Elevace proteinu S-100B u pacientů s akutním koronárním syndromem po resuscitaci je prediktorem nepříznivé neurologické prognózy

Souhrn

Úvod a cíl:
Roční incidence mimonemocniční srdeční zástavy se pohybuje kolem 90–190 případů na 100 000 obyvatel. Limitujícím faktorem další prognózy pacientů po mimonemocniční zástavě bývá neurologický stav pacientů. Protein S-100B, produkt buněk převážně nervové soustavy, je gliově specifický a je vyjádřen především u astrocytů. Bylo prokázáno, že po oběhové zástavě jeho zvýšená hladina koreluje s prognózou pacientů. Cílem práce je stanovit hladinu proteinu S-100B ve skupině pacientů s akutním infarktem myokardu bez oběhové zástavy a porovnat ji s hodnotou u pacientů s akutním infarktem myokardu po mimonemocniční resuscitaci.

Metodika:
Celkem bylo vyhodnoceno 24 pacientů po mimonemocniční resuscitaci pro maligní arytmii při akutním koronárním syndromu (AKS), všichni byli léčeni mírnou terapeutickou hypotermií. Kontrolní skupinu tvořilo 19 pacientů s AKS. Vzorek ke stanovení S-100B byl odebrán ihned při přijetí. Neurologický stav byl hodnocen podle CPC skóre (Cerebral Performance Categories) při propuštění, pacienti byli rozdělení do 3 skupin: CPC1 – dobrý stav, CPC2 – středně závažné neurologické postižení, CPC3-5 – závažné neurologické postižení, kóma nebo smrt.

Výsledky:
Hodnoty proteinu S-100B byly u pacientů bez resuscitace v rozmezí 0,038–0,204 µg/l, u pacientů po resuscitaci bez následného neurologického postižení (CPC 1) 0,077–0,817 µg/l, u pacientů se středně závažným neurologickým postižením (CPC 2) 0,132–2,59 µg/l a pacienti se závažným neurologickým postižením nebo zemřelí měli hladinu S-100B 0,70–8,53 µg/l. Dle ROC analýzy jsme zjistili cut-off hodnotu S-100B pro pravděpodobně dobrý neurologický stav < 0,23 µg/l (specificita 93 %, senzitivita 70 %) a hodnotu pro pravděpodobně závažné neurologické postižení nebo smrt > 1,64 µg/l (specificita 95 % a senzitivita 83 %).

Závěr:
Protein S-100B je jedním z časných a citlivých markerů těžkého poškození mozku u pacientů po srdeční zástavě. Jeho časné stanovení může napomoci lékaři při predikci neurologického stavu a rozhodování o dalším postupu.

Klíčová slova:
S-100B – akutní koronární syndrom – srdeční zástava

Úvod

Odhaduje se, že oběhová zástava je projevem akutního koronárního syndromu u 10–20 % pacientů a je zodpovědná přibližně za 1/2 úmrtí při tomto onemocnění. Roční incidence mimonemocniční srdeční zástavy se v průmyslově vyspělých zemích pohybuje kolem 90–190 případů na 100  000 obyvatel. Ale např. v populaci se známým onemocněním srdce je to 600 případů na 100 000 a u pacientů se srdečním selháním až 2 187 případů na 100 000 obyvatel [1,2]. U pacientů, kteří oběhovou zástavu přežijí a jsou přijati do nemocnice, bývá poškození mozku zpravidla limitujícím faktorem a jejich prognóza je nejistá. Obnovení cirkulace po oběhové zástavě je spojeno s tzv. postresuscitačním syndromem (post-cardiac arrest syndrome). Ten je dán kombinací poškození mozku, myokardiální dysfunkce po oběhové zástavě, sy­stémové ischemicko-reperfuzní reakce a důsledků přetrvávání základní patologie, kterou může být např. akutní koronární syndrom (AKS), plicní embolie, sepse a jiné. Důsledky těchto patofyziologických procesů jsou natolik závažné, že ačkoli je až 50 % pacientů, kteří jsou postiženi srdeční zástavou, hemodynamicky stabilizováno, propuštěna do domácího ošetřování je pouze 1/3. Jednou z hlavních příčin tohoto nesouladu je trvalé poškození mozku v důsledku anoxické encefalopatie. Pro časnou diagnostiku a předpověď míry neurologického poškození byly testovány různé metody – neuro­logické vyšetření, CT mozku, elektro­encefalogram, evokované potenciály nebo měření spotřeby kyslíku mozkovou tkání. Tato vyšetření byla prováděna brzy po srdeční zástavě a nedokázala spolehlivě odhadnout míru mozkového poškození a prognózu pacienta [3].

