Watt's Festival

ABSTRAKT

Bakgrunn: Kakeksi er vanlig ved kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) og antas å være knyttet til en forbedret systemisk inflammatorisk respons.

Mål: Vi undersøkte forskjeller i systemisk inflammatorisk profil og polymorfismer i relaterte inflammatoriske gener hos KOLS-pasienter.

Design: en tverrsnittsstudie ble utført med 99 PASIENTER med KOLS (Global Initiative For Chronic Obstructive Lung Disease stages II–IV), som ble stratifisert av kakeksi basert på fettfri masseindeks (FFMI; i kg/m2: <16 for menn og <15 for kvinner) og sammenlignet med friske kontrollpersoner (hcs). Kroppssammensetning ble bestemt ved bioelektrisk impedansanalyse. Plasmakonsentrasjoner og genpolymorfismer av interleukin 1β (IL-1Β -511), IL-6 (IL-6 -174) og tumornekrosefaktorsystemet (TNF-α -308 og lymfotoksin-α +252) ble fastslått. Plasma C-reaktivt protein, leptin og urin pseudouridin (som en markør for cellulær proteinbrudd) ble målt.

Resultater: Fettmasse, leptin og pseudouridin var signifikant forskjellige (P < 0,001) mellom ikke-kakektiske pasienter (Ncp) og kakektiske pasienter (CPs: n = 35); den systemiske inflammatoriske cytokinprofilen var ikke. Ncp hadde en kroppssammensetningsendring mot en lavere fettfri masse og en høyere fettmasse sammenlignet med HCs. CPs og Ncp hadde en større systemisk inflammatorisk respons (P < 0,05) enn HCs, som reflektert I c-reaktivt protein, oppløselig tnf-R75 og IL-6 konsentrasjoner. Den totale fordelingen AV IL-1Β -511 polymorfisme var signifikant forskjellig mellom gruppene (P < 0,05).

Konklusjoner: HOS KOLS-pasienter, som er preget av forhøyet systemisk inflammatorisk respons, er kakeksi ikke diskriminerende for omfanget av økning i inflammatorisk status. Denne studien indikerer imidlertid en potensiell påvirkning av genetisk predisponering på kakeksi-prosessen.

INNLEDNING

Kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) er en lungesykdom preget av irreversibel kronisk luftstrømbegrensning med eller uten alveolær veggødeleggelse. Foruten lungesvikt, blir pasienter med KOL gradvis deaktivert av systemisk svekkelse. Vekttap og spesielt tap av fettfri masse (FFM) viste seg å påvirke respiratorisk og perifer muskelfunksjon (1) og treningskapasitet (2) negativt. I tillegg er lav FFM forbundet med nedsatt helsestatus (3, 4) og økt dødelighet (5).

det uforholdsmessige tapet AV FFM i KOL blir ofte referert til som lungekakeksi. Kakeksi er definert som uforholdsmessig cytokindrevet tap av skjelettmuskulatur (6), noe som gjenspeiles i tap av FFM. Men i menneskelige studier, I KOL så vel som i andre kroniske sykdommer, er sammenhengen mellom kakeksi og systemisk betennelse tvetydig. Selv om noen studier rapporterer økte konsentrasjoner av inflammatoriske markører hos kakektiske pasienter (CPs) med KOLS, gjør andre studier det ikke (7-9). Denne inkonsekvensen skyldes i det minste delvis forskjeller i den kliniske definisjonen av kakeksi-syndromet som brukes i studier som varierer fra ufrivillig vekttap til en lav kroppsmasseindeks (BMI; i kg/m2) eller en lav ffm-indeks (FFMI). VED KOLS gjenstår det nøyaktige forholdet mellom kakeksi og systemisk betennelse derfor å bli bestemt. Forståelse av dette forholdet er viktig for karakterisering og stratifisering av pasienter som er kvalifisert for spesifikke anabole eller antiinflammatoriske behandlinger og for å overvåke terapeutisk utfall. Cytokiner spiller en nøkkelrolle i den inflammatoriske prosessen. Produksjonen av et cytokin påvirkes av enkeltbaseendringer , vanligvis i promotor-regionen av genet (10). Derfor kan individer ha en genetisk bestemt tilbøyelighet til økt mengde cytokinproduksjon.

