【文献精读】外周血小板线粒体功能障碍作为老年患者术后谵妄的预测性生物标志物

文摘   2024-08-24 07:07   北京  


摘要 /Abstract

目的:探讨老年患者术前血小板生物能量健康指数(BHI)与术后谵妄(POD)发生的关系。

方法:选取全身麻醉拟行腹部大手术的老年患者。术后3天内评估POD的存在。采用海马XF分析和透射电镜观察线粒体代谢和血小板形态。

结果:162名受试者中有20人出现POD。与没有POD的患者相比,POD患者的术前简易智力状态检查量表评分和总蛋白水平较低,受教育年限较短,手术时间较长,平均血小板体积较高,血小板生物能量健康指数(BHI)较低。在POD患者的血小板中检测到线粒体受损,外观肿胀,嵴扭曲。在调整年龄、受教育程度、术前精神状态检查评分、术前平均血小板体积和总蛋白水平、手术类型和手术时间、术后第一天淋巴细胞计数后,术前血小板BHI与POD的发生独立相关(OR 0.11, 95% CI 0.03-0.37, P <0.001)。预测血小板BHI的受试者操作曲线下面积为0.83 (95% CI 0.76-0.88)。其敏感性为85.00%,特异性为73.24%,最佳临界值为1.61。使用系列组合(平均血小板体积和BHI)的灵敏度为80.00%,特异性为82.39%。

结论:术前血小板BHI与老年患者POD的发生独立相关,有潜力作为POD风险筛查的生物标志物。

引言 /Introduction

 术后谵妄(POD)是一种常见于老年患者手术后的复杂综合征。其特征在于意识、注意力、认知和感知方面的急性和波动性损害。 POD的发生率各不相同,据报道,在大型择期手术后的老年患者中,POD的发生率为4%至25%,在高风险手术(如髋关节骨折修复术、血管和心脏手术)后,POD的发生率约为50%。POD与严重并发症相关,包括住院时间延长、死亡率增加、长期认知能力下降的风险增加,并对患者的生活质量产生负面影响。因此,必须在手术前识别出发生POD的高风险患者。

已经确定了几个增加POD风险的因素,包括高龄、营养不良、较高的ASA评分、功能障碍、既存神经精神疾病、既存认知障碍、存在多种合并症和术前全身炎症。合并症的类别包括心力衰竭、肾功能不全、糖尿病、高血压和血管疾病。尽管提出了许多模型,但准确预测个体生POD的风险仍然具有挑战性,在常规临床实践中尚未建立普遍接受的预测方法。在最近的基于机器学习的POD预测模型中,确定的前5个变量是年龄、手术持续时间、ASA分级、性别和手术风险。

高龄被广泛认为是POD最明确的危险因素。老年患者手术后易发生谵妄,原因是手术前存在功能障碍,科普手术应激的生理储备减少。POD的发病机制被认为涉及神经递质失调和手术引起的神经网络破坏。神经元的有效功能在很大程度上依赖于线粒体活性来维持能量稳态。因此,线粒体代谢的任何中断都会显著影响大脑的正常衰老过程。与衰老相关的神经退行性疾病相关的线粒体功能障碍包括各种因素,包括氧化应激、氧化磷酸化受损、线粒体动力学受损、mtDNA突变积累、Ca2+信号传导紊乱、线粒体自噬受损和膜完整性破坏。因此,必须进行新的临床研究,评估手术患者的线粒体生物能量学。这些研究可以加深我们对POD病理机制的理解,使我们能够探索早期的生物标志物,并开发创新的治疗方法。

    血小板是骨髓中巨核细胞释放的无核细胞质碎片,含有不能补充的活性线粒体。越来越多的证据表明,这些细胞碎片可以作为人体的生物能量传感器。此外,研究表明,血小板的生物能量谱可以反映大脑生物能量学和代谢的差异。值得注意的是,血小板生物能量学或线粒体功能的特定改变与生理衰老过程和各种神经退行性疾病的发病机制有关,包括轻度认知障碍、帕金森病和阿尔茨海默病

