Mediadores mastocitarios durante la anafilaxia: Utilidad y limitaciones de la triptasa como marcador diagnóstico actual e implicación del sistema de contacto y de la coagulación en la anafilaxia

Abstract

Introducción: La anafilaxia es una reacción de instauración rápida y potencialmente mortal, donde los mediadores mastocitarios tienen un papel clave en su fisiopatología. El diagnóstico de la anafilaxia es clínico, ya que actualmente no se dispone de marcadores biológicos que nos permitan confirmar el diagnóstico. Recientemente, en un modelo murino se ha descrito el posible papel de la heparina derivada de los mastocitos en la activación del sistema de contacto, una cascada de proteasas que termina escindiendo el cininógeno de alto peso molecular (HK) para liberar bradicinina (BK), proteína con múltiples efectos inflamatorios. Objetivo: Esta Tesis Doctoral la componen dos trabajos. El objetivo del primer trabajo fue determinar las concentraciones de triptasa sérica seriada durante la anafilaxia y evaluar su utilidad como marcador diagnóstico y de gravedad, así como también los factores de riesgo para presentar una anafilaxia grave. El objetivo del segundo trabajo fue investigar el papel del sistema de contacto, de la coagulación y la correlación con la triptasa durante la anafilaxia. Métodos: Se trata de dos estudios prospectivos con pacientes que acudieron al Servicio de Urgencias del Hospital Vall d´Hebron con un episodio de anafilaxia. Se recogieron las características demográficas, los factores de riesgo de los pacientes, la etiología, las características clínicas y el tratamiento de la anafilaxia. Se midió la triptasa sérica a las 1-2 horas (T1), a las 4-6 horas(T2), a las 12-24 horas (T3) después del inicio de la anafilaxia y en condiciones basales (TB). En el segundo estudio, dado que se trataba de un estudio exploratorio, se compararon 10 pacientes durante la anafilaxia y en condiciones basales y con controles sanos ajustados por sexo y edad. Se determinó mediante inmunodetección la proteólisis plasmática del HK, de la calicreína plasmática (PK) y del factor XII (FXII). La heparina liberada por los mastocitos se determinó mediante la actividad del anti-Xa y se analizó la vía intrínseca de la coagulación midiendo los niveles de TTpa. Resultados: En el primer trabajo se incluyeron un total de 102 pacientes, 63 mujeres, de edad media de 47,4±19,1 años. La concentración de la triptasa a T1 (19.3±15.4µg/L) fue significativamente más alta que en T2, T3, TB (todos <11,4µg/L; P<0,0001). No obstante, la triptasa no se elevó en el 36,3% de los casos. Además, en el 60,6% de estos pacientes no se observaron cambios en los niveles de triptasa comparando T1 y TB (ΔT1-TB=0). La concentración de triptasa fue más elevada en las anafilaxias más graves (P<0,0001) y se correlacionaba positivamente con la gravedad (P<0,001; r=0,49). La anafilaxia fue más grave y la concentración de triptasa más elevada cuando la etiología eran los fármacos comparado con los alimentos tanto en T1 (P=0,045) como en TB (P=0,019). La edad y los factores de riesgo cardiovascular se asociaron a una anafilaxia más grave (P=0,001). En el segundo trabajo se observó una extensa proteólisis del HK, de la PK y del FXII en el plasma de los pacientes durante la anafilaxia, no observándose en los mismos en condiciones basales ni en los controles. El grado de escisión del HK se correlacionó con la gravedad de la reacción y con los niveles de triptasa. El TTpa estaba alargado en 3 pacientes y los niveles de anti-Xa fueron más altos durante la anafilaxia que a nivel basal (4 kIE/L, IQR 2,5-5,5 versus 1 kIE/L IQR 0,25-1,75, p < 0,005). Conclusiones: La triptasa es un biomarcador relacionado con la gravedad de la anafilaxia. No obstante, no es un marcador óptimo para el diagnóstico de la anafilaxia, ya que en un número no despreciable de pacientes se mantiene inalterada. La edad avanzada y los factores de riesgo cardiovascular estaban asociados a una anafilaxia más grave. Además, se ha demostrado una activación del sistema de contacto y de la coagulación, así como un aumento de la actividad del anti-Xa en los pacientes durante la anafilaxia.

Background: Anaphylaxis is a hypersensitivity reaction that is rapid in onset and potentially fatal, in which mast cell mediators play an important role in the physiopathology. The diagnosis of anaphylaxis is based on clinical history since no reliable biological marker is currently available to confirm the diagnosis. Recently, the potential role of mast-cell-driven heparine activating the plasma contact system has been described in a murine model, a protease cascade which proteolyzes high molecular weight kininogen (HK) to liberate bradykinin (BK), a protein with inflamatory effects. Objective: This thesis comprises two studies. The aim of the first study was to determine sequential serum tryptase concentrations during anaphylaxis and to evaluate its potential as a diagnostic marker and its relation to severity, as well as to evaluate risk factors for a severe anaphylaxis. The aim of the second study was to investigate the role of the plasma contact system, the coagulación system and the correlation with tryptase during anaphylaxis. Methods: Two prospective studies including patients with acute anaphylaxis (NDAID/FAAN criteria) attending the Emergency Department. Demographic characteristics, anaphylactic triggers, specific risk factors, clinical characteristics and management of anaphylaxis were recorded. Serum tryptase was measured at 1-2 hours (T1), 4-6 hours (T2) and 12-24 hours (T3) following onset of symptoms and in basal conditions (TB). In the second study, an exploratory research, plasma samples from ten patients with acute anaphylaxis were compared with baseline samples and with ten age- and sex- matched controls. The proteolysis of HK, plasma kalikrein (PK) and factor XII (FXII) were determined by immunoblotting. Mast cell activation and heparin release were determined by serum tryptase levels and anti-Xa activity and the intrisec pathway of the coagulation system with apTT. Results: A total of 102 patients were included in the first study, 63 females, mean age 47.4±19.1 years. Tryptase concentration at T1 (19.3±15.4µg/L) was significantly higher than at T2, T3 and TB (all<11.4µg/L; P<0.0001). Nevertheless, tryptase was not raised in 36.3% of cases. Furthermore, in 60.6% of these patients no changes were observed in tryptase levels comparing T1 and TB (ΔT1-TB =0). Tryptase was more frequently elevated in more severe anaphylaxis (P<0.0001) and positively correlated with the grades of severity (P<0.001, r=0.49). Anaphylaxis was more severe and tryptase concentration was higher when the causative agent was a drug compared to food both at T1 (P=0.045) and at TB (P=0.019). Age and coronary risk factors were associated with more severe anaphylaxis (P=0.001). In the second study, we noted extensive proteolysis of HK in the plasma of all anaphylactic patients at the onset of symptoms but not during remission and in none of 10 controls. Degree of HK breakdown correlated with the severity of anaphylactic reactions and with tryptase levels. All anaphylactic patients also showed activation of FXII and PK but not at baseline or in control patients. The apTT was prolonged in three patients and the levels of anti-Xa were higher during anaphylaxis compared with basal conditions or healthy controls (4 kIE/L, IQR 2.5-5.5 versus 1 kIE/L IQR 0.25-1.75, p < 0.005). Conclusion: Tryptase is a biomarker related to the severity of anaphylaxis. However, it is not an optimal marker, because its concentration remains unaltered in a considerable number of patients during acute anaphylaxis. Old age and coronary risk factors were associated with severe anaphylaxis. Furthermore, an activation of the contact and coagulation system, and an increase of activity of the anti-Xa was demonstrated in the patients.