Wer benötigt Lebertransplantationen - Neuer Ansatz zu bestimmen

Mathematiker von der University of Utah haben eine Reihe von Differentialgleichungen entwickelt, die die Diagnose und damit die Rettung von Tylenol-Patienten erleichtern. Die Studie von Acetaminophen, generischen Schmerz und Fieber Medizin als Tylenol verkauft, das ist auch in vielen anderen nicht verschreibungspflichtigen und verschreibungspflichtigen Medikamenten, wird veröffentlicht in Hepatologie, ein Journal über Leberfunktion und Krankheit, und schätzt schnell ab, wie viel und wann Personen Schmerzmittel genommen haben und ob eine Lebertransplantation für ihr Überleben notwendig ist.
Acetaminophen ist der primäre generische Name für Arzneimittel, die allgemein als APAP und Paracetamol bekannt sind. Es ist in verschreibungspflichtigen Medikamenten, zum Beispiel, Tylenol mit Codein, Percocet oder Vicodin, und zahlreiche rezeptfreie Medikamente, wie Tylenol, Anacin, Pedicare, Triaminic sowie in Kombination Erkältungsmittel wie Nyquil.
Die meisten Menschen sind sich nicht bewusst, dass ein gewöhnliches Analgetikum die Leber zerstören kann und den Tod nur etwa um das Fünffache der empfohlenen Dosis verursachen kann, was in medizinischer Hinsicht ein enger Spielraum ist. Die aktuelle maximale Dosis von Acetaminophen ist 4 Gramm, dh 4.000 Milligramm oder acht 500-mg-Tabletten in 24 Stunden, die keinen Spielraum für Fehler zwischen dem 4-Gramm-Maximum und den 6 Gramm, die Leberschäden verursachen können, oder den 20 Gramm, die können kann 70% der Leberzellen zerstören und zum Tod führen.
Adler und sein Team sagen:

"Acetaminophen ist die Hauptursache für akute Leberschäden in den Vereinigten Staaten, die rund 56.000 Krankenhausbesuche, 26.000 Krankenhauseinweisungen und etwa 500 Todesfälle pro Jahr ausmachen."

Die Behandlung von Acetaminophen-Überdosierungen kann erfolgreich sein, wenn Ärzte innerhalb von etwa 24 Stunden ein Antidot namens N-Acetylcystein (N-Ac oder "Nack") verabreichen. Nach einer gewissen Zeit wird die Behandlung jedoch unwirksam und die Patienten sterben ohne Transplantation.
Norman Sussman, ein ehemaliger Leber-Arzt der University of Utah, der jetzt am Baylor College of Medicine in Houston arbeitet, sagt, dass die Geschwindigkeit von entscheidender Bedeutung ist, wenn Patienten mit akutem Leberversagen für eine Transplantation herangezogen werden. Bei Vorfällen, bei denen der Arzt unsicher ist, ob ein Patient überlebt und das Antidot zur Bekämpfung von Leberversagen gegen Acetaminophen-Vergiftungspatienten verabreicht, sind seine Chancen, eine neue Leber zu bekommen, reduziert.
Sussman sagt:

"Wenn ich noch einen Tag warte, bis ich sie für die Transplantation aufliste, ist die Chance, eine Leber zu bekommen, viel geringer. Wenn Sie jemanden transplantieren lassen, müssen Sie es schnell machen oder Sie vermissen das Boot. Der Patient kann passieren Das Fenster, wenn Transplantationen gemacht werden können. Sie werden zu krank und können die Transplantation nicht ertragen. "

Die Tatsache, dass viele Überdosis-Patienten verwirrt oder komatös sind und nicht kommunizieren können, wie viel Paracetamol sie eingenommen haben oder wann sie es eingenommen haben, macht die Vorhersage ihrer Prognose schwierig.