    生物能量健康指数(BHI)是一个综合指标,它将线粒体功能的各种指标整合到一个单一的值中。该指数可以使用从人血液中分离的细胞计算,并作为评估个体线粒体对应激反应的代表性生物标志物。有证据表明,血小板BHI与多个脑区的葡萄糖代谢呈正相关,并可以反映脑线粒体的最大呼吸能力。

基于这些,我们假设外周血中血小板的BHI可以指示大脑对发展POD的易感性,作为由手术应激引发的线粒体功能障碍导致的神经功能异常的表现。本研究旨在通过检查老年患者全麻下腹部大手术后血小板BHI与谵妄发生之间的关系,评估血小板BHI是否可以作为POD的特异性和敏感性预测因子。

方法

招募患者

这是一项前瞻性、观察性病例对照研究,于2021年11月至2022年1月在中国南京鼓楼医院麻醉科进行。在本研究中,从专门从事胃、结直肠、肝胆和胰腺手术的4个外科病房招募了拟在全身麻醉下进行腹部大手术的老年患者。

       入选标准包括以下内容:(1)计划在全身麻醉下进行腹部大手术的患者;(2)年龄≥60岁的个体;(3)ASA身体状态分级I-III级;(4)术前签署知情同意书的个体。排除标准包括:(1)需要紧急手术的患者;(2)记录的严重心、肺、肝或肾功能不全的病史;(3)记录的任何先前存在的神经精神疾病诊断或药物治疗史,如焦虑、抑郁、痴呆、中风、癫痫、帕金森病和阿尔茨海默病;(4)通过简易精神状态检查(MMSE)评估的认知障碍患者;(5)严重听觉或视觉功能障碍患者;(6)酒精或药物成瘾患者;(7)不合作或有沟通困难的患者。所有患者均于术前住院完成相关检查。通过电子病历系统收集既往病史,并辅以患者自己提供的支持性文件。招募的患者在术前均未诊断出感染。

伦理审批和注册

本研究的伦理批准来自中国江苏省南京大学医学院附属南京鼓楼医院伦理审查委员会(编号:2021-352-01)。该试验已在中国临床试验注册中心注册(ChiCTR 2300071474)。

样本量

先前发表的结果表明,老年患者POD的发生率范围为7%至56%。假设I型错误为5%,II型错误为10%,血小板BHI的曲线下面积(AUC)为0.8,结局事件发生率为10%,我们使用MedCalc计算出总样本量为100就足够了(版本19; MedCalc Software,奥斯坦德,比利时)。考虑到20%的损耗,我们将样本量增加到125例患者。

试验设计

所有患者均接受了标准术前评估、BHI测试和术后随访,由研究团队的熟练研究人员进行。他们对彼此的结果一无所知。患者可以选择在任何时间出于任何原因自愿退出研究,而不会影响其未来的治疗。

       术前评估在手术前一天完成。它包括收集社会人口学数据,病史,实验室血液检查,认知评估和获得知情同意。MMSE用于识别预先存在的认知衰退。得分<18(对于未受教育的患者),21(对于受教育<6年的患者)或25(对于受教育>6年的患者)表明认知能力下降。记录以下基线变量:年龄、性别、教育水平、体重指数值、共病、手术类型和持续时间、ASA分级、MMSE评分以及在血常规检查(XN-9100; Sysmex,科比,日本)、生化常规检查(AU5800; Beckman Coulter,Brea,CA,USA)和凝血检查(CS-5100; Sysmex)中观察到的参数。

麻醉和手术

详细的外科手术见表S1。所有患者均接受标准化围手术期护理,包括全麻诱导、维持和恢复。全程进行心电图、血压、脉搏血氧饱和度、鼻咽部温度等标准监测。血压波动保持在每例患者基线值的20%范围内,血管活性药物的给药由治疗提供者根据具体情况确定。术中应用BIS监测麻醉深度,并维持麻醉深度在45-60。采用保温技术,使鼻咽部温度保持在最低35.5C.为有效控制术后疼痛,根据需要静脉输注镇痛药,如地佐辛、丙帕他莫和氟比洛芬酯,以维持VAS<4。

结局指标

本研究的主要结果是POD的发生率。受过培训的研究者对插管患者使用意识模糊评估方法(CAM)或重症监护室(CAM-ICU)的意识模糊评估方法,在术后前3天内每天进行两次评估,上午和下午。此外,在整个住院期间,仔细记录术后发生的不良事件,包括大出血、感染和呼吸困难。在术后3天内,最后162名参与者中未报告重大并发症或死亡。

