Het "ongebruikelijke" karakter van Heparine-geïnduceerde trombocytopenie (HIT) deel II: autoantilichamen tegen Platelet Factor 4/Heparine-complexen

In het vorige deel van deze reeks (deel I) heb ik besproken dat "HIT" niet altijd een accurate diagnose is, omdat de trombocytopenie al optreedt vóórdat heparine wordt toegediend. Soms is er zelfs in het geheel geen sprake van de toediening van heparine, maar geven de verschijnselen aanleiding om de diagnose (bij gebrek aan scherpere diagnostiek) HIT te stellen. Het onderscheid tussen "klassieke" HIT en andere vormen van HIT of zelfs "Pseudo-HIT", is van belang voor het bepalen van de juiste behandeling: moet heparine worden vermeden of biedt een lage dosering een oplossing voor trombocytopenie?

Autoimmuun-HIT (aHIT)
Het fenomeen "autoimmuun-HIT" ("aHIT") houdt in, dat anti-Platelet Factor 4-polyanion-antilichamen bloedplaatjes activeren zónder dat heparine is toegediend. Hoewel aHIT zonder eerdere toediening van heparine voor kan komen, is de afwezigheid van heparine niet doorslaggevende factor voor het stellen van de diagnose "aHIT". Onder aHIT worden ook begrepen: delayed-onset-HIT (HIT die optreedt na kortdurende toediening van heparine of ná het stoppen van de behandeling met heparine optreedt en aanhoudt), spontane HIT, HIT door fondaparinux, ernstige aanhoudende HIT en heparine-flush-HIT.

Ik leg eerst uit wat HIT inhoudt. Vervolgens ga ik in op de mechanismen die trombocytopenie en trombose in HIT veroorzaken. Ten slotte bespreek ik de mogelijke behandelopties voor de verschillende verschijningsvormen van HIT.

Wat is HIT?
Heparine-geïnduceerde trombocytopenie wordt gedefinieerd als een daling in het aantal bloedplaatjes van 50% of meer. HIT treedt meestal binnen 5-10 dagen na toediening van heparine op. Een immuuncomplex dat bestaat uit antilichamen tegen Platelet Factor 4-Heparine-complex bindt aan bloedplaatjes en monocyten via de FcgIIA-receptor. Daarop worden bloedplaatjes uiteindelijk overactief en worden microdeeltjes met coagulatiefactoren vrijgelaten. Dit vergroot het risico op veneuze trombose (Heparin-induced Thrombocytopenia: Pathophysiology, Diagnosis and Management, Cureus maart 2020; 12(3)).

Type I HIT komt door niet-immuungerelateerde activering van bloedplaatjes. Type I verloopt meestal niet ernstig. Type II HIT komt door activering van bloedplaatjes door het immuunsysteem (Greinacher, in: Platelets Fourth Edition, 2019). De binding van HIT-antilichamen aan bloedplaatjes zorgt voor overactivering van bloedplaatjes, waarbij trombine wordt gegenereerd. Dit mechanisme kan trombose veroorzaken. Of mensen ná de vorming van antilichamen tegen PF4 of PF4/Heparine-complexen daadwerkelijk trombocytopenie ontwikkelen, is afhankelijk van onder meer de individuele vorm en uitdrukking van de Fc-receptor op de bloedplaatjes (dit verschilt per persoon!) en de duur en dosis van de toediening van heparine.

Of trombose ontstaat, hangt af van onder meer de onderbreking van proteïne C en behandeling met coumarinederivaten (Antibodies to Heparin-Platelet Factor 4 Complex: Pathogenesis, Epidemiology and Management of Heparin-Induced Thrombocytopenia in Hemodialysis, American Journal of Kidney Diseases: In Practice Vol. 54, Issue 2, 1 augustus 2009). Medicijnen zoals Histamine2-blockers, vancomycin, penicilline, antipsychotica, antidepressiva en protonpompinhibitors kunnen ook bijdragen aan trombocytopenie.

