OxiCLEAR (Oxiris-Zytokin- und Endotoxin-Adsorptionsrate) Studie (OxiCLEAR)

Dies ist eine prospektive, monozentrische, beobachtende Studie, die darauf ausgelegt ist, die Adsorptionskapazität und Sättigungsdynamik der AN69-Polyethylenimin-Membran (Oxiris®-Hämofilter) während der kontinuierlichen veno-venösen Hämofiltration (CVVH) bei erwachsenen Patienten mit septischem Schock zu charakterisieren.

Der Oxiris®-Hämofilter ist für die kontinuierliche Nierenersatztherapie (CRRT) bei Patienten mit sepsisassoziiertem akutem Nierenversagen für bis zu 72 Stunden zugelassen; in der klinischen Routinepraxis wird der Filter jedoch häufig nach 12–24 Stunden ausgetauscht, da Bedenken hinsichtlich einer nachlassenden Adsorptionseffizienz bestehen. Die biologische Grundlage für diese Praxis ist nach wie vor unzureichend definiert. Diese Studie zielt darauf ab, quantitative In-vivo-Beweise dafür zu liefern, wie sich die Endotoxin- und Zytokinadsorption durch die Oxiris®-Membran im Laufe der Zeit verändert und ob die Zytokinclearance durch konvektiven Transport erhalten bleibt, wenn die Adsorptionskapazität verringert ist.

Das primäre Ziel ist die Quantifizierung der Adsorptionskapazität der AN69-Polyethylenimin-Membran für Endotoxine und inflammatorische Mediatoren über einen kontinuierlichen 24-stündigen CVVH-Behandlungszeitraum. Sekundäre Ziele sind die Bestimmung, ob die Membranadsorptionseffizienz im Laufe der Zeit in einer mit einer Sättigung konsistenten Weise abnimmt, die Quantifizierung der Zytokinclearance über konvektiven Transport in das Filtrat und die Bewertung, ob eine reduzierte Membranadsorption mit dem klinischen Verlauf und den Ergebnissen beim septischen Schock assoziiert ist.

Erwachsene Patienten (≥18 Jahre) mit septischem Schock, die auf die Intensivstation des Pauls Stradiņš Klinischen Universitätskrankenhauses aufgenommen werden, werden eingeschlossen. Alle Patienten erhalten CVVH mit dem Oxiris®-Hämofilter als Teil der Standardbehandlung. Die Eignung erfordert die Erfüllung der Sepsis-3-Kriterien für septischen Schock, einen Dynamic Scoring System (DSS)-Score von 6–8 und eine Behandlung mit CVVH für mindestens 24 Stunden. Die Ausgangskonzentration von Endotoxin wird verwendet, um die primäre Analysekohorte zu definieren.

Alle Patienten werden unter standardisierten Bedingungen mit CVVH auf der PrisMax-Plattform und der Oxiris®-Membran behandelt, um die Vergleichbarkeit der Adsorptionskinetik zu gewährleisten: Blutfluss 100–150 ml/min, Filtrationsdosis 25–30 ml/kg/h, regionale Citrat-Antikoagulation, Ersatzflüssigkeit 1000–1500 ml/h mit 50 % Vor- und Nachverdünnung und Netto-Ultrafiltration von 0 ml/h.

Blut- und Filtratproben werden zu Beginn (T0) sowie 1, 3, 6, 12 und 24 Stunden nach Beginn der CVVH entnommen. Zu jedem Zeitpunkt werden Plasma aus dem Einlass (arterielle Leitung), Plasma aus dem Auslass (venöse Leitung) und Filtrat gewonnen. Insgesamt werden 17 Proben pro Patient gesammelt. Die Proben werden sofort zentrifugiert und bei -80 °C gelagert, bis sie analysiert werden.

Die Endotoxinkonzentrationen werden mittels eines kompetitiven ELISA-Assays mit hoher analytischer Sensitivität gemessen. Entzündungsmediatoren, einschließlich IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, TNF-α, IFN-γ, MCP-1, VEGF und EGF, werden mit einem Multiplex-Biochip-Analyzer quantifiziert.

