HUS治療としての PEとImmunoadsorption

-Outbreak of O104:H4-

慈恵ICU勉強会

Hemolytic uremic syndrome(HUS)とは?

HUSは、Thrombotic microangiopathy(TMA)の一部

日本アフェレシス学会雑誌 30(2):135-146 2011 Lancet 2011; 378: 1089–93

・ADAMTS13欠乏

・ADAMTS13自己抗体の存在

→虚血性臓器障害の出現

PEが有効； FFP投与によるADAMTS13の補充

正常VWFの補充

ADAMTS13自己抗体の除去

巨大VWFの除去

TMAの三主徴;①細血管障害性溶血性貧血、②破壊性血小板減少、③細血管血小板血栓

HUS ・腸管出血性大腸菌感染に続発するもの

→ D(+)HUS(=STEC-HUS),

→ Shiga toxinによる臓器障害

・ Atypical HUS(家族性HUSを含む)

→ D(-)HUS,

→ 補体系の活性化による臓器障害

PEの有効性はControversial

D(+)HUS (=Diarrhoea(+)HUS)

= STEC-HUS (=Shiga-toxin producing E. coli HUS)

T M A

・腸管出血性大腸菌(Shiga toxin-producing E.coli(STEC))感染に続発する HUS(D(+)HUS)が最も一般的である。 ・また、下痢を伴わないAtypical HUS(家族性HUSを含む)が存在する

TTP

Outbreak of O104:H4 ・2011年5～7月にヨーロッパと北米の広範囲で発生 ドイツ、デンマーク、スウェーデン、オーストリア、フランス、 オランダ、ノルウェー、スペイン、スウェーデン、イギリス ・罹患者数4075人、死亡者数50人(うち34人がHUSによる) ・病原体はO104:H4 =腸管凝集性大腸菌+シガトキシン産生+ESBL産生 (通常HUSの原因病原体はO157。今回は特殊。) =女性に多い、AKI(要RRT)が多い；20％、死亡率高い；6％ ・調査の結果、感染源はエジプトから輸入された フェヌグリーク(植物)のスプラウトであると結論。

WHO regional officer for Europe Web site

HUSの治療介入に関するメタアナリシス

◎HUSとTTPの治療介入について評価したRCTのメタ解析。

◎7つのRCTsを比較検討。対象患者は小児のD(+)HUS。

→D(+)HUSに対して現在可能な最適治療は何だろうか？

Interventions for haemolytic uraemic syndrome and thrombotic thrombocytopenic purpura.

Cochrane Database Syst Rev 2009;1: CD003595

→小児D(+)HUSにおいては支持療法に

勝る特異的治療はない。

ウロキナーゼ

FFP輸血

ステロイド投与

FFP輸血

FFP輸血

ヘパリン+ジピリダモール

ヘパリン投与

Atypical HUSに対するPEの有用性

Atypical Hemolytic–Uremic Syndrome. N Engl J Med 2009;361:1676-87.

HUS ・腸管出血性大腸菌感染に続発するもの→90%

→ D(+)HUS, Shiga toxinによる臓器障害

・ Atypical HUS(家族性HUSを含む)→10%

→ D(-)HUS, 補体系の活性化による臓器障害

PEの有効性はControversial

遺伝的要因

CFH; complement factor H

CFI; complement factor I

MCP; membrane cofactor protein

CFB; complement factor B

90%はD(+)HUS。予後は良い。

10%がAtypical HUS。

Atypical HUSは家族性を含み、補体系調節蛋白の

異常により起こる。

予後が悪い(死亡率25%)。

《Atypical HUS(下痢を伴わないHUS)の分類》

Atypical HUSに対するPEの有用性

Atypical Hemolytic–Uremic Syndrome. N Engl J Med 2009;361:1676-87.

