Trombocytreaktivitet vid icke-hjärtinflammation En prospektiv observationsstudie med ett centrum.

BAKGRUND

Inflammation och blodplättar

Kardiovaskulär sjukdom (CVD) är den vanligaste dödsorsaken i världen. Närmare bestämt är akut hjärtinfarkt (AMI) och akut ischemisk stroke vanliga orsaker till sjuklighet och dödlighet och är ansvariga för betydande vårdkostnader.1 Medan den underliggande patofysiologin för åderförkalkning nu bättre förstås som en kronisk inflammatorisk process, är de exakta precipitanterna för den akuta inflammation som är ansvarig för den akuta händelsen är fortfarande inte helt förklarad. Det har blivit tydligt att blodplättar spelar en nyckelroll i patofysiologin för både aterombildning och akut trombbildning vid AMI och stroke. Specifikt är trombocytaktivering en integrerad komponent i initiering och förstärkning av det lokala vaskulära inflammatoriska svaret under dessa tillstånd.2 Det är av denna anledning som rutinbehandling mot trombocyter utgör en stöttepelare i behandlingen för patienter med koronar aterom och särskilt för dem som behandlas med intrakoronära stentar.3

Bevis för inter- och intraindividuell variabilitet som svar på blodplättar: dynamisk reaktivitet

Tidigare arbete från vår grupp och andra indikerar dock att individers respons på både aspirin- och P2Y12-hämmare är idiosynkratisk, så att vissa individer kan vara relativt resistenta mot acetylsalicylsyra såväl som klopidogrel, prasugrel och ticagrelor.4 Specifikt har vi tidigare visat att patienter på P2Y12-hämmare för kranskärlsstentar med hög trombocytreaktivitet har förhöjd risk för stenttrombos5,6 och att individuella svar kan modifieras med hjälp av skräddarsydd terapi.5 Dessutom har vår grupp tidigare visat att svaret på både acetylsalicylsyra och P2Y12-hämmare är dynamiskt.7 Det finns således ett återhämtande adenosindifosfatsvar (ADP) efter att klopidogrel har dragits ut hos patienter med läkemedelsavgivande stentar.8,9 När det gäller aspirinsvar har vi rapporterat att svaret på arakidonsyrastimulering varierar inom individer,10 har viss interaktion med P2Y12-hämmare,11 och att det verkar finnas en cyklooxygenasberoende och -oberoende väg för AA-inducerad blodplättsaktivitet. Våra tidigare data tyder också på att det vanligast använda blodplättstestet VerifyNow nära patient överskattar patienternas svar på klopidogrel.12

The WEST Group: Nya bedömningar av trombocytpriming och reaktivitet - Biomarkörer för individuell trombotisk risk?

Forskargruppen som leds av Dr West har utvecklat nya tekniker för att använda (a) droppmikrofluidik för att bedöma hyperreaktivitet hos isolerade blodplättar och (b) tillämpa avancerade RNA-sekvenseringsmetoder för en enda trombocyt för att definiera en RNA-signatur för priming. Dessa tekniker har varit föremål för initial validering och visar mycket lovande som kandidatbiomarkörer för att förutsäga individuell känslighet för trombocytmedierade trombotiska händelser såsom akut myokardinfarkt (AMI). För fullständig bakgrund och tidigare data, se Appendix.

Denna metod är därför komplementär till vår tromboelastografi (TEG)-baserade bedömning av fenotypvariabilitet i trombocytreaktivitet: vi kan validera kandidaturen för West-metoden som biomarkörer för trombotisk risk i dessa experiment.

