Abstract
Der Anti-Xa-Test misst die Aktivität von Heparin gegen die Aktivität des aktivierten Gerinnungsfaktors X; eine signifikante Variabilität der Anti-Xa-Werte in gängigen klinischen Szenarien wurde beobachtet. Zielsetzung. Überprüfung der häufigsten klinischen Situationen, in denen Anti-Xa-Ergebnisse verzerrt sein können. Überprüfung der Evidenz. Leitlinien und aktuelle Literaturrecherche: Wir verwendeten PubMed, Medline, Embase und MEDION, von 2000 bis Oktober 2013. Ergebnisse. Der Anti-Xa-Test ist weit verbreitet; allerdings unterschätzt der Test die Heparinkonzentration bei Vorliegen eines signifikanten AT-Mangels, Schwangerschaft, Nierenerkrankung im Endstadium und Postthrombolyse sowie bei Patienten mit Hyperbilirubinämie; es liegen nur wenige veröffentlichte Daten zur Bewertung der Sicherheit und Wirksamkeit von Anti-Xa-Tests für das Management der UH-Therapie vor. Schlussfolgerungen und Relevanz. Unseres Wissens ist dies die erste Arbeit, die die häufigsten Ursachen zusammenfasst, bei denen dieser Assay beeinträchtigt werden kann; mehrere „alltägliche“ klinische Szenarien können die Ergebnisse verändern, und wir stimmen zu, dass diese selten erkannten Szenarien in der täglichen Praxis zu negativen Ergebnissen führen können.
1. Einleitung
Der Anti-Xa-Assay bestimmt die gerinnungshemmende Aktivität von unfraktioniertem Heparin (UFH) durch Messung der Fähigkeit von heparingebundenem Antithrombin (AT), ein einzelnes Enzym, FXa, zu hemmen. In den vergangenen Jahren ist der chromogene Anti-Xa-Assay automatisiert, kostengünstig und für Kliniker leichter zugänglich geworden. Daher wird in vielen Institutionen UFH direkt gegen das Anti-Xa überwacht, anstatt indirekt über die APTT ; verschiedene klinische Situationen können die Testergebnisse modifizieren, einschließlich Gelbsucht, Hyperlipidämie und/oder hämolysierte Proben, was zu verminderten berichteten Anti-Xa-Werten führt. Das Verständnis der Grenzen der aktivierten partiellen Thromboplastinzeit (aPTT) und der Anti-Xa-Tests, die zur Überwachung von Heparin/niedermolekularem Heparin (LMWH) verwendet werden, kann das Antikoagulationsmanagement erleichtern. In dieser Übersicht besprechen wir die Tests und die häufigsten Ursachen im klinischen Umfeld, bei denen die Ergebnisse irreführend sein können.
Prothrombinzeit-Test und International Normalized Ratio. Der Prothrombinzeit-Test (PT) ist die am häufigsten verwendete Methode zur Überwachung der oralen Antikoagulanzientherapie. Die International Normalized Ratio (INR) wurde 1982 eingeführt, indem das mit dem lokalen Thromboplastin gemessene PT-Verhältnis mit Hilfe des International Sensitivity Index (ISI) in INR umgerechnet wurde, als Maß für das Ansprechen eines PT-Thromboplastins auf den durch Warfarin induzierten Gerinnungsdefekt.
Zwei gängige Labortests, aPTT und Anti-Xa, die für die Antikoagulationsüberwachung von Heparin und LMWHs verwendet werden, bewerten unterschiedliche Aspekte der Gerinnungskaskade. Anti-Xa-Tests bewerten die Funktion eines spezifischen Gerinnungs-Cofaktors, des Faktors Xa, während aPTT-Tests die Funktion des intrinsischen (Kontaktaktivierung) und des allgemeinen Gerinnungsweges bewerten. Das Verständnis der Grenzen der einzelnen analytischen Tests kann die Interpretation der Ergebnisse und das Management der Antikoagulation erleichtern.
