Lupus anticoagulant effect on vitamin K antagonist monitoring assays: Comparison of Fiix-NR, PP-INR and PT-INR

Abstract

Background: Lupus anticoagulant (LA), an autoantibody, is associated with hypercoagulation in vivo. These antibodies effect phospholipid-dependent coagulation tests and prolong coagulation time. One of those tests is Quick prothrombin time (PT). It is used to calculate the international normalized ratio (INR), which is used to monitor warfarin therapy. The LA influence on coagulation time can lead to a falsely elevated INR, which in turn would lead to an unnecessary dose alteration. The patient would then be under anticoagulated and the anticoagulation treatment, therefore, inadequate.Aims: This study will compare the effect LA has on three different PT assays, Quick-PT, Owrens-PT (PP) and Fiix-PT, as well as on thrombin generation (automated thrombin generation) and fibrin degradation (D-dimer).Materials and methods: In this study the above-mentioned assays, were performed on LA positive patients’ samples collected from the years 2007 - 2017, either non-anticoagulated (LA-pos no-AC, n = 128) or on warfarin anticoagulation (LA-pos AC, n = 28). Control groups were formed from healthy individuals not on anticoagulation (normal control, n = 27) and patients on warfarin anticoagulation (LA-neg AC, n = 47). When comparing three or two groups together, ANOVA (Kruskal-Wallis test) and Mann-Whitney statistical tests were used, respectively.Results: Fiix-NR (median: 0.98; range: 0.83-1.69) and PP-INR (1.00; 0.80-1.40) in LA-pos no-AC were similar as the normal control (Fiix 0.99; 0.88-1.12 and PP-INR 0.99; 0.87-1.10) (p = n.s. for both). However, PT-INR (1.09; 0.73-1.97) in LA-pos no-AC was higher than that of the normal control (0.99; 0.89-1.10) (p < 0.0001). Similar difference was observed when the anticoagulation monitoring assays were compared in LA-pos no-AC, that is, PT-INR measured greater than Fiix-NR and PP-INR (p < 0.0001). Fiix-NR and PP-INR, however, did not differ (p = 0.42). There was no significant difference between the monitoring assays in LA-pos AC samples (p = 0.72), however, the samples were only 28. Automated thrombin generation revealed a significant prolongation of lag-time and time-to-peak in the LA-pos no-AC samples when compared to the normal control (p < 0.0001, for both). However, there was no difference in thrombin generation or peak between the LA samples and their control groups (p = n.s., for both). Fibrin degradation, measured by D-dimer, was significantly increased in LA-pos no-AC (0.71; 0.20-15.6) compared to the normal control (0.41; 0.23-1.00) (p < 0.0001) However, fibrin degradation was equally low in LA-pos AC (0.41; 0.21-2.34) and LA-neg AC (0.53; 0.08-6.21) (p = 0.18).Conclusions: The results imply that Fiix-NR and PP-INR are not sensitive to LA in non-anticoagulated samples while PT-INR is. There was no significant difference between the monitoring assays in anticoagulated samples (LA-pos AC) samples, however, this is not confirmed since there were too few available samples. Since there was no difference in thrombin generation between LA samples and control samples we hypothesize that the hypercoagulant effect of LA is the result of something else, e.g. endothelial cell damage caused by the LA antibody or increased binding of coagulation factors to platelets. Further studies are needed to support these hypotheses.

