Objektivierung der fetalen Immunantwort durch die Serumkonzentrationen verschiedener Zytokine im fetalen Blut Frühgeborener aus Sri Lanka nach vorzeitigem Blasensprung in der Schwangerschaft

Abstract

Trotz des medizinischen Fortschritts bleibt die Frühgeburt eine der Hauptursachen sowohl für die perinatale Morbidität als auch für die Mortalität und stellt somit immer noch ein bedeutendes und je nach Nation mehr oder weniger präsentes soziales und wirtschaftliches Problem dar. Die Frühgeburtenrate wird durch vaginale und aszendierende Infektionen deutlich erhöht, wobei der vorzeitige Blasensprung sowohl Ursache als auch Komplikation einer solchen Infektion sein kann. Den hierbei involvierten Zytokinen kommt eine zentrale Bedeutung bei der Genese der Frühgeburt zu. Doch nicht nur die Schwangerschaft, sondern auch die weitere Entwicklung des Neonaten kann durch ein entsprechendes Ungleichgewicht der Zytokine nachhaltig beeinträchtigt werden. Um den postnatalen Verlauf sowohl besser einschätzen als auch gegebenenfalls positiv beeinflussen zu können, sind demnach weitere Untersuchungen der fetalen Immunantwort notwendig, weshalb im Rahmen dieser Arbeit eine ganze Reihe verschiedener pro- und antiinflammatorischer Zytokine im fetalen Nabelschnurblut Frühgeborener aus Sri Lanka mit vorzeitigem Blasensprung analysiert wurden. Hierzu gehören G-CSF, GM-CSF, IL-1α, IL1-β, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12P40, IFN-γ, IP-10, MCP-1, MCP-3, MIP-α sowie TNF-α. Das gesamte Kollektiv umschloss 129 Frühgeborene aus Sri Lanka, wovon 60 der PROM- und 69 der Kontrollgruppe zugeordnet werden konnten. Das Gestationsalter lag hierbei im Bereich von 28 bis 36 vollendeten Schwangerschaftswochen. Hinsichtlich des Geschlechts der Neonaten zeigte sich eine nahezu gleichmäßige Verteilung zwischen männlich und weiblich. Innerhalb der Kontrollgruppe haben 22 Frauen vaginal und 47 per Sectio entbunden. Als Untersuchungsmedium wurde umgehend nach der Geburt Nabelschnurblut zur Analyse gewonnen, welche nach entsprechender Proben- und Reagenzienvorbereitung mithilfe der Luminex Multiplex Assay erfolgte. Die gemessenen Zytokinkonzentrationen wurden anschließend auf einen statistisch signifikanten Zusammenhang mit dem Vorhandensein eines vorzeitigen Blasensprungs in der Schwangerschaft untersucht. Die vier Zytokine IL-10, GM-CSF, MCP-3 und IL-1β haben das Signifikanzniveau von 5% (p < 0,05) in unterschiedlichem Maß unterschritten. Bei IL-10 konnte der deutlichste Unterschied zwischen den Kollektiven festgestellt werden (p = 0,003), gefolgt von MCP-3 (p = 0,019), GM-CSF (p = 0,023) und IL-1β (p = 0,033). Weiterhin hat man die jeweiligen Zytokinkonzentrationen als Maß der Immunantwort bei vaginaler Entbindung und Entbindung per Sectio, hinsichtlich des Gestationsalters bei Geburt sowie des Geschlechts der Neonaten betrachtet und auf statistisch signifikante Zusammenhänge untersucht. Lediglich bei Betrachtung des Geburtsmodus konnten signifikante Unterschiede festgestellt und die Nullhypothese bei MCP-1 (p = 0,037) sowie IL-10 (p = 0,049) abgelehnt werden. Die hier erhobenen Daten unterstützen und ergänzen vorherige Publikationen, in denen die Zytokin-Muster im Serum bei prä-, peri- und postnatalen Infektionen und bei nicht-infektiösen Inflammationen charakterisiert wurden, um sie diagnostisch zu nutzen und Hinweise auf das Langzeit-Outcome zu gewinnen.

In spite of medical advances, preterm birth remains one of the major causes of both perinatal morbidity and mortality. Depending on the nation it still represents a more or less significant social and economic problem. Caused by vaginal and ascending infections the rate of preterm births is significantly increased with premature rupture of membranes being both - a cause and a complication of such an infection. The involved cytokines play a central role in the genesis of preterm birth. However, not only the pregnancy but also the development of the neonate can be strongly affected by a corresponding imbalance of the cytokines. Some of these regulating proteins are already part of diagnostic methods. Others still offer the perspective to be of great value for preventive diagnostics as well as in the therapeutic area. In the past there have been multiple examinations of the amniotic fluid but less of the fetal blood as an objectification of the fetal immune response. If pathological processes such as premature rupture of membranes preceded birth, exactly this might be of importance in consideration of complications in the neonatal period. In order to be able to have a positive influence on the postnatal development further investigations of the fetal immune response are necessary. Therefore, we analyzed a whole series of different pro- and anti-inflammatory cytokines in the fetal umbilical cord blood of premature infants from Sri Lanka with premature rupture of membranes. These include GCSF, GM-CSF, IL-1α, IL1-β, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12P40, IFN-γ, IP-10, MCP-1, MCP-3, MIP-α and TNF-α. The entire patient population included 129 preterm neonates from Sri Lanka of which 60 could be assigned to the PROM-group and 69 to the control group. The gestational age was in the range between 28 and 36 completed weeks of gestation and the neonate’s sex was almost evenly divided into male and female. Within the control group 22 women gave birth vaginally and 47 by caesarean section. Immediately after birth umbilical cord blood was collected as the test medium. After appropriate sample and reagent preparation the analysis was realized by using the Luminex Multiplex Assay. In the next step we tested the measured cytokine concentrations for a statistically significant coherence with the presence of premature rupture of membranes in pregnancy. The four cytokines IL-10, GM-CSF, MCP-3 and IL-1β were found to be below the significance level of 5% (p < 0.05) in varying dimensions. IL-10 showed the most significant difference (p = 0.003) followed by MCP-3 (p = 0.019), GM-CSF (p = 0.023) and IL-1β (p = 0.033). Moreover, the cytokine concentrations were considered as a measure of the immune response in spontaneous vaginal delivery and delivery by caesarean section, regarding the gestational age at birth as well as the sex of the neonates and have also been tested for statistically significant coherences. The only significant differences could be detected by looking at the birth mode. In this case the null hypothesis for MCP-1 (p=0.037) and IL-10 (p=0.049) was rejected. The data generated in this study support and complete previous publications in which the cytokine patterns in the serum in pre-, peri- and postnatal infections and in non-infectious inflammations were characterized in order to use them diagnostically as well as to receive information about the long-term outcome.