Bronşektazili hastalarda kan ve balgamda nötrofil elastaz, kanda IL-8, IL-1β ve desmozin düzeylerinin değeri, balgam hücre sayımı ve kültürü ile ilişkisi
The evaluation of the values of neutrophyl elastase level in blood and sputum and IL-8, IL-1β and desmozine levels in blood in patients with bronchectasia, and the investigation of the association between the values and sputum cell count and  culture
Yazar: YAŞAR İNCEKARA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CELALETTİN KORKMAZ
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Meram Tıp Fakültesi / Göğüs Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Göğüs Hastalıkları = Chest Diseases
Dizin: Balgam = Sputum ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Bronşektazi = Bronchiectasis ; Desmozin = Desmozine ; Elastaz = Elastase ; Kan = Blood ; Nötrofiller = Neutrophils ; İnterlökin 1 = Interleukin 1 ; İnterlökin 8 = Interleukin 8

Özet:
Bronşektazi, kronik nötrofilik havayolu enflamasyonu ile ilişkili kalıcı bronş dilatasyonu ile karakterize bir hastalıktır. Bronşektazide aktive edilmiş nötrofiller, hava yolu duvar matriksini sindirebilen elastaz gibi proteolitik enzimler salgılar. Nötrofil elastaz (NE), nötrofil degranülasyon veya hücre ölümü sırasında açığa çıkabilen bir proteazdır. NE proenflamatuardır, siliyer hareketi yavaşlatır ve mukus sekresyonunu uyarır. İnterlökin-8 (IL-8) bronşektatik hava yollarındaki nötrofilleri degranüle eden en güçlü kemoatraktanlardan biridir. IL-1β, hava yolu enflamasyonuna ve fibrozise aracılık eder. Desmosin, elastin parçalandığında spesifik olarak dolaşıma salınan yapısal bir amino asittir. Bronşektazide enflamatuar aktivitelerin ölçülmesinde henüz altın standart bir yöntem olmadığından, hastalığın takibinde kullanılabilecek proenflamatuar mediatörlerle ilgili çalışmalar devam etmektedir. Bu alanda yapılacak çalışmalar, alevlenmeleri erken tanımada ve gelecekte yeni tedaviler geliştirilmesinde katkı sağlayabilir. 
Amaç: Çalışmamızda, bronşektazili hastalarda kan ve balgamda NE,  kanda IL-8, IL-1β ve desmosin düzeylerinin tanısal değerini ve semptomlarla, alevlenme sıklığıyla, etiyolojileriyle, radyolojik tutulum yaygınlığıyla, bronşektazi tipleriyle ayrıca balgam hücre sayımı ve kültürleriyle ilişkilerini araştırarak bu biyobelirteçlerin bronşektazinin tanı ve takibinde güvenilir birer marker olabilirliklerini araştırmayı amaçladık. 
Araç ve Yöntem:  Çalışmaya Kasım 2020-Mart 2021 tarihleri arasında Necmettin Erbakan Üniversitesi Meram Tıp Fakültesi Göğüs Hastalıkları polikliniğine başvuran, kliniğimizce takipli 18-90 yaş arası 46 bronşektazili hasta ve 45 kişilik kontrol grubu alındı. Hastaların hastalık süreleri, etiyolojileri, semptomları ve alevlenme sıklıkları, sorgulandı. Yüksek rezolüsyonlu akciğer tomografisi (YRBT) ile bronşektazi tipleri ve radyolojik yaygınlıkları belirlendi.  Hastaların balgamında NE düzeyi, serumunda NE, desmosin, IL-8 ve IL-1β düzeyleri çalışılarak bu biyobelirteçlerin balgam hücre sayımı ve kültüründe üreyen bakterilerle, klinik ve radyolojik verilerle korelasyonları araştırıldı. 
Bulgular: Kanda NE (17.93±8.11 - 10.29±2.98, p<0.001), IL-1β (4.82±3.09 - 2.03±1.39, p<0.001), desmozin (0.71±0.54 - 0.45±0.12, p<0.001), CRP (21.53±43.25 - 2.88±4.20, p=0.003) ve kan nötrofil sayısı (5.59±2.52 - 4.47±1.71, p=0.026) bronşektazi hasta grubunda istatistiksel anlamlı olarak daha yüksekti, IL8 değerinde anlamlı fark saptanmadı. Kan NE düzeyi, IL1-β ve desmozin ile bronşektazi hastalarının alevlenme sıkları arasında (sırasıyla p=0,032, r=0,316 - p=0.036,  r=0.310 -  p=0.026, r=0.328) istatistiki olarak anlamlı pozitif yönlü korelasyon saptandı. Kan NE ile balgam NE düzeyi arasında (p<0,001, r=0,982),  IL1-β ile desmozin arasında(p<0.001, r=0.964), IL1-β ile kan nötrofil elastaz düzeyi arasında (p<0.001, r=0.899), desmozin ile kan NE düzeyi arasında (p<0.001, r=0.944) istatistiksel olarak anlamlı mükemmel dereceli pozitif korelasyon saptandı. Biyobelirteçlerin bronşektazi hastalığını öngörmedeki tanısal değeri için ROC analizi yapıldı. Kan nötrofil elastaz için cut-off değeri 12.70 ng/mL alındığında sensivite %71,7, spesifisite %77,8, pozitif prediktif değeri (PPD) %76,7, negatif prediktif değeri (NPD)  %72.9 olarak bulundu. IL 1β için cut-off değeri 2,935 pg/mL alındığında sensivitesi %73,9, spesifisitesi %71,1, PPD %72.3, NPD %72.7 saptandı. Desmozin için cut-off değeri 0,505 ng/mL alındığında sensivite % 67,4, spesifisite %62,2, PPD %64,6, NPD %65,1 olarak hesaplandı.  