血小板采集和制备

手术前使用含乙二胺四乙酸的试管采集参与者的静脉血样本,并在4℃暂时保存,直至进一步分析。根据先前描述的方案,使用改良的两步离心法分离血小板。简言之,将全血在含乙二胺四乙酸的试管中以300 g离心两次,持续10分钟,从而分离富含血小板的血浆。通过以1,200 g离心10分钟使血小板沉淀,随后用含有前列腺素I2(1 μg/ml)的磷酸盐缓冲盐水洗涤。通过使用Accuri C6(BD Biosciences)对CD 41 a(BD Biosciences,富兰克林湖,新泽西州,美国)表达进行流式细胞术分析来确认分离的血小板样品的纯度(>98%;图S1)。

透射电子显微镜

采用透射电子显微镜评估线粒体形态学。从30 ml全血中获得洗涤过的血小板,重悬于磷酸盐缓冲盐水中,然后与等体积的2.5%戊二醛在室温下孵育30分钟。在800 g离心10分钟后,将血小板沉淀在4 ℃下固定在2.5%戊二醛中下进行2天。随后,用1%OsO4后固定血小板,使用梯度系列的乙醇脱水,并使用Epon-812包埋。然后,制备60-nm超薄切片,并用乙酸双氧铀和柠檬酸铅染色。使用透射电子显微镜(HT 7800; Hitachi,Tokyo,Japan)观察图像,放大倍率为10,000.

血小板的BHI试验

如前所述,使用Seahorse XFe 96(Agilent Technologies,Santa Clara,CA,USA)测量血小板的线粒体生物能量谱。进行分析的研究人员对POD状态不知情。简言之,如前所述,从4 ml全血中制备血小板,悬浮于Dulbecco改良的Eagle培养基中,并使用自动细胞计数器计数。然后将血小板调节至1×108/ml的浓度。然后,将血小板(18 × 106/孔,180μl悬浮液)接种到Cell-Tak包被的XF 96微孔板上,进行线粒体应激试验。血小板依次用寡霉素(1.5μmol/L)、碳酰氰对三氟甲氧基苯腙(FCCP; 1.0μmol/L)和抗霉素A +鱼藤酮(A/R;均为2μmol/L)处理。根据耗氧率(OCR)的生物能量曲线,使用以下公式计算BHI:BHI =(三磷酸腺苷相关储备能力)/(非线粒体质子泄漏),如前所述。33通过从基础OCR中减去添加寡霉素后的OCR,确定三磷酸腺苷(ATP)相关OCR。通过从添加FCCP后的最大OCR中减去基础OCR来确定储备容量。A/R注射抑制所有线粒体氧消耗和测量非线粒体OCR。通过从添加寡霉素后的OCR中减去A/R添加后的OCR来计算质子泄漏。细胞外酸化率(ECAR),测量pH值的变化,同时记录与OCR。据观察,>90%的ECAR归因于血小板糖酵解(非线粒体)期间乳酸的产生。寡霉素敏感性ECAR代表线粒体ATP合成受到抑制时的糖酵解能力,通过从添加寡霉素后的ECAR中减去基础ECAR来确定。每份血小板样本重复测量三次,平均值用于后续统计分析。

统计分析

使用SPSS软件(版本16; SPSS,芝加哥,IL,US)进行统计分析。适当时使用双尾检验,p值<0.05被认为具有统计学显著性。使用适当的方法描述和分析基线特征,以评价人口统计学和临床参数对POD发生率的影响。使用Shapiro-Wilk检验对连续变量的正态分布进行检验。正态分布数据表示为平均值SD,并使用非配对t检验进行分析。非正态分布数据表示为中位数(第25、75百分位数),并使用Mann-Whitney检验进行分析。分类变量以数量(百分比)表示,并使用χ2检验或Fisher精确检验进行分析。采用单因素二分类Logistic回归分析血小板BHI或MPV与POD发生的相关性。校正后采用多变量二元logistic回归分析评估其相关性。报告了优势比(OR)及其95%可信限(CI)。采用MedCalc(第19版)绘制受试者工作特征(ROC)曲线,评价术前血小板BHI或MPV对POD发生的预测价值。在灵敏度为90%且特异性为90%的值之间确定灰色区域,以定义不确定范围。

