Polysulfonate Resins in Hyperkalemia: A Systematic Review

Can J Kidney Health Dis. 2020 Oct 30;7:2054358120965838. doi: 10.1177/2054358120965838. eCollection 2020.

Abstract

Background: Hyperkalemia is a potentially life-threatening electrolyte abnormality defined as a serum potassium above the lab reference range (usually >5.0-5.5 mEq/L). Polystyrene resins, including sodium polystyrene sulfonate (SPS) and calcium polystyrene sulfonate (CPS), have long been used to treat hyperkalemia. Sodium polystyrene sulfonate/calcium polystyrene sulfonate act by exchanging a cation for potassium within the intestinal lumen. While SPS and CPS have been available since the 1960s, there are rising concerns about the validity of the data supporting its use and about serious adverse gastrointestinal effects.

Objective: The objective of this systematic review was to quantify the efficacy and safety of polystyrene sulfonate resins (SPS/CPS) in the treatment of adults with hyperkalemia. This review focuses on the randomized control trial (RCT), interventional non-RCT, and observational data available on SPS/CPS use.

Design: Systematic review.

Setting: Any country of origin. Both inpatient and outpatient settings.

Patients: Adults with hyperkalemia treated with polystyrene sulfonate resins.

Measurements: The primary outcome was change in serum potassium. The secondary outcomes included adverse effects of SPS/CPS and prevention of recurrent hyperkalemia.

Methods: We conducted a systematic review using Cochrane Library, EMBASE (1947-2019), and Medline (1946-2019) databases. Literature reviews, systematic reviews, case studies, case series, and editorial pieces were excluded. Included studies were assessed for risk of bias.

Results: Four RCTs, 21 observational studies, and 5 quasi-experimental trials were included. A total of 212 351 patients were included. Two thousand and fifty-eight patients were studied for the primary outcome and 210 293 patients were studied for the secondary outcomes. Study designs were heterogeneous and not amenable to meta-analysis. Most studies included nonhemodialysis outpatients older than 65 years. Of the included studies, 22/25 (88%) demonstrated a reduction of serum potassium >0.5 mEq/L over the study period. The magnitude of reduction in serum potassium of potassium resin compared with placebo or matched controls in the 3 low-risk studies identified was 0.14 to 1.04 mEq/L. However, each study used different dosing regimens. Ten of 22 studies reported the effects of polystyrene resins on serum potassium within 24 hours. A few high-quality observational studies suggest an increased risk of serious adverse gastrointestinal events with a relative risk of 2.10 and a hazard ratio of 1.25 to 1.94; however, the absolute risk remains low. The incidence of adverse gastrointestinal events is 16 to 23 events per 1000 person-years.

Limitations: We acknowledge several limitations in this study. Case studies and case series were excluded from the search results. Large case series may have been excluded despite having comparable sample sizes to studies included due to lack of a comparator and calculated estimates. Due to the heterogeneity of the studies, the data were unable to be meta-analyzed and as such the potassium-lowering effect of polystyrene sulfonate resins remains founded on small studies with potential confounders.

Conclusions: This systematic review demonstrates a continued lack of high-quality evidence for the use of SPS/CPS in hyperkalemia. Studies investigated highly variable timelines and the most robust evidence for SPS/CPS use is in chronic hyperkalemia. While the absence of high-quality evidence does not exclude the possibility of benefit, prescribers must understand that the use of SPS/CPS in acute hyperkalemia is not supported by high-quality evidence.

Trial registration: The protocol for this systematic review was not registered.

Contexte: L’hyperkaliémie est un déséquilibre électrolytique potentiellement mortel qui se définit par une concentration sérique en potassium supérieure aux valeurs de référence (généralement supérieure à 5,0-5,5 mEq/L). Les résines polystyréniques, le sulfonate de polystyrène sodique (SPS) et le sulfonate de polystyrène calcique (SPC), sont depuis longtemps utilisées pour traiter l’hyperkaliémie. Le SPS et le SPC agissent dans la lumière intestinale en échangeant un cation contre du potassium. Bien que ces résines soient disponibles depuis les années 1960, la validité des données justifiant leur utilisation et le risque d’effets indésirables graves qu’elles posent pour le système gastro-intestinal suscitent de plus en plus d’inquiétudes.

