MD2, cystatine C en DNA-methylatietags als serumbiomarkers voor POCD. (BM-POCD)

Postoperatieve cognitieve disfunctie (POCD) is een veel voorkomende complicatie van chirurgische patiënten, die zich manifesteert door verminderd geheugen, aandacht en rekenvermogen enz. Van de verschillende soorten operaties is de incidentie van POCD bij cardiale chirurgische patiënten de hoogste, de prevalentie van POCD op de dag van ontslag was zo hoog als 53% en 26% van de patiënten vertoonde drie maanden na de operatie nog steeds cognitieve disfunctie. POCD kan het aantal ziekenhuisopnamedagen van patiënten verlengen, het verbruik van medische middelen en socialezekerheidsmiddelen verhogen, de postoperatieve kwaliteit van leven van patiënten ernstig aantasten en zelfs het sterftecijfer een jaar na de operatie verhogen. Er is geen duidelijke serummarker voor de voorspelling en diagnose van POCD. De diagnose die momenteel wordt toegepast, is een reeks neuropsychologische batterijtesten, zowel voor als na de operatie. het is zowel tijdrovend als niet van toepassing op patiënten in ernstige omstandigheden. Het doel van deze proef is om POCD-serummarkers te screenen als effectieve indicatoren voor POCD-voorspelling, vroege diagnose van POCD en beoordeling van therapeutische werkzaamheid.

Op dit moment is de pathogenese van POCD niet duidelijk. Veroudering, algemene anesthesie, hartchirurgie, preoperatieve cognitieve stoornissen en hart- en vaatziekten zijn risicofactoren voor POCD. Op dit moment zijn preoperatieve en postoperatieve neuropsychologische gedragsbeoordelingen de enige manier om POCD te diagnosticeren, maar het is tijdrovend, neemt veel middelen in beslag en heeft ook een leereffect. Studies naar serummarkers die het risico op POCD kunnen voorspellen of voor een vroege diagnose van POCD bevinden zich echter nog in een zeer voorbereidend stadium. Studie heeft aangetoond dat plasma-inflammatoire factoren: interleukine (IL)-1β, IL-8 en tumornecrosefactor-α verhoogd zijn bij POCD-patiënten [1-2]. Bovendien moduleerde de ontstekingsreactie gemedieerd door S100β in microgliale cellen de receptor voor geavanceerde glycatie-eindproducten (RAGE) signaalroute [3], en verhoogde pro-inflammatoire factorexpressies [4], dus S100β-expressie kan gerelateerd zijn aan het optreden van POCD. Inflammatoire gerelateerde factoren zoals IL-1, IL-8 en TNF-α missen echter neurologische of ziektespecificiteit. S100B, waarvan eerder werd gedacht dat het diagnostische effecten van zenuwbeschadiging heeft, is niet bevestigd in correlatiestudies met kleine steekproeven [5]. Daarom is het van groot klinisch belang om betrouwbare en krachtige klinische onderzoeksgegevens te verzamelen om serumbiomarkers te onderzoeken voor vroege voorspelling en diagnose van POCD.

De onderzoekers hebben eerder ontdekt dat een hoger endogeen cystatine-C-gehalte een belangrijk beschermend mechanisme is tegen ischemisch hersenletsel. Verhoogd serumcystatine C, vergezeld van een verhoging van het cystatine C-gehalte in de hersenen, kan lysosoombeschadiging remmen, autofagie bevorderen [6] en ischemische tolerantie in de hersenen induceren. Myeloïde differentiatie-eiwit (MD-2) is een uitgescheiden eiwit, samengesteld uit 160 aminozuren en neemt deel aan de TLR4-signaalroute, gemedieerde ontstekingsreactie [7]. De onderzoeker die een diermodel van POCD gebruikte, ontdekte ook dat de MD2-expressie na de operatie aanzienlijk is verhoogd.

Daarnaast is de methylering een belangrijke modificatiewijze van eiwitten en nucleïnezuren, reguleert het de expressie van genen en is het nauw verwant aan vele ziektes zoals alzheimer. Studies hebben aangetoond dat COASY en SPINT1[17], NCAPH2/LMF2[18] promotorregio DNA-methylatie diagnostische waarde heeft voor de ziekte van Alzheimer en milde cognitieve stoornissen. Daarom speculeren we dat veranderingen in de DNA-methylatiemarkers van het centrale zenuwstelsel van vroege diagnostische waarde kunnen zijn voor POCD na hartchirurgie. Daarom zal de detectie van het methyleringslabel van het centrale zenuwstelsel in het serum van patiënten na hartchirurgie een nieuwe onderzoeksrichting bieden voor de klinische detectie van letsel aan het centrale zenuwstelsel.

Onze vorige klinische studie (NCT 02084030) geeft aan dat 6 SNP-mutaties op het CTNNA2-gen (SNP's citeert op rs6739405、rs12467815、rs12472215、rs11126727、rs11126731、rs993607) het risico op POCD hebben veranderd bij oudere patiënten die CPB ondergaan. Aangezien dit gen functioneert als een linker tussen cadherine-adhesiereceptoren en het cytoskelet om cel-celadhesie en -differentiatie in het zenuwstelsel te reguleren, reguleert het ook de morfologische plasticiteit van synapsen en cerebellaire en hippocampale laminering tijdens de ontwikkeling. elk van deze mutaties is vatbaarder voor POCD dan patiënten die geen of minder van deze mutaties hebben, waarbij een meer geïntegreerde neuropsychologische testbatterijtest wordt gebruikt in vergelijking met MMSE die in de vorige studie werd gebruikt.

Concluderend zijn de onderzoekers van mening dat methylatiemarkers die specifiek zijn voor het centrale zenuwstelsel (CZS), het MD2-gehalte en het cystatine-C-gehalte in het serum een ​​voorspellende en diagnostische waarde kunnen hebben voor POCD. Deze proef is bedoeld om POCD te evalueren bij 200 patiënten met hartchirurgie onder CPB, hun perioperatieve serum MD2-, CystatinC- en DNA-methylatiemarkers van het centrale zenuwstelsel te testen en hun rol bij de voorspelling en diagnose van POCD te onderzoeken.