Motivering till vår forskningsfråga

Av många skäl görs inga försök i rutinmässig klinisk praxis att mäta vare sig det specifika svaret hos individer på deras trombocytdämpande läkemedel eller statusen för en patients blodplättsreaktivitet vid något tillfälle. Utvecklingen av tester som gjorde det möjligt för båda dessa mätningar att göras rutinmässigt skulle sannolikt kunna underlätta personlig upptäckt och modifiering av hög risk för blödning eller trombotiska händelser. Den dynamiska naturen hos en individs blodplättsreaktivitet och det möjliga bidraget till akuta trombotiska händelser är fokus för denna serie av experiment. Även om det ännu inte är klart hur den akuta plackerosion eller -ruptur som utlöser AMI initieras, är kopplingen till en akut inflammatorisk episod uppenbar. Vidare har ett samband påvisats, beskrivet i detalj nedan, mellan ett antal icke-kardiella akuta och kroniska inflammatoriska tillstånd, och efterföljande risk för AMI. Specifikt finns det rapporter om hög förekomst av AMI och hjärtdöd vid kroniska tillstånd som reumatoid sjukdom, kronisk tandköttssjukdom, psoriasis, kronisk luftvägssjukdom.13-16 Dessutom, som beskrivs nedan, finns det intressanta tidsmässiga kopplingar som rapporterats mellan akuta icke-hjärttillstånd, inklusive frakturhalsen på lårbenet och inläggning för bröstinfektion hos äldre, och efterföljande risk för AMI inom de närmaste veckorna. Slutligen har ett senare samband rapporterats mellan covid-vaccination och akuta trombotiska händelser.

Det är troligt att det "icke-hjärtade" inflammatoriska tillståndet och/eller händelsen i själva verket är en del av en sjukdomsprocess som inkorporerar dynamiska förändringar i den arteriella kärlbädden och blodplättsreaktiviteten, och därigenom tillhandahåller substratet för akut MI.

.

TEORETISK RAM Icke-kardiella inflammatoriska tillstånd och akut hjärtinfarkt: kända associationer.

CVD och bröstinfektion:

Den årliga incidensen av community-acquired pneumonia (CAP) är 0,5-1% i Storbritannien, varav 22-42% kräver sjukhusvistelse. Dödligheten för inlagda patienter med CAP är 5-14 %, med högre dödlighet bland äldre patienter äldre än 84 år (>50 %). 17 Samhällsförvärvad lunginflammation är associerad med förhöjda inflammatoriska markörer inklusive CRP (>21,9 mg/dl), Pro-calcitonin och IL-6 (>169 pg/ml), med högre nivåer som förutsäger behandlingsmisslyckande och dödlighet. 18 Vidare upptäcktes förhöjda inflammatoriska markörer (CRP, TNF-alfa) hos patienter med virala övre luftvägsinfektioner.19 Akut luftvägsinfektion är associerad med ökad risk för akut hjärtinfarkt.20 Specifikt innebär de första 28 dagarna efter luftvägsinfektion högre risk för kardiovaskulära händelser. 21 I en fallseriestudie av 53709 patienter med första eller återkommande hjärtinfarkt noterades en signifikant ökning av incidensen av hjärtinfarkt efter akut luftvägsinfektion med de högsta frekvenserna 3 dagar efter infektion.22 Av intresse, hög på Treatment Trombocytreaktivitet upptäcktes hos patienter med viral övre luftvägsinfektion.19 Studier som utvärderade sambandet mellan hjärtinfarkt och luftvägsinfektion baserades mestadels på bedömning av läkarjournaler och frågeformulär (anamnestagning). Mätning av nivåer av inflammatoriska markörer under episoder av luftvägsinfektion som leder till MI testades inte.

Frakturhalsen på lårbenet:

Höftfraktur hos den äldre befolkningen utgör en betydande klinisk och ekonomisk börda på vårt sjukvårdssystem, med höga sjuklighets- och dödsfrekvenser. 23,24 Dödligheten är 9 % 30 dagar efter höftfraktur och 33 % efter 1 år. 25 En vanlig komplikation vid höftfrakturer är perioperativ hjärtinfarkt. I en studie upptäcktes en ökning av Troponin hos 35,5 % av patienterna och hjärtinfarkt utan ST-höjning (NSTEMI) var vanligare än ST-hjärtinfarkt (STEMI) i denna grupp av patienter. (23 vs 7)26 En signifikant troponinökning är en stark prediktor för dödlighet i denna patientgrupp: en nivå över 0,04 μg/l är kopplad till sexfaldig risk för dödsfall. Högsta troponinökning upptäcktes specifikt den fjärde postoperativa dagen i mortalitetsgruppen, jämfört med ingen signifikant ökning i den levande gruppen, med totalt 1 års mortalitet upptäckt hos 37 % av patienterna associerade med perioperativ troponinökning. 27,28 Mekanismen bakom den ökade frekvensen av hjärtinfarkt framgår inte av aktuell litteratur, men misstanken är att det finns en koppling till systemisk inflammation inducerad av frakturen.29 Det finns svaga data om att vissa sådana patienter kan vara hyporesponders på klopidogrel.30

