Инфекция и иммунитет. 2021;
ЦИТОКИНОВЫЕ МАРКЕРЫ КЛИНИЧЕСКИХ ВАРИАНТОВ ИНФЕКЦИОННОГО ЭНДОКАРДИТА
https://doi.org/10.15789/2220-7619-CMO-1851Аннотация
Резюме. Введение. Инфекционный эндокардит является заболеванием бактериальной природы, при котором возбудитель локализован преимущественно на клапанах сердца и эндокарде. Такое состояние сопровождается иммунопатологическими проявлениями и возможной генерализацией септического процесса, что является неблагоприятным прогнозом исхода. В настоящее время причинами смерти пациентов с эндокардитом всё чаще являются тромбоэмболические осложнения, выраженность которых зависит от варианта течения заболевания. Важное значение в нарушении баланса иммунной системы при инфекционном процессе отводят нарушениям межклеточного взаимодействия, осуществляемого посредством цитокиновой сети. Активированные иммунные клетки синтезируют цитокины, изучение которых важно с точки зрения интерпретации изменений функциональности иммунной системы, оценки степени тяжести заболеваний и контроля эффективности проводимой терапии. Несмотря на современные успехи диагностики и лечения, инфекционный эндокардит остается тяжелым заболеванием, ассоциированным с высокой смертностью. Своевременный диагностический процесс и раннее начало лечения являются главными факторами для успешного ведения пациента. Это обусловливает необходимость совершенствования диагностики различных клинических вариантов течения эндокардита с учетом патогенетически значимых цитокинов. Цель исследования – сравнительная оценка значимости сывороточных концентраций цитокинов пациентов с неосложненным течением инфекционного эндокардита, а также при его тромбоэмболических осложнениях с определением цитокиновых маркеров вариантов течения эндокардита. Материалы и методы. Проведено иммунологическое обследование 119 образцов сыворотки крови пациентов с подтверждённым диагнозом – инфекционный эндокардит и 20 образцов – относительно здоровых лиц. В зависимости от клинической формы заболевания, пациенты были разделены на 4 группы: 1 группа - первичный инфекционный эндокардит с тромбоэмболическими осложнениями (n=24), 2 – первичный, без тромбоэмболических осложнений (n=34), 3 – вторичный, с тромбоэмболическими осложнениями (n=27), 4 – вторичный, без тромбоэмболических осложнений (n=34). Контрольная группа составила 20 условно здоровых субъектов. Во всех группах было проведено иммунологическое исследование концентраций сывороточных уровней цитокинов. Результаты. Выявили статистически значимое увеличение сывороточной концентрации IL-10, IL-6, VEGF-А, IL-18, IL-1Ra и IL-8 во всех клинических группах пациентов от таковых в контрольной группе (p<0,05). Методом корреляционного анализа обнаружили значимую положительную связь IL-10 с IL-18 и IL-6, при которой увеличение концентрации IL-10 приводит к соответствующему увеличению уровня провоспалительных IL-18 и IL-6. Маркером вторичного эндокардита явилось увеличение уровня сывороточных концентраций IFN-γ. Выявлена характерная особенность первичного инфекционного эндокардита с тромбоэмболическими осложнениями – значительное возрастание содержания концентраций IL-8, IL-1Ra и IL-6 в сыворотке крови; а маркеры вторичного осложненного эндокардита – увеличение концентрации IL-6, VEGF-А и IL-18.
Список литературы
1. Виноградова Т.Л. Инфекционный эндокардит: современное течение // Клиницист, 2011. Т. 5, № 3. С. 4-9. https://klinitsist.abvpress.ru/Klin/article/view/93/108 [doi: 10.17650/1818-8338-2011-3-4-9].