Sonuç: Çalışmamızda bronşektazili hastalarda kanda NE, IL-1β ve desmozinin, önemli enflamatuar beirteçler olduğu, önemli ölçüde tanı değerinin bulunduğu ve bu parametrelerin alevlenme sıklığı ile anlamlı korelasyon göstermesi nedeniyle nötrofil ve CRP'ye ek olarak takip parametrelerinin önemli bir bileşeni olabileceği bulunmuştur. Balgamda NE bu üç biyobelirteç ile mükemmel derecede pozitif yönlü korelasyon göstermiş olup rutin takip parametreleri için kuvvetli bir aday olabileceği düşünülmüştür.

Abstract:
Bronchiectasis is a disease characterized by persistant bronchial dilatation associated with chronic neutrophilic airway inflammation. Neutrophils activated in bronchiectasis, secrete proteolytic enzymes such as elastase that may digest the airway wall matrix. Neutrophil elastase (NE) is a protease that can be released during neutrophil degranulation or cell death. NE is a pro-inflammatory mediator, slows down ciliary movement and stimulates mucus secretion. Interleukin-8 (IL-8) is one of the most potent chemoattractants that degranulate neutrophils in bronchiectatic airways. IL-1β regulates airway inflammation and fibrosis. Desmosine is a structural amino acid and specifically released into circulation with the breakdown of elastin. As there is not yet a gold standard method for measuring inflammatory activities in bronchiectasis, studies are underway to identify proinflammatory mediators that can be used in disease follow-up. Studies in this area may contribute to early recognition of exacerbations and the development of new treatments in the future.
Objective: In our study, we investigated the diagnostic value of IL-8, IL-1β, desmosin levels in blood, NE levels in blood and sputum in patients with bronchiectasis and their relationship with symptoms, exacerbation frequency, etiology, prevalence of radiological involvement, types of bronchiectasis, as well as sputum cell count and cultures in the diagnosis and follow-up of these biomarkers. We aimed to investigate whether they can be reliable markers.
Materials and Methods: The study included 46 patients with bronchiectasis between the ages of 18-90 who applied to Necmettin Erbakan University Meram Medical Faculty Chest Diseases outpatient clinic between November 2020 and March 2021 and a control group of 45 people. The disease duration, etiology, symptoms, and exacerbation frequency of the patients were questioned. The types of bronchiectasis and their radiological extent were determined by high resolution lung tomography (HRCT). By studying the NE levels in the sputum, NE, desmosin, IL-8 and IL-1β levels in the serum, the correlations of these biomarkers with the sputum cell count bacterial culture, and the clinical and radiological data were investigated.
Findings: In blood, NE (17.93±8.11 - 10.29±2.98, p<0.001), IL-1β (4.82±3.09 - 2.03±1.39, p<0.001), desmosine (0.71±0.54 - 0.45 ± 0.12, p<0.001), CRP (21.53±43.25 - 2.88±4.20, p=0.003) and blood neutrophil count (5.59±2.52 - 4.47±1.71, p=0.026) were statistically significantly higher in the bronchiectasis patient group, and there was no significant difference in IL8 value. A statistically significant positive correlation was found between blood NE level, IL1-and desmosine and exacerbation frequency of bronchiectasis patients (respectively p=0.032, r=0.316 - p=0.036, r=0.310 - p=0.026, r = 0.328). Between blood NE and sputum NE level (p<0.001, r=0.982), between IL1-and desmosine (p<0.001, r=0.964), between IL1-and blood neutrophil elastase level (p<0.001, r=0.899) ), a statistically significant perfect-grade positive correlation was found between desmosine and blood NE level (p<0.001, r=0.944). ROC analysis was performed for the diagnostic value of biomarkers in predicting bronchiectasis disease. When the cut-off value for blood neutrophil elastase was taken as 12.70 ng/mL, the sensitivity was 71.7%, specificity 77.8%, positive predictive value (PPD) 76.7%, negative predictive value (NPV) 72.9%.When the cut-off value for IL 1β was taken as 2,935 pg/mL, the sensitivity was 73.9%, specificity 71.1%, PPD 72.3% and NPD 72.7%. When the cut-off value for desmosine was taken as 0.505 ng/mL, the sensitivity was 67.4%, specificity 62.2%, PPD 64.6%, and NPD 65.1%.
Result: In our study, it was found that NE, IL-1β and desmosin blood levels in patients with bronchiectasis are important inflammatory markers, they have a significant diagnostic value and due to their significant correlation with exacerbation frequency, they may be used as follow-up parameters in addition to CRP and neutrophil. In sputum, NE showed an excellent positive correlation with these three biomarkers, and it was considered a strong candidate for routine follow-up parameters.