Einfluss von Malaria auf den Glutathionperoxidasespiegel: eine systematische Überprüfung und Meta

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 13928 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Es wird angenommen, dass das primäre Antioxidans, Glutathionperoxidase (GPx), zur Pathophysiologie von Malaria beiträgt. Diese aktuelle Studie führte eine Metaanalyse durch, um Schwankungen der GPx-Blutspiegel bei Malariapatienten zu untersuchen. Sieben elektronische Datenbanken – ProQuest, Scopus, Embase, MEDLINE, PubMed, Ovid und Google Scholar – wurden nach relevanten Studien durchsucht, ohne Einschränkungen hinsichtlich der Veröffentlichungssprache oder des Veröffentlichungsdatums. Die kritischen Bewertungsinstrumente des Joanna Briggs Institute wurden verwendet, um das Risiko einer Verzerrung in den eingeschlossenen Studien kritisch zu bewerten. Die Metaanalyse wurde durchgeführt, indem die Effektschätzungen und Hedges' g mithilfe eines Zufallseffektmodells zusammengefasst wurden. In den Suchergebnissen wurden 1253 Artikel gefunden, von denen 16 Studien für Synthesen verwendet wurden. Die Ergebnisse der Metaanalyse zeigten, dass Malariapatienten im Vergleich zu nicht infizierten Personen verringerte GPx-Blutspiegel aufwiesen (P < 0,01, Hedges' g: − 4,06, 95 %-KI − 5,49–(− 2,63), I2: 99,07 %, 1278 Malaria Patienten/627 nicht infizierte Personen, 15 Studien). Subgruppenanalysen zeigten, dass die peripheren GPx-Spiegel bei Patienten mit P. falciparum-Malaria im Vergleich zu nicht infizierten Kontrollpersonen signifikant verringert waren (P < 0,01, Hedges' g: − 3,06, 95 %-KI − 4,46–(− 1,65), I2: 98,39 %, 9 Studien), jedoch nicht bei Patienten mit P. vivax-Malaria (P = 0,15, Hedges' g: − 2,05, 95 %-KI − 4,83–0,74), I2: 98,64 %, 2 Studien). GPx, insbesondere bei Patienten mit P. falciparum-Malaria. Der Befund liefert wertvolle Erkenntnisse, die die Notwendigkeit veranlassen, die Rolle der GPx-Depletion bei der Malaria-Pathogenese zu untersuchen.

Fünf verschiedene Plasmodium-Parasitenarten verursachen Malaria beim Menschen, nämlich Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Plasmodium ovale, Plasmodium malariae und Plasmodium knowlesi, wobei P. falciparum die gefährlichste und am weitesten verbreitete in Afrika ist1. P. vivax, eine andere Art von Plasmodium, wird mit einer wachsenden Zahl schwerer Krankheiten in Verbindung gebracht, insbesondere bei gefährdeten Bevölkerungsgruppen wie kleinen Kindern und schwangeren Frauen2. In Südostasien trägt die Infektion mit P. knowlesi erheblich zur zoonotischen Malaria bei3. Malaria breitet sich trotz enormer Bemühungen zur Kontrolle und Ausrottung weiter aus. Im Jahr 2021 wurden in 84 Ländern 247 Millionen Fälle und 625.000 Todesfälle gemeldet1.

Wirtsbezogene Faktoren wie genetische Polymorphismen, Immunreaktionen und Antioxidantien spielen eine Schlüsselrolle bei der Pathogenese der Malaria und den damit verbundenen klinischen Anzeichen und Symptomen4,5,6. Bei Plasmodium-Infektionen sind sowohl der Wirt als auch der Parasit aufgrund der erhöhten Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) oxidativem Stress ausgesetzt. ROS, wie das Superoxidanion und das Hydroxylradikal, können durch aktivierte Neutrophile und Makrophagen im Wirt und durch den Abbau parasitären Hämoglobins produziert werden6,7. Plasmodium-Infektionen in Erythrozyten können zum Abbau des Hämoglobins des Wirts führen, das eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von oxidativem Stress spielt8. Zusätzlich zum oxidativen Stress, der aus Stoffwechselprozessen resultiert, trägt die Produktion von ROS durch das Immunsystem des Wirts zusätzlich zur gesamten oxidativen Belastung bei, der die parasitierte Zelle ausgesetzt ist8. Die große Menge an ROS, die durch den Abbau von Hämoglobin und das Immunsystem des Wirts entsteht, wurde mit schwerer Malaria und einer höheren Sterblichkeitsrate in Verbindung gebracht9.

Der Zusammenhang zwischen oxidativem Stress und Antioxidantienspiegeln ist ein wesentlicher wirtsbezogener Faktor, da der Mangel an Antioxidantien wie reduziertem Glutathion (GSH), antioxidativen Vitaminen (A, C und E) und Superoxiddismutase (SOD) zu einem erhöhten Schweregrad führt von Malaria10,11,12,13,14. Glutathionperoxidase (GPx) gehört zur Familie der Oxidoreduktasen und katalysiert die Umwandlung von Wasserstoffperoxid und organischen Hydroperoxiden in Wasser oder verwandte Alkohole15. GPx arbeitet mit Katalase (CAT) und SOD zusammen, um ein enzymatisches Antioxidationssystem zu bilden, das das antioxidative Abwehrsystem der ersten Wahl darstellt16. Die Rolle von GPx bei Malaria ist umstritten, da GPx in P. falciparum fehlt17. Frühere Studien haben über verringerte GPx-Spiegel bei Malaria berichtet18,19. Im Gegensatz dazu haben andere Studien gegensätzliche Ergebnisse gezeigt; Die GPx-Werte waren bei Malariafällen im Vergleich zu nicht infizierten Personen entweder erhöht oder vergleichbar20,21. Da die GPx-Spiegel bei Malaria inkonsistent sind und die Rolle von GPx bei Malaria umstritten ist, wurde eine systematische Überprüfung und Metaanalyse durchgeführt, um die Variation der GPx-Blutspiegel zwischen Malariapatienten und gesunden Kontrollpersonen zu untersuchen. Darüber hinaus wurden Schwankungen der GPx-Blutspiegel bei Patienten mit unterschiedlichen Plasmodium-Spezies-Infektionen, Parasitendichten und verschiedenen klinischen Schweregraden ausgewertet, um evidenzbasierte Daten zu GPx bei Malaria bereitzustellen.

