Rollen av ischemimodifierat albumin hos patienter med covid-19

Endotelaktivering och dysfunktion är förknippade med svårighetsgraden av covid-19. Epidemiologiska studier tyder på att allvarliga fall eller dödsfall på grund av covid-19 ofta förekommer med underliggande komorbiditeter, såsom hög ålder, högt blodtryck, diabetes och hjärt-kärlsjukdomar. Endotelial dysfunktion, med efterföljande användning av komplementet, verkar det hyperkoagulerbara tillståndet och produktionen av trombin vara den gemensamma nämnaren för olika typer av kliniska tecken och symtom på COVID-19, som är direkt associerade med tromboemboliska händelser. Obduktionsfynd hos patienter med COVID-19 har visat på katastrofal mikrovaskulär skada, där pulmonell endotelit, trombos och angiogenes är distinkta patofysiologiska egenskaper hos lungorna hos patienter med COVID-19 jämfört med H1N1-patienter och oinfekterade kontroller.

Venös tromboembolisk sjukdom, som kan visa sig som djup ventrombos (DVT) eller lungemboli (PE), förekommer ofta hos patienter med svår covid-19, trots profylaktisk antikoagulering. PE har hittats hos nästan 20 % av patienterna, trots att de fått antikoagulantiabehandling. I en annan studie utfördes obduktion hos 12 patienter med covid-19, av vilka fick antikoagulantia. DVT upptäcktes hos 7 (58%) patienter, även om ingen av dem hade en klinisk misstanke. PE var den vanligaste dödsorsaken hos 4 patienter. Venös trombos förekommer i särskilt höga frekvenser (14-81%) hos kritiskt sjuka covid-19-patienter som är inlagda på intensivvårdsavdelningar (ICU). I själva verket har PE registrerats som den vanligaste trombotiska komplikationen hos dessa patienter med en frekvens på upp till 81 %. Hos inlagda patienter med covid-19 uppträder venös trombos mer sällan (3-21%), medan det för öppenvårdspatienter är otillräckliga data. Förutom DVT har fall av akut ischemi i övre eller nedre extremiteten med ett potentiellt behov av operation också rapporterats som en mindre vanlig arteriell trombotisk komplikation vid COVID-19.

Dessutom är akut myokardischemi den vanligaste rapporterade kardiovaskulära komplikationen av covid-19. Prevalensen av myokardischemi varierar från 7 % till 28 %. Studier har korrelerat ökningen av troponin hos inlagda patienter med ett allvarligare kliniskt förlopp och sämre prognos.

Ischemisk stroke är en annan vanlig extrapulmonell tromboembolisk komplikation av covid-19. Det finns rapporter om ischemisk stroke som det första symtomet på infektion (uppträder särskilt som en trombos i mellersta cerebral artär, även hos unga patienter) och som en komplikation under sjukhusvistelse. I retrospektiva observationsstudier varierar prevalensen av ischemisk stroke i denna population från 1,3 % till 46 %. Den mest sannolika mekanismen för stroke under COVID-19 anses vara efterföljande hyperkoagulabilitet och vaskulär endotelial dysfunktion genom aktivering av inflammatoriska cytokiner.

Humant serumalbumin är en peptid som består av 585 aminosyror bundna i en specifik sekvens hos människor. Den ischemimodifierade albuminmolekylen (IMA) identifierades i början av 2000-talet, när det observerades att hypoxisk inducerad ischemi resulterade i en modifiering av den cirkulerande albuminmolekylen. Under ischemiska förhållanden är N-terminalen av albumin differentierad, möjligen som ett resultat av hypoxi, oxidation, fria radikaler och energiberoende förändringar i membran. Denna modifiering vid N-terminalen av albumin kan utvärderas indirekt. När kobolt (in vitro) tillsätts till ett ischemiskt prov kommer normala albuminmolekyler att binda till det, vilket lämnar en liten procentandel fri, medan IMA inte kan binda till den tillsatta kobolten på grund av dess modifiering vid dess bindningsställe. Förhöjda IMA-procenter resulterar i mer obunden kobolt, vilket kan detekteras genom tillsats av ett kromatografiskt medel, såsom ditiotreitol, och utvärderas fotospektrometriskt. Ökningen av IMA är omvänt relaterad till mängden kobolt, vilket orsakar en ökning av färgprodukten. Detta är grunden för Albumin Cobalt - Binding test, ACB test.

