Le niveau bas de plasma du peptide antimicrobien de cathelicidin hCAP prédit la mortalité augmentée de maladie infectieuse dans les patients subissant l’hémodialyse

Contexte Protéine antimicrobienne de la cathélicidine humaine hCAP est un peptide antimicrobien et immunomodulateur qui a des effets pléiotropes et est régulé par la vitamine D. L’administration d’analogues de la vitamine D a été associée à une diminution de la mortalité chez les patients atteints d’insuffisance rénale terminale. Nous avons réalisé une étude cas-témoin nichée dans une cohorte prospective de patients n =, débutant une hémodialyse incidente. Cas n = étaient ceux qui sont décédés d’une maladie infectieuse au cours de l’hémodialyse. an; patients témoins = n = étaient ceux qui ont survécu au moins une année pendant la dialyseRésultats Moyenne ± SD niveaux de base de hCAP dans les patients et les patients témoins étaient ± ng / mL et ± ng / mL, respectivement P = niveaux hCAP ont une corrélation modeste avec, – niveaux de dihydroxyvitamine D r =; P = mais pas avec les niveaux de -hydroxyvitamine D = -; P = Les patients ayant des taux de hCAP dans le tertile le plus bas présentaient un risque relatif accru de risque; % intervalle de confiance, – de décès attribuable à l’infection; après ajustement multivariable, cette relation reste statistiquement significative odds ratio; % d’intervalle de confiance, -Conclusions Chez les personnes qui entreprennent une hémodialyse chronique, de faibles taux de base de hCAP, une protéine antimicrobienne régulée par la vitamine D, sont indépendamment associés à un risque accru de décès attribuable à l’infection

La recherche immunologique traditionnelle s’est concentrée sur le système immunitaire adaptatif et sa capacité à générer des réponses ciblées contre les microbes envahissants. L’immunité innée, la défense antimicrobienne à large spectre qui complète des réponses plus spécifiques, a récemment attiré l’attention avec la découverte de peptides antimicrobiens AMPs. une composante majeure de la défense immunologique dans la plupart des organismes multicellulaires et ont une activité contre les bactéries gram-positives et gram-négatives, ainsi que certains virus et champignons AMP agissent en perturbant les membranes des cellules étrangères, reliant les résidus lipopolysaccharidiques, et recrutant des leucocytes [ ,,] Le développement de la résistance est rare Ces propriétés ont suscité l’enthousiasme quant à la possibilité que les AMP pourraient être utilisés à la place ou en complément des antibiotiques traditionnels, soit par administration exogène ou par manipulation de la production endogène Cathelicidines, l’une des principales familles d’AMP, c caractérisé par une proprotéine avec un domaine N-terminal de type cathelin et un domaine AMP C-terminal; la proprotéine est clivée par des protéases pendant l’activation pour libérer le peptide actif La proprotéine antimicrobienne de la cathélicidine humaine hCAP; également connu sous le nom de son peptide actif, LL- est la seule cathélicidine connue chez l’homme. Il est principalement trouvé dans les granules secondaires de neutrophiles et exprimé dans d’autres populations de leucocytes et une large gamme d’épithéliums squameux, et il est sécrété à haute niveaux de cellules myéloïdes dans la moelle osseuse dans la circulation systémique Les études in vitro avec LL synthétique ont démontré sa capacité à tuer rapidement une large gamme de bactéries, y compris Mycobacterium tuberculosis hCAP est capable de déclencher la libération de défensines l’autre classe majeure d’AMP inductibles et de fournir une protection dans les modèles animaux de septicémie Le gène codant hCAP est régulé par le récepteur de la vitamine D In vitro, l’administration de, -dihydroxyvitamine D est capable de stimuler les niveaux de hCAP dans un large gamme de tissus humains, y compris les kératinocytes, les monocytes, les neutrophiles et les cellules épithéliales bronchiques [,,] On a montré que les analogues topiques de la vitamine D stimulent les La stimulation des cellules monocytaires et macrophages par les récepteurs de type Toll entraîne une régulation positive du récepteur de la vitamine D et du cytochrome PB, l’enzyme qui convertit l’hydroxy-vitamine D circulante en hormone active, la dihydroxyvitamine D . résulte dans la régulation positive de hCAP et relie le métabolisme de la vitamine D à un bras large du système immunitaire innéHémodialyse est la modalité de remplacement rénal pour plus, les patients atteints de maladie rénale terminale ESRD aux États-Unis; cette population présente un risque élevé d’infections graves et de carence en vitamine D. Chez les personnes subissant une hémodialyse, la mortalité attribuable à l’infection est plus élevée que dans la population générale et représente la deuxième cause de mortalité dans ce groupe Une forte prévalence de l’utilisation de cathéters intraveineux contribue probablement au risque accru d’infection, mais ces patients sont également exposés à un risque accru d’infections non liées à l’accès, comme la pneumonie Les personnes atteintes d’IRT éprouvent une diminution de leur capacité à produire Par conséquent, nous avons émis l’hypothèse que les niveaux de hCAP au départ seraient corrélés avec les niveaux de vitamine D au début de l’hémodialyse et que les niveaux de hCAP seraient fortement liés à la mort subséquente attribuable à la dihydroxyvitamine D et ont souvent des niveaux déficients de son précurseur. infection

