The chronic inflammatory landscape in HIV infection: characteristics of innate immunity factors

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

HIV infection, despite the success of antiretroviral therapy, remains a pressing problem to study. In a number of patients, despite achieving control and undetectable viral load, the expected recovery of immunologic surveillance and adequate interaction of innate factors are not achieved. The aim of the present study was to comparatively evaluate the state of innate immunity factors in patients with HIV infection. Materials and methods. 2 main groups were formed consisting of 56 subjects with HIV infection — with undetectable viral load and with detectable viral load. The control group contained 20 age- and sex-matched apparently healthy volunteers. Serum innate immunity factors were assessed using Bio-Plex Pro Human Cytokine Screening Panel, 48-Plex (Bio-Rad Laboratories, Inc., USA). Results. The levels of IL-15, IL-5, VEGF were below the sensitivity threshold of the applied test-system across entire examined cohort, also observed for beta-NGF level in control group. Among all investigated indices in control group only a few of them showed insignificant differences with patients from main groups: IL-12p40, IL-13, IL-3, LIF, M-CSF, MCP-3. The general change pattern in most major cytokine levels consisted in significant hypercytokinemia in main group vs control group excepting for opposite difference for level of IL-2, TNFβ, IFNα2, G-CSF, IL-2Rα. Serum levels of Eotaxin, IL-17, IL-2Rα, IL-4 did not differ between control group and patients with viremia. Significant differences between subjects from main groups were recorded in the levels of IL-2Rα, IL-8, IP-10, MCP-1, MIG. The study confirmed the persistence of a prominent imbalance of innate immunity factors in patients with HIV infection, both in remission and in case of viral load. The chronic inflammatory landscape formed during HIV infection may be an important pathogenetic link for developing complications and syndromes associated with HIV infection.

About the authors

Sergei V. Knysh

Pacific State Medical University

Author for correspondence.
Email: knysh.sv@tgmu.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Normal and Pathological Physiology Department

Russian Federation, Vladivostok

E. V. Markelova

Pacific State Medical University

Email: knysh.sv@tgmu.ru

DSc (Medicine), Professor, Head of Normal and Pathological Physiology Department

Russian Federation, Vladivostok

A. S. Kuznetsov

Pacific State Medical University; Regional Hospital No. 2

Email: knysh.sv@tgmu.ru

Assistant Professor, Normal and Pathological Physiology Department,  Ultrasound Physician

Russian Federation, Vladivostok; Vladivostok

I. S. Gorelova

Pacific State Medical University; Regional Hospital No. 2

Email: knysh.sv@tgmu.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Public Health and Preventive Medicine Department, Head of the AIDS Center

