The clinical significance of insulin-like growth factor-1 and cystatin C in predicting the risk of developing complications of chemoresistant pulmonary tuberculosis in patients undergoing palliative treatment

Abstract

In contemporary Ukraine, the urgency of pulmonary chemoresistant tuberculosis (CRTB) problem is evident as it is the cause of severe clinical condition, subjective and functional disorders causing disease-specific distress in patients. This disease is a com¬mon cause of palliative treatment (PT) for patients requiring professional medical care. The goal of PT for patients with pulmonary CRTB should be to improve the quality of life (QoL) by priority of stress reduction which occurred as a result of the underlying disease complications. The purpose – to evaluate the clinical relevance of insulin-like growth factor-1 (IGF-1) and cystatin C for predicting the risk of pulmonary CRTB complications among patients in PT. Materials and methods. The study enrolled 81 patients with pulmonary CRTB who were treated in a Communal Institution “Zaporizhzhia Regional Hospital” and a Specialized Tuberculosis Hospital at the State Institution “Sophia penal colony (№ 55)” of the Ministry of Justice of Ukraine in the Zaporizhzhia Region. All patients (100 %) were male. The main group consisted of 52 patients receiving PT, the average age was 35.0 (28.0; 51.7) years. The control group included 29 patients receiving antimyco¬bacterial therapy (AMBT) by category 4 according to the drug resistance profile. Study groups were age- and gender-matched. Serum levels of cystatin C and IGF-1 were measured by an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) with an immunoassay reader “Sirio S” using the kit “Human Cystatin C ELISA BioVendor Research and Diagnostic Products” (ng/ml; Czech Republic) and “Human IGF-1 ELISA” (ng/ml, Germany), respectively. The measurements were performed in the Immuno-enzymatic Laboratory of the Training Medical Laboratory Center of ZSMU. Results. Among the patients with pulmonary CRTB who received the PT, high inflammatory process activity, pronounced decrease in the quality of life and underweight as well as decrease in serum concentrations of cystatin C and IGF-1 were determined 1 month after the beginning of inpatient treatment. It was found that palliative patients who died the following month after being treated in the hospital compared to those who continued the PT, showed 1,6 times increased serum level of TNF-α, a tendency to further decrease in both cystatin C and IGF-1 serum levels to 1572.8 (911.6; 2278.8) ng/ml and 5.0 (2.1; 6.4) ng/ml, respectively. The decrease in serum concentrations of these indicators was significantly correlated with all the studied parameters in palliative patients with pulmonary CRTB both, who continued the treatment and who died. At the same time, in palliative patients who died, a decrease in serum levels of cystatin C and IGF-1 was strongly correlated with a decrease in the quality of life: (r = 0.927; P = 0.01) and (r = 0.820; P = 0.01), respectively. The average body mass index (BMI) was 18.0 (15.8; 20.1) kg/m2 in these patients indicating the prevalence of underweight among them, and the high direct correlation between BMI and low serum concentrations of IGF-1 (r = 0.986; P = 0.01) and cystatin C (r = 0.728; P = 0.05) was indicative of a close relationship between cachexia and a decrease in the levels of anabolic processes impairment biochemical marker (IGF-1) and early marker of heart failure (cystatin C). Autopsy-identified causes of these patients death were heart failure and cachexia on the background of a specific process. A direct correlation was also found between decreased serum concentrations of IGF-1 and cystatin C in palliative patients with pul¬monary CRTB both, who continued the treatment and those who died: (r = 0.901; P = 0.01) and (r = 0.732; P = 0.05), respectively. Conclusions. Determination of IGF-1 and