Surveillance en laboratoire de l’héparinothérapie : Temps de thromboplastine partielle ou test anti-Xa ?

Abstrait

Le temps de thromboplastine partielle activé (TTP) est la principale méthode par laquelle les laboratoires surveillent l’héparinothérapie non fractionnée. Un examen de la base expérimentale de la surveillance de l’héparine par le PTT révèle des lacunes importantes du test. La disponibilité des dosages anti-Xa de l’héparine sur les analyseurs automatisés de la coagulation présente une alternative apparemment logique car la fourchette thérapeutique du PTT est dérivée des mesures anti-Xa du plasma des patients héparinés. Le dosage de l’anti-Xa n’est pas sensible à de nombreuses interférences préanalytiques affectant le PTT, et l’adoption de la surveillance de l’anti-Xa éliminerait la nécessité de valider une marge thérapeutique du PTT. Cependant, la surveillance de l’héparine anti-Xa n’a pas été rigoureusement validée par des études de résultats cliniques, et la diminution de l’utilisation clinique de l’héparine non fractionnée rend peu probable l’obtention de telles données. Néanmoins, de nombreux laboratoires pourraient se retrouver dans l’incapacité de continuer à valider leurs fourchettes thérapeutiques du PTT conformément aux recommandations actuelles et aux exigences d’accréditation.

Le temps de céphaline activé (PTT) reste la principale méthode par laquelle les laboratoires surveillent le traitement par héparine non fractionnée (HNF) intraveineuse1. Cependant, la disponibilité des tests anti-facteur Xa (anti-Xa) sur les analyseurs de coagulation automatisés offre l’opportunité de réévaluer les bases historiques et scientifiques de l’utilisation du test PTT comme principal outil de laboratoire pour le suivi de l’héparinothérapie. Ironiquement, la disponibilité généralisée des dosages anti-Xa survient à un moment où les indications cliniques de l’héparine non fractionnée se réduisent en raison de la disponibilité des produits d’héparine de faible poids moléculaire (HBPM).

Héparine non fractionnée et héparine de faible poids moléculaire

L’héparine est un mélange hétérogène de mucopolysaccharides (polysucres) sulfatés à charge hautement négative, également appelés glycosaminoglycanes. Le poids moléculaire (PM) des molécules d’héparine dans les préparations d’UH varie de 3 000 à 30 000 Daltons, avec un PM moyen de 15 000 à 18 000 Daltons. Cela équivaut à des polymères composés d’environ 45 à 50 monosaccharides. La charge négative dense entourant les molécules d’héparine de gros PM entraîne une liaison non sélective considérable de l’HN aux cellules et aux protéines, ce qui réduit l’effet anticoagulant. L’héparine non fractionnée est éliminée de l’organisme par 2 mécanismes : 1) dépolymérisation dose-dépendante, principalement des molécules de gros MW, médiée par les cellules endothéliales et les macrophages ; et 2) élimination dose-indépendante des molécules de faible MW par les reins. La liaison aux protéines et la cinétique d’élimination saturable produisent une variabilité significative de l’effet anticoagulant de l’HU chez les patients individuels.2

L’héparine de bas poids moléculaire est un dérivé manufacturé de l’HU. Elle est préparée à partir d’UH par filtration ou dépolymérisation contrôlée pour donner des polymères d’un MW moyen de 3 000 Daltons. Les héparines de faible poids moléculaire sont moins susceptibles de se lier de manière non spécifique aux protéines et sont éliminées du corps par les reins. Ces propriétés se traduisent par un effet anticoagulant plus prévisible lorsque la posologie basée sur le poids est utilisée pour le traitement des patients.2

