Total immunoglobulin E as a zooanthroponosis predictor in healthy volunteers: an observational study

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Control of zoonotic infections common in animals and humans profoundly contributes to maintaining public health. The source of pathogens for humans is primarily presented by those animals with which they frequently come into contact during agricultural work, hunting, and gathering mushrooms or wild berries as well as in domestic settings (dogs, cats, other domestic animals, rodents). The study was conducted by the Center of New Medical Technologies, Novosibirsk, and involved 111 healthy volunteers. The specific immune response against the following zoonoses was analyzed: toxocariasis, toxoplasmosis, brucellosis, listeriosis, leptospirosis, and opisthorchiasis, based on specific IgG antibodies. Specific parasitic immune response was compared with the clinical data of the participants and blood IgE levels. Thirty-nine (35%) out of 111 participants had anti-parasitic IgG antibodies against the following zoonoses: leptospirosis, listeriosis, toxocariasis, toxoplasmosis, and opisthorchiasis. Among these 39 participants, 11 had antibodies specific to two or more zoonoses comprising 10% of the cohort. The IgE vs IgG level in the presence of any zoonosis significantly differed (p = 0.0001). Forty-seven participants had normal IgE levels, of whom 8 (17%) had IgG antibodies specific to one of the studied zoonoses. Sixty-four participants had elevated IgE levels, of whom 31 (48%) had IgG antibodies specific to one or more zoonoses, p = 0.001. The IgE level may be a predictor of the zoonoses in apparently healthy individuals at IgE level > 0.226 IU (area under the curve 0.73 [0.62–0.83], p = 0.0001; sensitivity 76%, specificity 62%). The identified diagnostic criteria for screening zoonoses can accelerate the differential diagnosis for conditions associated with non-specific complaints. Prospective randomized studies are needed to identify early pathology-related diagnostic criteria.

About the authors

Evgenia V. Zamyatina

Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Center of New Medical Technologies

Author for correspondence.
Email: e_zamyt@mail.ru

PhD (Medicine), Researcher, Laboratory of Invasive Medical Technology, Infectiologist, Pulmonologist

Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

A. I. Shevela

Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Center of New Medical Technologies

Email: e_zamyt@mail.ru

DSc (Medicine), Professor, Head Researcher, Deputy Director, Scientific Director

Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

I. A. Mandel

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University; Federal Research and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the Federal Medical-Biological Agency

Email: e_zamyt@mail.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Anaesthesiology and Resuscitation Science, Associate Professor, Department of Anaesthesiology and Resuscitation Science

Russian Federation, Moscow; Moscow

A. A. Sizov

Siberian Federal Research Centrе of Agro-ВioTechnologies of the Russian Academy of Sciences

Email: e_zamyt@mail.ru

PhD (Biology), Leading Researcher, Laboratory for Optimisation of Anti-Epizootic Systems

Russian Federation, Novosibirsk Region, Novosibirsk District, Krasnoobsk

A. A. Stepanov

Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Center of New Medical Technologies

Email: e_zamyt@mail.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Head of the Laboratory of Genomic Medical Technologies; Head of the Clinical Laboratory

Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

D. A. Sizov

Siberian Federal Research Centrе of Agro-ВioTechnologies of the Russian Academy of Sciences

