2. 沧州市人民医院麻醉科,沧州 061000
2. Department of Anesthesiology, Cangzhou People's Hospital, Cangzhou 061000, China
院外心搏骤停(out-of-hospital cardiac arrest,OHCA)已成为一个全球性的健康问题,全世界每年有25万至30万名患者发生OHCA。尽管心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation,CPR)技术的不断发展、旁观者CPR及现场使用自动体外除颤器的普及[1-3],只是少数OHCA患者出院时神经功能良好[4-5]。因此,早期准确预测OHCA患者的神经功能预后可为临床医生及患者家属提供关键信息,并有助于做出合理的治疗决定。神经丝轻链(neurofilament light chain, NfL)是一种在神经元中表达的细胞骨架蛋白成分,在神经轴突损伤时,NfL被释放至细胞外液随之进入血液循环[6-7]。先前的研究表明,血清NfL可作为反映脑损伤和神经退行性疾病的血液生物标志物[8-10]。然而,血清NfL对OHCA患者神经功能的预测尚缺乏研究。本研究旨在探讨血清NfL对OHCA患者神经功能的预测价值。
1 资料与方法 1.1 一般临床资料研究选取2018年1月至2020年3月沧州市中心医院收治的96例OHCA患者为研究对象。纳入标准:①年龄≥18岁;②非创伤性心搏骤停;③接受目标温度管理的患者。排除标准:①既往存在严重缺血性/出血性卒中史;②患者心搏骤停后24 h内死亡;③接受体外膜肺氧合;④终末期肿瘤;⑤孕妇或哺乳期。本研究遵循临床医学伦理准则,并经沧州市中心医院医学伦理委员会批准(伦理号2020-222-01)。
1.2 收集数据通过医院电子病历系统检索并收集患者以下信息:年龄、性别、既往疾病史(高血压、糖尿病、冠心病、脑卒中)、CPR特征(旁观者CPR、初始监测心律、CPR开始时间、CPR持续时间和肾上腺素用量)、实验室指标(丙氨酸氨基转移酶、血肌酐和动脉血乳酸)及神经预后结局(出院时神经功能预后)。患者在入院后即刻采集静脉血5 mL,置于枸橼酸钠抗凝管中,以3 000 r/min离心10 min,提取上层分离血浆于−80℃冰箱内保存待测。
1.3 结局评价患者出院时的神经功能采用格拉斯哥-匹兹堡脑功能分级(cerebral performance category,CPC)。神经功能良好定义为1级(脑功能完好)或2级(中度脑功能残障);神经功能不良定义为3级(重度脑功能障碍)、4级(昏迷/植物状态)或5级(死亡)[11]。
1.4 NfL及NSE测定NfL试剂盒购自泉州市睿信生物科技有限公司(批号:RX101799H),将保存在–80 ℃冰箱的血样本解冻,依据试剂盒说明书,在Multiskan酶标仪(赛默飞世尔科技有限公司,中国上海)上使用酶联免疫吸附法测定血清NfL。神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)试剂盒购自罗氏诊断产品上海有限公司[批号:(10)52370305],NSE在采用电化学发光法在cobas-e-601电化学发光免疫分析仪进行浓度检测。
1.5 统计学方法应用SPSS 25.0统计软件进行数据分析。符合正态分布的定量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用两组独立样本t检验;不符合正态分布的定量资料以中位数(四分位数)[M(Q1, Q3)]表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验。定性资料以例数和百分比表示,组间比较采用χ2检验。通过相关性分析及Logistic回归分析评估血清NfL与神经功能的关系。通过受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)曲线计算血清NfL预测OHCA患者神经功能预后的曲线下面积(area under the curve,AUC)、敏感度、特异度,并采用Hanley & McNeil方法比较血清NfL及NSE预测神经功能的AUC,以P < 0.05差异具有统计学意义。
2 结果 2.1 两组患者的一般资料比较初筛共识别132例OHCA患者。根据排除标准,36例患者被排除:12例未接受目标温度管理, 9例在心搏骤停24 h内死亡,5例标本溶血,4例为创伤心搏骤停,2例年龄 < 18岁,2例接受体外膜肺氧合,2例为终末期肿瘤。最终研究纳入96例OHCA患者。
患者的年龄(59.8±15.4)岁,其中36例为女性。96例OHCA患者中,57.3%患者合并高血压史,26.0%患者合并冠心病,19.8%患者合并脑卒中,16.7%患者合并糖尿病。69.8%患者接受旁观者CPR,70.8%患者初始监测心律为可除颤心律,CPR开始时间为8.0(4.0, 11.0)min,CPR持续时间为10.0(5.3, 20.0)min。中位NfL浓度为213.8(58.1, 342.3)pg/mL,中位NSE浓度为45.7(36.3, 58.2)ng/mL。
96例OHCA患者中,神经功能良好组患者为25例(26.0%),神经功能不良组患者为71例(74.0%)。与神经功能不良组患者相比,神经功能良好组患者旁观者CPR、初始可除颤心律比例高,CPR开始时间及CPR持续时间短,肾上腺用量少,动脉血乳酸、血清NfL及NSE低(均P < 0.05),见表 1。