både kakeksi og systemisk inflammasjon kan påvirkes av genetiske polymorfismer. I publiserte rapporter ble det antatt at forskjeller i polymorfier av inflammatoriske cytokiner kan påvirke årsaken TIL KOL (11-14). Genetisk predisposisjon kan også forklare de typiske forskjellene I KOLS fenotyper som tradisjonelt ble karakterisert som «rosa puffer» og «blå bloater», og som viste slående forskjeller i antropometriske egenskaper. Det er imidlertid ikke utført studier for å undersøke om Det eksisterer en sammenheng mellom SNPs i inflammatoriske cytokingener og kakeksi og systemisk betennelse i KOL.

målet med denne studien var å karakterisere den systemiske inflammatoriske profilen til CPs i forhold til ikke-kakektiske pasienter (Ncp) med KOLS og til friske kontrollpersoner (hcs) og å studere En mulig modulatorisk rolle Av SNPs i inflammatoriske cytokingener.

FORSØKSPERSONER og METODER

Pasienter

ett hundre to pasienter med stabil KOLS , uten eksaserbasjon for ≥8 wk, ble inkludert fra en nederlandsk hvit populasjon i en intervensjonsstudie (17). Baseline målinger av denne pasientgruppen ble brukt og sammenlignet med 2 Grupper Av HCs (se nedenfor). Pasienter med konfunderende sykdommer som maligniteter, gastrointestinale eller nyreavvik, metabolske eller endokrine sykdommer og inflammatoriske sykdommer ble ekskludert. På grunn av tekniske årsaker var det ikke mulig å måle genotype hos 3 pasienter; derfor ble de ekskludert fra denne studien. The ethical review board ved Universitetssykehuset Maastricht godkjente studien, og alle fag, inkludert HCs, ga sitt skriftlige informerte samtykke.

Friske kontrollpersoner

Tjue friske nederlandske frivillige, matchet for kjønn og alder, ble rekruttert av en annonse i en lokal avis for baseline sammenligning av kroppssammensetning, genotype og inflammatoriske indikatorer. Genotyper av en større sunn hvit populasjon bestående av 213 nyre-og benmargsdonorer (Rbmds) Fra Southampton (forholdet mellom menn og kvinner: 1: 1) ble også bestemt for sammenligning med individets genotyper.

Lungefunksjon

Forsert ekspiratorisk volum i 1 s (FEV1) og forsert vitalkapasitet ble beregnet ut fra strømningsvolumkurven ved bruk av et spirometer (Masterlab; Jaeger, Wü, Tyskland). Den høyeste verdien på minst 3 målinger ble brukt. FEV1 ble også beregnet 15 minutter etter inhalasjon av β-agonist med en doseinhalator. Diffuserende kapasitet for karbonmonoksid (DLCO) ble bestemt ved hjelp av single-breath-metoden (Masterlab; Jaeger). Lungefunksjonelle indikatorer ble uttrykt som prosentandel av referanseverdier (18). Blod ble trukket fra brachialarterien mens pasientene pustet romluft eller brukte oksygenbehandling når det var indisert. Arteriell oksygenspenning (pao2) og arteriell karbondioksidspenning ble analysert med en blodgassanalysator (ABL 330; Radiometer, København, Danmark).

kroppssammensetning

BMI ble beregnet, OG FFM (i kg) ble estimert ved bruk av enfrekvent (50 kHz) bioelektrisk impedansanalyse (Xitron Technologies, San Diego, CA), med personer i en liggende stilling som beskrevet Av Lukaski et al (19). FFM av pasienter ble beregnet ved å bruke den sykdomsspesifikke ligningen foreslått Av Schols et al (20), OG ffm av kontrollpersoner ble beregnet ved å bruke Ligningene Til Lukaski et al (19). FFMI ble beregnet SOM FFM (i kg) dividert med høyde2 (i m). Pasientene ble klassifisert som kakektiske når DERES FFMI var < 16 for menn og < 15 for kvinner. Fettmasse (FM; i kg) ble estimert som total kroppsvekt minus FFM.

