脳損傷の脳波、遺伝学、神経生物マーカーを使用した術後せん妄の予測 (POD-01)

PODは、「認知または知覚の障害を伴う、ベースラインからの急激な変化を表す注意力の変動障害であり、既存の神経認知障害によるものではなく、覚醒レベルが著しく低下した状況で発生するものではない」と定義されています。 手術の種類と研究対象集団に応じて、高齢患者の 20 ～ 45% で発生する可能性があります。 POD は医療提供者にとって負担です。 実際、それは罹患率と死亡率の増加と強く関連しています。 POD の病態生理学は多因性であり、まだ完全には解明されていません。 脳が老化すると、POD が発生しやすくなります。 しかし、実年齢よりも、患者の全体的な脆弱性と既存の認知状態が、周術期のストレス要因に対処する能力の指標となります。 実際、患者の認知状態は POD の主な原因であり、POD を予測するモデルは患者の術前の認知状態が考慮されていないため精度が低くなります。 術前に神経認知評価を行うこともできますが、これらの検査は時間がかかり、さまざまな影響因子の影響を受けます。 したがって、術前認知障害患者を区別するには客観的なツールが必要です。

第 1 の仮説: 特定の術中 EEG 信号パターンの存在は、根底に術前認知虚弱がある患者を特定するためのツールを提供する可能性があります。 全身麻酔の導入および維持に一般的に使用される麻酔薬（例: セボフルランまたはプロポフォール）は、主に前頭大脳皮質で、低速/デルタ振動およびアルファ振動を伴う典型的な脳波パターンを提供します。 より具体的には、アルファ振動は実際には覚醒している患者の頭頂後頭部位から発生し、麻酔導入後に前頭部に向かって移動します。 この現象は、アルファ周波数帯域の「前方化」と呼ばれます。 さらに、すべての EEG 周波数の中で、グローバル トレースへのアルファ振動の寄与は成人期を通じて進化します。アルファ パワーは年齢とともに減少する傾向があり、この減少は基礎的な認知障害がある場合により顕著になります。 軽度認知障害、アルツハイマー病）。 さらに重要なことに、全身麻酔中の前頭アルファバンドの前方化の低下は、術前の認知スコアの低下と関連していることが実証されています。 さらに、これらの患者は、麻酔薬の過剰摂取の場合、または場合によっては、麻酔薬の用量が少ない場合でも、術中の脳波抑制のリスクが高い可能性があります。 この点に関して、全身麻酔下での前頭アルファ振動の存在とパワーは、患者の術前の認知状態の指標となる可能性があり、したがって POD 発症のリスクを予測する可能性があります。

2 番目の仮説: 遺伝子研究により、特定の遺伝子型と認知機能低下のリスクとの間に相関関係があることが証明されています。 APOEe4 遺伝子型はアルツハイマー病 (AD) の危険因子として知られており、POD の危険因子でもあることが示されています。 しかし、APOEe4 対立遺伝子は AD の発症に必要でも排他的でもありません。この後期仮説は他の以前の研究で否定されているため、これは POD にも当てはまる可能性があります。 それ以外の場合、AD 患者と対照被験者における APOEe4 遺伝子型別によるいくつかの EEG の特殊性を調べた研究はほとんどありません。 残念なことに、e4 対立遺伝子の存在とそれに関連する脳波異常に関する彼らの結果は矛盾しています。 現在まで、APOE の遺伝子型判定と全身麻酔下での術中 EEG パターンに関連した研究はありません。

3 番目の仮説: 周術期の脳低酸素および/または低灌流および神経炎症のエピソードに加えて、POD の病態生理学的メカニズムには、麻酔と手術の両方によって誘発される潜在的な脳への直接的な損傷も含まれます。 しかし、脳損傷に対して感度が高く、神経組織に対して特異性が高い理想的なバイオマーカーはまだ特定されていない。 実際、神経損傷後のそのようなタンパク質の放出はさまざまなレベルから発生する可能性があり、その一部は頭蓋外に放出されます。 したがって、これらの情報源は観察結果に影響を与える可能性があります。 その結果、臨床現場では、現在評価されている神経バイオマーカー（例: インターロイキン、ニューロン特異的エノラーゼ、S100 カルシウム結合タンパク質 B) は、術後の神経学的合併症を評価するための信頼できる診断ツールおよび/または予後ツールとして浮上しています。 このグループのタンパク質は軸索の足場の一部であり、神経組織のみで発現されるため、最近、ニューロフィラメントに大きな焦点が当てられています。 結果として、脳脊髄液 (CSF) や血清などの細胞外液中の異常に高いレベルの神経フィラメントは、神経細胞の損傷に特異的に対応しており、これは以前にテストされた他のバイオマーカーと比較して大きな利点を示しています。 ニューロフィラメントの 3 つのサブユニットのうち、ニューロフィラメント光 (NfL) サブユニットが有望であることが示されています。 高レベルのNfLは、広範囲の神経変性疾患で見出されていますが、外傷性脳損傷や脳卒中などの急性事象でも見られます。 血清中のNfLの測定が可能となり、脳脊髄液サンプルの必要がなくなり、周術期の解析が容易になりました。 実際、最近、さまざまな手術患者集団の周術期における血清 NfL レベルが調査されています。 これらの研究は、周術期の NfL 放出の動態に関する情報を提供しますが、周術期の高い NfL レベルと POD の発生との間の潜在的な相関関係に関しては矛盾する結果を示しています。