2. Железникова Г.Ф. Цитокины как предикторы течения и исхода инфекций // Цитокины и воспаление. 2009. Т. 8, № 1. С. 10-17. https://www.citokines.ru/2009/1/Art2.php
3. Лутфарахманов И.И., Миронов П.И., Тихонов А.С. Взаимосвязь полиморфизма гена фактора некроза опухоли альфа с развитием гнойно-септических осложнений тяжелого острого панкреатита // Медицинский вестник Северного Кавказа, 2017. Т. 12, № 2. С. 145-148. https://medvestnik.stgmu.ru/ru/articles/563-Vzaimosvyaz_polimorfizma_gena_faktora_nekroza_opuholi_Alfa_s_razvitiem_gnojno-septicheskih_oslozhnenij_tyazhelogo_ostrogo_pankreatita.html [doi: 10.14300/mnnc.2017.12041].
4. Орадова А.Ш., Канжигалина З.К., Касенова Р.К. Лабораторная диагностика цитокинов (обзорная статья) // Вестник КазНМУ, 2015. № 1. С. 357-360. https://kaznmu.kz/press/en/2018/03/01/%d0%bb%d0%b0%d0%b1%d0%be%d1%80%d0%b0%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bd%d0%b0%d1%8f-%d0%b4%d0%b8%d0%b0%d0%b3%d0%bd%d0%be%d1%81%d1%82%d0%b8%d0%ba%d0%b0-%d1%86%d0%b8%d1%82%d0%be%d0%ba%d0%b8%d0%bd%d0%be%d0%b2-2/
5. Araújo I.R., Ferrari T.C., Teixeira-Carvalho A., Campi-Azevedo A.C., Rodrigues L.V., Guimarães Júnior M.H., Barros T.L., Gelape C.L., Sousa G.R., Nunes M.C. Cytokine signature in infective endocarditis. PLoS One, 2015, vol. 10, no. 7, e0133631. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0133631 [doi: 10.1371/journal.pone.0133631]
6. Carmeliet P., Jain R.K. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis. Nature, 2011, vol. 473, no. 7347, pp. 298-307. https://www.nature.com/articles/nature10144 [doi: 10.1038/nature10144]
7. Cresti A., Chiavarelli M., Scalese M., Nencioni C., Valentini S., Guer¬rini F. D’Aiello I., Picchi A., De Sensi F., Habib G. Epidemiological and mortality trends in infective endocarditis, a 17-year population-based prospective study. Cardiovasc Diagn and Ther., 2017, vol. 7, no. 1, pp. 27-35. https://cdt.amegroups.com/article/view/11492/13644 [doi: 10.21037/cdt.2016.08.09]
8. Ekdahl C., Broqvist M., Franzen S., Ljunghusen O., Mailer R., Sander B. IL-8 and tumor necrosis factor alpha in heart valves from patients with infective endocarditis. Scand. J. Infect. Dis., 2002, vol. 34, no. 10, pp. 759-762. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00365540210147912 [doi: 10.1080/00365540210147912]
9. Ferrara N. Vascular endothelial growth factor. Arterioscler Thromb Vasc Biol., 2009, vol. 29, no. 6, pp. 789-791. https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/ATVBAHA.108.179663?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed [doi: 10.1161/ATVBAHA.108.179663]
10. Ferrara N. VEGF-A: a critical regulator of blood vessel growth. Eur. Cytokine Netw., 2009, vol. 20, no. 4, pp. 158-163. https://www.jle.com/en/revues/ecn/e-docs/vegf_a_a_critical_regulator_of_blood_vessel_growth_282738/article.phtml [doi: 10.1684/ecn.2009.0170]
11. Guerrero M.L.F., Alvarez B., Manzarbeitia F., Manzarbeitia F., Renedo G. Infective endocarditis at autopsy: a review of pathologic manifestations and clinical correlates. Medicine (Baltimore), 2012, vol. 91, no. 3, pp. 152-164. https://journals.lww.com/md-journal/Fulltext/2012/05000/Infective_Endocarditis_at_Autopsy__A_Review_of.5.aspx [doi:101097/MD.0b013e31825631ea]
12. Habib G., Erba P.A., Iung B., Donal E., Cosyns B., Laroche C., Popescu B.A., Prendergast B., Tornos P., Sadeghpour A., Oliver A., Vaskelyte J.J., Sow R., Axler O., Maggioni A.P., Lancellotti P. Clinical presentation, aetiology and outcome of infective endocarditis. Results of the ESC-EORP EURO-ENDO (European infective endocarditis) registry: a prospective cohort study. Eur Heart J., 2019, vol. 40, no. 39, pp. 3222-3232. https://academic.oup.com/eurheartj/article/40/39/3222/5555677 [doi:10.1093/ eurheartj/ehz620]
13. Habib G., Lancellotti P., Antunes M.J., Bongiorni M.G., Casalta J.P., Del Zotti F., Dulgheru R., El Khoury G., Erba P.A., Iung B., Miro J.M., Mulder B.J., Plonska-Gosciniak E., Price S., Roos-Hesselink J., Snygg-Martin U., Thuny F., Mas P.T., Vilacosta I., Zamorano J.L. 2015 ESC guidelines for the management of infective endocarditis: The Task Force for the Management of Infective Endocarditis of the European Society of Cardiology (ESC). Endorsed by: European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS), the European Association of Nuclear Medicine (EANM). Eur Heart J., 2015, vol. 36, no. 44, pp. 3075-3128. https://academic.oup.com/eurheartj/article/36/44/3075/2293384 [doi: 10.1093/eu-rheartj/ehv319].