Elektrostatische lading en trombotische activiteit
Anti-PF4-antilichamen zijn in staat om, onder invloed van chondroïtinsulfaat en polyfosfaat, PF4 te binden, een van elektrische lading afhankelijke activiteit in de structuur van PF4. Twee tetrameren van PF4 (tetrameer = vier delen) moeten dicht bij elkaar worden gebracht om het HIT-antigeen te vormen. Daarvoor is nodig dat een neutrale lading wordt bereikt. Dat kan door negatief geladen bacteriën en andere pathogenen, maar ook door DNA en medicijnen.

PF4 is een positief geladen eiwit dat in de bloedplaatjes is opgeslagen. Als PF4 vrijkomt, bindt het aan negatief geladen glycosaminen (GAGs, "suikers") op endotheliale cellen (ECs). Het gevolg is dat antitrombine instabiel wordt en dat de toestand binnen het vaatstelsel pro-trombotisch wordt. PF4/H-complexen binden aan B-immuuncellen. Het complementsysteem wordt geactiveerd. De binding van CD21 vindt plaats en de overactivering van het complementsysteem zorgt voor meer generatie van trombine. Wanneer HIT-antilichamen aan bloedplaatjes binden, wordt nog meer trombine vrijgelaten (Heparin-induced thrombocytopenia, Blood: Clinical Platelet Disorders Vol. 129, Issue 21, 25 mei 2017).

De negatieve lading van heparine kan het contact-coagulatiecascade activeren, wat leidt tot de generatie van kallikreïne en bradykinine ("lekkend vaatweefsel"), extra productie van stikstofoxide en de aanmaak van complementfactoren C3a en C5a (deze complementfactoren zorgen voor een onstekingsmechanisme) (Antibodies to Heparin-Platelet Factor 4 Complex: Pathogenesis, Epidemiology and Management of Heparin-Induced Thrombocytopenia in Hemodialysis, American Journal of Kidney Diseases: In Practice Vol. 54, Issue 2, 1 augustus 2009).

Behandelopties
Omdat in gevallen van aHIT niet langer heparine wordt gegeven of in het geheel géén heparine is toegediend, maakt het stopzetten van een behandeling met heparinederivaten geen eind aan het klinische beeld van aHIT. Toediening van Vitamine K-antagonisten (VKA) wordt vermeden, omdat VKA de trombotische activiteit/hypercoagulatie verergeren door proteïne C te belemmeren. Als reeds Vitamine K-antagonisten zijn toegediend aan een patiënt met aHIT, moet Vitamine K worden toegediend.

Voor de behandeling van aHIT kan worden overwogen:

1. Het tegengaan van de aanmaak van trombine door middel van:
- DOACs (rivaroxaban, edoxaban, dabigatran, apixaban);
- Argatroban, bivalirudin, lepirudin;
- Intraveneuze danaparoïde;
- Subcutane fondaparinux;
2. Inhibitie van de Fc-receptor op bloedplaatjes:
- Intraveneuze Immunoglobuline (IVIG);
3. Het onderbreken van het HIT-antigeen:
- Intraveneuze danaparoïde;
4. Factor Xa-inhibitie:
- Rivaroxaban

ODSH (2-O, 3-O Desulfated Heparin)
In aHIT wordt toediening van heparinederivaten afgeraden. In een geval van "klassieke HIT" kan 2-O, 3-O-gedesulfeerde heparine (ODSH) worden toegepast. ODSH gaat de vorming van PF4/HIT-complexen tegen en kan worden overwogen bij patiënten die heparine nodig hebben. ODSH voorkomt binding van PF4 aan bloedplaatjes en vermindert de binding van anti-PF4/heparine-antilichamen aan PF4/H-complexen. Bij hogere concentratie heeft ODSH de eigenschap om PF4/H-complexen te onderbreken. Een combinatie van UFH (unfractioned heparin) of LMWH (Low Molecular Weight Heparin) met ODSH wordt voorgesteld om HIT te voorkomen (Heparin-induced thrombocytopenia: in vitro studies on the interaction of dabigatran, rivaroxaban and low sulfated heparin with Platelet Factor 4 and anti-PF4/heparin antibodies, Blood: Thrombosis and Haemostasis Vol. 119, Issue 5, 2 februari 2012).

