Kalkulator for terapeutisk plasmaferese

Klinisk bakgrunn

Terapeutisk plasmaferese bygger på et enkelt prinsipp: pasientens plasma byttes ut med substitusjonsvæske for å redusere konsentrasjonen av et skadelig, plasmabundet stoff. Det kliniske problemet er ikke om prinsippet fungerer, men hvor stort utskiftingsvolum som trengs for å oppnå en klinisk meningsfull reduksjon, og hvor mye som faktisk blir igjen etter prosedyren. Uten et anslag på plasmavolumet risikerer forskriveren enten å underbehandle, med et gjenværende toksisk nivå av målstoffet, eller å overbehandle, med unødvendig substitusjonsvæske, forlenget prosedyretid og økt risiko for hemodynamisk og metabolsk påvirkning.

Beregningsmetoden i denne kalkulatoren tar for seg begge spørsmålene. Den anslår pasientens plasmavolum ut fra kroppsvekt og hematokrit og modellerer deretter den fraksjonelle fjerningen av et plasmabundet stoff som en eksponentiell funksjon av utskiftet volum. Modellen forutsetter at målstoffet er begrenset til plasma og at omblandingen er momentan og fullstendig under prosedyren.

Beregning av kalkulator for terapeutisk plasmaferese

Plasmavolumet beregnes slik:

$$V_p = 0{,}065 \times \text{kroppsvekt (kg)} \times (1 - \text{hematokrit})$$

der $V_p$ er anslått plasmavolum i liter. Faktoren 0,065 tilsvarer det omtrentlige totale blodvolumet i liter per kilo kroppsvekt hos en voksen, og $(1 - \text{hematokrit})$ gir den andelen av blodvolumet som utgjøres av plasma. Hematokritten oppgis som et desimaltall, det vil si 0,40 for 40 %.

Den gjenværende andelen av målstoffet etter utskiftingen beregnes slik:

$$f_{\text{igjen}} = e^{-V_{\text{utskiftet}} / V_p}$$

der $V_{\text{utskiftet}}$ er det utskiftede plasmavolumet i liter og $V_p$ er det anslåtte plasmavolumet. Den fjernede andelen blir dermed $1 - f_{\text{igjen}}$.

Utledningsstudien ble utført av Kaplan ved University of Connecticut og publisert i 1990 [1]. Studien omfattet 18 pasienter som til sammen gjennomgikk 102 plasmaferesebehandlinger. Formelen ble validert mot faktisk nedgang i serumnivå for fem store molekyler med ulik molekylvekt: IgG, IgA, IgM, komplementfaktor C3 og totalkolesterol. Målingene ble gjort før og etter hver økt, og predikert nedgang ble sammenlignet med observert nedgang ved hjelp av lineær korrelasjon.

Tolkning i praksis

Modellen gir en direkte sammenheng mellom utskiftet volum og gjenværende andel av målstoffet. Siden sammenhengen er eksponentiell og ikke lineær, avtar den marginale nytten av hvert ytterligere utskiftede plasmavolum kraftig. Dette er den sentrale innsikten kalkulatoren formidler.

Ved en utskifting tilsvarende ett plasmavolum fjernes omtrent 63 % av målstoffet. En andre utskifting, rett etterpå, fjerner omtrent 63 % av det som er igjen, altså omtrent 23 prosentpoeng til, ikke ytterligere 63 prosentpoeng av den opprinnelige mengden. Dette forklarer hvorfor kliniske protokoller sjelden foreskriver mer enn 1 til 1,5 plasmavolum per økt: den tilleggsfjerningen som oppnås ved høyere volumer er marginal i forhold til den økte prosedyrelengden og væskebelastningen.

For praktisk planlegging innebærer det at en pasient på 70 kg med hematokrit 0,40 har et anslått plasmavolum på omtrent 2,7 liter. En utskifting på 3 liter tilsvarer omtrent 1,1 plasmavolum og forventes å etterlate omtrent 33 % av målstoffet. Hvis målet er å nå under 20 % av utgangsnivået, kreves minst 1,5 plasmavolum, det vil si omtrent 4 liter, som ofte er den øvre grensen for hva som er klinisk rimelig ved en enkelt økt.

