Blodplatereaktivitet ved ikke-kardial betennelse En prospektiv observasjonsstudie med enkeltsenter.

BAKGRUNN

Betennelse og blodplater

Kardiovaskulær sykdom (CVD) er den ledende dødsårsaken på verdensbasis. Spesifikt er akutt hjerteinfarkt (AMI) og akutt iskemisk hjerneslag vanlige årsaker til sykelighet og dødelighet og er ansvarlige for betydelige helsekostnader.1 Mens den underliggende patofysiologien til aterosklerose nå er bedre forstått som en kronisk inflammatorisk prosess, er de eksakte precipitantene for den akutte. betennelse som er ansvarlig for den akutte hendelsen er fortsatt ikke fullstendig forklart. Det har blitt klart at blodplater spiller en nøkkelrolle i patofysiologien til både ateromdannelse og akutt trombedannelse ved AMI og hjerneslag. Spesifikt er blodplateaktivering en integrert komponent i initiering og forsterkning av den lokale vaskulære inflammatoriske responsen under disse tilstandene.2 Det er av denne grunn at rutinemessig blodplatehemmende terapi representerer en bærebjelke i behandlingen for pasienter med koronar aterom og spesielt for de som behandles med intrakoronare stenter.3

Bevis for inter- og intra-individuell variasjon som respons på antiblodplater: dynamisk reaktivitet

Tidligere arbeid fra vår gruppe og andre indikerer imidlertid at individers respons på både aspirin- og P2Y12-hemmere er særegen, slik at noen individer kan være relativt resistente mot aspirin så vel som klopidogrel, prasugrel og ticagrelor.4 Spesifikt har vi tidligere vist at pasienter på P2Y12-hemmere for koronarstenter med høy blodplatereaktivitet har økt risiko for stenttrombose5,6, og at individuelle responser kan modifiseres ved hjelp av skreddersydd terapi.5 Videre har vår gruppe tidligere vist at responsen på både aspirin- og P2Y12-hemmere er dynamisk.7 Det er således en rebound adenosindifosfat (ADP)-respons etter at klopidogrel er trukket tilbake hos pasienter med medikamentavgivende stenter.8,9 Når det gjelder aspirinresponser, har vi rapportert at responsen på arakidonsyrestimulering er variabel innen individer,10 har en viss interaksjon med P2Y12-hemmere,11 og at det ser ut til å være en cyklooksygenaseavhengig og -uavhengig vei for AA-indusert blodplateaktivitet. Våre tidligere data tyder også på at den mest brukte blodplatetesten VerifyNow nær pasient overvurderer responsen til pasienter på klopidogrel.12

The WEST Group: Nye vurderinger av blodplatepriming og reaktivitet - Biomarkører for individuell trombotisk risiko?

Forskningsgruppen ledet av Dr West har utviklet nye teknikker for å bruke (a) dråpemikrofluidikk for å vurdere hyperreaktivitet av isolerte blodplater og (b) anvende avanserte enkeltplate-RNA-sekvenseringsmetoder for å definere en RNA-signatur for priming. Disse teknikkene har vært gjenstand for innledende validering og viser stort løfte som kandidatbiomarkører for å forutsi individuell mottakelighet for blodplatemedierte trombotiske hendelser som akutt hjerteinfarkt (AMI). For fullstendig bakgrunn og tidligere data se vedlegg.

Denne metodikken er derfor komplementær til vår tromboelastografi (TEG)-baserte vurdering av fenotypevariabilitet i blodplatereaktivitet: vi kan validere kandidaturen til West-metoden som biomarkører for trombotisk risiko i disse eksperimentene.

