Diagnostic efficacy of C-reactive protein and IL-6 as markers of systemic inflammation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Currently, despite widespread use of the terms “systemic inflammation” (SI) and “systemic inflammatory response” (SIR), there are no generally accepted criteria for their verification. These processes are often identified (which is methodologically incorrect) and associated with an increase in pro-inflammatory mediators in the blood. However, SI is a complex process that requires integral criteria including assessment of SIR as reactivity level, and additional SI phenomena, such as microthrombosis, systemic alteration, and distress of the neuroendocrine system. At the same time, there is a need to assess individual CB indicators as a more affordable alternative for medical practice than the use of complex integral indicators. Our objective was to evaluate diagnostic efficacy of CRP and IL-6 levels as markers of acute and chronic systemic inflammation.

The data of patients with acute critical conditions of infectious and non-infectious genesis were analyzed to study acute systemic inflammation (SI), data of patients with autoimmune diseases, chronic organ failure and other chronic destructive diseases were analyzed to study chronic systemic inflammation (ChrSI). SIR severity was evaluated by the calculation of an integral index – reactivity level (RL). Differentiation of the inflammatory process to either classical inflammation (CI), or systemic inflammation was carried out using the previously proposed scale of SI, verification of chronic systemic inflammation was performed by means of ChrSI scale. SI (or ChrSI) was revealed in all groups of patients, and the frequency of SI registration in patients with acute conditions increased with development of multi-organ failure. The frequency of SIR was higher in all groups, thus confirming inability to equate these disorders. ROC analysis showed that CRP level had poor diagnostic efficacy on the development of SI/ChrSI (AUC < 0.6), and IL-6 level had very good diagnostic value (AUC 0.8-0.9). The prognostic value of the markers for detecting the SIR was higher, with AUCIL-6 exceeding AUCCRP. Thus, IL-6 in many acute and chronic pathologies is sufficiently closer to integral indices than C-reactive protein with respect to diagnostic efficiency, and the dynamics of IL-6 in blood may be used to predict and evaluate complications associated with acute and chronic SI, as well as to prescribe and monitor the results of anticytokine therapy.

About the authors

Yulia A. Zhuravleva

Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: jazhur@mail.ru

PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Inflammation Immunology

Russian Federation, 106, Pervomayskaya str., Yekaterinburg, 620049

Natalia V. Zotova

Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; B. Yeltsin Ural Federal University

Email: zotovanat@mail.ru

PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Inflammation Immunology, Associate Professor, Department of Medical Biochemistry and Biophysics

Russian Federation, 106, Pervomayskaya str., Yekaterinburg, 620049; Yekaterinburg

Liliya V. Solomatina

Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: slv10@list.ru

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Laboratory of Inflammation Immunology

