Effect of non-anemic iron deficiency on outcome following off-pump coronary revascularization: a retrospective analysis

Abstract

Iron is a fundamental component of erythropoiesis as well as numerous vital cellular processes. Non-anemic iron deficiency has been suggested to be harmful in the cardiac surgical theatre, which inevitable accompanies blood loss and hemodilution, demanding increased erythropoiesis. By avoiding cardiopulmonary bypass, off-pump coronary artery bypass surgery (OPCAB) is an important alternative to its on-pump counterpart as a part of patient blood management strategy as it avoids cardiopulmonary bypass. Therefore, non-anemic iron deficiency may impose a different prognostic influence, while it is unknown. The primary aim of this retrospective study was to evaluate the relationship between non-anemic iron deficiency with the composite of major morbidity/mortality endpoints following OPCAB. A total of 433 patients were enrolled, of whom 229 patents were iron deficient. Composite end points were: in hospital mortality, acute kidney injury, stroke, deep sternal infection, hemostatic reoperation, prolonged mechanical ventilation of more than 24 hours, delirium and postoperative myocardial infarction. There was no significant difference in the incidence of composite endpoints in relation to iron deficiency (37.7% versus 38.4% in the iron deficient and non-iron deficient group, respectively, P = 0.884). Multivariable analysis revealed no significant association between iron deficiency and composite outcome, while total graft reconstruction time (odds ratio: 1.026, 95% confidence interval: 1.006-1.048, P = 0.013) and perioperative transfusion (odds ratio: 1.359, 95% confidence interval: 1.036-1.782, P = 0.027) were shown as independent risk factors. When iron deficiency with heart failure was introduced in the multivariable model instead of iron deficiency, similar results were observed. Mediation analysis revealed an indirect effect of iron deficiency on outcome through perioperative transfusion. In conclusion, preoperative iron deficiency per se without overt anemia was not associated with adverse outcome in patients undergoing OPCAB.

철은 적혈구 생성 외에도 체내 다양한 세포기능에 핵심적인 기능을 하는 영양 요소이며, 철결핍은 세계적으로 가장 빈도가 높은 영양결핍이다. 비교적 최근까지는 빈혈과 동반된 철 결핍만이 임상적 중요성을 가진 것으로 생각되어 왔다. 그러나 심부전 환자들을 대상으로 한 여러 연구에서 비 빈혈성 철 결핍 또한 교정 시 환자 예후가 향상된다고 보고된 후, 수술 환자들 에서도 두 인자 간에 연관성이 있을지 주목받고 있다. 특히 심장 수술을 받는 환자군에서 비 빈혈성 철 결핍은 특히 더 해로울 것으로 생각되는데, 이는 수술의 특성상 많은 출혈과 심폐기 사용으로 인한 혈액 희석이 동반되어 수술 후 적혈구 생성에 대한 수요가 증가하기 때문이다. 심폐기를 사용하는 심장수술에서 이 연관성을 보고자 한 여러 연구에서 상반된 결과들이 발표되었다. 무심폐기관상동맥우회술은 환자의 혈액 관리 전략의 중요한 대안으로 오랫동안 제시된 바 있으며, 따라서 해당 수술을 받는 환자군에서 비 빈혈성 철 결핍은 (심폐기를 동반한 수술에 비해) 다른 예후적 영향을 가할 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구의 주 목표는 무심폐기관상동맥우회술을 받는 환자에서 수술 이후 주요 질병/사망 종말점과 비 빈혈적 철 결핍 사이의 관계를 알아보고. 해당 관계에서 주술기 적혈구 수혈의 매개효과를 확인하는 것이다. 총 433의 비빈혈 환자가 등록되었고, 이 중 229명이 철결핍이 있었다. 주요 질병/사망 종말점은 다음을 포함하였다: 입원 중 혹은 30일째 사망, 급성 신부전, 뇌졸중, 수술부위 심부감염, 출혈로 인한 재수술, 24시간 이상의 지속적 기계환기, 섬망 및 심근경색. 연구결과 비빈혈적 무심폐기관상동맥우회술 환자에서 철 결핍과 주요 질병/사망 종말점 간의 유의한 상관 관계는 다변량 분석에서 관찰되지 않았다 (비결핍군 37.7% 대 결핍군 38.4%, p = 0.884). 이식도관의 재건소요시간 (오즈비 1.026, 95% 신뢰구간 1.006-1.048, p = 0.013) 및 수술 중 수혈된 적혈구 제제의 수혈량이 (오즈비 1.359, 95% 신뢰구간 1.036-1.782, p = 0.027) 단독 위험 인자로 나타났다. 다변량 분석 모델에서 철결핍 대신 심부전이 동반된 철 결핍을 독립인자로 넣었을 때도 유사한 결과가 나왔다. 매개효과 분석에서는 철 결핍이 주술기 적혈구 수혈을 통해 주요 질병/사망 종말점에 간접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로, 비 빈혈성 철 결핍 자체만으로는 무심폐기관상동맥우회술을 받는 환자의 예후와 연관이 없는 것으로 나타났다.