14. Hubers S.A., DeSimone D.C., Gersh B.J., Anavekar N.S. Infective endocarditis: a contemporary review. Mayo Clin Proc., 2020, vol. 95, no. 5, pp. 982-997. https://www.mayoclinicproceedings.org/article/S0025-6196(19)31081-X/fulltext [doi:101016/j.mayocp.2019.12.008]
15. Marques A., Cruz I., Caldeira D., Alegria S., Gomes A., Broa A., João I., Pereira H. Risk factors for inhospital mortality in infective endocarditis. Arq Bras Cardiol., 2020, vol. 114, no. 1, pp. 1-8. https://www.scielo.br/j/abc/a/mWKfnsGJrSy6j9ygdsjTbqw/?lang=en [doi:10.36660/abc.20180194].
16. Martínez R., Menéndez R., Reyes S., Polverino E., Cillóniz C., Martínez A., Esquinas C., Filella X., Ramírez P., Torres A. Factors associated with inflammatory cytokine patterns in community-acquired pneumonia. European Respiratory Journal, 2011, vol. 37, no. 2, pp. 393-399. https://erj.ersjournals.com/content/37/2/393.long [doi: 10.1183/09031936.00040710]
17. Nunes M.C.P., Araujo I.R., Carvalho A.T., Andrade L.A., Resende M.H.L., Silva J.L.P., Ferrari T.C.A. Do cytokines play a role in predicting some features and outcome in infective endocarditis? Adv Infect Dis., 2013, vol. 3, pp. 115-119. https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=32830 [doi: 10.4236/aid.2013.32018]
18. Rajani R., Klein J.L. Infective endocarditis: a contemporary update. Clin Med (Lond.), 2020, vol. 20, no. 1, pp. 31-35. https://www.rcpjournals.org/content/clinmedicine/20/1/31 [doi:10.7861/clinmed. cme.20.1.1.]