Atypical HUSにおいてはPEは有用な治療である

PEはCFH蛋白異常型HUSに対しては60%の患者に寛解をもたらす。

→CFHは血漿蛋白であり、異常

CFHと正常CFHが交換される。

その他の蛋白異常においても

そこそこの寛解率がある。

CFH自己免疫型においては、免疫抑制療法を併用することで、60-70%の透析を必要としない生存をもたらす。

STEC-HUS(= D(+)HUS)に対するEculizumab

◎STEC-HUSに対してEculizumab(抗C5抗体)を使用したケースリポート

◎3人のSTEC-HUSでかつHDを必要とした3歳児にEculizumabを7日間毎に投与

Eculizumab in severe Shiga-toxin-associated HUS. N Engl J Med. 2011; 364 : 2561–2563

Eculizumab投与は重篤な合併症を来す小児STEC-HUSに有用。また補体系阻害による更なるHUS治療の可能性を示唆。

5日間連続のPEでも中枢神経症状は改善せず。 Eculizumab投与後24時間で中枢神経症状は劇的に改善。 Plt, LDHは5日で正常化。 Pt.1,3で蛋白尿と高血圧を残すものの腎機能は完全に回復

Patient1 Patient2 Patient3 Patient 1:PE(for C3↓,C3b↑)

Patient 2: PE(for severe CNS involvement)

Patient 3:Same as 1,2

TMAに対する治療の有効性をまとめると…

TTP

PE有効

HUS

T M A

Atypical HUS

(=D(-)HUS)

多分PE有効

D(+)HUS

(= STEC-HUS)

最適治療は不明

PEは有効？無効？

Eculizumab有効？

支持療法がベスト？

D(+)HUSに対する有効な治療法はないか？

そこで、今回の課題論文2編。

本日のメイン文献紹介

Treatment of severe neurological deficits with IgG depletion through immunoadsorption in patients with Escherichia coli O104:H4-associated haemolytic uraemic syndrome: a prospective trial Lancet 2011; 378: 1166–73

Management of an acute outbreak of diarrhoea-associated haemolytic uraemic syndrome with early plasma exchange in adults from southern Denmark: an observational study

Lancet 2011; 378: 1089–93

D(+)HUSに対するPEの有効性の検討

D(+)HUSに対するImmunoadsorption(免疫吸着療法)の有効性の検討

Objective：D(+)HUSに対してのPEの有効性の検討

Design: Observational study

Setting: 単施設研究

Patients:デンマークのオデンス大学病院腎臓科に入院したD(+)HUSの患者5名(O104:H4感染確定は3名)

Methods:上記の患者に対してPEを施行。

患者のLDH, GFR, Pltの推移とPE施行までの時間

との相関を調査し、PEの有効性を検討。

Management of an acute outbreak of diarrhoea-associated haemolytic uraemic syndrome with early plasma exchange in adults from southern Denmark: an observational study

Lancet 2011; 378: 1089–93

Method, Medication

・血性下痢の出現から、PE施行までの時間を記録し、LDH, GFR, Pltの推移との相関関係を検討。 →早期PEはよりアウトカムを改善しうるか？ ・HUSの原因診断、便培養、E.ColiのSerotype同定、各種採血検査を施行。 ・PE操作条件 抗凝固剤=クエン酸 1回の置換量＝1.0 plasma volume

Plasma volume (mL)=total blood volume (mL) × (1 – haematocrit)

Total blood volume for women(mL) =183 + (356 × height [m]3)+ (33・1 × body mass [kg])

Total blood volume for men(mL)=604+ (367 × height [m]3) + (32・2 × body mass [kg])

例えば170cm/60kg, Ht35%の男性なら、TBV=4338mL, PV=2819mL

Result ・期間：2011年5月25～28日、

・患者：5人(4人が女性、1人が男性)、年齢中央値62歳(44～70歳)