Abnormale Ergebnisse von Antikoagulationstests können vor dem Start des Tests verursacht werden. Diese Ursachen werden oft als „präanalytische Fehler“ bezeichnet. Automatisierte Tests mit standardisierten Reagenzienvolumina erfordern bestimmte Volumina an antikoagulierter Plasmaprobe. Typischerweise ist ein Verhältnis von 9 : 1 von Blutprobe zu Natriumcitrat erforderlich. Geringere Blut-zu-Citrat-Verhältnisse verdünnen die Gerinnungsfaktoren, erfordern mehr Calcium für die Umkehrung des Citrat-Effekts und verlängern die Gerinnungszeiten. Eine Unterfüllung bzw. Überfüllung des Entnahmeröhrchens führt zu einer Über- bzw. Unterschätzung des Antikoagulationsgrades. Ebenso werden bei Patienten mit Polyzythämie die Antikoagulationswerte aufgrund eines niedrigeren Plasma-zu-Citrat-Verhältnisses im Vergleich zu Patienten mit Hämatokritwerten im Normalbereich überschätzt. Weitere häufige präanalytische Fehler sind Kontaminationen der Blutproben mit exogenen Antikoagulantien (z. B. heparinhaltiger Katheter und heparin- oder EDTA-haltige Röhrchen). Eine schnelle Verarbeitung der Blutproben (innerhalb von 3 Stunden nach der Probenentnahme) ist ebenfalls wichtig, da Faktoren abgebaut werden (insbesondere Faktor VIIIa) und Thrombozyten den Thrombozytenfaktor 4 freisetzen. Es wird angenommen, dass der Thrombozytenfaktor 4 heparinähnliche Moleküle im Plasma und auf Endothelzellen neutralisiert.
Faktor Xa. Faktor Xa ist der aktivierte Gerinnungsfaktor, der zusammen mit Faktor Va Teil des Prothrombinase-Komplexes im gemeinsamen Weg der Gerinnungskaskade ist (Abbildung 1). Der Prothrombinase-Komplex erhöht die Umwandlungsrate von Prothrombin in Thrombin. Anschließend katalysiert Thrombin die Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrinmonomeren, die dann zur Thrombusbildung polymerisieren. Eine Gefäßschädigung führt zur Freisetzung von Gewebefaktor, der die Aktivierung von Faktor VIIa, auch extrinsische Tenase genannt, katalysiert und die Gerinnung einleitet. Der Faktor VIIa des extrinsischen (oder Gewebefaktor-) Weges aktiviert den Faktor Xa. Der intrinsische (oder Kontakt-) Weg setzt die Gerinnung fort. Faktor IXa bindet an Faktor VIIIa auf der Oberfläche aktivierter Thrombozyten und bildet den intrinsischen Tenasekomplex .
Anti-Xa-Test. Anti-Xa-Tests, gerinnungsbasiert und chromogen, wurden entwickelt, um die gerinnungshemmende Wirkung von Heparin basierend auf der Hemmung einer einzelnen Protease, des Faktors Xa, zu bewerten. Obwohl die Gerinnungsmethode zuerst entwickelt wurde, galt sie aufgrund der erforderlichen Serienverdünnungen zur Sicherstellung der Genauigkeit als arbeitsintensiv; die 1976 von Teien und Mitarbeitern entwickelte chromogene Methode vereinfachte das Protokoll durch die Verwendung eines synthetischen chromogenen Substrats als Marker für die Faktor-Xa-Aktivität. Teien und Lie führten später ein modifiziertes Protokoll ein, das der Plasmaprobe gereinigtes Antithrombin hinzufügte und die Präzision verbesserte, indem es den Effekt der Variabilität der endogenen Antithrombinkonzentration der Patienten reduzierte . Bei chromogenen Assays spaltet der Faktor