Een cytokinestorm vertegenwoordigt een gewelddadige ontstekingsreactie die uit de hand loopt met ons lichaam. Normaal gesproken is de ontstekingsreactie op bijvoorbeeld een virale infectie zelfbeperkend, maar bij sommige mensen is de activering van het immuunsysteem zo sterk dat het veel organen kan beschadigen en uiteindelijk zelfs kan afsterven. Recente onderzoeken hebben aangetoond dat cytokinestorm een van de belangrijkste doodsoorzaken is bij mensen die aan COVID-19 lijden.
Inhoudsopgave:
- Cytokine storm - wat is het?
- Cytokine storm - het mechanisme van zijn vorming
- Cytokine storm - oorzaken
- Cytokine storm - gevolgen
- Cytokine storm - symptomen
- Cytokine storm - behandeling
- Cytokine Storm - COVID-19 en andere pandemieën
Cytokine storm - wat is het?
Een cytokinestorm, ook wel hypercytokinemie of de cytokinecascade genoemd, is een buitensporige en ongecontroleerde reactie van het immuunsysteem die enorme hoeveelheden pro-inflammatoire stoffen afgeeft. Onbehandelde cytokinestormen kunnen leiden tot ernstige complicaties zoals sepsis, shock, weefselschade en meervoudig orgaanfalen, met als gevolg de dood.
Cytokinestormen worden niet geclassificeerd als een ziekte-entiteit, maar als een complex van immuunresponsen die kunnen optreden tijdens verschillende klinische aandoeningen, bijv. Infectieziekten.
De term "cytokinestorm" werd voor het eerst gebruikt in 1993 om de effecten te beschrijven van graft-versus-hostziekte die kunnen optreden in het lichaam van de ontvanger na orgaantransplantatie. In 2003 werd ook aangetoond dat een cytokinestorm verband kan houden met de reactie van het lichaam op infectie door virussen, bacteriën of schimmels.
De term "cytokinestorm" lijkt voor het eerst te worden gebruikt in de context van infectie met het H5N1-virus van aviaire influenza in 2005. Daarna werd het steeds breder gebruikt in de wetenschappelijke literatuur.
Cytokine storm - het mechanisme van zijn vorming
Het ontstaan van een cytokinestorm kan bijvoorbeeld optreden tijdens een infectie met een griepvirus. Na infectie komt het virus via het proces van endocytose de epitheelcellen van de bovenste en onderste luchtwegen binnen. Vervolgens wordt het virale genetisch materiaal herkend door de zogenaamde pathogeengerelateerde moleculaire patronen (afgekort PAMP), die op hun beurt een reactie van het immuunsysteem kunnen initiëren, waaronder een cytokinestorm.
Tijdens een cytokinestorm worden de cellen van het immuunsysteem snel geactiveerd. Snelle deling van T-lymfocyten en B-lymfocyten, monocyten, macrofagen, dendritische cellen en NK-cellen en hun overproductie van meer dan 150 verschillende cytokinen.
Een kenmerk van de cytokinestorm is het verlies van negatieve feedback door het immuunsysteem, dat fysiologisch de overmatige productie van pro-inflammatoire cytokines remt. Het vrijkomen van cytokinen leidt tot het vrijkomen van verdere cytokinen, wat een niet te stoppen kettingreactie op gang brengt. Het komt tot een soort zichzelf voortstuwende vicieuze cirkel.
Cytokinen zijn een diverse groep kleine moleculen die voornamelijk worden uitgescheiden door cellen in het immuunsysteem om met elkaar te communiceren. Tot de belangrijkste functies van cytokinen behoren de controle van de deling en differentiatie van immuuncellen en de regulering van de ontstekingsreactie.
