Введение однократной дозы альфа-1-антитрипсина для улучшения состояния при повреждении органов у пациентов, перенесших кардиохирургические вмешательства

3 Предпосылки Использование искусственного кровообращения (ИК) во время операции на сердце вызывает синдром генерализованного неспецифического системного воспалительного ответа (ССВО) и последующую активацию цитокинового, комплементарного и коагуляционно-фибринолитического каскадов (1). Примерно у 11% пациентов SIRS может прогрессировать до тяжелой полиорганной недостаточности (MOF), что приводит к летальности 40-98%.

Модуляция воспаления путем интраоперационного введения противовоспалительных веществ рекомендуется для ослабления последствий SIRS. Впоследствии попытки были сосредоточены на апротинине, который ингибирует протеазы, являющиеся ключевыми медиаторами системы комплемента, свертывания крови и фибринолиза. Связанные противовоспалительные свойства апротинина включают ингибирование тромбоцитов, нейтрофилов и активацию калликреина. Уменьшение кровопотери и снижение потребности в аллогенных переливаниях крови были предложены в качестве дополнительных механизмов, с помощью которых апротинин ограничивает воспалительную реакцию (2). Однако использование апротинина во время операции на сердце было прекращено из-за тревожных результатов с точки зрения более высокой частоты окклюзии шунта и общего худшего послеоперационного результата.

Механизм действия ААТ-1:

Подобно апротинину, α1-антитрипсин (ААТ) представляет собой ингибитор циркулирующей сериновой протеазы с молекулярной массой 52 кДа, классифицируемый как белок SERPIN. Помимо способности ингибировать сериновые протеазы, накопленные данные свидетельствуют о том, что ААТ-1 обладает независимыми противовоспалительными и тканезащитными эффектами (3). ААТ-1 модифицирует созревание дендритных клеток и способствует дифференцировке регуляторных Т-клеток, индуцирует высвобождение антагониста рецептора интерлейкина (ИЛ)-1 и ИЛ-10, защищает различные типы клеток от гибели клеток, ингибирует активность каспаз-1 и -3 и ингибирует ИЛ-10. 1 производство и деятельность (4). В отличие от классических иммунодепрессантов, ААТ-1 не препятствует изолированному ответу Т-лимфоцитов (5). Эти эффекты неоднократно подтверждались.

В отличие от апротинина, ААТ-1 вырабатывается из плазмы крови человека и не обладает сильными прокоагулянтными свойствами.

ААТ-1 в различных клинических условиях:

Уровни циркулирующего ААТ-1 увеличиваются в 4 раза во время острофазового ответа (3). Пациенты с низким уровнем циркулирующего ААТ-1 подвержены повышенному риску деструктивных заболеваний легких, печени и поджелудочной железы, особенно эмфиземы (3). Доклинические и клинические исследования показали, что терапия ААТ-1 у лиц без дефицита безопасна и может изменить прогрессирование заболевания при диабете 1 и 2 типа, остром инфаркте миокарда, ревматоидном артрите, воспалительном заболевании кишечника, кистозном фиброзе, отторжении трансплантата, отторжении трансплантата. против болезни хозяина и рассеянного склероза (6-17, 32,33,37,38). Лечение ААТ-1 впоследствии перешло от заместительной терапии к потенциальному лечению широкого спектра воспалительных и иммуноопосредованных заболеваний. ААТ-1 также обладает антибактериальным действием и ингибитором вирусных инфекций, таких как грипп и вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) (18).

Фармакокинетические данные человека:

У пациентов с дефицитом ААТ-1 внутривенное введение ААТ-1 в дозе 60 мг на кг массы тела поддерживает уровни в плазме, напоминающие реакцию острой фазы сразу после введения, и сохраняет соответствующий уровень ААТ в сыворотке выше защитного порога (50 мг). /дл) через неделю (39).

Рациональная дозировка ААТ-1:

Основываясь на предыдущих исследованиях и клинической практике, многократное внутривенное введение ААТ-1 в дозе 60 мг на кг массы тела безопасно и связано с низкой частотой доброкачественных побочных эффектов.

По данным фармакокинетических исследований (39), уровни ААТ-1 в плазме крови сразу после введения этой наружной дозы напоминают ответ острой фазы. Ожидается снижение уровня ААТ-1 в плазме на 30% с постепенным возвращением к дооперационным уровням после прекращения искусственного кровообращения (40).

