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Wie wichtig ist das Monitoring von Antikoagulanzien und welches Monitoring ist dabei für welche Substanz am adäquatesten? Privatdozentin Dr. Mirjam Bachler, Wissenschaftlerin in medizinischer Forschung und Lehre bei der Tirol Kliniken GmbH in Innsbruck, thematisiert die aktuellen Fragestellungen. Bei ihren Ausführungen legt sie besonderen Fokus auf die Aussagekraft der verschiedenen Tests.

Bei kritisch kranken Patienten liegen oft komplexe Hämostasestörungen (z.B. Komorbiditäten in den für die Hämostase wichtigen Organsystemen → Leber, Niere, Knochenmark) vor, bei denen die Aussagekraft der Routine-Parameter (aPTT, ACT) eingeschränkt ist. Mit der Rotationsthrombelastographie (ROTEM^®) steht eine bettseitig (point-of-care) einsetzbare Methode zur Bestimmung des Gerinnungsstatus von Patienten mit oder ohne medikamentöse Antikoagulation zur Verfügung. Bei dieser Methode wird die plasmatische Gerinnung, Thrombozytenfunktion und Fibrinolyse viskoelastisch erfasst und liefert einen funktionellen Gesamteindruck der Blutgerinnung. Eine Blutprobe (Citratblut) wird hierbei mit oder ohne Aktivator in das Messsystem eingebracht und die Gerinnselbildung kontinuierlich aufgezeichnet. Das Citratblut wird mit Kalziumchlorid rekalzifiziert und mit verschiedenen Testsubstanzen aktiviert. Neben dem Einfluss von Antikoagulanzien werden auch Gerinnungsstörungen (Hämophilie, Thrombozytopenie und fibrinolytische Aktivitäten) im Thrombelastogramm sichtbar. Die Methode liefert Aussagen zum Start der Gerinnung (coagulation time; CT), zur Kinetik der Gerinnung (clot formation time; CFT), zur maximalen Gerinnselfestigkeit (maximale Amplitude; MA) und zur Fibrinolyse (maximale Lyse; ML) (s. Abb. 1).[1]

Für eine direkte Bestimmung von Argatroban publizierten Schaden et al. (2013) [2] eine modifizierte Methode, bei der die Aktivierung von Prothrombin zu Thrombin mit Ecarin erfolgte (ECATEM).

Beiderlinden et al. (2018) [3] verglichen aPTT, TT mit INTEM CT¹ und EXTEM CT² für Argatroban und Lepirudin und fanden, dass die Rotationsthrombelastographie und die TT gut mit den Plasmaspiegeln der direkten Thrombininhibitoren korrelieren. Um mit Argatroban eine aPTT-Verlängerung um das 1,5 bis 2,0-Fache zu erzielen, waren bei kritisch kranken Patienten mittlere Plasmakonzentrationen von 0,01 bis 1,2 μg/ml erforderlich.

¹ INTEM CT (Kontaktaktivierung) erfasst hauptsächlich den intrinsischen Weg der Gerinnung (wie aPTT und ACT)
² EXTEM CT (Aktivator Tissue factor) erfasst im Wesentlichen den extrinsischen Weg

Rössig et al. (2011) [1] verwendeten die ACT (ACT Plus^®; Medtronic GmbH, Düsseldorf) als Parameter zur Bestimmung der Antikoagulation mit Argatroban im Vergleich zu UFH. Um zu untersuchen, ob sich der mit der ACT gefundene dosisabhängige Effekt von Argatroban auch mit anderen Koagulationstests nachweisen lässt, wurden außerdem die aPTT und die ECA-T bestimmt. Auch bei aPTT und ECA-T konnte eine dosisabhängige Beziehung zwischen Effekt und Dosis von Argatroban gezeigt werden (s. Abb.). [1]

Nach Beendigung der Antikoagulation waren in den Argatroban-Gruppen nach 2 Stunden die Ausgangswerte fast wieder erreicht. Die aPTT-Werte in der Heparin-Gruppe waren nach 2 Stunden noch deutlich erhöht. Der pharmakodynamische Effekt von Heparin lässt sich aufgrund der fehlenden Interaktion zwischen Heparin und Meizothombin mit Hilfe der ECA-T nicht bestimmen. [1] 

Abbildung A-C: Ergebnisse verschiedener Gerinnungstests Argatroban versus UFH.

ARG250; ARG300; ARG350; UFH (modifiziert nach [1])

Der chromogene Ecarin-Test ist eine Variante des Tests für die Ecarin-Gerinnungszeit (ECT), bei dem Prothrombin durch Zugabe des Schlangengifts Ecarin zu Meizothrombin gespalten wird. Dieses Intermediärprodukt wird im Folgeschritt durch weitere proteolytische Spaltung in Thrombin überführt. Das Meizothrombin weist selbst keine relevante Gerinnungsaktivität auf.