Fred Adler, Professor für Mathematik und Biologie und Koautor einer Studie, die die neue Methode entwickelte und testete, erklärte:

"Es ist eine Gelegenheit, mathematische Methoden zu nutzen, um die Medizin zu verbessern
Praktiziere und rette Leben. "

Adler und sein Team zeigten, dass Ärzte mit nur vier gebräuchlichen medizinischen Labortests, dh AST, ALT, INR und Kreatinin, schnell und präzise vorhersagen können, welche Tylenol-Überdosis-Patienten mit einer medizinischen Behandlung überleben und welche eine Lebertransplantation benötigen überleben. Sterbende Leberzellen setzen Enzyme frei, die als AST (Aspartat-Aminotransferase) und ALT (Alanin-Aminotransferase) bezeichnet werden, was bedeutet, dass höhere Spiegel dieser Enzyme Leberschäden anzeigen. INR (Prothrombinzeit / International Normalized Ratio) misst die Geschwindigkeit, mit der das Blut gerinnt. Da die Leberzellen Gerinnungsfaktoren produzieren, wird die Gerinnung langsamer sein, wenn die Leber nicht richtig funktioniert. Kreatinin ist ein Maß für Nierenfunktionsstörungen, in diesem Fall sekundär zu Leberschäden.
Sie entwickelten ein neues Verfahren unter Verwendung von acht Haupt "Differentialgleichungen", d. H. Grundrechnungsgleichungen, die den Effekt von Änderungen in einer Variablen beschreiben, die Änderungen in einer anderen Variablen über die Zeit beeinflussen. Nach den Gleichungen demonstriert das "Modell" Schritt für Schritt, wie die Leber Paracetamol und die Produktion von NAPQI, einer Leber zerstörenden Substanz, metabolisiert.
Der Kalkül ist das erste bekannte "dynamische" Modell, das auf echter Biologie basiert, im Gegensatz zu bestehenden "statistischen" Methoden, die bestimmen, wie Patienten mit Überdosierung zurechtkommen. Zum Beispiel schätzt die statistische Methode, die King's College Criteria (KCC), die wahrscheinlichen Überlebens- oder Todeswahrscheinlichkeiten von Patienten mit Paracetamol-Überdosierung durch Korrelationen zwischen INR- und Kreatinin-Labortests, mit denen Patienten tatsächlich in der Vergangenheit gelebt oder gestorben sind. Gemäß der KCC wird Leberversagen vorhergesagt, wenn die INR 6,4 übersteigt, die Kreatininspiegel höher als 3,4 sind und die Patienten Verwirrung, Bewusstseinsveränderungen oder Koma aufgrund von Leberschäden zeigen.
Sussman hält die KCC für überholt und stellt fest, dass sie sich im Laufe der Zeit als weniger vorteilhaft erwiesen hat. Er sagt das als Arzt:

"... muss Ihre erste Entscheidung lauten:" Ziehe ich diesen Patienten zur Transplantation auf? ", Wenn bei einem Patienten Leberversagen diagnostiziert wird. "Das war der Zweck der King's College Kriterien.
Du musst sofort eine Entscheidung treffen: Denke ich, dass dieser Patient leben oder sterben wird? Wenn ich denke, dass sie leben werden, werde ich sie [mit dem Gegengift] behandeln. Wenn sie sterben werden, ist die nächste Frage, sind sie ein Kandidat für eine Transplantation? Unser Ziel war es zu versuchen, es zurückzuverfolgen: Wann begann der Schaden? Sobald Sie das wissen und der maximale Schaden, der sich in der ALT widerspiegelt, haben Sie die Werkzeuge, um das Überleben oder den Tod vorherzusagen. "

