La proteina gliofibrillare acida, marker predittivo del neurosviluppo in bambini con cardiopatia congenita operata

Background: Brain injury, impaired brain maturation, and long-term neurodevelopmental disorders are common in children with congenital heart diseases (CHD). We sought to identify a reliable biomarker of brain injury, which can predict neurodevelopmental anomalies in infants with CHD undergoing surgical repair. Methods: We included 38 infants with CHD. They all had an uneventful perinatal course and underwent surgery in good clinical condition. Plasma glial fibrillary acidic protein (GFAP) was collected during multiple stages of cardiopulmonary bypass (CPB). Neurological development was assessed at 4-8 years of age using tests and questionnaires to assess cognitive, neuropsychological, and psychopathological functioning. We identified an impaired global neurodevelopmental index (NDI) when at least two domains were found abnormal at the evaluation. The relationships between NDI and GFAP values, together with clinical and perioperative variables, were analyzed by correlation and logistic regression. Results: Mean peak GFAP was 1.42 ± 1.69 ng/mL (median 0.95, IQR 0.44-1.57 ng/mL). Intelligence Quotient scores fell within the normal range for most subjects, whereas more than half of them showed an abnormal NDI, with the greatest impairments in the psychopathological area. Peak GFAP >0.44 ng/ml showed a sensitivity of 90.9% and a specificity of 56.3% to detect an abnormal NDI. When patients were divided according to CHD, preoperative cyanosis and aortic arch obstruction were associated with highest values of GFAP. Regression analysis showed that GFAP max >0.44 ng/mL was the only independent predictor of an abnormal NDI (OR: 12.8; 95% CI 2.2-74.5). Conclusion: GFAP is a reliable marker of acute brain injury during surgical repair of CHD with CPB, and it may be a promising indicator of abnormal neurological development. Grade and duration of hypothermia and rewarming during CPB seem to be significantly related to the increase of plasma GFAP value, which is significantly associated with deranged neuropsychological outcome.

Introduzione: il danno neurologico, l’alterata maturazione cerebrale e le alterazioni del neurosviluppo a lungo termine sono problematiche che coinvolgono fino alla metà dei bambini con diagnosi di cardiopatia congenita (CHD, “Congenital Heart Disease”). Lo scopo del presente studio è identificare un marker affidabile di danno neurologico che possa prevedere le anomalie del neurosviluppo in bambini con CHD si sottopongono a intervento cardiochirurgico. Metodi: sono stati inclusi 38 bambini con CHD, ognuno dei quali con perinatalità nella norma e sottoposto a intervento cardiochirurgico in elezione. Campioni ematici per il dosaggio di GFAP (Proteina Glio Fibrillare Acida) sono stati raccolti durante varie fasi della circolazione extracorporea (CEC). La valutazione dello sviluppo neurologico è stata eseguita a 4-8 anni di età con l’ausilio di appropriati test e questionari specifici per le funzioni cognitiva, neuropsicologica e psicopatologica. Abbiamo identificato un indice di alterato neurosviluppo globale (NDI, “Neuro Developmental Index”) in caso di esito patologico in almeno due dei domini analizzati. La relazione tra i valori di GFAP e NDI, insieme con le variabili cliniche e perioperatorie, è stata valutata attraverso analisi di correlazione e regressione logistica. Risultati: il valore medio di GFAP picco era 1.42 ± 1.69 ng/mL (mediana 0.95, IQR 0.44-1.57 ng/mL). Il valore di QI (Quoziente di Intelligenza) era nella norma per la maggior parte dei soggetti, mentre più della metà presentava NDI patologico e l’area maggiormente colpita è stata quella psicopatologica. Il valore di GFAP picco >0.44 ng/mL ha una sensibilità di 90.9% e specificità di 56.3% nell’identificare un NDI patologico. L’analisi statistica dei sottogruppi di CHD ha evidenziato che la presenza di cianosi preoperatoria e l’ostruzione dell’arco aortico sono associati a valori maggiori di GFAP. L’analisi di regressione ha mostrato che valori di GFAP picco >0.44 ng/mL sono l’unico predittore indipendente di NDI patologico (OR: 12.8; 95% CI 2.2-74.5). Conclusioni: GFAP rappresenta un marker affidabile di danno neurologico acuto in corso di intervento chirurgico per CHD con l’utilizzo della CEC e potrebbe dimostrarsi un indicatore promettente di sviluppo neurologico anormale. La profondità e durata delle fasi di ipotermia e riscaldamento sembrano essere associate significativamente all’aumento dei valori di GFAP.