Begrunnelse for vårt forskningsspørsmål

Av mange grunner blir det ikke gjort noe forsøk i rutinemessig klinisk praksis for å måle verken den spesifikke responsen til individer på deres antiplatemedisiner eller statusen til en pasients blodplatereaktivitet til enhver tid. Utviklingen av tester som gjorde at begge disse målingene kunne gjøres rutinemessig, kan trolig lette personlig deteksjon og modifisering av høy risiko for blødninger eller trombotiske hendelser. Den dynamiske naturen til et individs blodplatereaktivitet, og det mulige bidraget til akutte trombotiske hendelser er fokus for denne serien av eksperimenter. Selv om det ennå ikke er klart hvordan den akutte plakkerosjonen eller -rupturen som utløser AMI er initiert, er koblingen til en akutt inflammatorisk episode tydelig. Videre er det påvist en sammenheng, beskrevet i detalj nedenfor, mellom en rekke ikke-kardiale akutte og kroniske inflammatoriske tilstander, og påfølgende risiko for AMI. Spesifikt er det rapporter om høy forekomst av AMI og hjertedød ved kroniske tilstander som revmatoid sykdom, kronisk tannkjøttsykdom, psoriasis, kronisk luftveissykdom.13-16 Videre, som beskrevet nedenfor, er det rapportert spennende tidsmessige koblinger mellom akutte ikke-kardiale tilstander, inkludert brudd på lårhalsen og innleggelse for brystinfeksjon hos eldre, og påfølgende risiko for AMI i løpet av de neste ukene. Til slutt er det rapportert om en nyere sammenheng mellom covid-vaksinasjon og akutte trombotiske hendelser.

Det er sannsynlig at den "ikke-kardiale" betennelsestilstanden og/eller hendelsen faktisk er en del av en sykdomsprosess som inkorporerer dynamiske endringer i den arterielle vaskulære sengen og blodplatereaktiviteten, og dermed gir substratet for akutt MI.

.

TEORETISK RAMMEVERK Ikke-kardiale inflammatoriske tilstander og akutt MI: kjente assosiasjoner.

CVD og brystinfeksjon:

Den årlige forekomsten av samfunnservervet lungebetennelse (CAP) er 0,5–1 % i Storbritannia, hvorav 22–42 % krever sykehusinnleggelse. Dødeligheten for innlagte pasienter med CAP er 5-14 %, med høyere dødelighet blant eldre pasienter over 84 år (>50 %). 17 Samfunnservervet lungebetennelse er assosiert med økte inflammatoriske markører inkludert CRP (>21,9 mg/dl), Pro-calcitonin og IL-6 (>169 pg/ml), med høyere nivåer som forutsier behandlingssvikt og dødelighet. 18 Videre ble det påvist forhøyede inflammatoriske markører (CRP, TNF-alfa) hos pasienter med virale øvre luftveisinfeksjoner.19 Akutt luftveisinfeksjon er assosiert med økt risiko for akutt hjerteinfarkt.20 Spesielt de første 28 dagene etter luftveisinfeksjon medfører høyere risiko for kardiovaskulære hendelser. 21 I en case-seriestudie av 53709 pasienter med første eller tilbakevendende hjerteinfarkt, ble det lagt merke til en signifikant økning i forekomst av hjerteinfarkt etter akutt luftveisinfeksjon med de høyeste frekvensene 3 dager etter infeksjon.22 Av interesse, høy på Treatment Platelet Reactivity ble påvist hos pasienter med viral øvre luftveisinfeksjon.19 Studier som vurderte sammenhengen mellom MI og luftveisinfeksjon var for det meste basert på vurdering av fastlegejournaler og spørreskjemaer (anamnese). Måling av nivåer av inflammatoriske markører under episoder med luftveisinfeksjon som førte til MI ble ikke testet.

Brudd lårhals:

Hoftebrudd i den eldre befolkningen representerer en betydelig klinisk og økonomisk belastning for helsevesenet vårt, med høye sykelighets- og dødelighetsrater. 23,24 Dødeligheten er 9 % ved 30 dager etter hoftebrudd og 33 % ved 1 år. 25 En vanlig komplikasjon ved hoftebrudd er perioperativt hjerteinfarkt. I en studie ble det oppdaget en Troponin-økning hos 35,5 % av pasientene, og hjerteinfarkt uten ST-elevasjon (NSTEMI) var mer vanlig enn ST-elevasjonshjerteinfarkt (STEMI) i denne kohorten av pasienter. (23 vs 7)26 En betydelig troponinøkning er en sterk prediktor for dødelighet i denne pasientgruppen: et nivå over 0,04 μg/l er knyttet til seks ganger risiko for død. Høyeste troponinøkning ble spesifikt påvist i den fjerde postoperative dagen i dødelighetsgruppen, sammenlignet med ingen signifikant økning i den levende gruppen, med total 1 års dødelighet påvist hos 37 % av pasientene assosiert med perioperativ troponinøkning. 27,28 Mekanismen bak den økte frekvensen av hjerteinfarkt framgår ikke av dagens litteratur, men mistanken er at det er en sammenheng med systemisk betennelse indusert av bruddet.29 Det er svake data på at noen slike pasienter kan være hyporespondere på klopidogrel.30