Das Protokoll dieser Überprüfung wurde im International Prospective Register of Systematic Reviews (PROSPERO) unter der Nummer CRD42023421903 veröffentlicht. Die systematische Überprüfung wurde gemäß der Empfehlung der Cochrane Collaboration22 durchgeführt. Die Berichte dieser systematischen Überprüfung und Metaanalyse folgten den Richtlinien und Standards der Erklärung „Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses“ (PRISMA)23.

Sechs elektronische Datenbanken, ProQuest, Scopus, Embase, MEDLINE, PubMed und Ovid, wurden ohne Einschränkungen hinsichtlich der Veröffentlichungssprache oder des Veröffentlichungsdatums durchsucht. Die folgenden Suchbegriffe wurden für PubMed übernommen: („Glutathione Peroxidase“[Textwort] ODER „Selenoglutathione Peroxidase“[Textwort] ODER „Glutathione Lipoperoxidase“[Textwort] ODER GPx[Textwort] ODER „GSH Peroxidase“[Textwort ] ODER GSHPx[Textwort] ODER GPxs[Textwort] ODER „Glutathionperoxidase“[MeSH-Begriffe]) UND (Malaria[Textwort] ODER Plasmodium[Textwort]). Für die Suche in den fünf anderen Datenbanken wurden die Suchbegriffe leicht von PubMed übernommen (Tabelle S1). Darüber hinaus wurden Google Scholar-Suchen durchgeführt, um sicherzustellen, dass alle relevanten Artikel enthalten waren und die Anzahl der abgerufenen Artikel maximiert wurde. Die Suche in Google Scholar ergab eine überwältigend hohe Anzahl an Ergebnissen, von denen viele irrelevant waren, sodass gemäß der zuvor abgegebenen Empfehlung nur die ersten 200 Artikel auf ihre Eignung überprüft wurden24. Darüber hinaus wurden Referenzen aus den ausgewählten Artikeln auf ihre mögliche Eignung hin ausgewertet. Die Suche begann mit den ältesten verfügbaren Artikeln und endete am 24. April 2023.

Zwei Gutachter (MK und KUK) bewerteten unabhängig voneinander die Eignung der Studien, und Meinungsverschiedenheiten wurden durch Diskussion mit einem dritten Gutachter (AM) gelöst. Studien wurden eingeschlossen, wenn sie die folgenden Kriterien erfüllten: (i) klinische Querschnittsstudien (mit Ausgangsdaten zum Ergebnis), Kohorten-, experimentelle oder Fallkontrollstudien, (ii) durchgeführt an mit Plasmodium infizierten und nicht infizierten Personen und (iii) gemessene GPx-Werte/-Aktivität in beiden Teilnehmergruppen. Wenn mehrere Artikel aus derselben Studie gefunden wurden, wurde der Artikel mit den meisten Teilnehmern ausgewählt. Zwei Gutachter (MK und KUK) extrahierten die folgenden Daten, nachdem sie entschieden hatten, welche qualifizierten Studien einbezogen werden sollten: (i) Name des Erstautors, (ii) Jahr der Veröffentlichung, (iii) Land, (iv) Studiendesign, (v) Einzelheiten zu den Teilnehmern, (vi) Anzahl der Teilnehmer, (vii) Alter der Teilnehmer, (viii) GPx-Level/Aktivität, (ix) Methode für Malaria und (x) Methode zur GPx-Messung.

Um die Sicherheit der Beweise für unterschiedliche GPx-Werte zwischen Malariapatienten und nicht infizierten Personen zu bewerten, wurden die kritischen Bewertungsinstrumente des JBI für Querschnitts-, klinische Studien, Kohorten-, experimentelle und Fall-Kontroll-Studien übernommen25. Diese Tools bewerteten die Vertrauenswürdigkeit der Evidenz anhand von 8, 13, 11, 9 und 10 Punkten für Querschnittsstudien, klinische Studien, Kohortenstudien, experimentelle Studien und Fallkontrollstudien.

Die Metaanalyse bündelte die Effektschätzungen mithilfe eines Zufallseffektmodells mit der DerSimonian-Laird-Methode26. Als Ergebnisse in der Metaanalyse wurde angenommen, dass es sich um Hedges' g handelt, bei dem es sich um den Effektschätzer für den Vergleich der Wirkung einer Behandlung mit einer Kontrolle aus standardisierten Mittelwertdifferenzen (SMDs) handelt27. Die I2-Statistik und der Q-Test von Cochran bewerteten die Heterogenität zwischen den Studien. Als größere Homogenität wurde ein I2-Wert nahe Null angesehen, wohingegen I2-Werte zwischen 25 und 50 % auf eine geringe Heterogenität hinwiesen, 51–75 % auf eine mäßige Heterogenität und > 75 % auf eine signifikante Heterogenität22. In der Metaanalyse zum Vergleich von GPx zwischen Malariafällen und nicht infizierten Kontrollen wurden Meta-Regressions- und Subgruppenanalysen durchgeführt, da sie mehr als 10 Studien umfasste und nach Veröffentlichungsjahr, Studiendesign, Land, Kontinent, Plasmodium-Arten, Altersgruppen und Klinik geschichtet war Status. Für Vergleiche mit mehr als 10 Studien wurde die Bewertung des Publikationsbias und des Effekts kleiner Studien mithilfe von Trichterdiagrammen, konturverstärkten Trichterdiagrammen und dem Egger-Regressionstest28 untersucht. Alle Analysen wurden in Stata Version 17.0 (StataCorp LLC, College Station, TX)29 durchgeführt.

