اسم الباحث : أسماء فيصل روضان
اسم المشرف : ا.م.د ساجدة فليح حسن
الكلمات المفتاحية :
الكلية : كلية العلوم
الاختصاص : علوم الحياة
سنة نشر البحث : 2024
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
الخلاصة
تعد التهابات المسالك البولية من الأمراض الشائعة في العراق والعالم، ولها آثار صحية خطيرة. وقد تناولت العديد من الدراسات حول العالم هذا المرض من جوانب مختلفة تتعلق بالاسباب والعوامل المناعية (المناعة الطبيعية والمكتسبة) والعلاجات الفعالة. حاولت الدراسة الحالية التركيز على الجانب المناعي للإصابة من خلال دراسة بعض عوامل المناعة الفطرية والتكيفية (IgG, IgM, TLR2 and TLR4) وعلاقتها بالزنك وفيتامين د.
تضمنت طرائق العمل في هذا البحث سحب الدم الوريدي من المرضى والاصحاء لغرض فصل الأمصال. ثم قياس العوامل المناعية المذكورة أعلاه بواسطة ELISA، كما تم قياس مستويات فيتامين د والزنك وتم إجراء تحليل البول للمرضى والضوابط مع زرع البول في نفس يوم أخذ عينة الدم الوريدي. شمل تصميم الدراسة الحالية جمع 80 عينة من البول ومصل الدم. تم اخذ 60 عينة من المرضى الذين راجعوا مستشفى الامام الحسن المجتبى ومدينة الامام الحسين التعليمية الطبية / كربلاء المقدسة بين كانون الاول 2022 ونيسان 2023 حيث كانو يعانون من اعراض لالتهابات المسالك البولية، وتم اخذ 20 عينة من افراد اصحاء خلال نفس الفترة الزمنية. تم استخدام استبيان مصمم خصيصًا لهذه الدراسة لجمع البيانات المتعلقة بالمرضى والضوابط، بما في ذلك معلومات العمر والجنس والتشوهات الخلقية والسكري وأمراض المناعة الذاتية والحمل وكبار السن وما إلى ذلك.
شملت هذه الدراسة 80 مشاركا؛ وتوزع الجنس بنسبة 50% إناث و50% ذكور. تراوحت أعمار المشاركين من 18 إلى 50 سنة، حيث تم تقسيم المرضى والمجموعات الضابطة إلى مجموعات فرعية عمرية. تم تشخيص إصابة 35 (58.3%) من المرضى بالتهابات المسالك البولية المتكررة بينما تم تشخيص 25 (41.6%) بالتهابات المسالك البولية غير المتكررة. وقد وجد أن معظم المرضى لديهم اختلاف معنوي كبير في المستوى المتوسط لخلايا القيح، كريات الدم الحمراء، والخلايا الظهارية مقارنة مع الأصحاء.
أظهرت النتائج زيادة الاجسام المضادة IgG في مرضى التهاب المسالك البولية مقارنة بمجموعة السيطرة، مع زيادة ملحوظة في IgG في المصل (17.68 نانوجرام/مل) مقارنة بمتوسط IgG (10.57 نانوجرام/مل) في مجموعة التحكم. كان هناك انخفاض في مستوى الاجسام المضادة IgM لدى مرضى التهاب المسالك البولية مقارنة بمجموعة السيطرة، ولم يكن هذا الانخفاض معنوي حيث كان مستوى IgM (153.7 نانوجرام / مل) في المرضى مقارنة بمجموعة السيطرة (366.8 نانوجرام / مل). أظهرت نتائج TLRs (2 و 4) أن مستوى TLR2 في مجموعة المرضى ارتفع بشكل ملحوظ مقارنة بمجموعة السيطرة. كان متوسط مستوى TLR2 في مجموعة المرضى 0.23 نانوجرام/مل بينما كان في المجموعة الضابطة 0.16 نانوجرام/مل. كما كانت هناك زيادة غير معنوية في مستوى TLR4 في مجموعة المرضى مقارنة بمجموعة السيطرة. حيث كانت 215.6 بيكوغرام/مل في مجموعة المرضى و187.6 بيكوغرام/مل في مجموعة السيطرة. أظهر التحليل الإحصائي عدم وجود فروق بين مرضى التهاب المسالك البولية والأشخاص الأصحاء في مستويات فيتامين د، ولكن كان لدى الأشخاص الأصحاء متوسط أعلى من هذا الفيتامين. كان لدى مرضى التهاب المسالك البولية مستويات منخفضة من الزنك في الدم مقارنة بالمجموعة السيطرة.
