Investigation of the Relationship of Systemic Immune-Inflammation Index, C-Reactive Protein and Interleukin-6 with Viral Dynamics in Patients with COVID-19

COVID-19 Tanılı Hastalarda Sistemik İmmün-Enflamasyon İndeksi, C-Reaktif Protein ve İnterlökin-6’nın Viral Dinamik ile İlişkisinin Araştırılması

Birsen ÖZDEM, Reyhan BİLİCİ SALMAN, Emrah SALMAN, Nevreste ÇELİKBİLEK, Sibel AYDOĞAN, Bedia DİNÇ, Fisun KIRCA, Sibel GÖKAY, Alparslan TOYRAN

Abstract

Coronaviruses are enveloped, positivepolarity, single-stranded RNA viruses that can cause respiratory and gastrointestinal tract infections, less likely to cause infections with hepatic, neurological and nephrotic involvement. A novel coronavirus termed as severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) emerged in the city of Wuhan, China, and caused an outbreak of unusual viral pneumonia at the end of 2019. This study aimed to reveal the relationship between systemic immune-inflammation index (SII), C-reactive protein (CRP) and interleukin-6 (IL-6) and viral dynamics in COVID-19 patients. This retrospective, single-center study was conducted in Ankara City Hospital from April 1 to May 31, 2020. A total of 338 hospitalized patients who had positive results in SARS-CoV-2 reverse transcrytase polymerase chain reaction (RT-PCR) test from nasopharyngeal and oropharyngeal samples during their hospital admission were included in this study. Patients were divided into three groups according to their ward/intensive care unit, intubation and mortality situation and their clinical data were evaluated. Correlation analysis was performed to determine the relationship between viral dynamics and laboratory parameters such as SII, the neutrophil-to-lymphocyte ratio (NLR), the lymphocyte-to-CRP ratio (LCR), the lymphocyte-to-monocyte ratio (LMR), the platelet-to-lymphocyte ratio (PLR), CRP, IL-6 ferritin, albumin levels and lymphocyte count. Advanced age, low Ct value, increase in IL-6, increase in SII, decrease in albumin, increase in ferritin, decrease in lymphocyte count, increase in NLR, decrease in LCR, decrease in LMR, increase in PLR and increase in CRP levels were found statistically significantly different in all three groups (p< 0.001; p= 0.02; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001, respectively). Statistical analysis revealed a significant negative correlation between serum IL-6, NLR, LCR and CRP values with Ct values (p< 0.01, r= -0.233; p= 0.021, r= -0.126; p=0.004, r= -0.156 and p= 0.011, r= -0.138, respectively) and a significant positive correlation between Ct values and lymphocyte count and albumin levels (p= 0.005; r= 0.151 and p= 0.050; r= 0.106, respectively). Severe progression was observed in patients with advanced age, low Ct value, high IL-6 levels, high SII, hypoalbuminemia, high ferritin levels, lymphopenia, high NLR, low LCR, low LMR, high PLR and high CRP. In these patients hospitalization in intensive care unit, intubation and mortality were found to be higher. High levels of IL-6, NLR, LCR and CRP, lymphopenia and hypoalbuminemia were associated with low PCR Ct values.

Özet

Koronavirüsler; solunum yolu ve gastrointestinal sistem enfeksiyonlarına, daha nadir olarak da hepatik, nörolojik ve nefrotik tutulum gösteren hastalık tablolarına neden olan zarflı, pozitif polariteli, tek sarmallı RNA virüsleridir. 2019 sonunda, Çin’in Wuhan şehrinde ortaya çıkan ve şiddetli akut solunum yolu sendromu-koronavirüs-2 (SARS-CoV-2) olarak adlandırılan yeni bir koronavirüs, olağan dışı viral pnömoni salgınına neden olmuştur. Bu çalışmada, koronavirüs hastalığı-2019 (COVID-19) hastalarında sistemik immün-enflamasyon (SII) indeksi, C-reaktif protein (CRP) ve interlökin-6 (IL-6) ile viral dinamik arasındaki ilişkiyi ortaya koymak amaçlanmıştır. Çalışma tek merkezli ve retrospektif olarak yapılmıştır. 1 Nisan-31 Mayıs 2020 tarihleri arasında Ankara Şehir Hastanesi'ne başvuran ve nazofarengeal/orofarengeal sürüntü örneklerinde SARS-CoV-2 polimeraz zincir reaksiyon (PCR) testleri pozitif bulunan, 338 yatan hasta çalışmaya dahil edilmiştir. Hastalar servis/yoğun bakım, entübasyon ve mortalite durumlarına göre üç gruba ayrılmış ve klinik verileri değerlendirilmiştir. Viral dinamikler ile SII, nötrofil lenfosit oranı (NLR), lenfosit CRP oranı (LCR), lenfosit monosit oranı (LMR) ve platelet lenfosit oranı (PLR), CRP, IL-6, ferritin, albümin düzeyleri ve lenfosit sayısı arasındaki ilişkiyi saptamak için korelasyon analizi yapılmıştır. İleri yaş, düşük Ct değeri, IL-6 artışı, SII’da artış, albüminde azalma, ferritin artışı, lenfosit sayısında azalma, NLR’de artış, lenfosit CRP oranında (LCR) azalma, lenfosit monosit oranında (LMR) azalma, platelet lenfosit oranında (PLR) artış ve CRP düzeyinde artış üç grupta da istatistiksel olarak anlamlı derecede farklı bulunmuştur (sırasıyla p< 0.001; p= 0.02; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001; p< 0.001). Yapılan istatistiksel analizde serum IL-6, NLR, LCR ve CRP değerleri ile PCR Ct değerleri arasında anlamlı negatif korelasyon (sırasıyla p< 0.01, r= -0.233; p= 0.021, r= -0.126; p= 0.004, r= -0.156 ve p= 0.011, r= -0.138) ve lenfosit sayısı ile albümin düzeyi ile PCR Ct değerleri arasında anlamlı pozitif korelasyon (sırasıyla p= 0.005; r= 0.151 ve p= 0.050; r= 0.106) saptanmıştır. İleri yaş, düşük Ct değeri, yüksek IL-6 düzeyleri, yüksek SII, düşük LCR, düşük LMR, yüksek PLR, hipoalbüminemi, yüksek ferritin düzeyleri, lenfopeni, yüksek NLR ve yüksek CRP’si olan hastalarda progresyonun daha ciddi olduğu gözlenmiştir. Bu hastalarda yoğun bakıma yatış, entübasyon ve mortalite oranları daha yüksek bulunmuştur. Yüksek IL-6, NLR, LCR, CRP, lenfopeni, hipoalbüminemi ile düşük Ct değerleri korelasyon göstermiştir.