19. Shibuya M. Vascular endothelial growth factor and its receptor system: physiological functions in angiogenesis and pathological roles in various diseases. J Biochemistry, 2013, vol. 153, no. 1, pp. 13-19. https://academic.oup.com/jb/article/153/1/13/2182895 [doi: 10.1093/jb/mvs136]
20. Sun B.J., Choi S.W., Park K.H., Jang J.Y., Kim D.H., Song J.M., Kang D.H., Kim Y.S., Song J.K. Infective endocarditis involving apparently structurally normal valves in patients without previously recognized predisposing heart disease. J Am Coll Cardiol., 2015, vol. 65, no. 3, pp. 307-309. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0735109714069939?via%3Dihub [doi: 10.1016/j.jacc.201410.046]
21. Toyoda N., Chikwe J., Itagaki S., Gelijns A.C., Adams D.H., Egorova N.N. Trends in infective endocarditis in California and New York State, 1998-2013. JAMA, 2017, vol. 317, no. 16, pp. 1652-1660. https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2620088 [doi:101001/jama.2017.4287]
22. Yang E., Frazee B.W. Infective Endocarditis. Emerg Med Clin N Am., 2018, vol. 36, no. 4, pp. 645-663. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0733862718300543?via%3Dihub [doi:10.1016/j.emc.2018.06.002]
Russian Journal of Infection and Immunity. 2021;
CYTOKINE MARKERS OF CLINICAL VARIANTS OF INFECTIVE ENDOCARDITIS
https://doi.org/10.15789/2220-7619-CMO-1851Abstract
Abstract. Introduction. Infective endocarditis is a bacterial disease. Pathogen is localized mainly on heart valves and endocardium. This condition is accompanied by immunopathological manifestations and potential generation of septic process being unfavorable prognosis for disease outcome. Currently, the causes of death of patients with endocarditis have been increasingly presented as thromboembolic complications, which severity depends on variant of the disease course. An important role in imbalanced immune system in the infectious process is assigned to altered intercellular interaction mediated via cytokine network. Activated immune cells produce cytokines, which investigating is important in terms of interpreting changes in immune system functionality, assessing the severity of diseases and controlling therapeutic effectiveness. Infective endocarditis remains a severe disease associated with high mortality despite current advances in diagnostics and treatment. A timely diagnostic process and early initiation of treatment are major factors for successful patient management necessitating to improve diagnostics of various clinical variants of endocarditis course, taking into account pathogenetically relevant cytokines. Objective – to comparatively evaluate importance of serum cytokine concentrations in patients with uncomplicated course of infective endocarditis and its thromboembolic complications and determine cytokine markers of various variants of endocarditis course. Materials and methods. An immunological examination of 119 blood serum samples from patients with confirmed diagnosis of infectious endocarditis and 20 samples from apparently healthy persons was carried out. Depending on the clinical disease form, the patients were divided into 4 groups: group 1 – primary infective endocarditis (PIE) with thromboembolic complications (n=24), 2 – PIE without thromboembolic complications (n=34), 3 – secondary IE with thromboembolic complications (n=27), 4 – secondary IE without thromboembolic complications (n=34). The control group consisted of 20 apparently healthy subjects. Immunological studies of serum cytokine concentrations were conducted in all groups. Results. Statistically significant increase in serum concentration of IL-10, IL-6, VEGF-A, IL-18, IL-1Ra and IL-8 was revealed in all clinical groups of patients compared to those in control group (p<0,05). By correlation analysis, we found a significant positive relationship between IL-10 and IL-18 or IL-6. An increase in the concentration of IL-10 leads to increased level of pro-inflammatory IL-18 and IL-6. The marker of secondary endocarditis was observed as increased level of serum concentrations of IFN-γ. A characteristic feature of primary infective endocarditis with thromboembolic complications was revealed as significantly increased serum concentration of IL-8, IL-1Ra and IL-6. Markers of secondary complicated endocarditis were identified as increased level of IL-6, VEGF-A and IL-18.
References
1. Vinogradova T.L. Infektsionnyi endokardit: sovremennoe techenie // Klinitsist, 2011. T. 5, № 3. S. 4-9. https://klinitsist.abvpress.ru/Klin/article/view/93/108 [doi: 10.17650/1818-8338-2011-3-4-9].
2. Zheleznikova G.F. Tsitokiny kak prediktory techeniya i iskhoda infektsii // Tsitokiny i vospalenie. 2009. T. 8, № 1. S. 10-17. https://www.citokines.ru/2009/1/Art2.php
3. Lutfarakhmanov I.I., Mironov P.I., Tikhonov A.S. Vzaimosvyaz' polimorfizma gena faktora nekroza opukholi al'fa s razvitiem gnoino-septicheskikh oslozhnenii tyazhelogo ostrogo pankreatita // Meditsinskii vestnik Severnogo Kavkaza, 2017. T. 12, № 2. S. 145-148. https://medvestnik.stgmu.ru/ru/articles/563-Vzaimosvyaz_polimorfizma_gena_faktora_nekroza_opuholi_Alfa_s_razvitiem_gnojno-septicheskih_oslozhnenij_tyazhelogo_ostrogo_pankreatita.html [doi: 10.14300/mnnc.2017.12041].