Mécanisme de l’anticoagulation par l’héparine

Les principales propriétés anticoagulantes de l’héparine proviennent de son interaction avec l’antithrombine (AT), une protéine anticoagulante naturelle présente dans le sang. L’héparine se lie à l’AT via une séquence pentasaccharidique spécifique (figure 1). La liaison de l’héparine induit des changements de conformation de la molécule d’AT, ce qui multiplie par plusieurs fois l’activité anticoagulante de l’AT. L’antithrombine supprime la coagulation en désactivant les protéines (sérine protéases) impliquées dans la cascade de la coagulation, principalement la thrombine (FIIa) et le facteur Xa (FXa). La liaison spécifique de la séquence pentasaccharidique présente dans l’HN et l’HBPM à l’AT est suffisante pour inactiver le FXa. L’inactivation de la thrombine se produit par la liaison non spécifique du complexe héparine:AT au FIIa et nécessite une chaîne polysaccharidique d’au moins 18 monosaccharides (Figure 2). Par conséquent, l’héparine a une activité antithrombine et anti-Xa à peu près équivalente, tandis que l’activité antithrombine des différents produits HBPM disponibles dans le commerce dépend de la proportion relative de molécules contenant 18 monosaccharides ou plus dans chaque produit.2

Utilisations thérapeutiques de l’héparine

Traditionnellement, l’héparine non fractionnée a été indiquée pour le traitement ou la prévention de la thromboembolie (coagulation) veineuse ou artérielle spontanée ou iatrogène (induite par une procédure médicale). Il a été démontré que l’héparinothérapie est efficace pour réduire la morbidité et la mortalité associées aux thromboembolies établies (par exemple, thrombose veineuse profonde, embolie pulmonaire) et pour réduire le risque de formation de thrombus (par exemple, infarctus du myocarde, angine instable, angioplastie coronaire). L’héparine peut être administrée au patient par voie intraveineuse (IV) (patient hospitalisé) ou sous-cutanée (patient externe) selon l’indication clinique. L’héparinothérapie intraveineuse est initiée par une dose bolus suivie de doses d’entretien calculées pour maintenir l’anticoagulation nécessaire au bénéfice thérapeutique. Les tests de laboratoire sont considérés comme essentiels pour la thérapie IV, mais ne sont pas indiqués pour l’héparinothérapie sous-cutanée. Dans la pratique médicale actuelle, les indications cliniques primaires du traitement par HNU diminuent, car l’HBPM remplace l’HNU comme anticoagulant héparinique de choix en raison de sa réponse anticoagulante prévisible qui rend inutile le contrôle de laboratoire de routine et d’un taux de complication plus faible.3,4

Surveillance thérapeutique de l’héparine

Le TCA est le test de choix pour la surveillance du traitement par héparine IV à faible dose. Les données soutenant l’utilisation du TCA remontent à des études publiées au début des années 1970. Une analyse rétrospective des données de patients publiée par Basu et ses collègues en 1972 suggérait qu’un TTP égal à 1,5 à 2,5 fois le TTP moyen de contrôle réduisait le risque de thromboembolie récurrente.5 Un article ultérieur publié par le même groupe à l’Université McMaster utilisant les mêmes réactifs du TTP dans un modèle expérimental d’extension du thrombus chez le lapin soutenait la fourchette thérapeutique de 1,5 à 2,5.6 C’est ainsi qu’est née la fourchette thérapeutique de l’HNU « 1,5 à 2,5 fois le contrôle ». Les premières études cliniques ont apporté leur soutien au concept selon lequel le TCA doit être amené dans la fourchette thérapeutique dans les 24 heures pour éviter la thrombose.7 La corrélation entre les valeurs élevées du TCA (>2,5 × le contrôle) et l’incidence des hémorragies s’est avérée plus problématique7, 8