Xa in der Plasmaprobe zugesetztes Chromogensubstrat und setzt ein farbiges Molekül frei. Ein Spektralphotometer erfasst die Absorptionsmenge der freigesetzten Chromophore, die proportional zur Faktor-Xa-Aktivität der Probe ist (Abbildung 2). Antikoagulanzienkonzentrationen und entsprechende Anti-Xa-Spiegel, die umgekehrt proportional zur Spektralphotometer-Extinktion sind, werden dann durch Vergleich mit standardisierten Heparin/LMWH-Kurven berechnet. Die ursprüngliche, 1976 entwickelte Methode wird oft als „einstufig“ bezeichnet, während die spätere Methode, bei der den Plasmaproben Antithrombin zugesetzt wird, „zweistufig“ genannt wird. Chromogene Methoden werden routinemäßig verwendet, und die Hersteller haben automatisierte Methoden und standardisierte Reagenzienkits . Eine Einschränkung der chromogenen Anti-Xa-Tests, die seit ihrer Einführung im Jahr 1976 bekannt ist, ist die Trübung der Plasmaproben . Ikterische, lipämische und/oder hämolysierte Proben können mit chromogenen Methoden interferieren, was zu verminderten ausgewiesenen Anti-Xa-Werten führt. Die Hersteller haben unterschiedliche Höchstwerte für Bilirubin (10-20 mg/dL), Triglyceride (600-1.250 mg/dL) und Hämoglobin (2 mg/mL) in Plasmaproben. Kürzlich fanden Forscher verminderte Anti-Xa-Spiegel bei Patienten unter Heparin/LMWH-Therapie mit Komorbiditäten von Lebererkrankungen und Zirrhose (wahrscheinlich aufgrund einer reduzierten Synthese von Antithrombin) . Zweistufige chromogene Assays, die die Variabilität des endogenen Antithrombins berücksichtigen, sind jedoch nicht so weit verbreitet wie einstufige, da die manuelle Zugabe von exogenem Antithrombin erforderlich ist.
2. Klinische Szenarien für diskordante Anti-Xa-Werte
2.1. Niereninsuffizienz im Endstadium
LMWH ist die bevorzugte Behandlung von Thrombosen im Krankenhaus; allerdings besteht immer noch Unsicherheit bei der Anwendung von LMWH bei Patienten mit schwerer Niereninsuffizienz, da es über die Nieren ausgeschieden wird und seine gerinnungshemmende Wirkung im Gegensatz zu UFH nicht vollständig aufgehoben werden kann. Beobachtungsdaten über erhöhte Blutungskomplikationen wurden berichtet, wenn LMWH bei Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz eingesetzt wird . Bei dialysepflichtigen Patienten mit einer Kreatinin-Clearance von 30 mL/min oder weniger, die mit therapeutischen Standarddosen von Enoxaparin behandelt wurden, konnte jedoch ein erhöhter Anti-Xa-Spiegel und ein erhöhtes Risiko für schwere Blutungen nachgewiesen werden. Eine empirische Dosisanpassung von Enoxaparin kann das Blutungsrisiko reduzieren und verdient eine weitere Evaluierung.
Trotz dieser Einschränkung sind Anti-Xa-Spiegel die einzige verfügbare Methode zur Überwachung der LMWH-Aktivität und ihre Verwendung in der klinischen Praxis basiert auf Konsensempfehlungen. Spitzenwerte des Anti-Xa-Spiegels treten 4 Stunden nach der Verabreichung einer therapeutischen Dosis von subkutanem LMWH auf. Spitzenwerte über der oberen Grenze des empfohlenen therapeutischen Bereichs (0,6 bis 1,0 IU/mL) können bei diesen Patienten mit einem erhöhten Blutungsrisiko verbunden sein.