4. Oradova A.Sh., Kanzhigalina Z.K., Kasenova R.K. Laboratornaya diagnostika tsitokinov (obzornaya stat'ya) // Vestnik KazNMU, 2015. № 1. S. 357-360. https://kaznmu.kz/press/en/2018/03/01/%d0%bb%d0%b0%d0%b1%d0%be%d1%80%d0%b0%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bd%d0%b0%d1%8f-%d0%b4%d0%b8%d0%b0%d0%b3%d0%bd%d0%be%d1%81%d1%82%d0%b8%d0%ba%d0%b0-%d1%86%d0%b8%d1%82%d0%be%d0%ba%d0%b8%d0%bd%d0%be%d0%b2-2/
5. Araújo I.R., Ferrari T.C., Teixeira-Carvalho A., Campi-Azevedo A.C., Rodrigues L.V., Guimarães Júnior M.H., Barros T.L., Gelape C.L., Sousa G.R., Nunes M.C. Cytokine signature in infective endocarditis. PLoS One, 2015, vol. 10, no. 7, e0133631. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0133631 [doi: 10.1371/journal.pone.0133631]
6. Carmeliet P., Jain R.K. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis. Nature, 2011, vol. 473, no. 7347, pp. 298-307. https://www.nature.com/articles/nature10144 [doi: 10.1038/nature10144]
7. Cresti A., Chiavarelli M., Scalese M., Nencioni C., Valentini S., Guer¬rini F. D’Aiello I., Picchi A., De Sensi F., Habib G. Epidemiological and mortality trends in infective endocarditis, a 17-year population-based prospective study. Cardiovasc Diagn and Ther., 2017, vol. 7, no. 1, pp. 27-35. https://cdt.amegroups.com/article/view/11492/13644 [doi: 10.21037/cdt.2016.08.09]
8. Ekdahl C., Broqvist M., Franzen S., Ljunghusen O., Mailer R., Sander B. IL-8 and tumor necrosis factor alpha in heart valves from patients with infective endocarditis. Scand. J. Infect. Dis., 2002, vol. 34, no. 10, pp. 759-762. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00365540210147912 [doi: 10.1080/00365540210147912]
9. Ferrara N. Vascular endothelial growth factor. Arterioscler Thromb Vasc Biol., 2009, vol. 29, no. 6, pp. 789-791. https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/ATVBAHA.108.179663?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed [doi: 10.1161/ATVBAHA.108.179663]
10. Ferrara N. VEGF-A: a critical regulator of blood vessel growth. Eur. Cytokine Netw., 2009, vol. 20, no. 4, pp. 158-163. https://www.jle.com/en/revues/ecn/e-docs/vegf_a_a_critical_regulator_of_blood_vessel_growth_282738/article.phtml [doi: 10.1684/ecn.2009.0170]
11. Guerrero M.L.F., Alvarez B., Manzarbeitia F., Manzarbeitia F., Renedo G. Infective endocarditis at autopsy: a review of pathologic manifestations and clinical correlates. Medicine (Baltimore), 2012, vol. 91, no. 3, pp. 152-164. https://journals.lww.com/md-journal/Fulltext/2012/05000/Infective_Endocarditis_at_Autopsy__A_Review_of.5.aspx [doi:101097/MD.0b013e31825631ea]
12. Habib G., Erba P.A., Iung B., Donal E., Cosyns B., Laroche C., Popescu B.A., Prendergast B., Tornos P., Sadeghpour A., Oliver A., Vaskelyte J.J., Sow R., Axler O., Maggioni A.P., Lancellotti P. Clinical presentation, aetiology and outcome of infective endocarditis. Results of the ESC-EORP EURO-ENDO (European infective endocarditis) registry: a prospective cohort study. Eur Heart J., 2019, vol. 40, no. 39, pp. 3222-3232. https://academic.oup.com/eurheartj/article/40/39/3222/5555677 [doi:10.1093/ eurheartj/ehz620]
13. Habib G., Lancellotti P., Antunes M.J., Bongiorni M.G., Casalta J.P., Del Zotti F., Dulgheru R., El Khoury G., Erba P.A., Iung B., Miro J.M., Mulder B.J., Plonska-Gosciniak E., Price S., Roos-Hesselink J., Snygg-Martin U., Thuny F., Mas P.T., Vilacosta I., Zamorano J.L. 2015 ESC guidelines for the management of infective endocarditis: The Task Force for the Management of Infective Endocarditis of the European Society of Cardiology (ESC). Endorsed by: European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS), the European Association of Nuclear Medicine (EANM). Eur Heart J., 2015, vol. 36, no. 44, pp. 3075-3128. https://academic.oup.com/eurheartj/article/36/44/3075/2293384 [doi: 10.1093/eu-rheartj/ehv319].
