Hemostase spesial I Våren 2015 I siemens.no/helse NextLevel Mennesker, teknologi og forskning - sammen for et smartere helsevesen Innhold Hemostasis Online Campus Fibrinolyse Lektor ph.d. Johannes J. Sidelmann D-dimers rolle i den kliniske hverdagen Spesialansvarlig overlege, lektor, ph.d. Torben Bjerregaard Larsen 1 - NextLevel
De biokjemiske reaksjonene som fører til oppløsningen av blodpropper er komplekse. Utredning av trombosesykdommer krever både klinisk og laboratoriemessig ekspertise. Kjære leser, Denne spesialutgaven av NextLevel fokuserer på D-dimer og fibrinolyse. Utredning av pasienter som er mistenkt for dyp venetrombose (DVT), lungeemboli (LE) og disseminert intravaskulær koagulasjon (DIC) er komplisert og krever både klinisk, radiologisk og biokjemisk ekspertise. Risikoen for å utvikle DVT er 1 per 10.000 for personer under 40 år og stiger til ett tilfelle per 100 for personer over 60 år. Særlig utsatt er bl.a. kreftpasienter, nyopererete, gravide og pasienter som er sengeliggende i lang tid. DIC er en alvorlig tilstand som anses som en komplikasjon til sepsis, traume og kreft. Bestemmelsen av D-dimer er sentralt plassert i utredningen av DVT, LE og DIC tilstander - som potentsielt er dødelige. Den første artikkelen i denne utgaven av NextLevel fokuserer på det fibrinolytiske systemets komplekse reaksjoner og dannelsen av D-dimer. Deretter belyses det hvordan D-dimer kan brukes som diagnostisk redskap ved utredning av DVT, LE og DIC. Vi har valgt å vise en oversikt over reaksjonene i det hemostatiske systemet. Dette for å illustrere kompleksiteten i faktorene og reaksjonene som er involvert i dannelsen og nedbrytningen av fibrin, og dermed til dannelsen av D-dimer. GOD LESNING! Katrine Kristiansen Scientific Manager Hemostasis Online Campus Hemostasis Online Campus, sammen med Siemens Academy fagmøter, lunsjforedrag og kundebladet NextLevel har ett og samme mål - å gi deg gode muligheter til å holde deg faglig oppdatert. På Hemostasis Online Campus har vi samlet: Artikler som kan være av interesse Interaktiv koagulasjonskaskade Webinarer Internasjonale kurs og kongresser White papers hvor andre kunder deler sine erfaringer. www.siemens.com/hemostasis-online-campus NextLevel gis ut av: Siemens Healthcare Diagnostics, Norge Redaksjon: Katrine Kristiansen Tonje Meluken Artiklene i NextLevel avspeiler ikke nødvendigvis Siemens Healthcare Diagnostics sine holdninger. 2 - NextLevel
Fibrinolyse Johannes J. Sidelmann, Lektor, ph.d. Enhet for Tromboseforskning, Institutt for Sundhedstjenesteforskning, Syddansk Universitet Koagulasjonskaskaden Introduksjon Når vev skades vil blodets koagulasjonsprosesser aktiveres. Det flytende blodet omdannes til en fast koagel som hovedsakelig består av et fibrin-nettverk og trombocytter. Aktivering av koagulasjonssystemet fører, via en rekke reaksjoner, til dannelse av enzymet trombin. Trombin omdanner blodets fibrinogen til fibrinmonomerer som deretter polymeriserer til et oppløselig nettverk (Fig. 1). Koagulationsfaktor XIII (FXIII), også kalt fibrinstabiliserende faktor, kryssbinder det oppløselige fibrinet til et stabilt nettverk og FXIII s funksjon katalyseres av trombin. Det kryssbundne fibrinet sikrer hemostasen og danner en stabil matrix for vekst av celler og gjendannelse av det skadede vevet (1). Det kryssbundne fibrinet er ikke en permanent struktur, men vil under normale fysiologiske forhold fjernes fra blodbanen av plasmin, som er det ultimate fibrinoppløsende