Introduzione
L’insufficienza epatica acuta (ALF) e l’insufficienza epatica acuta-cronica (AoCLF) possono causare la morte fino al 90% dei pazienti e, nei superstiti, una diminuzione della speranza di vita a 5 anni del 50% dopo ogni evento in un paziente cirrotico.1 Si presume che ciò sia secondario all’accumulo di tossine, al massiccio processo infiammatorio che nasce dal fegato necrotico2 e alle alterazioni coagulative ed emodinamiche che alla fine porteranno a complicazioni letali tra cui la sindrome epatorenale, l’encefalopatia epatica (HE), l’edema cerebrale, l’ipotensione grave, il sanguinamento e le infezioni opportunistiche.
Fino agli ultimi anni, il trattamento della ALF si basava sul trattamento dell’eziologia, sul monitoraggio, sulla terapia di supporto e sul trapianto epatico ortotopico. Tuttavia, non tutti i pazienti sono candidati al trapianto, e anche all’interno della popolazione appropriata, fino al 70% dei pazienti muore in attesa di un donatore.3,4 Quindi, sono stati studiati diversi metodi di supporto epatico extracorporeo per trovare un equivalente all’emodialisi, che possa agire come un ponte fino al trapianto o come un supporto temporaneo per l’organo in crisi fino a quando non è in grado di recuperare da solo. Questo porterebbe a una diminuzione della morbilità, della mortalità e dei costi legati alla SLA.5
Viste le funzioni uniche che il fegato svolge, i ruoli che i dispositivi di supporto epatico artificiale devono svolgere sono: la rimozione delle tossine (come l’ammoniaca e gli aminoacidi aromatici), la sintesi delle proteine plasmatiche (compresi i fattori di coagulazione e l’albumina)2 e l’inversione del massiccio processo infiammatorio che deriva dalle citochine e dai mediatori prodotti dal fegato necrotico.
Attualmente, i sistemi di supporto epatico conosciuti possono essere classificati in sistemi bioartificiali (quelli che coinvolgono epatociti vivi) e non cellulari o artificiali. Questi ultimi hanno incluso plasmaferesi, emodialisi, emofiltrazione ed emoperfusione. I sistemi più recentemente sviluppati utilizzano l’emodiaassorbimento (emodialisi in combinazione con l’adsorbimento mediante carbone o albumina) come il sistema di ricircolo degli adsorbenti molecolari,6,7 oggetto della nostra revisione.
Molecular Adsorbent Recirculating System (MARS)
MARS, noto anche come dialisi extracorporea con albumina, è stato utilizzato per la prima volta nel 1993. Oggi, è composto da elementi per le tecniche di sostituzione renale extracorporea e di adsorbimento. Per fare questo, contiene un sistema a tre circuiti: uno a contatto diretto con il sangue del paziente, uno incorporato nella soluzione di albumina e l’ultimo che comprende le funzioni di emodialisi ed emofiltrazione (sostituzione della funzione renale).8 Richiede quindi una macchina per dialisi standard per controllare il circuito del dialisato e un dispositivo supplementare (monitor) per controllare e monitorare il circuito chiuso dell’albumina.
La base fisiologica su cui è stato sviluppato il MARS è che, come risultato del danno epatico, molti dei processi dipendenti dal fegato (come il ciclo dell’urea e il metabolismo delle proteine) sono compromessi nella ALF o AoCLF. Poiché molti dei prodotti tossici che si accumulano nel corpo (la maggior parte di essi legati all’albumina nel plasma) sono stati associati allo sviluppo di disfunzioni degli organi finali,9 la rimozione selettiva di tali sostanze dal sangue dovrebbe portare alla ridistribuzione dei loro metaboliti. Questo a sua volta dovrebbe prevenire i loro effetti tossici e, quindi, migliorare il risultato clinico dei pazienti.10
Meccanismo d’azione
Il meccanismo del MARS è stato sviluppato per sostenere la funzione di disintossicazione del fegato senza influenzare le sue funzioni metaboliche o sintetiche. Pertanto, il funzionamento di questo sistema è diviso in due fasi.