结果 /Result

受试者特征

共有185名参与者自愿参加研究并提供了书面知情同意书。然而,23名参与者被排除在分析之外,最终样本量为162名参与者。图1显示了概述患者选择过程的流程图。

图 1:研究流程图。流程图显示了计划在全身麻醉下接受腹部大手术的老年患者的招募过程。最初共有185名参与者参加了这项研究。然而,随后排除了23名参与者,最终样本量为162名参与者。共有16名参与者未完成术后谵妄(POD)评估。其中,2例患者需要无创呼吸机辅助通气,因为他们出现呼吸困难(1例由于肺不张,1例由于大量胸腔积液)。1例患者在初次手术后第二天因术后出血接受了第二次手术止血。3名患者于术后第二天出院。此外,10名患者拒绝参与评估(1名因耳鸣,1名因出血不稳定,8名拒绝但未提供原因)。

在162名参与者中,20人发生了POD,发生率为12%。表1总结了术后3天内发生谵妄和未发生谵妄的受试者的人口统计学和临床特征的比较分析。POD组与非POD组在年龄上无显著性差异(U=1112,p=0.1165),性别(χ2=1.644,p=0.1998),ASA分级(p > 0.9999),体重指数值(t=0.1877,p=0.8513),术前合并症(χ2=0.4285,p=0.8071),手术类型(χ2=0.6542,p=0.8839),或在术后3天内进行POD评估时在重症监护室的受试者人数(χ2=1.780,p=0.1822)。然而,与非POD参与者相比,POD参与者的术前MMSE评分较低(U=491,p<0.0001),受教育年限较短(U=683,p<0.0001),手术时间较长(U=1,024,p=0.0432)。

在术前常规血液检查中,POD参与者的平均血小板体积(MPV)显著高于无POD参与者(表1和图2D; 10.90 [10.00,12.50],10.15 [9.30,11.00],U= 959,p = 0.0181)。在血小板计数(U=1199,p=0.2621)、血小板压积(U= 1400,p = 0.9184)或血小板体积分布宽度(U=1219,p=0.3077;表S2)方面未观察到显著差异。此外,凝血试验分析显示,两组之间凝血酶原时间(U=1255,p=0.4022)、活化部分凝血活酶时间(U= 1350,p = 0.7244)和凝血酶时间(U=1224,p=0.3210)无显著差异。此外,在生化测试中,POD参与者与无POD参与者相比显示出较低的总蛋白水平(t=7.836,p < 0.0001;表1)。

       此外,在有和没有POD的参与者之间,术前白色血细胞数量(U=1,333,p=0.6609)以及各种白细胞亚型(包括淋巴细胞、单核细胞和中性粒细胞)的百分比和数量没有观察到显著差异(表S2)。然而,值得注意的是,与未发生POD的受试者相比,发生POD的受试者在术后第一天的淋巴细胞计数较低(U= 835,P= 0.0026;表1)。

POD参与者的血小板显示术前BHI较低

为了研究术前血小板BHI和POD发生之间的关系,我们利用Seahorse XF分析来评估血小板线粒体生物能量学。尽管两组血小板均对每种线粒体调节剂表现出强烈的应答,但来自POD参与者的血小板显示出不同的生物能量模式(图2A)。生物能量学分析显示,与来自无POD参与者的血小板相比,来自POD参与者的血小板具有较低水平的基础、最大、储备容量和ATP相关OCR(表S4)。相反,在非线粒体和质子泄漏OCR方面没有观察到差异。此外,两组之间的基础和寡霉素敏感ECAR无显著差异。此外,电子显微镜显示POD参与者中线粒体受损,外观肿胀,嵴扭曲(图2B)。根据血小板的OCR组分计算BHI值。与无POD参与者相比,在POD参与者的血小板中观察到显著较低的术前BHI值(1.16 ± 0.72 vs 2.20 ± 0.82,t = 5.362,df= 160,p < 0.0001;图2C)。这表明,术前存在的血小板线粒体损伤与术后谵妄有关。

