Diagnostic and prognostic value of assessment of soluble adhesion molecules sICAM-1 and sVCAM-1 in septic patients

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The review is devoted to the assessment of use of cell adhesion molecules including intercellular adhesion molecule type 1 (ICAM-1) and vascular cell adhesion molecule type 1 (VCAM-1) as additional laboratory markers for severity assessment and as predictors of outcome in septic patients. One of the very important pathogenetic components of this state is known to be endothelium activation replaced by its dysfunction. The level of expression of these molecules on endothelial cell membrane affects leukocyte migration from the vessels to surrounding tissues. Besides, a number of cell adhesion molecules are expressed on immunocompetent cells that influences the development of immune response (both innate and acquired). The main characteristics of ICAM-1 and VCAM-1 are presented, including the possibility of soluble forms formation (sICAM-1, sVCAM-1) due to shedding of cell membrane induced by proteolytic enzymes. The results of literature analysis demonstrate that in sepsis the serum content of sICAM-1 and sVCAM-1 is significantly higher than in healthy subjects. In most cases their level is higher than in patients with other critical states (such as severe infectious inflammatory processes, myocardial infarction, stroke, burns, etc.) that according to some authors allows their using for differential diagnosis of sepsis and other critical states. There is no consensus on correlation with disease severity (sepsis, severe sepsis, septic shock), presence of multiple organ failure and its prediction, and lethal outcomes. Results inconsistency most probably can be explained by differences in study design. Nevertheless, continuing studies in this direction is considered perspective.

