Verwendung von Routinemäßigen Entzündungs- und Stoffwechsel-Blutuntersuchungen (inklusive Point-of-Care-Tests) zur Vorhersage von Hirnverletzungen bei Kindern nach Leichter Kopfverletzung (paeds_mTBI_Bio)

Epidemiologie und klinischer Kontext Traumatische Hirnverletzungen (TBI) sind ein bedeutendes globales Gesundheitsproblem mit einer geschätzten pädiatrischen globalen jährlichen Inzidenz von 226,4 Fällen pro 100.000 Kinder (1). Die überwiegende Mehrheit dieser Fälle wird als nicht schwerwiegend eingestuft, da bis zu 95 % der Kopfverletzungen bei Kindern als leicht oder mild (mTBI) klassifiziert werden (1,2). Dennoch erlebt etwa ein Drittel der pädiatrischen Patienten anhaltende Symptome, die länger als einen Monat andauern (3).

Der derzeitige diagnostische Goldstandard bleibt die native kraniale Computertomographie (CT). Die CT-Nutzung birgt jedoch erhebliche Risiken, darunter die Exposition gegenüber ionisierender Strahlung, hohe institutionelle Kosten und die häufige Notwendigkeit einer prozeduralen Sedierung (4). Um diese Risiken zu mindern, wurden klinische Entscheidungsregeln wie PECARN, CATCH und CHALICE entwickelt, um Kinder mit hohem Risiko für intrakranielle Läsionen zu identifizieren. Trotz dieser Werkzeuge werden die meisten CT-Scans immer noch bei mTBI-Fällen durchgeführt, bei denen die diagnostische Ausbeute bemerkenswert niedrig ist (5).

Daher wurden zusätzliche Hilfswerkzeuge untersucht, um die klinischen Entscheidungsregeln bezüglich pädiatrischer mTBI-Patienten, die einen CT-Scan benötigen, zu verfeinern.

Hirnspezifische Biomarker (GFAP, UCH-L1, S100B) Im Jahr 2018 autorisierte die US-amerikanische FDA die ersten Biomarker (GFAP und UCH-L1) zur Vorhersage der Notwendigkeit von CT-Scans bei Patienten mit leichter TBI, gestützt durch die ALERT-TBI-Studie (6). Diese Marker dienen als entscheidende Werkzeuge sowohl für die Diagnose als auch für die Prognose bei Neurotrauma (7).

GFAP (Glial Fibrillary Acidic Protein) ist ein astrogliales Protein, das positive CT-Befunde bei Kindern mit einer Sensitivität von 94 % und einer Spezifität von 47 % vorhersagen kann (8). Seine hohe Sensitivität macht es zu einem idealen "Ausschluss"-Marker.

UCH-L1 (Ubiquitin C-terminal Hydrolase L1) ist ein neuronaler Marker, der nach axonaler Schädigung in den Blutkreislauf freigesetzt wird (6).

Obwohl umfassend untersucht, hat S100B in der pädiatrischen Notfallversorgung Einschränkungen gezeigt. Forschungen von Babcock et al. (2012) zeigten, dass es positive CT-Befunde bei Kindern mit normalem GCS nicht genau vorhersagen konnte (9). Darüber hinaus wird seine Spezifität durch altersabhängige Basiswerte beeinträchtigt (10).

Routinemäßige hämatologische und metabolische Marker Neben hirnspezifischen Proteinen bieten routinemäßige Blutbildparameter (CBC) und metabolische Marker einen sofortigen, kosteneffektiven Überblick über die systemischen Auswirkungen der Verletzung, zusätzlich dazu, dass sie selbst in ressourcenarmen Umgebungen leicht zugänglich sind.

1. Entzündungsindexe (NLR, Delta NLR, SII) Pädiatrische TBI-Patienten mit intrakraniellen Läsionen in der Bildgebung zeigen eine signifikant höhere absolute Neutrophilenzahl (11).

