Θρομβοελαστομετρία: ο ρόλος της θρομβοελαστογραφικής δοκιμασίας ΝΑΤΕΜ στην ανίχνευση των διαταραχών της αιμόστασης σε πάσχοντα νεογνά

Abstract

Introduction: The hemostatic system encompasses complex interactions between the vasculature, cellular components, and plasma proteins. The coagulation system develops progressively over time from fetal to neonatal, pediatric, and adult hemostasis. A complex hemostatic mechanism is observed in a healthy full-term newborn, which is characterized by insufficiency of coagulation factors, lack of natural inhibitors and impaired fibrinolysis. Under normal conditions, in all stages of development of the fetus-newborn, the mechanism of coagulation-fibrinolysis is in a state of dynamic balance, constantly evolving until adulthood. However, despite the differences of neonatal hemostasis, on a clinical level, a healthy term or premature newborn is not prone to bleeding or thrombotic events, as a delicate balance is maintained between these conditions. This balance is disturbed and diverted towards bleeding, most often, or less commonly thrombosis, especially when there are hereditary or acquired disorders of hemostasis or concomitant pathological factors, such as infections, asphyxia, etc. Disorders of hemostasis are a daily and critical problem for hospitalized newborns in the intensive care unit and early diagnosis and treatment by the neonatologist is necessary. Laboratory tests, such as activated partial thromboplastin time (APTT) and prothrombin time (PT) are often prolonged in neonates compared to adults’ values, indicating a possible predisposition to bleeding. These conventional tests do not provide information on fibrinolysis or platelet functionality and therefore, do not help in the differential diagnosis of a hemostatic disorder in newborns. Consequently, changes in the hemostatic mechanism of newborns and the lack of routine tests for the comprehensive study of hemostasis often lead to over-diagnosis or even misdiagnosis. Additionally, the “prolongation” of the PT and APTT in a newborn could be attributed either to age or disease. Therefore, age-appropriate reference values for laboratory tests are required, for the treatment to be targeted and effective. Whole blood assays, including thromboelastography, are based on the cellular hemostasis model. Known as viscoelastic tests, they focus on the role of platelets in thrombin production and thrombin quality. Thromboelastography (TEG) and Rotational Thrombelastometry (ROTEM) methods record changes in the viscosity and elasticity of whole blood during clot formation, and subsequently, its dissolution. ROTEM tests allow the dynamic evaluation of the viscoelastic properties of the clot through graphical representation of thrombin formation, fibrin polymerization and clot lysis, considering the complex interactions between different blood cells, and providing real-time access to the patient's hemostatic profile. Thromboelastometry assays, such as standard extrinsically activated ROTEM assay (EXTEM) and intrinsically activated ROTEM assay (INTEM) are commonly used diagnostically in case of severe bleeding. However, sometimes bleeding occurs in the patient despite the normal values of EXTEM/INTEM parameters. Studies in adults have shown that non-activated