- –
Prima fase.Utilizzando l’eparina come anticoagulante per l’intero sistema, il sangue ottenuto da un accesso venoso viene dializzato attraverso una membrana impermeabile all’albumina ad un flusso di 150-250 mL/min. Il circuito dell’albumina contiene una soluzione di albumina al 20-25% in un circuito chiuso dove viene ricircolato un volume costante della soluzione.11,12
Le tossine legate all’albumina sono reclutate da un gradiente di concentrazione. La membrana è impermeabile alle sostanze con un peso molecolare superiore a 50 kDa; quindi, albumina, α-1 glicoproteina, α-1 antitripsina, α-2 macroglobulina, transferrina e proteine trasportatrici di ormoni circolano di nuovo verso il paziente.13
- –
Seconda fase.L’ultrafiltrato ottenuto passa attraverso il circuito di emodialisi, dove tutte le tossine idrosolubili vengono rimosse, quindi ritorna nel flusso sanguigno del paziente. Il dialisato passa attraverso il terzo compartimento contenente un dialisato tamponato con bicarbonato, dopo di che il flusso continua verso due colonne sequenziali: la prima contenente carbone non rivestito e la seconda contenente una resina a scambio anionico.10
Grazie alle caratteristiche del sistema, la terapia MARS può estrarre almeno due gruppi di composti: sostanze legate all’albumina e solubili in acqua. L’efficienza del sistema per depurare la bilirubina indiretta, gli acidi grassi, i composti aromatici e i farmaci con alta affinità per l’albumina (teofilina) o le proteine (fenolo) è stata confermata in diversi studi in vitro, su animali e clinici.13 La figura 1 mostra uno schema del funzionamento del sistema e la tabella 1 riassume gli elementi dializzati con MARS.
Schema del meccanismo funzionale di MARS. A. Dialisi di tossine a legame di albumina. B. Dialisi di tossine idrosolubili.
Elementi dializzati con la terapia MARS organizzati secondo affinità.
Solubile in acqua | Legato all’albumina | |
---|---|---|
– Ammoniaca | – Bilirubina (indiretta, principalmente) | |
– Urea | – Acidi biliari | |
– Creatinina | – Triptofano | |
– Acidi grassi (a media e a catena corta) | ||
– TNF-a, IL-6 | ||
– Rame | ||
– Benzodiazepine (diazepam, principalmente) |
Conoscere il meccanismo di funzionamento di questa terapia è importante per sapere quando il suo uso è appropriato. Saliba, et al. hanno proposto alcune indicazioni per l’uso della terapia MARS che sono riassunte nella tabella 2.14
Indicazioni suggerite per la terapia MARS.10
1. Insufficienza epatica acuta.
2. Scompenso acuto nella malattia epatica cronica.
a) Complicato da ittero progressivo.
b) Complicato da encefalopatia epatica.
c) Complicato da disfunzione renale.
3. Prurito intrattabile nella colestasi.
4. Intossicazione acuta o sovradosaggio con sostanze legate all’albumina.
5. Altre indicazioni:
a) Insufficienza epatica acuta dopo epatectomia maggiore.
b) Dopo trapianto di fegato.
-Non funzionamento primario o disfunzione primaria dell’innesto.
-Scompenso acuto dell’innesto.
-Infarto epatico secondario o insufficienza multiorgano.
Valutazione clinica del MARS
Sen, et al.15,16,17 hanno eseguito diversi studi analizzando l’efficacia del MARS, trovando risultati interessanti relativi a una maggiore depurazione di midazolam e fentanil. Hanno anche concluso che la riduzione osservata dei livelli di ammoniaca dopo la terapia MARS era correlata alla pressione intracranica e all’aumento della pressione di perfusione cerebrale, mentre la riduzione dell’ossido nitrico plasmatico era correlata a un miglioramento della stabilità emodinamica.