临床特征 | 神经功能不良组(n=71) | 神经功能良好组(n=25) | t/Z/χ2值 | P值 |
年龄(岁,x±s) | 59.7±16.2 | 60.0±13.4 | 0.09 | 0.992 |
性别(例,男/女) | 44/27 | 16/9 | 0.03 | 0.857 |
高血压史(例,%) | 40(56.3) | 15(60.0) | 0.10 | 0.750 |
糖尿病史(例,%) | 10(14.1) | 6(24.0) | 1.31 | 0.253 |
冠心病史(例,%) | 19(26.8) | 6(24.0) | 0.07 | 0.787 |
脑卒中(例,%) | 16(22.5) | 3(12.0) | 1.29 | 0.256 |
心源性骤停(例,%) | 35(49.3) | 17(68.0) | 2.61 | 0.106 |
旁观者CPR(例,%) | 45(63.4) | 22(88.0) | 5.32 | 0.021 |
初始可除颤心律(例,%) | 46(64.8) | 22(88.0) | 4.82 | 0.028 |
CPR开始时间(min)a | 9.0(6.0,12.0) | 4.0(2.5,5.0) | 4.59 | < 0.001 |
CPR持续时间(min)a | 13.0(10.0,20.0) | 6.0(5.0,13.5) | 2.58 | 0.010 |
肾上腺素用量(mg)a | 5.0(3.0,6.0) | 2.0(2.0,4.0) | 4.05 | < 0.001 |
丙氨酸氨基转移酶(U/L)a | 72.8(29.8,183.6) | 83.1(44.1,151.7) | 0.02 | 0.983 |
动脉血乳酸(mmol/L)a | 11.5(6.7,14.0) | 6.8(4.1,13.6) | 1.97 | 0.049 |
血肌酐(μmol/L)a | 100.0(83.0,130.0) | 105.0(85.5,139.5) | 0.66 | 0.510 |
血清NSE(ng/mL)a | 45.8(36.4,58.9) | 35.9(29.1,40.7) | 3.72 | < 0.001 |
血清NfL(pg/mL)a | 261.4(179.8,381.7) | 47.6(26.7,60.6) | 4.30 | < 0.001 |
注:OHCA为院外心搏骤停;CPR为心肺复苏;NfL为神经丝轻链;NSE为神经元特异性烯醇化酶;a为M(Q1, Q3) |
Spearman法相关性分析结果显示,血清NfL(r=0.69,P < 0.001)、NSE(r=0.44,P < 0.001)均与良好的神经功能呈正相关。
2.3 OHCA患者神经功能不良的Logistic分析单因素Logistic回归分析显示,旁观者CPR、初始可除颤心律、CPR开始时间、CPR持续时间、肾上腺素用量、动脉血乳酸、血清NSE及血清NfL均为OHCA患者神经功能的独立危险因素(均P < 0.05),见表 2。多因素Logistic回归分析结果显示,CPR开始时间及血清NfL为OHCA患者神经功能的独立危险因素(均P < 0.05),见表 2。
临床特征 | 单因素分析 | 多因素分析 | |||||
OR值 | 95%CI | P值 | OR值 | 95%CI | P值 | ||
年龄 | 1.00 | 0.97~1.03 | 0.928 | ||||
性别 | 0.92 | 0.36~2.36 | 0.857 | ||||
高血压史 | 0.86 | 0.34~2.18 | 0.750 | ||||
糖尿病史 | 0.52 | 0.17~1.62 | 0.258 | ||||
冠心病史 | 1.16 | 0.40~3.33 | 0.787 | ||||
脑卒中 | 2.13 | 0.57~8.06 | 0.264 | ||||
心源性骤停 | 0.46 | 0.18~1.20 | 0.111 | ||||
旁观者CPR | 0.24 | 0.06~0.88 | 0.029 | ||||
初始可除颤心律 | 3.99 | 1.09~14.64 | 0.037 | ||||
CPR开始时间 | 0.71 | 0.60~0.84 | < 0.001 | 0.62 | 0.43~0.90 | 0.013 | |
CPR持续时间 | 0.94 | 0.88~1.00 | 0.039 | ||||
肾上腺素用量 | 0.60 | 0.44~0.80 | 0.001 | ||||
丙氨酸氨基转移酶 | 1.00 | 1.00~1.00 | 0.338 | ||||
动脉血乳酸 | 0.90 | 0.81~1.00 | 0.047 | ||||
血肌酐 | 1.00 | 0.99~1.00 | 0.756 | ||||
血清NSE | 0.90 | 0.85~0.96 | 0.001 | ||||
血清NfL | 0.94 | 0.90~0.98 | 0.005 | 0.92 | 0.86~0.98 | 0.010 | |
注:OHCA为院外心搏骤停;CPR为心肺复苏;NfL为神经丝轻链;NSE为神经元特异性烯醇化酶 |
根据CPC分级将血清NfL进行分组分析(图 1)。结果显示,随着CPC分级越高,血清NfL浓度越高。
![]() |
NfL为神经丝轻链;CPC为格拉斯哥-匹兹堡脑功能分级 图 1 血清NfL与CPC分级的关系 Fig 1 Relationship between serum NfL and CPC grading |