14. Hubers S.A., DeSimone D.C., Gersh B.J., Anavekar N.S. Infective endocarditis: a contemporary review. Mayo Clin Proc., 2020, vol. 95, no. 5, pp. 982-997. https://www.mayoclinicproceedings.org/article/S0025-6196(19)31081-X/fulltext [doi:101016/j.mayocp.2019.12.008]
15. Marques A., Cruz I., Caldeira D., Alegria S., Gomes A., Broa A., João I., Pereira H. Risk factors for inhospital mortality in infective endocarditis. Arq Bras Cardiol., 2020, vol. 114, no. 1, pp. 1-8. https://www.scielo.br/j/abc/a/mWKfnsGJrSy6j9ygdsjTbqw/?lang=en [doi:10.36660/abc.20180194].
16. Martínez R., Menéndez R., Reyes S., Polverino E., Cillóniz C., Martínez A., Esquinas C., Filella X., Ramírez P., Torres A. Factors associated with inflammatory cytokine patterns in community-acquired pneumonia. European Respiratory Journal, 2011, vol. 37, no. 2, pp. 393-399. https://erj.ersjournals.com/content/37/2/393.long [doi: 10.1183/09031936.00040710]
17. Nunes M.C.P., Araujo I.R., Carvalho A.T., Andrade L.A., Resende M.H.L., Silva J.L.P., Ferrari T.C.A. Do cytokines play a role in predicting some features and outcome in infective endocarditis? Adv Infect Dis., 2013, vol. 3, pp. 115-119. https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=32830 [doi: 10.4236/aid.2013.32018]
18. Rajani R., Klein J.L. Infective endocarditis: a contemporary update. Clin Med (Lond.), 2020, vol. 20, no. 1, pp. 31-35. https://www.rcpjournals.org/content/clinmedicine/20/1/31 [doi:10.7861/clinmed. cme.20.1.1.]
19. Shibuya M. Vascular endothelial growth factor and its receptor system: physiological functions in angiogenesis and pathological roles in various diseases. J Biochemistry, 2013, vol. 153, no. 1, pp. 13-19. https://academic.oup.com/jb/article/153/1/13/2182895 [doi: 10.1093/jb/mvs136]
20. Sun B.J., Choi S.W., Park K.H., Jang J.Y., Kim D.H., Song J.M., Kang D.H., Kim Y.S., Song J.K. Infective endocarditis involving apparently structurally normal valves in patients without previously recognized predisposing heart disease. J Am Coll Cardiol., 2015, vol. 65, no. 3, pp. 307-309. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0735109714069939?via%3Dihub [doi: 10.1016/j.jacc.201410.046]
21. Toyoda N., Chikwe J., Itagaki S., Gelijns A.C., Adams D.H., Egorova N.N. Trends in infective endocarditis in California and New York State, 1998-2013. JAMA, 2017, vol. 317, no. 16, pp. 1652-1660. https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2620088 [doi:101001/jama.2017.4287]
22. Yang E., Frazee B.W. Infective Endocarditis. Emerg Med Clin N Am., 2018, vol. 36, no. 4, pp. 645-663. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0733862718300543?via%3Dihub [doi:10.1016/j.emc.2018.06.002]
