Unique cytokine and chemokine patterns in bronchoalveolar lavage are associated with specific causative pathogen among HIV infected patients with pneumonia in Medellin Colombia

Abstract

RESUMEN: Queríamos investigar el perfil de citoquinas pro-inflamatorias / quimiocinas asociados con los agentes etiológicos identificados en pacientes con VIH. Los pacientes inmunodeprimidos ingresados ​​en dos hospitales en Medellín, Colombia, con diagnóstico clínico y radiográfico de la neumonía se inscribieron en el estudio. Después de la autorización, se recogió el lavado broncoalveolar (BAL) para bacterias, micobacterias y hongos diagnóstico. Todos los pacientes fueron seguidos durante un año. Una muestra de BAL almacenada se utiliza para la detección de citoquinas / quimioquinas y citoquinas medida usando ensayos comerciales humana, basados ​​en perlas magnéticas 19-plex. El análisis estadístico se realizó mediante la asignación de niveles de concentraciones de citoquinas / quimioquinas en <25 percentil (inferior), 25-75 percentil (normal) y> 75 percentil (superior). Se llevaron a cabo análisis de componentes principales (PCA) y el análisis de Kruskal-Wallis para identificar la agrupación de citoquinas con las diversas etiologías infecciosas (hongos, Mycobacterium tuberculosis - BTT, y bacterias). La edad promedio de los pacientes era de 35 años, de los cuales el 77% eran hombres, y la mediana del recuento de CD4 de 33cells / l. De los 57 pacientes infectados por el VIH, la mortalidad hospitalaria fue del 12,3% y el 33% murió dentro de un año de seguimiento. El PCA reveló aumento de IL-10, IL-12, IL-13, IL-17, eotaxina, GCSF, MIP-1α, y las concentraciones de MIP-1 beta que se asocia con la infección MTB. En los pacientes con infección fúngica probada, bajas concentraciones de IL-1RA, IL-8, se identificaron TNF-α y VEGF. Las infecciones bacterianas muestran un patrón de citoquinas distintas y no fueron mal clasificados utilizando los patrones de citoquinas MTB u hongos (valor de p <0,0001). Nuestros resultados indican un patrón único de citoquinas pro-inflamatorias / quimiocinas, lo que permite la diferenciación entre patógenos bacterianos y no bacterianos. Por otra parte, encontramos distintas, si, los patrones de citoquinas / quimioquinas imperfectamente discriminatorias asociadas con MTB y las infecciones por hongos.

ABSTRACT: We wanted to investigate the pro-inflammatory cytokine/chemokine profile associated with the etiological agents identified in HIV patients. Immunosuppressed patients admitted to two hospitals in Medellin, Colombia, with clinical and radiographic diagnosis of pneumonia were enrolled in the study. After consent, bronchoalveolar lavage (BAL) was collected for bacterial, mycobacterial and fungal diagnosis. All patients were followed for a year. A stored BAL sample was used for cytokine/chemokine detection and measurement using commercial, magnetic human cytokine bead-based 19-plex assays. Statistical analysis was performed by assigning cytokine/chemokine concentrations levels into <25 percentile (lower), 25-75 percentile (normal) and >75 percentile (higher). Principal component analysis (PCA) and Kruskal-Wallis analysis were conducted to identify the clustering of cytokines with the various infectious etiologies (fungi, Mycobacterium tuberculosis - MTB, and bacteria). Average age of patients was 35, of whom 77% were male, and the median CD4 count of 33cells/μl. Of the 57 HIV infected patients, in-hospital mortality was 12.3% and 33% died within a year of follow up. The PCA revealed increased IL-10, IL-12, IL-13, IL-17, Eotaxin, GCSF, MIP-1α, and MIP-1β concentrations to be associated with MTB infection. In patients with proven fungal infection, low concentrations of IL-1RA, IL-8, TNF-α and VEGF were identified. Bacterial infections displayed a distinct cytokine pattern and were not misclassified using the MTB or fungi cytokine patterns (p-value<0.0001). Our results indicate a unique pattern of pro-inflammatory cytokine/chemokine, allowing differentiation between bacterial and non-bacterial pathogens. Moreover, we found distinct, if imperfectly discriminatory, cytokine/chemokine patterns associated with MTB and fungal infections.