2.2. Morbide Adipositas
Morbid adipöse Patienten sind oft schlecht repräsentiert oder werden von pharmakokinetischen Studien und klinischen Studien ausgeschlossen. Morbid adipöse Patienten (Body-Mass-Index > 40 kg/m2) erfordern besondere Überlegungen bei der Auswahl der medikamentösen Therapie und Dosierungsstrategien. Niedermolekulare Heparine (LMWHs) sind gewichtsabhängige Medikamente und bei der Verschreibung einer medikamentösen Therapie für Patienten mit morbider Adipositas müssen mehrere Überlegungen berücksichtigt werden. Bei falscher Dosierung können Sicherheits- und Wirksamkeitsprobleme auftreten. Enoxaparin scheint eine Dosisanpassung in Bezug auf die Anti-Xa-Aktivität zu haben, die auf dem Gewicht bis zu etwa 144 kg basiert, mit minimalen Daten für die Dosierung von Enoxaparin bei Patienten oberhalb dieser Gewichtsgrenze.
Die aktuellen Empfehlungen für die Verwendung von Enoxaparin zur therapeutischen Antikoagulation bei adipösen Patienten umfassen die Dosierung auf der Grundlage des tatsächlichen Körpergewichts für die therapeutische Antikoagulation und die Anpassung der Dosis auf der Grundlage der Überwachung der Anti-Xa-Werte. Die Daten, die diese Empfehlungen unterstützen, sind jedoch begrenzt, insbesondere im Hinblick auf die Bewertung der Dosen, die Patienten mit morbider Adipositas benötigen, um die Ziel-Anti-Xa-Werte zu erreichen.
2.3. Schwangerschaft
Das Risiko einer venösen Thromboembolie steigt in der Schwangerschaft, und dieses Risiko wird durch eine Thrombophilie in der Vorgeschichte und/oder ein vorangegangenes thrombotisches Ereignis vermittelt. Thrombophilien sind auch mit ungünstigen fetalen Ergebnissen assoziiert, einschließlich intrauteriner Wachstumsrestriktion (IUGR), intrauterinem fetalen Absterben, schwerer früh einsetzender Präeklampsie und Plazentaabbruch.
Eine Heparinprophylaxe wird für schwangere Patientinnen mit einer Thromboembolie in der Vorgeschichte empfohlen, und viele Experten empfehlen eine Prophylaxe für schwangere Patientinnen mit einer bekannten Thrombophilie und einer Vorgeschichte von ungünstigen Schwangerschaftsergebnissen, die mit diesen hyperkoagulierbaren Zuständen assoziiert sind. Derzeit gelten unfraktioniertes Heparin und niedermolekulares Heparin als akzeptabel für die Prophylaxe venöser Thromboembolien während der Schwangerschaft, da beide das Risiko venöser Thromboembolien wirksam reduzieren und keines von beiden die Plazenta passiert.
Zwei kürzlich veröffentlichte Studien zeigten, dass die Plasma-Anti-Faktor-Xa-Spiegel während der Schwangerschaft niedriger waren als erwartet, was darauf hindeutet, dass viele schwangere Patientinnen eine subprophylaktische Dosierung erhalten. Fox et al. analysierten 2008 10 321 bei Schwangeren erhobene Anti-Faktor-Xa-Werte, von denen nur 59 Prozent im prophylaktischen Bereich lagen. Sechsundzwanzig Prozent der Werte waren subprophylaktisch, und 15 Prozent waren supraprophylaktisch. Nach Schwangerschaftsalter stratifiziert, waren die Anteile der prophylaktischen, subprophylaktischen und supraprophylaktischen Werte in jedem Trimester ähnlich. Dies ist ein alarmierender Befund, denn Patientinnen, die normalerweise eine therapeutische Dosis erhalten würden, haben ein höheres Risiko für venöse Thromboembolien während der Schwangerschaft, und eine subtherapeutische Dosierung könnte erhebliche Folgen haben.
2.4. Antithrombin-Mangel
Antithrombin gehört zur Familie der Serinprotease-Inhibitoren (Serpine) und ist ein wichtiger natürlicher Inhibitor von Thrombin, Faktor Xa, Faktor IXa und verschiedenen anderen Proteasen . Unter normalen Bedingungen bindet AT an seine Zielproteasen, wobei es als Substrat fungiert und die aktive Stelle der Protease blockiert. Im Falle von Thrombin bindet AT kovalent in einer 1 : 1 Weise und hemmt dessen Wirkung.