图 2 :术后谵妄(POD)患者血小板中观察到的生物能量功能障碍。(A)将新鲜分离的血小板(18 × 106/孔)接种在Cell-Tak包被的平板上,通过依次注射寡霉素(Oligo,1.5μmol/L)、羰基氰对-(三氟甲氧基)苯腙(FCCP; 1.0μmol/L)和抗霉素A +鱼藤酮(A/R;均为2μmol/L)进行线粒体应激试验。该图呈现了从经历XF分析的患有POD的患者(以红色显示)和没有POD的患者(以蓝色显示)获得的血小板的代表性耗氧率(OCR)和细胞外酸化率(ECAR)迹线。(B)POD患者和非POD患者血小板的代表性透射电子显微镜图像。黑色箭头表示线粒体。POD患者线粒体肿胀,嵴扭曲,线粒体受损。条形代表1μm。(C)使用生物能量健康指数将血小板的生物能量参数量化为1值。散点图显示有POD(n = 20)和无POD(n = 142)的参与者的(C)生物能量健康指数值和(D)平均血小板体积。结果表明,与未发生POD的参与者相比,发生POD的参与者的生物能量健康指数显著降低,平均血小板体积较高。误差线表示标准差。*p < 0.05,*p < 0.001。

POD与术前血小板BHI、MPV的关系

通过单变量二元logistic回归分析,我们发现较低的血小板BHI和较高的MPV与较高的POD发生率相关(BHI的OR 0.17,95% CI 0.08-0.37,p < 0.001; MPV的OR 1.36,95% CI 1.02-1.81,p = 0.034;表2)。我们接下来进行多变量二元逻辑回归以解释POD的其他潜在危险因素。校正年龄、教育程度、术前MMSE值、术前总蛋白水平、手术类型、手术持续时间和术后第一天淋巴细胞计数后,BHI与POD发生率之间的相关性仍然显著(校正OR 0.11,95%CI 0.03-0.37,p < 0.001)。相比之下,MPV在调整后未显示出显著相关性(调整后OR 1.28,95% CI 0.82-1.98,p=0.276)。

     为了评估BHI和MPV对POD发生率进行分类的能力,我们构建了ROC曲线(图3),并在表3中总结了其特征。BHI证明了POD的显著分类(AUC 0.83,95% CI 0.76-0.88,p 0.0001),最佳临界值为1.61。其显示出85.00%的灵敏度和73.24%的特异性,而BHI的灰色区域范围为1.20至2.08(图3A)。类似地,MPV可对POD进行分类(AUC 0.66,95% CI 0.58-0.74,p=0.0141),最佳临界值为9.5 fl。其显示出95.00%的灵敏度和33.80%的特异性,而MPV的灰色区域范围为9.56至12.06 fl(图3B)。BHI和MPV的AUC值之间存在统计学差异(z=2.037,p=0.0116)。

图 3:应用MedCalc软件对术前生物能量健康指数(BHI)和/或平均血小板体积(MPV)进行受试者工作特征(ROC)分析,评价其对术后谵妄(POD)发生的预测能力。对从162名参与者收集的数据进行了(A)BHI和(B)MPV的ROC分析。右图中的图表示灵敏度和特异性图。2条虚线表示灰色区域,由灵敏度为90%和特异性为90%的值定义。对总共162名参与者进行了BHI联合MPV的(C)ROC分析,并对MPV >9.5 fl的参与者进行了BHI的(D)ROC分析。AUC,受试者工作特征曲线下面积; Sens,灵敏度; Spec,特异性

讨论 /Discussion

    在目前的前瞻性、观察性病例对照研究中,接受全身麻醉下腹部大手术的老年参与者中,大约有12%被诊断为POD。这项研究是第一个探索血小板生物能量学和POD发展之间的联系。我们的研究结果表明,术前血小板BHI和MPV与POD的发生密切相关。

       年龄,曾被认为是 POD 的独立危险因素,与单变量分析中确定的其他重要变量一起被纳入多元二元 Logistic 回归分析。这些变量包括教育程度、术前MMSE值、术前总蛋白水平、手术类型、手术持续时间、术后第一天淋巴细胞计数、术前血小板BHI和术前MPV。我们的分析显示,在调整其他因素后,术前血小板BHI是POD的一个重要的独立危险因素(p<0.001)。在校正模型中,术前血小板BHI较低的患者术后发生谵妄的可能性较高,比值比为0.11(95%CI 0.03-0.37)。

