NextLevel Siemens Healthcare Diagnostics Udgave 7 Efterår 2014 siemens.dk Indhold Hvad står der i kalenderen? Fibrinolyse Lektor PhD Johannes J. Sidelmann D-dimers rolle i den kliniske hverdag Specialeansvarlig overlæge, lektor, PhD Torben Bjerregaard Larsen 1 - NextLevel
Fibrinolyse De biokemiske reaktioner, der fører til opløsningen af blodpropper, er komplekse, og udredning af trombosesygdomme kræver både klinisk og laboratoriemæssig ekspertise. Kære Læser Velkommen til Siemens temablad NextLevel, som i denne udgave har fokus på D-Dimer og fibrinolyse. Udredning af patienter, der er mistænkt for dyb venøs trombose (DVT), lungeemboli og dissemineret intravaskulær koagulation (DIC), er kompliceret og kræver såvel klinisk som radiologisk og biokemisk ekspertise. Risikoen for at udvikle DVT er 1/10.000 for personer under 40 år, stigende til ét tilfælde pr. 100 personer over 60 år. Særligt udsatte er bl.a. cancerpatienter, nyopererede, gravide og patienter der er sengeliggende i lang tid. DIC er en alvorlig tilstand, der ses som komplikation til sepsis, traume og cancer. Bestemmelse af D-Dimer er centralt placeret i udredningen af DVT, lungeemboli og DIC tilstande som potentielt er dødelige. Den første artikel i dette nummer af Next-Level fokuserer på det fibrinolytiske systems komplekse reaktioner og dannelsen af D-Dimer. Efterfølgende belyses hvordan D-Dimer kan anvendes som diagnostisk redskab ved udredning for DVT, lungeemboli og DIC. Johannes J. Sidelmann, Lektor, PhD Enheden for Tromboseforskning, Institut for Sundhedstjenesteforskning, Syddansk Universitet Vi har valgt, sammen med de to artikler, at vise oversigter over reaktionerne i det hæmostatiske system, for at illustrere kompleksiteten af de mange faktorer og reaktioner som er involverede i dannelsen og nedbrydningen af fibrin, og dermed til dannelse af D-Dimer. Merete Askestad Marketingchef Kalender Webinars Vi forsøger med nye tiltag at hjælpe vores kunder med at holde sig opdaterede om udviklingen indenfor diagnostik. Et af de tilbud vi har, er webinars, som du kan tilmelde dig og høre live eller efterfølgende downloade og se i en større forsamling f.eks. i forbindelse med undervisning. benævnes x-oligomere, og som består af fibrinets D- og E-fragmenter i forskellige kombinationer. X-oligomerene nedbrydes efterfølgende, og de sidste og mindste fragmenter, der dannes ved den fibrinolytiske proces, er frit fragment E samt D-Dimer, som består af to kovalent forbundne D-fragmenter (2). Coagulation Cascade Introduktion Når væv beskadiges, vil blodets koagulationsprocesser aktiveres, og hermed omdannes det flydende blod til et fast koagel, hvis væsentligste bestanddele består af et fibrinnetværk og trombocytter. Aktivering af koagulationssystemet fører via en række reaktioner til dannelse af enzymet trombin, som omdanner blodets fibrinogen til fibrin monomere, der efterfølgende polymeriserer til et opløseligt netværk (Fig. 1). Koagulationsfaktor XIII (FXIII), der også benævnes fibrinstabiliserende faktor, krydsbinder herefter det opløselige fibrin til et stabilt netværk, og FXIII s funktion katalyseres Danske og internationale arrangementer 17. november Diabetes Update Hotel Scandic København Alle webinars kan ses op til 12 måneder efter, at de er afholdt live. af trombin. Det krydsbundne fibrin sikrer hæmostasen og danner en stabil matrix for vækst af celler og gendannelse af det beskadigede væv (1). Det dannede krydsbundne fibrin