Koagulation och antikoagulantia

Warfarin, DOAK och heparin över tid — insättning, utsättning och reversering.

Laddar modellen…

Modellen

Fyra lager, ren framåt-Euler med dt = 0,05 h över ett fönster på minst fjorton dygn. Lager ett är läkemedelsexponeringen: en kompartment med förstaordningsabsorption för allt som ges oralt eller subkutant, där njurfunktionen skalar clearance linjärt i den renalt utsöndrade andelen — noll för warfarin, 0,27 för apixaban, 0,33 för rivaroxaban, 0,50 för edoxaban, 0,80 för dabigatran och 0,56 för enoxaparin. Absorptionshastigheten löses ur den publicerade Tmax i stället för att anges fritt, eftersom Tmax följer av absorptionen och eliminationen tillsammans.

Ofraktionerat heparin får i stället mättnadsbar elimination av Michaelis–Menten-typ, därför att den dosberoende halveringstiden är hela poängen med UFH. Modellen ger effektiv halveringstid 65, 81 och 162 minuter vid 0,2, 0,5 och 2,0 IU/mL, inom de 30–150 minuter Hirsh rapporterar för 25–400 E/kg, och infusionen 18 E/kg/h landar på 0,50 IU/mL — mitt i det terapeutiska 0,3–0,7.

Koncentrationsskalan är kalibrerad, inte härledd. Publicerade V/F och CL/F kommer ur tvåkompartmentanpassningar och kan inte samtidigt reproducera topp, dal och terminal halveringstid i en enkompartmentmodell. Därför körs en referenssimulering per medel vid standarddos och CrCl 100, och hela spåret skalas så att dess steady state-topp blir den publicerade Cmax,ss. Det som står på ett labbsvar är ng/mL — då ska figurens axel vara samma ng/mL. Dalvärdet faller ut ur modellen och redovisas mot det publicerade som självkontroll: apixaban 103 mot 103, dabigatran 103 mot 91, rivaroxaban 53 mot 44, edoxaban 42 mot 36 ng/mL.

Lager två gäller bara warfarin och är en Emax-kurva med Hills exponent 1,15 på S-warfarinkoncentrationen. IC50 är satt till 0,10 mg/L, vilket ger INR omkring 2,5 vid 5 mg/dygn. Warfarinkänslighetsreglaget skalar IC50 omvänt och representerar VKORC1-genotyp, CYP2C9-genotyp och interagerande läkemedel i ett enda tal.

Lager tre är själva simuleringen: en indirekt svarsmodell med hämmad produktion, en ekvation per vitamin K-beroende protein, där samma syntesblockad möter fem olika klockor. FVII har halveringstid 5 timmar, protein C 8, FIX 24, FX 40 och FII 67 — det sista inte ett lärobokstal utan Shapiro och Martinez mätning med jodmärkt protrombin. Att FVII ligger på 25 procent medan FII står kvar på 80 är inte en detalj utan hela lektionen.

Lager fyra är avläsningarna. INR räknas ur faktornivåerna som en viktad geometrisk protrombinkomplexaktivitet med vikterna 0,45 för FVII, 0,35 för FX och 0,20 för FII: FII är alltså den minst betydelsefulla av de tre för INR, trots att den är den viktigaste för antitrombotisk effekt. INR på DOAK modelleras som den artefakt den är, linjärt i koncentrationen, med lutningar som gör att rivaroxaban når INR 2,1 vid en helt normal toppnivå medan apixaban stannar på 1,09. APTT-kvoten är linjär för UFH och kroklinjär för dabigatran, där den planar ut och blir okänslig vid dalvärde.