   Signifikante Unterschiede im Neutrophilen-Lymphozyten-Verhältnis (NLR) werden 24 und 48 Stunden nach der Verletzung beobachtet (12,13). Längsschnittliche Veränderungen (Delta NLR) sind mit schlechteren klinischen Ergebnissen bei Kindern assoziiert (14).

   Der Systemische Immun-Entzündungs-Index (SII) (Neutrophile × Thrombozyten / Lymphozyten) wird zunehmend zur Überwachung der sekundären Entzündungskaskade verwendet (15).

2. Glukose als modifizierbarer Risikofaktor Metabolische Belastung, insbesondere Hyperglykämie, ist ein kritischer Faktor in der Akutphase von TBI.

Aufnahmeglukosespiegel sind ein potenziell modifizierbarer Risikofaktor bei TBI; erhöhte Glukose ist eng mit der Schwere der Primärverletzung (16) und dem Auftreten von Koagulopathie bei TBI-Patienten verbunden, was den klinischen Verlauf weiter kompliziert (17). Erhöhte Blutzuckerspiegel können Klinikern bei der Entscheidungsfindung für die Anordnung von CT-Scans bei leichten Kopfverletzungen helfen (18).

Schlussfolgerung Die Integration spezialisierter Biomarker wie GFAP und UCH-L1 bietet eine hohe Sensitivität zum Ausschluss akuter Pathologien, doch ihre Verfügbarkeit bleibt im Setting der Notfallversorgung begrenzt. Daher könnten routinemäßige Biomarker wie Glukosespiegel, CBC-Panel und die daraus abgeleiteten Entzündungsindexe relevante prognostische Daten in einem kosteneffektiveren Ansatz für die Triage und Überwachung von pädiatrischen mTBI-Patienten in der Notaufnahme liefern, während gleichzeitig die Strahlenexposition pädiatrischer Patienten begrenzt wird.

