 (Abbott, USA). Die SuPAR-Spiegel werden durch den quantitativen turbidimetrischen Immunoassay suPARnostic TurbiLatex (ViroGates A/S, Dänemark) ebenfalls auf dem automatischen Analysesystem Architect c8000 bestimmt.

Überwachung/Aufzeichnung: Demografische Daten (Alter, Geschlecht, Nationalität), Aufnahmedatum, Komorbiditäten, Medikamente, Symptome, Vitalfunktionen (Herzfrequenz, Temperatur, Blutdruck, Atemfrequenz, arterielle Blutsauerstoffsättigung und PaO2/FiO2-Verhältnis), arterielles Blut Gase (PaO2, PaCO2, pH, HCO3), Milchsäure, Viruslast aus RT-PCR für SARS-COV2 und die Befunde aus Bildgebung und Labortest (Hämoglobin, Hämatokrit, weiße Blutkörperchen, Neutrophile, Lymphozyten, Thrombozyten, PT, INR, aPTT, Fibrinogen, d-Dimere, CRP, Ferritin, LDH, Troponin, Harnstoff, Kreatinin, AST, ALT, ALP, CPK, Kalium, Natrium, Calcium, Gesamtprotein, Albumin, Gesamtbilirubin) werden bei der Aufnahme aufgezeichnet.

Vitalzeichen (Herzfrequenz, Temperatur, Blutdruck, Atemfrequenz, arterielle Blutsauerstoffsättigung und PaO2/FiO2-Quotient), Laborbefunde (wie oben erwähnt) und das Vorliegen etwaiger Komplikationen (Pneumonie, ARDS, Lungenembolie, Schlaganfall, akute Nierenerkrankung). Versagen, Multiorganversagen, Arrhythmien, Schock, pseudomembranöse Kolitis etc.) werden täglich erfasst.

Erwartete Ergebnisse: i) Es wird erwartet, dass die IMA-Spiegel bei Patienten mit COVID-19 im Vergleich zu gesunden Probanden höher sind Tag 10 ab Symptombeginn bei Patienten mit schwerer Ateminsuffizienz höher sein und das Verschlechterungsrisiko mit größerer Genauigkeit vorhersagen iv) SuPAR-Spiegel sind bei Patienten mit COVID-19 voraussichtlich höher als bei gesunden Freiwilligen v) SuPAR-Spiegel bei Aufnahme sind voraussichtlich höher bei Patienten, die eine schwere respiratorische Insuffizienz entwickeln werden oder bei denen das Risiko einer Verschlechterung besteht. vi) Die Kombination von IMA und SuPAR soll die Vorhersagegenauigkeit von SuPAR erhöhen

Unseres Wissens wird dies die erste Studie mit Ischämie-modifiziertem Albumin bei Patienten mit COVID-19 sein. Die Prognose ist ein wichtiger Faktor für die klinische Entscheidungsfindung. Wenn die Korrelation zwischen IMA-Spiegeln und schlechter Prognose bewiesen ist, wird es zu einem nützlichen Instrument für die Risikostratifizierung von COVID-19-Patienten. Darüber hinaus könnte die Kombination eines Ischämie-Biomarkers wie IMA mit einem Entzündungs-Biomarker wie SuPAR der Schlüssel zu diesem Ansatz sein.