Определение активности хитотриозидазы для прогнозирования неблагоприятных исходов у госпитализированных пациентов с новой коронавирусной инфекцией
Определение активности хитотриозидазы для прогнозирования неблагоприятных исходов у госпитализированных пациентов с новой коронавирусной инфекцией
Щелкановцева Е.С., Миронова О.Ю., Соловьев К.А., Берестова Е.А., Балахонов А.А., Нагорнов И.О., Фомин В.В., Панферов А.С. Определение активности хитотриозидазы для прогнозирования неблагоприятных исходов у госпитализированных пациентов с новой коронавирусной инфекцией. Consilium Medicum. 2023;25(3):163–167. DOI: 10.26442/20751753.2023.3.202093
Schelkanovtseva ES, Mironova OIu, Solovev KA, Berestova EA, Balakhonov AA, Nagornov IO, Fomin VV, Panferov AS. Сhitotriosidase activity in prediction of poor prognosis in COVID-19 hospitalized patients. Consilium Medicum. 2023;25(3):163–167. DOI: 10.26442/20751753.2023.3.202093
Определение активности хитотриозидазы для прогнозирования неблагоприятных исходов у госпитализированных пациентов с новой коронавирусной инфекцией
Щелкановцева Е.С., Миронова О.Ю., Соловьев К.А., Берестова Е.А., Балахонов А.А., Нагорнов И.О., Фомин В.В., Панферов А.С. Определение активности хитотриозидазы для прогнозирования неблагоприятных исходов у госпитализированных пациентов с новой коронавирусной инфекцией. Consilium Medicum. 2023;25(3):163–167. DOI: 10.26442/20751753.2023.3.202093
Обоснование. Выявление ранних предикторов неблагоприятного течения новой коронавирусной инфекции необходимо для оптимизации алгоритмов ведения пациентов, госпитализированных по поводу COVID-19. Цель. Изучить роль хитотриозидазы (ХТЗ) как маркера неблагоприятного течения новой коронавирусной инфекции у госпитализированных больных. Материалы и методы. В проспективное одноцентровое наблюдательное исследование включены 347 человек, госпитализированных в университетскую клинику с диагнозом новой коронавирусной инфекции. В день госпитализации в дополнение к стандартному обследованию (общий анализ крови, С-реактивный белок, ферритин, креатинин, международное нормализованное отношение и др.) пациентам определялась активность ХТЗ в периферической крови. Конечными точками в исследовании были смерть от любых причин и потребность в проведении искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и/или неинвазивной искусственной вентиляции легких (НИВЛ). Работа одобрена локальным этическим комитетом и зарегистрирована в системе Clinical Trial Registry под номером: NCT04752085. Результаты. Из 347 пациентов, включенных в исследование (средний возраст 66 лет, 182 – 52,5% – женщины), за период госпитализации скончались 30 (8,6%) человек, ИВЛ/НИВЛ проводилась в 39 (11,2%) случаях. Наряду с возрастом старше 65 лет (отношение шансов – ОШ 10,81, 95% доверительный интервал – ДИ 2,64–44,22) и отношением нейтрофилов к лимфоцитам более 7 (ОШ 15,89, 95% ДИ 3,09–81,65) повышение уровня ХТЗ выше 170 нг/ч/мл (ОШ 4,23, 95% ДИ 1,45–12,35) независимо ассоциировано с повышением риска смерти в период госпитализации. В отношении перехода на ИВЛ/НИВЛ независимыми предикторами явились повышение отношения нейтрофилов к лимфоцитам более 5,6 (ОШ 11,22, 95% ДИ 2,37–53,1) и активности ХТЗ выше 151 нг/ч/мл (ОШ 3,17, 95% ДИ 1,31–7,67). Выводы. Повышение уровня ХТЗ в периферической крови выше 151 нг/ч/мл может рассматриваться в качестве предиктора тяжелого течения и плохого прогноза новой коронавирусной инфекции у госпитализированных пациентов.