・症状：腹部不快感、発熱、血性下痢、

・既往：DMなし、消化管疾患なし、血液疾患なし。

・当薬歴：4人の患者で抗菌薬投与(CPFX、MNZなど)、入院後中止。

・渡航歴：下痢を発症する6～8日前、別々にドイツ北部を訪問。

・中枢神経機能障害：傾眠、昏迷、振戦、運動失調、びまん性中枢機能障害。

検査所見： ・急性溶血性貧血、Plt低下、AKI（右表参照） ・網赤血球が上昇、ハプトグロビンが低下 →溶血性貧血を示唆

・ADAMTS13の活性は正常値 →TTPは疑わしくない。

・3人の便培と血清学的試験でO104:H4(シガトキシン2型産生(+))、

1人の患者でO127(シガトキシン非産生)検出。

→臨床症状と検査データでD(+)HUSと診断。

治療： 電解質、血圧コントロールを含めた支持療法

1人の患者は無尿と尿毒症のため一時的にHD。

3人の患者で輸血。（ただし血小板輸血を受けた患者なし）

入院時 中央値 単位

BP 142/84 mmHg

Plt 31×109 /L

LDH 1220 U/L

GFR 35 mL/min/1.73m2

Hb 6.4 mmol/L

Result；PLT, eGFR, LDHの推移とPEを行うまでの時間

5回(中央値)のPEを施行。

eGFRとPLTは上昇、LDHは低下した。

血性下痢の発症からPE開始までの時間と、

PE前後でのLDH低下の比率は反比例(P=0.02)。

PE開始までの時間とPLT上昇の比率に関して正の相関が示されたが有意性ではなかった(P=0.24)。

患者は全員神経学的後遺症を残さず退院。

RCTによる更なる検討の余地は

残るが、血小板数、GFR、LDH、意識レベルの改善を認め、D(+)HUSに対するPEの有用性が示唆された。

相関関係あり

(P=0.02)

相関傾向だったが有意でない

(P=0.24)

Plt

GFR

LDH

LDH reduction rate

Plt increase rate

Discussion ◎小児HUSにおけるHUSでのMeta-analysisでは支持療法よりも有効な

治療は見いだせなかった(前述紹介)。 Interventions for haemolytic uraemic syndrome and thrombotic thrombocytopenic purpura.

Cochrane Database Syst Rev 2009;1: CD003595.

◎成人におけるHUSで中枢神経症状が出現した場合、PEが有効かも

しれないとの報告は今までもあった。 Thrombotic microangiopathy, hemolytic uremic syndrome, and thrombotic thrombocytopenic purpura.

Kidney Int 2001; 60: 831–46.

◎今回、成人におけるD(+)HUSにたいしてPEを施行したが、良好な

結果をおさめた。

◎発症頻度が少なく、RCT等、質の高い臨床研究を行うことが困難であるが、

Case reportの集積等により、PEの有効性を検討すべきである

(もちろんRCTができれば越したことはない)。

PEの有効性の機序に関する記述はなし。

Comment

◎成人におけるHUSで中枢神経症状が出現した場合、PEが有効かも

しれないとの報告は今までもあった。

◎今回の研究は今までの報告にさらに成功例を上積みした。

◎PEが奏功した理由は不明であるが、一つ考えられるのはShiga toxinの

早期除去である。

PE無効の場合→免疫吸着なら有効か？ ◎D(+)HUSの中にはPE無効の場合もある。 ◎HUSでは発症から5-12日後に意識障害が出現するがこの時間経過はSLEやHITにおける臓器障害出現の臨床経過と酷似している。

◎SLE、HITにおける臓器障害の改善に関して免疫 吸着療法が有効であるとの報告がある。 SLE：Immunoadsorption (IAS) for systemic lupus erythematosus. Lupus 2011; 20: 115–19. Plasma exchange and immunoadsorption for autoimmune neurologic diseases —current guidelines and future perspectives. Atheroscler Suppl 2009; 10: 129–32.

HIT：Clinical practice. Heparin-induced thrombocytopenia. N Engl J Med 2006; 355: 809–17

Heparin-induced thrombocytopenia. J Thromb Haemost 2009; 7 (suppl 1): 9–12.

The temporal profi le of the anti-PF4/heparin immune response. Blood 2009; 113: 4970–76

Studies of the immune response in heparin-induced thrombocytopenia. Blood 2009; 113: 4963–69.

