Η προγνωστική σημασία της πρώϊμης παρουσίας των διαμεσολαβητών της φλεγμονής σε σχέση με την ανάπτυξη αναπνευστικής δυσχέρειας σε βαρέως πάσχοντες ασθενείς

Abstract

The progress made in the treatment of the seriously ill in the Intensive Care Unit has resulted in the survival of patients after heavy injuries, major surgical treatment etc. that in the past were impossible to treat. A percentage of these cases follows the process of Systematic Inflammatory Reaction (SIRS), while another develops into a Multiple Organs Dysfunction or Failure Syndrome (MODS, MOFS). The SIRS, MODS and MOFS on microbial attendance and decay, constitute the most frequent cause of death (50% - 80% of the cases) in the modern Units of Intensive Care and they increase the cost health care considerably. The timely diagnosis of disturbance of immunity reaction in an organism resulting in unverified devastating damage to the endothelium with tissue damage in many organs can improve recovery and diminish mortality rates. The lungs are the organs that first express the repercussions of a generalized immunity reaction. In the present study the importance of precocious presence of polymorphonuclears white blood cells, the role of the most important cytokines TNF–a, IL–1b, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, and the adhesion molecules, sICAM-1, sVICAM-1 in the BAL and in the blood serum of patients at high risk to develop Acute Lung Injury (ALI) and Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) was evaluated. At the time period, from April 2002 up to January 2006, in total 51 patients were studied aged from 16 to 82 years (average age 49 years), 40 men and 11 women. Of these, 39 patients of the Intensive Care Unit of the A΄ Propaedeutic Surgical Clinic and A’ Thorax, Heart and large Vessels Clinic of the Aristotle University, were at high risk of ARDS expression and 12 constituted the control group. In 39 patients (29 with multi trauma, 5 with acute pancreatitis and 5 with ruptured aneurisms of the abdominal aorta) the APACHE II score was bigger or equal to 20 and the I.S.S (Injury Severity Score) – only for the multi traumatic patients – was also bigger or equal to 20. The control group consisted of 12 patients (7 that were submitted in intervention of excision pleurodesis for emphysematous bullae and 5 that were submitted in therapeutic bronchoscope for opening up ling atelectasis areas. On the basis of forthcoming damage, the patients were categorized in the following groups: group A and group 0. The group A was divided into the following subgroups: 1st subgroup made up of 4 patients that filled the criteria of ARDS from the first 24 hours of their hospitalization in the Intensive Care Unit. 2nd subgroup made up of 15 patients that expressed ALI without developing ARDS. 3rd subgroup including 12 patients that expressed ALI syndrome which developed into ARDS. 4th subgroup made up of 8 patients with SIRS that did not express ALI or ARDS. Group 0 the 12 patients constituted the control group. In all patients the following items were measured in the serum and the BAL in three snapshots: 1st day, 3rd day and 7th day • White blood cells with flow cytometry fluorescence in blood