enzymet. Den fibrinoppløsende prosessen kalles fibrinolyse, og defineres som plasminindusert nedbrytning av kryssbundet fibrin (Fig. 1). Under fibrinolysen brytes fibrinet først Figur 1 Figur 2 ned til større komplekse fragmenter som kalles x-oligomere. Disse består av fibrinets D- og E-fragmenter i forskellige kombinasjoner. Deretter brytes X-oligomerene ned. De siste og minste fragmentene som dannes ved den fibrinolytiske prosessen er fritt fragment E samt D-dimer, bestående av to kovalent forbundne D-fragmenter (2). Aktivering av det fibrinolytiske systemet Fibrinoverflaten spiller en vesentlig rolle for aktivering av det fibrinolytiske systemet, som vises i skjematisk form i figur 2. To av de viktigste fibrinolytiske komponentene - plasminogen og vevsplasminogen aktivator (t-pa) binder seg under koagulasjonsprosessen til fibrin med høy affinitet. Plasminogen er et proenzym som dannes i leveren og frigøres til blodbanen, mens t-pa dannes av endotelcellene som dekker blodkarenes innside. Fibrinbindingen sikrer at enzymet t-pa kan aktivere proenzymet plasminogen til plasmin på selve fibrinoverflaten. Plasminet bryter deretter ned fibrinet til forskellige nedbrytningsprodukter blant annet D-dimer. Fibrin virker som en kofaktor ved t-pa s aktivering av plasminogen, og t-pa s effektivitet som plasminogenaktivator økes ca. 400 ganger ved tilstedeværelsen av fibrin (3). Under fibrinolysen eksponeres karboxyterminale lysingrupper på fibrinets fragment E domene, og lysingruppene fungerer som bindingssteder for plasminogen. Det kan dermed bindes mer plasminogen til fibrinet når den fibrinolytiske prosessen er satt i gang. Denne positive feedbackmekanismen medfører en enda mer effektiv plasminogenaktivering (4). Plasminogen kan også aktiveres til plasmin via det overflateinduserte (interne) koagulationssystemet (Fig. 2) også kalt kontaktaktiveringssystemet. Det er velkjent at koagulasjonsprosessen aktiveres in vitro, når blodet kommer i kontakt med negativt ladede overflater som glass, kaolin og silica et forhold som bl.a. utnyttes i APTT-analysen. Kontaktaktivering fører til dannelse av aktivert koagulasjonsfaktor XII (FXIIa), aktivert koagulationsfaktor XI (FXIa) og kallikrein (1). De fysiologiske prosessene som fører til kontaktaktivering har hittil vært ukjent, men nyere undersøkelser har vist at polyfosfater som frigjøres fra aktiverte trombocytter, eller feilstrukturerte proteiner som opptrer i blodbanen ved lidelser som Alzheimers 3 - NextLevel
Antikoagulasjonskaskaden sykdom og amyloidose, har potensiale som triggere av kontaktaktiveringssystemet (5). FXIIa, FXIa og kallikrein har ikke bare funksjoner i koagulasjonssystemet, men kan også bidra til fibrinolysen ved å aktivere plasminogen til plasmin. Kallikrein er dessuten i stand til å fremme plasmindannelsen ved å aktivere en enkjedet urokinase (scu-pa) til den tokjedede formen (u-pa). Både et- og tokjedet u-pa aktiverer plasminogenet til plasmin, men den tokjedede formen er 200 mer effektiv enn den enkjedede (6). Det dannede plasminet kan nå feedbackaktivere scu-pa og dermed forsterke den fibrinolytiske prosessen (Fig. 2). Kallikreinsaktivitet kan i tillegg føre til dannelse av bradykinin, et blodkarutvidende peptid med betydning for blodtrykksregulering, ødemdannelse og smerte. Det stimulerer også blodkarenes endotelceller til frigørelse av t-pa og dermed økt fibrinolytisk aktivitet (7). Regulering av det fibrinolytiske systemet Det fibrinolytiske systemets