كما تم فحص معدلات الإصابة لكل نوع من البكتيريا. وكانت الإشريكية القولونية هي الأعلى نسبة، تليها المكورات العنقودية الجلدية (21.66%)، والزائفة الزنجارية (16.66%)، والكلبسيلا الرئوية (5%)، والمكورات العنقودية الذهبية (1.66%). تم في الدراسة قياس مستويات TLR2 وTLR4 على أساس أنواع البكتيريا، بما في ذلك سالبة الجرام وإيجابية الجرام. واظهرت النتائج بان المستويات المتوسطة لـ TLR2 في المرضى الذين يعانون من مسببات الأمراض سلبية الجرام أقل من مستوياتهم مع مسببات الأمراض إيجابية الجرام، في حين كانت مستويات TLR4 في المرضى الذين يعانون من مسببات الأمراض إيجابية الجرام أقل منها في المجموعات سلبية الجرام.
في كل من المجموعتين المتكررة وغير المتكررة، كان هناك اختلاف كبير في متوسط مستويات IgG مقارنة بالمجموعة الضابطة. كان متوسط IgM في أدنى مستوياته في الإصابات المتكررة، إلا أنه لم يكن معنويا. كان متوسط مستوى IgM في الالتهابات المتكررة والالتهابات غير المتكررة والضوابط 77.68 نانوغرام / مل، 260.1 نانوغرام / مل، و238.4 نانوغرام / مل، على التوالي. كانت هناك زيادة في مستويات TLR2 في المصل في حالات العدوى غير المتكررة، مع زيادة كبيرة مقارنة بمجموعة العدوى المتكررة ومجموعة السيطرة. ارتفعت مستويات TLR4 في المصل بشكل طفيف في حالات العدوى غير المتكررة، مع عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين جميع الفئات. بالنسبة لفيتامين D3 والزنك لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية تظهر عند مقارنة المجموعات الثلاث المتكررة وغير المتكررة والضابطة فيما بينها.
تم استخدام تحليل رتبة سبيرمان لإظهار علاقة الاستجابة بين جميع العلامات المناعية (IgG، IgM، TLR2، وTLR4) وبين فيتامين D3 والزنك في مرضى التهاب المسالك البولية. أظهرت نتائج الارتباط وجود علاقة بين TLR2 وD3.
الاستنتاجات. كانت مستويات IgG وTLR2 أعلى بشكل ملحوظ في عينات المرضى مقايسة مع مجموعة الاصحاء، في حين انخفض IgM بشكل غير معنوي مما قد يشير إلى أهمية هذه العوامل في إمراضية التهاب المسالك البولية وعلاجها. وبشكل عام، انخفض مستوى IgG وTLR2 بشكل ملحوظ في حالات العدوى المتكررة مقارنة بالعدوى غير المتكررة وقد يكون ذلك بسبب استهلاك هذه العوامل أثناء حالات العدوى المتكررة. كانت مستويات فيتامين D3 و Zn منخفضة عند المرضى وقد يكون لهما تأثير سلبي على الجهاز المناعي بشكل عام ويكون لهما دور في زيادة التهابات المسالك البولية والتأثير على الالتهابات المتكررة. لا تزال العلاقة بين D3 والزنك والتهاب المسالك البولية بحاجة إلى الكثير من البحث لتحديد متى يمكن أن يكون لهذين العاملين تأثير كبير على تطور التهاب المسالك البولية وما هي العوامل الأخرى التي يمكن أن يكون لها تاثير على النتائج.
Evalution The Levels of some Immunological Markers in Patients with Urinary Tract Infection Infected with Gram Positive and Gram Negative Bacteria and Association with Levels of Zinc and Vitamin D
Abstract
Urinary tract infection (UTI) is a common disease in Iraq and the world, which has serious health effects. Many studies around the world have covered this disease from various aspects related to its causes, immune factors (natural and acquired immunity), and effective treatments. The current study attempts to focus on the immune aspect of infection by studying some factors of innate and adaptive immunity and its relationship to zinc and Vit. D3.