Риск/польза исследования:

Установлена ​​роль ААТ-1 в смягчении воспалительной реакции. ИК является мощным стимулятором воспалительных каскадов и связан с геморрагическими диатезами, нарушениями свертывания крови, потенциально приводящими к органной дисфункции. На сегодняшний день введение ААТ-1 пациентам, перенесшим операцию на сердце с ИК, не изучалось. Можно постулировать, что присущие ААТ-1 эффекты могут компенсировать вредные эффекты ИК. Клинически это может привести к улучшению сохранения функции органа, уменьшению послеоперационного кровотечения и сокращению пребывания в стационаре. Недавно были продемонстрированы преимущества других ингибиторов протеазы в соответствующих условиях (41-43).

Как упоминалось выше, введение ААТ-1 в различных клинических условиях считается безопасным с низкой частотой побочных эффектов (см. раздел 6.1 - потенциальные риски).

4 Методы 4.1 Основная цель

1. Оценить эффективность и безопасность предоперационного введения ААТ-1 у пациентов, перенесших АКШ с ИК.
2. Будут оцениваться послеоперационная кровопотеря и функция органов.

На сегодняшний день нет данных об эффектах ААТ-1 в условиях искусственного кровообращения. Основными целями этого исследования являются оценка противовоспалительных эффектов, сохранение функции органов (1-2) и снижение послеоперационной кровопотери после введения ААТ-1 у пациентов, перенесших операцию на сердце с ИК.

4.2 Определение приемлемости для исследования 4.2.1 Критерии включения

1. Пациенты мужского/женского пола в возрасте 40-70 лет.
2. Кандидаты на изолированное АКШ с ИК.
3. Расчетная логистическая стратификация риска Euroscore 5% или менее.
4. Подписанное письменное информированное согласие пациента.

4.2.2 Критерии исключения

Сосуществующие условия, включая:

10. Нарушения свертывания крови 11. Тяжелое легочное заболевание, определяемое насыщением крови кислородом 90% или менее или ОФВ1 менее 60% от должного.

12. Почечная дисфункция определяется уровнем креатинина в сыворотке выше или равным 1,8 мг%, 13. Аномальные функциональные пробы печени 14. Неконтролируемый сахарный диабет, 15. Тяжелое заболевание периферических сосудов 16. Предшествующее цереброваскулярное неврологическое событие. 17. Аномальная функция левого или правого желудочка. 18. Лечение варфарином или антитромбоцитарными препаратами тиенопиридинового класса. 4.2.3 Критерии выхода Пациенты сохраняют за собой право выйти из исследования в любое время во время лечения без каких-либо ограничений.

При наличии медицинских показаний главный исследователь или хирург имеет право прекратить набор пациентов на любом этапе исследования.

Прекращение (неспособность завершить исследование) будет задокументировано. Причина прекращения будет зафиксирована.

Потенциальные причины, которые могут привести к прекращению приема, включают:

• Неблагоприятные события)
• Нарушение протокола
• Пациент отозвал согласие
• Административные проблемы 4.3 Зачисление Перед участием в этом исследовании исследователь должен получить соответствующее письменное одобрение протокола и информированное согласие от Комитета по этике (EC) и других местных регулирующих организаций. Утвержденная форма согласия будет четко отражать дату утверждения ЕС.

Неполучение подписанного и датированного от руки информированного согласия до процедуры представляет собой нарушение протокола, о котором впоследствии необходимо сообщить в ЕК.

4.4 Скрининг субъектов Пациенты, которым уже назначена изолированная операция АКШ, будут рассмотрены членом исследовательской группы в течение предоперационного периода ожидания (либо в отделении кардиоторакальной хирургии, отделении кардиологии или отделении внутренних болезней). Цель исследования, процедура и мотивация будут разъяснены сотрудником исследовательской группы каждому потенциальному участнику. Согласившихся субъектов попросят предоставить письменное согласие.

4.4.1 Рандомизация Участники исследования будут рандомизированы для получения либо однократной дозы ААТ-1 60 мг на кг массы тела, либо плацебо.