aktivitet reguleres av en rekke inhibitorer. Plasminogen aktivator inhibitor 1 (PAI-1) danner komplekser med både t-pa og u-pa og hemmer deres funksjon. De dannede kompleksene fjernes fra blodbanen ved binding til receptorer i leveren. Plasmin inhibitor (tidligere benevnt alfa-2-antiplasmin) hemmer plasmin med stor effektivitet, mens komplement C1-esterase inhibitor er den viktigste hemmer av kontaktaktiveringssystemet (1). Fibrinolysen hemmes også av thrombin activatable fibrinolysis inhibitor (TAFI), som er en karboxypeptidase, som fjerner lysin fra fibrinoverflaten. Dermed minskes bindingen av plasminogen til fibrin og den fibrinolytiske prosessen bremses (8). Hemostatisk balanse, terapi og utredning Den normale sårhelingsprosessen forutsetter at fibrindannelsen og fibrinnedbrytningen skjer ved balanserte og kontrollerte reaksjoner. Forstyrrelser i den hemostatiske balansen - som ble beskrevet av Tage Astrup for mer enn 50 år siden (9-10) - vil føre til patologisk sårheling som kan resultere i trombose eller blødning. For eksempel kan forhøyede konsentrasjoner av PAI-1 føre til trombosesykdommer på grunn av redusert fibrinolytisk kapasitet. Hyperfibrinolyse, som kan observeres ved mangel på plasmin inhibitor, kan føre til blødningstendens. Det fibrinolytiske systemet har terapeutisk potensiale. u-pa og spesielt t-pa kan brukes til trombolyseterapi hos tromboserammede pasienter. Rekombinant fremstilt t-pa brukes i dag spesielt til behandling av cerebrale tromboser og store akutte myokardinfarkter (STEMI), hvor koronararteriene er fullsendig okkludert av trombedannelse. Referanser 1. Sidelmann JJ, Gram J, Jespersen J, Kluft C. Fibrin clot formation and lysis: basic mechanisms. Semin Thromb Hemost 2000;26:605-18. 2. Walker JB, Nesheim ME. The molecular weights, mass distribution, chain composition, and structure of soluble fibrin degradation products released from a fibrin clot perfused with plasmin. J Biol Chem 1999;274:5201-12. 3. Nieuwenhuizen W. Sites in fibrin involved in the acceleration of plasminogen activation by t-pa. Possible role of fibrinpolymerisation. Thromb Res 1994;75:343-7. 4. Suenson E, Lützen O, Thorsen S. Initial plasmin-degradation of fibrin as the basis of a positive feed-back mechanism in fibrinolysis. Eur J Biochem 1984;140:513-22. 5. Gebbink MFBG, Bouma B, Maas C, Bouma BN. Physiological responses to protein aggregates: Fibrinolysis, coagulation and inflammation (new roles for old factors). FEBS Letters 2009;583:2691-9. 6. Lijnen HR, Zamarron C, Blaber M, Winkler ME, Collen D. Activation of plasminogen by pro-urokinase. I. Mechanism J Biol Chem 1986;261:1253-8. 7. Vaughan DE. The renin-angiotensin system and fibrinolysis. Am J Cardiol 1997;79:12-6. 8. Foley JH, Kim PY, Mutch NJ, Gils A. Insights into thrombin activatable fibrinolysis inhibitor function and regulation. J Thromb Haemost 2013;11/ Suppl 1:306-15. 9. Astrup T. The biological significance of fibrinolysis. Lancet 1956;2:565-8. 10. Astrup T. The haemostatic balance. Thromb Diath Haemorrh 1958;2:347-57. D-Dimer er den eneste fibrinolysetesten som bestemmes i rutinelaboratoriet og benyttes fortrinnsvis ved utredning av dyp venetrombose og lungeemboli. Plasmakonsentrasjonen av D-Dimer inngår også i utredningen av pasienter med disseminert intravaskulær koagulasjon (DIC). 4 - NextLevel