er ikke en permanent struktur, men vil under normale fysiologiske forhold fjernes fra karbanen af plasmin, som er det ultimative fibrinopløsende enzym. Den fibrinopløsende proces benævnes fibrinolyse, der defineres som plasmin-induceret nedbrydning af krydsbundet fibrin (Fig. 1). Under fibrinolysen nedbrydes fibrinet først til større komplekse fragmenter, der Tjek www.siemens.com/webinars Fig. 1 NextLevel udgives af: Siemens Healthcare Diagnostics, Danmark Redaktion: Merete Askestad, Rikke Pedersen dx-info-dk.healthcare@siemens.com Artiklerne i NextLevel afspejler ikke nødvendigvis Siemens Healthcare Diagnostics holdninger. 2 - NextLevel Fig. 2 Aktivering af det fibrinolytiske system Fibrinoverfladen spiller en væsentlig rolle for aktiveringen af det fibrinolytiske system, som ses i skematisk form i Fig. 2. To af de vigtigste fibrinolytiske komponenter - plasminogen og vævsplasminogen aktivator (t-pa) binder sig under koagulationsprocessen til fibrin med høj affinitet. Plasminogen er et proenzym, der dannes i leveren og frigøres herfra til karbanen, mens t-pa dannes af endotelcellerne, der beklæder blodkarrenes inderside. Fibrinbindingen sikrer at t-pa, der er et enzym, kan aktivere proenzymet plasminogen til plasmin på selve fibrinoverfladen, og det dannede plasmin nedbryder herefter fibrinet til forskellige nedbrydningsprodukter heriblandt D-Dimer. Fibrin virker som en kofaktor ved t-pa s aktivering af plasminogen, og t-pa s effektivitet som plasminogenaktivator øges ca. 400 gange ved tilstedeværelsen af fibrin (3). Under fibrinolysen eksponeres karboxyterminale lysingrupper på fibrinets fragment E domæne, og lysingrupperne fungerer som bindingssteder for plasminogen. Der kan således bindes mere plasminogen til fibrinet, når den fibrinolytiske process er sat i gang, og denne positive feedbackmekanisme medfører en mere effektiv plasminogenaktivering (4). Plasminogen kan også aktiveres til plasmin via det overfladeinducerede (interne) koagulationssystem (Fig. 2), der også benævnes kontaktaktiveringssystemet. Det er velkendt, at koagulationsprocessen aktiveres in vitro, når blod kommer i kontakt med negativt ladede overflader som glas, kaolin og silica et forhold der bl.a. udnyttes i APTT-analysen. Kontaktaktivering fører til dannelse af aktiveret koagulationsfaktor XII (FXIIa), aktiveret koagulationsfaktor XI (FXIa) og kallikrein (1). De fysiologiske processer, der fører til kontaktaktivering, har hidtil været ukendt, men nyere undersøgelser har godtgjort at polyfosfater, der frigøres fra aktiverede trombocytter, eller misfoldede proteiner, der optræder i blodbanen ved lidelser som Alzheimers sygdom og amyloidose, har potentiale som triggere af kontaktaktiveringssystemet (5). 3 - NextLevel
Referencer 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. Anticoagulant Cascade 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. FXIIa, FXIa og kallikrein har dog ikke kun funktioner i koagulationssystemet, men kan også bidrage til fibrinolysen ved at aktivere plasminogen til plasmin. Kallikrein er desuden i stand til at fremme plasmindannelsen ved at aktivere et-kædet urokinase (scu-pa) til den tokædede form (u-pa). Både et- og tokædet u-pa aktiverer plasminogen til plasmin, men den tokædede form er 200 gange hurtigere end den etkædede i den henseende (6). Det dannede plasmin kan nu feedbackaktivere scu-pa og dermed forstærke den fibrinolytiske proces (Fig. 2). Endelig kan kallikreins