外科手术和医疗技术的进步和创新在重症监护治疗降低了死亡率和心脏手术后
要克服这种情况下,预测模型的ICU停留时间过长可能是有用的,应该实现对ICU资源的有效利用
本研究的主要目的是探索新型细胞因子的预测长期ICU滞留时间(PICULOS)术前心脏手术患者的血液样本。随后,高表达的细胞因子和他们的关系的进一步分析PICULOS承担。二级目标中确定的有效性高表达的细胞因子预测严重脓毒症、机械通气的长度,肾脏替代治疗,精神错乱,死亡率。
这个前瞻性观察研究使用现有生物的心脏手术病人收集的血液样本(RWTH亚琛大学医院的伦理委员会大学、亚琛,德国,参考号EK 151/09)。主要的招生标准是心脏手术包括冠状动脉旁路移植术(CABG),主动脉瓣或旁路/主动脉瓣操作期间执行(AVR)心肺旁路亚琛大学医院2017年1月至2017年7月。排除标准是其他类型的心脏手术,不完整的医疗记录,失踪的血液样本。所有的病人提供书面知情同意,之前和他们的身份信息被分析。血液样本收集术前1天,直接在ICU住院,术后24和48小时。在4°C离心10分钟后,血浆样本被冻结在-80°C。
我们定义长期的重症监护住院时间(PICULOS)作为时间超过48小时,其他研究在心脏手术演示了在48小时内恢复之后,显示并发症的发展(
一系列细胞因子和趋化因子检测(人类蛋白质组分析器™XL细胞因子组合装备,研发系统,明尼阿波利斯,锰、美国)占地105细胞因子被用来屏幕4 PICULOS患者术前的血液样本中随机选出的。这些病人被随机选择4 non-PICULOS匹配。血浆样本不集中。稀释和隔夜孵化后,检测膜清洗和检测抗体是补充道。Strepatividin-HRP和化学发光检测代理,被产生的信号。说点密度测量使用ImageQuant TL软件(版本8.1,通用电气医疗集团)。这些值归一化对校准测量检测组件中所描述的指令。这个测量后,我们平均的平均点密度组中的每个细胞因子允许比较PICULOS并non-PICULOS血样。
识别GDF-15后细胞因子表现出最独特的群体之间的差异,我们进行了定量测定。进一步的病人选择(
离散变量给出绝对数量和百分比。提出了连续变量作为中位数和四分位范围(差)的偏态分布的参数和便于比较。使用Mann-Whitney组之间的差异进行评估
-操作者特征(ROC)曲线分析,以评估为PICULOS GDF-15的截止值(即。,敏感性和特异性的最大金额的值)。曲线下面积(AUC)也。
的预后价值GDF-15预测PICULOS被执行一个单变量逻辑分析评估。一个概率值< 0.05被认为是显著的。统计分析了GraphPad棱镜7(美国GraphPad软件,圣地亚哥,CA)和SPSS 25(美国SPSS,芝加哥,IL)。
248心脏手术的病人来说,样本存储在生物中,129人被排除在外,因为手术不同CABG或AVR或有限样本的可用性。总共119名患者可以包括细胞因子筛选(图
病人的选择。介入治疗:冠状动脉旁路移植;AVR:主动脉瓣置换术;PICULOS:长期重症监护室呆的长度。
我们确定GDF-15小说术前较高的细胞因子表达PICULOS心脏手术后的病人。如图
细胞因子的分析阵列分析器。嵌入式图像的放大最大的细胞因子表达的差异。
细胞因子数组完成实验的两个例子,显示105种不同的细胞因子。点下面的数字在左边的图形对应各自的细胞因子在右边的条形图。
术前GDF-15水平的进一步量化,GDF-15 PICULOS患者血清水平从12和12 non-PICULOS病人进行了分析。non-PICULOS组的平均年龄是67年和79年PICULOS集团,这是一个统计上的显著差异(
基线术前病人的特点。
| Non-PICULOS |
PICULOS |
|
|
|---|---|---|---|
| 年龄、年 | 67 (53 - 75) | 79年(77 - 83) | 0.032 |
| BMI,公斤/米2 | 27 (25-32) | 26日(25 - 29) | 0.630 |
| 性别(男/女) | 7/5 | 7/5 | 1.000 |
| 心脏疾病, |
0.856 | ||
| (我)冠心病 | 5 | 4 | |
| (2)瓣膜 | 2 | 3 | |
| (3)结合 | 5 | 5 | |
| 伴随疾病, |
|||
| (我)呼吸系统 | 3 | 1 | 0.333 |
| (2)神经系统 | 1 | 0 | 1.000 |
| (3)肾 | 0 | 2 | 0.478 |
| (iv)糖尿病 | 3 | 5 | 0.667 |
| (v)恶性肿瘤 | 0 | 3 | 0.217 |
| 血红蛋白、g / dl | 13.8 (12.9 - -15.1) | 13.3 (11.9 - -14.4) | 0.269 |
| 白细胞,问 | 7.0 (6.1 - -8.4) | 7.4 (5.8 - -7.9) | 0.884 |