D-dimers rolle i den kliniske hverdagen Torben Bjerregaard Larsen, Spesialansvarlig overlege, lektor, PhD AALBORG UNIVERSITETSHOSPITAL, Klinikk Hjerte-Lunge, Trombosecenter Aalborg, Kardiologisk Avdeling Plasmin dannes fra proenzymet plasminogen ved hjelp av plasminogenaktivatorer, og er et sentralt protein i den humane hemostasen. Plasmin har bred substratspesifisitet og spalter, foruten fibrin og fibrinogen, en rekke andre plasmaproteiner og koagulasjonsfaktorer. Plasmin spalter den polymeriserte fibrinstrengen flere steder og frigir dermed fibrin nedbrytningsprodukter (FDP). Et av disse produktene er D-dimer, som består av to D-domener fra tilstøtende fibrin-monomerer, som er blitt kryssbundet med aktivert Faktor XIII. Da D-dimer er generert fra kryssbundet fibrin, men ikke fra fibrinogen, indikerer en forhøyet plasmakonsentrasjon av D-dimer nylig eller pågående koagulasjon i blodet. I figur 1 viser en liste over forskjellige tilstander som fører til en økt D-dimer dannelse. Dyp venetrombose (DVT) Lungeemboli (LE) Disseminert intravaskulær koagulasjon (DIC) Preeklampsi og eklampsi Trombolysebehandling Sepsis Inflammasjon Kirurgi og traume Alvorlig leversykdom (nedsatt clearance) Malignitet Nyresykdom Graviditet Fig. 1 Venøs tromboemboli Dyp venetrombose (DVT) er trombose i de dypereliggende vener. Den hyppigste lokalisasjonen er benenes og bekkenets vener. DVT er en relativ hyppig tilstand med en insident på ca. 1-2 tilfelle pr. 1000 personer pr. år. Risikoen øker fra ca. 1/10.000 for individer under 40 år til ca. 1/100 hos individer over 60 år. DVT i benenes eller bekkenets vener forekommer hos samme risikoindivider som lungeemboli (LE) og dermed spesielt hos pasienter med underliggende tilstander, som disponerer for venøs tromboembolisme (VTE): nyopererte pasienter, kreftpasienter, langvarig immobiliserte pasienter og gravide. VTE kan også ses hos tidligere friske personer, hvor noen vil ha arvelig eller ervervet trombofili (øket trombosetendens). Det er avgjørende å få bekreftet / avkreftet klinisk mistanke om VTE. Symptomer og funn kan være diffuse ettersom en lang rekke andre kliniske tilstander kan ha lignende symptomer. Er det lav klinisk sannsynlighet for DVT 5 - NextLevel
(klinisk Well s score <1, se Fig. 3) og en D-dimer under aksjonsgrensen, er bildediagnostiske undersøkelser ikke nødvendige for å utelukke DVT. Dersom det foreligger høy klinisk mistanke om DVT (bedømt med Well s score), er det derimot indikasjon for billeddiagnostisk undersøkelse. Se Fig. 2. Akutt lungeemboli Klinisk presentasjon av akutt lungeembolisme (LE) varierer, ofte med uspesifikke symptomer. Derfor er det nødvendig med diagnostiske tester for enten å bekrefte eller utelukke diagnosen. De sentrale billeddiagnostiske testene som anvendes ved vurderingen av en pasient med mistanke om LE, omfatter ekkokardiografi, spiral CT-scanning, perfusjons-/ventilasjonsscintigrafi, høyresidig hjertekateterisasjon med lungeangiografi samt ultralydsscanning av underekstremiteter. Er det lav klinisk sannsynlighet for LE, og en D-dimer under aksjonsgrensen, er bildediagnostiske undersøkelser ikke nødvendige for å utelukke LE. Dersom det er betydelig klinisk mistanke om LE (f.eks. bedømt med modifisert Well s score, se Fig. 3), er det indikasjon for billeddiagnostisk undersøkelse. D-dimer som et diagnostisk verktøy ved DVT og LE Analysemetoder De seneste år er forskjellige metoder for å analysere D-dimer introdusert på markedet i Danmark. Det finnes i prinsippet to basale metoder for å måle D-dimer konsentrasjonen: latex-agglutinasjon og ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). Metodene