|
ROC曲线显示,血清NfL预测神经功能不良的AUC为0.95(95%CI: 0.92~0.99),截断值为80.0 pg/mL时,敏感度为84.5%,特异度为100%(图 2)。NSE预测OHCA患者神经功能不良的AUC为0.79(95%CI: 0.69~0.89),截断值为45.1 ng/mL时,敏感度为67.6%,特异度为80.0%。Hanley & McNeil方法比较显示,血清NfL预测神经功能不良的AUC高于NSE(Z=3.22,P=0.001)。
![]() |
NfL为神经丝轻链;NSE为神经元特异性烯醇化酶;ROC曲线为受试者工作特征曲线 图 2 NfL及NSE预测OHCA患者神经功能不良的ROC曲线 Fig 2 ROC curve of NfL and NSE for predicting poor neurological function in OHCA patients |
|
严重缺血缺氧性脑损伤是OHCA复苏成功患者住院死亡和残疾的主要原因[12-13]。在我国,出院存活率为3.32%,出院时神经功能良好率为1.33%[14]。这不仅需要强调CPR的质量,同时也关注“心搏骤停后的综合治疗”,这是生存链中的第5个环节,以改善ICU住院患者的神经功能预后[15-16]。
脑损伤后,血液中可检测到神经元和神经胶质细胞的多种成分,并作为脑损伤的标志物。神经丝在神经元轴突中表达,为髓鞘轴突提供结构支持。当中枢神经系统受损时,脑脊液和血液中的NfL水平增加[17-18]。研究表明,在急性脑出血患者中,预后不良组患者的血清NfL高于预后良好组患者,且血清NfL水平与神经功能严重程度呈正相关[19]。在一项包括112例初始心律为心室颤动的OHCA患者为研究对象的研究中,血清NfL预测患者神经功能不良的AUC为0.98[20],这与本研究的结果相一致。本研究同时纳入可除颤心律和非可除颤心律的OHCA患者,其预测出院时神经功能不良的AUC为0.95,同样显示出良好的预测能力。
NSE是一种富含神经元的糖酵解蛋白,是预测心搏骤停患者神经功能最广泛的生物标志物。NSE可反映神经功能损伤的严重程度[21-22],与格拉斯哥昏迷评分密切相关[23]。研究表明,血清NfL在预测脑损伤患者神经功能预后方面较NSE表现出更出色的准确性[24],这与本研究的结论相一致。这种差异可能与NfL及NSE在大脑灰质和白质中的分布不同所致。与大脑灰质相比,白质更容易受到缺血性损伤,且白质损伤的程度与心搏骤停神经功能预后密切相关。NSE是一种在灰质中含量更高的神经元酶。相比之下,NfL是一种中间神经丝蛋白亚基,主要在皮层下白质轴突中表达。此外,释放到外周血中NSE对神经元损伤并不是特异性的。NSE不仅存在于神经元中,还存在于神经内分泌肿瘤、神经旁组织及红细胞和血小板中。因此,同时发生的神经内分泌肿瘤或大量溶血是干扰NSE测量的潜在混杂因素,NfL是神经元细胞骨架的一部分,只在神经元中表达,是神经元损伤的高度特异性标记物。
本研究具有一定的局限性。首先,由于单中心回顾性研究的性质,潜在的偏倚不可避免。第二,目标温度管理的方案依赖于临床医生。第三,随着时间的推移,心肺复苏指南不断更新,研究无法排除治疗措施更新对患者预后的影响。
综上所述,复苏成功后的神经功能预测是心搏骤停管理的一个基本的,但具有挑战性的重要组成部分。在精准医疗和不断发展的治疗选择的时代,血清NfL有助于OHCA患者的神经功能预后的评估,这可简化医疗和家庭的决策,对患者进行分层管理。
利益冲突所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明杨风梅:数据收集及论文书写;马宝重、孙强、李楠、刘颖:实验实施及数据收集;王文杰:实验实施、统计分析及论文修改
[1] | Thannhauser J, Nas J, Waalewijn RA, et al. Towards individualised treatment of out-of-hospital cardiac arrest patients: an update on technical innovations in the prehospital chain of survival[J]. Neth Heart J, 2022, 30(7/8): 345-349. DOI:10.1007/s12471-021-01602-6 |
[2] | Jerkeman M, Lundgren P, Omerovic E, et al. Association between type of bystander cardiopulmonary resuscitation and survival in out-of-hospital cardiac arrest: a machine learning study[J]. Resusc Plus, 2022, 10: 100245. DOI:10.1016/j.resplu.2022.100245 |
[3] | Mørk SR, Bøtker MT, Christensen S, et al. Survival and neurological outcome after out-of-hospital cardiac arrest treated with and without mechanical circulatory support[J]. Resusc Plus, 2022, 10: 100230. DOI:10.1016/j.resplu.2022.100230 |
