Evaluation von Erythroblasten als Marker der Krankheitsschwere und Mortalität von Patienten mit akutem Lungenversagen und extrakorporaler Membranoxygenierung

Abstract

Einführung: Die Diagnose eines akuten Lungenversagens (ARDS) ist auch heute noch mit einer hohen Mortalität verknüpft. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die prognostischen Möglichkeiten von Erythroblasten (NRBCs) im peripheren Blut bei Patienten mit einem ARDS zu untersuchen. Zudem wurden Patienten, die mit einer extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) behandelt wurden, als gesondertes Patientenkollektiv genauer evaluiert.

Material und Methoden: Die retrospektive Datenanalyse schloss Patienten im Zeitraum von 2007 bis 2018 ein und wurde an einem ARDS Zentrum durchgeführt. Es wurde eine Analyse für alle Patienten und zusätzlich eine Analyse für Patienten mit einer ECMO Therapie durchgeführt. Für die statistische Auswertung war jeweils der höchste gemessene NRBC Wert des Tages ausschlaggebend. Für die Evaluation der prognostischen Möglichkeiten von NRBCs wurde eine ROC-Analyse durchgeführt und ein Grenzwert für beide Gruppen mittels des Youden-Index bestimmt. Die Bestimmung unabhängiger Risikofaktoren erfolgte mittels Cox- und binär logistischer Regression mit Rückwärtsselektion. Anhand des Grenzwertes wurden Kaplan-Meyer-Kurven erstellt und die statistische Signifikanz der beiden Gruppen mittels log-rank Test ermittelt.

Ergebnisse: Insgesamt wurden 881 Patienten mit ARDS untersucht, hiervon erhielten 423 Patienten eine ECMO Therapie und wurden gesondert betrachtet. Bei 87,4 % bzw. 95,5 % (ECMO) der Patienten ließen sich NRBCs nachweisen. Der Nachweis von NRBCs war in der Gruppe aller Patienten mit einer erhöhten Mortalität (43,6 % vs. 18 %, p<0.001) verknüpft. Außerdem konnte die Mortalität mit der absoluten Höhe des maximal gemessenen NRBC Wertes im intensivstationären Aufenthalt korreliert werden (230 NRBC/µl vs. 630 NRBC/µl); (630 NRBC/µl vs. 740 NRBC/µl) (ECMO). Weiterhin wurde ein Grenzwert von 305 NRBC/µl (OR=2,89 CI 2,02 – 4,15, p<0,01) bzw. 635 NRBC/µl (OR=2,14, CI 1,37–3,33, p=0,001) (ECMO) als unabhängiger Risikofaktor für das Versterben auf der Intensivstation ermittelt. Der Nachweis von NRBCs über dem jeweiligen Grenzwert ging in beiden Gruppen mit einem mehr als doppelt so hohen Risiko zu versterben einher.

Schlussfolgerung: NRBCs im peripheren Blut konnten bei einem Großteil der Patienten mit ARDS nachgewiesen und als gutes prognostisches Werkzeug identifiziert werden. Der Nachweis von NRBCs über dem errechneten Grenzwert wurde als unabhängiger Risikofaktor der Mortalität ermittelt. In Zukunft könnten NRBCs als prognostischer Marker bei Patienten mit ARDS und ECMO verwendet werden.

Introduction: The diagnosis of an acute respiratory distress syndrome (ARDS) is still associated with a poor prognosis and high mortality rates. The aim of the study was to assess nucleated red blood cells (NRBCs) as a prognostic marker in patients with ARDS. Furthermore, patients with ARDS which received extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) were evaluated separately. Methods: This retrospective study included patients from 2007 to 2018 and was performed in an ARDS referral center. We conducted an analysis of all patients with ARDS and one for patients who received ECMO therapy separately. The highest assessed NRBC value of the day was decisive for statistical analysis. To assess the predictive validity of NRBCs ROC analysis was conducted and separate cut-off values for both groups were calculated with Youden’s method. Cox’ and binary logistic regression models with backward selection were used to assess independent predictors of mortality in patients with ARDS and ECMO therapy. The population was divided in two groups using the calculated cut-off value from ROC analysis. Kaplan-Meier curves were issued to visualize survival and tested for significance with the log-rank test. Results: Overall, 881 patients with ARDS fit the criteria of our analysis. A total of 423 patients were treated with ECMO. In 87.4 % or 95.5 % (ECMO) of the patients NRBCs were found in the peripheral blood. NRBCs were associated with higher mortality rates (18 % vs 43.6 %, p<0.001) in the group of all patients. Also, mortality was associated with the absolute value of the maximal NRBC count during the ICU stay (230 NRBC/µl vs. 630 NRBC/µl); (630 NRBC/µl vs. 740 NRBC/µl) (ECMO). Furthermore, a cut-off value of 305 NRBC/µl (OR=2,89 CI 2,02 – 4,15, p<0,01) or 635 NRBC/µl (OR=2,14, CI 1,37–3,33, p=0,001) (ECMO) was found as independent risk factor for ICU mortality. Patients with NRBC levels beyond the cut-off value had a more than doubled risk of ICU death in both groups. Conclusion: NRBCs were found in the majority of patients with ARDS and were identified as a tool with high prognostic power. The presence of NRBCs above the calculated cut-off value was identified as independent risk factor for ICU death. In the future, NRBCs could be evaluated in patients with ARDS and ECMO therapy indicating a poor prognosis.