Referenzen

1. Baticulon RE, Sy JJ, Haizel-Cobbina J, et al. Globale Epidemiologie pädiatrischer traumatischer Hirnverletzungen: Systematische Überprüfung und Metaanalyse. Neurochirurgie. 2025. doi: 10.1227/neu.0000000000003875. Epub vor Druck. PMID: 41384742.
2. Babl FE, Borland ML, Phillips N, et al. Genauigkeit der PECARN-, CATCH- und CHALICE-Entscheidungsregeln für Kinder mit leichten Kopfverletzungen: eine prospektive Kohortenstudie. Lancet. 2017;389(10087):2393-402.
3. Eisenberg MA, Andrea J, Meehan W, Mannix R. Zeitintervall zwischen Gehirnerschütterungen und Symptomdauer. Pädiatrie. 2013;132(1):8-17. PMID: 23753087. DOI: 10.1542/peds.2013-0432.
4. Sheppard JP, Nguyen T, Alkhalid Y, et al. Risiko der Hirntumorinduktion durch pädiatrische Kopf-CT-Verfahren: Eine systematische Literaturübersicht. J Pediatr Surg. 2018;53(12):2450-2455. DOI:10.1016/j.jpedsurg.2018.04.032.
5. Marincowitz C, Lecky FE, Townend W, et al. Das Risiko der Verschlechterung bei GCS13-15-Patienten mit traumatischer Hirnverletzung, identifiziert durch Computertomographie-Bildgebung: Eine systematische Überprüfung und Metaanalyse. J Neurotrauma. 2018; 35(5):703-718. PMID: 29324173. DOI: 10.1089/neu.2017.5259.
6. Bazarian JJ, Biberthaler P, Welch RD, et al. Serum-GFAP und UCH-L1 zur Vorhersage des Fehlens intrakranieller Verletzungen im Kopf-CT (ALERT-TBI): eine multizentrische Beobachtungsstudie. Lancet Neurol. 2018;17(9):782-789. PMID: 30054151. Doi: 10.1016/S1474-4422(18)30231-X.
7. Wang KK, Yang Z, Zhu T, et al. Ein Update zu diagnostischen und prognostischen Biomarkern für traumatische Hirnverletzungen. Expert Rev Mol Diagn. 2018;18(2):165-180. PMID: 29338452. DOI: 10.1080/14737159.2018.1428089.
8. Papa L, Brophy GM, Welch RD, et al. Zeitverlauf und diagnostische Genauigkeit von glialen und neuronalen Blutbiomarkern GFAP und UCH-L1 in einer großen Kohorte von Traumapatienten mit und ohne leichte traumatische Hirnverletzung. JAMA Neurol. 2016;73(5):551-60. PMID: 27018834. DOI: 10.1001/jamaneurol.2016.0039.
9. Babcock L, Byczkowski T, Mookerjee S, Bazarian JJ. Fähigkeit von S100B, den Schweregrad und kraniale CT-Ergebnisse bei Kindern mit TBI vorherzusagen. Hirnverletzung. 2012;26(11):1372-80. PMID: 22725661. DOI: 10.3109/02699052.2012.694565.
10. Oris C, Pereira B, Durif J, et al. Der Biomarker S100B und leichte traumatische Hirnverletzung: Eine Metaanalyse. Pädiatrie. 2018;141(6):e20180037. PMID: 29716980. DOi: 10.1542/peds.2018-0037.
11. Mukherjee S, Sivakumar G, Goodden JR, Tyagi AK, Chumas PD. Prognostischer Wert der Leukozytose bei pädiatrischer traumatischer Hirnverletzung. J Neurosurg Pediatr. 2020;27(3):335-345. PMID: 33361484. DOI: 10.3171/2020.7.PEDS19627.
12. Siempis T, Georgalis PA, Lianos G, et al. Blutbiomarker zur Vorhersage positiver CT-Befunde bei leichter traumatischer Hirnverletzung in der pädiatrischen Bevölkerung. J Integr Neurosci. 2023;22(4):91. PMID: 37519178. DOI: 10.31083/j.jin2204091.
13. Kimball R, Shachar E, Eyerly-Webb S, Patel DM, Spader H. Verwendung des Neutrophilen-Lymphozyten-Verhältnisses zur Vorhersage von Ergebnissen bei pädiatrischen Patienten mit traumatischer Hirnverletzung. Clin Neurol Neurosurg. 2020;193:105772. PMID: 32155528. DOI: 10.1016/j.clineuro.2020.105772.
14. Melo JRT, Masini MHH, de Oliveira JG, Veiga JCE. Leistung des Neutrophilen-Lymphozyten-Verhältnisses als Prädiktor für Schweregrad und Mortalität bei Kindern und Jugendlichen mit traumatischer Hirnverletzung. Childs Nerv Syst. 2024;40(12):4251-4257. PMID: 39080015. DOI: 10.1007/s00381-024-06556-9.
15. Parenrengi MA, Suryaningtyas W, Dariansyah AD, Utomo B, Taryana GO, Kusumo C, et al. Nutzen des systemischen Immun-Entzündungs-Index, des Neutrophilen-Lymphozyten-Verhältnisses und des Thrombozyten-Lymphozyten-Verhältnisses als prädiktiver Biomarker bei pädiatrischer traumatischer Hirnverletzung. Surg Neurol Int. 2024;15:456. PMID: 39777169. DOI: 10.25259/SNI_900_2024.
16. Shi J, Dong B, Mao Y, et al. Übersicht: traumatische Hirnverletzung und Hyperglykämie, ein potenziell modifizierbarer Risikofaktor. Oncotarget. 2016;7(43):71052-71061. PMID: 27626493.
17. Alexiou GA, Lianos G, Fotakopoulos G, et al. Aufnahmeglukose und Koagulopathieauftreten bei Patienten mit traumatischer Hirnverletzung. Hirnverletzung. 2014;28(4):438-441. PMID: 24564221.
18. Alexiou GA, Sotiropoulos A, Lianos GD, et al. Blutzuckerspiegel können die Entscheidung für einen CT-Scan bei leichten Kopfverletzungen unterstützen. Dis Markers. 2019;2019:1065254. PMID: 31093304.