Reumatoid artrit blossar upp:

Reumatoid artrit (RA) drabbar cirka 1 % av den vuxna befolkningen i väst.31 Det anses vara en oberoende riskfaktor för ischemisk hjärtsjukdom, med ökad dödlighet på grund av accelererad åderförkalkning i kranskärlen.32 Till exempel var reumatoid artrit associerad med en 38 % ökad incidens av hjärtinfarkt jämfört med den allmänna befolkningen i en serie.13 Den väl beskrivna inflammatoriska processen som är inneboende i RA-flamma upp, och kopplingen till ökad trombocytreaktivitet, har visats i en liten studie. Specifikt noterades ökad trombocytreaktivitet endast mot ADP i reumatoid aktiv grupp. 33

Stor kärlkirurgi:

Southampton-gruppen har tidigare beskrivit dynamisk variabilitet i trombocytreaktivitet med hjälp av TEG. Specifikt, med hjälp av TEG AUC 15 för att bedöma 40 deltagare som genomgick elektiv större kärlkirurgi (MVS) på acetylsalicylsyra, beskrev vi en minskning av AA- och ADP-inducerad koagulering i samband med den akuta vaskulära inflammatoriska reaktionen på kirurgi, med rebound-reaktivitet (dvs. högre än baslinjen) 3 månader efter operation. Den dynamiska karaktären hos dessa förändringar i trombocytreaktivitet ger omständighet stöd till konceptet att detta kan spela en roll i patologiska ischemiska händelser hos känsliga individer. 34

Covid vaccin:

Pandemin med coronavirussjukdom 19 (COVID-19) har orsakat över 5 miljoner dödsfall över hela världen sedan 2019 35 COVID-19-infektion är i vissa fall förknippad med trombocytopeni på grund av trombocytkonsumtion, disseminerad intravaskulär koagulopati (DIC) och trombotisk mikroangiopati.

Covid-19-vacciner godkändes i slutet av 2020, med 5 miljarder individer vaccinerade hittills. Ökande data har visat sällsynta kopplingar mellan vacciner och trombotiska komplikationer inklusive cerebral sinustrombos och hjärtinfarkt.36,37 Detta kan vara relaterat till den väletablerade systemiska inflammatoriska reaktionen som induceras av vaccinet. Vaccininducerad immuntrombos och trombocytopeni (VITT) identifierades hos en liten grupp vaccinerade individer.38 I de få fallen av akut kranskärlssyndrom (ACS) efter covid-19-vaccination kunde ett orsak-verkan samband inte definitivt fastställas.37

Sammanfattningsvis har en koppling mellan akuta icke-hjärtinflammatoriska tillstånd och efterföljande AMI i ett korttidshölje etablerats, men oförklarat, och indicier hittills tyder på en möjlig mekanism i termer av dynamisk förändring i trombocytreaktivitet. Det är detta koncept som vi vill utforska ytterligare i den föreslagna uppsättningen av experiment.

FORSKNINGSFRÅGA/MÅL

Denna studie syftar till att bedöma sambandet mellan icke-hjärtinflammatoriska tillstånd som involverar en vaskulär inflammatorisk reaktion och dynamisk trombocytreaktivitet som bestäms med hjälp av TEG6s enhet och två nya tekniker för att använda (a) droppmikrofluidik för att bedöma hyperreaktivitet hos isolerade blodplättar och (b) tillämpa avancerade enkeltrombocyt-RNA-sekvenseringsmetoder för att definiera en RNA-signatur för priming.