Revmatoid artritt blusser opp:

Revmatoid artritt (RA) rammer omtrent 1 % av den voksne vestlige befolkningen.31 Det regnes som en uavhengig risikofaktor for iskemisk hjertesykdom, med økt dødelighet på grunn av akselerert koronararterie aterosklerose.32 For eksempel var revmatoid artritt assosiert med en 38 % økt forekomst av hjerteinfarkt sammenlignet med den generelle befolkningen i én serie.13 Den godt beskrevne inflammatoriske prosessen som er iboende til RA-oppblussing, og koblingen til økt blodplatereaktivitet, er vist i en liten studie. Spesifikt ble økt blodplatereaktivitet kun overfor ADP observert i den reumatoid aktive gruppen. 33

Større karkirurgi:

Southampton-gruppen har tidligere beskrevet dynamisk variasjon i blodplatereaktivitet ved bruk av TEG. Spesifikt, ved å bruke TEG AUC 15 for å vurdere 40 deltakere som gjennomgikk elektiv større vaskulær kirurgi (MVS) på aspirin, beskrev vi en reduksjon i AA- og ADP-indusert koagulering i forbindelse med den akutte vaskulære inflammatoriske reaksjonen på kirurgi, med rebound-reaktivitet (dvs. høyere enn baseline) 3 måneder etter operasjon. Den dynamiske naturen til disse endringene i blodplatereaktivitet gir omstendighetene støtte til konseptet om at dette kan spille en rolle i patologiske iskemiske hendelser hos mottakelige individer. 34

Covid-vaksine:

Pandemien med koronavirussykdom 19 (COVID-19) har forårsaket over 5 millioner dødsfall over hele verden siden 2019 35 COVID-19-infeksjon er i noen tilfeller assosiert med trombocytopeni på grunn av blodplateforbruk, disseminert intravaskulær koagulopati (DIC) og trombotisk mikroangiopati.

COVID-19-vaksiner ble godkjent i slutten av 2020, med 5 milliarder individer vaksinert så langt. Økende data har vist sjeldne sammenhenger mellom vaksiner og trombotiske komplikasjoner inkludert cerebral sinus trombose og hjerteinfarkt.36,37 Dette kan ha sammenheng med den veletablerte systemiske inflammatoriske reaksjonen indusert av vaksinen. Vaksinindusert immuntrombose og trombocytopeni (VITT) ble identifisert i en liten gruppe vaksinerte individer.38 I de få tilfellene av akutt koronarsyndrom (ACS) etter covid-19-vaksinasjon ble det ikke definitivt etablert en årsak-virkning-sammenheng.37

Oppsummert er det etablert en kobling mellom akutte ikke-hjertebetennelsestilstander og påfølgende AMI i en kortsiktig konvolutt, men uforklarlig, og omstendigheter så langt antyder en mulig mekanisme når det gjelder dynamisk endring i blodplatereaktivitet. Det er dette konseptet vi ønsker å utforske videre i det foreslåtte settet med eksperimenter.

FORSKNINGSSPØRSMÅL/MÅL

Denne studien tar sikte på å vurdere sammenhengen mellom ikke-kardiale inflammatoriske tilstander som involverer en vaskulær inflammatorisk reaksjon og dynamisk blodplatereaktivitet som bestemt ved bruk av TEG6s enhet og to nye teknikker for bruk av (a) dråpemikrofluidik for å vurdere hyperreaktivitet av isolerte blodplater og (b) bruke avanserte enkeltplate-RNA-sekvenseringsmetoder for å definere en RNA-signatur for priming.