Heparin bindet an AT und verursacht eine Konformationsänderung, die dessen aktive Stelle freilegt und die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen AT und Thrombin bis zum 1000-fachen erhöht, wodurch die gerinnungshemmende Wirkung verstärkt wird. Da AT für die gerinnungshemmende Wirkung von Heparin erforderlich ist, ist es einer der Faktoren, die auch für den Anti-Xa-Heparin-Test benötigt werden und sollte bei der Analyse möglicher Fehler des Tests berücksichtigt werden. Unter Bedingungen, bei denen ein AT-Mangel vorliegt, können die Heparinspiegel tatsächlich stärker erhöht sein, als es der Test suggeriert.
Neben dem vererbten AT-Mangel, bei dem die Spiegel bis auf 50 % absinken können, ist inzwischen anerkannt, dass bestimmte klinische Bedingungen mit einem erworbenen AT-Mangel einhergehen. Studien bei akut erkrankten Patienten auf der Intensivstation haben ein AT-Defizit von bis zu 45 % und sogar weniger als 30 % gezeigt. Bei Sepsis-Patienten sind die Plasmaspiegel von Antithrombin aufgrund des Zusammenspiels mehrerer Faktoren, einschließlich einer negativen Akutphasenreaktion und einer beeinträchtigten Leberfunktion, des Abbaus durch neutrophile Elastase und des AT-Verbrauchs, deutlich erniedrigt . Bei Leberzirrhose ist die hepatische Synthese von Gerinnungsfaktoren einschließlich Antithrombin ebenfalls beeinträchtigt, was den Anti-Xa-Test beeinflusst . Ebenso sind der kardiopulmonale Bypass, das nephrotische Syndrom, die Schwangerschaft und die Behandlung der akuten lymphoblastischen Leukämie mit Asparaginase Settings, in denen ein Mangel an AT dokumentiert worden ist .
Die Ergänzung des Anti-Xa-Tests mit Antithrombin kann potenzielle Interferenzen vermeiden, und es wurde gezeigt, dass auf diese Weise ergänzte Tests die Heparinausbeute verbessern, besonders wenn die AT-Spiegel unter 40 % gesunken sind; der klinische Nutzen dieser Tests muss jedoch noch nachgewiesen werden.
2.5. Gelbsucht
Bilirubin ist ein intrinsisches chromogenes Molekül. Erhöhte Bilirubinwerte können durch viele Krankheiten verursacht werden, die an anderer Stelle besprochen werden. Der Mechanismus des Assays hängt von der Spektralphotometrie ab, die chromogene Substanzen einschließlich Bilirubin nachweist. Erhöhte Bilirubinwerte können zu einer Unterschätzung der Aktivität von LMWH und UFH führen. Im Gegensatz zur Hypertriglyceridämie, die den Assay durch den gleichen Mechanismus beeinträchtigen kann, kann eine Hyperbilirubinämie nicht durch Ultrazentrifuge gelöst werden. Auch kann die Probe nicht neu entnommen werden, da der Krankheitsprozess noch nicht abgeschlossen ist.
3. Diskussion
Trotz vieler Einschränkungen der Anti-Xa-Werte ist es die einzige verfügbare Methode zur Überwachung der LMWH-Aktivität und ihre Verwendung in der klinischen Praxis basiert auf Konsensempfehlungen.
Es ist wichtig für Kliniker und Laboranten zu erkennen, dass die Labordaten, obwohl sie potenziell äußerst nützlich für die diagnostische Entscheidungsfindung sind, als Hilfsmittel und Ergänzung zu der Konstellation von Befunden (z.B., Anamnese und körperliche Untersuchung), die für den Patienten relevant sind, verwendet werden sollten. Labordaten sind niemals ein Ersatz für eine gute körperliche Untersuchung und Anamnese (Kliniker sollten den Patienten behandeln, nicht die Laborergebnisse).