aktivitet føre til dannelse af bradykinin, der er et blodkarudvidende peptid med betydning for blodtryksregulering, ødemdannelse og smerte, men som også stimulerer karrenes endotelceller til frigørelse af t-pa, og dermed til øget fibrinolytisk aktivitet (7). Regulering af det fibrinolytiske system Det fibrinolytiske systems aktivitet reguleres af en række inhibitorer. Plasminogen aktivator inhibitor 1 (PAI-1) danner komplekser med både t-pa og u-pa og hæmmer derved deres funktion. De dannede komplekser fjernes fra blodbanen ved binding til receptorer i leveren. Plasmin inhibitor (tidligere benævnt alfa- 2-antiplasmin) hæmmer plasmin med stor effektivitet, mens komplement C1- esterase inhibitor er den vigtigste hæmmer af kontaktaktiveringssystemet (1). Endelig hæmmes fibrinolysen af thrombin activatable fibrinolysis inhibitor (TAFI), som er en karboxypeptidase, der fjerner lysin fra fibrinoverfladen. Herved mindskes bindingen af plasminogen til fibrin og den fibrinolytiske proces bremses (8). Hæmostatisk balance, terapi og udredning Den normale sårhelingsproces forudsætter, at fibrindannelse og fibrinnedbrydning sker ved balancerede og kontrollerede reaktioner. Forstyrrelser i den hæmostatiske balance, som blev beskrevet af Tage Astrup for mere end 50 år siden (9-10), vil føre til patologisk sårheling, som kan resultere i trombose eller blødning. Som eksempler kan nævnes, at forhøjede koncentrationer af PAI-1 kan føre til trombosesygdomme på grund af reduceret fibrinolytisk kapacitet, mens hyperfibrinolyse, som f.eks. kan observeres ved mangel på plasmin inhibitor, kan føre til blødningstendens. Det fibrinolytiske system har terapeutisk potentiale, da u-pa og især t-pa kan anvendes til trombolyseterapi hos tromboseramte patienter. Rekombinant fremstillet t-pa anvendes i dag især til behandling af cerebrale tromboser og store akutte myokardieinfarkter (STEMI), hvor koronarkarrene er fuldstændigt okkluderede af trombemasse. D-Dimer er den eneste fibrinolysekvantitet, der bestemmes i rutinelaboratoriet, og anvendes fortrinsvis ved udredning af dyb venøs trombose og lungeemboli. 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. Plasmakoncentrationen af D-Dimer indgår ligeledes i udredningen af patienter med dissemineret intravaskulær koagulation (DIC). D-dimers rolle i den kliniske hverdag Torben Bjerregaard Larsen, Specialeansvarlig overlæge, lektor, PhD AALBORG UNIVERSITETSHOSPITAL, Klinik Hjerte-Lunge, Trombosecenter Aalborg, Kardiologisk Afdeling Plasmin dannes fra proenzymet plasminogen vha. plasminogenaktivatorer, og er et centralt protein i den humane hæmostase. Plasmin har bred substratspecificitet og spalter, udover fibrin, fibrinogen samt en bred vifte af plasmaproteiner og koagulations faktorer. Plasmin spalter den polymeriserede fibrin streng flere steder og frigiver dermed fibrin nedbrydningsprodukter (FDP). Et af disse produkter er D-dimer, som består af to D-domæner fra tilstødende fibrin-monomerer, der er blevet krydsbundet med aktiveret Faktor XIII. Da D-dimer er genereret fra krydsbundet fibrin, men ikke fra fibrinogen, indikerer en forhøjet plasmakoncentration af D- dimer nylig eller igangværende koagulation i blodet. I Fig. 1 ses en liste over forskellige tilstande, der fører til en øget D-dimer dannelse. Dyb venetrombose Lungeemboli Dissemineret intravaskulær koagulation Præeklampsi og eklampsi Trombolysebehandling Sepsis Inflammation Kirurgi og traume Alvorlig leversygdom (nedsat clearance) Malignitet Nyresygdom Graviditet Fig. 1 Venøs tromboemboli Dyb venøs trombose Dyb venøs trombose (DVT) er trombose i de dybereliggende vener. Langt den hyppigste lokalisation er benenes og bækkenets vener. DVT er en relativ hyppig tilstand med en incidens på ca. 1-2 tilfælde pr. 1000 personer pr. år. Risikoen øges fra ca. 1/10.000 for individer under 40 år til ca. 1/100 hos individer over 60 år. DVT i benenes eller bækkenets vener forekommer hos samme risikoindivider som lungeemboli (LE) og således især hos patienter med underliggende tilstande, der disponerer til venøs tromboemboli (VTE): nyopererede patienter, cancerpatienter, langvarigt immobiliserede patienter og gravide. Kan også ses hos tidligere raske personer, hvoraf nogle vil have arvelig eller erhvervet trombofili (øget trombosetendens). Det er afgørende at få den kliniske mistanke om VTE, da symptomer og fund kan være diffuse eftersom en lang række andre kliniske tilstande kan have lignende symptomer. Er der lav klinisk sandsynlighed for DVT (klinisk Well s score <1, se 4 - NextLevel 5 - NextLevel
Fig. 3) og en D-dimer under den diskriminative grænse, er billeddiagnostiske undersøgelser ikke nødvendige for at udelukke DVT. Såfremt der er høj klinisk mistanke om DVT (bedømt med Well s score), er der derimod indikation for billeddiagnostisk undersøgelse. Se Fig. 2. Akut lungeemboli Den kliniske præsentation af akut lungeemboli (LE) er forskellig og ofte med uspecifikke symptomer. Derfor er det nødvendigt med diagnostisk test til enten at bekræfte eller udelukke diagnosen. De centrale billeddiagnostiske tests, der anvendes ved vurderingen af en patient med mistanke om LE, omfatter ekkokardiografi, spiral CT-scanning, perfusions-/ ventilationsscintigrafi, højresidig hjertekateterisation med lungeangiografi samt ultralydsscanning af underekstremiteter. Er der lav klinisk sandsynlighed for LE og en D-dimer under den diskriminative grænse, er billeddiagnostiske undersøgelser ikke nødvendige for at udelukke LE. Såfremt der er betydende klinisk mistanke om LE (f.eks. bedømt med modificeret Well s score, se Fig. 3), er der indikation for billeddiagnostisk undersøgelse. D-dimer som et diagnostisk redskab ved dyb venøs trombose og lungeemboli Analysemetoder De seneste år er forskellige metoder til at analysere D-dimer blevet introduceret på markedet i Danmark. Der findes i princippet to basale metoder til at måle D-dimerkoncentrationen: latex-agglutination og enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Metoderne udføres med enten manuelle eller automatiske teknikker. Fælles for metoderne er, at de anvender antistoffer rettet mod fibrin-nedbrydningsprodukter, der indeholder D-dimerepitopen. De forskellige monoklonale og polyklonale antistoffer reagerer dog med forskellig affinitet over for de forskellige typer af fibrin-nedbrydningsfragmenter, og der opnås derfor ikke ens resultater med forskellige metoder. Svartiderne på analyserne er også meget forskellige. En forhøjelse af D-dimer koncentrationen i blodet kan ikke anvendes diagnostisk, da en lang række sygdomme og tilstande giver øgede koncentrationer (se Fig. 1) men en negativ værdi (værdi under en fastsat diskriminatorværdi) vil i nogle tilfælde kunne udelukke VTE. Man taler om, at testen har en høj negativ prædiktiv værdi. D-dimer kan således påvises i serum under anvendelse af en række forskellige metoder (assays): ELISA (svar efter flere timer) Kvantitativ hurtig ELISA (svar på 30 min) Semi-kvantitative hurtig ELISA (svar på 10 min) Kvalitativ hurtig ELISA (svar på 10 min) Kvantitativ latex-agglutinationstest (svar fra 10 til 15 min) Semikvantitativ latexagglutinationstest (svar på 5 min) Erytrocyt agglutineringstest (SimpliRED) (svar på 2 min) (For de kvantitative analyser, anses et niveau > 500 ng / ml som unormal). Diagnostisk performance De forskellige D-dimer assays til diagnosticering af DVT og LE er blevet meget grundigt undersøgt. De er bedst karakteriseret som havende en høj negativ prædiktiv værdi (ved store tromber og udbredt lungeemboli), men dårlige når det gælder specificitet og positiv prædiktiv værdi. Blandt patienter, der har subsegmental LE og distal DVT, kan D- dimer niveauerne være normale på grund af beskedne mængder nedbrudt fibrin. Specificiteten er dårlig hos patienter med nyreinsufficiens (egfr <60 ml / min) og er generelt dårlig hos ældre på grund af andre årsager til D-dimer forhøjelse. D-dimers anvendelighed for at kunne udelukke akut LE afhænger således både af typen af D-dimer-assay og den kliniske sandsynlighed for, at en patient har sygdommen (prætest sandsynlighed). Denne sandsynlighed kan som tidligere nævnt vurderes ved hjælp af den modificerede Wells score (se Fig. 3). Kliniske træk og diagnosticering af dissemineret intravaskulær koagulation hos voksne Dissemineret intravaskulær koagulation (DIC) er en alvorlig erhvervet tilstand med intravaskulær aktivering af det hæmostatiske system og deraf følgende fibrindannelse og trombocytaflejring, fortrinsvis i mikrocirkulationen. DIC er ikke en sygdom i sig selv, men altid et resultat af en primær sygdomsproces. Behandlingen retter sig mod denne sygdom, og hurtig og korrekt diagnostik er derfor altafgørende for prognosen. DIC kan være akut eller kronisk. Diagnosen DIC baserer sig oftest på en viden om patientens sygdomshistorie (fx sepsis, traume, malignitet ), den kliniske præsentation, moderat til alvorlig trombocytopeni samt evt. tilstedeværelse af mikroangiopatiske ændringer på den perifere blodudstrygning. Man skelner mellem to hovedformer af DIC: Akut (dekompenseret) DIC - diagnostik af akut DIC bekræftes ved at påvise øget trombin dannelse (fx nedsat fibrinogen, forlænget protrombin tid og APTT) samt øget fibrinolyse (fx forhøjet D-dimer). Ændringer i disse parametre afspejler ofte hvor omfattende organinvolveringen aktuelt er. Kronisk (kompenseret) DIC - Ovenstående laboratorieundersøgelser kan se meget forskellige ud ved kronisk DIC idet der ofte ses et mere moderat forbrug af koagulationsfaktorer der kan opvejes af en øget syntese af disse proteiner. Hos disse patienter med kronisk DIC, kan diagnosen ofte stilles, når der i en blodudstrygning findes tegn på mikroangiopati kombineret med forhøjede niveauer af D-dimer (tabellen herunder). Koagulationsparametre ved akut og kronisk dissemineret intravaskulær koagulation Parameter Akut (dekompenseret) DIC Kronisk (kompenseret) DIC Trombocyttal Nedsat Variabelt Protrombin tid/inr Forlænget Normal APTT Forlænget Normal Trombin tid Forlænget Normal Plasma fibrinogen Nedsat Normal eller øget Plasma faktor V Nedsat Normal Plasma factor VIII Nedsat Normal D-dimer Øget Øget DIC: dissemineret intravaskulær koagulation APTT: Aktiveret partiel tromboplastin tid D-dimer og fremtiden D-dimer er i dag en integreret del af det moderne hospitalslaboratorium. Analysen bør være tilgængeligt på alle hospitaler, der