Prognostic biomarkers for progressive fibrosing interstitial lung disease

Background Progressive fibrosing interstitial lung diseases (PF-ILDs) represent a group of chronic and debilitating lung disorders characterized by the progressive scarring of lung tissue. This retrospective monocentric study aimed to investigate the clinical and pathological features of PF-ILDs, and to identify potential prognostic biomarkers of progression towards fibrosis and therapeutic targets for these diseases, in a cohort of patients referred for interstitial lung diseases. An updated guideline on ‘’Idiopathic Pulmonary Fibrosis and Progressive Pulmonary Fibrosis in Adults" was released in February 2022. Overall, this guideline aims to provide evidence-based recommendations for the diagnosis and management of IPF and PF-ILD. The novelty of these new guidelines determined our curiosity to ask questions about the potential of existing factors that predict the evolution towards fibrosis of the interstitial lung disease.At the moment, there are several potential predictive biomarkers for fibrosing progressive interstitial lung disease (PF-ILD) that have been studied. It is important to note that while these biomarkers show promise in predicting PF-ILD progression, more research is needed to fully validate their utility as predictive tools in clinical practice. Aim of study The purpose of the study is to quantifying the presence of certain histological variables that suggest the presence of progressive fibrosing pathology in the patient.The second aim of the study is to identify clinically relevant aspects in patients with progressive pathology, third aim to quantify the presence of proinflammatory cytokines in tissue samples. Material and method Our retrospective monocentric study involved a comprehensive literature review and a retrospective analysis of clinical, radiological and pathological data from a cohort of 215 patients of some with interstitial lung disease referred to the Respiratory Disease Department of Padova between march 2016 and march 2022, of which 48 were selected and enrolled in the study. Among the patients excluded from our study were those with diagnosis of idiopathic pulmonary fibrosis, sarcoidosis and interstitial lung disease associated with autoimmune rheumatic disease. The patients were followed up for a minimum of one years, and their disease progression was assessed using pulmonary function tests and high-resolution computed tomography scans. The study analyzed a panel of potential biomarkers, including tissue levels of cytokines and chemokines, lung function parameters, and radiological features. Results We found that progressive patients tend to have lower volumes of FVC at diagnosis compared with non-progressive patients (2.42 L progressive vs. 3.37 L non progressive p=0.004). The same statistically significant trend was also found with TLC values (p=0.03). Univerate analysis showed that symptoms at last follow up worsened was a finding that reached statistical significance(p=0.007). Multivariate analysis showed that the presence of microhoneycombing at histologic analysis was an independent factor in mortality (p=0.046). The quantification of cytokines is a process of research is still ongoing. Conclusions We found that progressive patients have a low FVC value found already at diagnostic spirometry.The analyses also showed that worsening of symptoms during follow-up is more present in progressive patients, the finding reached statistical significance. Multivariate analysis showed that the presence of microhoneycombing is an indepedent factor in mortality. Ten-year survival of patients was also evaluated, the analysis revealed a statistically significant difference between progressive and non-progressive patients, progressive patients have a reduced survival. It is expected, after analysis of RNA extracted from lung tissue or bronchoalveolar lavage, to quantify the relevance of certain cytokines as predictive biomarkers for progressive fibrosing interstitial lung disease.

Background Le malattie interstiziali polmonari fibrose progressive (PF-ILD) rappresentano un gruppo di patologie polmonari croniche e debilitanti caratterizzate dalla progressiva cicatrizzazione del tessuto polmonare. L' obbiettivo dello studio è quello di identificare quali siano i potenziali biomarcatori prognostici di progressione verso la fibrosi e i bersagli terapeutici per queste malattie. Nel febbraio 2022 sono state pubblicate le linee guida aggiornate riguardanti la "Fibrosi polmonare idiopatica e la fibrosi polmonare progressiva negli adulti". Tali disposizioni si propongono di fornire raccomandazioni basate sull'evidenza sia per la diagnosi che per la gestione dell'IPF e della PF-ILD. Le novità presentate in queste nuove linee guida hanno suscitato la nostra curiosità, e ci hanno portato ad interrogarci sul potenziale dei fattori predittivi esistenti. Attualmente, sono stati studiati diversi potenziali biomarcatori predittivi di PF-ILD, sono tuttavia necessarie ulteriori ricerche per convalidarne pienamente l'utilità come strumenti predittivi nella pratica clinica. Scopo dello studio Lo scopo primario di questo studio è quello di identificare la presenza di variabili istologiche che suggeriscano la presenza di PF-ILD. Il secondo obiettivo consiste nel riconoscere quali siano gli aspetti clinicamente rilevanti nei pazienti con patologia progressiva. Come ultimo obiettivo infine, lo studio si propone di quantificare la presenza di citochine proinfiammatorie nei campioni di tessuto a nostra disposizione. Materiali e metodi Il nostro studio, di tipo retrospettivo e monocentrico, ha portato ad una completa revisione della letteratura e ad un'analisi retrospettiva dei dati clinici, radiologici e patologici. Inizialemente, sono stati raccolti i dati da una coorte di 215 pazienti affetti da malattia polmonare interstiziale e riferiti al Dipartimento di Malattie Respiratorie di Padova con diagnosi effettuata tra marzo 2016 e marzo 2022. Di questi, solamente 48 sono stati selezionati e arruolati nello studio poichè rispettavano tutte le caratteristiche richieste. I pazienti sono stati seguiti per almeno un anno e la progressione della malattia è stata valutata con test di funzionalità respiratoria e scansioni di tomografia computerizzata ad alta risoluzione. Lo studio ha analizzato un pannello di potenziali biomarcatori, tra cui i livelli tissutali di citochine, i parametri di funzionalità polmonare e le caratteristiche radiologiche. Risultati Abbiamo riscontrato che i pazienti progressivi tendono ad avere volumi di FVC più bassi alla diagnosi rispetto ai pazienti non progressivi (2.42L progressivi vs 3.37L non progressivi p=0.004). Lo stesso trend statisticamente significativo è stato riscontrato anche con i valori di TLC (p=0.03). L'analisi univariata ha mostrato che i sintomi all'ultimo follow-up peggiorati è un dato che ha raggiunto la significatività statistica (p=0.007). L'analisi multivariata ha mostrato invece che la presenza di microhoneycombing all'analisi istologica è un fattore indipendente di mortalità (p=0.046). La quantificazione delle citochine nei campioni tissutali è ancora in corso. Conclusioni I valori espressi in litri di FVC riscontrati alla spirometria alla diagnosi sono risultati inferiori nei pazienti progressivi rispetto ai non progressivi. L'analisi multivariata ha mostrato che la presenza di microhoneycombing è un fattore indipendente di mortalità. È stata anche valutata la sopravvivenza a dieci anni dei pazienti: l'analisi ha rilevato una differenza statisticamente significativa tra pazienti progressivi e non progressivi (p=0.02), i pazienti progressivi hanno una sopravvivenza ridotta. Si prevede di riuscire, dopo l'analisi dell'RNA estratto dai campioni di tessuto polmonare o dal fluido di lavaggio broncoalveolare, a quantificare la rilevanza di alcune citochine come biomarcatori predittivi della malattia polmonare interstiziale fibrosa progressiva.