Email: e_zamyt@mail.ru

Researcher, Laboratory for Optimisation of Anti-Epizootic Systems

Russian Federation, Novosibirsk Region, Novosibirsk District, Krasnoobsk

S. O. Danilenko

Novosibirsk State University

Email: e_zamyt@mail.ru

Assistant Professor, Department of Fundamental Medicine

Russian Federation, Novosibirsk

References

  1. Мачарадзе Д.Ш. Современные клинические аспекты оценки уровней общего и специфических IgE // Педиатрия. Журнал им. Г.М. Сперанского. 2017. Т. 96, № 2. С. 121–127. [Macharadze D.Sh. Modern clinical aspects of total and specific IgE evaluation. Pediatriya. Zhurnal im. G.M. Speranskogo = Pediatrics. Journal named after G.M. Speransky, 2017, vol. 96, no. 2, pp. 121–127. (In Russ.)] doi: 10.33029/9704-6122-8-INB-2021-1-1104
  2. Ющук Н.Д., Венгеров Ю.Я. Инфекционные болезни: национальное руководство. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2023. 1104 с. (Серия «Национальные руководства») [Yushchuk N.D., Vengerov Yu.Ya. Infectious diseases: national guidelines. 3rd ed., revised. Moscow: GEOTAR-Media, 2023. 1104 p. (National Guidelines Series) (In Russ.)]
  3. Bradding P., Walls A.F., Holgate S.T. The role of the mast cell in the pathophysiology of asthma. J. Allergy Clin. Immunol., 2006, vol. 117, no. 6, pp. 1277–1284. doi: 10.1016/j.jaci.2006.02.039
  4. Burbank A.J., Sood A.K., Kesic M.J., Peden D.B., Hernandez M.L. Environmental determinants of allergy and asthma in early life. J. Allergy Clin. Immunol., 2017, vol. 140, no. 1, pp. 1–12. doi: 10.1016/j.jaci.2017.05.010
  5. Charlier C., Noel C., Hafner L., Moura A., Mathiaud C., Pitsch A., Meziane C., Jolly-Sanchez L., de Pontfarcy A., Diamantis S., Bracq-Dieye H., Disson O., Thouvenot P., Valès G., Tessaud-Rita N., Tourdjman M., Leclercq A., Lecuit M. Fatal neonatal listeriosis following L. monocytogenes horizontal transmission highlights neonatal susceptibility to orally acquired listeriosis. Cell Rep. Med., 2023, vol. 4, no. 7: 101094. doi: 10.1016/j.xcrm.2023.101094
  6. Criqui M.H., Lee E.R., Hamburger R.N., Klauber M.R., Coughlin S.S. IgE and cardiovascular disease. Results from a population-based study. Am. J. Med., 1987, vol. 82, no. 5, pp. 964–968. doi: 10.1016/0002-9343(87)90159-8
  7. Cruz A.A., Cooper P.J., Figueiredo C.A., Alcantara-Neves N.M., Rodrigues L.C., Barreto M.L. Global issues in allergy and immunology: parasitic infections and allergy. J. Allergy Clin. Immunol., 2017, vol. 140, no. 5, pp. 1217–1228. doi: 10.1016/j.jaci.2017.09.005
  8. Parra Barrera E.L., Bello Piruccini S., Rodríguez K., Duarte C., Torres M., Undurraga E.A. Demographic and clinical risk factors associated with severity of lab-confirmed human leptospirosis in Colombia, 2015–2020. PLoS Negl Trop. Dis., 2023, vol. 17, no. 7: e0011454. doi: 10.1371/journal.pntd.0011454
  9. Feary J., Britton J., Leonardi-Bee J. Atopy and current intestinal parasite infection: a systematic review and meta-analysis. Allergy, 2011, vol. 66, no. 4, pp. 569–578. doi: 10.1111/j.1398-9995.2010.02512.x
  10. Song G., Yang C., Qu Z., Lin X., Liu M., Wang Y. Association between seropositivity for toxocariasis and cognitive functioning in older adults: an analysis of cross-sectional data from the US National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES), 2011-2014. BMJ Open, 2023, vol. 13, no. 3: e068974. doi: 10.1136/bmjopen-2022-068974
  11. Grant A.V., Araujo M.I., Ponte E.V., Oliveira R.R., Cruz A.A., Barnes K.C., Beaty T.H. High heritability but uncertain mode of inheritance for total serum IgE level and Schistosoma mansoni infection intensity in a schistosomiasis-endemic Brazilian population. J. Infect. Dis., 2008, vol. 198, no. 8, pp. 1227–1236. doi: 10.1086/591946