Background. The identification of early predictors of poor outcomes of new coronavirus infection is necessary for optimizing patient management algorithms for hospitalized patients with COVID-19. Aim. To study the role of chitotriosidase activity as a marker of unfavorable outcomes in COVID-19 hospitalized patients. Materials and methods. The prospective observational single-center study included 347 patients with COVID-19 hospitalized in university clinic. In addition to the standard laboratory analysis (complete blood count, C-reactive protein, ferritin, creatinine, international normalized ratio, etc.) the blood serum chitotriosidase activity was determined at all the patients on admission. Primary endpoints were mortality from all causes and performing invasive ventilation (IV) and/or non-invasive ventilation (NIV). This study was approved by the Local Ethics Committee №12-21 (Clinical Trial Registry: NCT04752085). Results. A total of 347 patients were enrolled in this study (average age 66 years, females 182 – 52.5%), 30 patients (8.6%) died during the hospitalization, 39 (11.2%) performed IV or NIV. Along with age more than 65 (odds ratio – OR 10.81, 95% confidence interval – CI 2.64–44.22) and Neutrophil-Lymphocyte Ratio higher than 7 (OR 15.89, 95% CI 3.09–81.65) chitotriosidase activity higher than 170 ng/hr/ml (OR 4.23, 95% CI 1.45–12.35) were independent predictors of mortality during hospitalization. Neutrophil-Lymphocyte Ratio higher than 5.6 (OR 11.22, 95% CI 2.37–53,1) and сhitotriosidase activity higher than 151 ng/hr/ml (OR 3.17, 95% CI 1.31–7.67) have been evaluated as predictors of performing IV/NIV. Conclusion. Chitotriosidase level more than 151 nmol/h/mL could be considered as an early predictor of severity and poor prognosis in hospitalized patients with COVID-19.
1. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции 2019-nCoV. Временные методические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации. 2021. Версия 12 [Profilaktika, diagnostika i lechenie novoi koronavirusnoi infektsii 2019-nCoV. Vremennye metodicheskie rekomendatsii Ministerstva zdravookhraneniia Rossiiskoi Federatsii. 2021. Versiia 12 (in Russian)].
2. Hollak CE, van Weely S, van Oers MH, Aerts JM. Marked elevation of plasma chitotriosidase activity. A novel hallmark of Gaucher disease. J Clin Investigat. 1994;93(3):1288-92. DOI:10.1172/JCI117084
3. Malaguarnera L, Di Rosa M, Zambito AM, et al. Chitotriosidase gene expression in Kupffer cells from patients with non-alcoholic fatty liver disease. Gut. 2006;55(9):1313-20. DOI:10.1136/gut.2005.075697
4. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции 2019-nCoV. Временные методические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации. 2020. Версия 9 [Profilaktika, diagnostika i lechenie novoi koronavirusnoi infektsii 2019-nCoV. Vremennye metodicheskie rekomendatsii Ministerstva zdravookhraneniia Rossiiskoi Federatsii. 2020. Versiia 9 (in Russian)].
5. Kimura Y, Nakai Y, Shin J, et al. Identification of serum prognostic biomarkers of severe COVID-19 using a quantitative proteomic approach. Nature. 2021;11:20638. DOI:10.1038/s41598-021-98253-9
6. Fusetti F, Pijning T, Kalk KH, et al. Crystal structure and carbohydrate-binding properties of the human cartilage glycoprotein-39. J Biol Chem. 2003;278(39):37753-60. DOI:10.1074/jbc.M303137200
7. Hakala BE, White C, Recklies AD, et al. Human cartilage gp-39, a major secretory product of articular chondrocytes and synovial cells, is a mammalian member of a chitinase protein family. J Biol Chem. 1993;268(34):25803-10.
8. Kzhyshkowska J, Gratchev A, Goerdt S, et al. Human chitinases and chitinase-like proteins as indicators for inflammation and cancer. Biomark Insights. 2007;2:128-46.