Výhodou biochemických markerů je jednoduchost a rychlost jejich stanovení z periferní plazmy. V současné době jsou zkoumány 2 markery – neuron-specifická enoláza (NSE) a protein S-100B. Protein S-100B je jedním ze skupiny proteinů S-100, je produktem buněk nervové soustavy, je gliově specifický a je vyjádřen především u astrocytů. Jde o bílkovinu, která se intracelulárně podílí na regulaci buněčného metabolizmu vápníku. Ve fyziologických koncentracích má neurotropní účinky – stimuluje růst neuronů během intrauterinního vývoje, podporuje restituci neuronů po úrazech, stimuluje růst nervových vláken. V koncentracích o 3 řády vyšších se uplatňuje jako toxin a vyvolává apoptózu nervových buněk [4]. Zvýšené hodnoty byly pozorovány u pacientů s kožním melanomem. Ke zvýšení plazmatické koncentrace S-100B by mohly přispět i extracerebrální zdroje včetně myokardiální tkáně [5], k mírnému zvýšení dochází po akutním koronárním syndromu [6]. Biologický poločas S-100B je asi 30 min a k eliminaci dochází především v ledvinách.

Cílem této práce bylo stanovit cut-off hodnoty proteinu S-100B u pacientů po resuscitaci při akutním infarktu myokardu, které by předpovídaly pravděpodobně dobrý nebo pravděpodobně špatný neurologický stav. Jako kontrolní skupina byla vyhodnocena skupina pacientů s akutním infarktem myokardu bez oběhové zástavy.

Pacienti a metodika

V období od července roku 2009 do července roku 2011 bylo na koronární jednotku Interní kardiologické kliniky FN Brno-Bohunice přijato 24 pacientů po mimonemocniční resuscitaci pro maligní arytmii při AKS. Všichni pacienti byli léčeni terapeutickou hypotermií, která byla zahájena ihned při přijetí na kliniku, a to již na katetrizačním sále pomocí intravenózního podání 1–2 l krystaloidů chlazených na 4 °C a ledovými obklady hlavy. Na koronární jednotce pokračovala hypotermie pomocí podušek s ochlazeným kapalným médiem s cílem udržet tělesnou teplotu na 33–34 °C po dobu 24 hod. Teplota byla monitorována pomocí močového katétru s teplotním čidlem. Během hypotermie byli pacienti hluboce tlumeni.

Kontrolní skupinu tvořilo 19 pacientů přijatých na koronární jednotku pro akutní koronární syndrom, kteří nebyli resuscitováni. Žádný z hodnocených pacientů neměl při přijetí známky sepse, systémového onemocnění nebo nádoru.

Protokol studie byl schválen Etickou komisí Fakultní nemocnice Brno. Informovaný souhlas byl podepsán při přijetí do nemocnice nebo po nabytí vědomí, u pacientů, u kterých nedošlo k nabytí vědomí, byla anonymní data zpracována se souhlasem nejbližšího příbuzného.

Diagnóza akutního infarktu myokardu byla založena na symptomech s odpovídajícími elektrokardiografickými známkami akutní ischemie a elevací markerů myokardiální nekrózy (troponin T).

Laboratorní metody

Vzorek žilní krve byl odebrán ihned při přijetí před primární perkutánní koronární intervencí (PCI). Vzorky byly okamžitě centrifugovány v chlazené centrifuze a plazma a sérum byly skladovány při –80 °C. Protein S-100B byl stanoven elektroimunoluminiscenční metodou (Eclia S100, Roche) na analyzátoru Cobas e601 (Roche). Standardní biochemické a hematologické vyšetření bylo provedeno při přijetí, troponin-T (hs-Troponinu-T, Roche) byl stanoven za 24 hod od vzniku infarktu myokardu.

Definice neurologického stavu

Neurologický stav byl hodnocen při propuštění, a to dle CPC skóre (Cerebral Performance Categories) v následujícím členění: pacienti s příznivým neurologickým stavem CPC 1 (pacient při vědomí, normální neurologický nález nebo pouze lehká porucha, pacient je schopen pracovat a vést normální život, může být přítomen lehký psychologický deficit), pacienti se středně těžkou mozkovou dysfunkcí CPC 2 (pacient při vědomí, středně závažné neurologické postižení – hemiplegie, dysartrie, trvalé změny paměti, pacient má dostatečnou mozkovou funkci, aby vykonával časově omezenou práci v chráněném prostředí, je schopen vykonávat aktivity denního života – oblékání, cestování hromadnými dopravními prostředky) a pacienti s jistým těžkým poškozením mozku CPC 3–5 (CPC 3 – pacienti při vědomí se závažným neurologickým postižením, pacient je závislý na pomoci druhých, CPC 4 – kóma či perzistující vegetativní stav, CPC 5 – smrt mozku nebo smrt z jiných příčin) [7].