cystatin C serum concentrations has a great clinical significance in predicting the risk of complications such as heart failure and cachexia in patients with pulmonary CRTB receiving palliative treatment. Нині в Україні не викликає сумніву актуальність проблеми хіміорезистентного туберкульозу (ХРТБ) легень, який є причиною розвитку тяжкого клінічного стану, розвитку суб’єктивних розладів і тяжких функціональних порушень, що призводить до страждань хворого. Це захворювання є частою причиною призначення пацієнту паліативного лікування (ПЛ), що потребує професійної паліативної допомоги. Метою паліативної допомоги хворим на ХРТБ легень має бути поліпшення якості життя (ЯЖ) передусім шляхом зменшення страждань, які виникли внаслідок розвитку ускладнень основного захворювання. Мета роботи – оцінювання клінічного значення ІФР-1 і цистатину С у прогнозуванні ризику розвитку ускладнень ХРТБ легень у хворих, які отримують паліативне лікування. Матеріали та методи. Обстежили 81 хворого на ХРТБ легень, які перебували на лікуванні в КУ «Запорізька обласна лікар¬ня» та спеціалізованій туберкульозній лікарні при ДУ «Софіївська виправна колонія (№ 55)» Міністерства юстиції України в Запорізькій області. Усі пацієнти (100 %) – чоловічої статі. Основна група – 52 особи, які отримували ПЛ, середній вік – 35,0 (28,0; 51,7) року. У групу порівняння ввійшли 29 пацієнтів, які отримували антимікобактеріальну терапію за категорією 4 відповідно до профілю медикаментозної резистентності. Дослідження рівнів цистатину С, ІФР-1 у сироватці крові виконали методом твердофазного імуноферментного аналізу на приладі імуноферментний рідер Sirio S, застосовуючи такі набори: для цистатину С – «Human Cystatin C ELISA BioVendor Research and Diagnostic Products» (Czech Republic), (нг/мл); для ІФР-1 – «Human IGF-1 ELISA» (Germany), (нг/мл). Дослідження виконали в лабораторії імуноферментних досліджень навчального медико-лабораторного центру ЗДМУ. Результати. У хворих на ХРБТ легень, які отримували паліативне лікування, через 1 місяць від початку стаціонарного лікування визначили високу активність запального процесу, різке зниження якості життя, дефіцит маси тіла на тлі зниження концентрацій у сироватці крові цистатину С та ІФР-1. У паліативних хворих, які померли уже через 1 місяць від початку стаціонарного лікування, визначена тенденція до вищого в 1,6 раза рівня TNF-α у сироватці крові, тенденція до зниження в сироватці крові рівнів цистатину С до 1572,8 (911,6; 2278,8) нг/мл та ІФР-1 до 5,0 (2,1; 6,4) нг/мл. У паліативних хворих на ХРТБ легень (і тих, які продовжують ПЛ, і в осіб, які померли) встановлена вірогідна кореляційна залежність зниження концентрацій цих показників у сироватці крові від усіх досліджуваних показників. У паліативних хворих, які померли, була сильніша кореляційна залежність рівнів цистатину С та ІФР-1 у сироватці крові та зниження якості життя: r = 0,927, р = 0,01 і r = 0,820, р = 0,01 відповідно. Середній показник ІМТ = 18,0 (15,8; 20,1) кг/м2 у цих пацієнтів вказує на переважання дефі¬циту маси тіла, а висока пряма кореляційна залежність ІМТ із низькими концентраціями в сироватці крові ІФР-1 (r = 0,986; р = 0,01) та цистатину С (r = 0,728; р = 0,05) свідчить про тісний зв’язок кахексії зі зниженням рівнів біохімічного маркера погіршення анаболічних процесів (ІФР-1) і раннього маркера серцевої недостатності (цистатину С). Результати розтину цих пацієнтів свідчать, що причинами смерті були серцева недостатність і кахексія на тлі специфічного процесу. Пряма кореляційна залежність у паліативних хворих на ХРТБ легень – тих, які продовжують ПЛ, та осіб, які померли – встанов¬лена між зниженнями концентрацій у сироватці крові ІФР-1 і цистатину С: r = 0,901, р = 0,01 і r = 0,732, р = 0,05 відповідно. Висновки. Визначення концентрацій ІФР-1 і цистатину С у сироватці крові має важливе клінічне значення у прогнозу¬ванні ризику розвитку таких ускладнень, як кахексія та серцева недостатність у хворих на ХРТБ легень, які