Die Ecarin-Gerinnungszeit (ecarin clotting time; ECT) und der chromogene Ecarin-Test (ecarin chromogenic assay; ECA-T) sind für eine quantitative Bestimmung von direkten Thrombininhibitoren im Plasma ebenfalls geeignet. [1] [2]

Argatroban weist wie auch andere direkte Thrombininhibitoren eine höhere Affinität zu Meizothrombin als zu Thrombin auf und fängt somit das Intermediärprodukt ab, wodurch proportional zur Plasmakonzentration von Argatroban weniger Thrombin gebildet wird. Dadurch verlängert sich die Zeit bis zur Fibrinbildung (ECT).

Beim chromogenen Test setzt das entstehende, nicht von Argatroban gebundene Meizothrombin aus dem chromogenen Substrat p-Nitroanilin (Chromophor) frei, welches photometrisch gemessen werden kann. Argatroban hemmt die Spaltung konzentrationsabhängig. Die Argatroban-Konzentration verhält sich proportional zur Reaktionszeit (Zeit bis eine definierte Absorption erreicht ist). Die ECA-T ist bis zu einer Argatroban-Konzentration von 2,0 μg/ml linear [1].

Anders als die aPTT ist der ECA gänzlich unabhängig von der Plasmakonzentration der Gerinnungsfaktoren oder -inhibitoren. Außerdem wird der Test durch die Anwesenheit von Lupus-Antikoagulanz nicht beeinflusst und ist unempfindlich gegenüber der Anwesenheit von Heparin, LMWH, Danaparoid, Fondaparinux und anderen direkten Faktor Xa-Hemmern. Durch die hohe Spezifizität dieses Tests ist die genaue Dosierung der DTIs bei der Umstellung auf andere Antikoagulanzien und insbesondere die Steuerung der Behandlung von Hochrisikopatienten möglich.

Wenn die ECA-T für das Monitoring einer Argatroban-Antikoagulation herangezogen werden soll, ist eine Kalibrierung des Tests mit einer Argatroban-Verdünnungsreihe vorzunehmen, anhand derer die Plasmakonzentration der Patientenprobe bestimmt werden kann.

Bei unklar verlängerter aPTT unter Argatroban sollte das Monitoring der Argatroban-Antikoagulation mit einem Labortest erhoben werden, der ausschließlich auf der Thrombinaktivität beruht und alle anderen Einflussfaktoren der Gerinnungskaskade ausblendet. Diese Bedingungen erfüllt u.a. die Bestimmung der Thrombinzeit (TT). Bei der Bestimmung der Thrombinzeit reduziert Argatroban als direkter Thrombininhibitor proportional zu seiner Plasmakonzentration die Konzentration des Startreagens (Thrombin). Dadurch verlängert sich entsprechend die Zeit bis zur Gerinnselbildung. [1]

Die TT hat eine höhere Sensitivität als die globalen Gerinnungstests. Durch Zugabe einer definierten Menge Thrombin zum Citratplasma des Patienten bildet sich aus Fibrinogen Fibrin. Da die plasmaeigene Thrombinbildung entfällt, entfällt auch der Einfluss aller zur Thrombinbildung erforderlichen Faktoren [1]. Als Messgröße wird die Zeit bis zu einer messbaren Fibrinbildung gemessen. Wie die aPTT ist auch die Thrombinzeit nicht standardisiert und die Befunde sind laborspezifisch anhand einer Verdünnungsreihe mit Argatroban zu kalibrieren (s. Abb. 1).

Mit der gleichen Normalplasma-Argatroban-Verdünnungsreihe wird eine aPTT-Kurve erstellt. Nun lassen sich die beiden Laborparameter miteinander korrelieren. Aus der Patientenprobe kann über die Bestimmung der Thrombinzeit mittels Korrelation eine entsprechende aPTT auf der Normalplasmareihe abgelesen werden, die ausschließlich der Aktivität des Thrombininhibitors zuzuordnen ist (s. Abb 2).

Die TT erfasst direkt die Konzentration der therapeutisch eingesetzten Antikoagulanzien mit direkter Hemmwirkung auf Thrombin (Argatroban, Desirudin, Dabigatran). Die TT wird durch direkte Thrombininhibitoren in Abhängigkeit von der Plasmakonzentration des Inhibitors verlängert. Der Test ist laborspezifisch mit einer Argatroban-Verdünnungsreihe (z.B. 0,1 bis 2,0 μg/ml in Citratplasma von Gesunden) zu kalibrieren. Die Antithrombinkonzentration hat keinen Einfluss auf die Thrombinzeit. Da bei Patienten, die mit Argatroban antikoaguliert werden, die TT stark verlängert sein kann oder die Gerinnselbildung nicht messbar ist, kann durch Verdünnung des Patientenplasmas mit Normalplasma (diluted thrombin time; dTT) eine Gerinnungskontrolle ermöglicht werden.