Matériaux et méthodes

Fresenius Medical Care a subi une vérification rigoureuse de l’assurance qualité et du contrôle de qualité Tous les échantillons de sang prélevés pour des soins cliniques ont été uniformément expédiés et traités par Spectra East Rockland, NJ, un laboratoire central accrédité. Les échantillons restants ont été expédiés sur glace aux enquêteurs de l’étude ArMORR, qui ont aliquoté et stocké les échantillons dans des réservoirs d’azote liquide. Cette étude a été approuvée par l’Institutional Review Board du Massachusetts General Hospital.De juillet à juin, les patients subissant une hémodialyse incidente ont été prospectivement Nous avons réalisé une étude cas-témoins nichée. Nous avons défini les patients comme étant décédés à la suite d’une infection dans l’année suivant l’instauration de l’hémodialyse et à contrôler les patients qui ont survécu pendant ⩾ année après la fin de l’hémodialyse. l’initiation de l’hémodialyse xposures, résultats et covariables La principale variable d’exposition était le taux de hCAP au départ, mesuré dans les échantillons prélevés quelques jours après le début de l’hémodialyse, avant le début du traitement par intraveineuse active de vitamine D. Après prélèvement, les échantillons de sang ont été congelés Pour cette étude, le taux plasmatique de hCAP a été mesuré par ELISA, comme décrit ailleurs Le test a une limite de détection de ng / mL avec un coefficient de variation intra- et inter-essai de ⩽% -hydroxyvitamine D et des niveaux de -dihydroxyvitamine D mesuré dans des échantillons prélevés au départ avec utilisation de techniques de dosage radio-immunologique disponibles dans le commerce DiaSorin Les coefficients de variation pour les mesures de -hydroxyvitamine D étaient de <% à des niveaux & lt; ng / mL Pour, -dihydroxyvitamine D, les coefficients de variation étaient de & lt;% aux niveaux & lt; Le niveau de p-dihydroxyvitamine D a été mesuré chez les patients du groupe témoin et chez les patients et le taux de -dihydroxyvitamine D a été mesuré chez les patients du groupe contrôle et chez les patients, selon la quantité d'échantillon disponible. Quatre-vingt-un patients avaient un échantillon plasmatique résiduel adéquat disponible pour l'analyse hCAP La majorité des cas n = ont été documentés avec la Classification statistique internationale des maladies et les problèmes de santé connexes Codes de la CIM de la septicémie, du choc septique et de la bactériémie Des patients supplémentaires ont été documentés avec les codes de la CIM pour le VIH; n =, pneumonie virale; n =, et la pneumonie; n = Dans les autres cas, les patients étaient des cas uniques d'échinococcose, de méningite à staphylocoque, d'endocardite aiguë, d'hépatite chronique et de gangrène. Des patients supplémentaires ayant survécu pendant au moins une année pendant l'hémodialyse ont servi de patients témoins infarctus du myocarde. Nous avons analysé plusieurs covariables, y compris l’âge, le sexe, la race, l’étiologie de l’insuffisance rénale, l’indice de masse corporelle, l’utilisation d’un cathéter pour l’accès au début de l’hémodialyse et la pression artérielle systolique et diastolique. Nous avons également analysé l’hémoglobine, l’albumine, l’hormone parathyroïdienne, le phosphore, le calcium, la ferritine et les taux de bicarbonate et le nombre de globules blancs, tel que mesuré au début de la dialyse. variables linéaires et classées en tertiles Lorsqu’elles sont disponibles, les taux d’hydroxy-vitamine D et de dihydroxyvitamine D ont également été analysés Analyse statistiqueNous avons utilisé le test exact de Fisher pour comparer les différences initiales de race, de cause d’ESRD et d’accès par hémodialyse par cathéter. Les tests t bilatéraux ont été utilisés pour comparer des variables continues.Pour identifier les covariables potentielles appropriées pour l’analyse multivariée, nous avons examiné les coefficients de corrélation de Spearman. Des tests t bilatéraux ont été utilisés pour comparer les niveaux de hCAP selon le sexe, la race, l’origine de l’IRT et l’accès hémodialysé. L’analyse principale consistait en une régression logistique conditionnelle univariée et multivariée pour identifier l’association du niveau hCAP avec le niveau primaire. Les régressions ont été conditionnées en utilisant l’âge et l’indice de masse corporelle qui ont été utilisés pour comparer les cas et les patients témoins. Les niveaux de hCAP ont été examinés en tant que facteurs de confusion. données continues, données binaires, et comme tertiles Après sélection n de notre modèle multivarié final, nous avons testé formellement la modification de la relation hCAP-mortalité en ajoutant des termes d’interaction pour la modalité d’accès, la cause de l’ESRD, le sexe, la race et le nombre de globules blancs dans des modèles distincts. échantillons Les analyses statistiques ont été effectuées en utilisant SAS, version SAS Institute