       由于缺乏有效的预防策略,POD是一个主要的公共卫生问题。目前,脑代谢的措施被用来研究神经退行性疾病的病理生理学,它们被广泛认为具有重要的诊断意义。虽然以前的研究,包括我们自己的研究,已经证明了神经线粒体功能在老年小鼠术后神经认知功能障碍的发展中的关键作用,其在患者中的作用仍然未知,因为需要有活力和完整的脑组织来准确测量线粒体功能。此外,手术对脑代谢的影响包括各种术前和术后因素,如年龄相关的退行性变化,麻醉的影响和脑对手术的炎症反应。

       血小板是第一个在损伤部位积聚的,引发纤维化和炎症过程。血小板的寿命很短,只有5-7天,含有功能齐全的线粒体,在外周血中含量丰富,因此很容易用于研究人类线粒体。我们的研究提供了深入了解血小板作为研究术前脑代谢的替代物的重要作用。氧化磷酸化和糖酵解都有助于血小板产生能量。当血小板的氧化磷酸化减弱时,糖酵解相应增加。生物能量分析显示,与无POD参与者的血小板相比,POD参与者的血小板显示出较低的ATP相关呼吸和储备能力,这是BHI值的重要组成部分。此外,在两组之间的基础糖酵解和糖酵解能力方面没有观察到显著差异,进一步支持了POD参与者的血小板主要经历线粒体代谢问题的观点。

       BHI将ATP相关、质子泄漏、储备能力和非线粒体耗氧量整合为反映整体线粒体健康的单个值。通过捕捉这些参数的变化,BHI可以在达到无法满足能量需求的阈值之前识别生物能量健康的恶化。此外,观察到血小板BHI与脑线粒体最大呼吸以及通过氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描测量的葡萄糖代谢之间存在显著的正相关性,25很明显,与没有POD的参与者相比,来自POD参与者的血小板显示出较低的BHI。这表明,血小板的BHI可以潜在地用作评估血小板线粒体功能的术前筛选工具,并用作识别发生POD的风险的外周生物标志物。

       血小板线粒体的健康状况可能与POD的致病机制有关,并可作为干预的潜在靶点。然而,血小板线粒体功能障碍的潜在机制尚未完全理解。全身性炎症是POD的一个重要风险因素,已被确定会影响血细胞(包括血小板)的线粒体功能。在术前CRP水平以及在有和没有POD的参与者之间的血常规中分析的各种白细胞亚型的百分比和数量方面没有观察到显著差异。这些指标可能无法提供全身炎症的全面评估。因此,进一步研究白细胞亚型和炎症介质对血小板线粒体功能的直接影响至关重要。除大脑外,血小板生物能学也可反映高代谢活性组织(如骨骼肌和心肌)的生物能能力。因此,血小板BHI降低与虚弱之间可能存在相关性,虚弱也被认为是POD的一个独立风险因素。然而,本研究表明,血小板BHI在个体间存在差异,而血小板BHI较低则提示机体功能障碍与POD易感性增加有关。

       在本研究中,我们意外地发现,与未发生POD的受试者相比,发生POD的受试者的MPV显著更高。MPV是血小板大小的简单指标。较大的血小板含有更多的细胞颗粒,显示出更高的粘附分子表达,并与血小板高活性相关。已证明细胞因子可导致巨核细胞倍性增加,并促进较大血小板的生成。此外,文献表明,MPV被认为是许多病理条件下炎症和血栓形成之间的联系,包括高血压、外周动脉疾病、中风、脑白质疏松症和阿尔茨海默病。两组之间的血小板计数、血小板压积和凝血功能无显著差异。我们没有进行血栓弹力图血小板标测或其他血小板功能检查。因此,MPV是否通过影响血小板聚集而参与POD的发病机制尚不清楚。同样,BHI值对血小板功能和血栓形成的影响也知之甚少。最近的一项研究表明,血小板线粒体可能通过能量生成调节血栓形成前功能。需要进一步研究来调查血小板BHI和MPV的围手术期轨迹,特别是关于它们在POD发病和进展中的确切作用。深入了解这些关系对于增强老年患者术前风险评估和制定个性化干预措施至关重要。ROC曲线分析显示,BHI预测POD的准确性高于MPV。BHI的AUC值为0.83(95% CI 0.76-0.88),MPV的AUC值为0.66(95% CI 0.58-0.74)。MPV预测POD的特异性为33.80%,而BHI预测POD的特异性为73.24%。但是,需要注意的是,贝克休斯公司的测试需要专门的仪器、试剂和熟练的研究人员。因此,贝克休斯有限公司可能无法作为一种经济有效的筛选工具来识别潜在的风险。

