Predviđanje promene morfologije n. vagus-a na osnovu biohemijski markera upale u COVID 19 infekciji

  • Olivera Jovanikic Neurosurgeon, MMA, Belgrade, Serbia
Ključne reči: Covid 19, вирус, математички модел, ултрасонографија, нерв луталац, CRP, феритин, фибриноген

Sažetak


Сажетак

Циљ. Предвиђање површине попречног пресека нерва вагус-а на сонограму, на основу вредности неких биомаркера запаљења у крви.

Методе. Код 68 пацијената са ПЦР(+) тестом  за SARS-CoV 2, ултразвуком је мерена површина попречног пресека нерва (CSA), просeк од три мерења. Одређене су  вредности CRP, фибриногена и феритина. Вредности CSA са обе стране и сви биомаркери су класификовани као (0)- у границама нормале и (1)- све остале вредности. Урађена је логистичка линеарна регресија и искључена је јака линеарна веза између предиктора.  Формирана је неуронска мрежа и модел бинарне логистичке регресије за вредности CSA на десној страни, на левој страни није пронађена веза између одабраних предиктора и CSA  вагуса.

Резултати. На десној страни, ЦСА је 1,32±0,3; на левој страни 1,2±0,28. У студији, 11,8%, 22,1% и 8,82% имало је нормалне вредности CRP, фибриногена и феритина. Снажна линеарна повезаност предиктора искључена је линеарном логистичком регресијом. Неуронска мрежа са два скривена слоја и 6 јединица у сваком скривеном слоју формирана је за 2 секунде. Проценат тачности модела у обуци је 91,5%, а на тестирању је 90,5%. AUC овог модела је 0,76 (p=0,018). Логистички бинарни регресиони модел: logitX2D = 18,018+ (20,752к вредности CRP)+ (-38,77к вредности фибриногена)+(2,175к вредности феритина), где је X2D- површина попречног пресека десног н. вагусa, датa моделом. Exp(Б) = 7,5, Psample = 0,88, ОR=56,25, тачност модела је 91,2%, Омнибус тест: χ2=14,193, п=0,003. Коефицијент поузданости модела -2LodLH=35,068 и AUC =0,76, p=0,018. Укупан квалитет модела 0,61. На левој страни, вредност CSA н.вагус-a се не може предвидети коришћењем изабраних предиктора.

Reference

1. Azabou E.,Bao G., Bounab R., Heming N., and Annane D.Vagus nerve stimulation: a potential adjunct therapy for COVID-19. Front Med. 2021; 8: 625836. doi: 10.3389/fmed.2021.625836
2. Chigr F., Merzouki M., Najmi M. Authonomic brain centers and pahtophysiology of COVID-19. ACS Chem. Neurosci.2020; 11(11):1520-2. doi.org/10.3389/fnins.2021.727060
3.Logmin K.,Karam.,Schihel T.,Harmel J.,Wojtecki L. Non-epileptic seazures in autonomic disfunction as the initial symptom of COVID-19. J Neurol 2020; 267(9):2490-1. doi: 10.1007/s00415-020-09904-2
4. Calabrese LH., Cytokine storm and the prospects for immunotherapy with COVID-19. Cleve Clin J Med 2020; 87(7): 389-93. doi: 10.3949/ccjm.87a.ccc008.
5. Tang Y., Liu J., Zhang D., Xu Z., Ji J., Wen C. Cytokine storm in COVID-19: the current evidence and treatment strategies. Front Immunol 2020; 11: 1708. doi: 10.3389/fimmu.2020.01708

6. Figueroa J.J., Cheshire W.P., Claydon V.E., Norclife-Kaufmann L.,Peltier A., Singer W et al. Autonomic function testing in the COVID-19 pandemic an American Autonomic Society position statement. Clin Auton Res 2020; 30(4): 295-7. doi: 10.1007/s10286-020-00702-4.

7.Pavlov V.A.,Chavan SS., Tracey KJ., Bioelectronic medicine from preclinical studies on the inflammatory refleks to new approachesin these diagnosis and treatment . Cold Spring Harb Prospect Med 2020; 10(3): a034140. doi: 10.1101/cshperspect.a034140.

