Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu theo chiều dọc nhấn mạnh những khía cạnh chung của phản ứng transcriptomic đối với sốc tim và sốc nhiễm trùng
Tóm tắt
Sốc nhiễm trùng (SS) và sốc tim (CS) là hai loại sốc tuần hoàn với nguyên nhân khác nhau. Một số nghiên cứu đã mô tả những thay đổi phân tử ở bệnh nhân SS, trong khi các yếu tố phân tử liên quan đến CS chưa được nghiên cứu nhiều. Chúng tôi đã đặt mục tiêu đánh giá trong máu toàn phần của bệnh nhân CS và SS, với bệnh nhân nhiễm trùng không có sốc (SC) là nhóm kiểm soát, các thay đổi transcriptomic xảy ra trong 1 tuần sau khi nhập viện ICU và chung cho cả hai loại sốc. Chúng tôi đã thực hiện giải trình tự RNA máu toàn phần trên 21 bệnh nhân SS, 11 bệnh nhân CS và 5 bệnh nhân SC. Ở bệnh nhân sốc, mẫu máu được thu thập trong vòng 16 giờ sau khi nhập viện ICU (T1), 48 giờ sau khi nhập viện ICU (T2), và vào ngày thứ 7 hoặc trước khi xuất viện (T3). Ở nhóm kiểm soát, các mẫu máu có sẵn tại T1 và T2. Những thay đổi biểu hiện gen theo thời gian đã được nghiên cứu riêng biệt trong CS, SS và SC với phân tích cặp. Các gen có giá trị p < 0.01 (sửa đổi kiểm tra nhiều Benjamini-Hochberg) được xác định là biểu hiện khác biệt (DEGs). Chúng tôi đã sử dụng phân tích làm giàu tập gen (GSEA) để xác định các quá trình sinh học và các yếu tố điều hòa phiên mã được làm giàu đáng kể trong cả hai loại sốc. Ở cả bệnh nhân CS và SS, các thuật ngữ GO của phản ứng viêm và thụ thể nhận diện kiểu hình (PRRs) đều giảm sau khi nhập viện ICU, trong khi tập gen tái bản DNA tăng lên. Ở cấp độ gen, chúng tôi nhận thấy rằng các alarmin, thụ thể interleukin, PRRs, inflammasome và các gen tái bản DNA đã thay đổi đáng kể biểu hiện trong CS và SS, nhưng không trong SC. Phân tích các mục tiêu của yếu tố phiên mã cho thấy ở cả bệnh nhân CS và SS, sự làm giàu của các mục tiêu protein liên kết CCAAT (CEBPB) trong các gen giảm theo thời gian và sự làm giàu của các mục tiêu E2F trong các gen có xu hướng biểu hiện tăng. Nghiên cứu thử nghiệm này hỗ trợ, trong giới hạn của kích thước mẫu nhỏ, vai trò của alarmins, PRRs, tái bản DNA và immunoglobulins trong sinh lý bệnh của sốc tuần hoàn, dù có sự hiện diện của nhiễm trùng hay không. Chúng tôi giả thuyết rằng những gen này có thể là các mục tiêu tiềm năng cho các can thiệp điều trị trong CS và SS. ClinicalTrials.gov, NCT02141607. Đăng ký ngày 19 tháng 5 năm 2014.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Vincent J-L, De Backer D. Circulatory shock. N Engl J Med. 2013;369:1726–34.
Cecconi M, De Backer D, Antonelli M, Beale R, Bakker J, Hofer C, et al. Consensus on circulatory shock and hemodynamic monitoring. Task Force of the European Society of Intensive Care Medicine. Intensive Care Med. 2014;40:1795–815.
Daviaud F, Grimaldi D, Dechartres A, Charpentier J, Geri G, Marin N, et al. Timing and causes of death in septic shock. Ann Intensive Care. 2015;5:16.
Shankar-Hari M, Phillips GS, Levy ML, Seymour CW, Liu VX, Deutschman CS, et al. Developing a new definition and assessing new clinical criteria for septic shock. JAMA. 2016;315:775–87.
Cecconi M, Evans L, Levy M, Rhodes A. Sepsis and septic shock. Lancet. 2018;392:75–87.
Van Diepen S, Katz JN, Albert NM, Henry TD, Jacobs AK, Kapur NK, et al. Contemporary management of cardiogenic shock: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2017;136:e232–68.
Cazalis M-A, Lepape A, Venet F, Frager F, Mougin B, Vallin H, et al. Early and dynamic changes in gene expression in septic shock patients: a genome-wide approach. Intensive Care Med Exp. 2014;2:20.