9. Gooday GW. Aggressive and defensive roles for chitinases. Exs. 1999;87:157-69. DOI:10.1007/978-3-0348-8757-1_11
10. Elmonem MA, van den Heuvel LP, Levtchenko EN, et al. Immunomodulatory Effects of Chitotriosidase Enzyme. Enzyme Res. 2016;2016:2682680. DOI:10.1155/2016/2682680
11. James AJ, Reinius LE, Verhoek M, et al. The chitinase proteins YKL-40 and chitotriosidase are increased in both asthma and COPD. Am J Respir Crit Care Med. 2015;193(2). DOI:10.1164/rccm.201504-0760OC
12. Di Rosa M, Mangano K, De Gregorio C, et al. Association of chitotriosidase genotype with the development of non-alcoholic fatty liver disease. Hepatol Res. 2013;43(3):267-75. DOI:10.1111/j.1872-034X.2012.01063.x
13. Skvortsov A, Balakhonov A, Panferov A, et al. Chitotriosidase Activity in Lung Injury Associated with Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Am J Respir Crit Care Med. 2021;203(9):A1288.
14. Renkema GH, Boot RG, Strijland A, et al. Synthesis, sorting, and processing into distinct isoforms of human macrophage chitotriosidase. Euro J Biochem. 1997;244(2):279-85. DOI:10.1111/j.1432-1033.1997.00279.x
15. Diao B, Wang C, Tan Y, et al. Reduction and functional exhaustion of t cells in patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). Front Immunol. 2020;11:827. DOI:10.3389/fimmu.2020.00827
16. de Jager CP, Wever PC, Gemen EF, et al. The neutrophil-lymphocyte count ratio in patients with community-acquired pneumonia. PLoS One. 2012;7:e46561.
17. Russell CD, Parajuli A, Gale HJ, et al. The Utility of Peripheral Blood Leucocyte Ratios as Biomarkers in Infectious Diseases: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Infect. 2019;78(5):339-48. DOI:10.1016/j.jinf.2019.02.006
18. Li X, Liu C, Mao Z, et al. Predictive Values of Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio on Disease Severity and Mortality in COVID-19 Patients: A Systematic Review and Meta-Analysis. Crit Care. 2020;24(1):647. DOI:10.1186/s13054-020-03374-8
19. Eslamijouybari M, Heydari K, Maleki I, et al. Neutrophil-To-Lymphocyte and Platelet-To-Lymphocyte Ratios in COVID-19 Patients and Control Group and Relationship With Disease Prognosis. Caspian J Intern Med. 2020;11(Suppl. 1):531-5. DOI:10.22088/cjim.11.0.531
20. Karimi A, Shobeiri P, Kulasinghe A, Rezaei N. Novel systemic inflammation markers to predict COVID-19 prognosis. Front Immunol. 2021;12:741061. DOI:10.3389/fimmu.2021.741061
________________________________________________
1. Profilaktika, diagnostika i lechenie novoi koronavirusnoi infektsii 2019-nCoV. Vremennye metodicheskie rekomendatsii Ministerstva zdravookhraneniia Rossiiskoi Federatsii. 2021. Versiia 12 (in Russian).
2. Hollak CE, van Weely S, van Oers MH, Aerts JM. Marked elevation of plasma chitotriosidase activity. A novel hallmark of Gaucher disease. J Clin Investigat. 1994;93(3):1288-92. DOI:10.1172/JCI117084
3. Malaguarnera L, Di Rosa M, Zambito AM, et al. Chitotriosidase gene expression in Kupffer cells from patients with non-alcoholic fatty liver disease. Gut. 2006;55(9):1313-20. DOI:10.1136/gut.2005.075697
4. Profilaktika, diagnostika i lechenie novoi koronavirusnoi infektsii 2019-nCoV. Vremennye metodicheskie rekomendatsii Ministerstva zdravookhraneniia Rossiiskoi Federatsii. 2020. Versiia 9 (in Russian).
