Vai trò của cytokines trong tiên lượng sốc sốt xuất huyết Dengue ở trẻ em

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 4 * 2014 Chuyên Đề Nhi Khoa 28 VAI TRÒ CỦA CYTOKINES TRONG TIÊN LƯỢNG SỐC SỐT XUẤT HUYẾT DENGUE Ở TRẺ EM Trần Thanh Hải*, Tạ Văn Trầm*, Bùi Quốc Thắng** TÓM TẮT Mục tiêu: Xác định vai trò của cytokine trong tiên lượng sốc SXHD. Phương pháp: Đoàn hệ tiền cứu. Kết quả: Tăng IL-10, IL-6, IL-2 gặp trong đa số bệnh nhân (>67%) và chỉ 0,43% (thấp nhất) bệnh nhân có tăng IL-12. Nồng độ IL-2, IL-4, IL-13 và TNF-α cao nhất trong nhiễm DENV-1, tiếp theo là nhiễm DENV-3, thấp nhất là DENV-2. Nồng độ IL-12 giảm dần theo ngày sốt của bệnh nhân SXHD. Không có mối liên quan giữa nồng độ các cytokine ngày đầu nhập viện với tình trạng sốc trên bệnh nhân SXHD. Kết luận: Nồng độ các cytokine ngày đầu nhập viện (sốt ít hơn 72 giờ) không có ý nghĩa tiên lượng sốc SXHD. Từ khóa: Sốt xuất huyết Dengue, cytokine. ABSTRACT ROLE OF CYTOKINES IN PROGNOSIS OF DENGUE SHOCK SYNDROME IN CHILDREN Tran Thanh Hai, Ta Van Tram, Bui Quoc Thang * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 4- 2014: 28 - 32 Objectives: To determine the role of cytokines in prognosis of shock DHF in children. Methods: Prospective cohort. Results: Increasing of IL-10, IL-6, IL-2 was metinalmost of patients (>67%) and only 0.43% (lowest) patients with increasing of IL-12. The concentration ofIL-2, IL-4, IL-13 and TNF-α are highest in DENV-1 infected patients, followed by DENV-3 infection, DENV-2 is the lowest. IL-12 concentration decreases with day so ffever DHF patients. There is no correlation between the concentrations of cytokines in the first day of hospitalization with shock status in patients with DHF. Conclusions: The concentration of cytokines in the first day of hospitalization (fever less than 72 hours) cannot use for prognostic of DSS. Keywords: Denguehemorrhagic fever, cytokine. ĐẶT VẤN ĐỀ SXHD mặc dù với tỉ lệ tử vong thấp, vẫn được đánh giá là một trong những bệnh lây truyền qua động vật chân đốt chiếm tỉ lệ cao nhất và là bệnh đặc hữu ở hơn 120 quốc gia trên thế giới thuộc vùng nhiệt đới và cận nhiệt, với 55% dân số thế giới có nguy cơ bị nhiễm bệnh(8). Bệnh đã tồn tại trong gần thế kỷ qua, bệnh sinh của SXHD vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn và yếu tố quyết định chính của sự hình thành của các thể bệnh nặng vẫn chưa được xác định rõ ràng, gần đây có ý kiến cho rằng các cytokine khác nhau có thể có một vai trò trong quá trình này. Thực tế là hệ thống cytokine là rất phức tạp và không được hiểu sáng tỏ hoàn toàn trong bệnh SXHD, các phân tử này dường như là những chỉ điểm thú vị có liên quan đến mức độ nặng và tiên lượng bệnh(4). ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thiết kế nghiên cứu Đoàn hệ tiền cứu. * Bệnh viện Đa khoa Tiền Giang, ** Đại học Y Dược TPHCM Tác giả liên lạc: PGS.TS Tạ Văn Trầm ĐT: 0913 771 779 Email:tavantram@gmail.com Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 4 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Nhi Khoa 29 Đối tượng nghiên cứu Bệnh nhân nhập Bệnh viện Đa khoa Tiền Giang hội đủ điều kiện là từ 18 tháng đến 18 tuổi, có tiền sử sốt ít hơn 72 giờ và được các bác sĩ điều trị nghĩ nhiều là bệnh SXHD từ 12/2007 đến11/2009. Cỡ mẫu được xác định theo công thức: Trong đó: Độ tin cậy mong muốn được chọn là 95%. α: sai lầm loại 1 là 0,05 Z (1-α/2) = 1,96. β: là sai lầm loại 2, β = 10% Z (1-β) = 1,28. P1: xác suất sốc SXHD nhóm có tăng nồng độ cytokin (0,63)(5). P2: xác suất không sốc ở nhóm tăng nồng độ cytokin (0,09)(5). P = (p1 + p2)/2
N = 15: vậy cần ít nhất 15 bệnh nhân cho 2 nhóm SXHD không sốc và SXHD có sốc, nhưng theo Nguyễn Thanh Hùng(6), tỉ lệ sốc là 26,7%, nên cỡ mẫu tối thiểu cần có là N ≥ 75. Các bước thực hiện: +Mỗi bệnh nhân có một mẫu máu tĩnh mạch rút ra vào ngày nhập viện và hàng ngày sau đó trong bệnh viện đến khi xuất viện. +Xét nghiệm huyết thanh học IgM/IgG ELISA (bằng thử nghiệm anti- DENVIgM/IgGELISA), RT-PCR và NS1 ELISA đã được sử dụng để xác nhận tất cả các trường hợp nhiễm bệnh SXHD. Các trường hợp này sau đó sẽ được đo nồng độ cytokines. +Phát hiện cytokine bởi multiplex micro- bead immunoassay: trong bộ xét nghiệmnày phát hiện 10 loại cytokines: IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-13, IFN-γ and TNF-α. Bảng 1:Ngưỡng giá trị tăng của các cytokines dựa theo nghiên cứu của Nguyễn Thanh Hùng(6) và Giulio Kleiner(4) ở trẻ em. Cytokine IL-1 IL-2 IL-4 IL-5 IL-6 IL-10 IL12-p70 IL-13 TNF-α IFN-γ (pg/ml) 4,04 ± 3,53 1,8 ± 2,4 0,2 ± 0,5 3,1 1,4 ± 2,2 0,3 ± 0,9 34,5 12 ± 5 0,8 ± 1,2 4,1 ± 5,8 Xử lý và phân tích dữ liệu Phần mềm STATA 10.0. KẾT QUẢ Từ 12/2007 đến 11/2009 có 234 bệnh nhân được xác nhận huyết thanh học nhiễm virus Dengue (DENV) đượcđưa vào nghiên cứu. Bảng 2: Đặc điểm mẫu nghiên cứu Đặc điểm n % Độ nặng của bệnh SXHD không sốc 219 93,59 SXHD có sốc 15 6,41 Tình trạng nhiễm DENV Sơ nhiễm 55 23,50 Tái nhiễm 179 76,50 Ngày sốt khi bệnh nhân nhập viện Ngày 1 18 7,69 Ngày 2 97 41,45 Ngày 3 119 50,85 Phân bố bệnh nhân theo type DENV DENV-1 143 61,11 DENV-2 35 14,96 DENV-3 55 23,50 DENV-4 01 0,43 Bảng 3: Tỉ lệ bệnh nhân có tăng cytokines trong ngày đầu nhập viện Cytokin Tỉ lệ bệnh nhân có tăng cytokine (n, %) p SXHD không sốc n=219 SXHD có sốc n=15 Tổng cộng n= 234 IL-1 9 (4,11) 0 (0) 9 (3,85) 0,423 IL-2 151 (68,95) 08 (53,3) 159 (67,95) 0,21 IL-4 137 (62,56) 7 (46,67) 144 (61,54) 0,221 IL-5 88 (40,18) 6 (40) 94 (40,17) 0,989 IL-6 160 (73,06) 8 (53,3) 168 (71,79) 0,100 IL-10 163 (74,43) 8 (53,3) 171 (73,08) 0,075 IL-12 1 (0,46) 0 (0) 1 (0,43) 0,793 IL-13 61 (27,85) 4 (26,67) 65 (27,78) 0,921 INF-γ 122 (55,71) 8 (53,3) 130 (55,56) 0,858 TNF-α 100 (45,66) 5 (33,3) 105 (44,87) 0,353 Bảng 4: Nồng độ các