Die Leave-One-out-Metaanalyse wurde verwendet, um den Einfluss einzelner Studien auf die gepoolte Effektschätzung zu testen. Zusätzlich wurde das Fixed-Effects-Modell für Vergleiche mit dem Random-Effects-Modell angewendet, um zu testen, ob sich die Änderung der Annahmen des statistischen Modells auf die Stabilität und Robustheit der Ergebnisse auswirkt.

Insgesamt wurden 1.053 Artikel aus Suchanfragen in sechs Datenbanken abgerufen, darunter ProQuest (n = 385), Scopus (n = 207), Embase (n = 191), MEDLINE (n = 115), PubMed (n = 112) und Ovid (n = 43). Nachdem 423 doppelte Artikel durch Automatisierungstools (n = 380) und manuelles Screening (n = 43) entfernt wurden, wurden die verbleibenden Studien (n = 630) nach ihren relevanten Titeln und Abstracts gescreent. Nachdem nicht verwandte Artikel (n = 518) ausgeschlossen wurden, wurden die verbleibenden Artikel auf ihre Eignung geprüft (n = 112). Zwölf Artikel18,19,21,30,31,32,33,34,35,36,37,38 erfüllten die Zulassungskriterien und wurden aufgenommen. Eine weitere Suche in Google Scholar ergab vier weitere Studien20,39,40,41, die die Zulassungskriterien erfüllten. Beim Durchsuchen der Referenzlisten der eingeschlossenen Studien wurden keine relevanten Studien gefunden. Schließlich wurden 16 Originalartikel18,19,20,21,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41 zur Durchsicht einbezogen (Abb. 1).

Studienflussdiagramm.

Die meisten Studien wurden zwischen 2010 und 2023 veröffentlicht (75 %) und waren Querschnittsstudien (75 %). Die meisten Studien wurden in Afrika (56,3 %) durchgeführt, darunter Nigeria, Sudan und Uganda. Die übrigen Studien wurden in Asien (31,3 %) durchgeführt, darunter Indien und die Türkei, Europa (Frankreich) und Südamerika (Kolumbien). Die meisten eingeschriebenen Personen waren mit P. falciparum-Malaria infiziert (62,5 %), und die meisten Teilnehmer waren Erwachsene (31,3 %). Ungefähr 50 % der Teilnehmer der eingeschlossenen Studien hatten symptomatische Malaria. Alle eingeschlossenen Studien verwendeten eine mikroskopische Untersuchung zum Nachweis von Malariaparasiten (Tabellen 1 und S2). Das Risiko einer Verzerrung zwischen den eingeschlossenen Studien wurde mithilfe der kritischen Bewertungsinstrumente des JBI für Fallkontroll-, Kohorten-, Querschnitts- und experimentelle Studien untersucht. Die Ergebnisse der Bewertung zeigten, dass in einer Fall-Kontroll-Studie der relevante Expositionszeitraum fehlte30; Vier Querschnittsstudien fehlten die Identifizierung und Strategie zum Umgang mit Störfaktoren19,21,32,40; und die Kohortenstudie enthielt unklare Details zur Nachbeobachtung34. Alle Studien wurden in die Überprüfung einbezogen (Tabelle S3).

Sechzehn Studien verglichen die Blutspiegel von GPx zwischen Malariapatienten und nicht infizierten Personen18,19,20,21,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41. Basierend auf den Ergebnissen dieser Studien zeigten elf Studien, dass die GPx-Blutspiegel bei Malariapatienten signifikant niedriger waren als bei nicht infizierten Personen (68,75 %).18,19,30,32,33,34,35,36,39,40,41 . Im Gegensatz dazu wurde in drei Studien veröffentlicht, dass die GPx-Blutspiegel bei Malariapatienten signifikant höher waren als bei nicht infizierten Personen (18,8 %)20,37,38. Schließlich zeigten zwei Studien keinen Unterschied in den GPx-Blutspiegeln (12,5 %)21,31.

Der Unterschied in den GPx-Blutspiegeln zwischen Malariapatienten und nicht infizierten Personen wurde in der Metaanalyse von 15 Studien geschätzt, die quantitative Daten lieferten18,19,20,21,30,31,32,33,35,36,37,38, 39,40,41. Die Ergebnisse zeigten verringerte GPx-Blutspiegel bei Malariapatienten im Vergleich zu nicht infizierten Personen (P < 0,01, Hedges' g: − 4,06, 95 % KI − 5,49–(− 2,63), I2: 99,07 %, 1.278 Malariapatienten/627 nicht infizierte Personen, 15 Studien, Abb. 2). Die Meta-Regression von Veröffentlichungsjahr, Studiendesign, Land, Kontinent, Plasmodium-Arten, Altersgruppen und klinischem Status zeigte, dass das Veröffentlichungsjahr, die Plasmodium-Arten und der klinische Status die gepoolte Schätzung signifikant beeinflussten (P < 0,05, Tabelle S4). Anschließend wurden Subgruppenanalysen des Veröffentlichungsjahres, der Plasmodium-Arten und des klinischen Status durchgeführt.

Das Waldstück zeigt den Unterschied in den GPx-Werten zwischen Malariapatienten und nicht infizierten Personen. Abkürzung: CI, Konfidenzintervall; Mean Diff., mittlere Differenz; N, Anzahl der Teilnehmer; SD, Standardabweichung.