8. Tarnawski L., Reardon C., Caravaca AS., Rosas-Ballina M., Tusche MW., Drake AR., et al. Adenylyl cyclase 6 mediates inhibition of TNF in the inflammatory reflex. Front Immunol 2018; 9: 2648. doi: 10.3389/fimmu.2018.02648. eCollection 2018

9.Wu YJ., Wang L.,Ji CE., Gu SE., Yin Q., Yuo J. The role of alfa7nAChR-mediated cholinergic anti-inflammatory patway in immune cells. Inflammation 2021; 44(3): 821-34.

10.Goldstain Ds. The extended autonomic system , dyshomeostasis, and COVID-19. Clin Auton Res2020; 30(4):299-315. doi: 10.1007/s10286-020-00714-0

11. R.Ader ed.Psichoneuroimmunology(4th ed),NY.Elsevier Inc.,2007:85-96.

12. Kohoutova M., Horak j., JarkovskaD., Martinkova V., Tegl V., Nalos L.,et al. Vagus nerve stimulation attenuates multiple organ dysfunction in resuscitated porcine progressive sepsis. Crit Care Med 2019; 47(6):461-9. doi: 10.1097/CCM.0000000000003714.

13.Fonseca RC., Bassi GS., Brito CC., Rosa LB., David BA., Araujo AM., et al. Vagus nerve regulates the phacytic and secretory activity of resident macrophages in the liver. Brain Behav Immunol 2019; 81: 444-54. doi: 10.1016/j.bbi.2019.06.041.

14. Staats P., Giannakopoulos G., Blake J., Liebler E., Levy RM. The use of non-invasive vagus nerve stimulation to treat respiratory symptoms associated with COVID-19: a theoretical hypothesis and early clinical expirience.Neuromodulation 2020; 23(6): 784-8.

15.Bonaz B., Sinniger V.,Pellissier S. Targeting the cholinergic anti-inflammatory with vagus nerve stimulation in patients with COVID-19?Bioelectron Med 2020; 6:15. doi: 10.1186/s42234-020-00051-7.