counter XE – 2100 of Sysmex company • Cytokines (TNF–a, IL–1b, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12 ) and the adherent molecules (sICAM-1, sVICAM-1) with the method ELISA, namely application of quantitative, Enzyme – Linked Immunoassay-bent Assay, drawn for the laboratorial determination of the concentration of these proteins in cell samples, serum and blood plasma. • The reason PO₂/FIO₂. The duration of stay in the Intensive Care Unit, the time of artificial respiration and the progress of the patients. From our study we are led to the following conclusions. The progress or otherwise of the patients did not depend on the disease but on the group we classified the patients. The absolute number of the white blood cells and the centesimal proportion of polymorphonuclears in the BAL were observed to be considerable increased in those who developed ALI or both ALI and ARDS and presented reduction of the reason PO₂/FIO₂, long stay in the Intensive Care Unit or negative outcome. The value of the white blood cells in the BAL plays an important role both in the beginning as well as in the intensity and maintenance locally of any inflammatory reaction. It was noted that the early increase in the number of the polymorphonuclears in the BAL is positively connected with the increase of the proinflammatory cytokines in the patients that developed ALI or both ALI and ARDS or presented decay and death. The TNF–a in the BAL is rendered not to be a reliable mediator in the estimate among the groups into which we classified our patients. In the serum, the detection of TNF–a was more constant than in the BAL and in the serum and BAL its presence had in prognosis marked statistical significance. The rise of levels in IL-1d that was marked in the patients of high risk of developing ALI or ALI and even ARDS – both in the serum and in the BAL – capable of predicting the probability of the development of ALI or ARDS and of relating to the prognosis. Depending on the result, the IL-6 presented statistical importance in the BAL and in the serum in all the groups of patients. The changes mainly in the BAL can be linked to the result of the patients at high risk of developing ALI or ARDS. The early rise of the value of IL-8 both in the BAL as well as in the serum, in seriously ill patients in Intensive Care Unit plays an important role in the evaluation of the gravity of their clinical situation. At the same time it can prejudge their result with important statistical significance. The IL-1b, IL-8 and IL-10 were detested in the BAL in higher concentrations than in the serum of blood, which confirms their local production from the alveolar macrophages and their early participation in the beginning of the ALI syndrome. Early changes in the IL-10 values, among the groups into which we classified our patients, did not mark statistically any important differences either in the BAL or in the serum. Nor do they play an important role in the evaluation of the gravity of inflammatory reaction and they do not appear to be capable of prejudging the outcome. On the contrary, it is our opinion that IL-10 in the first week (and not in the first 24 hours) can be connected with the prognosis of