Nach der Subgruppenanalyse wies das Veröffentlichungsjahr signifikante Subgruppenunterschiede auf (P <0,01, ergänzende Abbildung 1). Zwischen 2010 und 2023 veröffentlichte Studien zeigten verringerte GPx-Blutspiegel bei Malariapatienten im Vergleich zu nicht infizierten Personen (P < 0,01, Hedges' g: − 5,83, 95 % KI − 7,98–(− 3,69), I2: 99,26 %, 11 Studien) . Im Gegensatz dazu waren die GPx-Blutspiegel in den beiden Gruppen in Studien, die zwischen 2000 und 2009 veröffentlicht wurden, ähnlich (P = 0,81, Hedges' g: − 0,12, 95 %-KI − 1,14–0,89, I2: 91,21 %, 2 Studien). und in Studien, die vor 2000 veröffentlicht wurden (P = 0,42, Hedges' g: 0,76, 95 %-KI − 1,08–2,60, I2: 96,28 %, 2 Studien).

Die Untergruppenanalyse der Plasmodium-Arten zeigte ebenfalls Untergruppenunterschiede (P <0,01, ergänzende Abbildung 2). Studien, an denen Patienten mit P. falciparum-Infektionen teilnahmen, berichteten über verringerte GPx-Blutspiegel bei Malariapatienten im Vergleich zu nicht infizierten Personen (P < 0,01, Hedges' g: − 3,06, 95 %-KI − 4,46–(− 1,65), I2: 98,39 %, 9 Studien). Studien, an denen Patienten mit P. falciparum- und P. vivax-Malaria teilnahmen, berichteten jedoch über ähnliche GPx-Blutspiegel zwischen den beiden Gruppen (P = 0,08, Hedges' g: − 6,31, 95 %-KI − 12,88–(− 0,63), I2: 99,71 %, 3 Studien) und Patienten mit nur P. vivax-Malaria (P = 0,15, Hedges' g: − 2,05, 95 %-KI − 4,83–0,74), I2: 98,64 %, 2 Studien).

Die Subgruppenanalyse des klinischen Status zeigte ebenfalls Subgruppenunterschiede (P = 0,01, ergänzende Abbildung 3). Studien, die symptomatische Malariapatienten einschlossen und den klinischen Status von Malariapatienten nicht spezifizierten, zeigten verringerte GPx-Blutspiegel bei Malariapatienten im Vergleich zu nicht infizierten Personen (P = 0,03, Hedges' g: − 1,55, 95 %-KI − 2,91–(− 0,18). ), I2: 97,99 %, 7 Studien) bzw. (P < 0,01, Hedges' g: − 8,01, 95 %-KI − 11,94–(− 4,09), I2: 99,52 %, 6 Studien). Studien, an denen sowohl symptomatische als auch asymptomatische Malariapatienten teilnahmen, zeigten jedoch ähnliche GPx-Blutspiegel zwischen den beiden Gruppen (P = 0,42, Hedges' g: − 2,60, 95 %-KI − 8,91–3,70, I2: 99,06 %, 2 Studien). ).

In drei Studien wurden die GPx-Blutspiegel von Malariapatienten mit P. vivax- und P. falciparum-Infektionen verglichen37,38,40. Die Ergebnisse der drei Studien zeigten ähnliche GPx-Werte bei Patienten mit P. falciparum- und P. vivax-Malaria37,38,40. Nach einer Metaanalyse der drei Studien waren die GPx-Blutspiegel bei Patienten mit P. vivax- und P. falciparum-Infektionen ähnlich (P = 0,48, Hedges' g: 0,10, 95 %-KI – 0,19–0,39, I2: 54,11 %, 202 P. falciparum-Patienten/251 P. vivax-Patienten, 3 Studien, Abb. 3).

Das Walddiagramm zeigt den Unterschied in den GPx-Werten zwischen den Malariapatienten P. vivax und P. falcipaum Malaria. Abkürzung: CI, Konfidenzintervall; Mean Diff., mittlere Differenz; N, Anzahl der Teilnehmer; SD, Standardabweichung.

Sechs Studien untersuchten Unterschiede im GPx-Blutspiegel zwischen Malariapatienten mit unterschiedlicher Parasitendichte18,19,20,21,36,39. Drei Studien zeigten eine umgekehrte Korrelation zwischen GPx-Blutspiegeln und Parasitendichte18,20,36. Zwei Studien zeigten keinen Zusammenhang zwischen GPx-Blutspiegeln und Parasitendichte19,21. Im Gegensatz dazu zeigte eine Studie erhöhte GPx-Blutspiegel bei Patienten mit mäßiger Parasitendichte im Vergleich zu Patienten mit niedriger und hoher Parasitendichte39.

Die ausgelassene Metaanalyse zeigte keinen Einfluss einzelner Studien auf die gepoolte Effektschätzung (P-Wert < 0,05 in jeder erneuten Metaanalyse, Abb. 4). Als das Modell mit festen Effekten für Vergleiche mit dem Modell mit zufälligen Effekten angewendet wurde, zeigten die Ergebnisse verringerte Blutspiegel von GPx bei Malariapatienten im Vergleich zu nicht infizierten Personen (P < 0,01, Hedges' g: − 0,82, 95 %-KI − 0,96–( − 0,69), I2: 99,07 %, 15 Studien, ergänzende Abbildung 4), was darauf hinweist, dass die Änderung der Annahme des statistischen Modells keinen Einfluss auf die Stabilität und Robustheit der Ergebnisse hatte. Die Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse zeigten, dass die Ergebnisse der Metaanalyse robust waren.

Die Leave-One-Out-Methode zeigt einen Ausreißer in der Metaanalyse des Unterschieds in den GPx-Werten zwischen Malariapatienten und nicht infizierten Personen. Abkürzung: CI, Konfidenzintervall.