rotational ROTEM assay (NATEM) assay, in which coagulation activation relies exclusively on calcium addition, can detect coagulation disorders that are not detected by EXTEM/INTEM tests. Additionally, NATEM assay has been reported to be very sensitive to endogenous coagulation activators, such as tissue factor and circulating monocytes, in patients with infection, sepsis, liver cirrhosis, or extracorporeal devices. The role of NATEM assay in the detection of hemostasis disorders in critically ill neonates has not been investigated in the literature. Objective: In the current study, we aimed to primarily explore the potential ability of NATEM assay to evaluate the haemostatic status of critically ill neonates, and also to study the sensitivity and specificity of NATEM parameters in predicting risk of bleeding in these neonates. Moreover, we aimed to compare the discriminative power of NATEM parameters with that of EXTEM parameters in predicting the risk of bleeding in critically ill neonates. Material and Μethods: Critically ill neonates (term and preterm), hospitalized in the neonatal intensive care unit (NICU) of General Hospital of Nikea, Piraeus, Greece, over a period of 4 years (07/2017 – 07/2021), were included in the study. Neonates with presumed sepsis, neonates with perinatal hypoxia and preterm neonates with respiratory distress syndrome (RDS), were grouped as critically ill neonates. The ROTEM extrinsically activated (EXTEM) and NATEM assays were performed on the first day of disease onset. The neonatal bleeding assessment tool was used to record and assess clinical bleeding events on the day of ROTEM analysis. Results: Several EXTEM and NATEM ROTEM parameters differed between neonates with and without clinical bleeding events, indicating a hypo-coagulable state in neonates with clinical bleeding. NATEM parameters had comparable predictive performance for clinical bleeding events with EXTEM parameters for CT, CFT, A10, MCF, LI60 and MCE (p>0.05). However, NATEM A20, A30 and alpha angle demonstrated better predictive ability than EXTEM A20, A30 and alpha angle, respectively (p<0.05). A NATEM CFT value ≥ 147 s presented 95.2% sensitivity (95% CI: 76.1%–99.8%) and 65.6% specificity (95% CI: 57.1%–73.5%) to detect neonates with clinical bleeding, while a NATEM A10 value ≤ 42 mm had 80.8% sensitivity (95% CI: 71.8%–85.9%) and 76.0% specificity (95% CI: 52.8%–91.7%) to detect neonates with clinical bleeding events. Conclusions: The NATEM assay has shown remarkable sensitivity in predicting bleeding in critically ill neonates, exceeding EXTEM performance in some selected parameters. The incorporation of NATEM test parameters in predictive models for neonatal hemorrhage seems promising and could also contribute to a better assessment of hemostasis in newborns. Further studies are necessary to demonstrate the reliability of the NATEM assay not only as a diagnostic tool for hemostasis disorders but also as a therapeutic guide in the neonatal population.