D(+)HUSにも免疫吸着療法が有効かもしれない？

Objective： D(+)HUSの神経学的予後に対する免疫吸着療法の有効性の検討 Design: Prospective non-cotrolled trial Setting: 多施設研究(大学病院２施設) Patients:重度の神経学的症状を呈しICU管理となったO104:H4感染のHUS患者12名 (女性11名,男性1名、年齢中央値51歳(38-63歳)) Methods:上記患者に、IgG免疫吸着療法を施行し、その後免疫不全の予防のため IgG補充投与(iv 0.5mg/kg)。 神経学的スコアリング(本研究オリジナル)を行い、免疫吸着療法の前後3日間での 変化を評価。

Treatment of severe neurological defi cits with IgG depletion through immunoadsorption in patients with Escherichia coli O104:H4-associated haemolytic uraemic syndrome: a prospective trial Lancet 2011; 378: 1166–73

Composite neurological score(original) 合併症 ポイント

見当識障害 1

パニックor幻覚 1

痙攣 1

ミオクローヌス 1

失語 1

不全麻痺 1

非神経学的合併症で人工呼吸器使用のため評価困難 1

昏睡 2

神経学的合併症による人工呼吸使用 3

Methods IgG吸着カラム(Immunosorba® etc)を用いて免疫吸着療法を連続2日間で2回施行。

12L/回の血漿を処理、二回目の吸着の後、IgG（0.5mg/kg）を投与し、血中のIgGを補充。

血漿量の1.2～1.4倍のFFPで一般的なPE。

エクリズマブ(Soliris®)を免疫吸着療法の前に900mg iv.免疫吸着療法後に追加投与600mg iv.

O104:H4感染はPCR解析を用いて診断。

血液検査項目：血算、APTT、IgG、vWF,

vWF リストセチン補因子,

Cr, BUN, 抗ADAMTS-13抗体

オリジナルの神経学的スコアリングを用いて、 day 0 (一回目の免疫吸着療法の前)

day 1 (二回目の免疫吸着療法の前)

day 3

での変化をフリードマン検定と

ウィルコクソン順位検定で評価。

免疫吸着

PE

エクリズマブ

採血検査その他

・2施設における63人のO104:H4による腸管出血性腸炎患者のうち、12人がICU治療を 受けた(この12人が今回の解析対象患者)。 ・すべての患者はTMA(血小板減少と溶血性貧血)をきたした。 ・AKIN criteriaで10人がAKI stage3、2人がAKI stage2と診断。 ・5人がShiga-toxin吸着の目的で活性炭を服用した。 ・6人の患者が副腎不全になり、平均早朝コルチゾールが110nmol/Lと低下した (重症患者での正常値が414nmol/L以上)。 ・ナトリウム血中濃度に異常をきたした患者はなかった。 ・発症時、頭部CTで画像異常のある患者はなかった。 頭部MRIの拡散強調画像(DWI)とT2で、信号異常を主に脳幹部、視床、白質に認めたが 共通のパターンを見出せなかった。

Result

Result Griefswald Hannover

Patient 2が最重症例。 痙攣を繰り返していたが、 Immunoadsoptionに反応し、 神経学的所見は改善した。

患者背景

Result

PE： 10人に施行

複数回のPE施行(4.3回)にもかかわらず神経所見の改善なし。

エクリズマブ投与： 8人に施行

1人（Patient 10）で神経学的症状を改善、

5人（Patients 2,3,4,8,9）で悪化、

2人(Patients 6,7)で不変。

Result Immunoadsorption(IA; 免疫吸着療法): ・IA施行により血中IgG濃度は6.19g/L→1.13g/Lへ低下。

・4人(Patients 3.4.8.12) は1コースで神経症状が改善。

・6人(Patients 5,6,7,9,10,11)は神経症状が平均7.4日後に

再発、2コース目を施行。

・同理由でPatient 1は3コース、Patient 2は4コース。

人工呼吸器： ・9人がもともと人工呼吸器使用

・5人が免疫吸着療法開始後48時間で抜管。

・2人が4日以内に抜管。

・Patient 3はウィーニング失敗。

・Patient 5は誤嚥性肺炎で人工呼吸管理を続行。

他のIA施行も大小の副作用なし。

全員生存、ICU退室までにRRTを離脱。

すべての患者の神経学的症状は最初の免疫吸着療法後に改善(痙攣やミオクローヌス停止など：後述)。

Result 免疫吸着療法前3日間でスコア悪化

平均2.3→3.0(p=0.038)