blodvariabler

for hvert individ ble fastende blod samlet i evakuerte blodoppsamlingsrør som inneholdt EDTA (Becton Dickinson Vacutainer Systems, Plymouth, Storbritannia) tidlig om morgenen (0800-0900). Etter sentrifugering to ganger ved 1000 × g i 10 min ved 4 °C innen 2 timer etter innsamling, ble plasmaprøver for cytokiner og perifere mononukleære blodceller for DNA-ekstraksjon deretter lagret ved -70 °C.

Cytokiner

i plasma ble interleukin 1 β (IL-1Β), IL-6 og faktor for tumornekrose (TNF-α) fastsatt i to eksemplarer ved Sett Med høysensitive sandwichenzymbundne immunosorbentanalyser (ELISA) med Høy Følsomhet (R& D-Systemer, Minneapolis, MN). Løselig TNF-R55 og sTNF-R75 ble målt i to eksemplarer ved HJELP AV ELISA-protokollen som tidligere beskrevet Av Leeuwenberg et al (21). Leptinkonsentrasjoner ble målt i duplikat ved en intern dobbel antistoff sandwich ELISA-analyse ved bruk av et monoklonalt antistoff spesifikt for humant leptin som beskrevet tidligere (22). C-reaktivt protein (CRP) ble vurdert i to eksemplarer ved høysensitiv partikkelforsterket immunonephelometri (Dade Behring, Leusden, Nederland) (23). Albumin ble bestemt med den bikromatiske digitale endepunktmetoden, med Et Bromcresol lilla reagens (Synchron LX20; Beckman Coulter, Los Angeles, CA).

Genotyping

mononukleære celler i perifert blod ble analysert for å bestemme Snper FOR TNF-α -308 (TNF*1 OG TNF*2), lymfotoksin α (Lt-α) +252 (TNFB*1 og TNFB*2), IL-6 -174 (IL6*1 og IL6*2) OG IL-1Β -511 (IL1*1 og IL1*2) genotyper. Genomisk DNA ble ekstrahert ved en salteprosedyre (24). HVER SNP ble påvist ved hjelp av en to-reaksjon amplifikasjon refraktær mutasjon system-polymerase kjedereaksjon tilnærming basert på tidligere publiserte metoder (25). Fullstendige detaljer er beskrevet andre steder (26, 27).

Pseudouridin

det ble samlet inn en morgenurinprøve hvor pseudouridin (PSU), som er et stabilt sluttprodukt av rna-omsetning i urin og dermed en markør for cellulær proteinbrudd, ble målt VED HPLC (28). Verdier er rapportert som forholdet til urinkreatinin og ble korrigert for FFM.

Statistisk analyse

Resultatene presenteres som middel sds for alle variabler som var normalfordelt. Forskjeller mellom gruppene ble analysert Ved Studentens t-test for uavhengige prøver. Forskjeller i fordelingen av genotypene mellom gruppene ble undersøkt ved hjelp av chi-square test, Eller Fisher ‘ s exact test når det er hensiktsmessig. Chi-kvadrat-testen ble korrigert for flere sammenligninger når det var hensiktsmessig, og viste både de ukorrigerte Og de mer konservative korrigerte p-verdiene. Forskjeller i cytokinkonsentrasjoner mellom de forskjellige genotypene ble bestemt ved en faktoranalyse av varians. Genotype frekvenser for HVER SNP ble testet for avtale Med Hardy-Weinberg likevekt ved å sammenligne med forventede verdier beregnet fra allel frekvenser. Data ble analysert MED SPSS (Statistisk Pakke for Samfunnsvitenskap, versjon 11.0 For Windows; SPSS Inc, Chicago, IL). P-verdier < 0,05 ble ansett som signifikante.