cytokines đo được ngày đầu nhập viện Cytokin Nồng độ trung bình (pg/ml) Nồng độ tối đa (pg/ml) IL-1 1,237265 ± 2,640344 36,53 IL-2 11,96838 ± 15,75 72,6 IL-4 1,064188 ± 1,842224 20,43 IL-5 6,477863 ± 18,2812 154,74 IL-6 32,63923 ± 53,85879 528,45 IL10 25,98675 ± 70,26549 826,8 Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 4 * 2014 Chuyên Đề Nhi Khoa 30 Cytokin Nồng độ trung bình (pg/ml) Nồng độ tối đa (pg/ml) IL12 2,296966 ± 4,591996 57,23 IL13 10,19949 ± 12,63749 59,78 INF-γ 27,35927 ± 66,48916 534,06 TNF-α 0,9754701 ± 1,244713 12,29 Bảng 5: Liên quan giữa nồng độ cytokines và độ nặng của bệnh Cytokin Nồng độ trung bình (pg/ml) p SXH không sốc SXHD có sốc IL-1 1,25 ± 0,18 0,99 ± 0,31 0,48 Cytokin Nồng độ trung bình (pg/ml) p SXH không sốc SXHD có sốc IL-2 11,83 ± 1,02 13,90 ± 5,94 0,73 IL-4 1,06 ± 0,12 1,05 ± 0,43 0,98 IL-5 6,32 ± 1,23 8,67 ± 5,08 0,65 IL-6 30,18 ± 2,71 68,40 ± 37,93 0,33 IL-10 24,66 ± 4,62 45,28 ± 24,26 0,41 IL-12 2,34 ± 0,31 1,63 ± 0,53 0,66 IL-13 10,06 ± 0,82 12,14 ± 4,61 0,66 INF-γ 26,60 ± 4,40 38,43 ± 22,09 0,66 TNF-α 0,99 ± 0,08 0,69 ± 0,21 0,22 Bảng 6: Liên quan giữa nồng độ cytokines và type DENV Cytokine Nồng độ trung bình (pg/ml) p DENV-1 DENV-2 DENV-3 DENV-4 IL-1 1,50 ± 3,23 0,38 ± 0,65 1,09 ± 1,25 0 0,135 IL-2 14,39 ± 17,06 4,53 ± 10,68 10,61 ± 13,29 0 0,006 IL-4 1,32 ± 2,16 0,31 ± 0,81 0,88 ± 1,14 0 0,023 IL-5 6,89 ± 18,39 9,24 ± 28,37 3,76 ± 5,65 0 0,532 IL-6 34,63 ± 59,83 15,10 ± 33,51 39,21 ± 46,05 0 0,165 IL-10 25,16 ± 51,40 11,54 ± 29,70 37,79 ± 116,22 0 0,365 IL-12 2,71 ± 5,20 1,51 ± 4,89 1,74 ± 1,81 0 0,352 IL-13 12,11 ± 13,85 4,68 ± 7,83 8,90 ± 10,62 0 0,010 INF-γ 29,76 ± 66,61 3,06 ± 5,30 37,04 ± 82,94 0 0,101 TNF-α 1,11 ± 1,34 0,43 ± 0,74 0,97 ± 1,15 0 0,026 Bảng 7: Liên quan giữa nồng độ cytokines và ngày sốt Cytokin Nồng độ trung bình (pg/ml) p Ngày 1 Ngày 2 Ngày3 IL-1 1,43 ± 1,33 1,42 ± 3,78 1,05 ± 1,33 0,56 IL-2 16,43 ± 16,11 13,05 ± 16,68 10,40 ± 14,81 0,21 IL-4 1,47 ± 1,62 1,27 ± 2,40 0,83 ± 1,21 0,13 IL-5 13,72 ± 35,77 5,76 ± 14,89 5,96 ± 16,91 0,21 IL-6 52,45 ± 46,14 32,79 ± 66,92 29,51 ± 41,32 0,24 IL-10 15,32 ± 14,87 20,75 ± 43,93 31,86 ± 89,84 0,41 IL-12 5,60 ± 13,04 2,33 ± 3,62 1,76 ± 2,12 0,003 IL-13 13,61 ± 12,64 11,11 ± 13,23 8,93 ± 12,07 0,22 INF-γ 17,71 ± 22,29 27,27 ± 67,02 28,88 ± 70,61 0,80 TNF-α 1,2 ± 1,07 1,02 ± 1,46 0,90 ± 1,06 0,56 BÀN LUẬN Đặc điểm mẫu nghiên cứu Trong 234 bệnh nhân được xác nhận huyết thanh học nhiễm DENV và đo nồng độ cytokine, chúng tôi ghi nhận: Tỉ lệ bệnh nhân SXHD không sốc (93,59%) cao hơn nhiều tỉ lệ bệnh nhân SXHD có sốc (6,41%). Như vậy, tỉ lệ sốc SXHD của chúng tôi là thấp nhiều so với nghiên cứu của A.S. Mustafa(5), ghi nhận 58 ca SXHD không sốc (độ I-II) 69,1% và sốc SXHD (độ III 13 ca, độ IV 13 ca) 30,9%. Đa số bệnh nhân tái nhiễm DENV (76,5%), sơ nhiễm chiếm 23,5%. Kết quả này ngược lại với khảo sát của