Temps de thromboplastine partielle et dosages de l’héparine

Le groupe McMaster a également démontré qu’un TTP de 1,5 à 2,5 fois le contrôle (en utilisant leur réactif) correspondait à un taux d’héparine de 0,2 à 0,4 UI/mL en utilisant un dosage de l’héparine par titrage à la protamine.9 Au fur et à mesure que d’autres réactifs du TTP (et instruments de coagulation) sont devenus disponibles, il est devenu clair que les différents réactifs démontraient des sensibilités variables du TTP à l’héparine. Kitchen et Preston ont mesuré des rapports thérapeutiques du PTT allant de 1,61 à 2,60 à 0,4 UI/mL et de 1,93 à 3,94 à 0,6 UI/mL pour 8 réactifs différents du PTT.10 Par conséquent, les plages thérapeutiques du PTT dérivées de niveaux d’héparine de 0,2 à 0,4 UI/mL (par dosage de la protamine) sont, en fait, spécifiques du réactif. Ces données ont remis en question l’utilisation d’un rapport thérapeutique standardisé du TCA sans tenir compte de la combinaison réactif/instrument utilisée pour le test. Un réexamen des essais cliniques utilisant différents réactifs du PTT (avec des sensibilités variables à l’héparine) pour maintenir le ratio thérapeutique de 1,5 à 2,5 fois le contrôle a démontré l’efficacité de l’héparinothérapie, même lorsque le PTT était sous-thérapeutique.7

Une fois qu’il a été accepté que le PTT n’était pas une mesure précise du succès de l’anticoagulation par l’héparine, on a envisagé d’améliorer le test en créant des plages thérapeutiques spécifiques aux réactifs. L’utilisation de ratios thérapeutiques a été largement abandonnée au profit de plages thérapeutiques du TCA calibrées par des mesures d’héparine anti-Xa. Des directives ont été élaborées à partir des données des études du groupe McMaster montrant qu’un taux d’héparine de 0,2 à 0,4 UI/mL par dosage de la protamine était équivalent à un taux de 0,35 à 0,70 UI/mL en utilisant un dosage de l’héparine du facteur Xa.9 Cette relation a servi de base à la recommandation d’une marge thérapeutique de 0,3 à 0,7 UI/mL pour l’HNU en utilisant un dosage anti-Xa.11 Cependant, les dosages de l’héparine anti-Xa ne sont pas harmonisés. Des études de comparaison des dosages ont démontré que les taux d’héparine thérapeutique anti-Xa correspondant à une concentration de dosage de la protamine de 0,2 UI/mL variaient de 0,24 à 0,30 UI/mL, et que les taux d’héparine thérapeutique anti-Xa correspondant à une concentration de dosage de la protamine de 0,4 UI/mL variaient de 0,38 à 0,60 UI/mL12.

CAP:

College of American Pathologists.

FIIa:

Thrombine.

UI:

Unités internationales. Unité de mesure d’une substance biologique basée sur son activité.

Div>

Sérine protéases:

Enzymes qui coupent les liaisons peptidiques dans les protéines.

College of American Pathologists (CAP) Requirements for a PTT-based Heparin Therapeutic Range

