Blodplättar som regulatorer av inflammation i hjärtkirurgi (PRICS)

Avlägsen organskada är en frekvent följd av kardiovaskulär kirurgi som involverar kardio-pulmonell bypass. Akut njurskada (AKI), den vanligaste komplikationen, uppträder hos 30 %-40 % av hjärtkirurgiska patienter och, även vid måttlig skada, ökar dödligheten och sjukvårdskostnaderna avsevärt. Även om organskada har kopplats till inflammation, är mekanismerna som initierar och sprider dessa händelser fortfarande dåligt definierade. När medianåldern och den medicinska komplexiteten för hjärtpatienter ökar, ligger utmaningen - och möjligheten - att förbättra organskyddet i att identifiera modifierbara mål.

Utredarnas preliminära arbete ger primära bevis för att aktiverade blodplättar spelar en ny roll i initieringen av vävnadsskadande och inflammatoriska svar vid den mikrovaskulära gränsytan. Som sådan aggregerar blodplättar i omedelbar närhet av perivaskulära mastceller, en celltyp som snabbt kan starta kraftfulla inflammatoriska svar genom frisättning av förformade effektorer. Blodplättsaktivering enbart är tillräcklig för att stimulera dessa mastceller in vitro medan, omvänt, farmakologisk hämning av blodplättar minskar mastcellsberoende inflammation och ändorganskada efter cirkulationsstopp hos råtta.

Baserat på övertygande experimentella data och bevis på mänsklig relevans, har forskarna bildat vår centrala hypotes att trombocytaktivering är en viktig utlösare av inflammatoriska och vävnadsskadande svar efter kardiopulmonell bypass genom stimulering av perivaskulära mastceller. Målet är att definiera den patofysiologiska relevansen av interaktionen mellan blodplättar och mastceller för att avsluta organskada, och att identifiera mål för nya strategier för organskydd hos hjärtkirurgiska patienter.

Specifikt syfte: Definiera trombocytaktivering som en riskfaktor för ändorganskada hos hjärtkirurgipatienter.

Utredarnas preliminära data tyder starkt på att trombocytopeni efter hjärtkirurgi är kopplat till AKI och ökad dödlighet. I en prospektiv studie av 100 patienter som genomgår kranskärlsbypassoperation (CAGB) kommer forskarna att definiera trombocytaktivering och -konsumtion som den troliga orsaken till denna trombocytopeni, och fastställa sambandet mellan trombocytaktivering i allmänhet med markörer för mastcellsaktivering, systemisk inflammation och AKI.

Närma sig:

Syftet med detta mål är att undersöka sambandet mellan perioperativ trombocytaktivering, systemiska inflammatoriska svar och ogynnsamma organresultat.

Utredarna kommer att utföra en prospektiv observationsstudie av 100 patienter för att undersöka sambandet mellan perioperativ trombocytaktivering, systemiska inflammatoriska svar och ändorganskada efter hjärtkirurgi. Patientinklusionskriterier för denna studie kommer att baseras på resultaten från vår retrospektiva studie av 4201 patienter som genomgår CABG-operation på CPB. Här identifierade utredarna en signifikant förekomst av trombocytopeni och ett samband mellan trombocytopeni och ökad risk för att utveckla postoperativ AKI. Följaktligen är den föreslagna studien utformad för att avgöra om postoperativ trombocytaktivering bidrar till ett systemiskt inflammatoriskt svar och därmed har en orsakande effekt på ändorganskada.

Provtagning och bearbetning: 15 mL venöst blod kommer att dras in i ACD-buffert före snittet och 10 minuter och 6, 24, 48 och 72 timmar efter separation från kardiopulmonell bypass (CPB).