modtager akutte patienter, og svartiderne bør være så korte som muligt, da analysen, som beskrevet, er en vigtig integreret del af en hurtig og sikker diagnostik af såvel venøs tromboemboli og DIC. Sygdomme der kan være fatale, hvis ikke de diagnosticeres og behandles så hurtigt og effektivt som muligt. Beslutning om billeddiagnostik og behandling af dyb venøs trombose Normal Fig. 2 Klinisk vurdering og Wells score Lav eller intermediær sandsynlighed D-dimer Ingen antikoagulation Forhøjet Negativ Høj sandsynlighed UL af proximale vener og midlertidig beh. med LMH Positiv Fortsat antikoagulation Vidste du at World Thrombosis Day (WTD), den 13. oktober oktober, er dedikeret til at rette opmærksomheden på sygdomme, som er forårsages af thrombose. Hvert år dør en halv million mennesker af venøs thrombose i Europa. Det er mere end AIDS, bryst- og prostatakræft og trafikuheld tilsammen. Læs mere på Variabel Klinisk scoringssystem for dyb venøs trombose (Wells score) Disponerende faktorer: Aktiv kræft, dvs. aktiv/palliativ behandling sidste 6 måneder Paralyse/parese af underekstremitet, evt. nylig gipset underekstremitet Nylig sengeleje > 3 dage, evt. større kirurgisk indgreb sidste måned Symptomer: Lokal ømhed langs de dybe vener Kliniske tegn: Ensidig hævelse i underekstremiteten (omfang måles midt på femur og anføres i journal) Hævelse i læggen > 3 cm sammenlignet med asymptomatiske side (måles 10 cm under tuberositas tibiae) Pittingødem, hvis det er mest udtalt i aktuelle underekstremitet Dilatation af de overfladiske vener i den aktuelle underekstremitet (ikke varikøse) Samlet klinisk vurdering: Alternativ diagnose mere sandsynlig end DVT - 2 Total score Klinisk sandsynlighed for DVT Lav 0 Point Intermediær 1-2 Høj Klinisk scoringssystem for lungeemboli (modificeret Wells score) Disponerende faktorer: Aktiv kræft, dvs. aktiv/palliativ behandling sidste 6 måneder Tidligere DVT eller LE,5 Nylig sengeleje > 3 dage, evt. større kirurgisk indgreb sidste måned,5 Symptomer: Hæmoptyse,5 Kliniske tegn: Hjertefrekvens > 100/min,5 Kliniske tegn på DVT +3 Samlet klinisk vurdering: Alternativ diagnose mindre sandsynlig end LE +3 Total score Klinisk sandsynlighed for PE Lav 0-1 Intermediær 2-6 Høj Fig. 3 3 7 6 - NextLevel 7 - NextLevel
Siemens Hovedkontor Internationalt Siemens AG Wittelsbacherplatz 2 D-80333 Munich Germany Global Division Siemens Healthcare Diagnostics Inc. 1717 Deerfield Road Deerfield, IL 60015-0778 USA www.siemens.com/diagnostics Siemens Healthcare Hovedkontor Internationalt 2014 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Trykt i Danmark Siemens AG Healthcare Sector Henkestrasse 127 D-91052 Erlangen Germany Telephone: +49 9131 84-0 www.siemens.com/healthcare Siemens Healthcare Diagnostics Inc. tilbyder et bredt udvalg af resultatorienterede instrumentløsninger, som er effektive hjælpemidler ved diagnostisering, overvågning og behandling af sygdomme. Vores produkter og tjenester kombinerer videnskab, teknik og praktisk anvendelighed, samt giver læger de vigtige oplysninger de har brug for til at give patienter bedre behandling overalt i verden. Lokal kontaktinformation Siemens Healthcare Diagnostics Borupvang 9 2750 Ballerup Danmark Telefon: +45 44 77 44 77 www.siemens.dk/diagnostics Alle associerede mærker er mærkevarer registreret af Siemens Healthcare Diagnostics. Alle andre varemærker tilhører det firma, som har registreret varemærket som sit eget. siemens.dk 8 - NextLevel