Fondaparinux
Enkele casus melden dat behandeling met fondaparinux onvoldoende was om aanhoudende trombocytopenie of DIC (Disseminated Intravascular Coagulopathy) effectief te behandelen (Severe and persistent heparin-induced thrombocytopenia despite fondaparinux treatment, American Journal of Hematology Vol. 90, Issue 7, juli 2015). In sommige casus waarbij aHIT werd veroorzaakt door eerdere toediening van heparine, was een therapeutische dosis fondaparinux effectief om de HIT te bestrijden (Progressive thrombocytopenia after cardiac surgery in a 67-year-old man, CMAJ Vol. 186, Issue 12, 2 september 2014).  Subcutaan toegediende fondaparinux gaat de aanmaak van trombine tegen. De toelaatbare dosis fondaparinux is afhankelijk van de nierfunctie, terwijl onderdosering een voorkomend probleem is bij fondaparinux.

Argatroban en bivalirudin
Intraveneus toegediende argatroban en bivalirudin gaan de aggregatie van trombine tegen. Net als bij subcutane toediening van fondaparinux, bestaat bij argatroban en bivalirudin het risico van onderdosering.

Danaparoïde
Therapeutische doses danaparoïde kunnen HIT verhelpen door inhibitie van trombine en door PF4 van de bloedplaatjes los te maken. De PF4-complexen die de boosdoener zijn in HIT, worden daarmee onderbroken.

DOACs: rivaroxaban, dabigatran en apixaban
Direct Oraal Toedienbare Anticoagulanten (DOAC) zoals rivaroxaban en dabigatran zijn effectief in het onderdrukken van hypercoagulatie in patiënten met aHIT. Ook in gevallen waarin fondaparinux en argatroban geen effect hebben, zijn DOAC's te overwegen (Outcomes in Heparin-Induced Thrombocytopenia Managed with Direct Oral Anticoagulants, Blood: 332. Anticoagulation and Antithrombotic Therapy Vol. 134, Issue Supplement_1, 13 november 2019).

Het "ongebruikelijke" karakter van Heparine-geïnduceerde trombocytopenie (HIT) deel I: Platelet Factor 4 (PF4)/Heparine-complexen en "pseudo-HIT"

Wat is HIT?
Heparine-geïnduceerde trombocytopenie wordt gedefinieerd als een daling in het aantal bloedplaatjes van 50% of meer. HIT treedt meestal binnen 5-10 dagen na toediening van heparine op. Type I HIT komt door niet-immuungerelateerde activering van bloedplaatjes. Type I verloopt meestal niet ernstig. Type II HIT komt door activering van bloedplaatjes door het immuunsysteem (Greinacher, in: Platelets Fourth Edition, 2019). De binding van HIT-antilichamen aan bloedplaatjes zorgt voor overactivering van bloedplaatjes, waarbij trombine wordt gegenereerd. Dit mechanisme kan trombose veroorzaken.

De inaccuratie van "HIT": soms treedt HIT al op vóórdat heparine is toegediend
Er wordt terughoudend omgegaan met het voorschrijven van heparinederivaten in het geval een bloedstollingsstoornis voldoet aan de belangrijkste kenmerken van HIT. Het probleem met de diagnose "HIT", is dat HIT niet altijd HIT is. Al meer dan twintig jaar wordt in de literatuur met regelmaat gesproken van gevallen van "pseudo-HIT". Bij een échte, klassieke HIT ontwikkelt de patiënt een tekort aan bloedplaatjes na toediening van heparine. Soms heeft de patiënt niet eerder heparine ontvangen, waardoor eigenlijk niet van een "klassieke HIT" kan worden gesproken. Toch is het onderscheid van belang voor het bepalen van het juiste antistollingsbeleid. De toediening van heparine zou de situatie namelijk erger maken: door meer bloedplaatjes te activeren, wordt meer trombine aangemaakt, met bloedstolsels en het risico op een embolie tot gevolg.