De cytokinen omvatten eiwitten zoals:
- Interferonen (IFN's) die een belangrijke rol spelen bij de aangeboren immuniteit tegen virussen en andere microben
- Interleukines (IL) die voornamelijk de differentiatie en activering van immuuncellen reguleren. Ze kunnen pro-inflammatoire (activering van de ontstekingsreactie) of ontstekingsremmende (remming van de ontstekingsreactie) functies hebben
- Chemokines werken als stoffen die cellen van het immuunsysteem "aantrekken" en hun beweging naar ontstekingsplaatsen regelen
- Koloniestimulerende factoren (CSF's) regelen de hematopoëse, het proces waarbij rijpe immuuncellen worden geproduceerd uit bloedstamcellen
- Tumornecrosefactor (TNF) is misschien wel de meest bestudeerde pro-inflammatoire cytokine die een centrale rol speelt in de cytokinestorm
Cytokine storm - oorzaken
Factoren die tot een cytokinestorm leiden, worden in verband gebracht met een breed scala aan besmettelijke en niet-besmettelijke ziekten. De infectieuze agentia zijn onder meer:
- groep A streptokokken
- cytomegalovirus
- Epstein-Barr-virus
- Ebola-virus
- griepvirus
- pokkenvirus
- coronavirussen, bijvoorbeeld SARS-CoV, MERS-CoV
De niet-infectieuze factoren zijn onder meer:
- graft-versus-host-ziekte
- multiple sclerose
- juveniele idiopathische artritis
- ontsteking van de alvleesklier
- kankers, bijv. lymfomen
- biologische therapieën bijv. rituximab
- hemofagocytisch syndroom
- macrofaagactivatiesyndroom
Een van de grootste mysteries rond een cytokinestorm is waarom sommige mensen bijzonder kwetsbaar lijken en anderen resistent zijn tegen de ontwikkeling van een cytokinestorm. Dit houdt waarschijnlijk verband met de genetische variabiliteit van de immuunrespons in de menselijke populatie.
Cytokine storm - gevolgen
De cytokinestorm is een belangrijke doodsoorzaak bij patiënten die zijn geïnfecteerd met virussen zoals Ebola, Marburg, coronavirussen en pandemische griep. Acuut longletsel (ALI) is een veelvoorkomend gevolg van een cytokinestorm bij virussen die de longen aantasten, zoals SARS-CoV en influenzavirus.
ALI wordt gekenmerkt door een acute ontstekingsreactie van longweefsel, gevolgd door een chronische fase van afzetting van longcollageen en fibrose. Na verloop van tijd kan ALI zich ontwikkelen tot de meer ernstige vorm, het acute respiratory distress syndrome (ARDS).
Lokale longontsteking kan zich door de bloedsomloop door het lichaam verspreiden en verwoesting aanrichten in andere organen. Uiteindelijk kan een ernstig klinisch syndroom in de vorm van sepsis worden waargenomen.
Mensen met ernstige infectie-geïnduceerde sepsis hebben karakteristieke bloedcytokineprofielen die in de loop van de tijd veranderen. De acute responscytokinen zijn TNF, interleukine-1 en 8, die enkele minuten of uren na infectie verschijnen, gevolgd door een duidelijke toename van de interleukine-6-spiegels. Het ontstekingsremmende interleukine-10 verschijnt iets later als het lichaam probeert de acute systemische ontstekingsreactie onder controle te houden.
Naast longinfecties is cytokinestorm een gevolg van ernstige infecties van het maagdarmkanaal, de urinewegen, het centrale zenuwstelsel, de huid en gewrichtsruimten.
Cytokine storm - symptomen
- koorts
- vermoeidheid
- verlies van eetlust
- pijn in spieren en gewrichten
- misselijkheid en overgeven
- diarree
- daling van de bloeddruk
- snelle hartslag
- aanvallen
- Hoofdpijn
- delirium en hallucinaties
- verstrengeling
- uitslag
Laboratoriumtesten laten echter een hoog niveau zien van:
- stikstofverbindingen in het bloed
- D-dimeren
- aminotransferasen
- ferritine
- CRP-eiwitten
- interleukine-6
- lactaatdehydrogenase
- verlengde protrombinetijd
- laag aantal bloedplaatjes
Cytokine storm - behandeling
Momenteel is er geen enkele cytokine-stormtherapie en geneesmiddelen die specifiek zijn ontworpen om deze te behandelen. De belangrijkste benadering bij de behandeling van dit syndroom is het induceren van immunosuppressie, d.w.z. het verminderen van het reactievermogen van het immuunsysteem. Voor dit doel zijn medicijnen zoals:
- corticosteroïden
- cytokineremmers, bijv. tocilizumab
Cytokine Storm - COVID-19 en andere pandemieën
Accumulerend klinisch bewijs suggereert dat de door SARS-CoV-2-virus geïnduceerde subgroep van ernstige COVID-19-patiënten het cytokine-stormsyndroom kan vertonen.