4.4.2 Введение пробного лекарства: Приготовление и дозирование ААТ-1 будет осуществляться незаслепленным фармацевтом. Лекарство разбавляют непосредственно перед введением. Раствор плацебо будет содержать человеческий альбумин, напоминающий по цвету и консистенции раствор ААТ-1. Лекарство будет дано за 3-5 часов до операции (разрез кожи). Скорость введения препарата не будет превышать 0,04 мл на кг в минуту (примерно 60-80 минут). Жизненно важные признаки, включая кровяное давление, частоту пульса и температуру тела, будут соответствующим образом контролироваться.

Пациенты, исследовательский персонал, лабораторный персонал и аналитики данных останутся вслепую в отношении идентичности лечения с момента рандомизации и до блокировки базы данных. Раскрытие данных начнется в случае неотложной помощи пациента.

Список рандомизации будет подготовлен фармацевтом, однако он будет защищен и конфиденциальен до момента раскрытия информации.

4.4.3 Хирургическая техника В соответствии с нашей обычной политикой для индукции и поддержания анестезии будут использоваться цитрат фентанила (20–50 мкг/кг), мидазолам (2–3 мг) и изофлуран (0,5–2%).

За стандартной срединной стернотомией последует получение кондуитов. Нагрузочная доза гепарина будет вводиться для достижения времени коагуляции, активированного каолином (ACT). Восходящая аорта - будет выполнена канюляция правого предсердия, чтобы начать искусственное кровообращение, и ACT будет контролироваться через 480 секунд или более. Стандартный центробежный насос и мембранный оксигенатор будут использоваться для экстракорпорального кровообращения (сердечно-легочного шунтирования). В соответствии со стандартной методикой системное активное охлаждение будет исключено, а внутренняя температура пациента останется в диапазоне от 32 до 37°C. Дистальные анастомозы будут выполняться во время одиночного поперечного зажима аорты и кардиоплегической остановки крови. Проксимальные анастомозы будут выполняться во время пережатия аорты. Холодный (10˚C) кардиоплегический раствор крови будет доставлен в соотношении 4:1. Кардиоплегию проводят антеградно через корень аорты с дополнительным ретроградным введением или без него через коронарный синус. После кардиоплегической индукции (10 мл/кг) будут вводиться прерывистые дозы (300-500 мл) после завершения каждого дистального анастомоза. Гепарин восстанавливают с помощью протамина сульфата в соотношении 1:1 после отлучения от искусственного кровообращения.

4.4.4 Сбор данных Предоперационные данные: Демографические, морфологические и клинические дескрипторы, включая возраст, пол, индекс массы тела (ИМТ), сопутствующую патологию площади поверхности тела (ППТ), стратификацию риска Euroscore, лекарства и т. д. будут зарегистрированы. Предоперационный лабораторный анализ будет включать общий анализ крови, профиль коагуляции, уровни креатинина в сыворотке и клиренс креатинина, тест функции печени и анализ газов артериальной крови и серологию на ВИЧ, ВГС, HBC. В соответствии с нашей рутинной политикой все пациенты будут проходить предоперационную эхокардиографию, коронарографию, рентген грудной клетки, тесты функции легких (спирометрия) и дуплексное исследование сонных артерий.

Участникам исследования будет назначено пройти предоперационную МРТ головного мозга; в соответствии с протоколом, описанным ниже.

Интраоперационно: классифицируется тип операции. Будут записаны следующие данные: доза гепарина, введенная до начала шунтирования; активированное время свертывания крови (ACT) подсчитывается во время операции (до, во время и после искусственного кровообращения); время операции, время пережатия и время искусственного кровообращения; количество попыток отлучения от ИК, тип инотропов и дозы, используемые при отлучении от ИК; использование продуктов крови во время операции. Аллергические реакции или нежелательные явления, наблюдаемые хирургом или анестезиологом, будут задокументированы. Индивидуальное впечатление хирурга относительно склонности к кровотечению будет записано.

Послеоперационная оценка функции органов и кровопотери:

Возникновение и степень системной воспалительной реакции и органной дисфункции будут регистрироваться и количественно оцениваться с помощью лабораторных маркеров. Соответствующие лабораторные маркеры будут контролироваться ежедневно в течение восстановительного периода (в отделении интенсивной терапии и в палате). Будут контролироваться следующие органы и соответствующие маркеры:

Легочная функция. Легочную функцию оценивают по измеренному общему времени механической вентиляции, пиковому давлению вдоха (PIP), давлению плато, физиологическому мертвому пространству и статической и динамической податливости легких. Бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ) будет выполнен через 3 часа после операции (пока пациент находится под наркозом и интубирован), а извлеченная жидкость будет проанализирована на маркеры воспаления. Расчет A-a DO2 [AaDO2 = (713 x FiO2) - (pCO2 / 0,8) - (paO2)] будет измеряться ежедневно.