IMA har studerats som en indikator på hjärtischemi men har även konstaterats ökad hos patienter med endoteldysfunktion, infektioner och sepsis. Den ökar även hos patienter med cerebral ischemi, lungemboli, djup ventrombos, hjärtsvikt, intestinal ischemi etc. IMA-värden har en normalfördelning i kontrollpopulationen och är inte relaterade till ålder och kön. IMA, som är den enda biomarkören för ischemi som har nått nivån för klinisk utvärdering, ökar inom några minuter efter att ischemi har börjat, oavsett den påverkade organvävnaden.

SuPAR (Soluble urokinase Plasminogen Activating Receptor) är den lösliga formen av uPAR, ett protein som primärt uttrycks i celler i immunsystemet, inklusive neutrofiler, aktiverade T-lymfocyter och makrofager. uPAR binder till cellmembranet med en glykosylfosfatidyl-inositol (GPI). När uPAR frisätts från cellmembranet blir det lösligt (SuPAR) och kan mätas som ett stabilt protein i olika biologiska vätskor, såsom plasma, urin och cerebrospinalvätska. SuPAR-nivåerna hos friska personer är ganska stabila i blod och urin. Förhöjda nivåer av SuPAR återspeglar aktiveringen av immunsystemet och har utvärderats som en indikator på inflammation och organskador i ett fåtal sjukdomar, inklusive COVID-19. Studier av koncentrationen av SuPAR hos 57 patienter med covid-19-lunginflammation visade att SuPAR-koncentrationerna var högre hos patienter som så småningom utvecklade allvarlig andningssvikt och krävde mekanisk ventilation, jämfört med patienter som inte utvecklade allvarlig andningssvikt. Mer specifikt hade koncentrationer större än eller lika med 6 ng/ml en känslighet på 85,7 % för att förutsäga det negativa resultatet även 12 dagar innan det inträffade. SuPAR verkar vara ett viktigt riskstratifieringsverktyg hos patienter med COVID-19, eftersom det tidigt kan identifiera patienter som kommer att utveckla allvarlig andningssvikt eller som behöver mekanisk ventilation.

Eftersom detta är den första studien av IMA hos patienter med covid-19, är det primära syftet med studien att undersöka om IMA-nivåerna vid inläggning eller dag 10 från symtomdebut (topp av symptom) kommer att vara högre hos patienter med covid-19 lunginflammation jämfört med friska individer. Det sekundära syftet är att bedöma om IMA kan förutsäga allvarlig andningssvikt och risk för försämring och om kombination med SuPAR kommer att öka dess noggrannhet.

Deltagare: 2 studiegrupper kommer att inkluderas:

i) 128 patienter med bekräftad COVID-19-sjukdom (studiegrupp, grupp 1) ii) 64 friska frivilliga utan något av uteslutningskriterierna (kontrollgrupp, grupp 2) Patienter från studiegruppen kommer att delas in i två undergrupper, de med svåra andningssvikt (PaO2/FiO2 <150mmHg) och de utan allvarlig andningssvikt (PaO2/FiO2 >150mmHg) Vidare kommer de att delas in i de med eller utan försämringsrisk definierad som behov av högflödes näskanyl, mekanisk ventilation, intensivvårdsinläggning eller död.

Typ av studie: Detta kommer att vara en prospektiv observationsstudie som kommer att genomföras vid lungmedicinska/covid-19-avdelningen vid University General Hospital i Larissa.

Effektanalys: För en statistisk styrka på 90 % med en sannolikhet för α-fel på 0,05 och Grupp 1/Grupp 2-förhållande 2:1, uppskattades det att 64 personer behövs i kontrollgruppen (grupp 2) och 128 i studiegrupp (grupp 1).

