Minör kafa travmalı erişkin hastalarda travmatik beyin yaralanmasının belirlenmesinde serum mikroRNA-93 ve mikroRNA-191 düzeylerinin rolü
Validity of serum microRNA-93 and microRNA-191 levels to reduce unnecessary computed tomography in adult patients with minor head trauma
Yazar: DEMET TAŞ
Danışman: DOÇ. DR. ÖZGÜR SÖĞÜT
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / İstanbul Haseki Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Acil Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: İlk ve Acil Yardım = Emergency and First Aid
Dizin: Beyin yaralanmaları = Brain injury ; Kafa yaralanmaları = Head injuries ; Mikro RNA = Micro RNA ; Serum = Serum ; Tomografi-x ışınlı-bilgisayarlı = Tomography-x ray-computed ; Yaralar ve yaralanmalar = Wounds and injuries

Özet:
Amaç
Minör kafa travması geçiren hastalarda öykü ve fizik muayene bulgularına göre bilgisayarlı beyin tomografisi (BBT) kullanım endikasyonları tam olarak belirlenememiştir. Son yapılan çalışmalarda mevcut klinik bulgularına göre BBT çekilen minör kafa travması geçiren hastaların %90'ında önemli bir beyin hasarı saptanmamıştır. Aslında minör kafa travması geçiren hastalarda, travmatik beyin yaralanmasını (TBY) ayırt etmede kullanılan testlerin sensitivite ve spesifitesi yeterli değildir. Tamamlayıcı mRNA'nın posttranskripsiyonuyla oluşan mikroRNA'lar akut beyin yaralanmasının patofizyolojisinde rol alır. Son yıllarda kafa travması için spesifik birçok mikroRNA'nın serumdaki konsatrasyonu TBY'nın tanısını, şiddetini ve prognozunu belirlemede önemli rol oynadığı belirlenmiştir. Literatürde, bügüne kadar TBY'si olan minör kafa travmalı hastaların ilk değerlendirilmesinde serum mikroRNA düzeylerinin araştırıldığı kısıtlı sayıda çalışma bulunmaktadır.
Bu çalışmanın amacı a) minör kafa travmalı yetişkin hastaların serumlarında mikroRNA-93 ve mikroRNA-191 ekspresyon seviyelerini belirlemek; (b) Bu hastalarda TBY ile başlangıç mikroRNA-93 ve mikroRNA-191 seviyeleri arasında ilişki kurmak ve (c) bu mikroRNA'ların başlangıç serum seviyelerinin, gereksiz BBT'lerin kullanımını azaltmak için intrakraniyal hasarın değerlendirilmesinde prediktif rolününün araştırılması amaçlanmıştır. 
Gereç ve Yöntem
Prospektif olarak yapılan bu çalışmaya izole minör kafa travması tanısı alan  (Glaskow Koma Skoru (GKS)>13 olan hastalar) hastalardan, New Orleans Kriterleri'ne uygun olarak BBT çekilen 79 erişkin hasta ile benzer yaş ve cinsiyette 92 sağlıklı kontrol grubu dahil edilmiştir. Hastalar önce BBT bulgularına göre iki ayrı gruba ayrılarak değerlendirilmiştir; travmatik intraparankimal ve kraniyal hasarı(ör: kafatası kırığı, beyin kanaması, beyin kontüzyonu ve intrakraniyal hematom) olmayan (1.grup)  ve olan (2.grup). Ayrıca TBY'si olan ve TBY'si olmayan hastalarda iki ayrı gruba ayrılarak değerlendirilmiştir. Minör kafa travması geçiren hastalar ile sağlıklı kontrol grubunun serum mikroRNA-93 ve mikroRNA-191 düzeyleri kantitativ real-time reverse transcription-PCR kullanılarak değerlendirilmiştir. Birincil sonlanım noktası minör kafa travmalı hastalarda BBT çekimi öncesi travmatik beyin yaralanmasının olup olmadığının belirlenmesinde serum mikroRNA düzeylerinin rolünü belirlemektir.
Bulgular
Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında minör kafa travmalı hastaların ortalama serum mikroRNA-93 ve mikroRNA-191 düzeylerinin önemli derecede arttığı tespit edildi (p<0,001). Her iki grupta (grup1 ve grup 2) ortalama serum mikroRNA-93 ve mikroRNA-191 düzeyleri istatistiksel olarak anlamlı bulundu  (p=0,017 ve p=0,001 sırasıyla). Çalışmaya dahil edilen 79 hastanın 16'sında BBT' de intraparankimal yada kraniyal hasar saptandı (BBT+). Serum mikroRNA-191 düzeyinin BBT'deki patolojiyi saptamadaki cut-off değeri 0,15, sensitivitesi % 68.1 spesifitesi %68.8 olarak belirlendi (AUC: 0.765, [0.640-0.889]).
Minör kafa travmalı hastalardan, TBY olan hastaların olmayanlara göre serum mikroRNA-191 düzeyleri belirgin olarak artmış saptandı (0.72±1.64 ve -0.56±1.63, sırasıyla; P=0,017). Ancak serum mikroRNA-93 için her iki grupta da anlamlı fark saptanmadı. TBY tanısında mikroRNA-191 için cut-off değeri 0,069, sensitivitesi %66,7 ve spesifitesi %58,3 olarak belirlendi (AUC: 0.712, [0.563-0.862]).