Ci sono stati anche alcuni studi che hanno confrontato la terapia medica con il supporto epatico (MARS). Laleman, et al.18 hanno eseguito uno di questi studi e hanno scoperto che nei pazienti con AoCLF, MARS ha prodotto un risultato migliore rispetto alla terapia medica per le variabili emodinamiche come la pressione arteriosa media, il volume del battito cardiaco e la resistenza vascolare periferica. Donati, et al.,19 hanno anche dimostrato che questa modalità di terapia era vantaggiosa per i pazienti cirrotici senza shunt portosistemico intraepatico transgiugulare, nei quali si è vista una riduzione della resistenza del flusso sanguigno splenico e renale e un aumento del flusso sanguigno portale, della resistenza vascolare periferica e della pressione arteriosa media. È stato anche dimostrato un miglioramento di altre caratteristiche biochimiche e cliniche come l’iperbilirubinemia, il prurito secondario20 e l’HE,21 e della funzione circolatoria e renale nei pazienti con ALF22 .
Anche nei casi con ALF e criteri positivi per il trapianto,23 la terapia MARS è stata tollerata in modo soddisfacente e ha portato a un miglioramento significativo dei livelli di encefalopatia, bilirubina coniugata e rapporto internazionale normalizzato, con le complicazioni più comuni che sono l’ipotensione post-terapia (10%), che era reversibile con espansori di volume, e trombocitopenia (6%). Entrambe le complicazioni sono considerate tra le più comuni associate a questa forma di terapia. Lo studio ha anche riportato una coagulazione precoce della MARS e difficoltà tecniche nel 4% dei casi.
Wagholikar, et al.,24 hanno anche analizzato l’efficacia della terapia MARS in pazienti con malattia epatica cronica in attesa di trapianto, e hanno concluso che ha un discreto successo come ponte per l’evento chirurgico, diminuendo i livelli di urea, creatinina, bilirubina e ammoniaca. Hanno anche proposto che il miglioramento emodinamico insieme alla diminuzione dei livelli colestatici e delle tossine sieriche ha permesso di accelerare la rigenerazione dell’innesto, migliorando allo stesso tempo la prognosi dei pazienti trapiantati. Quest’ultima scoperta è stata supportata da uno studio pilota prospettico coordinato da Choi, et al.,25 che ha incluso 10 pazienti con insufficienza epatica: 5 hanno ricevuto solo la terapia MARS, e 2 solo il trapianto, mentre gli altri 3 hanno ricevuto sia MARS che il trapianto. I primi 7 pazienti che hanno ricevuto solo MARS o solo trapianto purtroppo sono morti entro le prime 2 settimane dello studio, mentre gli altri 3 che hanno ricevuto entrambe le terapie, sono sopravvissuti in quel periodo. Tuttavia, è anche importante menzionare che gli studi eseguiti in pazienti criticamente malati con una neoplasia avanzata hanno dimostrato che sebbene la terapia MARS sia ben tollerata, non ha un impatto significativo sulla mortalità dei pazienti.26
Per quanto riguarda l’analisi della mortalità, Kjaergard, et al27 hanno eseguito una revisione sistematica dei sistemi di supporto artificiale e bioartificiale, e hanno trovato che la mortalità era significativamente diversa tra l’uso di uno qualsiasi di questi sistemi e la terapia medica nei casi di AoCLF, ma non hanno potuto trovare una differenza significativa in ALF.
Lemoine, et al.28 hanno riportato un caso in cui hanno trattato una donna incinta con prurito intrattabile in cui l’acido desossicolico era controindicato a causa delle sue proprietà teratogeniche. Hanno riscontrato un miglioramento soddisfacente delle caratteristiche cliniche. Wu e Wang hanno anche riportato un caso di avvelenamento da Amanita durante la gravidanza che è stato trattato con questa forma di terapia con risultati incoraggianti. Entrambi questi gruppi di ricercatori hanno concluso che la MARS è sicura nella popolazione incinta.29
La terapia MARS ha mostrato risultati discutibili rispetto ai suoi effetti sui mediatori infiammatori. Alcuni studi hanno trovato che una riduzione delle citochine proinfiammatorie come l’interleuchina (IL)-8 e IL-6 dopo la terapia è benefica per il progresso clinico dei pazienti. Tuttavia, è noto che l’emivita delle citochine è breve e la loro produzione è rapida; pertanto, questo miglioramento clinico potrebbe essere secondario a un minore tasso di produzione delle citochine piuttosto che una risposta diretta alla MARS.30 Tuttavia, il miglioramento clinico nei pazienti è indiscutibile.