RESULTATER

Stratifisering av PASIENTER med KOLS ved kakeksi (Tabell 1) viste AT DLCO var mer kompromittert ved CPs (42 ± 18% spådd) enn Ved NCPs (54 ± 20% spådd; P = 0,024), men ingen signifikante forskjeller i alder, FEV1, langvarig oksygenbehandling, røykehistorie og hvilende PaO2 ble observert. Arteriell karbondioksidspenning var imidlertid høyere ved CPs (5,66 ± 0,95 kPa) enn Ved NCPs (5,26 ± 0,64 kPa; P = 0,030). Inflammatoriske markører var ikke signifikant forskjellig mellom CPs og Ncp. Cytokinanalyse viste også at PASIENTER med KOLS hadde høyere konsentrasjoner av sTNF-R75, CRP og IL-6 enn HCs (P < 0,001). Albumin var signifikant lavere i CPs enn I Ncp (P = 0,032; Tabell 1). IL-1Β kunne ikke oppdages.

fordelingen av genotyper blant CPs, Ncp, HCs og Rbmds fra Southampton er vist I Tabell 2. En signifikant total forskjell i fordelingen AV SNP ved -511 i IL-1Β genet ble sett (P < 0,01). Dette skyldtes en signifikant forskjell Mellom CPs og RBMD kontrollpersoner fra Southampton (P < 0,006). På grunn av den lille utvalgsstørrelsen i noen grupper kunne imidlertid forskjeller mellom de andre gruppene ikke fastslås: CPs sammenlignet med Ncp (P = 0,174) og CPs sammenlignet med aldersmatchede HCs (P = 0,096) med En Bonferroni korreksjonsfaktor på 6. Fordelingen AV IL-1Β -511 genotyper passet Hardy-Weinberg-likevekt i Ncp, aldersbestemt HCs og Rbmd Southampton HCs, men ikke I CPs.

det ble ikke observert signifikante forskjeller i fordeling av genotyper av de andre inflammatoriske cytokingenene mellom PASIENTER MED KOLS og HCs. Ingen signifikante forskjeller ble sett i polymorfismefordeling mellom den friske nederlandske kontrollgruppen og Hcs fra Southampton, selv om fordelingen AV SNP ved -308 AV TNF-α og SNP ved +252 Av Lta-gener I Southampton HCs ikke passet Hardy-Weinberg-likevekten. Det ble ikke observert noen sammenheng mellom plasmakonsentrasjoner av proinflammatoriske cytokiner og polymorfismer i genene som koder for disse markørene hos pasienter eller kontrollpersoner (data ikke vist).

DISKUSJON

i en gruppe PASIENTER med KOLS preget av systemisk betennelse, var forekomsten av kakeksi ikke relatert til alvorlighetsgraden av den systemiske inflammatoriske responsen. Det ble imidlertid funnet en betydelig forskjell i fordelingen AV IL-1Β -511 SNP mellom CPs og RBMD HCs.

den FFMI-baserte definisjonen av kakeksi som ble brukt i denne studien, diskriminerte ikke bare for lav FFMI, men også for lav FM på gruppenivå. I tillegg diskriminerte kakeksi for 2 forskjellige biokjemiske markører som er relatert til kroppssammensetning. PSU, som er et stabilt urin sluttprodukt AV rna-omsetning og dermed en markør for cellulær proteinbrudd, er relatert til muskelmasse. I samsvar med en tidligere studie (29) var PSU høyere i CPs enn I Ncp, selv etter korreksjon for FFM. Dette kan være en refleksjon av økt muskel sammenbrudd i CPs MED KOLS. Det antas at økningen i proteinbrudd sammenfaller med en økning i proteinsyntese (30), noe som reflekterer en betennelsesinducert omdirigering av muskelprotein til fordel for syntese av akuttfaseproteiner (31). Det er imidlertid behov for ytterligere studier for å avklare dette problemet ved å måle for eksempel akuttfaseproteinomsetning hos PASIENTER med kols stratifisert i henhold til tilstedeværelse eller fravær av kakeksi.