In der Schwangerschaft gibt es keine klaren Empfehlungen für den Einsatz von prophylaktischem niedermolekularem Heparin in der Schwangerschaft. Physiologische Veränderungen in der normalen Schwangerschaft, einschließlich der Gewichtszunahme, der erhöhten renalen Clearance und des Verteilungsvolumens, können die Verfügbarkeit von niedermolekularem Heparin verringern oder eine weniger vorhersagbare Reaktion bei schwangeren Frauen im Vergleich zu nicht schwangeren Frauen hervorrufen. Diesbezüglich gibt das American College of Obstetricians and Gynecologists an, dass „aufgrund des Mangels an Daten zur adäquaten Dosierung während der Schwangerschaft die Anti-Faktor-Xa-Spiegel überwacht werden können.“
In mehreren Beobachtungsstudien bei Nierenerkrankungen im Endstadium zeigten Patienten, die mit therapeutischen Standarddosen von Enoxaparin behandelt wurden, ein erhöhtes Risiko für schwere Blutungen und erhöhte Anti-Xa-Spiegel. Anti-Xa-Spiegel sind die einzige verfügbare Methode zur Überwachung der LMWH-Aktivität und ihre Verwendung in der klinischen Praxis basiert auf Konsensempfehlungen . In diesen Fällen wird eine empirische Dosisanpassung von Enoxaparin empfohlen, um das Blutungsrisiko zu reduzieren.
Sicherheits- und Wirksamkeitsprobleme treten auf, wenn gewichtsabhängige Medikamente falsch dosiert werden oder in Fällen, in denen nur minimale Daten verfügbar sind, wie bei Patienten mit einem Gewicht von bis zu 144 kg. Die aktuellen Empfehlungen für den Einsatz von Enoxaparin zur therapeutischen Antikoagulation bei adipösen Patienten beinhalten die Dosierung auf Basis des tatsächlichen Körpergewichts und die Anpassung der Dosis auf Basis der Überwachung des Anti-Xa-Spiegels. Die Daten, die diese Empfehlungen unterstützen, sind begrenzt, insbesondere im Hinblick auf die Bewertung der Dosen, die Patienten mit morbider Adipositas benötigen, um die Ziel-Anti-Xa-Werte zu erreichen.
4. Schlussfolgerung
Es gibt mehrere Faktoren, die für die Verwendung des Anti-Xa-Assays sprechen; zum Beispiel ist er auf vielen automatischen Gerinnungsanalysegeräten verfügbar; die Sonde wird nicht durch unterfüllte Entnahmeröhrchen beeinträchtigt; sie ist nicht anfällig für Störungen durch erhöhte Konzentrationen von Faktor VIII oder Fibrinogen, die aus Akutphasenreaktionen resultieren.
Es gibt jedoch auch Nachteile bei der Verwendung des Anti-Xa-Assays: Die Anti-Xa-Probenaufbereitung (1 Stunde) ist erforderlich, um eine Heparin-Neutralisation durch den Thrombozytenfaktor 4 zu vermeiden; er ist teurer als der PTT und der Assay unterschätzt die Heparinkonzentration bei Vorliegen eines signifikanten AT-Mangels, wobei die klinische Bedeutung dieses Befundes umstritten ist; der Anti-Xa-Spiegel kann auch durch Schwangerschaft, Nierenerkrankungen im Endstadium, Postthrombolyse und Bilirubinspiegel beeinflusst werden; außerdem gibt es nur wenige publizierte Daten zur Sicherheit und Effektivität des Anti-Xa-Assays bei der unfraktionierten Heparintherapie .
Unseres Wissens nach ist dies die erste Arbeit, die die meisten der häufigen Ursachen zusammenfasst, bei denen dieser Test beeinträchtigt werden kann, und die meisten Kliniker sollten sich bewusst sein, dass mehrere Faktoren die Ergebnisse im täglichen klinischen Umfeld verändern können, was sich in einer Beeinträchtigung der Patientensicherheit niederschlagen könnte.
Konkurrierende Interessen
Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.