Heparine-geïnduceerde trombocytopenie (HIT) wordt veroorzaakt door de activering van bloedplaatjes in reactie op Immunoglobuline G-antilichamen (IgG-antilichamen). De IgG-antilichamen herkennen complexen van Platelet Factor 4 (PF4), die zich binden aan heparine of negatief geladen polymeren, "polyanions". De chemokine Platelet Factor 4 (ook wel CXCL4) komt vrij tijdens de activering van bloedplaatjes. HIT Immunoglobuline-antilichamen (IgG Ab) activeren bloedplaatjes. Alléén IgG-antilichamen kunnen binden aan FcgRII-receptoren op bloedplaatjes. Het Fab-gedeelte van HIT-IgG-antilichamen bindt aan FP4-heparine en het Fc-gedeelte van HIT-IgG verbindt zich met de FcRII-receptor op de bloedplaatjes. Dit mechanisme stimuleert bloedplaatjesaggregatie en vrijgekomen PF4 bindt nog meer heparine, om vervolgens meer antigenen te vormen op de bloedplaatjes (Heparin-induced thrombocytopenia: new evidence for the dynamic binding of purified anti-PF4-heparin antibodies to platelets and resultant platelet activation, Blood: Hemostasis, Thrombosis and Vascular Biology Vol. 96, Number 1, 1 juli 2000).

Het stellen van de diagnose "HIT" gebeurt nadat het testen op heparine-afhankelijke, bloedplaatjesactiverende antilichamen die PF4/heparinecomplexen (PF4/H) herkennen, een positieve uitslag geeft. Dit is een functioneel assay. Het criterium is dat het assay (de test) zowel PF4 als activering van bloedplaatjes vaststelt. HIT-antilichamen hebben de eigenschap om bloedplaatjes te activeren en te binden aan PF4/heparinecomplexen. De complexiteit hierbij is dat een positieve test op PF4/H en HIT-antilichamen, gelijkenis vertoont met de detectie van het Antifosfolipide Antilichaamsyndroom (APS) en met de detectie van uitsluitend anti-PF4-antilichamen (Antiphospholipid and anti-PF4 antibodies: an association affecting anti-PF4/heparin assay analysis, Journal of Thrombosis and Haemostasis Vol. 7, Issue 7, Juli 2009). 

Sensitisatie: herkenning van antigenen na eerder doorgemaakte infecties
De anti-PF4/heparine-complex-immuunreactie komt veelvuldig voor in de chirurgische context: in 75% van de patiënten die een hartoperatie ondergaat, worden anti-PF4/H-antilichamen gemeten binnen 1 tot 2 weken na de operatie.

Het ongebruikelijke aan HIT is dat patiënten anti-PF4/H-IgG-antilichamen aanmaken binnen 4 dagen na een eerste toediening van heparine. Er moet dus sprake zijn van pre-immunisatie ten opzichte van PF4/heparine (Arepally, Nothing typical about HIT, Blood: Inside Blood Vol. 113, Issue 20, 14 mei 2009). Dat kan worden geïllustreerd aan de hand van mondbacteriën. Een zeer oud, misschien wel rudimentair mechanisme van de mens is om overdreven met anti-PF4-H-antilichamen te reageren op bacteriële infecties. PF4 bindt aan aërobe mondbacteriën, waardoor dezelfde antigenen worden ontwikkeld als bij PF4/Heparine-complexen. Eerder doorgemaakte tandvleesinfecties zorgen ervoor dat PF4 wordt herkend door HIT-antilichamen. Tandvleesontstekingen roepen anti-PF4/H-antilichamen op die bij een volgende infectie of operatie zorgen voor herkenning, "sensitisatie". Antigenen tegen PF4/Heparine-complexen die van nature in mensen voorkomen, zijn bovendien in staat om een breed spectrum aan bacteriën te herkennen.

Bij een verdenking van HIT wordt toediening van hoge doses heparine afgeraden om de volgende reden. Ongefractioneerde heparine (UFH) kan zich binden aan PF4/H-complexen. Het risico is dat een PF4/HIT-antigen ontstaat. Daarentegen hebben polysaccharide-anticoagulanten zoals Fondaparinux wél de neiging om anti-PF4/H-antilichamen op te roepen, maar niet om deze te binden aan PF4-complexen. Daarmee wordt HIT vermeden.