The methods used in this research include drawing venous blood from the patients and controls for the purpose of separating the sera. Then, the immune factors were Immunoglobulin G (IgG), Immunoglobulin M IgM, Toll-like receptor 2 (TLR2) and Toll-like receptor (TLR4) were measured by ELISA. Vitamin D3 and zinc were also measured.
General urine examination of patients and controls along with urine culture was performed on the same day as the venous blood sample was taken. The research design of the current study involved the collection of 80 urine and blood serum samples. Of these, 60 samples were taken from patients who visited Imam Hassan Al-Mujtaba Hospital and Imam Hussein Medical Educational City / Holy Karbala between December 2022 and April 2023 with complaints of urinary tract infections, and 20 samples were taken from healthy individuals during the same period.
A questionnaire specifically designed for the present study and it was used to collect all data related to patients and controls, including age, sex, congenital anomalies, diabetes, autoimmune diseases, pregnancy, elderly, etc. The sex was distributed to 50% females and 50% males. The ages of the participants ranged from 18 to 50 years, where patients and controls groups were divided into age subgroups. 35 (58.3%) of patients were diagnosed with recurrent urinary tract infections while 25 (41.6%) were diagnosed with non-recurrent urinary tract infections. It was found that most of the patients had a significant difference in the mean level of Pus Cells, RBCs, Epithelial Cells compared to the healthy controls.
The Results showed an increased IgG antibodies in UTI patients compared to the control group, with a significant increase in serum IgG (17.68 ng/ml) compared to the average amount of IgG (10.57 ng/ml) in controls.
However, there was a decreased level of IgM antibodies in UTI patients compared to the control group, This decrease was not significant. IgM was (153.7 ng/ml) in patients and (366.8 ng/ml) the controls group. The results of TLRs (2 and 4) showed that the serum level of TLR2 in patients’ group increased significantly compared to controls group. The mean level of TLR2 in patients’ group was 0.23ng/mL while in the control group was 0.16ng/mL.
Non-significant increase was noticed in the serum level of TLR4 in patients’ group compared to healthy controls group. It was 215.6 pg/mL in patients’ group and 187.6 pg/mL in the group of controls. Statistical analysis showed no differences between UTI patients and healthy subjects in vitamin D3 levels, but healthy subjects had a higher average preference. UTI patients had lower blood zinc levels than those of controls group.
The infection rates for each type of bacteria were also examined. E. coli had the highest percentage, followed by Staphylococcus epidermidis (21.66%), Pseudomonas aeruginosa (16.66%), Klebsiella pneumoniae (5%), and Staphylococcus aureus (1.66%). The study also measured the levels of TLR2 and TLR4, based on the types of bacteria, including Gram-negative and Gram-positive. The mean levels of TLR2 in patients with Gram-negative pathogens were lower than their levels with Gram-positive pathogens, while TLR4 in patients with Gram-positive pathogens was lower than in Gram-negative groups.
In both recurrent and non-recurrent groups, there was a significant difference in the mean levels of IgG compared to the controls group. The mean of IgM was in lowest levels in recurrent infections; however, it was non-significant. The mean level of IgM in recurrent infections, non-recurrent infections and controls were 77.68 ng/ml, 260.1 ng/ml, and 238.4 ng/ml, respectively.
Serum levels of TLR2 were increased in non-recurrent infections, with a significant increase compared to the recurrent infection group and controls group. Serum levels of TLR4 were slightly increased in non-recurrent infections, with no significant differences found among all groups. For vit. D3 and zinc there were no significant differences appear when the three groups of recurrent, non- recurrent, and controls compared among each other. The Spearman rank test analysis was used to show the response relationship among all immune markers (IgG, IgM, TLR2, and TLR4) and among vit. D3 and zinc in UTI patients. One significant correlation was found, and it was between TLR2 and D3.
In conclusion, IgG and TLR2 were significantly high, while IgM was insignificantly decreased, That may indicate to the importance of these factors in UTI pathogenicity and treatment. In general IgG, and TLR2 were dropped significantly in recurrent infections compared to non-recurrent infections and that could be because these factors are consumed during the recurrent infections.
The low levels of vit. D3 and Zn in patients may have a negative impact on the immune system in general and may have a role in increasing the UTIs. The correlation between D3 and zinc and UTI still needs much investigation to determine exactly when these two factors can have significant effect on the developing UTI and what other factors that can alter the results.