Die antikoagulatorische Wirkung von Argatroban wird über eine spezifische monovalente und reversible Bindung an das aktive Zentrum des Thrombins vermittelt [1]. Die Wirksamkeit ist unabhängig von Cofaktoren und wird daher durch erniedrigte Antithrombin-Spiegel (AT) nicht abgeschwächt. Argatroban interagiert nicht mit Thrombozyten und bindet auch nicht in klinisch relevantem Ausmaß an Plasmaproteine oder Zelloberflächen.

Die spezifische und reversible Thrombinbindung und das pharmakokinetische Profil von Argatroban führen zu einer gut kalkulierbaren Dosis-Wirkungsbeziehung und damit zu einer guten Steuerbarkeit der antikoagulatorischen Therapie. Über einen Dosisbereich von 0 bis 40 μg/kg x min besteht zwischen Plasmakonzentration und Dosis eine lineare Beziehung (s. Abb.). [2]

Für die regelmäßige Überwachung (Monitoring) der Antikoagulation in üblichen Dosierungsbereichen wird die aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT) empfohlen [1]. Für hochdosierte Argatroban-Gaben (z.B. Antikoagulation bei PCI) ist die aktivierte Gerinnungszeit (ACT) als point-of-care-Test vorzuziehen, da für diesen Konzentrationsbereich die Dosis-Wirkungskurve der aPTT nicht mehr linear verläuft [1].

Des Weiteren sind die Ecarin Gerinnungszeit (ECT) bzw. der chromogene Ecarintest (ECA-T) für die Überwachung einer antikoagulatorischen Therapie mit Argatroban geeignet.

Bei kritisch kranken Patienten liegen oft komplexe Hämostasestörungen vor, bei denen die Aussagekraft der Routine-Parameter (aPTT, ACT) eingeschränkt ist. Mit der Rotationsthrombelastographie (ROTEM^®) steht eine bettseitig („point-of-care“) einsetzbare Methode zur Bestimmung des Gerinnungsstatus zur Verfügung.

Zur Therapiekontrolle bei hochdosierter Argatroban-Antikoagulation (z.B. bei PCI) steht als „Point of Care“-Test die aktivierte Koagulationszeit (ACT) zur Verfügung [1]. Der ACT-Test ist nicht standardisiert. Dies bedeutet, dass die verschiedenen Systeme unterschiedliche Basiswerte aufweisen (s. Abb. 1). Daher ist es sinnvoll, das verwendete Testsystem anzugeben, um so eine bessere Einschätzung der gemessenen Werte in Relation zum Basiswert zu ermöglichen.

Der ACT-Test bestimmt die Zeit in Sekunden, die für eine vollständige Aktivierung der Gerinnungskaskade notwendig ist. Der Test wird im Vollblut (Citratvollblut) durchgeführt. Die Koagulation wird mit einem Aktivator (z.B. Kaolin-, Celite-aktiviert) ausgelöst. Die Gerinnselbildung wird mechanisch gemessen.

Die ACT ist wie die aPTT ein globaler Gerinnungstest. Da die aPTT bei höheren Argatroban-Konzentrationen abflacht, wird in der Argatra^® Fachinformation [1] für Interventionen mit hohen Argatrobandosen (z.B. perkutane Koronarintervention – PCI) die ACT zur Therapiekontrolle empfohlen. Wie auch die aPTT ist dieser Gerinnungstest nicht standardisiert und ist demzufolge Geräte- und Reagenzien-spezifisch zu interpretieren.

Die im Folgenden grafisch dargestellten Ergebnisse für die ACT wurden mit HemoTec^®-Geräten (Medtronic, Minneapolis, MN) bestimmt (s. Abb. 2).

Der bettseitig verfügbare Test ist im Vergleich zur aPTT weniger präzise und korreliert nur eingeschränkt mit der aPTT. Das Testergebnis kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden: Thrombozytenzahl, Faktorenmangel (z.B. Faktor XII), Hypothermie, Hämodilution, Aprotinin in Celit-basierten Systemen.

