Χημειοκίνες στις περιγεννητικές λοιμώξεις

Abstract

Neonatal sepsis is a life-threatening event affecting 3-5 neonates per 1000 live births. [1] Despite advances in neonatology, the threat of infection has not been eliminated, especially in preterm infants, leading to a substantial morbidity and mortality. [2,3] Neonatal susceptibility to infections is related to immature immunologic defense. [4] Recruitment of leucocytes to the site of pathogen invasion is an essential part of host’s response to infection. [5] Chemotactic cytokines, collectively known as chemokines, appear to have the capacity to control the movement of leukocytes and are crucial elements in this process [5,6] Chemokines are members of a family of homologous proteins with molecular weights in the range of 8-12 kD [5,6], subdivided into four families on the basis of the relative position of their cysteine residues. [5]. The α- (CXC) and β- (CC) chemokines, which contain four cysteines, appear to be the largest families. α-Chemokines predominantly recruit neutrophils and β-chemokines attract lymphocytes, monocytes, eosinophils, basophils and natural killer cells. [6] Chemotaxis is deficient in neonates, particularly those delivered prematurely, and this may contribute to their increased vulnerability to sepsis. [7] However the role of chemokines in neonatal infections, has not been extensively investigated, with the exception of IL-8. [8] Few studies have reported the neonatal chemokine response to infections. [9,10,11] Some chemokines (GRO-a, MCP-1, IP-10, and MIG) have been reported to be higher in infected than healthy neonates, while RANTES has been reported lower [9,10,11]. High levels of MIP-1α have been documented in adults. [12] Other chemokines, including ENA-78, have not been measured in infected neonates. Aim of the study The aim of this study was to investigate the magnitude of two a- (GRO-a, ENA-78) and two β- chemokines (RANTES, MIP-1a) serum concentration in term and preterm septic neonates. Materials and methods From January 2003 through December 2006, one hundred and twenty nine neonates admitted to the Neonatology Department at Heraklion University Hospital were included in the study. Seventy-one term and preterm neonates with signs and symptoms suggestive of systemic infection or necrotizing enterocolitis (NEC), requiring full sepsis evaluation and antibiotic treatment formed the study group. Fifty eight neonates, admitted at our Department for miscellaneous reasons other than infection were the control group. In order to evaluate differences in chemokines concentrations between term and preterm neonates, four subgroups were further formed: study group I (42 term infected neonates), study group II (29 infected preterm neonates), control group I (38 non-infected term neonates) and control group II (20 non-infected premature neonates). Neonates with evidence of major congenital malformations, inborn errors of metabolism or chromosomal anomalies were excluded from the study. Sepsis was defined when blood and/or cerebrospinal fluid cultures were positive along with supporting clinical findings. In case of negative blood culture, sepsis was defined when laboratory findings suggestive infection were present in combination with at least three symptoms or signs, compatible with infection. In the study group, two blood samples were obtained; the first, during sepsis evaluation, before initiation of antibiotic treatment and the second, after three to five days of initiation of treatment. In the control group, blood samples were obtained at the time of inclusion in the study. The blood samples were centrifugated and serum was separated and stored at -20oC until assay. Chemokine concentrations were determined by use of a commercially available immunoassay kit. Results Serum levels of Gro-a in the study group during infection were higher (433,8pg/ml vs 277pg/ml, p<0,001). Serum levels of RANTES in the study group were lower as compared to those of the control group (22445pg/ml vs 39490pg/ml, p<0,001). No significant difference was found in serum levels of MIP1-a and ENA-78. Furthermore, levels of Gro-a and RANTES were significantly different at day 0 as compared to levels at day 3-5. Levels of Gro-a were higher (433,8pg/ml vs 218,2 pg/ml) and levels of RANTES were lower (22445pg/ml vs 46325pg/ml) at day 0 as compared to those of day 3-5. Chemokine serum concentrations on day 3-5 in the study group did not differ significantly as compared to those of the control group. (433,8pg/ml έναντι 277pg/ml, p<0,001). Concentrations of GRO-1a and RANTES levels in subgroups of term and preterm stydy neonates were significantly different, as compared to their controls, while serum concentrations of ENA-78 and MIP-1a did not differ significantly between subgroups. RANTES serum levels of premature infants were significantly lower, both on day 0 and day 3-5, in the study group, as compared to those of term neonates. GRO-a, ENA-78 and MIP1-a did not differ significantly between the two groups. Conclusion Our findings suggest up-regulation of GRO-1a and down-regulation of RANTES at the onset of a septic episode, similar to the response pattern observed in septic adults. Both term and preterm neonates seem to have the potential to elicit a chemotactic response to infection.

