Einfluss der monozytären HLA-DR-Expression auf Clock Genes bei Patienten mit septischem Schock

Abstract

Background: The mortality of sepsis and septic shock stagnates on a high level despite huge progresses in understanding its pathophysiology. Recent results of scientific research suggest a circadian impact on the activity of immune cells. In this study, the influence of monocyte HLA DR expression on the expression of clock genes in patients with septic shock was investigated. Methods: In this subgroup analysis of a prospective, non-interventional clinical pilot study at the Charité – University Hospital Berlin 20 patients with septic shock were included between 2014 and 2018, to whom every 4 hours blood was drawn to measure the clock gene expression for 24 hours. A rhythmicity score per patient (SP) und per gene (SG) was calculated. Additionally, mHLA DR expression was correlated with the rhythmicity scores SP and SG. Results: Of 20 patients with septic shock, 3 were excluded for not having sufficient expression in at least 8 clock genes. The mHLA DR expression was measured in 14 of the 17 patients. They were divided in groups without severe immune paralysis (mHLA DR ≥ 5 000 AG/cell, n = 9) and with severe immune paralysis (mHLA DR < 5 000 AG/cell, n = 5). 76 % of the measured genes showed an inconclusive rhythm. The calculated rhythmicity score SP was 0.09 [quartiles 0.00–0.20]. The median mHLA DR expression was 5 632 AG/cell [quartiles 3 322–10 192]. No correlation between SP and mHLA DR was detected. The sum of rhythmicity scores SG showed a significant difference between patients with and without immune paralysis (p = 0.034). Conclusion: There is an association between immune paralysis and clock gene expression in patients with septic shock. Further studies are needed to investigate the extent and interaction of immune paralysis and circadian rhythmicity.

Hintergrund: Trotz großer Fortschritte im Verständnis der Pathophysiologie von Sepsis und septischem Schock stagniert deren Letalität auf einem konstant hohen Niveau. Aktuelle Forschungsergebnisse legen einen zirkadianen Einfluss auf die Aktivität von Immunzellen nahe. In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss von monozytärer HLA DR Expression auf die Expression von Clock Genes bei Patienten mit septischem Schock untersucht. Methoden: In dieser Subgruppenanalyse einer prospektiven, nicht-interventionellen klinischen Pilotstudie an der Charité – Universitätsmedizin Berlin wurden 20 Patienten mit septischem Schock zwischen 2014 und 2018 eingeschlossen, denen über einen Zeitraum von 24 Stunden alle vier Stunden Blut zur Messung der Clock Genes abgenommen wurde. Es wurde ein Rhythmizitätsscore pro Patient (SP) und Gen (SG) errechnet. Zusätzlich wurden die monozytären HLA DR Werte mit den Rhythmizitätsscores SP und SG korreliert. Ergebnisse: Von 20 eingeschlossenen Patienten mit septischem Schock wurden drei Patienten wegen unzureichender Expression von mindestens acht Clock Genes exkludiert. Bei 14 der 17 Patienten wurde eine mHLA DR Expression gemessen. Diese wurden in Gruppen ohne schwere Immunparalyse (mHLA DR ≥ 5 000 AG/Zelle, n = 9) und mit schwerer Immunparalyse (mHLA DR < 5 000 AG/Zelle, n = 5) eingeteilt. 76 % der gemessenen Gene zeigten einen uneindeutigen Rhythmus. Der errechnete mediane Rhythmizitätsscore SP lag bei 0,09 [Quartilen 0,00–0,20]. Die mediane mHLA-DR-Expression lag bei 5 632 AG/Zelle [Quartilen 3 322–10 192]. Es ließ sich keine Korrelation zwischen SP und dem mHLA-DR-Wert zeigen. Die Summe der Rhythmizitätsscores SG zeigte einen signifikanten Unterschied (p = 0,034) zwischen Patienten ohne schwere und mit schwerer Immunparalyse. Schlussfolgerung: Es gibt einen Zusammenhang zwischen Immunparalyse und der Expression von Clock Genes in Patienten mit septischem Schock. Es bedarf weiterer Studien, um das Ausmaß und die Wechselwirkung von Immunparalyse und veränderter zirkadianer Rhythmik zu untersuchen.