Objectif: Cette revue systématique visait à quantifier l’efficacité et l’innocuité des résines SPS/SPC dans le traitement de l’hyperkaliémie chez les adultes. Cette revue se concentre sur les données issues d’essais contrôlés randomisés, d’études interventionnelles non randomisées et d’études observationnelles portant sur cette utilisation.

Type d’étude: Revue systématique.

Cadre: Les études étaient incluses peu importe le pays d’origine. Patients traités en ambulatoire ou en milieu hospitalier.

Sujets: Des adultes atteints d’hyperkaliémie traités avec les résines de sulfonate de polystyrène.

Mesures: Le principal résultat était une modification de la kaliémie. Les résultats secondaires incluaient les effets indésirables des SPS/SPC et la prévention de l’hyperkaliémie récurrente.

Méthodologie: Nous avons procédé à une revue systématique des bases de données Cochrane Library, EMBASE (1947 à 2019) et Medline (1946 à 2019). Les revues de littérature, revues systématiques, études de cas, séries de cas et éditoriaux ont été exclus. Les études incluses ont fait l’objet d’une évaluation du risque de biais.

Résultats: Quatre essais contrôlés randomisés, vingt-et-une études observationnelles et cinq essais quasi expérimentaux ont été inclus, pour un total de 212 351 patients étudiés. Plus précisément, 2 058 patients ont été examinés pour le résultat principal et 210 293 patients pour les résultats secondaires. L’hétérogénéité des plans d’étude n’a pas permis de procéder à une méta-analyse. La plupart des études comprenaient des patients non hémodialysés de plus de 65 ans et traités en ambulatoire. Parmi les études incluses, 88 % (22/25) ont démontré une réduction de la kaliémie supérieure à 0,5 mEq/L au cours de la période étudiée. Dans les trois études jugées à faible risque, l’ampleur de la réduction de la kaliémie observée avec les résines par rapport au placebo ou aux témoins appariés s’établissait entre 0,14 et 1,04 mEq/L. Chaque étude avait cependant utilisé des schémas posologiques différents. Dix études sur vingt-deux rapportaient un effet des résines de polystyrène sur la kaliémie en moins de 24 heures. Quelques études observationnelles de grande qualité suggéraient un risque accru d’événements gastro-intestinaux graves (risque relatif de 2,10 et rapport de risque entre 1,25 et 1,94), mais le risque absolu demeure faible. L’incidence des événements indésirables gastro-intestinaux s’établissait entre 16 et 23 événements par 1 000 années-personnes.

Limites: Nous reconnaissons que cette étude comporte plusieurs limites. Les études de cas et les séries de cas ont été exclues de nos résultats de recherche. De vastes séries de cas ont été exclues faute de comparateur et d’estimations calculées, bien que leurs échantillons étaient comparables à ceux d’études incluses. L’hétérogénéité des études n’a pas permis de procéder à une méta-analyse. Par conséquent, l’effet de réduction du potassium par les résines de sulfonate de polystyrène demeure fondé sur les résultats de petites études comportant de possibles variables confusionnelles.

Conclusion: Cette revue systématique démontre l’insuffisance constante de données probantes de grande qualité appuyant l’utilisation des résines SPS et SPC pour le traitement de l’hyperkaliémie. Les études portaient sur des périodes de temps très variables et les preuves les plus robustes en faveur de l’utilisation des résines SPS et SPC concernent l’hyperkaliémie chronique. Si l’absence de données probantes de qualité n’exclut pas la possibilité de bienfaits, les médecins doivent comprendre que l’utilisation des résines SPS/SPC pour traiter l’hyperkaliémie aiguë n’est pas étayée par des preuves robustes.

Enregistrement de l’essai: Le protocole de cette revue systématique n’a pas été enregistré.

Keywords: adverse events; hyperkalemia; polystyrene exchange resin; sodium polystyrene sulfonate.