Η νεογνική σηψαιμία είναι μια απειλητική για τη ζωή νόσος. Προσβάλλει 3-5 ανά 1000 ζώντα νεογνά. Παρά την πρόοδο που έχει σημειωθεί τα τελευταία χρόνια στην νεογνολογία, η νοσηρότητα και θνησιμότητα της νεογνικής σηψαιμίας, κυρίως για τα πρόωρα νεογνά, εξακολουθεί να παραμένει υψηλή. Η ευπάθεια των νεογνών στις λοιμώξεις σχετίζεται με την ανωριμότητα των ανοσολογικών τους μηχανισμών. Καθοριστικής σημασίας συνιστώσα στη διαδικασία της φλεγμονής και στην αντίδραση του ξενιστή στη λοίμωξη αποτελεί η χημειοταξία, η προσέλκυση, δηλαδή, των λευκών αιμοσφαιρίων στους ιστούς. Την διαδικασία αυτή διέπει μια σειρά από χημιοτακτικές κυτταροκίνες, οι χημειοκίνες, η σημασία και ο ρόλος των οποίων ερευνώνται εντατικά τα τελευταία χρόνια. Οι χημειοκίνες είναι μικρά πρωτεϊνικά μόρια και διακρίνονται σε 4 οικογένειες, από τις οποίες οι α- και οι β- χημειοκίνες έχουν τα περισσότερα μέλη. Οι α-χημειοκίνες κυρίως προσελκύουν τα ουδετερόφιλα ενώ οι β-χημειοκίνες δεν δρουν στα ουδετερόφιλα αλλά προσελκύουν μονοκύτταρα, ηωσινόφιλα, βασεόφιλα και λεμφοκύτταρα. H χημειοταξία είναι ελλειμματική στα νεογέννητα, και μάλιστα στα πρόωρα, και αυτή η ανεπάρκεια ενδεχομένως συμβάλλει στην αυξημένη ευαισθησία τους στις λοιμώξεις. Τρεις οικογένειες μορίων, οι ιντεγκρίνες, οι σελεκτίνες και οι χημειοκίνες ελέγχουν τα διάφορα βήματα της διαδικασίας αυτής. H μελέτη επομένως των χημειοκινών σε περιπτώσεις νεογνικών λοιμώξεων είναι ιδιαίτερης σημασίας. Η συγκέντρωση των διαφόρων χημειοκινών στον ορό των πρόωρων και τελειόμηνων νεογνών δεν έχει μελετηθεί επαρκώς. Με εξαίρεση την ιντερλευκίνη-8, ελάχιστα είναι γνωστά για την συγκέντρωση των χημειοκινών στα υγιή νεογνά καθώς και την επίδραση των λοιμογόνων παραγόντων στις συγκεντρώσεις τους. Μειωμένες συγκεντρώσεις κατά την ηρεμία ή και μειωμένη επαγωγή έκκρισης κατά τη διάρκεια της λοίμωξης είναι πιθανοί παράγοντες που συμβάλλουν στην αυξημένη ευαισθησία των νεογνών στις λοιμώξεις. Μέχρι σήμερα, σε ελάχιστες εργασίες έχουν μετρηθεί οι συγκεντρώσεις ορισμένων χημειοκινών στον ορό νεογνών. Οι μέχρι σήμερα γνώσεις μας είναι πολύ περιορισμένες και απαιτούνται περισσότερες μελέτες σε υγιή νεογνά και σε νεογνά με λοίμωξη για να διευκρινιστεί η σημασία των χημειοκινών στις νεογνικές βακτηριακές λοιμώξεις. Σκοπός της μελέτης Σκοπός της μελέτης αυτής ήταν να διερευνήσει την μεταβολή των επιπέδων δύο α-χημειοκινών (GRO-a και ENA-78) και δύο β-χημειοκινών (RANTES και MIP-1a) σε πρόωρα και τελειόμηνα νεογνά σαν αντίδραση σε ένα σηπτικό επεισόδιο. Υλικό και μέθοδος Μελετήθηκαν 129 νεογνά, πρόωρα και τελειόμηνα, τα οποία είχαν νοσηλευτεί στην Κλινική μας από τον Ιανουάριο 2003 έως και τον Δεκέμβριο 2006. Την ομάδα μελέτης αποτέλεσαν 71 νεογνά, με συμπτώματα και σημεία ενδεικτικά συστηματικής λοίμωξης ή νεκρωτικής εντεροκολίτιδας, τα οποία χρειάστηκαν πλήρη έλεγχο λοίμωξης και χορήγηση αντιβιοτικής αγωγής. Πενήντα οκτώ νεογνά που νοσηλεύτηκαν στην κλινική μας για ποικίλους άλλους λόγους, αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Για τη διερεύνηση διαφορών στην ανταπόκριση προώρων και τελειομήνων νεογνών στη λοίμωξη, ως προς την έκλυση χημειοκινών, σχηματίστηκαν επιπλέον τέσσερις υποομάδες: ομάδα μελέτης Ι (42 τελειόμηνα νεογνά με λοίμωξη), ομάδα μελέτης ΙΙ (29 πρόωρα νεογνά με