SARS-CoV-2感染症の予後予測のためのサイトカインとリンパ球サブセットの組み合わせに基づく予測モデル

Prediction Model Based on the Combination of Cytokines and Lymphocyte Subsets for Prognosis of SARS-CoV-2 Infection.

• Ying Luo
• Liyan Mao
• Xu Yuan
• Ying Xue
• Qun Lin
• Guoxing Tang
• Huijuan Song
• Feng Wang
• Ziyong Sun

抄録

背景:

コロナウイルス感染症2019（COVID-19）患者の死亡を予測するための満足度の高いマーカーは、現在のところまれである。本研究の目的は、血清サイトカインとリンパ球サブセットの組み合わせに基づく予後予測モデルを確立することである。

BACKGROUND: There are currently rare satisfactory markers for predicting the death of patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). The aim of this study is to establish a model based on the combination of serum cytokines and lymphocyte subsets for predicting the prognosis of the disease.

METHODS:

2020年2月から4月にかけて同済病院にCOVID-19患者739人が登録され、患者の転帰に応じて致死群（n=51）と生存群（n=688）に分類された。サイトカインプロファイルとリンパ球サブセット解析を同時に行った。

METHODS: A total of 739 participants with COVID-19 were enrolled at Tongji Hospital from February to April 2020 and classified into fatal (n = 51) and survived (n = 688) groups according to the patient's outcome. Cytokine profile and lymphocyte subset analysis was performed simultaneously.

結果:

死亡した患者は、入院時にB細胞、CD4 T細胞、CD8 T細胞、NK細胞を含むリンパ球数が有意に減少し、インターロイキン-2受容体、インターロイキン-6、インターロイキン-8、腫瘍壊死因子-αを含むサイトカイン濃度が生存者と比較して著しく高かった。インターロイキン-8とCD4 T細胞およびNK細胞数の組み合わせに基づくモデルは、COVID-19患者の死亡を予測する上で良好な性能を示した。閾値0.075を用いた場合の予測モデルの感度は90.20％，特異度は90.26％であった．一方、インターロイキン-8は、死亡までの在院期間を予測する上で潜在的な価値を持つことがわかった。

RESULTS: The fatal patients exhibited a significant lower number of lymphocytes including B cells, CD4 T cells, CD8 T cells, and NK cells and remarkably higher concentrations of cytokines including interleukin-2 receptor, interleukin-6, interleukin-8, and tumor necrosis factor-α on admission compared with the survived subjects. A model based on the combination of interleukin-8 and the numbers of CD4 T cells and NK cells showed a good performance in predicting the death of patients with COVID-19. When the threshold of 0.075 was used, the sensitivity and specificity of the prediction model were 90.20% and 90.26%, respectively. Meanwhile, interleukin-8 was found to have a potential value in predicting the length of hospital stay until death.

結論:

サイトカインの有意な増加とリンパ球サブセットの減少は院内死亡と正の相関があることがわかった。3つのマーカーの組み合わせに基づくモデルは、COVID-19の予後を予測するための魅力的なアプローチとなる。

CONCLUSIONS: Significant increase of cytokines and decrease of lymphocyte subsets are found positively correlated with in-hospital death. A model based on the combination of three markers provides an attractive approach to predict the prognosis of COVID-19.