Un laboratoire qui surveille l’héparinothérapie à l’aide du PTT doit établir une plage thérapeutique en utilisant une technique appropriée. Pour la création initiale d’une plage thérapeutique, le CAP recommande 1) la collecte d’échantillons de plasma de patients recevant une héparinothérapie IV (échantillons ex vivo) et 2) l’analyse par le PTT et le dosage de l’héparine.13 Une plage thérapeutique du PTT peut être calculée en identifiant les valeurs du PTT correspondant à des niveaux d’anti-Xa de 0,3 et 0,7 UI/mL. Les changements de lots de réactifs et/ou d’instrumentation nécessitent une revalidation de la fourchette thérapeutique. Les laboratoires peuvent répéter le même processus de validation ou analyser des échantillons de patients recevant une héparinothérapie IV selon le lot de réactif (ou la méthode) original du PTT et le nouveau lot de PTT et comparer les résultats pour déterminer une réponse cliniquement équivalente. La différence moyenne entre le lot utilisé pour établir la gamme thérapeutique du PTT et un lot ultérieur ne doit pas dépasser 7 secondes. Étant donné que chaque lot de réactifs suivant est comparé au lot précédent, les laboratoires doivent surveiller la somme des différences par rapport au lot de réactifs utilisé lors de la validation initiale afin de s’assurer que la différence moyenne cumulée du PTT ne dépasse pas 7 secondes.11 Les considérations préanalytiques importantes pour la réalisation des validations comprennent les recommandations suivantes : 1) au moins 30 échantillons doivent être prélevés chez pas moins de 15 patients recevant un traitement à l’héparine (échantillons ex vivo) ; 2) les échantillons doivent être prélevés au moins 4 heures après une dose bolus ou un changement de dose (débit IV) pour permettre l’équilibrage du médicament ; 3) les échantillons prélevés chez des patients sous warfarine ne doivent être utilisés que si l’INR est <1.3, puisque le traitement à la warfarine peut prolonger le PTT14 ; 4) la combinaison des résultats des échantillons doit couvrir la gamme thérapeutique de l’héparine (c’est-à-dire de 0,3 à 0,7 UI/mL) ; et 5) la préparation des échantillons de l’étude en dopant du plasma normal avec de l’héparine (échantillons in vitro) n’est pas recommandée pour les tests puisque les données publiées suggèrent un effet de l’héparine plus important dans ces échantillons que celui observé pour les échantillons ex vivo13. L’utilisation d’échantillons dopés entraînera une fourchette thérapeutique artificiellement élevée (figure 3).

Validation des plages thérapeutiques du TCA : Défis pour le laboratoire

De nombreux laboratoires trouveront difficile de respecter les recommandations relatives à la validation de leurs plages thérapeutiques du PTT spécifiques au laboratoire. Le problème le plus redoutable est d’identifier un nombre suffisant de patients recevant un traitement par HNU, puisque, comme nous l’avons déjà noté, l’HBPM est en train de remplacer l’HNU comme héparine de choix pour la prévention ou le traitement des thromboembolies. Cette situation sera exacerbée à mesure que de nouveaux anticoagulants seront approuvés par les organismes de réglementation. De plus, il est difficile de prélever des échantillons chez les patients sous warfarine qui ont un INR <1,3, car le traitement par warfarine est fréquemment initié simultanément au traitement par HNU, ce qui réduit la fenêtre d’opportunité. Le laboratoire doit compter sur l’équipe clinique pour prélever des échantillons à l’intervalle approprié après des bolus ou des changements de dose et, comme les échantillons de TCA peuvent être prélevés et envoyés pour analyse à toute heure du jour et de la nuit, l’identification d’un patient recevant une HNU, la récupération de l’échantillon et l’analyse anti-Xa dans les délais de stabilité de l’échantillon peuvent poser problème. Enfin, le degré de dispersion constaté dans un tracé du PTT en fonction de la concentration d’héparine conduit à des intervalles de confiance très importants autour des limites estimées de la marge thérapeutique.

Avantages et inconvénients de l’utilisation d’un dosage anti-Xa de l’héparine pour la surveillance du traitement par HNU

L’abandon du PTT au profit du dosage anti-Xa pour la surveillance du traitement par héparine présenterait les avantages suivants :

1. Le dosage anti-Xa est maintenant disponible sur de nombreux analyseurs de coagulation automatisés.

2. Contrairement au TCA, le dosage anti-Xa n’est pas affecté par des tubes de collecte insuffisamment remplis – un problème préanalytique courant.

3. Le dosage anti-Xa n’est pas susceptible d’être perturbé par des concentrations élevées de facteur VIII ou de fibrinogène résultant de réactions de phase aiguë.

4. Le dosage anti-Xa n’est pas influencé par les déficits en facteurs, à l’exception peut-être du déficit en AT (voir ci-dessous).

5. Plus important encore, il ne serait plus nécessaire d’établir une fourchette thérapeutique du TCA, à condition que le laboratoire ait informé les cliniciens que le traitement par HU doit être surveillé à l’aide du dosage de l’anti-Xa plutôt que du TCA et que les cliniciens soient également informés de la fourchette thérapeutique.