Yangbo Tang(9) trên 353 bệnh nhân nhiễm DENV nhập viện ở miền Nam Trung Quốc, tỉ lệ tái nhiễm 39,9% và sơ nhiễm là 60,1%. Bệnh nhân chủ yếu nhập viện khi sốt ngày 2, ngày 3 với tỉ lệ lần lượt là 41,45% và 50,85%; rất ít bệnh nhân nhập viện vì sốt ngày 1 (7,69%). Tỉ lệ tăng các cytokine trong bệnh nhân SXHD Tỉ lệ bệnh nhân có tăng cytokine được ghi nhận như sau: cao nhất là 73,08% bệnh nhân có tăng IL-10; 71,79% bệnh nhân có tăng IL-6; 67,95% bệnh nhân có tăng IL-2. Đặc biệt, chiếm tỉ lệ thấp nhất với 0,43% bệnh nhân có tăng IL-12, điều này phù hợp với nghiên cứu của Anusyah(7): mức độ IL-12 thấp hơn trong suốt quá trình bệnh SXHD khi so sánh với người khỏe mạnh. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 4 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Nhi Khoa 31 Kết quả cũng cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa sự tăng nồng độ cytokine trong huyết thanh với tình trạng sốc của bệnh nhân SXHD (p>0,05). Agarwal(1) và cộng sự thực hiện nghiên cứu trên 246 bệnh nhân, cho thấy tất cả các trường hợp SXH độ III và độ IV đều có tăng cytokine, trong khi đó 91- 95% SXHD độ I, II có tăng cytokine. Liên quan giữa nồng độ cytokines và độ nặng của bệnh Nồng độ trung bình của các cytokine IL-2, IL-5, IL-13, đặc biệt là IL-6, IL-10 và INF-γ trong nhóm SXHD có sốc cao hơn nhóm SXHD không sốc nhưng sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê với p>0,05 (T-test). Ngược lại, nồng độ trung bình của các cytokine IL-1, IL-4, IL-12 và TNF-α trong nhóm SXHD có sốc thấp hơn nhóm SXHD không sốc nhưng sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê với p>0,05 (T-test). Trong nghiên cứu của Fernando(3)thấy rằng nồng độ cytokine IL-1β, IFN-γ, IL-4, IL-6, IL-7, IL-13 và GM-CSF đã tăng đáng kể trong bệnh nhân SXHD nặng so với SXHD nhẹ, trong khi mức MIP-1β cao trong SXHD nhẹ. Liên quan giữa nồng độ cytokines và type DENV Nồng độ IL-2, IL-4, IL-13 và TNF-α cao nhất trong nhiễm DENV-1, tiếp theo là nhiễm DENV- 3, thấp nhất là DENV-2, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với p lần lượt là 0,006; 0,023; 0,010 và 0,026. Nồng độ IL-1, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12 và INF- γ không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các type huyết thanh DENV khác nhau (p>0,05). Liên quan giữa nồng độ cytokines và ngày sốt Nồng độ IL-12 cao nhất ở bệnh nhân sốt ngày 1 (5,60 ± 13,04), sau đó giảm dần ở bệnh nhân sốt ngày 2 (2,33 ± 3,62) và ngày 3 (1,76 ± 2,12), sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với p=0,003. Nồng độ IL-1, IL-2, IL-4, IL-6, IL-13 và TNF- α cao nhất ở những bệnh nhân sốt ngày 1, sau đó nồng độ giảm dần ở những bệnh nhân sốt ngày 2 và ngày 3, nhưng sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê với p>0,05. Ngược lại, nồng độ IL-10 và INF-γ có khuynh hướng tăng lên theo ngày sốt: nồng độ thấp nhất ở những bệnh nhân