Per quanto riguarda l’efficacia in termini di costi del trattamento, è stato eseguito uno studio che ha confrontato il peggioramento dell’encefalopatia e della funzione epatica insieme alla mortalità intraospedaliera di 12 pazienti con cirrosi e lesioni epatiche trattati con MARS, e 11 pazienti con condizioni simili trattati con terapia medica. Sei pazienti del gruppo di controllo ma solo 1 del gruppo MARS sono morti durante il ricovero. Lo studio ha anche scoperto che la sindrome fegato-rene, l’encefalopatia, l’ipotensione grave e i disturbi idroelettrolitici erano più frequenti nel gruppo di controllo che nel gruppo trattato con la terapia di supporto epatico. Anche se ogni sessione di MARS costava 2.500 dollari, il costo calcolato per sopravvissuto era di 4.000 dollari in meno rispetto al gruppo di controllo. Pertanto, si è concluso che la terapia aveva un miglior rapporto costo-efficacia.31 Anche Kantola, et al.,32 hanno trovato che il rapporto costo-efficacia era maggiore con MARS, anche se c’erano questioni tecniche da analizzare prima di trarre conclusioni definitive. Tuttavia, poiché sono stati eseguiti pochissimi studi che analizzano questo sistema, è importante notare che la maggior parte arriva alla stessa conclusione.
Encefalopatia epatica
L’encefalopatia epatica (HE) è uno spettro di anomalie neuropsichiatriche che possono essere viste in pazienti con disfunzioni epatiche dopo aver escluso altri disturbi anatomici e metabolici che possono presentarsi in malattie acute, acute-on-croniche o croniche. La condizione è reversibile ed è caratterizzata da una depressione globale della funzione del sistema nervoso centrale. Anche se la patogenesi dell’HE non è completamente compresa, in passato si credeva che l’ipertensione intracranica a causa dell’edema cerebrale causato dalla ALF fosse la causa diretta dell’HE. Tuttavia, studi recenti hanno dato origine all’attuale ipotesi che l’ammoniaca sia centrale nella fisiopatologia, anche se ci possono essere altre sostanze coinvolte.33
Le caratteristiche cliniche dell’HE vanno dai disturbi neuropsichiatrici e motori che comprendono la compromissione della memoria a breve termine, il rallentamento dei tempi di reazione, la scarsa concentrazione, il ritardo psicomotorio e la disfunzione sensoriale fino a segni neurologici più evidenti che possono estendersi alla confusione, allo stupor e al coma.34 I criteri di West Haven permettono la stratificazione dell’HE in diversi gradi (1-4) secondo le caratteristiche cliniche (Tabella 3). Va detto che esiste anche un’altra classificazione basata sull’eziologia:
Gradi di encefalopatia epatica.
Grado HE | Valutazione clinica |
---|---|
I | Disturbi del sonno |
Tremore | |
II | Letargia |
Perdita di tempo | |
Discorso confuso | |
Riflessi iperattivi | |
Comportamento inappropriato | |
III | Sonnolenza |
Confusione | |
Disorientamento | |
Comportamento bizzarro (rabbia/rabbia) | |
Clonus/Rigidità/Nistagmo/Babinsky | |
IV | Niente occhi aperti |
Nessuna risposta motoria | |
Nessuna risposta verbale |
- –
Tipo A per ALF.
- –
Tipo B per la HE legata ad uno shunt portale-sistemico (bypass).
- –
Tipo C per un’eziologia legata alla cirrosi o come manifestazione cronica.35
Alcuni studi hanno cercato di analizzare l’impatto della terapia MARS in pazienti con HE. Come menzionato sopra, Heeman, et al. hanno trovato che migliora le caratteristiche cliniche della sindrome. Schmidt, et al., hanno anche eseguito uno studio analizzando l’uso del sistema in pazienti con malattia epatica cronica (8 pazienti, tutti di grado Child-Pugh C). Hanno trovato che in 3 dei pazienti, l’encefalopatia è stata alleviata, anche se la significatività statistica non è stata raggiunta. Tuttavia, la pressione arteriosa media era aumentata e i livelli di ammoniaca, bilirubina, creatinina e urea erano diminuiti dopo la terapia, permettendo un migliore flusso sanguigno cerebrale misurato tramite Doppler transcranico; tutte queste differenze hanno raggiunto la significatività statistica.36
Un miglioramento delle caratteristiche cliniche dopo la terapia MARS è stato riportato anche in pazienti con AoCLF di eziologia alcolica. Uno studio condotto da Mora, et al. ha trovato che la terapia ha diminuito le tossine legate all’albumina e migliorato la funzione renale. Gli autori hanno anche menzionato che l’encefalopatia che era presente nel caso riportato è scomparsa completamente dopo tre sessioni di MARS.37 Questo e altri studi sottolineano l’impatto benefico della terapia nell’HE. Come esempio, la tabella 4 mostra i risultati ottenuti da Hassanein, et al., in un gruppo di 70 pazienti cirrotici con HE di grado 3 o 4 che sono stati trattati con trattamento medico standard o con MARS, in cui è stato riscontrato un miglioramento significativo nel secondo gruppo rispetto al primo.38
Confronto tra la terapia medica standard e la terapia MARS.
