Traumatic brain injury : a multi-factorial concepturalization approach for neurocognitive and psychosocial outcome

Abstract

Η Κρανιοεγκεφαλική Κάκωση (ΚΕΚ) είναι μια από τις κύριες αιτίες θανάτου και χρόνιας αναπηρίας. Η κοινωνική απομόνωση και η ανεργία μπορεί να εμμένουν για χρόνια μετά το τραύμα και σχετίζονται κυρίως με τα μακροχρόνια νευρογνωστικά, συμπεριφορικά και ψυχολογικά ελλείματα. Μια παραδοξότητα που παρατηρείται είναι ότι ασθενείς με μέτρια έως σοβαρή ΚΕΚ μπορεί να αντιμετωπίζουν δια βίου αναπηρίες ενώ άλλοι, με παρόμοια κλινικά χαρακτηριστικά, μπορεί να επιτυγχάνουν καλή ανάκαμψη. Αυτή η ετερογένεια έχει συνδεθεί με συγκεκριμένους παράγοντες που σχετίζονται με τον ασθενή και τους μηχανισμούς του τραύματος και με σωματικές διαταραχές που εμφανίζονται κατά την οξεία φάση της νοσηλείας. Παρά τα υπάρχοντα στοιχεία, τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν μέχρι σήμερα αποτυγχάνουν να αποδώσουν ακριβή και πλήρη περιγραφή της παρατηρούμενης διακύμανσης στην ανάκαμψη από την ΚΕΚ. Κτίζοντας στη βάση της πολύπλοκης φύσης της ΚΕΚ, ο σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν να διερευνήσει την εφαρμογή ενός πολυπαραγοντικού μοντέλου στη λειτουργική, νευρογνωστική και ψυχολογική έκβαση. Συγκεκριμένα, στρατολογήθηκαν 82 ασθενείς με μέτρια έως σοβαρή ΚΕΚ που είχαν ανακάμψει από την οξεία φάση. Η μελέτη περιλάμβανε κλινικά δεδομένα από την οξεία φάση της νοσηλείας, νευρογνωστική εκτίμηση και μετρήσεις ψυχοκοινωνικής προσαρμογής τουλάχιστον ένα έτος μετά το τραύμα καθώς και δεδομένα γενετικών φαινοτυπικών αναλύσεων. Οι στόχοι ήταν: πρώτον, η διερεύνηση του γνωστικού αποθέματος και της σχέσης του με την έκβαση της νευρογνωστικής κατάστασης, της λειτουργικότητας και της ποιότητας της ζωής, δεύτερον, η διερεύνηση των διαφορών φύλου (ελέγχοντας για πιθανούς παράγοντες που δύναται να επηρεάσουν) στις ίδιες μεταβλητές έκβασης με την προσθήκη της μεταβλητής ψυχολογικών συμπτωμάτων και τρίτον η διερεύνηση των πολυμορφισμών του γονιδίου APOE και η εφαρμογή ενός δείκτη γενετικού κινδύνου APOE (APOE-GRS) στην έκβαση της ΚΕΚ. Οι παραγοντικές αναλύσεις κατέδειξαν την ύπαρξη δύο συνιστωσών ως προς το γνωστικό απόθεμα, την «Αποκρυσταλλωμένη Γνώση» και την «Προνοσηρή Συμμετοχή σε Δραστηριότητες Ελεύθερου Χρόνου». Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η «Αποκρυσταλλωμένη Γνώση» θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως προγνωστικός παράγοντας της νευρογνωστικής έκβασης και να προβλέψει σημαντικά τη λειτουργικότητα μετά το τραύμα. Παράλληλα, η «Προνοσηρή Συμμετοχή σε Δραστηριότητες Ελεύθερου Χρόνου» ήταν σημαντικός προγνωστικός παράγοντας της ποιότητας της ζωής μετά το τραύμα. Ωστόσο, κατά την εφαρμογή πολύπλοκων πολύ-παραγοντικών μοντέλων της έκβασης της ΚΕΚ (εμπερικλείοντας το γνωστικό απόθεμα, τη σοβαρότητα του τραύματος, την ηλικία κατά το τραύμα και τον χρόνο που μεσολάβησε από το τραύμα), η «Αποκρυσταλλωμένη Γνώση» διαφάνηκε ως ο σημαντικότερος προγνωστικός παράγοντας της νευρογνωστικής έκβασης, ενώ η Ηλικία κατά το Τραύμα ήταν ο μοναδικός προγνωστικός παράγοντας ως προς τη λειτουργικότητα και ποιότητα της ζωής μετά το τραύμα. Τα αποτελέσματα σχετικά με τις διαφορές φύλου μετά την ΚΕΚ, έδειξαν ότι οι νευρογνωστικές διαφορές μεταξύ των φύλων (μετά από έλεγχο της επίδρασης της σοβαρότητας της εγκεφαλικής βλάβης, του χρόνου που μεσολάβησε από το τραύμα, της ηλικίας και της εκπαίδευσης) υπάρχουν μόνο όσον αφορά στον τομέα της λεκτικής μάθησης. Επιπλέον, οι αναλύσεις σε γενετικές μεταβλητές έδειξαν ότι ο πολυμορφισμός rs449647 φαίνεται να είναι ένας παθογόνος προγνωστικός παράγοντας της έκβασης της λειτουργικότητας. Η περαιτέρω εφαρμογή ενός μοντέλου χρησιμοποιώντας το rs449647, τις δύο συνιστώσες του γνωστικού αποθέματος και την ηλικία κατά το τραύμα, κατέδειξε ότι θα μπορούσε να προβλέψει σημαντικά την έκβαση. Επιπλέον, βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ του APOE-GRS και της έκβασης της λειτουργικότητας. Η περαιτέρω εφαρμογή ενός μοντέλου που περιλαμβάνει τις μεταβλητές APOE-GRS, το γνωστικό απόθεμα και την ηλικία κατά το τραύμα, κατέδειξε επίσης ότι θα μπορούσε να προβλέψει σε σημαντικό βαθμό την έκβαση. Προκειμένου να καταστεί δυνατή η πρόγνωση της έκβασης στην ΚΕΚ, είναι απαραίτητο να εξεταστεί η εγκεφαλική βλάβη μέσω μιας πολυπαραγοντικής ανάλυσης που να συνδυάζει μεταβλητές διαφορετικής φύσης. Τα αποτελέσματα από την παρούσα ερευνητική μελέτη υποδεικνύουν συγκεκριμένους παράγοντες προ-τραύματος, κοινωνικούς / δημογραφικούς παράγοντες και γενετικές μεταβλητές, που φαίνεται να έχουν πρόσθετη προγνωστική αξία, πιθανόν και πέραν της σοβαρότητας του τραύματος, διευρύνοντας έτσι την κατανόηση των μηχανισμών που εμπλέκονται και με κλινική αξία τόσο για την οξεία όσο και για τη χρόνια φάση. Η καλύτερη κατανόηση των εμπλεκόμενων πολυπαραγοντικών μεταβλητών μπορεί περαιτέρω να συμβάλει στην προσαρμογή των θεραπειών / παρεμβάσεων, έτσι ώστε ο κάθε ασθενής, εξατομικευμένα, να λαμβάνει την κατάλληλη θεραπεία την κατάλληλη στιγμή, συμβάλλοντας θετικά στην ανάρρωση και τη συνολική ποιότητα ζωής.