Hvis hypotesen vår er bevist, vil vår studie ha vist en sammenheng mellom (a) tilstedeværelsen, og muligens omfanget av, en dynamisk endring i individuelle blodplatereaktivitet og blodpropp og (b) den samtidige vaskulære inflammatoriske statusen i en rekke ikke- hjerteinflammatoriske tilstander.

Oppsummering av studiedesign:

• Egnede kandidater som oppfyller kvalifikasjonskriteriene for deltakelse i studien vil bli identifisert og kontaktet av vårt forskningsteam under sykehusoppholdet eller vaksinasjonssenterbesøket (for COVID-booster-kandidater).
• Et medlem av forskerteamet vil forklare målet med studien, fordeler, risikoer og byrder med den potensielle deltakeren. Kandidatene vil få tilstrekkelig tid til å bestemme om de ønsker å delta i studien.
• Et skriftlig informert samtykke vil bli forklart og signert av kandidaten.
• Første blodprøve vil bli tatt etter samtykke, med ytterligere blodprøver etter 24, 48, 72 timer og deretter 1 uke eller 1 måned senere avhengig av gruppe.
• Alle blodprøver vil bli analysert som følger (i) Etter 30 minutter med prøvetaking, for blodplatereaktivitetstesting ved bruk av TEG 6s-enheten, (ii) Enkelt blodplate/mikrofluidikkanalyse og (iii) Ytterligere prøver vil bli sendt for testing av inflammatoriske markører.
• Deltakelse i studien og oppfølgingen avsluttes etter det siste oppfølgingsbesøket når endelige blodprøver er tatt.
• Data vil bli pseudonymisert og analysert før de sendes til et fagfellevurdert tidsskrift.

Vi vil rekruttere 5 grupper av pasienter, i samsvar med dataene produsert tidligere og litteraturen angående sykdomsmodeller av ikke-hjertebetennelse. Detaljer om blodprøver og generell inkludering og ekskludering er oppsummert nedenfor.

I alle tilfeller vil blodprøvetaking være både for vurdering av blodplatereaktivitet ved bruk av TEG6S og for blodinflammatoriske markører (CRP, IL6, TNF alfa og CD40)

1. Gruppe 1: Brudd lårhals (n=20). Traume- og ortopediavdelinger og Akuttmottaket vil bli screenet for nye innleggelser med lårhalsbrudd påvist ved røntgen ved innleggelse, og identifiserer dermed 20 deltakere i henhold til valgbarhetskriterier.

   Egnede pasienter vil bli kontaktet om studien og gitt et informasjonsark. Senere, når de har hatt nok tid til å vurdere, vil de bli påmeldt dersom de gjerne gir skriftlig informert samtykke.

   Det vil bli tatt blodprøver på avdelingen ved innleggelse, 24, 48 og 72 timer fra innleggelse og ved 1 måned.

   Blod vil bli samlet i 4 rør ved hver anledning. (1 x 2 ml 3,2 % natriumsitratvakutainer, 1 x 6 ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5 ml SST-rør for inflammatoriske markører.) En detaljert beskrivelse av dette er lagt ut nedenfor.

2. Gruppe 2: Pasienter > 70 år innlagt med brystinfeksjon (n=20).

   Akuttavdelingen, Akuttmedisinsk enhet og medisinske avdelinger vil bli screenet for kvalifiserte deltakere hvis primærdiagnose er brystinfeksjon (akutt bronkitt eller lungebetennelse). Tar sikte på å rekruttere 20 deltakere.

   Akutt bronkitt er en nedre luftveisinfeksjon som forårsaker betennelse i luftveiene i bronkiene. Det er en klinisk diagnose preget av hoste uten tegn på lungebetennelse. Røntgen av thorax kan være normal.

   Lungebetennelse er en infeksjon i lungevevet der luftsekkene i lungene blir fylt med mikroorganismer, væske og betennelsesceller som påvirker lungenes funksjon. 39 Pasienter vil bli valgt i henhold til symptomer, klinisk diagnose +/- røntgen thoraxfunn (kun lungebetennelse).