patients. The big rise of values of antiflammatory IL-10, especially on the 7th day of sampling, is related to an unfavorable prognosis. The determination of IL-12 in the BAL and in the serum of patients at high risk of developing ALI or ARDS can -in our opinion– be useful in the estimation of lung damage and their outcome. According to our results, the role of adherent molecules ICAM-1 and VΙCAM-1 appears important in the instigation of Acute Lung Injury and the recording of a rise of their levels in the BAL and in the serum of blood from the first 24 hours hospitalization of patients, at high risk of developing ALI or ARDS, satisfactorily reflects the course and their development. Our findings considerably strengthen the opinion that the determination of all the above cytokines and molecules of adherence in the BAL and in the serum gives us precious information relative to the quality, the dynamics and the intensity of the inflammatory reaction, while it reflects the clinical situation. The immunity changes that were marked with the rapid rise of values of inflammation intermediators we studied, in acute damage attack, may-in our opinion-prejudge the progress of seriously ill patients.

H πρόοδος που παρουσιάστηκε στη θεραπευτική αντιμετώπιση των βαρέως πασχόντων της Μονάδας εντατικής θεραπείας είχε ως αποτέλεσμα την επιβίωση ασθενών μετά από βαρύτατες κακώσεις, μείζονες χειρουργικές επεμβάσεις κ.ά. που στο παρελθόν ήταν αδύνατο να αντιμετωπιστούν. Ένα ποσοστό των περιπτώσεων αυτών ακολουθεί τη διαδικασία της συστηματικής φλεγμονώδους αντίδρασης (SIRS), ενώ ένα άλλο εξελίσσεται σε σύνδρομο δυσλειτουργίας ή ανεπάρκειας πολλών οργάνων (MODS, MOFS). Τα SIRS, MODS και MOFS, επί μικροβιακής συμμετοχής και σήψης, αποτελούν σήμερα την πλέον συχνή αιτία θανάτου (50% -80% των περιπτώσεων) στις σύγχρονες μονάδες εντατικής θεραπείας και αυξάνουν σημαντικά το κόστος των δαπανών για την υγεία. Η έγκαιρη διάγνωση της διαταραχής της ανοσολογικής αντίδρασης του οργανισμού με συνέπεια μια ανεξέλεγκτη, καταστροφική σε ένταση, βλάβη του ενδοθηλίου με ιστικές βλάβες πολλών οργάνων μπορεί να βελτιώσει τη νοσηρότητα και τη θνητότητα. Οι πνεύμονες είναι τα όργανα που πρώτα εκδηλώνουν τις επιπτώσεις της γενικευμένης ανοσολογικής αντίδρασης των βαρέως πασχόντων. Στην παρούσα μελέτη αξιολογήθηκε η προγνωστική σημασία της πρώιμης παρουσίας στο ΒΚΕ των πολυμορφοπύρηνων λευκών αιμοσφαιρίων. Επιπλέον προσδιορίστηκε ο ρόλος των σημαντικότερων κυτταρακινών TNF-a, IL-1b, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12 και των μορίων προσκόλλησης, sICAM-1, sVICAM-1 στο ΒΚΕ και στον ορό του αίματος ασθενών υψηλού κινδύνου για την εκδήλωση οξείας πνευμονικής βλάβης (ALI) και συνδρόμου οξείας αναπνευστικής δυσχέρειας (ΑRDS). Κατά τη χρονική περίοδο από τον Απρίλιο του 2002 μέχρι τον Ιανουάριο του 2006 μελετήθηκαν συνολικά 51 ασθενείς, ηλικίας 16 έως 82 ετών (μέση ηλικία 49 έτη), 40 άνδρες και 11 γυναίκες. Εξ αυτών οι 39 ασθενείς της Μονάδας Εντατικής Θεραπείας της Α΄Π.Ρ.Χ και Α΄ Κλινικής Θώρακος Καρδιάς και Μεγάλων Αγγείων του Α.Π.