Reverseringarna är mekanismer, inte specialfall. K-vitamin lyfter blockaden i stället för att tillföra faktorer. 4F-PCC är ett hopp i faktornivåerna, varefter den tillförda aktiviteten sönderfaller med varje faktors egen halveringstid — och därför vänder INR tillbaka inom ett halvt dygn utan en enda extra rad kod. Specifika antidoter neutraliserar en andel av den cirkulerande koncentrationen. En kombination som inte kan verka räknas inte fram utan avvisas: protamin på apixaban gör ingenting, och modellen säger varför.

dAg/dt = −ka·Ag + Dos·δ(t − t_n) dAc/dt = ka·Ag − (CL/V)·Ac C = Ac/VCL(CrCl) = CL_ref · [ (1 − f_renal) + f_renal · CrCl/100 ]UFH: dC/dt = R(t)/V − Vmax·C/(Km + C) V 0,07 L/kg · Vmax 0,77 IU/mL/h · Km 1,0 IU/mLE(t) = C^1,15 / (IC50^1,15 + C^1,15) IC50 = 0,10 mg/L S-warfarin / (känslighet/100)dF_i/dt = k_i · [ 100·(1 − E_eff(t)) − F_i ] k_i = ln2 / t½_it½: FVII 5 h · protein C 8 h · FIX 24 h · FX 40 h · FII 67 hPCA = (FVII/100)^0,45 · (FX/100)^0,35 · (FII/100)^0,20 INR = PCA^(−0,66)DOAK: INR = 1 + s·C/100 s: rivaroxaban 0,45 · edoxaban 0,30 · dabigatran 0,20 · apixaban 0,05APTT-kvot: UFH 1 + 2,1·C dabigatran 1 + 0,75·√(C/100)K-vitamin: E_eff(t) = E(t)·(1 − K(t)) K(t) = K_max·(1 − e^(−(t−t_rev)/τ_on))·e^(−(t−t_rev)/τ_off)4F-PCC: F_i ← min(100, F_i + a_i·dos) a: FII 1,6 · FVII 1,2 · FIX 1,0 · FX 1,8 · protein C 1,2 %-enheter per E/kgAntidot: C_fri(t) = C_tot(t)·(1 − R(t)) R = R_max under infusionen, därefter R_max·e^(−ln2·(t−t_slut)/t½)

Vad som är värt att pröva

  • Ta Warfarin 5 mg, insättning och läs de två tiderna i högerspalten. INR passerar 2,0 vid 99 timmar, men protrombinet är nere under 40 procent först vid 159. Däremellan ligger Falsk trygghet: sextio timmar då provet ser terapeutiskt ut och patienten inte är skyddad. Det är hela skälet till kravet på minst fem dygns heparinöverlappning.
  • Välj Dabigatran och dra Kreatininclearance från 90 till 30. Stapeln i den nedre figuren växer från 39 till 107 timmar medan apixabanstapeln flyttar sig från 35 till 44 och Heparin iv inte rör sig alls. Samma reglage, tre helt olika svar — det är njurlektionen, och den kräver inte ett ord text.
  • Ta Warfarin, blödning: 4F-PCC utan K-vitamin. INR störtdyker från 3,6 till 1,6 — och vänder sedan tillbaka till 2,1 inom ett dygn, därför att den tillförda FVII:n har halveringstid fem timmar medan warfarinet finns kvar i plasma i flera dygn. Byt Reverseringsmedel till K-vitamin 10 mg iv och återvändningen uteblir. Det är simuleringens farligaste fälla och dess enklaste regel: ge alltid båda.
  • Välj Rivaroxaban på standarddos och titta på INR-spåret. Det nuddar 2,1 vid toppen — utan att patienten är överdoserad. Byt till Apixaban och samma terapeutiska nivå ger INR 1,09. INR går inte att läsa på ett DOAK åt något håll: ett normalt värde utesluter ingenting, och ett förhöjt betyder ingenting.
  • Ta Warfarin 10 mg laddningsdos och läs Största FII − protein C. Protein C faller 53 procentenheter under protrombinet, och svackan varar i nästan sex dygn. Laddningsdosen fördjupar den utan att ge något igen — det var Harrisons slutsats 1997, och den gäller fortfarande.
  • Sätt Läkemedel till Apixaban och Reverseringsmedel till Protamin. Ingenting händer, och rutan säger varför. Prova sedan K-vitamin 10 mg ivDabigatran och Specifik antidotEdoxaban — den sista är den kliniskt lömskaste, eftersom andexanet finns men inte är godkänt för edoxaban.