Die Thromboplastinzeit, auch als Prothrombinzeit (PT) bezeichnet, ist ein globaler Gerinnungstest des extrinsischen Systems und gibt an, wieviel Zeit in Sekunden bis zum Auftreten von Fibrinfäden vergeht. [1]

Eine Verdünnungsreihe eines Normalplasmapools führt zu einer Serie von Thromboplastinzeiten, die einer der jeweiligen Verdünnung entsprechend reduzierten Konzentration von Gerinnungsfaktoren des extrinsischen Systems zuzuordnen ist. In der Praxis wird die gemessene Thromboplastinzeit zu einem Quickwert bzw. INR-Wert umgerechnet.[1] [2]

Bei der Ermittlung des Quickwerts wird der Prozentwert der Verdünnung des Normalplasmapools angegeben, welcher der gemessenen Thromboplastinzeit zugeordnet wird (unverdünnter Normalplasmapool entspricht 100 %). Der Quickwert gibt also die Gerinnungsaktivität einer Plasmaprobe in Prozent an. Bei Gesunden ergibt sich ein Normbereich des Quickwerts von 70 – 120 %.

Da die Thromboplastinzeit und damit der Quickwert stark vom verwendeten Thromboplastinzeit-Reagens abhängt (unterschiedliche Sensitivität gegenüber Einzelfaktoren der Gerinnungskaskade) und damit die Vergleichbarkeit von Thromboplastinzeit-Werten bzw. Quick-Werten aus unterschiedlichen Laboratorien nicht gewährleistet ist, wurde 1983 von der WHO eine Standardisierung des Tests vorgenommen und die methodenunabhängige INR (international normalized ratio) eingeführt. [3]

Die INR wird von Fachgesellschaften als Parameter zur Kontrolle der oralen Antikoagulation mit Vitamin K-Antagonisten (VKA), die zu einer reduzierten Synthese der Vitamin K-abhängigen Gerinnungsfaktoren führen, empfohlen. Ein erniedrigter Quick- bzw. ein erhöhter INR-Wert werden üblicherweise als reduziertes Gerinnungspotential interpretiert.[3]

Argatroban, wie alle direkten Thrombininhibitoren, hemmt Thrombin und führt somit zur Verlängerung der Thromboplastinzeit, ohne dass die Konzentration von Vitamin K-abhängigen Gerinnungsfaktoren reduziert ist. Demzufolge ist der INR- oder Quick-Wert von Patientenplasma unter Antikoagulation mit Argatroban anders zu interpretieren als unter einer VKA-Antikoagulation, nämlich als pharmakologisch erwünschte Thrombininhibition.

Auch unfraktioniertes Heparin inhibiert die Thrombinwirkung und hat damit einen Einfluss auf die Prothrombinzeit. Bei Heparin wird dieser Effekt jedoch durch die Zugabe des Heparin-Hemmstoffs Polybren zum Testreagens bis zu Plasmaaktivitäten von ≤ 1 U/ml antagonisiert. Polybren ist jedoch nicht in der Lage, die Wirkungen von direkten Thrombininhibitoren zu antagonisieren.

Ein wesentlicher Aspekt für die Therapiekontrolle von Argatroban ist ein direkter Vergleich von aPTT und TT . Die in den Zulassungsstudien zur Therapiekontrolle verwendete aPTT führte zu den in der Fachinformation empfohlenen aPTT-Verlängerungen. Für die quantitative Bestimmung direkter Thrombininhibitoren steht ein für Argatroban, Desirudin und Dabigatran kalibirierter Test zur Verfügung (Hemoclot-Gerinnungstest).

Im direkten Vergleich untersuchten Colucci et al. (2015) [1] den Einfluss von Argatroban und Bivalirudin auf die aPTT und TT bei 16 HIT-Patienten (Argatroban n = 10 und Bivalirudin n = 6). In der Argatroban-Gruppe hatten 6 Patienten HIT mit Thrombosen. Im Folgenden sind nur die Ergebnisse für Argatroban dargestellt. Argatroban wurde bei 6 Patienten mit einer Initialdosis von 1,0 μg/kg x min und bei 4 Patienten mit 0,5 μg/kg x min gegeben.

Wie der nachstehenden Tabelle zu entnehmen ist, betrug die von der Argatrobandosis abhängige relative aPTT-Verlängerung das 1,3- bis 3,0-fache des Ausgangswerts. Für die direkte Bestimmung der Argatroban-Konzentration wurde bei TT_1,5 für den Konzentrationsbereich von 0,1 bis 0,8 μg/ml eine Verlängerung von 22 bis 90 Sekunden und bei TT_5,0 für 1,0 bis 2,0 μg/ml von 47 bis 77 Sekunden ermittelt.

Für eine therapeutische Antikoagulation mit Argatroban geben die Autoren einen Bereich von 0,4 bis 0,8 μg/ml an, was einer aPTT-Verlängerung um das 1,7- bis 2,1-fache entspricht. Bei einer initialen Infusionsrate von 0,06 mg/kg x h (1,0 μg/kg x min) werden Dosisanpassungen in Stufen von 0,015 mg/kg x h (entsprechend 0,25 μg/kg x min) angegeben.