| CRP,毫克/毫升 | 1.5 (1.1 - -2.0) | 3.8 (1.2 - -5.3) | 0.113 |
| 肌酐,mg / dl | 0.99 (0.93 - -1.11) | 1.04 (0.97 - -1.20) | 0.200 |
| 肾小球滤过率(GFR), ml / min / 1.73 m2 | 74 (58 - 87) | 60 (55 - 71) | 0.068 |
| EuroSCORE II,百分比 | 1.34 (0.81 - -2.93) | 3.85 (2.21 - -6.21) | 0.007 |
数据提出了中值(差)或数字(
术后ICU停留期间,病人的特征显示表中描述的许多显著差异
术后ICU停留期间,病人的特点。
| Non-PICULOS |
PICULOS |
|
|
|---|---|---|---|
| 缅共,分钟 | 106年(84 - 132) | 125年(89 - 155) | 0.453 |
| 削弱了二世在ICU住院 | 47 (40-48) | 53 (50-56) | 0.001 |
| 在入住ICU APACHE II | 20(在18到22岁) | 24日(21 - 24日) | 0.036 |
| 沙发在ICU住院 | 8 (7 - 9) | 10 (8 - 10) | 0.016 |
| 洛杉矶ICU,小时 | 27岁的成熟女性(18 - 45) | 424年(264 - 664) | 0.001 |
| 机械通风,小时 | 8 (6 - 12) | 200 (24 - 447) | 0.001 |
| 升压,小时 | 12 (7-21) | 227年(81 - 439) | 0.001 |
| 严重脓毒症, |
0 | 9 | 0.002 |
| 精神错乱, |
0 | 7 | 0.046 |
| 透析,小时 | 0 | 93年(82 - 183) | 0.037 |
| 死亡, |
0 | 2 | 0.478 |
数据提出了中值(差)或数字(
浓度GDF-15生长在术前PICULOS与non-PICULOS患者的血液样本,显示显著增加在PICULOS集团(中位数713和1041 pg / ml,
接受心脏手术的患者术前血浆GDF-15浓度。
最常见的表现是冠状动脉搭桥手术。9例病人接受了联合操作,即冠状动脉旁路手术和主动脉瓣置换术进行。心肺旁路的平均时间是106分钟non-PICULOS PICULOS患者患者和125分钟。提出术前水平提高GDF-15长时间体外循环时间不相关(图
术前GDF-15与体外循环时间。
患者术前提高GDF-15水平花长时间接受机械通气。关于进一步的临床结果,提高水平的患者GDF-15要求更长的血管加压的治疗和更频繁地受到严重脓毒症可能是描绘在图
严重脓毒症率相比,等离子体GDF-15水平。
中描述的方法,我们进行了逻辑回归分析预测的GDF-15 ICU停留时间的延长,也为其他值。单变量分析表明GDF-15水平(优势比为1.01,95%置信区间1 - 1.02,和
单变量和多变量逻辑回归分析的结果对于识别预测长期ICU停留。
| 单变量逻辑回归 | 多变量逻辑回归 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 或 | 95%可信区间 |
|
或 | 95%可信区间 |
|
|
| 年龄 | 1.17 | 1.02 - -1.34 | 0.025 | 1.132 | 0.91 - -1.47 | 0.260 |
| 男性 | 0.70 | 0.13 - -3.70 | 0.673 | |||
| 身体质量指数 | 0.97 | 0.81 - -1.13 | 0.653 | |||
| 糖尿病 | 2.14 | 0.39 - -13.6 | 0.390 | |||
| GDF-15 | 1.01 | 1.00 - -1.02 | 0.029 | 1.003 | 0.99 - -1.01 | 0.461 |
| 肾小球滤过率(GFR) | 0.93 | 0.86 - -1.00 | 0.073 | |||
| EuroSCORE二世 | 1.80 | 1.12 - -3.59 | 0.043 | 1.149 | 0.48 - -2.79 | 0.738 |
| 体外循环 | 1.01 | 0.99 - -1.03 | 0.370 | |||
| 削弱了二世 | 1.50 | 1.06 - -2.13 | 0.022 | 1.140 | 0.71 - -1.94 | 0.562 |
| Apache II | 1.41 | 1.03 - -2.10 | 0.050 | |||
| 沙发 | 2.21 | 1.02 - -4.80 | 0.045 | 1.590 | 0.52 - -8.04 | 0.463 |