sốt ngày 1, tăng ở ngày 2 và cao hơn ở những bệnh nhân sốt ngày 3, tuy nhiên sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê với p tương ứng là 0,41 và 0,8 (p>0,05). U.C. Chaturvedi(2) ghi nhận, TNF-α, IL-2 và IL-6, nồng độ cao nhất vào ngày thứ 2. IFN-γ xuất hiện vào ngày thứ 2 và đạt đỉnh vào ngày thứ 3. IL-10, IL-5 tăng vào ngày thứ 4 và IL-4 vào ngày thứ 6 sau nhiễm virus. KẾT LUẬN Không có mối liên quan giữa nồng độ các cytokine ngày đầu nhập viện với tình trạng sốc trên bệnh nhân SXHD. Tăng IL-10, IL-6, IL-2 gặp trong đa số bệnh nhân (>67%) và chỉ 0,43% (thấp nhất) bệnh nhân có tăng IL-12. Nồng độ IL-2, IL-4, IL-13 và TNF-α cao nhất trong nhiễm DENV-1, tiếp theo là nhiễm DENV- 3, thấp nhất là DENV-2. Nồng độ IL-12 giảm dần theo ngày sốt của bệnh nhân SXHD. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Agarwal, Elbishbishi AE. (2006), “Role of interleukin-12 in patients with dengue hemorrhagic fever”, FEMS Immunology & Medical Microbiology, 28(2), pp. 151-155. 2. Chaturvedi1 CU, Agarwal R, Elbishbishi1 EA, Mustafal AS. (2000), “Cytokine cascade in dengue hemorrhagic fever: implications for pathogenesis”, FEMS Immunology & Medical Microbiology, 28(3), pp. 183-188. 3. Fernando AB, Oswaldo GC, Sonia MO, Zagne et al (2009), “Multiplex cytokine profile from dengue patients: MIP-1beta and IFN-gamma as predictive factors for severity”, Journal of Virology, 76(23), pp. 1242-1249. 4. Giulio K, Annalisa M, Valentina Z, Lorenzo M, Giorgio Z (2013), “Cytokine Levels in the Serum of Healthy Subjects”, Mediators of Inflammation, Volume 2013, Article ID 434010, p. 6. 5. Mustafa AS, Elbishbishi EA, Agarwal R, Chaturvedi UC. (2001), “Elevated levels of interleukin-13 and IL-18 in patients with dengue hemorrhagic fever”, FEMS Immunology & Medical Microbiology, 30(3), pp. 229-233. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 4 * 2014 Chuyên Đề Nhi Khoa 32 6. Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Trọng Lân và cộng sự (2003), “Vai trò của cytokine trong sốt xuất huyết Dengue ở trẻ nhủ nhi”, Y học TP. Hồ Chí Minh, tập 7(1), tr. 144-152. 7. Rathakrishnan A, Wang MS , Hu Y (2012), “Cytokine Expression Profile of Dengue Patients at Different Phases of Illness”, PLoS One, 7(12), pp. e52215. 8. WHO (2009), Dengue: guidelines for diagnosis, treatment, prevention and control, World Health O, Special Programme for R, Training in Tropical D, World Health Organization. Department of Control of Neglected Tropical D, World Health Organization E et al, editors, Geneva: World Health Organization. 9. Yangbo T, Zhihua K, Fuchun Z (2010), “Both Viremia and Cytokine Levels Associate with the Lack of Severe Disease in Secondary Dengue 1 Infection among Adult Chinese Patients”, PLoS One,5(12), pp. e15631. Ngày nhận bài báo: 10/6/2014. Ngày phản biện nhận xét bài báo: 25/6/2014 Ngày bài báo được đăng: 15/08/2014