den andre biokjemiske markøren, leptin, som er et pleiotropisk cytokin produsert av fettvev, var uforholdsmessig lavere i CPs enn I Ncp når korrigert FOR MENGDEN FM. For lave leptinkonsentrasjoner er også funnet hos pasienter med kronisk hjertesvikt med kakeksi (32). I den studien antydet forskerne at lav leptinkonsentrasjon kunne skyldes en overaktivering av sympatisk nervesystem funnet i CPs med hjertesvikt. β 3 Adrenoceptor aktivering ble faktisk vist å redusere leptin (33). I KOLS Har Takabatake et al (34) knyttet tapet av sirkadisk rytme av sirkulerende leptin, som normalt er koblet til aktiviteten til det autonome nervesystemet, til patofysiologiske egenskaper i KOL. Fra rapporter om abnormiteter av hypotalamus-hypofysefunksjon hos hypoksemiske pasienter med KOL (35), Spekulerte Takabatake et al (34) at lav leptinkonsentrasjon og den stumpe daglige variasjonen i leptin kunne føre til endring i negativ tilbakemelding til hypotalamus-hypofyseaksene. I den foreliggende studien var Ikke Barnevernet preget av lavere hvilende PaO2, men hadde lavere verdier FOR DLCO som kjennetegn ved emfysem. Studier har vist at treningsindusert oksygenavmetning, som indikerer tilstedeværelse av intermitterende hypoksi, er omvendt relatert TIL DLCO (36).

den økte systemiske inflammatoriske responsen observert hos pasientene i den foreliggende undersøkelsen bekrefter andre studier i sammenlignbare populasjoner med KOLS (37, 38). I motsetning til enkelte studier fant vi ikke forskjeller i betennelsesmarkører mellom pasienter med eller uten kakeksi. Flere studier relaterer inflammatoriske markører TIL FFM ved bruk av forskjellige metoder. Pasienter med KOLS med lav kreatininhøydeindeks (CHI), en urinmarkør for FFM, hadde høyere konsentrasjoner AV TNF-α, IL-6 og deres reseptorer enn pasienter med normal CHI (8). IMIDLERTID BLE CHI bestemt ved bruk av urinkreatinin nitrogenutskillelse, som er en indirekte markør for skjelettmuskulaturutarmning. I tillegg fikk forsøkspersonene ikke standardmåltider, og det ble ikke korrigert for forskjeller i nitrogenforbruk av proteinrike produkter som kjøtt (8). I kontrast, Ved bruk av midthigh muskeltverrsnittområde for stratifisering, Rapporterte Debigaré et al (9) ingen forskjell I il-6 konsentrasjoner.

Bemerkelsesverdig hadde Ncp også en kompromittert kroppssammensetning, som indikert av en utarmet FFM og en høyere FM, i forhold til HCs. Hos eldre personer uten sykdom er sarkopeni, som er en reduksjon i muskelmasse som ikke nødvendigvis sammenfaller med vekttap, relatert til økt systemisk betennelse, spesielt TIL IL-6 (39, 40). Disse funnene kan innebære at Ncp-Ene har akselerert sarkopeni. Dette antyder en mer gradvis prosess i årsaken til lungekakeksi, først nedbrytende FFM og i senere stadier OGSÅ FM. Betennelse kan være en utløser for kroppens sammensetningsskifte, og i mer avanserte sykdomsstadier kan andre faktorer enten forbedre denne prosessen eller spesifikt påvirke FM.