Bakgrunnur: Lupus anticoagulant (LA) er sjálfsmótefni, sem tengist segahneigð. Mótefnið truflar fósfólípíð-háð storkupróf og veldur lengingu á storkutíma. Eitt þessara prófa er Quick próþrombín tími (PT) sem er notaður til útreikninga INR (e. international normalized ratio), en INR er notað til stýringar á warfarin meðferð. Áhrif LA til lengingar storkutímans getur leitt til þess að PT-INR mælist falskt hækkað. Ef slíkt gerist þá væri warfarin skammtur stundum lækkaður af ónauðsyn, sjúklingur yrði fyrir vikið ekki nógu mikið blóðþynntur og blóðþynningin þar af leiðandi ófullnægjandi.Markmið: Í þessari rannsókn verða borin saman áhrif LA á þrjú mismunandi afbrigði PT, þ.e. Quick-PT, Owrens-PT (PP) og Fiix-PT, þrombín, myndun þrombíns (þrombín generation) og niðurbrot fibríns (D-dimer). Efni og aðferðir: Í þessari rannsókn voru ofangreindar mælingar, gerðar á LA jákvæðum sjúklingasýnum frá árunum 2007 – 2017 mæld, ýmist óblóðþynnt (LA-pos no-AC, n = 128) eða á warfarin blóðþynningu (LA-pos AC, n = 28). Útbúnir voru viðmiðunarhópar, annars vegar sýni úr heilbrigðum einstaklingum (eðlileg viðmið, n = 27) og hinsvegar sýni úr blóðþynntum sjúklingum án LA (LA-neg AC, n = 47). Notast var við ANOVA (Kruskal-Wallis test) og Mann-Whitney tölfræðipróf við samanburð þriggja eða tveggja hópa í sömu röð.Niðurstöður: Fiix-NR (miðgildi 0,98; bil 0,83-1,69) og PP-INR (1,00; 0,80-1,40) í LA-pos no-AC var svipað eðlilega viðmiðinu (Fiix-NR 0,99; 0,88-1,12 og PP-INR 0,99;0,87-1,10) (p = n.s. fyrir bæði). PT-INR (1,09; 0,73-1,97) mældist hærra í LA-pos no-AC sýnum en í eðlilega viðmiðinu (0,99;0,89-1,10) (p < 0.0001). Svipaður munur sást þegar borin voru saman LA-pos no-AC sýni með mismunandi blóðþynningarmælingum, þ.e PT-INR mældist hærra en PP-INR og Fiix-NR (p < 0,0001). Ekki var marktækur munur á milli PP-INR og Fiix-NR í óblóðþynntum LA sýnum (p = 0,42). Í LA-pos AC sýnum greindist enginn marktækur munur á milli blóðþynningarmælinganna en sýnin voru fá (28; p = 0,72). Þegar að þrombín myndun (ÞM) var skoðuð reyndist vera marktæk lenging á lag-tíma og time-to-peak í LA-pos no-AC sýnum miðað við eðlilega viðmiðið (p < 0,0001, fyrir hvort tveggja). Hins vegar reyndist enginn munur vera milli LA sýnanna og viðmiðunarhópa þeirra í heildar ÞM eða hámarks ÞM (p = n.s., fyrir hvort teggja). Fíbrín niðurbrot mælt sem D-dimer í LA-pos no-AC var marktækt aukin (0,71; 0,20-15,6) miðað við eðlileg viðmið (0,41; 0,23-1,00) (p < 0,0001). Hinsvegar var fíbrín niðurbrot jafn lágt hjá LA-pos AC (0,41; 0,21-2,34) eins og hjá blóðþynntum án LA (LA-neg AC) (0,53; 0,08-6,21) (p = 0,18).Ályktanir: Niðurstöðurnar benda til þess að Fiix-NR og PP-INR séu ekki næmt fyrir LA en að PT-INR sé næmt fyrir LA. Enginn martækur munur fannst þó milli aðferðanna hjá einstaklingum á warfarini með LA en sú niðurstað er þó óstaðfest þar sem fá sýni voru tiltæk. Þar sem enginn munur fannst á thrombin myndun í sýnum frá LA sjúklingum og heilbrigðum má e.t.v. álykta að afbrigðileg segahneigð LA sjúklinga stafi af öðru, t.d. skemmdum á æðaþeli vegna mótefnisins eða aukinni bindingu storkupróteina við blóðflögur en frekari rannsókna er þörf til að styðja slíka tilgátu.