Om vår hypotes bevisas kommer vår studie att ha visat ett samband mellan (a) förekomsten, och möjligen omfattningen av, en dynamisk förändring i individuell trombocytreaktivitet och blodkoagulering och (b) den samtidiga vaskulära inflammatoriska statusen i en mängd olika icke- hjärtinflammatoriska tillstånd.

Sammanfattning av studiedesign:

• Lämpliga kandidater som uppfyller behörighetskriterierna för deltagande i studien kommer att identifieras och kontaktas av vårt forskarteam under deras sjukhusvistelse eller vaccinationscentrumbesök (för covid-boosterkandidater).
• En medlem av forskargruppen kommer att förklara syftet med studien, fördelar, risker och bördor med den potentiella deltagaren. Kandidaterna kommer att ges tillräckligt med tid för att bestämma om de vill delta i studien.
• Ett skriftligt informerat samtycke kommer att förklaras och undertecknas av kandidaten.
• Det första blodprovet kommer att tas efter samtycke, med ytterligare blodprov efter 24, 48, 72 timmar sedan 1 vecka eller 1 månad senare beroende på grupp.
• Alla blodprover kommer att analyseras enligt följande (i) Efter 30 minuters provtagning, för blodplättsreaktivitetstestning med TEG 6s-enheten, (ii) analys av enstaka blodplättar/mikrofluidika och (iii) Ytterligare prover kommer att skickas för testning av inflammatoriska markörer.
• Deltagandet i studien och uppföljningen avslutas efter det sista uppföljningsbesöket när slutliga blodprover samlas in.
• Data kommer att pseudonymiseras och analyseras innan de skickas till en peer-review-tidskrift.

Vi kommer att rekrytera 5 grupper av patienter, i överensstämmelse med tidigare producerade data och litteraturen om sjukdomsmodeller av icke-hjärtinflammation. Detaljer om blodprov och allmän inkludering och uteslutning sammanfattas nedan.

I alla fall kommer blodprov att tas för både bedömning av trombocytreaktivitet med TEG6S och för blodinflammatoriska markörer (CRP, IL6, TNF alfa och CD40)

1. Grupp 1: Frakturhalsen på lårbenet (n=20). Trauma- och ortopediavdelningar och akutmottagningen kommer att undersökas för nya inläggningar med frakturerad lårbenshals påvisad med röntgen vid inläggningen, och identifierar därmed 20 deltagare enligt behörighetskriterier.

   Lämpliga patienter kommer att kontaktas om studien och få ett informationsblad. Senare, när de har haft tillräckligt med tid att överväga, kommer de att skrivas in om de gärna ger skriftligt informerat samtycke.

   Blodprov tas på avdelningen vid inläggningen, 24, 48 och 72 timmar från intagningen och vid 1 månad.

   Blod kommer att samlas in i 4 rör vid varje tillfälle. (1 x 2 ml 3,2 % natriumcitratvakutainer, 1 x 6 ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5 ml SST-rör för inflammatoriska markörer.) En detaljerad beskrivning av detta finns nedan.

2. Grupp 2: Patienter > 70 år inlagda med bröstinfektion (n=20).

   Akutavdelningen, akutmedicinska enheten och medicinska avdelningar kommer att undersökas för berättigade deltagare vars primära diagnos är bröstinfektion (akut bronkit eller lunginflammation). Målet är att rekrytera 20 deltagare.

   Akut bronkit är en nedre luftvägsinfektion som orsakar inflammation i luftvägarna i luftvägarna. Det är en klinisk diagnos som kännetecknas av hosta utan tecken på lunginflammation. Bröströntgen kan vara normal.

   Lunginflammation är en infektion i lungvävnaden där luftsäckarna i lungorna fylls med mikroorganismer, vätska och inflammatoriska celler, vilket påverkar lungornas funktion. 39 Patienter kommer att väljas ut efter symtom, klinisk diagnos +/- röntgenröntgen av thorax (endast lunginflammation).