  12. Gruber B.L. Immunoglobulin E., mast cells, endogenous antigens, and arthritis. Rheum. Dis. Clin. North Am., 1991, vol. 17, no. 2, pp. 333–342.
  13. Guo X., Yuan S., Liu Y., Zeng Y., Xie H., Liu Z., Zhang S., Fang Q., Wang J., Shen Z. Serum IgE levels are associated with coronary artery disease severity. Atherosclerosis, 2016, vol. 251, pp. 355–360. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2016.05.020
  14. Charles J.C., Jayarajah U., Subasinghe D. Clinical characteristics and outcomes of patients with leptospirosis complicated with acute pancreatitis: a systematic review. J. Int. Med. Res., 2023, vol. 51, no. 9: 3000605231197461. doi: 10.1177/03000605231197461
  15. Ulloque-Badaracco J.R., Hernandez-Bustamante E.A., Alarcón-Braga E.A., Huayta-Cortez M., Carballo-Tello X.L., Seminario-Amez R.A., Rodríguez-Torres A., Casas-Patiño D., Herrera-Añazco P., Benites-Zapata V.A. Seroprevalence of human toxocariasis in Latin America and the Caribbean: a systematic review and meta-analysis. Front. Public Health., 2023, no. 11: 1181230. doi: 10.3389/fpubh.2023.1181230
  16. Korkmaz M.E., Oto A., Saraçlar Y., Oram E., Oram A., Ugurlu S., Karamehmetoglu A., Karaagaoglu E. Levels of IgE in the serum of patients with coronary arterial disease. Int. J. Cardiol., 1991, vol. 31, no. 2, pp. 199–204. doi: 10.1016/0167-5273(91)90216-c
  17. Kounis N.G., Hahalis G. Serum IgE levels in coronary artery disease. Atherosclerosis, 2016, vol. 251, pp. 498–500. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2016.05.045
  18. Suominen K., Jaakola S., Salmenlinna S., Simola M., Wallgren S., Hakkinen M., Suokorpi A., Rimhanen-Finne R. Invasive listeriosis in Finland: surveillance and cluster investigations, 2011–2021. Epidemiol. Infect., 2023, vol. 151: e118. doi: 10.1017/S0950268823001073
  19. Kyozuka H., Murata T., Fukuda T., Endo Y., Yamaguchi A., Yasuda S., Kanno A., Sato A., Ogata Y., Hosoya M., Yasumura S., Hashimoto K., Nishigori H., Fujimori K.; Japan Environment and Children’s Study (JECS) Group. Immunoglobulin E levels and pregnancy-induced hypertension: Japan Environment and Children’s Study. Sci. Rep., 2021, vol. 11, no. 1: 8664. doi: 10.1038/s41598-021-88227-2
  20. MacGlashan D.Jr., Lavens-Phillips S., Katsushi M. IgE-mediated desensitization in human basophils and mast cells. Front. Biosci., 1998, vol. 3: d746-56. doi: 10.2741/a318
  21. Macpherson C.N. Human behaviour and the epidemiology of parasitic zoonoses. Int. J. Parasitol., 2005, vol. 35, no. 11–12, pp. 1319–1331. doi: 10.1016/j.ijpara.2005.06.004
  22. Magnaval J.F., Fillaux J., Cassaing S., Valentin A., Iriart X., Berry A. Human toxocariasis and atopy. Parasite, 2020, no. 27: 32. doi: 10.1051/parasite/2020029
  23. Maizels R.M., McSorley H.J. Regulation of the host immune system by helminth parasites. J. Allergy Clin. Immunol., 2016, vol. 138, no. 3, pp. 666–675. doi: 10.1016/j.jaci.2016.07.007
  24. Durieux M.F., Lopez J.G., Banjari M., Passebosc-Faure K., Brenier-Pinchart M.P., Paris L., Gargala G., Berthier S., Bonhomme J., Chemla C., Villena I., Flori P., Fréalle E., L’Ollivier C., Lussac-Sorton F., Montoya J.G., Cateau E., Pomares C., Simon L., Quinio D., Robert-Gangneux F., Yera H., Labriffe M., Fauchais A.L., Dardé M.L. Toxoplasmosis in patients with an autoimmune disease and immunosuppressive agents: a multicenter study and literature review. PLoS Negl Trop. Dis., 2022, vol. 16, no. 8: e0010691. doi: 10.1371/journal.pntd.0010691