Statistická analýza

Kategoriální data jsou popsána procentuálním zastoupením kategorií, spojitá data průměrem a směrodatnou odchylkou v případě normálně rozložených dat a mediánem doplněným o 5–95% kvantil u nenormálně rozložených dat. Rozdíl mezi kontrolní skupinou a pacienty po resuscitaci byl hodnocen Kruskal-Wallis testem pro spojité parametry a ML χ testem pro kategoriální parametry. Cut-off hodnota pro neurologický stav (pravděpodobně špatný a pravděpodobně dobrý) byla stanovena pomocí ROC analýzy. Plocha pod křivkou ROC (area under curve – AUC) byla využita k hodnocení, zda S/100B je dobrým prediktorem neurologického stavu. Do ROC analýzy pacientů byla zařazena pouze skupina po resuscitaci, nikoli skupina kontrolní bez resuscitace. Hodnota α < 0,05 byla využita jako hranice statistické významnosti ve všech testech. Statistická analýza byla provedena za použití softwaru IBM SPSS 19 pro Windows (Release 19.0.1, IBM Corporation 2010) a R version 2.12.2 (2011-02-05).

Výsledky

Základní charakteristika souboru je uvedena v tab. 1. Jednalo se převážně o pacienty s akutním koronárním syndromem s elevacemi ST, menší část pacientů tvořili pacienti s akutním koronárním syndromem bez ST elevací. Pacienti po kardiopulmonální resuscitaci (KPR) měli při přijetí nižší krevní tlak, vyšší stresovou glykemii a vyšší leukocytózu. V rámci rozvoje SIRS po resuscitaci, event. infekčních komplikací u nich byla zachycena vyšší maximální hodnota leukocytů a C-reaktivní protein během hospitalizace (tab. 2).

Hodnoty proteinu S-100B byly u pacientů bez resuscitace v rozmezí 0,038–0,204 µg/l. Jeden pacient z kontrolní skupiny bez resuscitace prodělal mimo akutní koronární příhody rovněž akutní cévní mozkovou příhodu s ischemií mozkového kmene s následným exitem během hospitalizace. Jeho hodnota S-100B byla 2,00 µg/l a z další analýzy byl vyřazen.

Hodnoty proteinu S-100B vyjádřené 5.–95. percentilem a rozdíly mezi jednotlivými skupinami pacientů dle resuscitace a neurologického stavu ukazuje tab. 3.

Optimální cut-off hodnota dle ROC analýzy k identifikaci pacientů s pravděpodobně dobrou neurologickou prognózou je 0,68 µg/l se senzitivitou 90 % a specificitou 73 % (obr. 1). Pokud bychom preferovali vyšší specificitu dobrého neurologického stavu na úkor senzitivity, hodnota pod 0,23 µg/l predikuje dobrý neurologický stav hodnocený CPC 1 se specificitou 93 %, ale nižší senzitivitou, 70 %. Pacienti s hodnotou S-100B > 1,64 µg/l mají špatnou prognózu (CPC 3–5) se specificitou 95 % a senzitivitou 83 % (tab. 4).

Diskuze

Naše práce ukázala, že u pacientů s akutním infarktem myokardu bez resuscitace jsou hodnoty proteinu S-100B velmi nízké a pohybují se převážně v rozmezí 0,05–0,20 µg/l. Výrobce udává referenční mez pro zdravé jedince, určenou jako 95. percentil zdravé populace, hodnotu < 0,105 µg/l. Výrazně zvýšená hodnota u pacienta bez předchozí resuscitace byla výrazem významné mozkové patologie a prediktorem špatné prognózy.