Die asymmetrische Verteilung von Hedges' g einzelner Studien wurde durch Visualisierung des Trichterdiagramms demonstriert (Abb. 5). Die Ergebnisse des Egger-Tests zeigten signifikante Unterschiede (P < 0,01). Der Publikationsbias war auf die geringe Anzahl der in die Metaanalyse einbezogenen Studien zurückzuführen. Darüber hinaus lag die Verteilung von Hedges' g einzelner Studien innerhalb des signifikanten Bereichs des konturverstärkten Trichterdiagramms (P < 0,05, Abb. 6). Daher war die Heterogenität des Hedges' g aus einzelnen Studien die Ursache für die Funnel-Plot-Asymmetrie.

Das Trichterdiagramm zeigt eine asymmetrische Verteilung von Hedges' g (X-Achse) und Standardfehler (Y-Achse) der GPx-Werte zwischen Malariapatienten und nicht infizierten Personen. Abkürzung: CI, Konfidenzintervall.

Das konturverstärkte Trichterdiagramm zeigt eine Verteilung von Hedges' g (X-Achse) und Standardfehler (Y-Achse) der GPx-Werte zwischen Malariapatienten und nicht infizierten Personen in signifikanten und nicht signifikanten Bereichen des Trichterdiagramms. Abkürzung: CI, Konfidenzintervall.

Die vorliegende Studie ergab bei Malariapatienten im Vergleich zu nicht infizierten Personen verringerte GPx-Blutspiegel. Die Metaanalyse ergab, dass sowohl P. falciparum- als auch P. vivax-Infektionen mit verminderten GPx-Blutspiegeln einhergingen, wobei kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Infektionen beobachtet wurde. P. falciparum erzeugt ROS durch den Abbau von Aminosäuren in der sauren Nahrungsvakuole. Dieser Prozess kann zusätzlich zur Bildung von toxischem freien Häm (Ferri/Ferroprotoporphyrin IX; FP) und ROS8 führen. Der Mechanismus, der für die verringerten GPx-Blutspiegel bei Malaria verantwortlich ist, bleibt unklar, und es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die zugrunde liegende Ursache für den GPx-Mangel zu ermitteln. Babalola et al. zeigten, dass GPx bei Infektionen mit P. falciparum höher war20. Erhöhte MDA-Spiegel und verringerte Mengen an antioxidativen Enzymen wie SOD, CAT und GPx weisen darauf hin, dass die Antioxidantienspiegel gleichermaßen erhöht werden, um die Entstehung von oxidativen Stressprodukten zu bekämpfen42,43.

Die Untergruppen-Metaanalyse ergab verringerte gemeldete GPx-Werte in Studien, die zwischen 2010 und 2023 veröffentlicht wurden. Im Gegensatz dazu wurden vergleichbare GPx-Werte in Studien vor 2009 beobachtet. Diese Diskrepanz kann auf Unterschiede in den Studienorten oder auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass zuvor weniger Studien durchgeführt wurden 2009 im Vergleich zum Zeitraum zwischen 2010 und 2023. Daher ist die Schlussfolgerung bezüglich der gesunkenen GPx-Werte zwischen 2010 und 2023 wahrscheinlich robuster und zuverlässiger als die Schlussfolgerungen aus früheren Studien. Darüber hinaus gab es vor 2009 weniger Veröffentlichungen zu GPx-Werten als zwischen 2010 und 2023, was zur Heterogenität der Ergebnisse beigetragen haben könnte. Die Untergruppen-Metaanalyse für die Schwankungen der GPx-Spiegel während verschiedener Infektionen mit Plasmodium-Arten ergab, dass ein erheblicher GPx-Abbau nur bei Patienten mit Falciparum-Malaria beobachtet wurde und nicht in Studien, die Patienten mit Vivax-Malaria einschlossen. Der direkte Vergleich zwischen Patienten mit Falciparum- und Vivax-Malaria zeigte jedoch einen vergleichbaren GPx-Wert. Der mögliche Grund für dieses gegensätzliche Ergebnis zwischen Subgruppenanalyse und direktem Vergleich kann durch die Anzahl der in jeder Metaanalyse einbezogenen Studien erklärt werden. Neun Studien wurden für die Analyse in der Untergruppe von P. falciparum18,19,20,21,31,35,36,39,41 eingeschlossen, aber nur drei Studien wurden in den direkten GPx-Vergleich zwischen Patienten mit Vivax- und Falciparum-Malaria einbezogen37, 38,40. Unabhängig von der Art der Plasmodium-Infektion können sowohl eine P. falciparum- als auch eine P. vivax-Infektion den oxidativen Stress erhöhen und den Antioxidantienspiegel senken. Dennoch deuten die Ergebnisse der Metaanalyse darauf hin, dass zusätzliche Forschung erforderlich ist, um zu untersuchen, wie verschiedene Infektionen mit Plasmodium-Arten mit den GPx-Werten zusammenhängen.

Die Untergruppenanalyse des klinischen Status ergab, dass sich GPx in Studien mit symptomatischen und asymptomatischen Malariapatienten nicht veränderte, in Studien mit nur symptomatischen Patienten jedoch abnahm. Da MDA, ein Maß für oxidativen Stress, bei Patienten mit symptomatischer Malaria erheblich höher ist als bei Patienten mit asymptomatischer Malaria20, können Menschen mit asymptomatischer Malaria ein geringeres Maß an oxidativem Stress aufweisen. Die GPx-Werte waren bei Patienten mit hoher und mäßiger Parasitämie niedriger als bei Patienten mit niedriger Parasitämie. Der Grund für die umgekehrte Korrelation zwischen GPx-Spiegeln und Parasitämie bleibt unbekannt. Da die GPx-Quelle jedoch von den Parasiten und nicht vom Wirt stammt, sollten die hohe und mäßige Parasitämie positiv mit den GPx-Werten korrelieren. Darüber hinaus erstreckt sich die Korrelation zwischen GPx- und Parasitämie-Spiegeln möglicherweise nicht auf andere Antioxidantien, da der Parasit Antioxidantien, einschließlich Tripeptid GSH, Thioredoxin-abhängige Proteine und Superoxiddismutase, sowie andere Mechanismen verwenden kann, um die schädlichen Auswirkungen von ROS unabhängig davon zu überwinden Status von GPx44,45.