Traumatic Brain Injury (TBI) is the main cause of trauma-related death and severe, chronic disability. Social isolation and unemployment may reside for years post-injury, mainly associated with the lingering neurocognitive, behavioral and psychological deficits. An observed paradox is that patients with moderate to severe TBI may encounter lifelong disabilities and others, even with similar clinical characteristics, may achieve good recovery. This heterogeneity has been linked to specific factors, patient and injury-related and with physiologic disturbances affecting multiple body systems, encountered in the acute phase. Despite this evidence, existing models have failed to provide an accurate and complete account of the TBI variance seen in recovery. In an attempt to better understand the compound nature of TBI, the purpose of the current research study was to investigate the fit of a multifactorial model in the functional, neurocognitive and psychological outcome. More specifically, 82 survivors of moderate to severe TBI were recruited. The study involved clinical data of the acute phase and follow-up assessment, at least one-year post-injury, including neurocognitive and psychosocial adjustment evaluations as well as genetic phenotypic analyses. The aims were: first, to explore cognitive reserve (CR) and its relationship to neurocognitive performance, functional outcome and quality of life (QoL); second, to explore sex differences in the same outcome areas with the addition of psychological symptoms (while controlling for any potential confounding factors); and third, to explore the use of APOE gene polymorphisms and APOE specific Genetic Risk Score (APOE-GRS) in the outcome of TBI. Factor analyses yielded two components for CR, Crystallized Knowledge and Leisure Activity. Results suggest that Crystallized Knowledge CR could serve as a predictor of neurocognitive outcome and significantly predicted functional outcome post-trauma. Leisure Activity CR was a significant predictor of the QoL post-injury. However, when applying more complex, multi predictor models for TBI outcome (including CR, Injury Severity, Time Since Injury (TSI) and Age at Injury), Crystallized Knowledge was the only construct of CR found to account as a strong predictor of neurocognitive outcome, whereas Age at Injury was the only variable accounted for functionality and QoL post-injury. Results on sex differences post-TBI demonstrated that neurocognitive differences between sexes, after controlling for Injury Severity, TSI, Age at Injury and Education, exist only in terms of Verbal Learning. Furthermore, analyses on genetic variables vi have shown that the polymorphism rs449647 seems to be a pathogenic predictor of functional outcome post-injury. Further using the rs449647 in a model with both constructs of CR and Age at Injury, revealed that it could significantly predict functional outcome. Also, APOE-GRS was found to significantly differ in terms of functional outcome post-injury. Further applying a model using the variables of APOE-GRS, CR and Age at Injury, revealed that it could significantly predict functional outcome. To enable effective outcome prognosis in TBI, it is necessary to address brain-injury in a multifactorial structure that combines different variables. Results from the current study provide important insight on specific pre-injury, socio-demographical factors and genetic variables that have additive prognostic value, possibly even beyond that of injury severity, thus expanding our understanding of the mechanisms involved, with implications for both the acute and the chronic phase. Improving our understanding of the involved multifactorial variables can further contribute to tailor treatment strategies and interventions such that each patient receives the right treatment at the right time, thus enhancing recovery and the overall QoL.