Russian Federation, 106, Pervomayskaya str., Yekaterinburg, 620049

References

  1. Гусев Е.Ю., Журавлева Ю.А., Зотова Н.В., Соломатина Л.В., Зубова Т.Э., Бражников А.Ю., Паньшина Е.В., Лазарева М.А. Острое и хроническое системное воспаление: сравнительный анализ // Вестник Уральской медицинской академической науки, 2013. № 2. С. 98-103. [Gusev Е.Yu., Zhuravleva J.А., Zotova N.V., Solomatina L.V., Zubova T.E., Brazhnikov A.Yu., Panshina Е.V., Lazareva М.А. Acute and chronic systemic inflammation: comparative analysis. Vestnik Uralskoy meditsinskoy akademicheskoy nauki = Journal of Ural Medical Academic Science, 2013, no. 2, pp. 98-103. (In Russ.)]
  2. Dimitroulas T., Hodson J., Sandoo A., Smith J., Kitas G.D. Endothelial injury in rheumatoid arthritis: a crosstalk between dimethylarginines and systemic inflammation. Arthritis Res Ther., 2017, Vol. 19, no. 1, 32. doi: 10.1186/s13075-017-1232-1.
  3. Gusev E., Zhuravleva Y. Inflammation: A new look at an old problem. Int. J. Mol. Sci., 2022, Vol. 23, no. 9, 4596. doi: 10.3390/ijms23094596.
  4. Lasek-Bal A., Jedrzejowska-Szypulka H., Student S., Warsz-Wianecka A., Zareba K., Puz P., Bal W., Pawletko K., Lewin-Kowalik J. The importance of selected markers of inflammation and blood-brain barrier damage for short-term ischemic stroke prognosis. J. Physiol. Pharmacol., 2019, Vol. 70, no. 2. doi: 10.26402/jpp.2019.2.04.
  5. Markoulaki D., Kostikas K., Papatheodorou G., Koutsokera A., Alchanatis M., Bakakos P., Gourgoulianis K.I., Roussos C., Koulouris N.G., Loukides S. Hemoglobin, erythropoietin and systemic inflammation in exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Eur. J. Intern. Med., 2011, Vol. 22, no. 1, pp. 103-107.
  6. Metz C.E. Fundamental ROC Analysis. Handbook of Medical Imaging, Volume 1. Physics and Psychophysics.Ed. Richard L. van Metter, Jacob Beutel, Harold L. Kundel., 2000, рр. 751-770.
  7. Póvoa P., Coelho L., Almeida E., Fernandes A., Mealha R., Moreira P., Sabino H. C-reactive protein as a marker of infection in critically ill patients. Clin. Microbiol. Infect., 2005, Vol. 11, no. 2, pp.101-108.
  8. Qu R., Hu L., Ling Y., Hou Y., Fang H., Zhang H., Liang S., He Z., Fang M., Li J., Li X., Chen C. C-reactive protein concentration as a risk predictor of mortality in intensive care unit: a multicenter, prospective, observational study. BMC Anesthesiol., 2020, Vol. 20, no. 1, 292. doi: 10.1186/s12871-020-01207-3.
  9. Smok B., Domagalski K., Pawłowska M. Diagnostic and prognostic value of IL-6 and sTREM-1 in SIRS and sepsis in children. Mediators Inflamm., 2020, Vol. 2020, 8201585. doi: 10.1155/2020/8201585.
  10. Solus J.F., Chung C.P., Oeser A., Li C., Rho Y.H., Bradley K.M., Kawai V.K., Smith J.R., Stein C.M. Genetics of serum concentration of IL-6 and TNFα in systemic lupus erythematosus and rheumatoid arthritis: a candidate gene analysis. Clin. Rheumatol., 2015, Vol. 34, no. 8, pp. 1375-1382.
  11. Zhang J., Chen L., Delzell E., Muntner P., Hillegass W.B., Safford M.M., Millan I.Y., Crowson C.S., Curtis J.R. The association between inflammatory markers, serum lipids and the risk of cardiovascular events in patients with rheumatoid arthritis. Ann. Rheum. Dis., 2014, Vol. 73, no. 7, pp. 1301-1308.
  12. Zhang W., Tang Z., Shi Y., Ji L., Chen X., Chen Y., Wang X., Wang M., Wang W., Li D. Association between gamma-glutamyl transferase, total bilirubin and systemic lupus erythematosus in chinese women. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 682400. doi: 10.3389/fimmu.2021.682400.
  13. Zotova N.V., Chereshnev V.A., Gusev E.Yu. Systemic inflammation: methodological approaches to identification of the common pathological process. PLoS One, 2016, Vol. 11, no. 5, e0155138. doi: 10.1371/journal.pone.0155138.
  14. Zotova N.V., Zhuravleva Y.A., Zubova T.E., Gusev E.Y. Integral estimation of systemic inflammatory response under sepsis. Gen. Physiol. Biophys., 2020, Vol. 39, no. 1, pp. 13-26.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Zhuravleva Y.A., Zotova N.V., Solomatina L.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».