Sussman stellt fest, dass Lebertransplantationskandidaten, deren akutes Leberversagen zur Hälfte auf Acetaminophenvergiftung zurückzuführen ist, an die Spitze der Transplantationsliste gesetzt werden, was die meisten Kandidaten mit chronischem Leberversagen wie Alkoholismus überlagert. Gegenwärtig befinden sich in den USA rund 16.000 Menschen auf der Warteliste für Transplantationen, wobei pro Jahr etwa 5.000 bis 6.600 Lebertransplantationen durchgeführt werden.
Adler fügt hinzu, dass das Problem ist, dass die Kriterien "die statistische Beziehung zwischen Labortestergebnissen und Patientenergebnissen betrachten, ohne zu verstehen, was in der Leber passiert. Es ist nur Statistiken," während die neue Methode "verfolgt, wie sich die Leber im Laufe der Zeit verändert."
Um ihre Gleichungen auf Geschwindigkeit und Genauigkeit zu testen, bewerteten die Forscher rückblickend Aufzeichnungen von 53 Patienten mit Paracetamol-Überdosierung, die am Universitätskrankenhaus der University of Utah behandelt wurden, um zu bestätigen, welche Patienten überlebten und welche starben. Sie bewerteten die Aufzeichnungen aller 53 Patienten für die neue Studie auf Alkoholkonsum, Mangelernährungsstatus und ob eine Überdosierung von Paracetamol in einem Versuch unternommen wurde, Selbstmord zu begehen oder ob es sich um eine versehentliche einzelne Überdosis oder eine chronische, mehrtägige Überdosis handelte.
Zwei Patienten erhielten eine Lebertransplantation, wurden aber von der Bewertung ausgeschlossen, "weil wir nicht wissen, ob sie ohne Transplantation gestorben oder sich erholt hätten". Acht der verbleibenden 51 Patienten starben und 43 überlebten. Nach der Berechnung von AST-, ALT- und INR-Tests bei Aufnahme und wenn die Kreatininspiegel höher als 3,4 waren, zeigten die Ergebnisse, dass die Gleichung extrem genau war, um das Überleben oder den Tod einer Überdosis-Patientin retrospektiv zu prognostizieren.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Gleichung eine Sensitivität von 100% zeigte, d. H. Sie sagte den Tod aller acht Patienten genau voraus, verglichen mit der KCC, die nur einen der acht Todesfälle voraussagte. Es zeigte sich auch ein "positiver prädiktiver Wert von 67%", da acht der 12 durch die Gleichung vorhergesagten Patienten verstarben. Die Spezifität der Gleichung betrug 91% angesichts der Vorhersage des Überlebens von 39 Patienten von 43, die tatsächlich überlebt haben. Darüber hinaus erwies sich der "negative prädiktive Wert" der Gleichung bei der Vorhersage des Überlebens von 39 Patienten als 100% korrekt.
Laut Sussman traten die acht Todesfälle aus mehreren Gründen auf, z. B. zu spät, um selbst durch Transplantation behandelt zu werden, während andere sich nicht für eine Transplantation qualifizierten, die auf schweren Drogen- oder Alkoholmissbrauch und mangelnde Familienunterstützung zurückzuführen sein könnte.
Der neue Ansatz der Verwendung von Kalkülgleichungen wird es Ärzten ermöglichen, schnell zu bestimmen, ob ein Patient eine Überlebenschance bei einer Antidotbehandlung hat oder ob er stirbt, wenn er kein Transplantat erhält. Um abzuschätzen, wann die Patienten Acetaminophen und welche Menge genommen haben, verwenden die neuen Gleichungen die gemessenen AST-, ALT- und INR-Werte einschließlich ihrer Kreatininspiegel, um genau vorherzusagen, welcher Tylenol-Überdosis-Patient mit der Behandlung überleben wird und wer eine Lebertransplantation benötigt überleben.
Adler hebt hervor, dass die neue Gleichung auf einem typischen Patienten mit akutem Leberversagen basiert und Anpassungen erfordern könnte, um die Prognosen bestimmter spezieller Patienten besser vorhersagen zu können, zum Beispiel bei Patienten, die andere Medikamente, chronische Alkoholiker oder solche mit Anorexie einnehmen.
Die Forscher fordern eine weitere klinische Studie, um die Vorteile des Kalküls zu untersuchen. Sussman plant, eine einjährige prospektive Studie mit 50 Patienten an der Universität von Utah und drei Krankenhäusern in Houston zu beginnen. Wenn diese Studie Beweise liefert, dass die Methode im Voraus genau vorhersagen kann, wie Tylenol-Vergiftungspatienten auskommen werden, schlussfolgert Sussman: "Wir glauben, dass wir ein Werkzeug zur Verfügung stellen könnten, das für Kliniker sofort nützlich ist." Laut Adler könnte das Verfahren als Smartphone-Anwendung entwickelt werden.
Geschrieben von Petra Rattue