   Egnede pasienter vil bli kontaktet om studien og gitt et informasjonsark. Senere, når de har hatt nok tid til å vurdere, vil de bli påmeldt dersom de gjerne gir skriftlig informert samtykke.

   Det vil bli tatt blodprøver på avdelingen ved innleggelse, 24, 48 og 72 timer fra innleggelse og ved 1 måned.

   Blod vil bli samlet i 4 rør ved hver anledning. (1 x 2ml 3,2 % natriumcitratvakutainer, 1 x 6ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5ml SST-rør for inflammatoriske markører.) En detaljert beskrivelse av dette er lagt ut nedenfor.

3. Gruppe 3: Friske frivillige som mottar en COVID Booster-vaksine. (n=20). Tar sikte på å rekruttere 20 deltakere på grunn av en COVID-vaksine ved Southampton General Hospital. Vi tar sikte på å rekruttere 20 friske frivillige som oppfyller kriteriene i henhold til studiekvalifisering. Informasjonsark vil bli gitt til deltakeren, og de vil ha tilstrekkelig tid til å vurdere å delta eller ikke i studien.

   Blodprøver vil bli tatt rett etter injeksjon av COVID boosterdose. Deltakerne vil bli invitert til å delta 24-, 48- og 1-ukers etter boosterinjeksjon til vårt forskningskontor på Cath lab-dagenheten for blodprøvetaking.

   Blod vil bli samlet i 4 rør ved hver anledning. 1 x 2 ml 3,2 % natriumsitratvakutainer, 1 x 6 ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5ml SST-rør for inflammatoriske markører.

4. Gruppe 4: Pasienter innlagt med AMI innen 6 uker etter:

   1. Brudd lårhals
   2. Bryst infeksjon
   3. Revmatoid artritt blusser opp
   4. Forverring av psoriasis
   5. Forverring av inflammatorisk tarmsykdom

   Screening vil inkludere pasienter innlagt med type 1 eller type 2 MI eller myokardskade, som definert av 4. universelle definisjon, hvis de er innen 6 uker etter en av de inflammatoriske tilstandene som er oppført ovenfor.40 Egnede pasienter vil bli kontaktet om studien og gitt et informasjonsark. Senere, når de har hatt nok tid til å vurdere, vil de bli påmeldt dersom de gjerne gir skriftlig informert samtykke.

   Det vil bli tatt blodprøver på avdelingen ved innleggelse, 24, 48 og 72 timer fra innleggelse og ved 1 måned.

   Blod vil bli samlet i 4 rør ved hver anledning. (1 x 2ml 3,2 % natriumcitratvakutainer, 1 x 6ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5ml SST-rør for inflammatoriske markører.) En detaljert beskrivelse av dette er lagt ut nedenfor.

5. Gruppe 5: AMI sekundært til stenttrombose (n=20).

Kvalifiserte pasienter vil ha blitt innlagt med sikker stenttrombose i henhold til Academic Research Consortiums definisjon. 41 Stenttrombose er en fullstendig okklusjon av arterien sekundært til tromben inne i stenten. ARC (Academic research consortium) har identifisert stenttrombose påvist ved angiografi som Definite stenttrombose (ST). De kategoriserte også stenttrombose så tidlig (opptil 30 dager fra utplassering), eller sent (30 dager til 12 måneder fra utplassering).

Egnede pasienter vil bli kontaktet om studien og gitt et informasjonsark. Senere, når de har hatt nok tid til å vurdere, vil de bli påmeldt dersom de gjerne gir skriftlig informert samtykke.

Det vil bli tatt blodprøver på avdelingen ved innleggelse, 24, 48 og 72 timer fra innleggelse og ved 1 måned.

Blod vil bli samlet i 4 rør ved hver anledning. (1 x 2ml 3,2 % natriumcitratvakutainer, 1 x 6ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5ml SST-rør for inflammatoriske markører.) En detaljert beskrivelse av dette er lagt ut nedenfor.