Résultats

Le statut du patient a été associé à des taux d’albumine plus bas et à une fréquence accrue de diabète sucré. Le taux de calcium sérique, corrigé pour le taux d’albumine de base , ne différait pas entre les patients et les patients témoins. différences significatives entre les taux de base et d’hémoglobine ou d’hormone parathyroïdienne entre les patients et les patients du groupe témoin L’utilisation des cathéters d’hémodialyse était marginalement, quoique non statistiquement significative, plus fréquente chez les patients que chez les patients témoins% vs%, P =

Caractéristiques des lignes de base des patients et des patients du groupe témoinAssociation entre les taux de vitamine D et de hCAP-Hydroxyvitamine D étaient – ng / mL, avec un niveau médian de ng / mL Aucune corrélation n’a été trouvée entre – taux d’hydroxyvitamine D et taux de hCAP r = -; P = En revanche, les niveaux de -dihydroxyvitamine D semblent corréler positivement avec les niveaux de hCAP, bien que cette relation soit de signification statistique limite r =; P = Il est à noter que la majorité des patients présentaient des taux insuffisants de -hydroxyvitamine. ng / mL ou, -dihydroxyvitamine D% des patients avaient des niveaux & lt; taux de pg / mLhCAP et mortalité -annéeSorensen et al ont déterminé les niveaux moyens ± SD de hCAP plasmatique chez des volontaires sains normaux au Danemark n = être ± ng / mL, et les niveaux individuels de hCAP ont varié de – ng / mL. Comme la hCAP n’a pas été déterminée pour différentes populations ou états pathologiques, aucune «valeur normale» réelle n’a été établie. Dans cette étude, les niveaux de base ± SD de hCAP étaient de ± ng / mL pour l’ensemble de la population, soit ~% Dans cette étude, les niveaux de hCAP ont été divisés en tertiles sur la base de la distribution entre les patients témoins. Il n’y avait pas de différence significative entre les tertiles hCAP et en ce qui concerne la mort attribuable à l’infection, par conséquent, hCAP a été classé comme faible tertiles ou tertiles supérieurs élevés pour une analyse subséquente La proportion d’individus qui ont survécu pendant l’année après le début de l’hémodialyse était significativement plus faible dans le tertile inférieur par rapport aux tertiles supérieurs % contre %; P = Figure