Ve skupině pacientů s dobrým neurologickým stavem při propuštění (CPC 1) byly hodnoty proteinu S-100B v rozmezí do maximálně 0,81 µg/l, převážně se však pohybovaly do hodnoty 0,20 µg/l. Poněkud méně konzistentní výsledky byly ve skupině pacientů se středně závažným posthypoxickým postižením, kde se hodnoty pohybovaly převážně v rozmezí 0,6–1,5 µg/l. V této skupině měl jeden pacient výrazněji zvýšenou hodnotu S-100B 2,59 µg/l, a jeden naopak hodnotu proteinu S-100B výrazně nižší 0,132 µg/l. Ve skupině pacientů s nepříznivým neurologickým stavem při propuštění z nemocnice se hodnoty S-100B pohybovaly kolem 2 µg/l, nicméně jeden pacient s následným edémem mozku, který během hospitalizace zemřel, měl hodnotu proteinu S-100B pouze 0,70 µg/l.

Cut-off hodnoty pod 0,23 µg/l a nad 1,64 µg/l jsou schopné se specificitou 93–95 % predikovat dobrý nebo špatný neurologický stav. Tato vyšší specificita je dána na úkor nižší senzitivity, tedy že zůstane část pacientů, u kterých se nebudeme schopni vyjádřit o jejich prognóze. V našem soboru je 8 pacientů s hodnotou pod 0,23 µg/l, jeden z nich je pacient s CPC 2, zbývající s neurologickým výstupem CPC 1. Šest pacientů má hodnotou S-100B nad 1,64 µg/l, jeden má neurologický výstup CPC 2, zbývající CPC 3–5.

Ve srovnání s jinými pracemi, které hodnotily hladinu proteinu S-100B u pacientů po srdeční zástavě u všech konsekutivních pacientů bez rozdílu etiologie srdeční zástavy (maligní arytmie u pacientů s chronickým srdečním selháním ischemické a neischemické etiologie, hypertrofická kardiomyopatie, arytmogenní dysplazie pravé komory, chlopenní onemocnění, vrozené srdeční vady nebo onemocnění srdce s primárně elektrofyziologickým abnormalitami – long-QT syndrom, syndrom krátkou QT, WPW syndrome nebo Brugada syndrom), je v naší práci poprvé zhodnocena homogenní skupina pacientů s akutním koronárním syndromem. Ukázali jsme, že hodnoty proteinu S-100B jsou u pacientů s AKS bez resuscitace konzistentně nízké a jejich zvýšení u pacientů bez resuscitace by mohlo upozornit na patologii v oblasti mozku. Výrazně zvýšené hodnoty proteinu S-100B, které korelovaly se špatnou prognózou, byly prokázány ve skupině pacientů po traumatu hlavy (2,7 µg/l vs 0,5 µg/l, p ≤ –0,01) [8–10], u pacientů se spontánním subarachnoidálním krvácením [11], u pacientů po ischemické cévní mozkové příhodě [12] nebo po ischemickém poškození mozku během kardiochirurgické operace [13,14]. K mírnému zvýšení hladiny proteinu S-100B dochází např. i při karotické endaterektomii [15]. V naší práci jsme jako kontrolní skupinu pro stanovení proteinu S-100B využili pacienty s AKS a nestanovili jsme hodnotu proteinu S-100B u zdravých dobrovolníků. Jak bylo ukázáno v recentně publikovaném článku, ve srovnání se zdravými kontrolami dochází u pacientů s akutním koronárním syndromem pouze k mírnému zvýšení proteinu S-100B (0,078 ± 0,023 vs 0,103 ± 0,057 µg/l, p < 0,01) [6]. Toto zvýšení je v porovnání s hodnotami, ke kterým dochází u pacientů po poškození mozku, nevýznamné.

Protein S-100B byl hodnocen jako prediktor nepříznivého neurologického výstupu v řadě prací u pacientů po srdeční zástavě [16,17]. Recentní kritické zhodnocení těchto článků je uvedeno v [18]. Většina prací hodnotila hodnotu S-100B za 24 hod od srdeční zástavy, menší část prácí hodnotila hladinu S-100B při přijetí, cut-off hodnoty pro hodnotu S-100B predikující nepříznivý neurologický vývoj (většinou dle CPC 3–5) se pohybovaly v rozmezí 0,2–0,5 µg/l při senzitivitě 30–100 % a specificitě 80–100 %.

Načasování odběru S-100B je důležitým faktorem. Jak ukázala např. práce [19], která stanovila časový průběh hodnot od přijetí do 5. dne, nejvyšší hodnoty jsou bezprostředně při přijetí a po 6 hod výrazně klesají se zachováním signifikantního rozdílu mezi pacienty s příznivou a nepříznivou neurologickou prognózou (0,8 ± 1 µg/l při přijetí, 0,3 ± 0,2 µg/l po 24 hod u pacientů s CPC 1 vs 1,9 ± 1,8 µg/l při přijetí, 0,5 ± 0,3 µg/l po 24 hod u pacientů s CPC3–5), statisticky nejvýznamnější byl rozdíl po 24 hod vzhledem k velkému rozptylu hodnot při přijetí. Po 5 dnech byly hodnoty srovnatelné. V klinické praxi se nám zdá časný odběr výhodnější, protože podá informaci o možné neurologické prognóze stavu daleko dříve. Další odběr po 24 hod by mohl prognózu zpřesnit.