[4] | Lee DE, Ryoo HW, Moon S, et al. Effect of citywide enhancement of the chain of survival on good neurologic outcomes after out-of-hospital cardiac arrest from 2008 to 2017[J]. PLoS One, 2020, 15(11): e0241804. DOI:10.1371/journal.pone.0241804 |
[5] | Lin YP, Chen YS. Effect of intra-arrest transport and extracorporeal cardiopulmonary resuscitation on functional neurologic outcome in refractory out-of-hospital cardiac arrest[J]. JAMA, 2022, 327(23): 2356. DOI:10.1001/jama.2022.6545 |
[6] | Betancor M, Pérez-Lázaro S, Otero A, et al. Neurogranin and neurofilament light chain as preclinical biomarkers in scrapie[J]. Int J Mol Sci, 2022, 23(13): 7182. DOI:10.3390/ijms23137182 |
[7] | Meeker KL, Butt OH, Gordon BA, et al. Cerebrospinal fluid neurofilament light chain is a marker of aging and white matter damage[J]. Neurobiol Dis, 2022, 166: 105662. DOI:10.1016/j.nbd.2022.105662 |
[8] | Zhang J, Cheng HJ, Liu W, et al. Neurofilament light chain in cerebrospinal fluid or blood as a biomarker for mild cognitive impairment: a systematic review and meta-analysis[J]. Medicine, 2022, 101(9). DOI:10.1097/MD.0000000000028932 |
[9] | Zhang K, Wang Z, Zhu K, et al. Neurofilament light chain protein is a predictive biomarker for stroke after surgical repair for acute type A aortic dissection[J]. Front Cardiovasc Med, 2021, 8: 754801. DOI:10.3389/fcvm.2021.754801 |
[10] | Liu CX, Lu YX, Wang JQ, et al. Serum neurofilament light chain and glial fibrillary acidic protein in AQP4-IgG-seropositive neuromyelitis optica spectrum disorders and multiple sclerosis: a cohort study[J]. J Neurochem, 2021, 159(5): 913-922. DOI:10.1111/jnc.15478 |
[11] | Lascarrou JB, Guichard E, Reignier J, et al. Impact of rewarming rate on interleukin-6 levels in patients with shockable cardiac arrest receiving targeted temperature management at 33℃: the ISOCRATE pilot randomized controlled trial[J]. Crit Care, 2021, 25(1): 434. DOI:10.1186/s13054-021-03842-9 |
[12] | Henson T, Rawanduzy C, Salazar M, et al. Outcome and prognostication after cardiac arrest[J]. Ann N Y Acad Sci, 2022, 1508(1): 23-34. DOI:10.1111/nyas.14699 |
[13] | 王淦楠, 张劲松. 头颅CT对心肺复苏后昏迷患者神经功能预后的判断价值研究进展[J]. 中华急诊医学杂志, 2022, 31(1): 124-128. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2022.01.027 |