Zusätzlich zu GPx, das eine Rolle gegen oxidativen Stress-bedingte Plasmodium-Infektionen spielt, sind weitere Antioxidantien wie SOD, CAT, Peroxiredoxin 2 (PRDX2), GSH, Ascorbinsäure, Liponsäure, α-Tocopherol und β-Carotin notwendig Aufrechterhaltung des Redox-Gleichgewichts46. In unserer vorherigen Metaanalyse waren die SOD-Werte bei Malariapatienten im Vergleich zu nicht infizierten Fällen deutlich niedriger43. Unsere vorherige Metaanalyse und diese Studie legen eine mögliche positive Korrelation zwischen GPx und SOD nahe. Ein weiteres antioxidatives Enzym ist CAT, das zu den bedeutendsten Antioxidantien zählt und ähnliche Funktionen wie GPx und SOD erfüllt. Diese drei antioxidativen Enzyme (GPx, SOD und CAT) bekämpfen direkt freie Radikale wie Peroxynitrit-, Hydroxyl- und Perhydrylradikale, um deren Reaktivität zu verringern47. Da Lipide die Ziele für die Bildung von oxidativem Stress sind, wird angenommen, dass Hyperlipidämie erheblich zum GPx-Abbau in den mit P. falciparum infizierten Erythrozyten beiträgt34. In diesem Zusammenhang senkt die medikamentöse Malariatherapie bei Malariapatienten den Lipidperoxidspiegel, was zu einer deutlichen Wiederherstellung des Antioxidantienstatus führt, einschließlich GSH-, SOD-, Katalase- und GPx-Spiegel34.

Die vorliegende Studie wies einige Einschränkungen auf. Erstens kann sich die Publikationsverzerrung des Ergebnisses unter den eingeschlossenen Studien auf die Gesamteffektschätzung auswirken. Zweitens blieb die Heterogenität der Ergebnisse in der Subgruppenanalyse bestehen, was möglicherweise die Schlussfolgerung der Metaanalyse einschränkte. Der Unterschied in den GPx-Werten zwischen Plasmodium-Arten, der Parasitendichte und verschiedenen klinischen Schweregraden konnte in der vorliegenden Studie nicht effektiv abgeschätzt werden, da dieser Befund nur in wenigen Studien untersucht wurde.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Malaria mit verringerten GPx-Werten verbunden ist. Dieser Befund liefert wertvolle Erkenntnisse, die die Notwendigkeit veranlassen, die Rolle der GPx-Depletion bei der Malaria-Pathogenese zu untersuchen. Angesichts der geringen Anzahl von Studien, die in diese Metaanalyse einbezogen wurden, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Unterschiede in den GPx-Werten zwischen Infektionen zu bestimmen, die durch verschiedene Plasmodium-Arten, unterschiedliche Parasitendichten und unterschiedliche klinische Schweregrade verursacht werden. Darüber hinaus sind weitere Studien erforderlich, um den potenziellen Nutzen von Malariamedikamenten in Kombination mit einer GPx-Supplementierung für die Wiederherstellung des Antioxidantienstatus bei verschiedenen klinischen Malariafällen zu verstehen.

Alle Daten zur vorliegenden Studie sind in diesem Manuskript und den ergänzenden Dateien verfügbar.

WER. Welt-Malaria-Bericht 2022. https://www.who.int/teams/global-malaria-programme/reports/world-malaria-report-2022. Zugriff am 23. Juni 2023.

Phyo, AP, Dahal, P., Mayxay, M. & Ashley, EA Klinische Auswirkungen von Vivax-Malaria: Eine Sammlungsübersicht. PLoS Med. 19(1), e1003890 (2022).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Lee, WC et al. Plasmodium knowlesi: Der Wegbereiter für die Ausrottung der Malaria. Malar. J. 21(1), 140 (2022).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Driss, A. et al. Genetische Polymorphismen im Zusammenhang mit der Anfälligkeit für Malaria. Malar. J. 10, 271 (2011).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Long, CA & Zavala, F. Immunantworten bei Malaria. Kalter Frühling Harb. Perspektive Med. 7(8), a025577 (2017).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Vasquez, M., Zuniga, M. & Rodriguez, A. Oxidativer Stress und Pathogenese bei Malaria. Vorderzellinfektion. Mikrobiol. 11, 768182 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Postma, NS, Mommers, EC, Eling, WM & Zuidema, J. Oxidativer Stress bei Malaria; Implikationen für Prävention und Therapie. Pharm. Weltwissenschaft. 18(4), 121–129 (1996).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Becker, K. et al. Oxidativer Stress in mit Malariaparasiten infizierten Erythrozyten: Wirt-Parasit-Wechselwirkungen. Int. J. Parasitol. 34(2), 163–189 (2004).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Blatt, DB et al. Einfluss von oxidativem Stress auf das Sterbe- und Wiedereinweisungsrisiko bei afrikanischen Kindern mit schwerer Malaria: Eine prospektive Beobachtungsstudie. J. Infizieren. Dis. 226(4), 714–722 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kotepui, KU et al. Status der Blutspiegel von Superoxiddismutase bei Patienten mit Malaria: Eine systematische Überprüfung und Metaanalyse. Antioxid. Redox-Signal https://doi.org/10.1089/ars.2023.0273 (2023).