16.Boezaart AP., Botha DA. Treatment of stage 3 COVID-19 with transcutaneous auricular vagus nerve stimulation drastically reduces interleukin-6 blood levels: a report on two cases. Neuromodulation 2020, 24(1): 166-7. doi: 10.1111/ner.13293.
17. Hajiasgharzadeh K., Jafarlou M., Mansoori B., Dastmalchi N., Baradaran B., Khabbazi A. Inflammatory reflex disruption in COVID-19. Clin Exp Neuroimmunol. 2022; 10.1111/cen3.12703. doi:10.1111/cen3.12703. 18.Burger AM., D’Agostini M. Responce to „The use of non-invasive vagus nerve stimulation to treat respiratory symptoms associated with COVID-19: a theoretical hypothesis and early clinical expirience.“Neuromodulation 2020; 23(7): 1042-3.
19. Occhinegro A, Wong CY, Chua BY, Jackson DC, McKinley MJ, McAllen RM, et al. The endogenous inflammatory reflex inhibits the inflammatory response to different immune challenges in mice. Brain Behav Immun. 2021;97:371–5. doi: 10.1016/j.bbi.2021.07.019.
20.Pum A, Ennemoser M, Adage T, Kungl AJ. Cytokines and chemokines in SARS‐CoV‐2 infections—therapeutic strategies targeting cytokine storm. Biomolecules. 2021;11(1):91.
21. Costela-Ruiz VJ, Illescas-Montes R, Puerta-Puerta JM, Ruiz C, Melguizo-Rodríguez L. SARS-CoV-2 infection: the role of cytokines in COVID-19 disease. Cytokine Growth Factor Rev. 2020;54:62–75. doi: 10.1016/j.cytogfr.2020.06.001
22. Tizabi Y, Getachew B, Copeland RL, Aschner M. Nicotine and the nicotinic cholinergic system in COVID-19. FEBS J. 2020;287(17): 3656–63. doi: 10.1111/febs.15521.
23. Kloc M, Ghobrial RM, Kubiak JZ. How nicotine can inhibit cytokine storm in the lungs and prevent or lessen the severity of COVID-19 infection? Immunol Lett. 2020;224:28–9.
24.Ali N. Elevated level of C-reaktive protein may be an early marker to predict risk for severity of COVID19. J Med Virol. 2020; 92(11): 2409–11. doi: 10.1002/jmv.26097
25. Stringer D., Braude Ph., Myint Ph.K., Evans L., Collins J.T., Verduri A. et al.The role of C-reactive protein as a prognostic marker in COVID-19. Int J Epidemiol. 2021;50(2):420-9. doi: 10.1093/ije/dyab012.
26.Kaushal K., Kaur H., Sarma P., Bhattacharyya A., Sharma D.J., Prajapat M., et al.Serum ferritin as a predictive biomarker in COVID-19. A systematic review, meta-analysis and meta-regression analysis. J Crit Care. 2022 Feb; 67: 172–181. doi: 10.1016/j.jcrc.2021.09.023
27. Alroomi M., Rajan R., Omar A.A., Alsaber A., Pan J., Fatemi M., et al. Ferritin level: A predictor of severity and mortality in hospitalized COVID-19 patients. Immun Inflamm Dis. 2021; 9(4):1648-55. doi: 10.1002/iid3.517.
28. Sui J., Noubouossie D.F. , Gandotra S., Cao L. Elevated Plasma Fibrinogen Is Associated With Excessive Inflammation and Disease Severity in COVID-19 Patients. Front Cell Infect Microbiol. 2021 Aug 3;11:734005. doi: 10.3389/fcimb.2021.734005.
29. Rostami M., Khoshnegah Z., Mansouritorghabeh H. Hemostatic System (Fibrinogen Level, D-Dimer, and FDP) in Severe and Non-Severe Patients With COVID-19: A Systematic Review and Meta-Analysis. Clin Appl Thromb Hemost. 2021;27:10760296211010973. doi: 10.1177/10760296211010973.
30. Jones S.A.,, Hunter Ch. A. Is IL-6 a key cytokine target for therapy in COVID-19? Nat Rev Immunol. 2021 Jun;21(6):337-339. doi: 10.1038/s41577-021-00553-8.
31. Cruz A.S., Mendes-Frias A., Oliveira A.I., Dias L., Matos A.R., Carvalho A. et al. Interleukin-6 Is a Biomarker for the Development of Fatal Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Pneumonia, Front Immunol. 2021 Feb 18;12:613422. doi: 10.3389/fimmu.2021.613422.
32. Pelz J.O., Belau E., Henn Ph., Hammer N., Classen J., Weise D.. Sonographic evaluation of the vagus nerves: protocol, reference values, and side-to-side differences. Muscle Nerve. 2018;57(5):766-71. doi: 10.1002/mus.25993.
33. Horsager J., Walter U. Fedorova T.D.,Andersen K.B., Skjærbæk C., Knudsen K., et al. Vagus Nerve Cross-Sectional Area in Patients With Parkinson's Disease-An Ultrasound Case-Control Study. Front Neurol. 2021;12: 681413. doi: 10.3389/fneur.2021.681413.
34. Grimm A., Décard B.F., Athanasopoulou I., Schweikert K., Sinnreich M., Axer H.. Nerve ultrasound for differentiation between amyotrophic lateral sclerosis and multifocal motor neuropathy. J Neurol. 2015;262(4):870-80. doi: 10.1007/s00415-015-7648-0.
35. Tawfik E.A., Walker F.O., Cartwright M.S. Neuromuscular ultrasound of cranial nerves. J Clin Neurol 2015; 11(2): 109-21. doi: 10.3988/jcn.2015.11.2.109
36.Tornera C., Vallejo R., Cedeno D., Orduna Jpastor E.,Belaouchi M., et al.A prospective, randomized controlled study acessing vagus nerve stimulation using the gammaCore(R)-Sapphire devices for patient with moderate to severe COVID-19 respiratory symptoms (SAVIOR): a structured summary of a study protocol for a randomised controlled trial. Trials 2020; 21: 576.
37. Kelly M.J., Breathnach C., Tracey K.J.,3 and Donnelly S.C. Manipulation of the inflammatory reflex as a therapeutic strategy. Cell Reports Medicine 2022; 3(7):100696 doi: org/10.1016/j.xcrm.2022.100696
Objavljeno
2026/03/31
Broj časopisa
Rubrika
Original paper