Validering og ytelse

I Kaplans utledningsstudie viste formelen godt samsvar mellom predikert og observert nedgang for samtlige testede stoffer [1]. For IgG var predikert nedgang 67 ± 7 % mot observert 64 ± 10 % (R = 0,66, n = 40, p < 0,001). For IgA var samsvaret 66 ± 8 % mot 66 ± 9 % (R = 0,59, n = 36, p < 0,001) og for IgM 66 ± 7 % mot 69 ± 8 % (R = 0,63, n = 39, p < 0,001). Komplementfaktor C3 viste predikert 58 ± 7 % mot observert 61 ± 5 % (R = 0,73, n = 17, p = 0,009) og totalkolesterol 66 ± 3 % mot 70 ± 4 % (R = 0,62, n = 28, p = 0,005).

Korrelasjonskoeffisientene ligger i intervallet 0,59 til 0,73, noe som indikerer et moderat til godt samsvar. Spredningen i observerte verdier er imidlertid betydelig, særlig for IgG, der standardavviket for observert nedgang var 10 prosentpoeng. Dette gjenspeiler biologisk variasjon i plasmavolum, grad av omblanding under prosedyren og eventuell pågående ekstravaskulær gjenutjevning av stoffet under selve økten.

Studien omfattet bare pasienter ved ett senter, og valideringen ble ikke gjort i en uavhengig kohort. Det finnes heller ikke publiserte studier som systematisk har validert formelen i moderne aferesemaskiner med kontinuerlig flyt, som kan ha annen omblandingskinetikk enn maskinene som ble brukt i 1990. Den kliniske anvendelsen bør derfor ses som en tilnærmet veiledning, ikke som en eksakt prediksjon.

Begrensninger

Den viktigste begrensningen er antagelsen om enkompartmentkinetikk. Modellen forutsetter at målstoffet er jevnt fordelt i plasma og at omblandingen er momentan og fullstendig under hele prosedyren. For stoffer som i stor grad er bundet utenfor plasma, for eksempel IgG, som har et betydelig ekstravaskulært kompartment, vil nivået etter prosedyren stige igjen når stoffet omfordeles fra interstitiet til plasma. Kalkulatoren fanger ikke opp denne reboundeffekten, og det faktiske nivået ved neste økt kan være høyere enn modellen forutsa ved slutten av forrige økt.

Modellen gjelder bare plasmabundne stoffer. Den skal ikke brukes til å anslå fjerning av cellebundne stoffer eller legemidler med uttalt vevsdistribusjon og stort distribusjonsvolum. For små molekyler som raskt ekvilibrerer mellom plasma og vev er plasmaferese i seg selv ineffektivt, og kalkulatoren er meningsløs.

Anslaget av plasmavolum bygger på et gjennomsnittlig blodvolum på 65 ml/kg. Hos pasienter med betydelig fedme, amputasjoner, gravide eller barn kan dette anslaget avvike. Alternative formler for blodvolum, for eksempel Nadlers formel som inkluderer høyde og kjønn, kan gi et mer individtilpasset anslag i slike tilfeller [2], men kalkulatoren bruker konsekvent den forenklede metoden fra Kaplans originalarbeid.

Til slutt modellerer kalkulatoren bare den fraksjonelle fjerningen under én økt. Den sier ingenting om valg av substitusjonsvæske, hyppigheten av økter eller den kliniske effekten av behandlingen som helhet. Disse beslutningene styres av den underliggende diagnosen og av gjeldende retningslinjer, blant annet kategoriseringen av indikasjoner fra American Society for Apheresis (ASFA) [3, 4], der plasmaferese deles inn i kategori I (førstelinjebehandling) til kategori IV (ikke indisert) basert på evidensgrad.

Kilder

1. Kaplan AA. A simple and accurate method for prescribing plasma exchange. ASAIO Trans. 1990;36(3):M597-M599. PMID: 2252761
2. Pham HP, Müller MC, Williams LA 3rd, Juffermans NP. Mathematical model and calculation to predict the effect of prophylactic plasma transfusion on change in international normalized ratio in critically ill patients with coagulopathy. Transfusion. 2016;56(4):926-932. PMID: 26718124
3. Connelly-Smith L, Alquist CR, Aqui NA, m.fl. Guidelines on the Use of Therapeutic Apheresis in Clinical Practice, Evidence-Based Approach from the Writing Committee of the American Society for Apheresis: The Ninth Special Issue. J Clin Apher. 2023;38(2):77-278. PMID: 37017433
4. Padmanabhan A, Connelly-Smith L, Aqui N, m.fl. Guidelines on the Use of Therapeutic Apheresis in Clinical Practice, Evidence-Based Approach from the Writing Committee of the American Society for Apheresis: The Eighth Special Issue. J Clin Apher. 2019;34(3):171-354. PMID: 31180581