Förenklingar. Modellen räknar läkemedelsnivåer och faktornivåer över tid. Den räknar inte blödningsrisk, trombosrisk eller utfall, och den kan inte säga att en patient kommer att blöda eller proppa. Ingen trombingenerering beräknas: det finns ingen ETP, ingen cellbaserad koagulationsmodell, inga trombocyter, inget fibrinogen, ingen von Willebrandfaktor och ingen fibrinolys. Faktornivåerna är ett ombud för hemostatisk förmåga, och sambandet mellan dem är inte linjärt. Antitrombin saknas helt, vilket betyder att heparinresistens är omöjlig i modellen — en patient med antitrombinbrist svarar här lika bra som alla andra, vilket hen inte gör i verkligheten. INR är en kalibrerad empirisk funktion av tre faktornivåer, inte ett simulerat koagulationsprov: ISI, reagens och instrument modelleras inte, samma plasma ger i verkligheten INR som skiljer sig 0,3–0,5 mellan laboratorier, och PT-artefakten hos DOAK är starkt reagensberoende. Alla vitamin K-beroende proteiner antas hämmas med samma andel av sin syntes, vilket uppmätta nivåer inte visar: jämfört med Harrison 1997 ger modellen en FVII som ligger omkring tjugo procentenheter för LÅGT vid 36 timmar (32 mot 54 procent på 5 mg), medan FII träffar inom två enheter. Återhämtningen efter utsättning är för långsam av samma skäl: modellen behöver 145 timmar till INR under 1,2 där White 1995 mätte 96–115, eftersom FX och FII bär 0,55 av INR-vikten med halveringstider på 40 och 67 timmar samtidigt som S-warfarinets egen utsöndring håller syntesen blockerad ytterligare ett dygn. Efter 4F-PCC landar modellen på INR omkring 1,6 där Sarode 2013 såg 62 procent nå 1,3 eller lägre — och matar man in Sarodes egna uppmätta faktornivåer i INR-avbildningen ger den 1,50, så avvikelsen sitter i avbildningen och inte i PCC-koefficienterna. Farmakokinetiken är populationsgenomsnitt: variationskoefficienten för DOAK-nivåer mellan patienter är 30–40 procent och warfarinets dosbehov varierar trettiofalt, så en kurva är en median och inte en patient. Enoxaparinets distributionsvolym är fast 5,24 L enligt TIMI 11A, vilket gör toppnivån proportionell mot vikten på ett sätt som överdriver skillnaden hos den mycket tunga. Interaktioner modelleras bara som en känslighetsknapp för warfarin; P-gp- och CYP3A4-hämmare höjer DOAK-nivåerna 1,5–2,5 gånger och rifampicin halverar dem, och ingenting av det finns per läkemedel. Ingen leversvikt, ingen absorptionssvikt, ingen bristande följsamhet, ingen dialys — dabigatran är dialyserbart, de övriga är det inte, och den skillnaden syns inte här. Ingen HIT, inget antifosfolipidsyndrom, inga mekaniska klaffar, ingen graviditet och inga barn. Reverseringsmedlen är beskrivna som en neutraliserad andel med empiriskt avklingande varaktighet, inte som bindningskinetik: andexanets egen protrombotiska verkan modelleras inte alls trots att ANNEXA-4 rapporterade tromboembolisk händelse hos 10 procent och död hos 14 procent inom 30 dagar, och dabigatranets återkomst efter idarucizumab inträffar här hos alla där RE-VERSE AD såg den hos ungefär en femtedel. Säkerhetströsklarna 30 och 50 ng/mL är konsensusgränser, inte utfallsvaliderade; spinala hematom har inträffat vid mycket låga nivåer, och att stapeln tar slut betyder att koncentrationen passerat en överenskommen siffra, ingenting annat. Modellen fattar inga beslut. Den visar nivåer över tid.