免疫吸着療法後、

1日目平均2.0

2日目平均1.6

3日目平均1.0 (p=0.0006)

と急速に改善。

非挿管患者では免疫吸着療法中に

神経学的症状の改善を確認。

→最も印象的なところでは

・Patients 2,5で失語が改善して喋り出した

・Patient 2で深刻なパニック発作が消失

・Patients 1,2, 5でミオクローヌスが停止

ICU退室時に残存した神経学的症状は2人の患者を除いて完全に改善。

神経学的スコア

免疫吸着療法開始からの時間

IA施行

Discussion; Immunoadsorptionの有効性の機序

Mitomycin-C induced HUS(Mitomycin-HUS)にImmunoadosorptionが有効という報告。

PE, plasma infusion → ほとんど奏功しない

Immunoadsorption → 寛解率は50%にものぼる

Mitomycin-HUSの病態生理は不明な部分が多いが、

腎細血管内皮傷害や血小板凝集を起こす

血中の免疫複合体の関与が考えられている。

・免疫複合体はin vivoの実験で血小板凝集を起こす

・腎細血管が傷害されていると、微小血栓を形成

高濃度の免疫複合体(糖タンパク抗原+IgG+補体)が血中に循環しており、

これらを除去することが、Mitomycin-HUSを改善させている可能性がある。

The Role of Circulating Immune Complexes and Biocompatibility of Staphylococcal

Protein A Immunoadsorption in Mitomycin C–Induced Hemolytic Uremic Syndrome

American Journal of Kidney Diseases 2004; 44: E50-E58

微小血管性溶血と腎障害

Discussion; PE vs Immunoadsorption(IA)

・免疫吸着カラムは患者のIgGを80%除去し、血漿中と

間質のIgGの濃度差でIgGが血漿中へ再分配される。

→IgGの効率的な除去が可能。

・PEはFFPを投与しながら血漿を交換するのでIgGの

濃度差はできずに、IgGの除去効率が落ちる。

IgG除去効率に関してはIAが優っている。

IgGを効率良く除去することにより、意識障害の改善が得られる？

◎HUSで中枢神経障害が出現する理由ははっきりとは判明していない。

◎小児D(+)HUSで多くみられる1週間以内の中枢神経障害は、

・低ナトリウム血症、Fluid overload、高血圧等が引き金となる。

・剖検データでは、全身性の補体系の活性化、頭蓋内の微小血栓傾向が認められ、

これらは中枢神経障害の原因の一つであろう。

・また、Shiga-toxin(Stx)は直接的な脳細胞障害性を有しており、Stxによる炎症性

サイトカインの活性化も脳細胞障害の原因となる。

◎一方、2週間目前後に見られる中枢神経障害は、

・IgGの関与が想定されているが、詳しくは不明。

・ただ、Stx antibody(Stx抗体)はStxの細胞障害を防ぐ作用を有していると

考えられている。IA施行により、Stx-bound antibody complex(Stx免疫複合体)を

除去することや、Stx自体を除去することで中枢神経障害の改善が得られている

のかもしれない(PLoS One 2011; 6: e19136. Am J Kidney Dis 44:E50-E58.)。

Comment

現在想定されている病態論は・・・

本日のまとめ ◎HUSはTMAの一部である(TMA=HUS+TTP)。

◎HUSは下痢(腸管大腸菌感染)を契機としたD(+)HUSと

下痢を伴わないAtypical HUSに分類される。

◎TTPにおいてはPEが有効である。

◎Atypical HUSにおいてはPEが有効である可能性が高い。

◎D(+)HUSでは支持療法を凌駕する有効な治療は無いと

考えられていたが、最近の欧州での症例報告によると

1, Eculizumab投与

2, PE施行

3, Immunoadsorption施行 が有効である可能性が示唆された。

◎ただし、HUSにおける臓器障害(特に中枢神経障害)は病因が

いまだ不明である点が多く、上記1-3の治療が有効である機序も

不明な点が多い。一応、有効性の機序として可能性が高いのは、

Shiga toxinや、Shiga toxin免疫複合体の除去であると想定され

ている。