Forskjeller i konsentrasjoner av inflammatoriske markører kan være en konsekvens av forskjeller i inflammatoriske genpolymorfismer. For å utforske denne muligheten studerte vi polymorfismene til genene som koder FOR TNF-α, IL-1 og IL-6. Det ble ikke funnet signifikante forskjeller I TNF-α -308, LTa +252 og IL-6 -174 mellom PASIENTER med KOLS og HCs. Dette funnet stemmer overens med andre studier i hvite fag (11, 13, 14, 41, 42) Og Av Noen I Asiatiske fag (12). Så vidt vi vet, er DETTE den første studien PÅ il-6 -174 distribusjon samt på mulig sammenheng mellom inflammatoriske cytokin gen polymorfismer og kakeksi I KOLS.

vi fant en signifikant forskjell i fordelingen AV IL-1Β -511 polymorfismer mellom CPs og friske Rbmd. NOEN få studier undersøkte IL-1Β -511 polymorfisme i KOLS. Ishii et al (12) fant ingen signifikant forskjell I IL-1Β -511 polymorfisme mellom Japanske PASIENTER MED KOLS og kontrollpersoner, heller Ikke Joos et al (44) mellom røykende personer med rask eller normal lungefunksjon nedgang. Joos et al (44) fant imidlertid en forskjell i fordelingen av forholdet MELLOM IL-1 reseptoragonist OG IL-1Β (IL1RN/IL1ß) haplotyper, noe som tyder på at en ubalanse I IL-1Β og dets reseptoragonist kan øke risikoen for KOLS. Hegab et al (43) fant AT IL-1Β -511 hadde en tendens til å være forskjellig mellom PASIENTER med KOL (ikke stratifisert for kakeksi) og HCs i En Egyptisk befolkning. Dette funnet og prosentandelen av genotypefordelingen AV IL-1Β -511 funnet Av Hegab et al (43) er i samsvar med vår studie. Hegab et al (43) fant også at fordelingen av haplotypen (IL-1Β -31 t/C: IL-1Β +3954 C/T) var forskjellig mellom PASIENTER MED KOLS og kontrollpersoner (43). Den funksjonelle betydningen av disse forskjellene er imidlertid ikke klar. Lokalt SPILLER IL-1Β en rolle i kjemotaksen av nøytrofiler inn i lungene, noe som induserer frigjøring av nøytrofil elastase (45). IL-1Β induserer videre proliferasjon av fibroblaster og syntese av fibronektin og kollagen (46). Systematisk HAR IL-1Β vist seg å spille en rolle i kakeksi gjennom undertrykkelse av matinntak ved å stimulere frigjøring av katekolaminer og ved å påvirke makronæringsstoffmetabolismen . Dessverre kunne VI ikke oppdage IL-1Β i denne studien. Når man ser på den tilgjengelige litteraturen, er det ennå ikke oppnådd enighet om hvilken allel er knyttet til en hevet inflammatorisk status, noe som delvis skyldes at dette genet er i koblingslikevekt med gener som koder FOR IL-1Α og IL-1 reseptorantagonist (48-50). Disse funnene må bekreftes i større populasjoner, og de mulige konsekvensene må studeres.

oppsummert, hos pasienter MED KOL, som er preget av økt systemisk inflammatorisk respons, var kakeksi ikke diskriminerende for mengden betennelse. Dette kan skyldes At Ncp også hadde en svekket kroppssammensetningsprofil sammenlignet med HCs. Bemerkelsesverdig hadde CPs en signifikant forskjellig genotypefordeling AV IL-1Β -511 polymorfisme enn HCs, noe som krever videre undersøkelse.

rb utførte studien med HJELP FRA ECC. RB analyserte dataene og skrev manuskriptet MED AMS. RFG og WMH utførte genotypeanalysene og ga KONTROLLGRUPPEN FOR RBMD. DJS var ansvarlig for analysen AV PSU. AMS og EFW ga midler til å utføre studien. Alle forfattere leste, kommenterte og bidro til det innsendte manuskriptet. EFW fungerer som konsulent For GlaxoSmithKline (GSK) og er medlem av scientific advisory boards FOR Gsk Og Numico; han mottok forelesningshonorarer og forskningsmidler mellom 2001 og 2004 fra GSK og Numico. Ingen av de andre forfatterne hadde noen interessekonflikter å avsløre.

FOTNOTER