отримують паліативне лікування. В Украине не вызывает сомнения актуальность проблемы химиорезистентного туберкулеза (ХРТБ) легких, который является причиной развития тяжелого клинического состояния, развития субъективных расстройств и тяжелых функциональных нарушений, что приводит к страданиям больного. Это заболевание – частая причина назначения пациенту паллиативного лечения (ПЛ), требует профессиональной паллиативной помощи. Целью паллиативной помощи больным ХРТБ легких должно быть улучшение качества жизни (КЖ) в первую очередь путем уменьшения страданий, которые возникли в ре¬зультате развития осложнений основного заболевания. Цель работы – оценка клинической значимости ИФР-1 и цистатина С в прогнозировании риска развития осложнений ХРТБ легких у больных, находящихся на паллиативном лечении. Материалы и методы. Обследовали 81 больного ХРТБ легких, находившихся на лечении в КУ «Запорожская област¬ная больница» и специализированной туберкулезной больницы при ГУ «Софиевская исправительная колония (№ 55)» Министерства юстиции Украины в Запорожской области. Все пациенты (100 %) были мужского пола. Основную группу составили 52 больных, находившихся на ПЛ, средний возраст – 35,0 (28,0; 51,7) года. В группу сравнения вошли 29 пациентов, получавших антимикобактериальную терапию по категории 4 в соответствии с профилем медикаментозной резистентности. Исследование уровней цистатина С, ИФР-1 в сыворотке крови проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа на приборе иммуноферментный ридер Sirio S с применением наборов: для цистатина С – «Human Cystatin C ELISA BioVendor Research and Diagnostic Products» (Czech Republic), (нг/мл), для ИФР-1 – «Human IGF-1 ELISA» (Germany), (нг/мл). Исследования проводили в лаборатории иммуноферментных исследований учебного медико-лабораторного центра ЗГМУ. Результаты. У больных ХРБТ легких, находившихся на паллиативном лечении, через 1 месяц после начала стационар¬ного лечения определена высокая активность воспалительного процесса, резкое снижение качества жизни, дефицит массы тела на фоне снижения концентрации в сыворотке крови цистатина С и ИФР-1. У паллиативных больных, умер¬ших уже через 1 месяц после начала стационарного лечения, установлена тенденция к повышению в 1,6 раза уровня TNF-α в сыворотке крови, тенденция к дальнейшему снижению в сыворотке крови уровней цистатина С до 1572,8 (911,6; 2278,8) нг/мл и ИФР-1 до 5,0 (2,1; 6,4) нг/мл. У паллиативных больных ХРТБ легких (и у тех, которые продолжают ПЛ, и у умерших) определена достоверная корреляционная зависимость снижения концентраций этих показателей в сыворотке крови от всех исследуемых показателей. У умерших паллиативных больных отмечена более сильная корреляционная связь снижения уровней цистатина С и ИФР-1 в сыворотке крови со снижением качества жизни: r = 0,927, р = 0,01 и r = 0,820, р = 0,01 соответственно. Средний показатель ИМТ = 18,0 (15,8; 20,1) кг/м2 у этих пациентов указывает на преобладание дефицита массы тела, а высокая прямая корреляционная зависимость ИМТ с низкими концентрациями в сыворотке крови ИФР-1 (r = 0,986, р = 0,01) и цистатина С (r = 0,728; р = 0,05) указывает на тесную связь кахексии со снижением уровней биохимического маркера ухудшения анаболических процессов (ИФР-1) и раннего маркера сердечной недостаточности (цистатина С). Данные вскрытия этих пациентов свидетельствуют, что причинами смерти были сердечная недостаточность и кахексия на фоне специфического процесса. Установлена прямая корреляционная зависимость у паллиативных больных ХРТБ легких – и продолжающих ПЛ, и умерших – между снижением концентраций в сыворотке крови ИФР-1 и цистатина С: r = 0,901, р = 0,01 и r = 0,732, р = 0,05 соответственно. Выводы. Определение концентраций ИФР-1 и цистатина С в сыворотке крови имеет большое клиническое значение в прогнозировании риска развития таких осложнений, как кахексия и сердечная недостаточность у больных ХРТБ легких, которые находятся на паллиативном лечении.