Artikel PubMed Google Scholar

Narsaria, N., Mohanty, C., Das, BK, Mishra, SP & Prasad, R. Oxidativer Stress bei Kindern mit schwerer Malaria. J. Trop. Pädiatr. 58(2), 147–150 (2012).

Artikel PubMed Google Scholar

Abdullahi, IN et al. Immunologische und antioxidative Profile von Malaria-Kindern in Abuja, Nigeria. Biomed. (Taipei) 11(1), 41–50 (2021).

Artikel Google Scholar

Das, BS, Thurnham, DI & Das, DB Plasma-α-Tocopherol, Retinol und Carotinoide bei Kindern mit Falciparum-Malaria. Bin. J. Clin. Nutr. 64(1), 94–100 (1996).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Lawal, OA, Adegoke, SA, Oseni, SB & Oyelami, OA Ein niedriger Vitamin-A-Spiegel im Serum kommt bei Kindern unter fünf Jahren mit schwerer Malaria häufig vor und ist mit einem erhöhten Sterberisiko verbunden. J. Infizieren. Entwickler Ctries 12(5), 365–372 (2018).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Zhao, L., Zong, W., Zhang, H. & Liu, R. Nierentoxizität und Reaktion von selenhaltiger Protein-Glutathionperoxidase (Gpx3) auf CdTe-QDs auf verschiedenen Ebenen. Toxicol Sci. 168(1), 201–208 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ighodaro, OM & Akinloye, OA Antioxidantien der ersten Verteidigungslinie – Superoxiddismutase (SOD), Katalase (CAT) und Glutathionperoxidase (GPX): Ihre grundlegende Rolle im gesamten antioxidativen Abwehrsystem. Alex. J. Med. 54(4), 287–293 (2018).

Google Scholar

Muller, S. Redox- und Antioxidationssysteme des Malariaparasiten Plasmodium falciparum. Mol. Mikrobiol. 53(5), 1291–1305 (2004).

Artikel PubMed Google Scholar

Atiba, AS et al. Plasmaspiegel eines Produkts der Schädigung durch freie Radikale und Antioxidationsstatus von Patienten mit verschiedenen Schweregraden einer Plasmodium falciparum-Infektion. Westafr. J. Med. 38(8), 770–774 (2021).

CAS PubMed Google Scholar

Atiku, SM, Louise, N. & Kasozi, DM Schwerer oxidativer Stress bei Patienten mit Sichelzellenanämie und unkomplizierter Plasmodium falciparum-Malaria in Kampala, Uganda. BMC-Infektion. Dis. 19(1), 600 (2019).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Babalola, AS, Jonathan, J. & Michael, BE Oxidativer Stress und Antioxidantien bei asymptomatischen Malaria-positiven Patienten: Eine krankenhausbasierte nigerianische Querschnittsstudie. Ägypten J. Intern. Med. 32, 23 (2020).

Artikel Google Scholar

Delmas-Beauvieux, MC et al. Zusammenhang zwischen dem Status des antioxidativen Enzymsystems der roten Blutkörperchen und der Lipoperoxidation während der akuten Phase der Malaria. Klin. Biochem. 28(2), 163–169 (1995).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Higgins, JPT, Chandler, J., Cumpston, M., Li, T., Page, MJ & Welch, VA (Herausgeber). Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions Version 6.3 (aktualisiert im Februar 2022): Cochrane (2022). www.training.cochrane.org/handbook.

Page, MJ et al. Die PRISMA 2020-Erklärung: Eine aktualisierte Richtlinie für die Berichterstattung über systematische Überprüfungen. BMJ 372, n71 (2021).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Haddaway, NR, Collins, AM, Coughlin, D. & Kirk, S. Die Rolle von Google Scholar bei der Überprüfung von Beweisen und ihre Anwendbarkeit auf die Suche nach grauer Literatur. PLoS ONE 10(9), e0138237 (2015).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Munn, Z. et al. Methodische Qualität von Fallserienstudien: Eine Einführung in das JBI-Tool zur kritischen Beurteilung. JBI Evid. Synth. 18(10), 2127–2133 (2020).

PubMed Google Scholar

DerSimonian, R. & Laird, N. Metaanalyse in klinischen Studien. Kontrollklinik. Trials 7(3), 177–188 (1986).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Lin, L. & Aloe, AM Auswertung verschiedener Schätzer für standardisierte Mittelwertdifferenzen in der Metaanalyse. Stat. Med. 40(2), 403–426 (2021).

Artikel MathSciNet PubMed Google Scholar

Cumpston, M., Li, T., Page, MJ, Chandler, J., Welch, VA & Higgins, JP, et al. Aktualisierte Leitlinien für vertrauenswürdige systematische Überprüfungen: eine neue Ausgabe des Cochrane-Handbuchs für systematische Überprüfungen von Interventionen. Cochrane-Datenbanksystem. Rev. 10, 000142 (2019)

Stata Statistical Software: Version 17. StataCorp LLC (2021)

