Neurodevelopmental outcomes in congenital heart disease: Usefulness of biomarkers of brain injury

Abstract

Introduction: At present, neurodevelopmental abnormalities are the most frequent type of complication in school-aged children with congenital heart disease (CHD). We analysed the incidence of acute neurologic events (ANEs) in patients with operated CHD and the usefulness of neuromarkers for the prediction of neurodevelopment outcomes. Methods: Prospective observational study in infants with a prenatal diagnosis of CHD who underwent cardiac surgery in the first year of life. We assessed the following variables: (1) serum biomarkers of brain injury (S100B, neuron-specific enolase) in cord blood and preoperative blood samples; (2) clinical and laboratory data from the immediate postnatal and perioperative periods; (3) treatments and complications; (4) neurodevelopment (Bayley-III scale) at age 2 years. Results: the study included 84 infants with a prenatal diagnosis of CHD who underwent cardiac surgery in the first year of life. Seventeen had univentricular heart, 20 left ventricular outflow obstruction and 10 genetic syndromes. The postoperative mortality was 5.9% (5/84) and 10.7% (9/84) patients experienced ANEs. The mean overall Bayley-III scores were within the normal range, but 31% of patients had abnormal scores in the cognitive, motor or language domains. Patients with genetic syndromes, ANEs and univentricular heart had poorer neurodevelopmental outcomes. Elevation of S100B in the immediate postoperative period was associated with poorer scores. Conclusions: children with a history of cardiac surgery for CHD in the first year of life are at risk of adverse neurodevelopmental outcomes. Patients with genetic syndromes, ANEs or univentricular heart had poorer outcomes. Postoperative ANEs may contribute to poorer outcomes. Elevation of S100B levels in the postoperative period was associated with poorer neurodevelopmental outcomes at 2 years. Studies with larger samples and longer follow-ups are needed to define the role of these biomarkers of brain injury in the prediction of neurodevelopmental outcomes in patients who undergo surgery for management of CHD. Resumen: Introducción: En la actualidad, las alteraciones del neurodesarrollo son la complicación más frecuente en pacientes con cardiopatía congénita (CC) en edad escolar. Analizamos la incidencia de eventos neurológicos agudos (ENA) en pacientes con CC sometidos a cirugía cardiaca y la utilidad de los neuromarcadores para predecir el neurodesarrollo. Métodos: Estudio prospectivo observacional en recién nacidos (RN) con CC diagnosticada prenatalmente sometidos a cirugía el primer año de vida. Se evaluaron: 1) biomarcadores sanguíneos de lesión cerebral (S100B, enolasa neuronal específica) en sangre de cordón y periquirúrgicos; 2) datos clínicos y analíticos perinatales y periquirúrgicos; 3) tratamientos y complicaciones; 4) neurodesarrollo (Escala Bayley III) a los dos años. Resultados: Se incluyeron 84 RN con CC de diagnóstico fetal, confirmada postnatalmente, sometidos a cirugía cardiaca en el primer año de vida. 17 pacientes tenían corazón univentricular, 20 pacientes obstrucción izquierda y 10 síndromes genéticos. Fallecieron en el periodo postquirúrgico 5 pacientes (5,9%) y 9 pacientes presentaron ENA (10,7%). Las puntuaciones medias en el test de Bayley III fueron normales pero el 31% tuvieron alteración cognitiva, motora o en el lenguaje. Los pacientes con síndromes genéticos, ENA y CC univentriculares tuvieron peor neurodesarrollo. La elevación de S100B en el postoperatorio inmediato se correlacionó con peores puntuaciones. Conclusiones: Los pacientes con CC sometidos a cirugía tienen mayor riesgo de sufrir alteraciones del neurodesarrollo. Los pacientes con síndromes genéticos o corazones univentriculares presentan peores resultados. Presentar ENA postquirúrgico puede contribuir a peores resultados. Niveles de s100B elevados en el postoperatorio se correlacionan con peores resultados en los tests de neurodesarrollo a los dos años. Series con más pacientes y con seguimiento a largo plazo nos ayudarán a definir el papel de estos biomarcadores de lesión cerebral en la predicción del neurodesarrollo en pacientes sometidos a cirugía de CC.

Keywords

• Neurodesarrollo
• Cardiopatía congénita
• Biomarcadores
• S100B
• Enolasa neuronal específica