Tartışma ve Sonuç
Literatürde bugüne kadar yapılan insan çalışmaları ve deneysel çalışmalara göre TBY'nin tanısını, şiddetini ve prognozunu belirlemede biyomarker olarak kullanılacak serum ya da plazmada çalışılan çok çeşitli mikroRNA tipleri (ör: miR-425-p, -21, -93, -191 ve -499) bulunmaktadır. Çalışmamızda, minör kafa travması geçiren hastalarda çekilen BBT sonucunda travmatik beyin yaralanması olan hastaların mikroRNA düzeyleri olmayanlara göre anlamlı yüksek bulundu. Sonuç olarak BBT (+) minör kafa travmalı hastalarda serum mikroRNA-191 düzeyinin  <0,15 olması kuvvetli bir negatif prediktif değer göstergesi olarak belirlendi. Minör kafa travmalı hastalarda bakılan mikroRNA'lardan özelliklede mikroRNA-191'in serum düzeyi, hastalarda BBT çekim endikasyonunu belirlemeye katkı sağlayabilir. Çalışmamız minör kafa travmalı hastalarda bu iki mikroRNA seviyeleri arasında ilişki kurmak ve travmatik beyin yaralanmasını belirleyip, BBT çekim endikasyonlarına katkıda bulunmak amaçlı yapılan ilk çalışmadır.
Anahtar Kelimeler
Bilgisayarlı beyin tomografisi, mikroRNA, minör kafa travması, travmatik beyin yaralanması

Abstract:
Aim
Indication for the appropriate use of cranial computed tomography (CCT) in patients with minör head trauma (MHT) based on history and physical examination alone remains unclear. Recent studies have been reported that 90% of patients with MHT who undergo CCT under the present clinical decision rules have no clinically important brain injuries. Actually, many cases with MHT go unnoticed or misdiagnosed, as the current diagnostic tests are neither sensitive nor specific enough to identify traumatic brain injury (TBI). microRNAs are important posttranscriptional regulators of complementary mRNA targets and have been implicated in the pathophysiology of acute brain injury. Serum concentrations of the various specific microRNAs were recently found to provide useful information in the diagnosis, severity, and prognosis of TBI. To date, there have been only a limited number of studies involving MHT patients with TBI. 
The purposes of this study were (a) to determine the expression levels of microRNA-93 and microRNA-191 in the sera of adult patients with MHT; (b) to correlate TBI with the initial microRNA-93 and microRNA-191 levels; and (c) to investigate whether the initial serum levels of these microRNAs can predict the presence or absence of intracranial injury for reducing the use of unnecessary CCTs.
Materials and Methods
Seventy-nine consecutive adult patients with isolated MHT (Glasgow Coma Scale [GCS], GCS scores of >13)  undergoing CCT based on the clinical decision rule of the New Orleans Criteria and 92 age- and sex-matched healthy controls were enrolled in this prospective study. Patients were divided into 2 groups as follows: those without (group 1) and with (group 2) traumatic intracranial or extracranial lesions (e.g., skull fracture, brain swelling, cerebral contusion, intracerebral hematoma) shown on CCT. Patients were also divided into two subgroups based on the presence or absence of traumatic parenchymal lesions defined as TBI. The serum levels of microRNA-93 and microRNA-191 were assessed in MHT patients and healthy controls using quantitative real-time reverse transcription-PCR. The primary outcome variable was to determine the indication of the need for an initial CCT in patients with MHT and the presence of intracranial lesions in conjuction with serum microRNAs levels.
Results
The mean serum microRNA-93 and microRNA-191 levels were significantly increased in the MHT patients compared with the controls (both comparisons; P<0,001). The mean serum microRNA-93 and microRNA-191 levels between the study groups (group 1; and group 2) were statistically significant (P=0.017 and P=0.001respectively). Of the 79 patients studied, 16 exhibited trauma-relevant intracerebral or extracerebral lesions on the CCT scan (CCT+). With a cut-off limit of 0.15 microRNA-191, CCT+ patients were identified with a sensitivity level of 68.1% and a specificity level of 68.8%  (AUC: 0.765, [0.640-0.889]). 
Compared to MHT patients without TBI, the mean serum microRNA-191 levels were markedly elevated in patients with TBI (0.72±1.64 and -0.56±1.63,respectively; P=0,017). However, microRNA-93 levels levels did not show significant changes in either group of patients (P=0.145). With a cut-off limit of 0.069 microRNA-191, TBI+ patients were identified with a sensitivity level of 66.7% and a specificity level of 58.3%  (AUC: 0.712, [0.563-0.862]).
Discussion and Conclusion
The human and experimental studies have identified various specific microRNAs as biomarkers in serum/plasma (e.g., miR-425-p, -21, -93, -191 and -499) for possible indicators of the diagnosis, severity, and prognosis of TBI. We found that circulating microRNAs levels increased after MHT and distinguished between those with and those without traumatic brain injury on CCT. The results of this study demonstrate that a microRNA-191 serum level<0.15 has a high negative predective value for CCT+ in patients after MHT. MicroRNAs, especially microRNA-191 concentrations in patients with MHT can provide additional information to improve indication of the need for an initial CCT scan. This study is the  first step towards validation of thresholds for studies integrating these two microRNAs into a clinical decision rule for MHT to detect traumatic brain injury. 
Keywords: Cranial computed  tomography, head trauma, microRNA, traumatic brain injury