λοίμωξη), ομάδα ελέγχου Ι (38 τελειόμηνα νεογνά χωρίς λοίμωξη), ομάδα ελέγχου ΙΙ (20 πρόωρα νεογνά χωρίς λοίμωξη). Νεογνά με μείζονες συγγενείς ανωμαλίες, χρωμοσωμιακές ανωμαλίες και ενδογενείς διαταραχές μεταβολισμού αποκλείστηκαν από τη μελέτη. Ως σηψαιμία ορίστηκε η διαπίστωση θετικής καλλιέργειας αίματος ή εγκεφαλονωτιαίου υγρού, σε συνδυασμό με συμβατά κλινικά ευρήματα. Σε περίπτωση αρνητικής καλλιέργειας αίματος, σηψαιμία διαγνώστηκε σε περίπτωση εργαστηριακών ευρημάτων ενδεικτικών λοίμωξης σε συνδυασμό με τουλάχιστον τρία κλινικά συμπτώματα, συμβατά με εικόνα σηψαιμίας. Από τα νεογνά της μελέτης λήφθηκαν δύο δείγματα αίματος: το πρώτο κατά τον αρχικό εργαστηριακό έλεγχο, πριν την έναρξη της αντιβιοτικής αγωγής, και το δεύτερο, 3-5 ημέρες μετά την έναρξη της θεραπείας. Στα νεογνά της ομάδας ελέγχου, πάρθηκε ένα δείγμα, κατά την ένταξη τους στη μελέτη. Τα δείγματα φυγοκεντρήθηκαν άμεσα και ο ορός καταψύχθηκε στους -20 ⁰ C. Οι χημειοκίνες μετρήθηκαν με ανοσολογική μέθοδο. Αποτελέσματα Στη μελέτη εντάχθηκαν συνολικά 129 νεογνά . Τα 71 νεογνά (42 τελειόμηνα και 29 πρόωρα) αποτέλεσαν την ομάδα μελέτης και 58 νεογνά (38 τελειόμηνα και 20 πρόωρα) αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Οι ομάδες μελέτης και ελέγχου, τόσο των τελειομήνων όσο και των προώρων νεογνών ήταν ομοιογενείς ως προς το βάρος γέννησης, την ηλικία κύησης, το φύλο και την ηλικία κατά την ένταξη στην μελέτη. Τα επίπεδα της χημειοκίνης GRO-α βρέθηκαν σημαντικά υψηλότερα κατά την ημέρα εμφάνισης της σηψαιμίας στην ομάδα μελέτης, σε σχέση με την ομάδα ελέγχου (433,8pg/ml έναντι 277pg/ml, p<0,001). Τα επίπεδα της χημειοκίνης RANTES ήταν σημαντικά χαμηλότερα στην ομάδα μελέτης την ημέρα 0, σε σχέση με τα αντίστοιχα επίπεδα των μαρτύρων (22445pg/ml έναντι 39490 pg/ml, p<0,001). Τα επίπεδα των χημειοκινών MIP-1a και ENA-78 δεν διέφεραν σημαντικά στις δύο ομάδες. Τα επίπεδα των χημειοκινών GRO-α και RANTES στον ορό των νεογνών με σηψαιμία, την ημέρα 0, διέφεραν σημαντικά από τα αντίστοιχα επίπεδα την ημέρα 3-5, μετά την έναρξη της αντιβιοτικής αγωγής. Συγκεκριμένα, τα επίπεδα της GRO-α ήταν σημαντικά υψηλότερα (433,8pg/ml έναντι 218,2 pg/ml) και της RANTES σημαντικά χαμηλότερα την ημέρα 0 σε σχέση με την ημέρα 3-5 (22445pg/ml έναντι 46325pg/ml). Τα επίπεδα των χημειοκινών αυτών, την ημέρα 3-5, στα νεογνά με λοίμωξη, δεν διέφεραν σημαντικά από τα αντίστοιχα επίπεδα των μαρτύρων. Οι συγκεντρώσεις των χημειοκινών GRO-α και RANTES και στις δύο υποομάδες μελέτης, των τελειομήνων και των προώρων, διέφεραν σημαντικά από τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις των αντίστοιχων μαρτύρων. Τα επίπεδα της χημειοκίνης RANTES στα πρόωρα νεογνά της ομάδας μελέτης ήταν σημαντικά χαμηλότερα από τα αντίστοιχα επίπεδα στα τελειόμηνα νεογνά με λοίμωξη, τόσο κατά την ημέρα 0 όσο και κατά την ημέρα 3-5. Τα επίπεδα των χημειοκινών GRO-a, MIP-1a και ENA-78 δεν διέφεραν σημαντικά μεταξύ τελειομήνων και προώρων νεογνών. Συμπέρασμα Τα επίπεδα των χημειοκινών GRO-a και RANTES διαφέρουν σημαντικά, τόσο στα τελειόμηνα όσο και στα πρόωρα νεογνά με λοίμωξη, κατά την έναρξη ενός σηπτικού επισοδίου σε σχέση με τα υγιή νεογνά. Τόσο τα τελειόμηνα όσο και τα πρόωρα νεογνά έχουν την ικανότητα να εκλύουν μια χημειοτακτική αντίδραση στη λοίμωξη.