Θ ήταν υψηλού κινδύνου για εκδήλωση ARDS και οι 12 αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Στους 39 ασθενείς (29 πολυτραυματίες, 5 με οξεία παγκρεατίτιδα και 5 με ραγέντα ανευρύσματα κοιλιακής αορτής) το APACHE II Score ήταν μεγαλύτερο ή ίσο του 20 και το Ι.S.S (injury severity score) -μόνο για την ομάδα των πολυτραυματιών- ήταν και αυτό μεγαλύτερο ή ίσο του 20. Την ομάδα ελέγχου αποτελούσαν 12 ασθενείς, (7 που υποβλήθηκαν σε επέμβαση εκτομής υποϋπεζωκοτικών φυσαλλίδων και 5 που υποβλήθηκαν σε θεραπευτική βρογχοσκόπηση για διάνοιξη μικροατελεκτασικών πνευμονικών περιοχών). Βάσει της επελθούσης βλάβης οι ασθενείς ταξινομήθηκαν στις ομάδες Α και 0. Η ομάδα Α χωρίστηκε στις εξής υποομάδες: • Υποομάδα 1η: Τέσσερις ασθενείς που πληρούσαν τα κριτήρια του ARDS από το πρώτο 24ωρο της νοσηλείας τους στη Μονάδα Εντατικής Θεραπείας. • Υποομάδα 2η: Δεκαπέντε ασθενείς που εκδήλως αν ALI, χωρίς να αναπτύξουν ARDS. • Υποομάδα 3η: Δώδεκα ασθενείς που εκδήλωσαν σύνδρομο ALI, το οποίο εξελίχθηκε σε ARDS. • Υποομάδα 4η: Οκτώ ασθενείς με SIRS, που δεν εκδήλωσαν ALI και ARDS. Την ομάδα 0 την συγκρότησαν οι 12 ασθενείς της ομάδας ελέγχου. Σε όλους τους ασθενείς στον ορό και στο ΒΚΕ σε τρία στιγμιότυπα (1η ημέρα, 3η ημέρα και 7η ημέρα) μετρήθηκαν τα εξής: • Λευκά αιμοσφαίρια με κυτταρομετρία ροής φθορισμού στον αιματολογικό αναλυτή ΧΕ-2100 της εταιρείας Sysmex. • Κυτταροκίνες (TNF-a, IL-1b, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12) και τα μόρια προσκόλλησης (sICAM-1, sVICAM-1) με την μέθοδο ELISA δηλαδή τη χρησιμοποίηση της ποσοτικής, ενζυματικής ανάλυσης άνοσο-απορρόφησης (enzyme–linked immunoabsorbent assay - ELISA), σχεδιασμένης για τον εργαστηριακό προσδιορισμό της συγκέντρωσης των πρωτεϊνών αυτών σε δείγματα κυττάρων, ορού και πλάσματος αίματος. • Ο λόγος PO₂/FIO₂. Επίσης καταγράφηκε η διάρκεια παραμονής στη ΜΕΘ, ο χρόνος του μηχανικού αερισμού και η έκβαση των ασθενών. Συμπερασματικά: Η έκβαση των ασθενών δεν εξαρτήθηκε από το νόσημα, (πολυτραυματίας, οξεία παγκρεατίτιδα ή ραγέντα ανευρύσματα της κοιλιακής αορτής) x²=8,88, p=0,064, αλλά από την ομάδα που τους κατατάξαμε (x²=18,88, p=0,001 Kruskal-Wallis Test). Παρατηρήθηκε σημαντικά αυξημένος ο απόλυτος αριθμός των λευκών αιμοσφαιρίων και η εκατοστιαία αναλογία των πολυμορφοπύρηνων στο ΒΚΕ (p<0,001) σ’ αυτούς που ανέπτυξαν ALI ή και ARDS και εμφάνισαν ελάττωση του λόγου PO₂/FIO₂, μακρά παραμονή στη ΜΕΘ ή κακή έκβαση. Η τιμή των λευκών στο ΒΚΕ διαδραματίζει σημαντικό ρόλο τόσο στην έναρξη, όσο στην ένταση και στη διατήρηση τοπικά της φλεγμονώδους αντίδρασης. Διαπιστώθηκε ότι ο πρώιμα (πρώτο 24ωρο) αυξημένος αριθμός των πολυμορφοπύρηνων στο ΒΚΕ συσχετίζεται θετικά με την αύξηση των προφλεγμονωδών κυτταροκινών στους ασθενείς που ανέπτυξαν ALI ή και ARDS ή παρουσίασαν σήψη και θάνατο. Ο TNF-a στο ΒΚΕ καθίσταται μη αξιόπιστος διαμεσολαβητής (p=0,119) στην εκτίμηση μεταξύ των ομάδων που κατατάξαμε τους ασθενείς μας. Στον ορό η ανίχνευση του TNF-a ήταν σταθερότερη από ότι στο ΒΚΕ. Η παρουσία του στο ΒΚΕ και στον ορό στην έκβαση των ασθενών σημείωσε στατιστική σημαντικότητα (p<0,001). Η άνοδος των επιπέδων της IL-1b (από το πρώτο 24ωρο) πουσημειώθηκε στους ασθενείς υψηλού κινδύνου εκδήλωσης ALI ή και ARDS - τόσο στον ορό (p<0,001), όσο και στο ΒΚΕ (p<0,004), - δύναται να προδιαγράψει την πιθανότητα εκδήλωσης ALI ή ARDS και να συσχετιστεί με την έκβαση των ασθενών. Η IL- 6 