  ROC曲线分析显示BHI预测POD的准确性高于MPV。BHI的AUC值为0.83(95% CI 0.76-0.88),MPV的AUC值为0.66(95% CI 0.58-0.74)。MPV预测POD的特异性为33.80%,而BHI预测POD的特异性为73.24%。然而,重要的是要注意,BHI测试需要专门的仪器,试剂和熟练的研究人员。因此,BHI可能不能作为一种具有成本效益的筛选工具,以确定哪些患者更有可能在手术后经历神经元生物能量缺陷。相比之下,MPV信息可以通过常规血液检查轻松获得。值得注意的是,MPV显示出更高的预测灵敏度为95.00%,而BHI的灵敏度为85.00%,这表明MPV可以用作初始筛选工具。与BHI联合MPV(64.08%)或BHI单独(73.24%)的ROC分析相比,连续结合MPV和BHI检测的序列算法预测POD的特异性更高(82.39%)。目前的结果还表明,经过统计学调整后,MPV不再是POD的重要独立危险因素(p=0.276),这表明MPV可能与POD的其他危险因素相关。需要更大规模的研究来建立基于MPV的预测模型,以增强其预测POD的特异性,并确定MPV与人口统计学或临床特征之间的关系。

       应提及本前瞻性研究的一些局限性。首先,我们没有进行术前CAM评估,以避免其记忆对术后评估的影响。尽管本研究未纳入有神经精神疾病或认知障碍病史的个体,但缺乏基线CAM评价可能存在潜在的局限性。MMSE作为一种广泛认可和常用的简单筛查工具,用于提供认知障碍的总体评估,用于评估术前认知功能。然而,重要的是要注意,MMSE量表的敏感性可能无法充分捕捉到一些具有轻微认知缺陷的个体。52为了区分具有较高发展POD风险的个体与具有正常认知功能的个体,本研究排除了先前存在认知障碍的个体。这种排除导致在认知障碍的个体中观察到的血小板和POD发生之间的关联的持续性的不确定性。

       其次,我们使用CAM/CAM-ICU量表评估术后前3天内谵妄的发展。由于没有对谵妄严重程度进行评估,谵妄严重程度与血小板BHI水平之间没有确定的相关性。此外,本研究仅关注腹部手术,发生POD的患者数量相对较少。目前尚不清楚这些结果在多大程度上可推广到其他手术类型。因此,必须强调我们研究的探索性,并强调需要进一步研究以解决关键证据缺口。此外,术后随访仅从术后第1天延长至第3天。我们的研究不包括通常在手术后几分钟到几小时内出现的苏醒期谵妄,并且可能由不同的机制驱动。另一个限制是,由于可行性限制,我们无法使用定量成像技术对大脑能量代谢进行评估。因此,它仍然在很大程度上是未知的,血小板是否可以反映线粒体的变化,在中枢神经系统下手术的压力。未来的研究需要调查围手术期背景下血小板生物能量学和脑代谢之间的联系。

结论/Conclusion

    总之,本研究提供的初步证据表明,血小板BHI和MPV可能是大脑对手术应激的脆弱性的可靠指标。术前血小板BHI ≤1.61或MPV >9.5 fl的个体发生POD的风险增加。虽然血小板BHI不能取代脑代谢的直接测量,但它可以作为早期指标或预测生物标志物,以识别经历全身生物能量下降的个体,这些个体因此可能有发展POD的风险。通过生物能量学调节改善围手术期脑健康可能是减少围手术期神经认知障碍发生的一种新的重要预防措施。

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