   Lämpliga patienter kommer att kontaktas om studien och få ett informationsblad. Senare, när de har haft tillräckligt med tid att överväga, kommer de att skrivas in om de gärna ger skriftligt informerat samtycke.

   Blodprov tas på avdelningen vid inläggningen, 24, 48 och 72 timmar från intagningen och vid 1 månad.

   Blod kommer att samlas in i 4 rör vid varje tillfälle. (1 x 2 ml 3,2 % natriumcitratvakutainer, 1 x 6 ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5 ml SST-rör för inflammatoriska markörer.) En detaljerad beskrivning av detta finns nedan.

3. Grupp 3: Friska frivilliga som får ett COVID-booster-vaccin. (n=20). Målet är att rekrytera 20 deltagare på grund av att ha ett covid-vaccin på Southampton General Hospital. Vi siktar på att rekrytera 20 friska frivilliga som uppfyller kriterierna enligt studiebehörighet. Informationsblad kommer att ges till deltagarna och de kommer att ha tillräckligt med tid att överväga att delta eller inte i studien.

   Blodprover kommer att tas direkt efter injektion av COVID-boosterdosen. Deltagarna kommer att bjudas in att delta 24-, 48- och 1-veckors efter boosterinjektion till vårt forskningskontor på Cath lab-dagenheten för blodprovstagning.

   Blod kommer att samlas in i 4 rör vid varje tillfälle. 1 x 2 ml 3,2 % natriumcitratvakutainer, 1 x 6 ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5 ml SST-rör för inflammatoriska markörer.

4. Grupp 4: Patienter inlagda med AMI inom 6 veckor efter:

   1. Frakturhalsen på lårbenet
   2. Bröstinfektion
   3. Reumatoid artrit blossar upp
   4. Exacerbation av psoriasis
   5. Exacerbation av inflammatorisk tarmsjukdom

   Screening kommer att inkludera patienter som är inlagda med typ 1 eller typ 2 hjärtinfarkt eller myokardskada, enligt definitionen i den fjärde universella definitionen, om de befinner sig inom 6 veckor efter något av de inflammatoriska tillstånden som anges ovan.40 Lämpliga patienter kommer att kontaktas om studien och få ett informationsblad. Senare, när de har haft tillräckligt med tid att överväga, kommer de att skrivas in om de gärna ger skriftligt informerat samtycke.

   Blodprov tas på avdelningen vid inläggningen, 24, 48 och 72 timmar från intagningen och vid 1 månad.

   Blod kommer att samlas in i 4 rör vid varje tillfälle. (1 x 2 ml 3,2 % natriumcitratvakutainer, 1 x 6 ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5 ml SST-rör för inflammatoriska markörer.) En detaljerad beskrivning av detta finns nedan.

5. Grupp 5: AMI sekundärt till stenttrombos (n=20).

Berättigade patienter kommer att ha tagits in med definitiv stenttrombos enligt definitionen av Academic Research Consortium. 41 Stenttrombos är en fullständig ocklusion av artären sekundärt till tromben inuti stenten. ARC (Academic research consortium) har identifierat stenttrombos detekterad med angiografi som definitiv stenttrombos (ST). De kategoriserade också stenttrombos som tidigt (upp till 30 dagar från utplacering) eller sent (30 dagar till 12 månader från utplacering).

Lämpliga patienter kommer att kontaktas om studien och få ett informationsblad. Senare, när de har haft tillräckligt med tid att överväga, kommer de att skrivas in om de gärna ger skriftligt informerat samtycke.

Blodprov tas på avdelningen vid inläggningen, 24, 48 och 72 timmar från intagningen och vid 1 månad.

Blod kommer att samlas in i 4 rör vid varje tillfälle. (1 x 2 ml 3,2 % natriumcitratvakutainer, 1 x 6 ml litiumheparinvakutainer. 2 x 5 ml SST-rör för inflammatoriska markörer.) En detaljerad beskrivning av detta finns nedan.