接受体外膜氧合支持的重症儿童脑损伤的血浆生物标志物

Plasma Biomarkers of Brain Injury in Critically Ill Children Receiving Extracorporeal Membrane Oxygenation

作者信息Matthew L Friedman, Michael J Bell, Bonnie A Brooks, Adam S Himebauch, Asavari Kamerkar, Kerri LaRovere, Laura L Loftis, Jose A Pineda, Ahmed Said, Hitesh S Sandhu, Martin Stengelin, Catherine Demos, Mark S Wainwright, Alina N West, Allan Barnes, Allen D Everett, Ryan J Felling, Sue J Hong, Jennifer L Roem, Cynthia F Salorio, Derek K Ng, Melania M Bembea, Pediatric Acute Lung Injury and Sepsis Investigators (PALISI) Network, Lucy Mulqueen, Jennifer Bonilla-Cartagena, Myra Lomeli, Hoa Bui, Cindee Levow, Shawn Dickey, Sonali Basu, Elyse Tomanio, Ashley Schaefer Barcikowski, Mackenzie Little, Kirsten Ryan, Betsy Tudor, Colleen Mennie, Kamala Simkhada, Lisa Hwang, Jacqueline Lee-Eng, Mikaela Morales, Maria Teresa Valenzuela, Nereyda Garcia, Misciel Macaraig, Lauren Camp, Brandy Vaughn, Jessie Archie-Dilworth, Pamela Stone, Christina Love, Matthew Ryan, Meghna Cacatte

PMID41770542

期刊JAMA Pediatr

发布时间2026-06-01

DOI10.1001/jamapediatrics.2026.0015

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实验完整度

高

研究为多中心前瞻性队列研究，包含连续血浆生物标志物测量、神经影像学判读、短期和长期结局随访，并采用统计模型分析关联，功能验证和机制验证明确。

主要模型

重症儿童ECMO队列

重点核对

ECMO插管时的年龄范围（2天至<18岁） ECMO适应症（心脏、肺部、ECPR） ECMO期间神经影像学检查（CUS、CT、MRI）血浆GFAP、NfL和tau的连续测量短期结局（院内死亡或出院PCPC评分下降）

摘要

重要性：在接受体外膜氧合（ECMO）支持的重症儿童中，及时识别急性脑损伤（ABI）对于早期神经保护干预至关重要。目的：确定ECMO儿童血浆胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、神经丝轻链（NfL）和tau水平升高是否先于神经影像学确认的新发ABI，以及是否与死亡率和功能结局相关。设计：2019年至2023年进行的前瞻性观察性队列研究，18个月随访于2025年完成。设置：美国11家儿童医院。参与者：ECMO插管时年龄为2天至<18岁的儿童。暴露：在ECMO过程中连续采集血浆样本，测量GFAP、NfL和tau。主要结局和测量：短期不良结局定义为院内死亡或出院时儿科脑功能评分≥3且较基线下降至少1分的复合结局。长期不良结局为死亡或ECMO后18个月Vineland适应行为量表第三版复合分<85的复合结局。结果：本研究纳入219名参与者（224次ECMO疗程；1089份系列血样）。中位年龄为11个月（IQR，30天至9岁），121名（54%）为男性。在60例ECMO过程中新发生ABI的病例中，GFAP和NfL分别显著升高，每24小时增加+6.4%（95%CI:+1.4%,+11.6%）和+16.1%（95%CI:+10.5%,+22%）。在ECMO首次样本和ECMO期间峰值水平中，GFAP、NfL和tau的几何平均值在出院时不良结局组均显著高于良好结局组。从ECMO首次样本开始，GFAP和NfL水平增加2倍与调整基线GFAP和NfL水平、年龄和ECMO适应症后的不良结局显著相关（GFAP，调整后风险比[HR]1.48；95%CI，1.22,1.79；NfL，aHR1.43；95%CI，1.14,1.79）。tau的类似模型显示与结局无显著关联。结论和相关性：GFAP和NfL是ECMO儿童实时神经监测的有前景的候选指标，可能有助于诊断、与结局关联以及潜在的指导神经保护策略。试验注册：重症儿童体外膜氧合脑损伤生物标志物（BEAM）。NCT05041712。https://clinicaltrials.gov/study/NCT05041712

队列建立与样本采集

建立ECMO儿童队列并收集连续血浆样本以测量脑损伤生物标志物。

在11个美国儿童医院招募ECMO支持的儿童，每日前5天采血，随后每3天采血，EDTA管保存，离心并冻存于-80°C，批量测量GFAP、NfL和tau。

神经影像评估

通过神经影像确诊新发ABI，并与生物标志物水平关联。

收集ECMO期间及前后的CUS、CT和MRI报告，由独立评审者分类ABI类型（AIS、HIBI、ICH等）。

生物标志物动态与ABI关联

评估生物标志物水平变化是否先于ABI诊断。

使用线性混合效应模型比较新发ABI与匹配对照的GFAP、NfL和tau轨迹，分析诊断前变化率。

生物标志物与临床结局关联

评估生物标志物水平与短期和长期死亡及功能结局的关联。

使用Cox比例风险模型分析生物标志物水平与院内不良结局的关联，并比较18个月结局组间差异。

实验环节	名称	品牌	货号
血浆生物标志物检测	S-PLEX神经学面板1试剂盒	MesoScale Discovery	K15639S

实验环节

名称

品牌

货号

血浆生物标志物检测

S-PLEX神经学面板1试剂盒

MesoScale Discovery

K15639S

环节	核对要点
血浆生物标志物测量	采样时间点（ECMO前5天每日，之后每3天）；样品稀释倍数（5倍）；检测试剂盒（S-PLEX Neurology Panel 1 Kit）；实验室操作条件（单批次、零冻融循环）阅读提示：Methods中的血浆生物标志物部分
神经影像评估	影像类型（CUS、CT、MRI）；影像时间范围（ECMO前7天至ECMO后6周）；ABI分类标准（AIS、HIBI、ICH等）阅读提示：Methods中的神经影像部分
结局评估	短期结局定义（院内死亡或出院PCPC评分≥3且下降≥1点）；长期结局定义（死亡或VABS-III复合分<85）；随访时间（18个月）阅读提示：Methods中的医院和18个月结局部分

环节

核对要点

血浆生物标志物测量

采样时间点（ECMO前5天每日，之后每3天）；样品稀释倍数（5倍）；检测试剂盒（S-PLEX Neurology Panel 1 Kit）；实验室操作条件（单批次、零冻融循环）

阅读提示：Methods中的血浆生物标志物部分

神经影像评估

影像类型（CUS、CT、MRI）；影像时间范围（ECMO前7天至ECMO后6周）；ABI分类标准（AIS、HIBI、ICH等）

阅读提示：Methods中的神经影像部分

结局评估

短期结局定义（院内死亡或出院PCPC评分≥3且下降≥1点）；长期结局定义（死亡或VABS-III复合分<85）；随访时间（18个月）

阅读提示：Methods中的医院和18个月结局部分

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