παρουσίασε, σχετικά με την έκβαση, στατιστική σημασία στο ΒΚΕ (p=0,004), και στον ορό (p=0,035), σε όλες τις ομάδες των ασθενών. Οι μεταβολές της κυρίως στο ΒΚΕ μπορούν να συσχετιστούν με την έκβαση των ασθενών υψηλού κίνδυνου εκδήλωσης ALI ή ARDS. Οι αυξημένες τιμές της IL- 8, βάσει των αποτελεσμάτων μας, τόσο στο ΒΚΕ όσο και στον ορό, σε βαρέως πάσχοντα ασθενή της ΜΕΘ πρώιμα (από το πρώτο 24ωρο νοσηλείας) παίζει σημαντικό ρόλο στην εκτίμηση της βαρύτητας της κλινικής του κατάστασης και στην εκδήλωση των συνδρόμων ALI και ARDS. Τη δεδομένη στιγμή που διενεργείται η μέτρησή της μπορεί να προδικάσει την έκβαση του ασθενούς με σημαντική στατιστική σπουδαιότητα (p<0.001). Οι συγκεντρώσεις της IL-1b, IL-8 και IL-10 στο ΒΚΕ ήταν υψηλότερες από αυτές του ορού του αίματος από το πρώτο 24ωρο της νοσηλείας των ασθενών στη ΜΕΘ ειδικά σε αυτούς που παρουσίασαν SIRS, ALI ή ARDS. Το γεγονός που πιστοποιεί την τοπική τους παραγωγή από τα κυψελιδικά μακροφάγα και την πρώιμη συμμετοχή τους στην έναρξη του συνδρόμου ALI. Οι τιμές της IL-10, μεταξύ των ομάδων που κατατάξαμε τους ασθενείς, δε σημείωσαν στατιστικά σημαντικές διαφορές τόσο στο ΒΚΕ όσο και στον ορό. Κατά την άποψή μας η καταγραφή της IL-10 στο ΒΚΕ και στον ορό πρώιμα (από το πρώτο 24ωρο νοσηλείας) σε βαρέως πάσχοντα ασθενή της ΜΕΘ αφενός δεν παίζει σημαντικό ρόλο στην εκτίμηση της βαρύτητας της φλεγμονώδους αντίδρασης και αφετέρου δε φαίνεται να μπορεί να προδικάσει την έκβαση, αφού η στατιστική επεξεργασία των δεδομένων έδειξε έλλειψη σημαντικότητας (p=ΝS) τόσο για το ΒΚΕ όσο και για τον ορό. Αντίθετα διαπιστώθηκε ότι οι μεταβολές της IL-10, την πρώτη εβδομάδα (και όχι το πρώτο 24ωρο), μπορεί να συσχετιστούν με την έκβαση των ασθενών. Η μεγάλη άνοδος των τιμών της αντιφλεγμονώδους IL-10 ιδίως την 7η μέρα της δειγματοληψίας, σχετίζεται με δυσμενή πρόγνωση (p<0,005). Η άνοδος των τιμών της IL-12 από το πρώτο 24ωρο στο ΒΚΕ και στον ορό ασθενών υψηλού κινδύνου εκδήλωσης ALI ή ARDS μπορεί κατά την άποψή μας να χρησιμεύσει στην εκτίμηση της πνευμονικής βλάβης και στην ανάπτυξη των συνδρόμων ALI ή ARDS. Βάσει των ευρημάτων μας υποστηρίζουμε ότι με την αύξηση της IL-12 στον ορό και στο ΒΚΕ αυξάνει η βαρύτητα της πνευμονικής βλάβης, άρα και η νοσηρότητα και η κακή έκβαση (p=0,003) που την συνοδεύει. Βάσει των αποτελεσμάτων της μελέτης μας η παρουσία των προσκολλητικών μορίων ICAM-1 και VΙCAM-1 είναι ενδεικτική της ανάπτυξης οξείας πνευμονικής βλάβης (p<0.001). Η καταγραφή ανόδου των επιπέδων τους στο ΒΚΕ και στον ορό του αίματος, από τα πρώτα 24ωρα νοσηλείας ασθενών υψηλού κινδύνου εκδήλωσης ALI ή ARDS, αντικατοπτρίζει ικανοποιητικά την πορεία και σηματοδοτεί δυσμενή πρόγνωση. Τα ευρήματά μας ενισχύουν σημαντικά την άποψη ότι ο προσδιορισμός των ανωτέρω κυτταροκινών και των μορίων προσκόλλησης στο ΒΚΕ και τον ορό μας δίνει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την ποιότητα, τη δυναμική και την ένταση της φλεγμονώδους αντίδρασης, ενώ αντικατοπτρίζει σε μεγάλο βαθμό τη σοβαρότητα της κλινικής κατάστασης. Οι ανοσολογικές μεταβολές που σημειώθηκαν με την ταχεία άνοδο των τιμών των διαμεσολαβητών της φλεγμονής που μελετήσαμε, κατά την οξεία, προσβολή δύναται κατά την γνώμη μας να προδικάσει την έκβαση του βαρέως πάσχοντα ασθενή.