Almansa R, Heredia-Rodriguez M, Gomez-Sanchez E, Andaluz-Ojeda D, Iglesias V, Rico L, et al. Transcriptomic correlates of organ failure extent in sepsis. J Inf Secur. 2015;70:445–56.
Burnham KL, Davenport EE, Radhakrishnan J, Humburg P, Gordon AC, Hutton P, et al. Shared and distinct aspects of the sepsis transcriptomic response to fecal peritonitis and pneumonia. Am J Respir Crit Care Med. 2017;196:328–39.
Kalenka A, Feldmann RE, Otero K, Maurer MH, Waschke KF, Fiedler F. Changes in the serum proteome of patients with sepsis and septic shock. Anesth Analg. 2006;103:1522–6.
Cambiaghi A, Pinto BB, Brunelli L, Falcetta F, Aletti F, Bendjelid K, et al. Characterization of a metabolomic profile associated with responsiveness to therapy in the acute phase of septic shock. Sci Rep. 2017;7:9748.
Cambiaghi A, Díaz R, Martinez JB, Odena A, Brunelli L, Caironi P, et al. An innovative approach for the integration of proteomics and metabolomics data in severe septic shock patients stratified for mortality. Sci Rep. 2018;8:6681.
Beloborodova NV, Olenin AY, Pautova AK. Metabolomic findings in sepsis as a damage of host-microbial metabolism integration. J Crit Care. 2018;43:246–55.
Bauzá-Martinez J, Aletti F, Pinto BB, Ribas V, Odena MA, Díaz R, et al. Proteolysis in septic shock patients: plasma peptidomic patterns are associated with mortality. Br J Anaesth. 2018;121:1065–74.
Aletti F, Conti C, Ferrario M, Ribas V, Bollen Pinto B, Herpain A, et al. ShockOmics: multiscale approach to the identification of molecular biomarkers in acute heart failure induced by shock. Scand J Trauma Resusc Emerg Med. 2016;24:9.
Dobin A, Davis CA, Schlesinger F, Drenkow J, Zaleski C, Jha S, et al. STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner. Bioinformatics. 2013;29:15–21.
Liao Y, Smyth GK, Shi W. FeatureCounts: an efficient general purpose program for assigning sequence reads to genomic features. Bioinformatics. 2014;30:923–30.
Love MI, Huber W, Anders S. Moderated estimation of fold change and dispersion for RNA-seq data with DESeq2. Genome Biol. 2014;15:550.
Subramanian A, Tamayo P, Mootha VK, Mukherjee S, Ebert BL, Gillette MA, et al. Gene set enrichment analysis: a knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles. Proc Natl Acad Sci. 2005;102:15545–50.
Parenica J, Jarkovsky J, Malaska J, Mebazaa A, Gottwaldova J, Helanova K, et al. Infectious complications and immune/inflammatory response in cardiogenic shock patients: a prospective observational study. Shock. 2017;47:165–74.
Dolinay T, Kim YS, Howrylak J, Hunninghake GM, An CH, Fredenburgh L, et al. Inflammasome-regulated cytokines are critical mediators of acute lung injury. Am J Respir Crit Care Med. 2012;185:1225–34.
Wiersinga WJ, Leopold SJ, Cranendonk DR, van der Poll T. Host innate immune responses to sepsis. Virulence. 2014;5:36–44.
Kawai T, Akira S. The role of pattern-recognition receptors in innate immunity: update on toll-like receptors. Nat Immunol. 2010;11:373–84.
Tsujimoto H, Ono S, Efron PA, Scumpia PO, Moldawer LL, Mochizuki H. Role of Toll-like receptors in the development of sepsis. Shock. 2008;29:315–21.
West XZ, Malinin NL, Merkulova AA, Tischenko M, Kerr BA, Borden EC, et al. Oxidative stress induces angiogenesis by activating TLR2 with novel endogenous ligands. Nature. 2010;467:972–6.
Kadl A, Sharma PR, Chen W, Agrawal R, Meher AK, Rudraiah S, et al. Oxidized phospholipid-induced inflammation is mediated by Toll-like receptor 2. Free Radic Biol Med. 2011;51:1903–9.
Richardson MB, Williams SJ. MCL and Mincle: C-type lectin receptors that sense damaged self and pathogen-associated molecular patterns. Front Immunol. 2014;5:1–9.
Kakihana Y, Ito T, Nakahara M, Yamaguchi K, Yasuda T. Sepsis-induced myocardial dysfunction; pathophysiology and management. J Intensive Care. 2016;4:22.
