Endringer i mikrovaskulær perfusjon under blodrensing med Cytosorb® i septisk sjokk

Innledning Sepsis er definert som en livstruende hendelse på grunn av en dysregulert immunrespons på en infeksjon. Blodrenseteknikker kan betraktes som et terapeutisk våpen mot sepsis og septisk sjokk.

Begrunnelsen for blodrensing i sepsis er å modulere en dysregulert profil av immunrespons til verten for å redusere vevsskade på grunn av overproduksjon av pleiotrope pro-inflammatoriske cytokiner.

Blodrensing kan også kontrollere forhøyede nivåer av antiinflammatoriske cytokiner som kan føre til en nedmodulering av immunsystemet og immunparalyse.

Hemoadsorpsjon er en av de kjente blodrenseteknikkene som brukes i denne studien, og den er basert på prinsippet om at fullblod, som kommer i kontakt med overflaten av riktig utformet sorbent, vil bli renset for visse substrater. Med hemoadsorpsjon er det mulig å desirkulere fra blodet høymolekylære stoffer, som cytokiner.

I denne studien brukes Cytosorb® patron, basert på hemoadsorpsjonsprinsippet, på septiske pasienter som lider av akutt nyresvikt, sammen med kontinuerlig veno-venøs hemodialyse (CVVH-D).

Immunsystemet er involvert i patogenesen av sepsis, men også mikrosirkulasjonen har en avgjørende rolle i naturhistorien til dette syndromet.

Når en proinflammatorisk undergruppe av cytokiner overuttrykkes, aktiveres induserbar nitrogenoksidsyntase og fører til en ekstra produksjon på nitrogenoksid som resulterer i en forstyrret regulering av mikrovaskulær og kapillær tonus. Mikrosirkulasjonen spiller en grunnleggende rolle for å regulere utveksling av gass, næringsstoffer og metabolitter mellom blodet og celler. Når mikrovaskulær perfusjon er endret, kan vevshypoksi oppstå og resultere i organdysfunksjon.

Mikrosirkulasjonsanalyse kan utføres ved sengen ved hjelp av en ikke-invasiv videomikroskopiteknikk.

Det primære endepunktet for studien er å verifisere en forbedring i tettheten av mikrosirkulasjonskar og i kvaliteten på blodstrømmen etter eksponering for Cytosorb®. Disse to parameterne er godt beskrevet syntetisk av Perfused Vessel Density (PVD).

Som sekundære endepunkter vil etterforskerne analysere modifikasjonen av mikrosirkulatorisk blodstrøm etter hemoadsorpsjonsbehandling. Den mikrovaskulære blodstrømmen, beskrevet av den mikrovaskulære strømningsindeksen (MFI), er endret i sepsis. MFI-verdier går fra 0 til 3, hvor 0 betyr fravær av flyt, og 3 kontinuerlig blodstrøm. Ved septisk sjokk resulterer MFI generelt til å være lavere enn 2,6, som er grenseverdien mellom normal og endret MFI. Økende verdi av MFI er et tegn på mikrosirkulasjon god respons på terapi.

Etterforskerne vil også evaluere oksygenering av perifert vev under Cytosorb-eksponering ved bruk av nær infrarød spektroskopi (NIRS, Inspectra modell 560 Hutchinson®). Denne teknikken evaluerer mikrovaskulær perfusjon på eminensmuskelen. En vaskulær okklusjonstest, som reproduserer en stillestående iskemitilstand, utføres for å evaluere mikrovaskulær reaktivitet på en iskemi-reperfusjonsfornærmelse.

En forbedring i vevsperfusjon og mikrovaskulær reaktivitet forventes under behandlingen.

Invasiv hemodynamisk overvåking vil bli utført med Picco2®. Endringer i makro-hemodynamiske parametere forventes som respons på behandlingen.

Sequential Organ Failure Assessment (SOFA)-poengsum vil bli beregnet ved påmelding til denne studien og under terapien.

Hjertefrekvens, SpO2, temperatur, gjennomsnittlig arterielt trykk, arterielle og sentrale venøse blodgassanalyser vil bli samlet inn under studien.

Materialer og metoder

I denne prospektive observasjonsstudien vil 10 septiske pasienter med akutt nyresvikt som trenger kontinuerlig veno-venøs hemodialyse bli registrert.