Figure Vue largeTéléchargement de chaque patient dans chaque tertile de cathétéridin humain protéine antimicrobienne hCAP niveaux qui ont survécu pendant au moins l’année tout en subissant hémodialyse patients témoins Les sujets restants sont décédés en raison de l’infection dans l’année après l’initiation des patients cas d’hémodialyse Individus dans le plus faible tertile des niveaux hCAP avait moins de chance de survie que les sujets dans les tertiles ou P = Il n’y avait pas de différence significative dans la mortalité entre les tertiles et P = Tertiles sont basés sur la distribution des niveaux de hCAP parmi les patients contrôles Niveaux hCAP tertiles, – ng / mL n =; taux de hCAP tertile, – ng / mL n =; Niveaux de hCAP tertiles, ng / mL n = Figure Voir grandDownload slidePourcentage d’individus dans chaque tertile de cathétéridin humain protéine antimicrobienne hCAP niveaux qui ont survécu pendant au moins l’année tout en subissant des patients hémodialysés de contrôle Les sujets restants sont morts à cause de l’infection dans l’année après l’initiation de l’hémodialyse Les individus dans le tertile le plus bas des niveaux de hCAP avaient une chance de survie plus faible que les sujets dans les tertiles ou P = Il n’y avait pas de différence significative de mortalité entre les tertiles et P = Tertiles sont basés sur la distribution des niveaux de hCAP parmi les patients contrôles. niveaux, – ng / mL n =; taux de hCAP tertile, – ng / mL n =; Niveaux hCAP tertiles, – ng / mL n = Plusieurs facteurs démographiques et de laboratoire de base ont été examinés pour déterminer s’ils avaient une influence sur les niveaux de hCAP chez les patients témoins Les patients plus âgés avaient des niveaux de hCAP légèrement plus faibles r = -; P = Il y avait une association inverse entre les niveaux de hCAP et de bicarbonate r = -; P & lt; Une augmentation du taux de hCAP était positivement associée à un indice de masse corporelle plus élevé r =; P = et augmentation des niveaux de phosphore r =; P & lt; L’association la plus forte était entre des niveaux de hCAP plus élevés et des comptes de globules blancs plus élevés r =; P & lt; Les niveaux de hCAP étaient plus élevés chez les individus pour lesquels le diabète était une cause de taux moyen de hCAP [± SD], ± vs ± ng / mL; P =, mais les niveaux ne différaient pas selon le sexe, la race ou la présence d’un cathéter pour l’accès à la dialyse Il n’y avait aucune association entre les niveaux de hCAP et les pressions artérielles diastoliques ou systoliques ou les taux d’albumine, d’hormone parathyroïdienne ou de ferritine. de tous les prédicteurs significatifs de hCAP, les seuls prédicteurs indépendants étaient le niveau de bicarbonate b = -; P = et nombre de WBC b =; P & lt; Dans l’analyse univariée du résultat clinique, des taux de hCAP plus bas ont été prédictifs d’un risque accru de décès attribuable à l’infection. Pour une analyse multivariée tenant compte du sexe, de la race, de la cause de l’IRT, des taux d’albumine de base et des facteurs de laboratoire de base corrélés au taux de hCAP [nombre de globules blancs et de phosphore et bicarbonate], les faibles taux de hCAP sont demeurés prédictifs mortalité OU, % IC, – Parmi les autres covariables dans le modèle, seul le niveau d’albumine était indépendamment prédictif de la mortalité OU, augmentation par g / dL; % IC, – L’utilisation du cathéter ne répondait pas aux critères d’inclusion dans le modèle multivarié et, lorsqu’elle était testée, n’agissait pas comme un facteur de confusion significatif du changement de relation hCAP-mortalité dans la RC, &%% Lorsque le modèle multivarié était ajusté niveau de -dihydroxyvitamine D qui nécessitait l’utilisation du plus petit échantillon de patients pour lesquels ces valeurs étaient disponibles, le taux de hCAP est resté indépendamment prédictif de la mortalité OU; % CI, – table

Tableau View largeTélécharger slideHuman cathelicidin protéine antimicrobienne hCAP et mortalité annuelle associée à l’infectionTable View largeTélécharger slideHuman cathelicidin protéine antimicrobienne hCAP et mortalité annuelle associée à l’infectionComme le nombre de globules blancs était le plus étroitement lié à toutes les covariables avec le niveau hCAP, nous avons examiné les facteurs démographiques et de laboratoire. leur capacité à prédire le nombre de WBC dans un modèle de régression linéaire multivariée avec un niveau hCAP L’accès par hémodialyse par cathéter était le seul prédicteur supplémentaire du nombre de globules blancs identifié avec un effet indépendant du niveau hCAPIl n’y avait aucune preuve de modification d’effet pour cette relation par modalité d’accès En dépit de la forte association entre les numérations leucocytaires et les taux de hCAP, le nombre de globules blancs eux-mêmes n’était pas prédictif de la mortalité P = et il n’y avait aucune preuve de modification des effets sur la relation entre taux de hCAP et mortalité pour l’interaction, P =