Terapie pacientů s AKS po resuscitaci je velmi náročná. Základní informaci o možné prognóze pacienta v akutním stavu získáme z informace o době od srdeční zástavy do zahájení resuscitace, z doby resuscitace, ze stavu a reakce zornic, hodnoty laktátu nebo z akutního CT mozku, kde je vyloučena jiná intrakraniální patologie (např. krvácení). U všech těchto pacientů je indikováno co nejčasnější zahájení mírné terapeutické hypotermie, a pokud nejsou zjevné kontraindikace či zjevně špatná prognóza pacienta (dané např. kombinací doby od oběhové zástavy do zahájení protrahované resuscitace nad 10 min, trvající mydriázou zornic, vysokým věkem a známými závažnými komorbiditami), je indikována u pacientů se STEMI akutní koronarografie, event. primární PCI, stejně jako u hemodynamicky nestabilních pacientů s AKS bez ST elevací. Někdy je nutné rozhodovat o dalším terapeutickém postupu (např. použití levostranné srdeční podpory u selhávajícího tlumeného pacienta na umělé plícní ventilaci) bez znalosti neurologického stavu pacienta. Časné stanovení proteinu S-100B by mohlo napomoci lékaři při predikci neurologického stavu a rozhodování o dalším postupu u těchto závažných hraničních stavů. Zcela jistě nelze pouze na základě hodnoty proteinu S-100B rozhodovat o dalším terapeutickém postupu.

Limitace

Naše práce představuje svým rozsahem spíše pilotní projekt a je limitována menším množstvím vyšetřených pacientů po resuscitaci, nicméně vzhledem k relativní výjimečnosti souboru a ve srovnání s některými předchozími pracemi publikovanými v renomovaných periodikách [17] považujeme tento soubor za dostatečný k výše uvedenému zhodnocení.

Další limitací je, že nemáme dlouhodobé sledování pacientů a nevíme, jakým směrem se vyvíjí stav pacientů s CPC 2.

Zajímavé by bylo provést ve stejné skupině pacientů stanovení hladiny neuron-specifické enolázy a srovnání její prediktivní hodnoty s hodnotou S-100B. Hodnoty NSE byly dle [20] při přijetí do nemocnice srovnatelné ve skupinách s příznivou i nepříznivou neurologickou prognózou a ke zvýšení hodnot u pacientů s nepříznivou prognózou došlo až za 24hod po resuscitaci. Autoři práci uzavírají s tím, že S-100B je časnější a specifičtější prediktor neurologické prognózy.

Na odběru proteinu S-100B nelze založit diagnózu a rovněž hodnota v rozmezí 0,23–1,64 µg/l není významným informačním přínosem. Hodnoty S-100B nad 1,64 µg/l a pod 0,23 µg/l mohou být přínosem pro ošetřující personál, ale i pro informovanost rodiny pacienta.

Závěr

U pacientů s akutním koronárním syndromem bez oběhové zástavy jsou hodnoty S-100B při přijetí do nemocnice významně nižší než hodnoty u pacientů po KPR. U pacientů po KPR hodnota proteinu S-100B pod 0,23 µg/l predikuje dobrou prognózu se specificitou 93 %, zatímco pacienti s hodnotou nad 1,64 µg/l mají spíše špatnou neurologickou prognózu se specificitou 95 %. Tato pilotní práce má za úkol zejména seznámit širokou lékařskou veřejnost s novým biomarkerem, který by mohl být užitečný v péči o vysoce rizikové a finančně náročné pacienty s akutním koronárním syndromem po mimonemocniční resuscitaci. Je třeba rozsáhlejší studie ke stanovení definitivních závěrů o prognostickém významu, a zejména praktickém využití proteinu S-100B.

Práce byla podpořena grantem IGA NR 9894-4.

MUDr. Mgr. Jiří Pařenica, Ph.D.

www.fnbrno.cz

e-mail: jiri.parenica@atlas.cz

Doručeno do redakce: 30. 11. 2011

Přijato po recenzi: 1. 1. 2012