Rudiger A. Understanding cardiogenic shock. Eur J Heart Fail. 2015;17:466–7.
Yu L, Feng Z. The role of Toll-like receptor signaling in the progression of heart failure. Mediators Inflamm. 2018;2018. https://doi.org/10.1155/2018/9874109.
Hochman JS. Cardiogenic shock complicating acute myocardial infarction: expanding the paradigm. Circulation. 2003;107:2998–3002.
Lawler PR, Mehra MR. Advancing from a “hemodynamic model” to a “mechanistic disease-modifying model” of cardiogenic shock. J Hear Lung Transplant. 2018;37:1285–8.
Xiang M, Fan J. Pattern recognition receptor-dependent mechanisms of acute lung injury. Mol Med. 2010;16:69–82.
Huber R, Pietsch D, Panterodt T, Brand K. Regulation of C/EBPβ and resulting functions in cells of the monocytic lineage. Cell Signal. 2012;24:1287–96.
Taccone FS, Stordeur P, De Backer D, Creteur J, Vincent JL. γ-Globulin levels in patients with community-acquired septic shock. Shock. 2009;32:379–85.
Tamayo E, Fernández A, Almansa R, Carrasco E, Goncalves L, Heredia M, et al. Beneficial role of endogenous immunoglobulin subclasses and isotypes in septic shock. J Crit Care. 2012;27:616–22.
Andaluz-Ojeda D, Iglesias V, Bobillo F, Almansa R, Rico L, Gandía F, et al. Early natural killer cell counts in blood predict mortality in severe sepsis. Crit Care. 2011;15:R243.
Venet F, Gebeile R, Bancel J, Guignant C, Poitevin-Later F, Malcus C, et al. Assessment of plasmatic immunoglobulin G, a and M levels in septic shock patients. Int Immunopharmacol. 2011;11:2086–90.
Andaluz-Ojeda D, Iglesias V, Bobillo F, Nocito M, Loma AM, Nieto C, et al. Early levels in blood of immunoglobulin M and natural killer cells predict outcome in nonseptic critically ill patients. J Crit Care. 2013;28:1110 e7–1110.e10.
Binder CJ. Natural IgM antibodies against oxidation-specific epitopes. J Clin Immunol. 2010;30:S56–60.
Bermejo-Martin JF, Giamarellos-Bourboulis EJ. Endogenous immunoglobulins and sepsis: new perspectives for guiding replacement therapies. Int J Antimicrob Agents. 2015;46:S25–8.
Ren B, Cam H, Takahashi Y, Volkert T, Terragni J, Young RA, et al. E2F integrates cell cycle progression with DNA repair, replication, and G2/M checkpoints. Genes Dev. 2002;16:245–56.
Helin K. Regulation of cell proliferation by the E2F transcription factors. Curr Opin Genet Dev. 1998;8:28–35.
Hotchkiss RS, Monneret G, Payen D. Sepsis-induced immunosuppression: from cellular dysfunctions to immunotherapy. Nat Rev Immunol. 2013;13:862–74.
Lewis AJ, Billiar TR, Rosengart MR. Biology and metabolism of sepsis: innate immunity, bioenergetics, and autophagy. Surg Infect. 2016;17:286–93.
Dewitte A, Lepreux S, Villeneuve J, Rigothier C, Combe C, Ouattara A, et al. Correction to: Blood platelets and sepsis pathophysiology: a new therapeutic prospect in critically ill patients? Ann Intensive Care. 2018;8:32.
Davenport EE, Burnham KL, Radhakrishnan J, Humburg P, Hutton P, Mills TC, et al. Genomic landscape of the individual host response and outcomes in sepsis: a prospective cohort study. Lancet Respir Med. 2016;4:259–71.
Marshall JC. Why have clinical trials in sepsis failed? Trends Mol Med. 2014;20:195–203.
Harjola VP, Mebazaa A, Čelutkiene J, Bettex D, Bueno H, Chioncel O, et al. Contemporary management of acute right ventricular failure: a statement from the Heart Failure Association and the Working Group on Pulmonary Circulation and Right Ventricular Function of the European Society of Cardiology. Eur J Heart Fail. 2016;18:226–41.
Lawler PR, Fan E. Heterogeneity and phenotypic stratification in acute respiratory distress syndrome. Lancet Respir Med. 2018;6:651–3.
Hyman DM, Puzanov I, Subbiah V, Faris JE, Chau I, Blay JY, et al. Vemurafenib in multiple nonmelanoma cancers with BRAF V600 mutations. N Engl J Med. 2015;373:726–36.