utføres med enten manuelle eller automatiske teknikker. Felles for metodene er, at de anvender antistoffer rettet mot fibrin-nedbrytningsprodukter, som inneholder D-dimer epitopen. De forskjellige monoklonale og polyklonale antistoffene reagerer imidlertid med ulik affinitet for de forskjellige typer av fibrin-nedbrytningsfragmenter, og det oppnås derfor ikke samme resultater med forskjellige metoder. Svartidene på analysene er også svært varierende. En forhøyelse av D-dimer konsentrasjonen i blodet kan ikke anvendes diagnostisk, da en lang rekke sykdommer og tilstander gir økede konsentrasjoner (se Fig. 1). Men en negativ verdi (verdi under en fastsatt aksjonsgrense) vil i noen tilfeller kunne utelukke VTE. Testen har en høy negativ prediktiv verdi. D-dimer kan dermed påvises i plasma ved bruk av en rekke forskjellige metoder: ELISA (svar etter flere timer) Kvantitativ hurtig ELISA (svar på 30 minutter) Semi-kvantitative hurtig ELISA (svar på 10 minutter) Kvalitativ hurtig ELISA (svar på 10 min) Kvantitativ latex-agglutinasjonstest (svar fra 10 til 15 minutter) Semikvantitativ latexagglutinasjonstest (svar på 5 minutter) Erytrocytt agglutineringstest (SimpliRED) (svar på 2 minutter) (For de kvantitative analyser, anses et nivå > 500 ng / ml som unormal). Diagnostisk performance De forskjellige D-dimer testene til diagnostisering av DVT og LE har blitt grundig undersøkt. De er best beskrevet med at de har en høy negativ prediktiv verdi (ved store tromber og utbredt lungeemboli), men dårlige når det gjelder spesifisitet og positiv prediktiv verdi. Hos pasienter, som har subsegmental LE og distal DVT, kan D-dimer nivåene være normale på grunn av beskjedne mengder nedbrutt fibrin. Spesifisiteten er dårlig hos pasienter med nyreinsufficiens (egfr < 60 ml/min) og er generelt dårlig hos eldre på grunn av andre årsaker til D-dimer forhøyelse. D-dimers anvendelighet for å kunne utelukke akutt LE avhenger derfor både av typen D-dimer-assay og den kliniske sannsynligheten for at en pasient har sykdommen ( pretest sannsynlighet). Denne sannsynligheten kan som tidligere nevnt vurderes ved hjelp av modifisert Wells score (se Fig. 3). Kliniske trekk og diagnostisering av DIC hos voksne Disseminert intravaskulær koagulasjon (DIC) er en alvorlig ervervet tilstand med intravaskulær aktivering av det hemostatiske system, og påfølgende fibrindannelse og trombocyttavleiring, fortrinnsvis i mikrosirkulasjonen. DIC er ikke en sykdom i seg selv, men alltid et resultat av en primær sykdomsprosess. Behandlingen retter seg mot denne sykdommen. Hurtig og korrekt diagnostikk er derfor helt avgjørende for prognosen. DIC kan være akutt eller kronisk. Diagnosen baserer seg oftest på kunnskap om pasientens sykdomshistorie (for eksempel sepsis, traume, malignitet), den kliniske presentasjon, moderat til alvorlig trombocyttopeni samt evt. tilstedeværelse av mikroangiopatiske endringer i det perifere blodutstryk. DIC deles i to hovedformer: Akutt (dekompensert) DIC. Diagnosen bekreftes ved å påvise økt trombin dannelse - for eksempel nedsatt fibrinogen, forlenget protrombin tid og APTT - samt økt fibrinolyse med forhøyet D-dimer. Endringer i disse parametrene avspeiler ofte hvor omfattende organinvolveringen er. Kronisk (kompensert) DIC. Ovenfor nevnte laboratorieundersøkelser kan se svært forskjellig ut ved kronisk DIC, fordi det ofte ses et mer moderat forbruk av koagulasjonsfaktorer som igjen kan oppveies av en økt syntese av disse proteinene. Pasientene