体重指数:身体质量指数;肾小球滤过率(GFR):肾小球滤过率;心脏:冠状肺分流术;沙发:顺序器官衰竭的评估。
在我们的人口,术前预测PICULOS GDF-15水平,均明显优于EuroSCORE II。ROC曲线分析GDF-15 PICULOS显示,AUC为0.86(95%置信区间0.71 - -0.99,
我们的研究旨在调查潜在的新型细胞因子预测心脏手术后的长期ICU停留。我们可以证明不同的细胞因子表达的患者超过48小时花在ICU患者相比,保持小于48小时。尤其是GDF-15显示显著,提高了表达PICULOS病人术前和non-PICULOS病人后两个定量和定性分析。此外,严重脓毒症率、血管加压的支持和时间的MV PICULOS组明显增强。此外,GDF-15水平提高是一个长期的预测ICU在单变量逻辑回归。心脏手术的增加可用性平衡越来越先前存在的疾病和虚弱的病人。此外,在大多数医院ICU资源稀缺。要解决这个困境,更好的预测模型所需的足够的危险分层,尤其在心脏手术的病人。然而,传统的术前风险分层模型如EuroSCORE II不包括任何生物标志物。其他结构性弱点的担忧interobserver可变性由于编码不匹配或风险因素的定义
一般来说,危险分层在心脏手术中使用生物标记已经谨慎评估。布朗et al。(以前的研究
重症监护病房提供高水平的复杂和昂贵的保健,特别是在心脏手术。许多因素与长期相关联,术后ICU停留。随后,急性生理和慢性健康评估(APACHE)评分系统修改后的最新版本,APACHE IV。第四APACHE使用129个变量,但没有单一的生物标志物预测死亡率和估计的长度保持
我们的研究表明,提高术前GDF-15水平与长期ICU保持心脏手术后。GDF-15在医疗实践广泛分析了心脏功能障碍的标志(
协会的病人的结果和提高水平的GDF-15并不局限于心脏手术和重症监护病房设置。也称为MIC-1 GDF-15,总科的压力诱导细胞因子属于转化生长因子-
有趣的是,我们可以证明GDF-15显示显著差异的ICU停留长度,更高水平的GDF-15是天在ICU的预测。也积极与机械通气时间的延长显著相关。此外,严重脓毒症和血管加压的使用显著高于术前患者提高GDF-15水平。据我们所知,这是第一个研究显示这种关联。然而,我们不能证明透析率增加,这是发人深省的因为GDF-15是肾功能衰竭的预测生物标志物
增加术前GDF-15水平可能表明一个已经存在的细胞反应到高级炎症(
使用单变量分析,我们证明了GDF-15水平预测长期的ICU停留。我们还表明,EuroSCORE II,沙发,在ICU住院和年龄和SAPS2分数预测长期ICU停留。随着年龄的增长而提高GDF-15相关联(
我们的研究有一定的局限性,需要解决。GDF-15提高水平的病人也可以引起其他并发症,尽管执行选择。炎症的影响,肾脏功能,心血管疾病和恶性肿瘤的表达GDF-15仍然未知。也有两组之间的年龄差异是一个混杂因素特别是GDF-15是年龄。这种影响表现在缺乏预测能力的多变量分析。一般来说,较低的预测能力在单变量逻辑回归和多元回归的预测能力的缺乏的弱点。这是样本容量有限的原因。进一步限制是前瞻性研究人物,然而数据的回顾性分析。它是一个中心没有随机化。另外,我们没有探索我们的病人的长期结果。 Finally, the data might not directly be transferable to other patient groups. However, we particularly focused on cardiac surgery, as this group is known to have a most pronounced perioperative risk.
我们进行了广泛的探究的新型细胞因子的分析。这允许我们排除细胞因子显示没有预测价值,而且识别细胞因子显示承诺作为新型生物标志物。我们评估GDF-15定性和定量地对ICU停留时间的延长,确认其心脏手术患者的预测价值。我们的研究首次证明术前提高GDF-15水平与长期ICU停留。未来的研究可能包括进一步前瞻性验证GDF-15作为预测长期ICU停留在对某些特定人群,如心脏手术患者和一般人群。评估其他临床预测因素和生物标志物如BNP与GDF-15将是一个有用的进一步研究。的临床效用GDF-15关于阳性和阴性预测值需要建立了预定义的滞留时间。同时,进一步探索其他提高或降低细胞因子可以执行风险分层模型。最后,评估的形式随机、前瞻性临床试验进一步驴GDF-15作为预测生物标志物应该承担。
使用的数据集和分析在当前研究可从相应的作者以合理的要求。
作者宣称没有利益冲突。
JB, HB, CS,美国在线参与的概念和设计研究。HB和EZ收集数据并进行统计分析。RZ获得生物伦理审批和管理。HB写的手稿,JB和TP修改。所有作者同意出版。作者阅读和批准最终的手稿。
多谢将协助在最初的细胞因子筛选Nadine弗兰克。