Greinacher & Warkentin, 2009
Een studie van Greinacher (de professor die het verband tussen de COVID-vaccins en trombotische trombocytopenie recentelijke aantoonde) uit 2009 toont aan dat de immuunreactie tegen PF4/heparinecomplexen verschilt van "klassieke" immuunreacties, in die zin dat het géén typische primaire immuunreactie is, waarbij in eerste instantie IgM antilichamen worden aangemaakt, gevolgd door een latere immuunrespons met IgG. Anders dan bij een typische primaire immuunrespons, wordt op dag 6 al een hoog niveau van IgG waargenomen. De reactie met antilichamen neemt snel af, zelfs bij toediening van heparine aan gevallen die kunnen worden getypeerd als "HIT". Dit maakt een typische secundaire immuunrespons onwaarschijnlijk.

Er worden meerdere verklaringen aangedragen. De ontwikkeling van antilichamen tegen PF4/heparine-complexen kan het resultaat zijn van een immuunreactie die niet afhankelijk is van T-cellen. In dat geval zouden B-cellen gestimuleerd worden door PF4/heparine-antigeen-complexen. Dit komt voor bij reacties op virussen die een repetitief patroon (van epitopen) hebben. Repetitieve patronen roepen een B-celreactie op zonder dat sprake is van activering van T-geheugencellen. De immuunrespons kan worden opgeroepen door eerdere blootstelling van PF aan glycosaminoglycanen, lange suikerketens die voorkomen in bindweefsel, kraakbeen en botten. Deze ketens worden normaal gesproken afgebroken om opstapeling van glycosaminoglycanen te voorkomen. Nog een factor die bijdraagt aan immunisering is hiervoor genoemd: dat zijn grote chirurgische ingrepen. Bij grote medische operaties worden bloedplaatjes geactiveerd, die voor ontwikkeling van lange complexen van PF4/heparine zorgen. In reactie op lange complexen van PF4/H, worden ook B-celreacties opgeroepen, onafhankelijk van T-geheugencellen.

Marginale B-cellen: B-cellen van het profiel "geen actieve herinnering"
Toch moet er een vorm van "geheugen" betrokken zijn de bij vorming van antilichamen tegen PF4/H. Pasgeborenen ontwikkelen na toediening van heparine, géén anti-PF4/H-complex-antilichamen. Dit betekent dat de immunisatie door heparine laag is bij pasgeborenen. In tegenstelling tot het "getrainde" immuunsysteem, is het immuunsysteem van pasgeborenen nog naïef. Een verklaring is dat "marginale" B-cellen, B-cellen zonder actieve herinneringen, gestimuleerd worden door de clustering van PF4 in reactie op bijvoorbeeld ontstekingen of zware operaties. De marginale B-cellen hebben géén actieve herinnering, maar worden geactiveerd door PF4/H-clusters en een ontstekingsreactie. Dit type B-cel, zonder actieve herinneringen, raakt binnen korte tijd betrokken bij de ontwikkeling van IgG-antilichamen, waarbij de marginale B-cellen ook binnen korte tijd weer inactief raken (Greinacher, Warkentin et al., The temporal profile of the anti-PF4/heparin immune response, Blood: Thrombosis and Haemostasis Vol. 113, Issue 20, 14 mei 2009). 

Anti-PF4/Heparine-antilichamen verdwijnen in de loop van 3 maanden, omdat géén geheugen-B-cellen met PF4/H-specifiteit worden aangemaakt. Omdat ze geen actieve herinnering hebben, hebben marginale B-cellen een tweede stimulus nodig om PF4/H-antilichamen van het type IgG te stimuleren. Referentie aan de studie over tandvleesontstekingen en het later optreden van PF4/Heparine-antilichamen door een tweede stimulus, bevestigt dit (Association with natural anti-platelet factor 4/heparin antibodies with periodontal disease, Blood: Platelets and Thrombopoiesis Vol. 118, Issue 5, 4 augustus 2011).