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Titelaufnahme

Titel
Biomarkers of hypoxic brain injury after cardiopulmonary resuscitation
Weitere Titel
Biomarkers of hypoxic brain injury after cardiopulmonary resuscitation
VerfasserHaßlacher, Julia
Begutachter / BegutachterinnenWeiss, Günter ; Laggner, Anton
Betreuer / BetreuerinnenJoannidis, Michael
Erschienen2016
HochschulschriftInnsbruck, Med. Univ., Diss., 2016
Datum der AbgabeAugust 2016
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Reanimation / Hypoxie / Herz- Kreislauf-Stillstand / NSE / Secretoneurin / Hirnschaden
Schlagwörter (EN)resucitation / hypoxia / cardiac arrest / NSE / secretoneurin / brain injury / resucitation - hypoxia - cardiac arrest - NSE - secretoneurin - brain injury
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-6237 Persistent Identifier (URN)
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Biomarkers of hypoxic brain injury after cardiopulmonary resuscitation [0.21 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Der Herz-Kreislauf-Stillstand ist eine häufige Komplikation bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und mit einer sehr hohen Mortalität verbunden.

Nach erfolgreicher Reanimation besteht ein erhöhtes Risiko einen hypoxischen Hirnschaden zu erleiden. Um dies mit hoher Verlässlichkeit und Sicherheit beurteilen und vorhersagen zu können, ist man immer noch auf der Suche nach neuen Biomarkern. Diese sollten möglichst wenig durch äußere Faktoren wie beispielsweise die Anwendung der milden therapeutischen Hypothermie (MTH) oder Sedierung beeinflusst werden.

In diesem Zusammenhang wurde an der medizinischen Intensivstation der Universitätsklinik Innsbruck im Zeitraum von September 2008 bis April 2013 eine prospektive Observationsstudie durchgeführt, bei der alle Patienten nach erfolgreicher Reanimation bei Herz-Kreislauf-Stillstand eingeschlossen wurden. Im Verlauf von 7 Tagen wurde bei diesen Patienten täglich Secretoneurin (SN) und Neuron- spezifische Enolase (NSE) im Serum bestimmt. Das neurologische Outcome wurde mit Hilfe der Cerebral Performance Categories (CPC) Skala bei Spitalsentlassung beurteilt.

Insgesamt wurden 134 Patienten/-innen in die Studie eingeschlossen, von denen 49% ein gutes neurologisches Outcome (CPC 1-2) erzielten. In den ersten 24 Stunden konnten die höchsten SN- Serumwerte gemessen werden, die im Vergleich zum Normalwert in etwa um das 6-fache erhöht waren. Bei Patienten/-innen mit schlechtem neurologischen Outcome (CPC 3-5) waren die Werte im Vergleich zu denen mit gutem neurologischen Outcome signifikant erhöht [0-24 h: 75 (43-111) vs. 38 (23-68) fmol/ml, p < 0.001; 24-48 h: 45 (24-77) vs. 23 (16-39) fmol/ml, p < 0.001]. Innerhalb der ersten 48 h zeigte SN in der receiver operating characteristic (ROC) Analyse mit einer area under the curve (AUC) von 0.753 (0.665-0.841) eine gute Vorhersagekraft hinsichtlich schlechtem neurologischem Outcome. NSE zeigte in den ersten 72 h im Vergleich eine ROC-AUC von 0.881 (0.815-0.946). Beide Biomarker zusammen erzielten eine AUC von 0.925 (0.878-0.972).

Dahingehend konnte gezeigt werden, dass SN vor allem in Kombination mit NSE einen verlässlichen Biomarker mit guter Vorhersagekraft darstellt, auch aufgrund dessen dass er nicht durch die Anwendung der MTH und durch Auftreten von Hämolyse in seiner Vorhersagekraft beeinflusst wird.

In einer folglich durchgeführten Analyse in diesem Patientenkollektiv wurden bereits etablierte Marker wie C-terminal provasopressin (CT-proAVP or Copeptin) und midregional pro-A-type natriuretic peptide (MR-proANP) als Prognosemarker untersucht. Wir konnten zeigen, dass beide Biomarker frühzeitig, nämlich innerhalb von 48 h nach Herz-Kreislauf-Stillstand, am höchsten ansteigen. Außerdem eignen sich beide Marker sehr gut als Prognosemarker um schlechtes neurologisches Outcome vorherzusagen. Copeptin konnte auch bei Patienten, die mit MTH behandelt wurden, eine gute Vorhersagekraft erzielen (p<0.05).

Schlussendlich konnten wir mit SN einen validen Frühprädiktor zur Prognoseerstellung nach CPR identifizieren, der unbeeinflusst von MTH ist. Weitere Forschung auf dem Gebiet ist allerdings notwendig, um ideale Biomarker-Kombinationen mit bestmöglicher Performance zu finden. In diesem Zusammenhang wird man auch weitere pathophysiologische Zusammenhänge klären müssen, wie auch den Mechanismus der SN - Freisetzung.

Zusammenfassung (Englisch)

Cardiac arrest (CA) is a frequent complication of cardiovascular disease that involves a high mortality and risk for hypoxic brain injury. Despite many efforts in this field of research there is still need of reliable prediction of neurological outcome after CA. Under application of mild therapeutic hypothermia (MTH) and influence of subsequent sedation neurological prognostication seems to be impaired.

In light of this we investigated Secretoneurin (SN) as biomarker for hypoxic brain injury after cardiopulmonary resuscitation (CPR) in a prospective observational singlecenter study. All patients admitted to a tertiary medical intensive care unit after successful CPR were consecutively enrolled from September 2008 to April 2013. Serum SN and neuron-specific enolase (NSE) were determined in 24 h intervals starting with the day of CPR for 7 days. Neurological outcome was assessed with the Cerebral Performance Categories (CPC) Scale at hospital discharge. Overall, 134 patients were included with 49% surviving to good neurological outcome (CPC 1-2). SN serum levels peaked within the first 24 h showing an average six-fold increase above normal. Patients with poor neurological outcome (CPC 3-5) had significantly higher SN levels than patients with good neurological outcome [0-24 h: 75 (43-111) vs. 38 (23-68) fmol/ml, p < 0.001; 24-48 h: 45 (24-77) vs. 23 (16-39) fmol/ml, p < 0.001]. SN determined within the first 48 h showed a receiver operating characteristics (ROC) - area under the curve (AUC) of 0.753 (0.665-0.841). NSE in the first 72 h had a ROC-AUC of 0.881 (0.815-0.946). When combining these two biomarkers an AUC of 0.925 (0.878-0.972) could be achieved, providing excellent predictive performance especially in combination with the existing biomarker NSE. Furthermore, there was no influence of MTH and hemolysis on SN levels.

In a consecutive analysis we tested the established markers serum C-terminal provasopressin (CT-proAVP or Copeptin) and midregional pro-A-type natriuretic peptide (MR-proANP) for their prognostic capability and the influence of MTH on these biomarkers. Systemic levels of both markers peaked early within 48 h of the post-resuscitation period and were highly predictive for poor outcome in comatose resuscitated patients. Elevated copeptin within 48 h after CA was associated with poor outcome also in the hypothermia group (p<0.05).

In summary, we could demonstrate that SN performs as valid early predictor for neurological outcome after CPR, which is not influenced by MTH. Since prognostication and therapeutic decisions cannot rely on a single biomarker further research is required to identify which combinations of biomarkers perform best. In line with this, more pathophysiological insights and further investigations on the various potential sources of SN release in patients after CPR are required.

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