Discussion

m, suggère qu’une étude plus poussée est justifiée pour étudier plus directement le rôle potentiel de la hCAP dans la réduction des complications infectieuses chez les patients dialysés et autres populations à haut risque. Le rôle de la vitamine D dans la biologie de cette protéine antimicrobienne la capacité de la -dihydroxyvitamine D à réguler directement l’expression de la hCAP au niveau génétique La stimulation du récepteur de type Toll provoque une régulation positive de la α-hydroxylase et du récepteur de la vitamine D, entraînant une augmentation de la production locale de La dihydroxyvitamine D et, par conséquent, la hCAP Ainsi, les taux de hCAP pourraient être liés aux réserves de vitamine D, à l’infection sous-jacente ou à une combinaison des deux. de hCAP avait un risque de mortalité réduit, plutôt qu’élevé, attribuable à l’infection. Certaines personnes avec une hCAP élevée Les études qui manipulent directement les niveaux de hCAP pourraient révéler un effet plus puissant sur les résultats que celui observé dans cette étude observationnelle. Le lien entre la vitamine D et hCAP suggèrent que la thérapie de vitamine D pourrait être un mécanisme potentiel pour augmenter les niveaux de hCAP et potentiellement réduire le risque d’infection Bien que nous n’ayons pas trouvé d’association avec les niveaux de -hydroxyvitamine D et hCAP dans notre étude, -dihydroxyvitamine et hCAP, qui peuvent être plus pertinents dans la population ESRD chez laquelle l’activité de la α-hydroxylase est significativement réduite Notre capacité à détecter ces associations a été limitée par la forte prévalence de la carence en vitamine D, présente chez la majorité de nos patients En outre, des études in vitro ont démontré que la relation entre les niveaux de vitamine D et hCAP est forte t pendant l’inflammation active ; Dans notre étude, seuls les niveaux de pré-inclusion de la hCAP ont été mesurés. Malgré les limites des études observationnelles, la régulation de la hCAP par la vitamine D a été bien établie dans des expériences contrôlées [,,,] Les résultats de cette étude soulèvent la possibilité que cet effet puisse être en partie médié par hCAP Important, l’association de hCAP avec la mortalité dans les modèles multivariés n’a pas été éliminée par ajustement pour les patients sous hémodialyse. , -dihydroxyvitamine D, qui suggère que la hCAP n’est pas simplement un marqueur du statut en vitamine D Bien qu’il soit possible que la vitamine D puisse également influencer l’immunité par des facteurs autres que la hCAP, la hCAP semble être plus directement liée à la survie. être important dans les futurs essais randomisés d’analogues de la vitamine D pour élucider les mécanismes sous-jacents de prévention de la maladie. En plus de son association avec la réduction de la mortalité toutes causes confondues, la thérapie de la vitamine D a également été liée à la réduction de la mortalité cardiovasculaire chez les patients subissant une hémodialyse Il est intéressant de noter que la hCAP a été détectée. Les liens entre les maladies cardiovasculaires et la hCAP restent un sujet d’étude futureSur toutes les covariables mesurées, l’hCAP était le plus fortement et indépendamment associé au nombre de globules blancs. La source de l’hCAP circulante n’est pas encore connue Cette relation peut refléter une activité myélopoïétique car la moelle osseuse est la principale source de hCAP dans le plasma Malgré cette association, les taux de hCAP sont restés prédictifs d’une mortalité indépendante du nombre de globules blancs, suggérant que les taux de hCAP ne sont pas simplement un marqueur de production leucocytaire. Les niveaux de hCAP ont été mesurés au début de f dialyse, les différences de survie selon le niveau de hCAP étaient évidentes après l’année de suivi Le taux de hCAP de base, mesuré avant le début de l’infection connue, pourrait représenter une mesure de la santé du système immunitaire reflétant la susceptibilité future à l’infection. les niveaux de hCAP pourraient servir à guider le traitement des patients dialysés, par exemple en minimisant l’accès par cathéter ou en abaissant le seuil d’utilisation des antibiotiques. Une évaluation plus approfondie de hCAP bénéficiera de l’identification d’agents capables de moduler les niveaux systémiques de hCAP. Si hCAP est directement responsable de l’augmentation de la survie, un traitement par hCAP ou des agents qui influencent les taux de hCAP pourraient être des compléments attrayants de l’antibiothérapie traditionnelle à une époque. où la résistance aux antibiotiques devient de plus en plus répandue

Remerciements

Nous remercions Charlotte Horn Rigshospitalet; Copenhague, Danemark et Centre médical Wai Man Lio Cedars-Sinaï; Los Angeles, CA pour leur assistance techniqueSupport financierNational Kidney Foundation à l’IB et aux National Institutes of Health RAI- à AFGPotentiel de conflits d’intérêtsTous les auteurs: pas de conflits