[14] | 戴臻, 林全洪, 徐耀伟. 院外心脏骤停复苏结果5年趋势观察研究[J]. 中华急诊医学杂志, 2022, 31(4): 497-503. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2022.04.012 |
[15] | 中华医学会急诊医学分会复苏学组, 中国医药教育协会急诊专业委员会, 成人心脏骤停后综合征诊断和治疗中国急诊专家共识组. 成人心脏骤停后综合征诊断和治疗中国急诊专家共识[J]. 中华急诊医学杂志, 2021, 30(7): 799-808. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2021.07.002 |
[16] | Olasveengen TM, Ristagno G, Smyth MA. Resuscitation guideline highlights[J]. Curr Opin Crit Care, 2022, 28(3): 284-289. DOI:10.1097/MCC.0000000000000933 |
[17] | Ziemssen T, Akgun K, Członkowska A, et al. Serum neurofilament light chain as a biomarker of brain injury in Wilson's disease: clinical and neuroradiological correlations[J]. Mov Disord, 2022, 37(5): 1074-1079. DOI:10.1002/mds.28946 |
[18] | Abu-Rumeileh S, Parchi P. Cerebrospinal fluid and blood neurofilament light chain protein in prion disease and other rapidly progressive dementias: current state of the art[J]. Front Neurosci, 2021, 15: 648743. DOI:10.3389/fnins.2021.648743 |
[19] | 苏龙, 车海江, 林涛, 等. 脑出血患者血清神经丝轻链水平与病情程度及早期预后的相关性研究[J]. 现代检验医学杂志, 2021, 36(4): 101-105. DOI:10.3969/j.issn.1671-7414.2021.04.021 |
[20] | Wihersaari L, Ashton NJ, Reinikainen M, et al. Neurofilament light as an outcome predictor after cardiac arrest: a post hoc analysis of the COMACARE trial[J]. Intensive Care Med, 2021, 47(1): 39-48. DOI:10.1007/s00134-020-06218-9 |
[21] | Sun YX, Wang S, Gan SQ, et al. Serum neuron-specific enolase levels associated with connectivity alterations in anterior default mode network after mild traumatic brain injury[J]. J Neurotrauma, 2021, 38(11): 1495-1505. DOI:10.1089/neu.2020.7372 |
[22] | Müller J, Bissmann B, Becker C, et al. Neuron-specific enolase (NSE) predicts long-term mortality in adult patients after cardiac arrest: results from a prospective trial[J]. Medicines (Basel), 2021, 8(11): 72. DOI:10.3390/medicines8110072 |
[23] | Mokhtari M, Nayeb-Aghaei H, Kouchek M, et al. Effect of memantine on serum levels of neuron-specific enolase and on the Glasgow Coma Scale in patients with moderate traumatic brain injury[J]. J Clin Pharmacol, 2018, 58(1): 42-47. DOI:10.1002/jcph.980 |
[24] | Zhang K, Wang Z, Zhu K, et al. Neurofilament light chain protein is a predictive biomarker for stroke after surgical repair for acute type a aortic dissection[J]. Front Cardiovasc Med, 2021, 8: 754801. DOI:10.3389/fcvm.2021.754801 |