Η συσχέτιση των ουραιμικών τοξινών που σχετίζονται με το εντερικό μικροβίωμα, με το φαινόμενο της ανοσογήρανσης σε ασθενείς με χρόνια νεφρική νόσο τελικού σταδίου και κλινικές επιπτώσεις

Abstract

The accumulation of protein-bound uremic toxins correlated with the gut microbiome in chronic kidney disease may affect patients’ immune status. The impact of these toxins and lymphocyte alterations in morbidity and mortality in patients on hemodialysis is of great concern. The aim of the study was to evaluate the potential impacts of protein-bound uremic toxins on lymphocyte alterations in patients on hemodialysis and the assessment of association between these toxins, immunosenescencent lymphocytes’ phenotype and clinical events (cardiovascular events, total and cardiovascular mortality, infections, malignancy) during 2-year follow-up. In this prospective observational study, in 54 patients on hemodialysis and 31 healthy individuals, the serum levels of protein-bound uremic toxins [hippuric acid (HA), indoxyl sulfate (IS), p-cresyl sulfate (pCS), p-cresyl glucuronide (pCG), indole-3-acetic acid (IAA), 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropanoic acid (CMPF)] were quantified by ultra performance liquid chromatography. Simultaneously, lymphocytes’ phenotype, based on certain surface molecules, of patients on hemodialysis and control group, was analyzed by flow cytometry. The uremic toxins serum levels correlated with the senescent and exhausted status of lymphocytes and the clinical events during 2-year follow-up. The plasma levels of protein-bound uremic toxins were significantly increased in the patients on hemodialysis compared with the healthy controls. The patients with residual kidney function had reduced HA levels, total (p=0.024) and free (p=0.021), and free IS levels (p=0.02). The total and free HA levels correlated negatively with less differentiated subpopulations, CD4+CD45RA+CD31+ (p=0.037 and p=0.027, respectively), CD8+CD28+CD57- (p=0.01 and p=0.01, respectively), and naïve B cells (CD19+IgD+CD27-) (p=0.04 and p=0.03, respectively). Both the total and the free pCS levels correlated positively with exhausted CD4+ cells, p=0.027 and p=0.018, respectively. A multivariate analysis showed that IS and age were the main independent parameters implicated in the reduction in total CD4+ and B lymphocytes and their naïve and early differentiated subsets. Patients with increased levels of free IS, total and free HA had higher mortality within 2-year follow-up period (p=0.049, p=0.01, p=0.01, respectively). In patients who experienced cardiovascular events, higher concentrations of CMPF (p=0.015) were observed. Higher total and free HA levels associated with increased all-cause mortality in patients on hemodialysis, independently of age, dialysis vintage, decreased count of CD4+CD45RA+CD31+ and naïve B cells (CD19+IgD+CD27-). Increased protein-bound uremic toxins correlated with the gut microbiome levels are associated with immune disturbances of patients on hemodialysis, HA, and IS in the immunosenescent and pCS in the immunoexhaustion alterations. Moreover, in patients on hemodialysis, increased levels of total and free HA associated with an increased risk of death, independently of age, dialysis vintage and decreased count of early differentiated T and naïve B lymphocytes.