Bilgin, R., Yalcin, MS, Yucebilgic, G., Koltas, IS & Yazar, S. Oxidativer Stress bei Vivax-Malaria. Koreanisches J. Parasitol. 50(4), 375–377 (2012).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Das, BS & Nanda, NK Hinweise auf Erythrozyten-Lipidperoxidation bei akuter Falciparum-Malaria. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 93(1), 58–62 (1999).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Erel, O., Vural, H., Aksoy, N., Aslan, G. & Ulukanligil, M. Oxidativer Stress von Blutplättchen und Thrombozytopenie bei Patienten mit Vivax-Malaria. Klin. Biochem. 34(4), 341–344 (2001).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Olaniyan, MF & Babatunde, EM Präventive (Myoglobin, Transferrin) und abfangende (Superoxiddismutase, Glutathionperoxidase) antioxidative Eigenschaften des flüssigen Rohextrakts aus Morinda lucida-Blättern bei der traditionellen Behandlung von Plasmodium-Infektionen. J. Nat. Wissenschaft. Biol. Med. 7(1), 47–53 (2016).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Oluba, OM Erythrozyten-Lipid- und Antioxidans-Veränderungen bei mit Plasmodium falciparum infizierten Kindern im Mutter-Kind-Krankenhaus in Akure, Nigeria. Pak. J. Biol. Wissenschaft. 22(6), 257–264 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Oluboyo, AO, Onodjohwo, EF, Oluboyo, BO & Ukaegbu, HC Glutathionperoxidase und Superoxiddismutase bei Kindern mit hoher und niedriger Malariaparasitämie. Int. Med. J. 27(1), 16–20 (2020).

CAS Google Scholar

Osuji, FN et al. Antioxidative Aktivität bei HIV- und Malaria-koinfizierten Personen im Bundesstaat Anambra im Südosten Nigerias. Asiatischer Pac. J. Trop. Dis. 5(11), 841–847 (2012).

Artikel CAS Google Scholar

Pabón, A., Carmona, J., Burgos, LC & Blair, S. Oxidativer Stress bei Patienten mit unkomplizierter Malaria. Klin. Biochem. 36(1), 71–78 (2003).

Artikel PubMed Google Scholar

Sohail, M. et al. Polymorphismus in der Glutathion-S-Transferase P1 ist im Vergleich zu P. falciparum mit einer Anfälligkeit für Malaria von Plasmodium vivax verbunden und reguliert den GST-Spiegel während einer Malariainfektion hoch. Freies Radikal. Biol. Med. 49(11), 1746–1754 (2010).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ozojiofor, UO et al. Erythrozytäre antioxidative Enzyme, Malondialdehyd- und Hämoglobinspiegel im Plasma bei mit Plasmodium falciparum infizierten Malariapatienten in Lagos, Nigeria. IJTDH 42, 1–12 (2021).

Artikel Google Scholar

Prabhu, SP et al. Untersuchung des Malondialdehydspiegels und der Glutathionperoxidaseaktivität bei Patienten mit Malaria. J. Pharm. Res. Int. 33, 35–41 (2021).

Artikel Google Scholar

Shalayel, MHF, Elhussein, AB, Fadlelseed, OE, Naeem, A. & Elsheikh, OM Glutathionperoxidase (GPx)-Aktivität in Blutplättchen von Patienten mit Malariaparasitämie, verursacht durch Plasmodium falciparum. SJBR 3(4), 37–41 (2014).

Google Scholar

Megnekou, R. et al. Einfluss der plazentaren Plasmodium falciparum-Malaria auf das Profil einiger Biomarker für oxidativen Stress bei Frauen, die in Yaoundé, Kamerun, leben. PLoS ONE 10(8), e0134633 (2015).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Kotepui, KU et al. Status der Blutspiegel von Superoxiddismutase bei Patienten mit Malaria: Eine systematische Überprüfung und Metaanalyse. Antioxid. Redox-Signal. https://doi.org/10.1089/ars.2023.0273 (2023).

Artikel PubMed Google Scholar

Rahlfs, S., Schirmer, RH & Becker, K. Das Thioredoxinsystem von Plasmodium falciparum und anderen Parasiten. Zellmol. Lebenswissenschaft. 59(6), 1024–1041 (2002).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Becker, K., Rahlfs, S., Nickel, C. & Schirmer, RH Glutathion – Funktionen und Stoffwechsel im Malariaparasiten Plasmodium falciparum. Biol. Chem. 384(4), 551–566 (2003).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Gwozdzinski, K., Pieniazek, A. & Gwozdzinski, L. Reaktive Sauerstoffspezies und ihre Beteiligung an der Schädigung roter Blutkörperchen bei chronischen Nierenerkrankungen. Oxid. Med. Zelllänge. 2021, 6639199 (2021).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Percário, S. et al. Oxidativer Stress bei Malaria. Int. J. Mol. Wissenschaft. 13(12), 16346–16372 (2012).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

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Medizintechnik, School of Allied Health Sciences, Walailak University, Tha Sala, Nakhon Si Thammarat, Thailand

Manas Kotepui und Kwuntida Uthaisar Kotepui

Abteilung für Protozoologie, Fakultät für Tropenmedizin, Mahidol-Universität, Bangkok, Thailand

Aongart Mahittikorn

Abteilung für Biochemie und Molekulare Medizin, School of Medicine, University for Development Studies, Tamale, Ghana

Nsoh Godwin Anabire

Westafrikanisches Zentrum für Zellbiologie infektiöser Krankheitserreger (WACCBIP), Abteilung für Biochemie, Zell- und Molekularbiologie, Universität Ghana, Accra, Ghana

Nsoh Godwin Anabire

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MK, KUK und AM führten das Studiendesign, die Studienauswahl, die Datenextraktion und die statistische Analyse durch; und entwarf das Manuskript zusammen mit NGAAM und NGA überprüfte und strukturierte den Inhalt des Manuskripts kritisch. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Aongart Mahittikorn oder Kwuntida Uthaisar Kotepui.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Kotepui, M., Mahittikorn, A., Anabire, NG et al. Einfluss von Malaria auf den Glutathionperoxidasespiegel: eine systematische Überprüfung und Metaanalyse. Sci Rep 13, 13928 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-41056-x

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Eingegangen: 12. Mai 2023

Angenommen: 21. August 2023

Veröffentlicht: 25. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-41056-x

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