Полный тест функции легких будет выполнен до и через 4 дня после операции. Рентгенограммы грудной клетки будут оцениваться и количественно оцениваться независимым радиологом на предмет наличия ателектаза, отека легких или изменений плевры.

Функция почек: ежедневные измерения диуреза, уровня креатинина в сыворотке, клиренса креатинина и уровня альбумина в моче. Маркеры острого повреждения почек (ОПП) будут взяты в отделении интенсивной терапии.

Оценка повреждения головного мозга: степень поражения головного мозга будет измеряться уровнем белка S-100 в плазме. Оценка повреждения гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) будет проводиться методом магнитно-резонансной томографии (МРТ) (см. протокол методики ниже).

Функция печени: ежедневные измерения уровня печеночных ферментов в сыворотке крови. Сердечная функция: Мониторинг уровня сердечных ферментов; необходимость и объем необходимого инотропного лечения; возникновение синдрома низкого сердечного выброса (определяемого как систолическое артериальное давление 90 мм рт. ст. или менее в сочетании с центральным венозным давлением (ЦВД) 15 мм рт. ст. или более) и возникновение сердечных аритмий. Трансторакальная эхокардиография будет выполнена на 5-й послеоперационный день и оценена независимым кардиологом.

Кровопотеря: будет контролироваться операционная и послеоперационная кровопотеря, а также ежедневный уровень гемоглобина. Будут проводиться ежедневные подсчеты тромбоцитов и тромбоэластограммы. Распределение продуктов крови и общее количество введенных препаратов будет регистрироваться ежедневно. Послеоперационные уровни СРБ будут оцениваться ежедневно.

Забор крови и методы лабораторного анализа на уровень цитокинов:

Десять мл образцов цельной венозной крови с ЭДТА будут собираться из катетера лучевой артерии в пяти указанных случаях: до индукции анестезии, через 30 минут после наложения поперечного зажима на аорте и через 3, 6 и 9 часов после наложения поперечного зажима на аорте. Затем образцы крови центрифугируют при 4°С в течение 15 мин, а сыворотку хранят при -70°С. Образцы будут проанализированы на следующие маркеры: полиморфноядерная нейтрофильная эластаза (PMNE), интерлейкин-1α (IL-1α), интерлейкин-1ß (IL-1ß), интерлейкин-2 (IL-2), интерлейкин-4 (IL-4). ), Интерлейкин-6 (ИЛ-6), Интерлейкин-8 (ИЛ-8), Интерлейкин-10 (ИЛ-10), Интерферон-γ (ИФН-γ), Фактор некроза опухоли-α (ФНО-α), Сосудистый Эндотелиальный фактор роста (VEGF), хемоаттрактантный белок моноцитов-1 (MCP-1) и эндотелиальный фактор роста (EGF).

Ежедневные образцы крови будут собираться после операции для подсчета тромбоцитов, функции почек, функции печени, уровня СРБ, белка S-100 и тропонина.

Ранние послеоперационные нежелательные явления будут задокументированы. К ним относятся 30-дневная смертность, новые неврологические события, инфаркт миокарда, почечная дисфункция, необходимость повторного обследования по поводу кровотечения и глубокая инфекция раны грудины.

Оценка гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) с помощью МРТ Для оценки ГЭБ используется МРТ-сканер (Philips 3T или General Electric 1,5T). Формат исследования будет включать поле зрения 24 см, 35 ​​смежных чередующихся срезов толщиной 3,5–4 мм, локализованных в разных сериях. Взвешенные изображения DWI будут получены при b = 1000 из последовательности DTI в 13-15 направлениях с разрешением в плоскости 2,5 × 2,5 мм и TR / TE = 10 с / 58 мс при 3T или TR / TE = 10 с / 72 мс при 1,5 т. Изображения T2-FLAIR будут получены с разрешением в плоскости 0,94×0,94. мм, TR/TE=9000/120 мс и TI=2600 мс при 3T или TR/TE=9000/140 мс и TI=2200 мс при 1,5T. (25)