Η συσσώρευση των δεσμευμένων με πρωτεΐνες ουραιμικών τοξινών που σχετίζονται με το εντερικό μικροβίωμα στη χρόνια νεφρική νόσο μπορεί να επηρεάσει την ανοσολογική κατάσταση των ασθενών. Ο αντίκτυπος αυτών των τοξινών και των αλλοιώσεων των λεμφοκυττάρων στη νοσηρότητα και τη θνητότητα σε ασθενείς που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση προκαλεί ανησυχία. Ο σκοπός της μελέτης ήταν να αξιολογήσει τις πιθανές επιπτώσεις των δεσμευμένων με πρωτεΐνες ουραιμικών τοξινών στις αλλοιώσεις των λεμφοκυττάρων σε ασθενείς που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση και η αξιολόγηση της συσχέτισης μεταξύ αυτών των τοξινών, των αλλαγών του φαινότυπου των λεμφοκυττάρων και των κλινικών επιπτώσεων (καρδιαγγειακά συμβάντα, θνητότητα, λοιμώξεις, κακοήθεια) κατά τη διάρκεια παρακολούθησης των 2 ετών. Σε αυτή την προοπτική μελέτη παρατήρησης, σε 54 ασθενείς σε αιμοκάθαρση και 31 υγιή άτομα, ποσοτικοποιήθηκαν με υγρή χρωματογραφία εξαιρετικής απόδοσης τα επίπεδα ορού των δεσμευμένων με πρωτεΐνες ουραιμικών τοξινών [ιππουρικό οξύ (hippuric acid, HA), indoxyl sulfate (IS), p-cresyl sulfate (pCS), p-cresyl glucuronide (pCG), indole-3-acetic acid (ΙΑΑ), 3-καρβοξυ-4-μεθυλ-προπυλ-2-φουρανπροπανοϊκό οξύ (3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropanoic acid, CMPF)]. Ο φαινότυπος των T και B λεμφοκυττάρων, με βάση ορισμένα επιφανειακά χαρακτηριστικά τους αναλύθηκε με κυτταρομετρία ροής, στους ασθενείς σε αιμοκάθαρση και στην ομάδα ελέγχου. Τα επίπεδα των ουραιμικών τοξινών στον ορό συσχετίστηκαν με τα χαρακτηριστικά της ανοσογήρανσης και της ανοσοεξάντλησης των λεμφοκυττάρων και τα κλινικά συμβάντα κατά τη διάρκεια της παρακολούθησης των 2 ετών. Τα επίπεδα ορού των δεσμευμένων με πρωτεΐνες ουραιμικών τοξινών αυξήθηκαν σημαντικά στους ασθενείς που υποβάλλονταν σε αιμοκάθαρση σε σύγκριση με τους υγιείς μάρτυρες. Οι ασθενείς με υπολειπόμενη νεφρική λειτουργία είχαν μειωμένα επίπεδα ολικού (p=0,024) και ελεύθερου (p=0,021) ΗΑ, και ελεύθερου IS (p=0,02). Τα ολικά και ελεύθερα επίπεδα HA συσχετίστηκαν αρνητικά με λιγότερο διαφοροποιημένους υποπληθυσμούς, CD4+CD45RA+CD31+ (p=0,037 και p=0,027, αντίστοιχα), CD8+CD28+CD57- (p=0,01 και p=0,01, αντίστοιχα) και παρθένα B κύτταρα (CD19+IgD+CD27-) (p=0,04 και p=0,03, αντίστοιχα). Τόσο τα ολικά όσο και τα ελεύθερα επίπεδα pCS συσχετίστηκαν θετικά με τα εξαντλημένα CD4+ κύτταρα, p=0,027 και p=0,018, αντίστοιχα. Μια πολυπαραγοντική ανάλυση έδειξε ότι το IS και η ηλικία ήταν οι κύριες ανεξάρτητες παράμετροι που εμπλέκονται στη μείωση των ολικών CD4+ και B λεμφοκυττάρων και των παρθένων και πρώιμων διαφοροποιημένων υποπληθυσμών τους. Οι ασθενείς με αυξημένα επίπεδα ελεύθερου IS, ολικού και ελεύθερου HΑ είχαν υψηλότερη θνητότητα εντός της περιόδου παρακολούθησης των 2 ετών (p=0,049, p=0,01, p=0,01, αντίστοιχα). Σε ασθενείς που παρουσίασαν καρδιαγγειακά επεισόδια, παρατηρήθηκαν υψηλότερες συγκεντρώσεις CMPF (p=0,015). Υψηλότερα ολικά και ελεύθερα επίπεδα ΗΑ σχετίζονται με αυξημένη θνητότητα από όλες τις αιτίες σε ασθενείς που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση, ανεξάρτητα από την ηλικία, το χρονικό διάστημα σε αιμοκάθαρση, τον μειωμένο αριθμό των CD4+CD45RA+CD31+ και τα παρθένα B κύτταρα (CD19+IgD+CD27-). Τα αυξημένα επίπεδα των δεσμευμένων με πρωτεΐνες ουραιμικών τοξινών που σχετίζονται με το εντερικό μικροβίωμα συσχετίζονται με διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος των ασθενών που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση, το HA και το IS στην ανοσογήρανση και το pCS σε μεταβολές της ανοσοεξάντλησης. Σε ασθενείς σε αιμοκάθαρση, τα αυξημένα επίπεδα του ολικού και ελεύθερου ΗΑ συσχετίστηκαν με αυξημένο κίνδυνο θανάτου, ανεξάρτητα από την ηλικία, τον χρόνο αιμοκάθαρσης και τον μειωμένο αριθμό πρώιμα διαφοροποιημένων T και παρθένων B κυττάρων.