Interventioner: Blodprover kommer att tas vid inläggningen för mätning av IMA- och SuPAR-nivåer och på dag 10 från symtomdebut (symtomtopp) för IMA-nivå.

Blodprovtagning: Proverna kommer att samlas in i blodprovtagningsrör som innehåller K2EDTA som antikoagulant och serumseparationsgelrör för SuPAR- respektive IMA-analyser. Proverna kommer att centrifugeras (vid 3000 x g i 10 minuter) inom de första 3 timmarna av provtagningen. Sedan kommer både plasma- och serumprover att placeras i Eppendorf-rör och förvaras vid -80oC.

IMA- och SuPAR-mätningar: IMA-nivåer kommer att bestämmas enligt principerna för ACB-analysen, med hjälp av den kommersiellt tillgängliga metoden "Ischemia Modified Albumin Assay Kit" (Abbexa LTD, Cambridge, Storbritannien), på Architect c8000 automatiska analyssystem (Abbott, USA). SuPAR-nivåer kommer att bestämmas av suPARnostic TurbiLatex kvantitativa turbidimetriska immunoassay (ViroGates A/S, Danmark), även på Architect c8000 automatiska analyssystem.

Övervakning/registrering: Demografi (ålder, kön, nationalitet), intagningsdatum, samsjukligheter, medicinering, symtom, vitala tecken (puls, temperatur, blodtryck, andningsfrekvens, arteriell syremättnad i blodet och PaO2/FiO2-förhållande), arteriellt blod gaser (PaO2, PaCO2, pH, HCO3), mjölksyra, virusmängd från RT-PCR för SARS-COV2 och resultaten från avbildnings- och laboratorietestet (hemoglobin, hematokrit, vita blodkroppar, neutrofiler, lymfocyter, blodplättar, PT, INR, aPTT, fibrinogen, d-dimerer, CRP, ferritin, LDH, troponin, urea, kreatinin, AST, ALT, ALP, CPK, kalium, natrium, kalcium, totalt protein, albumin, totalt bilirubin) kommer att registreras vid inläggningen.

Vitala tecken (hjärtfrekvens, temperatur, blodtryck, andningsfrekvens, arteriell blodsyrgasmättnad och PaO2/FiO2-förhållande), laboratoriefynd (som nämnts ovan) och förekomsten av eventuella komplikationer (lunginflammation, ARDS, lungemboli, stroke, akut njurfunktion) svikt, multiorgansvikt, arytmier, chock, pseudomembranös kolit, etc.) kommer att registreras dagligen.

Förväntade resultat: i) IMA-nivåer förväntas vara högre hos patienter med covid-19 jämfört med friska frivilliga ii) IMA-nivåer vid inläggning förväntas vara högre hos patienter som kommer att utveckla allvarlig andningssvikt eller med risk för försämring iii) IMA-nivåer vid inläggning dag 10 från symtomdebut förväntas vara högre hos patienter med allvarlig andningssvikt och förutsäger försämringsrisk med större noggrannhet iv) SuPAR-nivåer förväntas vara högre hos patienter med covid-19 jämfört med friska frivilliga v) SuPAR-nivåer vid inläggning är förväntas vara högre hos patienter som kommer att utveckla allvarlig andningssvikt eller med risk för försämring vi) Kombination av IMA och SuPAR, förväntas öka den prediktiva noggrannheten av SuPAR

Såvitt vi vet kommer detta att vara den första studien av Ischemi Modified Albumin hos patienter med COVID-19. Prognos är en viktig drivkraft för kliniskt beslutsfattande. Om korrelationen mellan IMA-nivåer och dålig prognos bevisas kommer det att bli ett användbart verktyg för riskstratifiering av COVID-19-patienter. Dessutom kan kombinationen av en ischemibiomarkör, såsom IMA, med en inflammatorisk biomarkör, som SuPAR, vara nyckeln till detta tillvägagångssätt.