Εισαγωγή: Το αιμοστατικό σύστημα περιλαμβάνει πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των αγγείων, των κυτταρικών συστατικών και των πρωτεϊνών του πλάσματος. Το σύστημα πήξης εξελίσσεται προοδευτικά με την πάροδο του χρόνου από την αιμόσταση του εμβρύου στη νεογνική, παιδιατρική και ενήλικη αιμόσταση. Ένας πολύπλοκος αιμοστατικός μηχανισμός παρατηρείται σε ένα υγιές τελειόμηνο νεογνό, που χαρακτηρίζεται από ανεπάρκεια παραγόντων πήξης, έλλειψη φυσικών αναστολέων και διαταραχή της ινωδόλυσης. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, σε όλα τα στάδια ανάπτυξης του εμβρύου και του νεογνού, ο μηχανισμός πήξης-ινωδόλυσης βρίσκεται σε κατάσταση δυναμικής ισορροπίας και συνεχώς εξελίσσεται μέχρι την ενηλικίωση. Ωστόσο, παρά την ιδιαιτερότητα και τις διαφορές της νεογνικής αιμόστασης, σε κλινικό επίπεδο, ένα υγιές τελειόμηνο ή πρόωρο νεογνό δεν είναι επιρρεπές σε αιμορραγία ή θρομβωτικά επεισόδια, καθώς διατηρείται μια λεπτή ισορροπία μεταξύ αυτών των καταστάσεων. Αυτή η ισορροπία διαταράσσεται και εκτρέπεται προς αιμορραγία, πιο συχνά ή σπανιότερα θρόμβωση, ειδικά όταν υπάρχουν κληρονομικές ή επίκτητες διαταραχές της αιμόστασης ή συνακόλουθοι παθολογικοί παράγοντες, όπως λοιμώξεις, ασφυξία κ.λπ. Οι διαταραχές της αιμόστασης είναι ένα καθημερινό και κρίσιμο πρόβλημα για τα νοσηλευόμενα νεογνά στην εντατική και είναι απαραίτητη η έγκαιρη διάγνωση και θεραπεία από τον νεογνολόγο. Οι εργαστηριακές εξετάσεις, όπως ο χρόνος ενεργοποιημένης μερικής θρομβοπλαστίνης (APTT), ο χρόνος προθρομβίνης (PT) και ο διεθνής δείκτης κανονικοποίησης (INR), συχνά παρατείνονται στα νεογνά σε σύγκριση με τις τιμές των ενηλίκων, υποδεικνύοντας πιθανή προδιάθεση για αιμορραγία. Από την άλλη πλευρά, Η μέτρηση αυτών των συμβατικών εργαστηριακών παραμέτρων δεν παρέχει πληροφορίες για την ινωδόλυση ή τη λειτουργικότητα των αιμοπεταλίων και επομένως, δεν βοηθά στη διαφορική διάγνωση μιας αιμοστατικής διαταραχής στα νεογνά. Κατά συνέπεια, οι αλλαγές στον αιμοστατικό μηχανισμό των νεογνών και η έλλειψη εξετάσεων ρουτίνας για την ολοκληρωμένη μελέτη της αιμόστασης συχνά οδηγούν σε υπερδιάγνωση ή και λανθασμένη διάγνωση. Επιπλέον, η «παράταση» του PT και του APTT σε ένα νεογέννητο θα μπορούσε να αποδοθεί είτε στην ηλικία είτε σε κάποια ασθένεια. Ως εκ τούτου, απαιτούνται εργαστηριακές εξετάσεις με τιμές αναφοράς ανάλογες με την ηλικιακή ομάδα, προκειμένου η διαχείριση να είναι στοχευμένη και αποτελεσματική.Οι αναλύσεις ολικού αίματος, συμπεριλαμβανομένης της θρομβοελαστογραφίας, βασίζονται στο μοντέλο της κυτταρικής αιμόστασης. Γνωστές ως ιξωδοελαστικές δοκιμασίες Θρομβοελαστογραφίας (TEG) και Περιστροφικής Θρομβοελαστομετρίας (ROTEM), επικεντρώνονται στο ρόλο των αιμοπεταλίων στην παραγωγή θρομβίνης και στην ποιότητα της θρομβίνης. Επίσης, καταγράφουν αλλαγές στο ιξώδες και την ελαστικότητα του ολικού αίματος κατά τον σχηματισμό θρόμβου και στη συνέχεια τη διάλυσή του. Οι αναλύσεις ROTEM επιτρέπουν τη δυναμική αξιολόγηση των ιξωδοελαστικών ιδιοτήτων του θρόμβου μέσω γραφικής αναπαράστασης σχηματισμού θρομβίνης, πολυμερισμού ινώδους και λύσης θρόμβου, λαμβάνοντας υπόψη τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών κυττάρων του αίματος και παρέχοντας πρόσβαση σε πραγματικό χρόνο στο αιμοστατικό προφίλ του ασθενούς. Οι δοκιμασίες θρομβοελαστομετρίας, όπως η τυπική εξωγενώς ενεργοποιημένη δοκιμασία ROTEM (EXTEM) και η ενδογενώς ενεργοποιημένη δοκιμασία ROTEM (INTEM) χρησιμοποιούνται συνήθως διαγνωστικά σε περίπτωση σοβαρής αιμορραγίας. Ωστόσο, ορισμένες φορές εμφανίζεται αιμορραγία στον ασθενή παρά τις φυσιολογικές τιμές των παραμέτρων EXTEM/INTEM. Μελέτες σε ενήλικες έχουν δείξει ότι η μη ενεργοποιημένη περιστροφική ανάλυση ROTEM (NATEM), στην οποία η ενεργοποίηση της πήξης βασίζεται αποκλειστικά στην προσθήκη ασβεστίου, μπορεί να ανιχνεύσει διαταραχές της πήξης οι οποίες δεν ανιχνεύονται από τις EXTEM/INTEM.