Mätningar: Utredarna kommer att analysera serumblodplättsmarkörer genom enzymkopplad immunosorbentanalys (ELISA) och de karakteristiska förändringarna i membranproteinuttryck genom multicolor Fluorescensaktiverad cellsortering (FACS). Motsvarande trombocytantal kommer att bestämmas vid varje tidpunkt. Aspirinmedicin ges fram till operationsdagen och igen med start postoperativ dag 2 som standardvård. Eftersom aspirinresistens kan påverka våra resultat kommer utredarna att mäta 11-dehydrotromboxan B2 urinnivåer. Efterföljande subgruppsanalys kommer att fastställa relevansen av aspirinresistens för våra observationer. Systemisk inflammation kommer att undersökas genom att bestämma plasmacytokinnivåerna med ELISA. Som en ytterligare undersökningsgren kommer forskarna att samla in patientens DNA och trombocyt-RNA för att ytterligare undersöka de genomiska egenskaperna och blodplättsgenexpressionsprofilerna som är associerade med en förbättrad trombocytaktivering under operation. Dessa data kommer att informera om ytterligare studier i personlig identifiering av riskfaktorer för patienter som genomgår hjärtkirurgi.

Primärt resultat: AKI är en kliniskt relevant manifestation av ändorganskada och kommer att fungera som vårt primära resultat. Med en incidens på 30-40 % efter hjärtkirurgi, förväntar sig utredarna att observera ett tillräckligt antal fall av AKI för att möjliggöra adekvat statistisk analys. Utredarna kommer att definiera AKI enligt kriterierna för njursjukdom: förbättrande globala resultat (KDIGO) och registrera AKI med både de föreslagna stadierna och förändringen i serumkreatininvärden från 3 dagar före till 10 dagar efter operationsdatumet.

Sekundära resultat: Utredarna kommer att mäta cytokinuttryck och trombocytaktivering som sekundära resultat. Vidare kommer utredarna också att samla in etablerade mått på kliniskt utfall såsom sjukhusvistelse, vårdtid på intensivvårdsavdelningen, varaktighet av postoperativ mekanisk ventilation och allvarliga hjärthändelser (MACE) definierade som dödlighet av alla orsaker, emergent revaskularisering, förmaksflimmer , stroke och icke-dödlig hjärtinfarkt.

Patientegenskaper och antal, kraftanalys och patientdatainsamling: Variabler kommer att registreras från patientfiler: 1) preoperativt: ålder, kön, ras, Society of Thoracic Surgery riskfaktorer, EUROScore, datum för samtycke och preoperativa läkemedel; 2) intraoperativt: antal kransartärbypasstransplantat, varaktighet av kardiopulmonell bypass, varaktighet av aorta-korsklämma, kumulativ dos av heparin som administreras, blodprodukter och kumulativ dos av sympatomimetiska och vasopressorläkemedel; 3) postoperativt: tidpunkt för komplikationer, dödsorsak och tidpunkt för dödsfall, vårdtiden på sjukhus och intensivvårdsavdelning, varaktighet av postoperativ mekanisk ventilation, dos av inotropt eller vasoaktivt stöd. Antal trombocyter och kreatininnivåer, såväl som anti-trombocytterapi kommer att registreras från 3 dagar före till 10 dagar efter operationen.

Förväntade resultat. I detta syfte förväntar sig utredarna att ge nya insikter om ursprunget till systemisk inflammation och ändorganskada efter hjärtkirurgi. Våra preliminära data indikerar att postoperativ trombopeni är associerad med AKI och mortalitet. Utredarna förväntar sig att visa att sådan trombocytopeni inträffar i en omgivning av pågående trombocytaktivering och är associerad med systemisk inflammation och, i slutändan, skada på ändorganen. Tillsammans kommer dessa undersökningar att lägga grunden för nya organskyddsstrategier inom hjärtkirurgi.

Statistisk analys. Beskrivande jämförelser kommer att göras genom att använda Kruskal-Wallis test eller chi-kvadrattest, beroende på vad som är lämpligt. Univariabla och multivariabla linjära eller logistiska regressionsanalyser kommer att användas, beroende på vad som är lämpligt, för att utvärdera sambandet mellan de primära och sekundära resultaten och pre-, intra- och postoperativa variabler. R2 för linjära regressionsanalyser, oddskvoter och motsvarande 95 % konfidensgränser för logistiska regressionsanalyser kommer att rapporteras.