Modellen bygger på

  • Shapiro SS, Martinez J. Human prothrombin metabolism in normal man and in hypocoagulable subjects. J Clin Invest 1969.
  • van Dam-Mieras MCE, Hemker HC. Half-life time and control frequency of vitamin K-dependent coagulation factors. Haemostasis 1983.
  • Dayneka NL, Garg V, Jusko WJ. Comparison of four basic models of indirect pharmacodynamic responses. J Pharmacokinet Biopharm 1993.
  • Harrison L, Johnston M, Massicotte MP, Crowther M, Moffat K, Hirsh J. Comparison of 5-mg and 10-mg loading doses in initiation of warfarin therapy. Ann Intern Med 1997.
  • White RH, McKittrick T, Hutchinson R, Twitchell J. Temporary discontinuation of warfarin therapy: changes in the international normalized ratio. Ann Intern Med 1995.
  • Lind SE, Callas PW, Golden EA, Joyner KA, Ortel TL. Plasma levels of factors II, VII and X and their relationship to the international normalized ratio during chronic warfarin therapy. Blood Coagul Fibrinolysis 1997.
  • Hamberg A-K, Dahl M-L, Barban M m.fl. A PK-PD model for predicting the impact of age, CYP2C9, and VKORC1 genotype on individualization of warfarin therapy. Clin Pharmacol Ther 2007.
  • Wajima T, Isbister GK, Duffull SB. A comprehensive model for the humoral coagulation network in humans. Clin Pharmacol Ther 2009.
  • Ansell J, Hirsh J, Hylek E, Jaffer A, Bussey H, Palareti G. Pharmacology and management of the vitamin K antagonists: ACCP evidence-based clinical practice guidelines (8th edition). Chest 2008.
  • Byon W, Garonzik S, Boyd RA, Frost CE. Apixaban: a clinical pharmacokinetic and pharmacodynamic review. Clin Pharmacokinet 2019.
  • Mueck W, Stampfuss J, Kubitza D, Becka M. Clinical pharmacokinetic and pharmacodynamic profile of rivaroxaban. Clin Pharmacokinet 2014.
  • Stangier J, Clemens A. Pharmacology, pharmacokinetics, and pharmacodynamics of dabigatran etexilate, an oral direct thrombin inhibitor. Clin Appl Thromb Hemost 2009.
  • Douketis JD, Spyropoulos AC, Duncan J m.fl. Perioperative management of patients with atrial fibrillation receiving a direct oral anticoagulant (PAUSE). JAMA Intern Med 2019.
  • Douketis JD, Spyropoulos AC, Kaatz S m.fl. Perioperative bridging anticoagulation in patients with atrial fibrillation (BRIDGE). N Engl J Med 2015.
  • Becker RC, Spencer FA, Gibson M m.fl. Influence of patient characteristics and renal function on factor Xa inhibition pharmacokinetics and pharmacodynamics after enoxaparin administration (TIMI 11A). Am Heart J 2002.
  • Sanderink GJ, Guimart CG, Ozoux M-L, Jariwala NU, Shukla UA, Boutouyrie BX. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of the prophylactic dose of enoxaparin once daily over 4 days in patients with renal impairment. Thromb Res 2002.
  • Hirsh J, Bauer KA, Donati MB, Gould M, Samama MM, Weitz JI. Parenteral anticoagulants: ACCP evidence-based clinical practice guidelines (8th edition). Chest 2008.
  • Raschke RA, Reilly BM, Guidry JR, Fontana JR, Srinivas S. The weight-based heparin dosing nomogram compared with a standard care nomogram. Ann Intern Med 1993.
  • Brunet P, Simon N, Opris A m.fl. Pharmacodynamics of unfractionated heparin during and after a hemodialysis session. Am J Kidney Dis 2008.
  • Sarode R, Milling TJ, Refaai MA m.fl. Efficacy and safety of a 4-factor prothrombin complex concentrate in patients on vitamin K antagonists presenting with major bleeding. Circulation 2013.
  • Raj G, Kumar R, McKinney WP. Time course of reversal of anticoagulant effect of warfarin by intravenous and subcutaneous phytonadione. Arch Intern Med 1999.
  • Pollack CV, Reilly PA, van Ryn J m.fl. Idarucizumab for dabigatran reversal — full cohort analysis (RE-VERSE AD). N Engl J Med 2017.
  • Connolly SJ, Crowther M, Eikelboom JW m.fl. Full study report of andexanet alfa for bleeding associated with factor Xa inhibitors (ANNEXA-4). N Engl J Med 2019.