SMT | Terapia MARS | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Test | Baseline | EOS | p | % Variazione | Baseline | EOS | p | % Variazione |
Creatinina (mg/dL) | 1.7 | 1.4 | 0.09 | -13 | 1.7 | 1.4 | 0.001 | -18 |
(0.6-5) | (0.4-5.7) | (-77-67) | (0.4-4.5) | (0.4-4.5) | (-68-133) | |||
BUN (mg/dL) | 42.5 | 48 | 0.97 | -1 | 40 | 20 | 0.0001 | -38 |
(2-136) | (3-147) | (-68-229) | (6-171) | (4-84) | (-88-217) | |||
Bilirubina (mg/dL) | 12.2 | 12.8 | 0.13 | 10 | 15.8 | 16.1 | 0.064 | -7 |
(2.3-58.9) | (3-57.4) | (-79-91) | (1.8-54.5) | (3-38.5) | (-60-352) | |||
Acidi biliari (umol/L) | 65.4 | 54.5 | 0.008 | -30 | 65.2 | 61 | 0.003 | -35 |
(12.2-247.1) | (2-230) | (85-9) | (38.1-249) | (11-207) | (-79-51) | |||
BCAA/AAA | 1.17 | 1.04 | 0.20 | 10 | 0.96 | 1.44 | 0.031 | 26 |
(0.6-2.5) | (0.35-5.5) | (52-378) | (0.49-2.98) | (0.57-3.37) | (-30-271) | |||
Ammonia (umol/L) | 90,5 | 63 | 0,30 | -24 | 104 | 60.5 | 0.001 | -35 |
(34-786) | (32-308) | (-74-106) | (43-449) | (22-182) | (-84-30) |
Parametri biochimici del trattamento medico standard rispetto a quelli dopo la terapia MARS. SMT: Trattamento medico standard. MARS: Sistema a ricircolo di adsorbenti molecolari. EOS: Fine dello studio. BCAA/AAA: Rapporto catena ramificata/aminoacidi aromatici.34
Conclusioni
Sono stati eseguiti diversi studi che dimostrano che la terapia MARS è ben tollerata e riduce le concentrazioni ematiche di diverse tossine, anche se sono necessari altri studi prima di confermare l’efficacia della terapia. Uno studio eseguito dal nostro gruppo nel 2004 ha riportato tre pazienti trattati con MARS, scoprendo che sebbene i due casi più gravi (uno con grave insufficienza epatica cronica secondaria all’infezione da virus dell’epatite B e l’altro con ALF dovuta a una neoplasia vescicale avanzata) non siano sopravvissuti, in tutti i pazienti è stato osservato un notevole recupero dei valori clinici e biochimici.39
Anche se non è stata ancora raggiunta una conclusione specifica riguardo alla terapia MARS, essa sembra essere un’ottima opzione per lo scopo per cui è stata creata: fornire del tempo per permettere ai pazienti di arrivare al trapianto o per permettere al fegato di rigenerarsi e recuperare le sue funzioni nella ALF e Ao- CLF, e per migliorare le caratteristiche cliniche della HE.
Abbreviazioni
- –
MARS: Molecular adsorbent recirculating system.
- –
ALF: Acute liver failure.
- –
AoCLF: Acute-on-chronic liver failure.
- –
HE: Hepatic encephalopathy.