About the authors

O V Moskalets

Moscow Regional Research and Clinical Institute named after M.F. Vladimirskiy

Author for correspondence.
Email: 6816000@mail.ru
Moscow, Russia

References

  1. Kozlov V.K. Sepsis: etiologiya, immunopatogenez, kontseptsiya sovremennoy immunoterapii. (Sepsis: etiology, immunopathogenesis, concept of modern immune therapy.) Saint Petersburg: Dialekt. 2006; 304 p. (In Russ.)
  2. Pool R., Gomez H., Kellum J.A. Mechanisms of organ disfunction in sepsis. Crit. Care Clin. 2017; 34 (1): 63–80. doi: 10.1016/j.ccc.2017.08.003.
  3. Molchanova L.V. Systemic inflammatory response and adhesion molecules. Obshhaya reanimatologiya. 2005; 1 (1): 54–59. (In Russ.)
  4. Malaviqe G.N., Ogg G.S. Pathogenesis of vascular leak in dengue virus infection. Immunology. 2017; 151 (3): 261–269. doi: 10.1111/imm 12748.
  5. Belokopytova I.S., Moskalets O.V., Paleev F.N. et al. The diagnostic value of adhesive molecules sICAM-1 and sVCAM-1 in ischemic heart disease. Ateroskleroz i dislipidemiya. 2013; (4): 62–65. (In Russ.)
  6. Yang X., Chang Y., Wei W. Endothelial disfunction and inflammation: immunity in rhemathoid arthritis. Mediators Inflamm. 2016; 2016: 681317. doi: 10.1155/2016/6813016.
  7. Petruzziello-Pellegrini T.N., Moslemi-Naeni M., Marsden P.A. New insights into Shiga toxin-mediated endothelial dysfunction in hemolytic uremic syndrome. Virulence. 2013; 4 (6): 556–563. doi: 10.4161/viru.26143.
  8. Schmidt E.P., Kuiebler W.M., Lee W.L. et al. Adhesion molecules: master controllers of the circulatory system. Compr. Physiol. 2016; 6 (2): 945–973. DOI: 10/1002/cphy.c150020.
  9. Kjaergaard A.G., Dige A., Krog J. et al. Soluble adhesion molecules correlate with surface expression in an in vitro model of endothelial activation. Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 2013; 113 (4): 273–279. doi: 10.1111/bcpt.12091.
  10. Garton K.J., Gough P.J., Raines E.W. Emerging roles of ectodomain shedding in the regulation of inflammatory responses. J. Leukoc. Biol. 2006; 79 (6): 1105–1116. DOI: 10/1189/jlb.0106038.
  11. Whalen M.J., Doughty L.A., Carlos T.M. et al. Intercellular adhesion molecule-1 and vascular adhesion molecule-1 are increased in plasma of children with sepsis-induced multiple organ failure. Crit. Care Med. 2000; 28 (2): 2600–2607. doi: 10.1097/00003246-200007000-00070.
  12. Edgar J.D.M., Gabriel V., Gallimore J.R. et al. A prospective study of the sensitivity, specifity and diagnostic performance of soluble intercellular adhesion molecule 1, highly sensitive C-reactive protein, soluble E-selectin and serum amyloid Ain the diagnosis of neonatal infection. BCM Pediatr. 2010; 10: 22. doi: 10.1186/1471-2431-10-22.
  13. Paise F., Sargison R., Makwana N. et al. Changes in the sublingual microcirculation and endothelial adhesion molecules during the course of severe meningococcal disease treated in the paediatric intensive care unit. Intensive. Care Med. 2012; 38 (5): 863–871. doi: 10.1007/s00134-012-2476.
  14. Bavunoglu I., Genc H., Konukoglu D. et al. Oxi­dative stress parameters and inflammatory and immune mediators as markers of the severity of sepsis. J. Infect. Dev. Ctries. 2016; 10 (10): 1045–1052. doi: 10.3855/jidc.7585.
  15. Xing K., Murthy S., Liles W.C. et al. Clinical utility of biomarkers of endothelial activation in sepsis — a systematic review. Crit. Care. 2012; 6 (1): R7. doi: 10.1186/cc11145.
  16. Schueltz P., Jones A.E., Aird W. et al. Endothelial cell activation in emergency department patients with sepsis-related and non-sepsis-related hypotension. Shock. 2011; 36 (2): 104–108. doi: 10.1097/TA.0b013e3181fc5c70.
  17. De Pablo R., Monserrat J., Reyes E. et al. Circulating sICAM-1 and sE-selectin as biomarkers of infection and prognosis in patients with systemic inflammatory response syndrome. Eur. J. Intern. Med. 2013; 24 (2): 132–138. doi: 10.1016/j.ejim.2012.10.009.
  18. Kjaergaard A.G., Dige A., Nielsen J.S. et al. The use of the soluble adhesion molecules sE-selectin, sICAM-1, sVCAM-1, sPCAM-1 and their ligands CD11a and CD49d as diagnostic and prognostic biomarkers in septic and critically ill non-septic ICU patients. APMIS. 2016; 124 (10): 846–855. doi: 10.1111/apm.12585.
  19. Rassoul F., Richter V., Kistner C. et al. Soluble cell adhesion molecules and parameters of lipoprotein metabolism in patients with severe burns. West Indian Med. J. 2009; 58 (5): 417–421. PMID: 20441058.
  20. Amalakuhan B., Habib S.A., Mangat M. et al. Endothelial adhesion molecules and multiple organ failure in patients with severe sepsis. Cytokine. 2016; 88: 267–273. doi: 10.1016/j.cyto.2016.08.028.
  21. Kung C.T., Su C.M., Chang H.W. et al. Elevated serum vascular cell adhesion molecule-1 is associated with septic encephalopathy in adult community-onset severe sepsis patients. Biomed. Res. Int. 2014; 2014: 598762. doi: 10.1155/2014/598762.
  22. Mikacenic C., Hahn W.O., Price B.L. et al. Biomarkers of endothelial activation are associated with poor outcome of critical illness. PLoS One. 2015; 10 (10): e0141251. DOI: 10/1371/journal.pone 0141251.
  23. Skibsted S., Jones A.E., Puskarich M.A. et al. Biomarkers of endothelial cell activation in early sepsis. Shock. 2013; 39 (5): 427–432. doi: 10.1097/SHK.0b013e3182903f0d.
  24. Suchkov S.V., Moskalets O.V., Cherepakhina N.E. et al. Current methods of immune and gene diagnosis in clinical practice. Terapevticheskiy arkhiv. 2004; 76 (4): 78–83. (In Russ.)
  25. Moskalets O.V., Mashkov A.E., Druzyuk E.Z. et al. Comparative characteristics of laboratory methods for diagnosis of infectious diseases in clinical practice. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Speranskogo. 2006; 85 (5): 32–34. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

© 2018 Moskalets O.V.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 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».