  25. Medeiros M Jr, Figueiredo J.P., Almeida M.C., Matos M.A., Araújo M.I., Cruz A.A., Atta A.M., Rego M.A., de Jesus A.R., Taketomi E.A., Carvalho E.M. Schistosoma mansoni infection is associated with a reduced course of asthma. J. Allergy Clin. Immunol., 2003, vol. 111, no. 5, pp. 947–951. doi: 10.1067/mai.2003.1381
  26. Gupta N., Wilson W., Ravindra P. Leptospirosis in India: a systematic review and meta-analysis of clinical profile, treatment and outcomes. Infez. Med., 2023, vol. 31, no. 3, pp. 290–305. doi: 10.53854/liim-3103-4
  27. Overgaauw P.A.M., Vinke C.M., Hagen M.A.E.V., Lipman L.J.A. A One Health Perspective on the Human-Companion Animal Relationship with Emphasis on Zoonotic Aspects. Int. J. Environ. Res. Public Health, 2020, vol. 17, no. 11: 3789. doi: 10.3390/ijerph17113789
  28. Pezeshkian F., Pouryousef A., Omidian M., Mikaeili F., Safarpour A.R., Shojaei-Zarghani S., Sarkari B. Seroprevalence of toxocariasis and its associated risk factors among adult population in Kavar District, Fars Province, South of Iran: a cross-sectional community-based seroepidemiological survey. Interdiscip. Perspect. Infect. Dis., 2023, no. 2023: 2721202. doi: 10.1155/2023/2721202
  29. Robertson I.D., Thompson R.C. Enteric parasitic zoonoses of domesticated dogs and cats. Microbes Infect., 2002, vol. 4, no. 8, pp. 867–873. doi: 10.1016/s1286-4579(02)01607-6
  30. Sinkiewicz W., Błazejewski J., Bujak R., Kubica J., Dudziak J. Immunoglobulin E in patients with ischemic heart disease. Cardiol J., 2008, vol. 15, no. 2, pp. 122–128.
  31. Strand T.M., Olsson Engvall E., Lahti E., Hjertqvist M., Lundkvist Å. Leptospira status in Sweden during the past century, neglected and re-emerging? Microorganisms, 2023, vol. 11, no. 8: 1991. doi: 10.3390/microorganisms11081991
  32. Theoharides T.C., Kalogeromitros D. The critical role of mast cells in allergy and inflammation. Ann. NY Acad. Sci., 2006, vol. 1088, pp. 78–99. doi: 10.1196/annals.1366.025
  33. Thompson A., Kutz S. Introduction to the Special Issue on ‘Emerging Zoonoses and Wildlife’. Int. J. Parasitol. Parasites Wildl., 2019, no. 9: 322. doi: 10.1016/j.ijppaw.2019.07.002
  34. Von Mutius E. The microbial environment and its influence on asthma prevention in early life. J. Allergy Clin. Immunol., 2016, vol. 137, no. 3, pp. 680–689. doi: 10.1016/j.jaci.2015.12.1301
  35. Wang Z., Shen X.H., Feng W.M., Qiu W. Mast cell specific immunological biomarkers and metabolic syndrome among middle-aged and older Chinese adults. Endocr. J., 2017, vol. 64, no. 3, pp. 245–253. doi: 10.1507/endocrj.EJ16-0388
  36. Wells D.L. The effects of animals on human health and well-being. Journal of Social Issues, 2009, vol. 65, no. 3, pp. 523–543. doi: 10.1111/j.1540-4560.2009.01612.x
  37. World Health Organization Asia Pacific Strategy for Emerging Diseases: 2010. [Accessed on 20 July 2020]; Manila: WHO Regional Office for the Western Pacific. URL: https://iris.wpro.who.int/bitstream/handle/10665.1/7819/9789290615040_eng.pdf
  38. Xiong F., Tong Y., Li P., Huo T., Mao M. Serum immunoglobulin E level and its impact on the pregnancy outcome associated with fetal growth restriction: a prospective cohort study. Genet. Mol. Res., 2015, vol. 14, no. 2, pp. 3879–3888. doi: 10.4238/2015.April.27.2

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. oIgE level related to zooanthroponoses

Download (124KB)
3. Figure 2. Normal (< 0.22) and elevated (> 0.22) oIgE level distribution of respondents related to zooanthroponoses, p = 0.001

Download (181KB)
4. Figure 3. oIgE level > 0.226 OD as a zooanthroponosis predictor

Download (118KB)

Copyright (c) 2024 Zamyatina E.V., Shevela A.I., Mandel I.A., Sizov A.A., Stepanov A.A., Sizov D.A., Danilenko S.O.

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».