med kronisk DIC, kan ofte diagnostiseres når det i et blodutstryk finnes tegn på mikroangiopati, kombinert med forhøyede nivå av D-dimer (se tabellen under). Koagulasjonsparametre ved akutt og kronisk disseminert intravaskulær koagulasjon Parameter Akutt (dekompensert) DIC Kronisk (kompensert) DIC Trombocyttall Nedsatt Variabelt Protrombin tid/inr Forlenget Normal APTT Forlenget Normal Trombin tid Forlenget Normal Plasma fibrinogen Nedsatt Normal eller forhøyet Plasma faktor V Nedsatt Normal Plasma factor VIII Nedsatt Normal D-dimer Forhøyet Forhøyet DIC: disseminert intravaskulær koagulasjon APTT: Aktivert partiell tromboplastin tid 6 - NextLevel
D-dimer og fremtiden D-dimer er i dag en integrert del av det moderne sykehuslaboratoriet. Analysen bør være tilgjengelig på alle sykehus som mottar akutte pasienter. Svartidene bør være så korte som mulig. Dette fordi analysen er en viktig integrert del av en hurtig og sikker diagnostikk av både som venøs tromboemboli og DIC. Disse sykdommene kan være fatale hvis ikke de diagnostiseres og behandles så rask og effektivt som mulig. Beslutning om bildeddiagnostikk og behandling av DVT Klinisk vurdering og Wells score Lav eller intermediær sandsynlighed D-dimer Høj sandsynlighed Variabel Point Klinisk scoringssystem for DVT (Wells score) Disponerende faktorer: Aktiv kreft, dvs. aktiv/palliativ behandling siste 6 måneder +1 Paralyse/parese av underekstremitet, evt. nylig gipset underekstremitet +1 Nylig sengeleie > 3 dager, evt. større kirurgisk inngrep siste måned +1 Symptomer: Lokal ømhet langs de dybe vener +1 Kliniske tegn: Ensidig hevelse i underekstremiteten +1 (omfang måles midt på femur og anføres i journal) Hevelse i leggen > 3 cm sammenlignet med asymptomatiske side +1 (måles 10 cm under tuberositas tibiae) Pittingødem, hvis det er mest uttalt i aktuelle underekstremitet +1 Dilatation av de overfladiske vener i den aktuelle underekstremitet +1 (ikke varikøse) Samlet klinisk vurdering: Alternativ diagnose mer sannsynlig enn DVT - 2 Total score Normal Forhøjet UL af proximale vener og midlertidig beh. med LMH Negativ Positiv Klinisk sannsynlighet for DVT Lav 0 Intermediær 1-2 Høy 3 Fig. 2 Ingen antikoagulation Visste du at Fortsat antikoagulation World Thrombosis Day (WTD) 13. oktober er dedikert til å rette oppmerksomheten på sykdommer som er forårsaket av trombose. Hvert år dør en halv million mennesker av venøs trombose i Europa. Det er mer enn AIDS, bryst- og prostatakreft og trafikkuhell til sammen. Klinisk scoringssystem for LE (modifisert Wells score) Disponerende faktorer: Aktiv kreft, dvs. aktiv/palliativ behandling siste 6 måneder +1 Tidligere DVT eller LE +1,5 Nylig sengeleie > 3 dager, evt. større kirurgisk inngrep siste måned +1,5 Symptomer: Hæmoptyse +1,5 Kliniske tegn: Hjertefrekvens > 100/min +1,5 Kliniske tegn på DVT +3 Samlet klinisk vurdering: Alternativ diagnose mindre sannsynlig enn LE +3 Total score Klinisk sannsynlighet for PE Lav 0-1 Intermediær 2-6 Høy 7 Fig. 3 7 - NextLevel
Siemens Healthcare Diagnostics Postboks 7, 0613 Oslo Østre Aker vei 88, 0593 Oslo Customer Care Center Tlf. 07432 ccc.no@siemens.com Siemens Healthcare tilbyr en bred portefølje innenfor bildediagnostikk, laboratoriediagnostikk og kliniske ITløsninger. I tillegg tilbyr vi innovative løsninger for behandling innen kreft, kardiologi og nevrologi. Globalt har Siemens over 160 års erfaring som leverandør av medisinskteknisk utstyr. www.siemens.no/helse 8 - NextLevel