Für Endotoxine erfolgt die Entfernung ausschließlich über Adsorption. Die Adsorptionsrate wird aus der Differenz der Einlass-Auslass-Konzentration multipliziert mit der Plasmaflussrate berechnet und auf die Membranoberfläche (U/cm²/min) normalisiert. Für Zytokine wird die gesamte Plasmaclearance aus den Einlass- und Auslasskonzentrationen berechnet, die konvektive Clearance aus der Filtratkonzentration multipliziert mit der Filtratflussrate und die adsorptive Clearance als Differenz zwischen Plasma- und Filtratclearance. Dieser Ansatz ermöglicht die Trennung der Zytokinentfernung durch Adsorption und Konvektion und erlaubt die Bestimmung, ob die Zytokinclearance erhalten bleibt, wenn die Membranadsorptionskapazität abnimmt.

Zu den klinischen Daten gehören Demografie, Komorbiditäten, SOFA- und Dynamic-Scores, Infektionsquelle, antimikrobielle Therapie, hämodynamische Variablen, Vasopressordosis, Laktat, CRP, Procalcitonin, Nieren- und Leberfunktion sowie CRRT-technische Parameter einschließlich Blutfluss, transmembraner Druck und Filterdruckgradienten. Klinische Endpunkte umfassen 28-Tage-Mortalität, Nierenerholung, vasopressorfreie Tage und Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation.

Der primäre Endpunkt ist die Adsorptionsrate von Endotoxinen und inflammatorischen Mediatoren. Die primäre Analyse bewertet die Beziehung zwischen der Einlass-Endotoxinkonzentration und der Adsorptionsrate über wiederholte Zeitpunkte hinweg. Pearson-Korrelationskoeffizienten werden berechnet und mithilfe der Fisher-Z-Transformation transformiert, um eine gepoolte Schätzung der Korrelation über die Zeit zu erhalten. Ein Rückgang dieser Beziehung wird als Hinweis auf eine reduzierte Membranadsorptionskapazität interpretiert, die mit einer Sättigung konsistent ist. Zeitabhängige Veränderungen der Adsorption werden auch mithilfe linearer gemischter Effektmodelle analysiert, wobei der Patient als Zufallseffekt und Zeit, Einlasskonzentration, transmembraner Druck und Filteralter als feste Effekte berücksichtigt werden.

Für Zytokine wird der relative Beitrag von konvektiver versus adsorptiver Clearance im Zeitverlauf modelliert, um zu bestimmen, ob der konvektive Transport wirksam bleibt, wenn die Adsorption abnimmt. Assoziationen zwischen früher Membransättigung und klinischen Ergebnissen (z. B. Laktatreduktion, Vasopressorbedarf, SOFA-Score, Nierenerholung und 28-Tage-Mortalität) werden mithilfe gemischter Effektregression, logistischer Regression und Cox-Proportional-Hazards-Modelle je nach Anwendbarkeit untersucht.

Neunundzwanzig Patienten bieten ausreichende Power, um klinisch bedeutsame Veränderungen in der Adsorptionsdynamik basierend auf vorläufigen Korrelationsschätzungen zu erkennen. Kontinuierliche Variablen werden als Mittelwert ± Standardabweichung oder Median mit Interquartilsabstand zusammengefasst, und kategorische Variablen als Häufigkeiten und Prozentsätze. Fehlende Daten werden mithilfe einer Vollständigkeitsfallanalyse behandelt, wobei multiple Imputation angewendet wird, wenn die Fehlrate 5 % übersteigt.

Alle Daten werden in einer sicheren elektronischen Datenbank mit vordefinierten Bereichs- und Konsistenzprüfungen gespeichert. Laborwerte werden anhand zertifizierter Laboraufzeichnungen verifiziert und klinische Daten anhand von Intensivstation-Akten. Standardarbeitsanweisungen regeln die Patientenrekrutierung, Probenhandhabung, Laboranalyse, Datenverwaltung und statistische Auswertung.