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Erschienen in: Inflammation Research 4/2024

03.02.2024 | Original Research Paper

CCL18, CHI3L1, ANG2, IL-6 systemic levels are associated with the extent of lung damage and radiomic features in SARS-CoV-2 infection

verfasst von: Ilaria Ferrigno, Laura Verzellesi, Marta Ottone, Martina Bonacini, Alessandro Rossi, Giulia Besutti, Efrem Bonelli, Rossana Colla, Nicola Facciolongo, Elisabetta Teopompi, Marco Massari, Pamela Mancuso, Anna Maria Ferrari, Pierpaolo Pattacini, Valeria Trojani, Marco Bertolini, Andrea Botti, Alessandro Zerbini, Paolo Giorgi Rossi, Mauro Iori, Carlo Salvarani, Stefania Croci

Erschienen in: Inflammation Research | Ausgabe 4/2024

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Abstract

Objective and design

We aimed to identify cytokines whose concentrations are related to lung damage, radiomic features, and clinical outcomes in COVID-19 patients.

Material or subjects

Two hundred twenty-six patients with SARS-CoV-2 infection and chest computed tomography (CT) images were enrolled.

Methods

CCL18, CHI3L1/YKL-40, GAL3, ANG2, IP-10, IL-10, TNFα, IL-6, soluble gp130, soluble IL-6R were quantified in plasma samples using Luminex assays. The Mann–Whitney U test, the Kruskal–Wallis test, correlation and regression analyses were performed. Mediation analyses were used to investigate the possible causal relationships between cytokines, lung damage, and outcomes. AVIEW lung cancer screening software, pyradiomics, and XGBoost classifier were used for radiomic feature analyses.

Results

CCL18, CHI3L1, and ANG2 systemic levels mainly reflected the extent of lung injury. Increased levels of every cytokine, but particularly of IL-6, were associated with the three outcomes: hospitalization, mechanical ventilation, and death. Soluble IL-6R showed a slight protective effect on death. The effect of age on COVID-19 outcomes was partially mediated by cytokine levels, while CT scores considerably mediated the effect of cytokine levels on outcomes. Radiomic-feature-based models confirmed the association between lung imaging characteristics and CCL18 and CHI3L1.

Conclusion

Data suggest a causal link between cytokines (risk factor), lung damage (mediator), and COVID-19 outcomes.
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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Ochani RK, Asad A, Yasmin F, Shaikh S, Khalid H, Batra S, et al. COVID-19 pandemic: from origins to outcomes. A comprehensive review of viral pathogenesis, clinical manifestations, diagnostic evaluation, and management. Infez Med. 2021;29:20–36.PubMed Ochani RK, Asad A, Yasmin F, Shaikh S, Khalid H, Batra S, et al. COVID-19 pandemic: from origins to outcomes. A comprehensive review of viral pathogenesis, clinical manifestations, diagnostic evaluation, and management. Infez Med. 2021;29:20–36.PubMed
10.
Zurück zum Zitat Iori M, Di Castelnuovo C, Verzellesi L, Meglioli G, Lippolis DG, Nitrosi A, et al. Mortality prediction of COVID-19 patients using radiomic and neural network features extracted from a wide chest X-ray sample size: a robust approach for different medical imbalanced scenarios. Appl Sci. 2022. https://doi.org/10.3390/app12083903.CrossRef Iori M, Di Castelnuovo C, Verzellesi L, Meglioli G, Lippolis DG, Nitrosi A, et al. Mortality prediction of COVID-19 patients using radiomic and neural network features extracted from a wide chest X-ray sample size: a robust approach for different medical imbalanced scenarios. Appl Sci. 2022. https://​doi.​org/​10.​3390/​app12083903.CrossRef
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Zurück zum Zitat VanderWeele T. Explanation in Causal Inference. Methods for Mediation and Interaction. New York: Oxford University Press; 2015. VanderWeele T. Explanation in Causal Inference. Methods for Mediation and Interaction. New York: Oxford University Press; 2015.
Metadaten
Titel
CCL18, CHI3L1, ANG2, IL-6 systemic levels are associated with the extent of lung damage and radiomic features in SARS-CoV-2 infection
verfasst von
Ilaria Ferrigno
Laura Verzellesi
Marta Ottone
Martina Bonacini
Alessandro Rossi
Giulia Besutti
Efrem Bonelli
Rossana Colla
Nicola Facciolongo
Elisabetta Teopompi
Marco Massari
Pamela Mancuso
Anna Maria Ferrari
Pierpaolo Pattacini
Valeria Trojani
Marco Bertolini
Andrea Botti
Alessandro Zerbini
Paolo Giorgi Rossi
Mauro Iori
Carlo Salvarani
Stefania Croci
Publikationsdatum
03.02.2024
Verlag
Springer International Publishing
Erschienen in
Inflammation Research / Ausgabe 4/2024
Print ISSN: 1023-3830
Elektronische ISSN: 1420-908X
DOI
https://doi.org/10.1007/s00011-024-01852-1

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