Malheureusement, le dosage de l’anti-Xa présente certains inconvénients :

1. Un traitement rapide de l’échantillon (1 heure) est nécessaire pour éviter la neutralisation de l’héparine par le facteur plaquettaire 4.

2. Le dosage est considérablement plus cher que le PTT.

3. Malgré les limites du TCA pour la surveillance de l’adéquation de l’héparinothérapie, il représente une mesure de l’effet anticoagulant de l’héparine chez les patients.

4. Le dosage sous-estime la concentration d’héparine en présence d’un déficit AT significatif, bien que la signification clinique de ce résultat soit controversée.15

5. Bien que la recommandation faisant autorité pour la fourchette thérapeutique anti-Xa soit de 0,3 à 0,7 UI/mL (ACCP), la littérature publiée démontre les limites de cette recommandation.

6. Il existe peu d’informations publiées sur l’utilisation des dosages anti-Xa pour la surveillance de routine du traitement par HU. Une étude récente a identifié des patients dans une unité de soins intensifs médicaux qui recevaient de l’héparine IV mais dont les taux d’héparine n’étaient pas mesurables par 3 dosages anti-Xa différents15.

7. Il existe peu de données publiées sur les résultats évaluant la sécurité et l’efficacité des dosages anti-Xa pour gérer le traitement par HNU.

Conclusions

Le TCA continue d’être le principal test utilisé par les laboratoires pour la surveillance de l’héparinothérapie IV, malgré ses limites connues pour prédire l’adéquation de l’anticoagulation chez le patient traité, et la difficulté d’établir et de maintenir une marge thérapeutique validée à chaque changement de lot de réactif ou d’instrument. Le remplacement de l’HNF par l’HBPM et d’autres nouveaux anticoagulants qui ne nécessitent pas de surveillance de laboratoire de routine augmentera les défis auxquels les laboratoires devront faire face pour valider leurs plages thérapeutiques du TCA. Le traitement à l’héparine non fractionnée n’est cependant pas près de disparaître, car il existe un rôle pour un anticoagulant dont les effets sont rapidement réversibles en cas d’hémorragie (par exemple, chez les patients en soins intensifs). Par conséquent, de nombreux laboratoires peuvent se retrouver dans la situation où ils tentent de valider leurs plages thérapeutiques du PTT mais ne peuvent pas se conformer aux recommandations d’accréditation actuelles. Pour tenter d’obtenir suffisamment d’échantillons, les laboratoires pourraient décider 1) de prélever plus de 2 échantillons sur chaque patient ou 2) de se contenter de moins de 30 échantillons. L’une ou l’autre de ces approches aurait pour effet d’augmenter l’imprécision de la marge thérapeutique estimée. Étant donné qu’un TCA élevé est peu corrélé avec les saignements induits par l’héparine7,8, le principal risque d’une fourchette thérapeutique inexacte du TCA serait une thrombose secondaire à une anticoagulation inadéquate (c’est-à-dire une sous-estimation de l’élévation du TCA nécessaire pour obtenir une anticoagulation thérapeutique). Cependant, le risque de thrombose peut être minime si les patients reçoivent une dose bolus d’HNU adéquate, basée sur le poids, suivie de doses d’entretien, quel que soit le TCA atteint.8

Les tests Anti-Xa représentent une alternative attrayante au TCA pour la surveillance de l’HNU ; cependant, les données minimales sur les résultats et le coût plus élevé sont des facteurs limitatifs. Bien que le coût des tests Anti-Xa puisse diminuer avec des volumes de tests plus importants, il est peu probable que des données prospectives sur les résultats cliniques soient disponibles en raison de la diminution de l’utilisation de l’HNU. Néanmoins, les laboratoires peuvent choisir de passer au contrôle de l’héparine anti-Xa en se basant sur les données de résultats actuellement disponibles16.

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Notes de l’auteur

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