Før påmelding innhentes et formelt informert samtykke. Denne studien er godkjent av den lokale etiske komiteen.

Statistisk analyse

Kolmogorov-Smirnov-testen vil bli utført for å definere normal- eller ikke-normalfordelingen av variablene. ANOVA-testen for gjentatte tiltak med Bonferroni post hoc test eller Dunns post hoc test vil bli brukt for å evaluere forskjeller over tid. Friedman-testen vil bli brukt for ikke-normalfordelte data.

Blodprøvetaking

Ved baseline (T0) vil deltakerne gjennomgå arteriell blodgassanalyse for å oppnå følgende verdier: arteriell O2-spenning (PaO2), arteriell karbondioksidspenning, pH, baseoverskudd, laktatkonsentrasjon, PaO2/FiO2-forhold og sentral venøs gassanalyse for å bestemme sentral venøs O2-metning.

Plasmakonsentrasjonen av de viktigste pleiotrope cytokinene vil bli målt, inkludert interleukin (IL)1-beta, IL6, IL8, IL10, tumornekrosefaktor-alfa.

Etter påmelding vil disse essayene gjentas ved T1 (etter 6 timers eksponering for Cytosorb®) og ved T2 etter 24 timers behandling.

Rutinemessig blodcelletall, koagulasjonsprofil og leukocyttformel vil bli utført ved baseline og ved T2 sammen med proCalcitonine essay.

Mikrosirkulasjonsanalyse

Etterforskerne vil analysere mikrosirkulasjonen ved å bruke sidestrøms mørkfelt videomikroskopiteknikk brukt på den sublinguale slimhinnen, denne teknikken er ikke invasiv og smertefri.

I denne studien vil etterforskerne bruke Microscan fra Microvision Medical (Nederland).

Tre korte videoer av mikrosirkulasjonen vil bli samlet, fanget i tre forskjellige områder av den sublinguale slimhinnen. Disse videoene vil bli analysert ved hjelp av Automated Vascular Analysis (AVA 3.2-programvare, Microvision Medical, Amsterdam, NL). Mikrosirkulasjonstetthet er beskrevet av Total Vessel Density (TVD) og De Backer-score; mikrosirkulasjonskvaliteten på strømningen er definert av mikrovaskulær strømningsindeks (MFI) og prosentandel av perfusert kar (PPV). Perfused Vessel Density (PVD) beskriver tettheten til godt perfusert kar. Mikrosirkulasjonsanalyse vil bli utført ved T0, T1 og T2.

Oksygenering av vev

Oksygenering av vev vil bli vurdert ved bruk av nær infrarød spektroskopi (NIRS) påført den deretter eminensmuskelen.

Enheten Inspectra® (Hutchinson modell 560) måler vevets oksygenmetning, og estimerer vevshemoglobininnholdet som er oppsummert i vevshemoglobinindeksen (THI).

En vaskulær okklusjonstest vil bli utført, som simulerer en iskemi-reperfusjonstilstand i vevet for å evaluere mikrovaskulær reaktivitet.

En mansjett påføres underarmen og blåses opp med 300 mmHg for å generere en stillestående iskemi. Inspectra-skjermen genererer en kurve med desaturasjon kalt Downslope. Når en verdi på vev O2-metning på 40 % er nådd, tømmes okklusjonsmansjetten og Inspector-skjermen tegner en kurve for gjenmetning av vevet, kalt Upslope. Upslope og Downslope verdier måles. I fasen av gjenmetning oppnås et hyperemiområde ettersom vevs O2-metning generelt overstiger basalverdien i en viss tidsperiode. Hyperemiområdet måles som en indeks for mikrovaskulær reaktivitet.

NIRS med vaskulær okklusjonstest vil bli utført ved T0, T1 og T2.

Hemodynamisk overvåking

Hver deltaker vil gjennomgå hemodynamisk overvåking med transpulmonale termodilusjonsbaserte enheter (Picco2® fra Pulsion og EV1000® av Edwards). Termodilusjonsbasert kalibrering oppnås ad basaltid, ved T1 og T2.

Vasopressordose, hemodynamiske parametere og SOFA-score vil bli registrert ved t0, t1, t2.