5. Kimura Y, Nakai Y, Shin J, et al. Identification of serum prognostic biomarkers of severe COVID-19 using a quantitative proteomic approach. Nature. 2021;11:20638. DOI:10.1038/s41598-021-98253-9
6. Fusetti F, Pijning T, Kalk KH, et al. Crystal structure and carbohydrate-binding properties of the human cartilage glycoprotein-39. J Biol Chem. 2003;278(39):37753-60. DOI:10.1074/jbc.M303137200
7. Hakala BE, White C, Recklies AD, et al. Human cartilage gp-39, a major secretory product of articular chondrocytes and synovial cells, is a mammalian member of a chitinase protein family. J Biol Chem. 1993;268(34):25803-10.
8. Kzhyshkowska J, Gratchev A, Goerdt S, et al. Human chitinases and chitinase-like proteins as indicators for inflammation and cancer. Biomark Insights. 2007;2:128-46.
9. Gooday GW. Aggressive and defensive roles for chitinases. Exs. 1999;87:157-69. DOI:10.1007/978-3-0348-8757-1_11
10. Elmonem MA, van den Heuvel LP, Levtchenko EN, et al. Immunomodulatory Effects of Chitotriosidase Enzyme. Enzyme Res. 2016;2016:2682680. DOI:10.1155/2016/2682680
11. James AJ, Reinius LE, Verhoek M, et al. The chitinase proteins YKL-40 and chitotriosidase are increased in both asthma and COPD. Am J Respir Crit Care Med. 2015;193(2). DOI:10.1164/rccm.201504-0760OC
12. Di Rosa M, Mangano K, De Gregorio C, et al. Association of chitotriosidase genotype with the development of non-alcoholic fatty liver disease. Hepatol Res. 2013;43(3):267-75. DOI:10.1111/j.1872-034X.2012.01063.x
13. Skvortsov A, Balakhonov A, Panferov A, et al. Chitotriosidase Activity in Lung Injury Associated with Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Am J Respir Crit Care Med. 2021;203(9):A1288.
14. Renkema GH, Boot RG, Strijland A, et al. Synthesis, sorting, and processing into distinct isoforms of human macrophage chitotriosidase. Euro J Biochem. 1997;244(2):279-85. DOI:10.1111/j.1432-1033.1997.00279.x
15. Diao B, Wang C, Tan Y, et al. Reduction and functional exhaustion of t cells in patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). Front Immunol. 2020;11:827. DOI:10.3389/fimmu.2020.00827
16. de Jager CP, Wever PC, Gemen EF, et al. The neutrophil-lymphocyte count ratio in patients with community-acquired pneumonia. PLoS One. 2012;7:e46561.
17. Russell CD, Parajuli A, Gale HJ, et al. The Utility of Peripheral Blood Leucocyte Ratios as Biomarkers in Infectious Diseases: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Infect. 2019;78(5):339-48. DOI:10.1016/j.jinf.2019.02.006
18. Li X, Liu C, Mao Z, et al. Predictive Values of Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio on Disease Severity and Mortality in COVID-19 Patients: A Systematic Review and Meta-Analysis. Crit Care. 2020;24(1):647. DOI:10.1186/s13054-020-03374-8
19. Eslamijouybari M, Heydari K, Maleki I, et al. Neutrophil-To-Lymphocyte and Platelet-To-Lymphocyte Ratios in COVID-19 Patients and Control Group and Relationship With Disease Prognosis. Caspian J Intern Med. 2020;11(Suppl. 1):531-5. DOI:10.22088/cjim.11.0.531
20. Karimi A, Shobeiri P, Kulasinghe A, Rezaei N. Novel systemic inflammation markers to predict COVID-19 prognosis. Front Immunol. 2021;12:741061. DOI:10.3389/fimmu.2021.741061
1 ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет), Москва, Россия;
2 ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова», Москва, Россия
*mar-shhelkanovceva@yandex.ru
________________________________________________
Ekaterina S. Schelkanovtseva*1, Olga Iu. Mironova1, Kirill A. Solovev1, Elizaveta A. Berestova1, Alexander A. Balakhonov1, Ilya O. Nagornov2, Victor V. Fomin1, Alexandr S. Panferov1
1 Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscow, Russia;
2 Bochkov Research Centre for Medical Genetics, Moscow, Russia
*mar-shhelkanovceva@yandex.ru