Επιπλέον, η ανάλυση NATEM έχει αναφερθεί ότι είναι πολύ ευαίσθητη σε ενδογενείς ενεργοποιητές της πήξης, όπως ο ιστικός παράγοντας και τα κυκλοφορούντα μονοκύτταρα, σε ασθενείς με λοίμωξη, σήψη, κίρρωση ήπατος ή εξωσωματικές συσκευές. Ο ρόλος της ανάλυσης NATEM στην ανίχνευση διαταραχών αιμόστασης σε βαρέως πάσχοντα νεογνά δεν έχει διερευνηθεί στη βιβλιογραφία. Σκοπός: Σκοπός της παρόυσας μελέτης ήταν να διερευνήσουμε πρωτίστως την πιθανή ικανότητα της ανάλυσης NATEM να αξιολογήσει την αιμοστατική κατάσταση των βαρέως πασχόντων νεογνών, καθώς και να μελετήσουμε την ευαισθησία και την ειδικότητα των παραμέτρων NATEM στην πρόβλεψη του κινδύνου αιμορραγίας σε αυτά τα νεογνά. Επιπλέον, επιδιώξαμε να συγκρίνουμε τη διακριτική ισχύ των παραμέτρων NATEM με αυτή των παραμέτρων της δοκιμασίας EXTEM αναφορικά με την πρόβλεψη του κινδύνου αιμορραγίας σε βαρέως πάσχοντα νεογνά. Υλικό και Μέθοδος: Αυτή η μελέτη κοορτής περιελάμβανε 158 τελειόμηνα και πρόωρα νεογνά τα οποία νοσηλεύτηκαν στην ΜΕΝΝ του Γενικού Νοσοκομείου Νίκαιας «Άγιος Παντελεήμων» από τον Ιούλιο του 2017 έως και τον Ιούλιο του 2021, με την υποψία σήψης, με περιγεννητική υποξία καθώς και πρόωρα νεογνά με σύνδρομο αναπνευστικής δυσχέρειας (ΣΑΔ) και ομαδοποιήθηκαν ως βαρέως πάσχοντα νεογνά. Οι δοκιμασίες ΕΧΤΕΜ και NATEM πραγματοποιήθηκαν την πρώτη ημέρα έναρξης της νόσου. Ένα εργαλείο αξιολόγησης της νεογνικής αιμορραγίας χρησιμοποιήθηκε για την καταγραφή και αξιολόγηση τυχόν κλινικών αιμορραγικών επεισοδίων την ημέρα διενέργειας της ανάλυσης ROTEM. Αποτελέσματα: Αρκετές παράμετροι των αναλύσεων EXTEM και NATEM διέφεραν μεταξύ των νεογνών με κλινική αιμορραγία και εκείνων χωρίς κλινικά αιμορραγικά επεισόδια, υποδεικνύοντας μια κατάσταση υπο-πηκτικότητας στα νεογνά με κλινική αιμορραγία. Οι παράμετροι NATEM CT, CFT, A10, MCF, LI60 και MCE είχαν παρόμοια προγνωστική ισχύ για κλινικά αιμορραγικά συμβάντα συγκριτικά με τις αντίσοιχες παραμέτρους EXTEM (p>0,05). Ωστόσο, οι NATEM παράμετροι A20, A30 και άλφα γωνία επέδειξαν υψηλότερη προγνωστική ικανότητα από τις αντίστοιχες A20, A30 και άλφα γωνία της ΕΧΤΕΜ ανάλυσης (p<0,05). Η NATEM παράμετρος CFT ≥ 147 s παρουσίασε ευαισθησία 95,2% (95% CI: 76,1%–99,8%) και 65,6% ειδικότητα (95% CI: 57,1%–73,5%) στην ανίχνευση νεογνών με κλινική αιμορραγία, ενώ αντίστοιχα η NATEM A10 ≤ 42 mm παρουσίασε 80,8% ευαισθησία (95% CI: 71,8%–85,9%) και 76,0% ειδικότητα (95% CI: 52,8%–91,7%). Συμπεράσματα: Η ανάλυση NATEM φαίνεται να αποτελεί ένα αξιοσημείωτα ευαίσθητο προγνωστικό εργαλείο της αιμορραγίας σε βαρέως πάσχοντα νεογνά, υπερτερώντας της δοκιμασίας EXTEM σε ορισμένες παραμέτρους. Η ενσωμάτωση των παραμέτρων της NATEM σε προγνωστικά μοντέλα νεογνικής αιμορραγίας φαίνεται πολλά υποσχόμενη και θα μπορούσε να συμβάλλει στην καλύτερη εκτίμηση της αιμόστασης στα νεογνά. Περαιτέρω μελέτες είναι απαραίτητες προκειμένου να αποδειχθεί η αξιοπιστία της δοκιμασίας ΝΑΤΕΜ τόσο ως διαγνωστικού μέσου των διαταραχών της αιμόστασης όσο και ως θεραπευτικού οδηγού στο νεογνικό πληθυσμό.