Een multicenter retrospectieve studie gepubliceerd door Ruan et al. Waarin 150 bevestigde COVID-19-gevallen werden geanalyseerd, ontdekte dat COVID-19-mortaliteit mogelijk het gevolg is van een door een virus geactiveerde cytokinestorm. Bij deze patiënten werden verhoogde concentraties ferritine en interleukine-6 in het bloed waargenomen. Dit kan belangrijke implicaties hebben voor de behandeling van de ziekte, aangezien de huidige behandeling met COVID-19 ondersteunend is.
Daarom wordt gesuggereerd dat patiënten met ernstige COVID-19 moeten worden gescreend op cytokinestormen (bijv. Door ferritine te meten) om een subgroep van patiënten te identificeren voor wie immunosuppressieve therapie effectief zou zijn. Deze nieuwe therapeutische benadering wordt getest op de afdeling Infectieziekten van het Independent Public Clinical Hospital nr. 1 in Lublin.
Een cytokinestorm kan het sterftecijfer onder jonge mensen door COVID-19 verklaren, aangezien een vergelijkbare situatie werd waargenomen in 1918 tijdens de Spaanse grieppandemie. Destijds vond meer dan de helft van de sterfgevallen plaats bij gezonde proefpersonen tussen de 18 en 40 jaar en werd veroorzaakt door de cytokinestorm die leidde tot het syndroom van acute ademnood.
Aan de andere kant verklaart het fenomeen van een cytokinestorm waarom kinderen milder worden door besmetting met het SARS-CoV-2-virus. Hun immuunsysteem is simpelweg minder ontwikkeld en reageert niet zo heftig op de aanwezigheid van het virus.
Lees ook:
- Hoe verloopt de SARS CoV-2 coronavirus-infectie? Nieuwe arrangementen!
- Coronavirus gevaarlijk voor ouderen - hoe senioren beschermen?
- Waarom doodt het coronavirus jonge mensen?
- Dokter laat zien hoe coronavirus de longen van jongeren vernietigt
- Sterfte bij mensen die besmet zijn met het coronavirus
Literatuur:
- Tisoncik J. R. et al. Into the Eye of the Cytokine Storm. Microbiol Mol Biol Rev. 2012 mrt; 76 (1): 16-32. - online toegang
- Mehta P. et al. COVID-19: denk aan cytokine-stormsyndromen en immunosuppressie. Lancet. 28 maart 2020; 395 (10229): 1033-1034. - online toegang
- Osterholm M.T. Voorbereiding op de volgende pandemie. N Engl J Med. 5 mei 2005; 352 (18): 1839-1842. online toegang
- Lee D.W. et al. Huidige concepten in de diagnose en het beheer van het cytokine-release-syndroom. Bloed. 10 juli 2014; 124 (2): 188-195. - online toegang
- Behrens E.M. en Koretzky G.A. Recensie: Cytokine Storm Syndrome: op zoek naar het tijdperk van Precision Medicine. Artritis Rheumatol. Juni 2017; 69 (6): 1135-1143. - online toegang
- Ruan Q. et al.Klinische voorspellers van mortaliteit door COVID-19 gebaseerd op een analyse van gegevens van 150 patiënten uit Wuhan, China. Intensive Care Med 2020. - online toegang
- Een innovatieve methode van coronavirusbehandeling getest in Lublin - online toegang
Lees meer teksten van deze auteur