Russian Federation, Vladivostok; Vladivostok

References

  1. Елисеева В.С., Кругляк С.П., Скляр Л.Ф., Маркелова Е.В., Боровская Н.А. Динамика IL-2 у пациентов с ВИЧ-инфекцией с учетом лекарственной резистентности // Инфекция и иммунитет. 2018. Т. 8, № 2. С. 187–194. [Eliseeva V.S., Kruglak S.P., Sklar L.F., Markelova E.V., Borovskaya N.A. Dynamics of IL-2 plasma levels in HIV patients with considering drugs resistance. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2018, vol. 8, no. 2, pp. 187–194. (In Russ.)]doi: 10.15789/2220-7619-2018-2-187-194
  2. Chagnon-Choquet J., Fontaine J., Poudrier J., Roger M. IL-10 and lymphotoxin-α expression profiles within marginal zone-like B-cell populations are associated with control of HIV-1 disease progression. PLoS One, 2014, vol. 9, no. 7: e101949. doi: 10.1371/journal.pone.0101949
  3. De Clercq J., De Scheerder M.A., Mortier V., Verhofstede C., Vandecasteele S.J., Allard S.D., Necsoi C., De Wit S., Gerlo S., Vandekerckhove L. Longitudinal patterns of inflammatory mediators after acute HIV infection correlate to intact and total reservoir. Front. Immunol., 2024, vol. 14: 1337316. doi: 10.3389/fimmu.2023.1337316
  4. Erdmann N., Heath S.L. Cytokine Storm Syndrome as a Manifestation of Primary HIV Infection. Adv. Exp. Med. Biol., 2024, vol. 1448, pp. 269–274. doi: 10.1007/978-3-031-59815-9_18
  5. Hajikhezri Z., Zygouras I., Sönnerborg A., van Domselaar R. Pan-caspase inhibitors induce secretion of HIV-1 latency reversal agent lymphotoxin-alpha from cytokine-primed NK cells. Cell Death Discov., 2025, vol. 11, no. 1: 44. doi: 10.1038/s41420-025-02330-1
  6. Hardy G.A., Sieg S., Rodriguez B., Anthony D., Asaad R., Jiang W., Mudd J., Schacker T., Funderburg N.T., Pilch-Cooper H.A., Debernardo R., Rabin R.L., Lederman M.M., Harding C.V. Interferon-α is the primary plasma type-I IFN in HIV-1 infection and correlates with immune activation and disease markers. PLoS One, 2013, vol. 8, no. 2: e56527. doi: 10.1371/journal.pone.0056527
  7. Kazer S.W., Walker B.D., Shalek A.K. Evolution and Diversity of Immune Responses during Acute HIV Infection. Immunity, 2020, vol. 53, no. 5, pp. 908–924. doi: 10.1016/j.immuni.2020.10.015
  8. Lehmann C., Taubert D., Jung N., Fätkenheuer G., van Lunzen J., Hartmann P., Romerio F. Preferential upregulation of interferon-alpha subtype 2 expression in HIV-1 patients. AIDS Res. Hum. Retroviruses, 2009, vol. 25, no. 6, pp. 577–581. doi: 10.1089/aid.2008.0238
  9. Li P., Lv X., Shen H., Fang J., Wei M., Liu X., Zhou F. Associated factors and prognostic implications of neutropenia in individuals with HIV/AIDS. Virol. J., 2025, vol. 22, no. 1: 6. doi: 10.1186/s12985-025-02624-x
  10. Lopes N., Charaix J., Cédile O., Sergé A., Irla M. Lymphotoxin α fine-tunes T cell clonal deletion by regulating thymic entry of antigen-presenting cells. Nat. Commun., 2018, vol. 9, no. 1: 1262. doi: 10.1038/s41467-018-03619-9
  11. Mu W., Patankar V., Kitchen S., Zhen A. Examining Chronic Inflammation, Immune Metabolism, and T Cell Dysfunction in HIV Infection. Viruses, 2024, vol. 16, no. 2: 219. doi: 10.3390/v16020219
  12. Muema D.M., Akilimali N.A., Ndumnego O.C., Rasehlo S.S., Durgiah R., Ojwach D.B.A., Ismail N., Dong M., Moodley A., Dong K.L., Ndhlovu Z.M., Mabuka J.M., Walker B.D., Mann J.K., Ndung’u T. Association between the cytokine storm, immune cell dynamics, and viral replicative capacity in hyperacute HIV infection. BMC Med., 2020, vol. 18, no. 1: 81. doi: 10.1186/s12916-020-01529-6
  13. Onwumeh J., Okwundu C.I., Kredo T. Interleukin-2 as an adjunct to antiretroviral therapy for HIV-positive adults. Cochrane Database Syst. Rev., 2017, vol. 5, no. 5: CD009818. doi: 10.1002/14651858.CD009818.pub2
  14. Reddy J., Chastagner P., Fiette L., Liu X., Thèze J. IL-2-induced tumor necrosis factor (TNF)-beta expression: further analysis in the IL-2 knockout model, and comparison with TNF-alpha, lymphotoxin-beta, TNFR1 and TNFR2 modulation. Int. Immunol., 2001, vol. 13, no. 2, pp. 135–147. doi: 10.1093/intimm/13.2.135
  15. Zella D., Romerio F., Curreli S., Secchiero P., Cicala C., Zagury D., Gallo R.C. IFN-alpha 2b reduces IL-2 production and IL-2 receptor function in primary CD4+ T cells. J. Immunol., 2000, vol. 164, no. 5, pp. 2296–2302. doi: 10.4049/jimmunol.164.5.2296

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Results of the study of innate immunity factors with predominantly pro-inflammatory activity Note. * — level of reliability of differences p < 0,001; control — control group; I — group I; II — group II.

Download (502KB)
Indexing metadata
3. Figure 2. Results of the study of innate immunity factors with predominan Note. * — level of reliability of differences p < 0,001; control — control group; I — group I; II — group II.tly anti-inflammatory activity

Download (315KB)
Indexing metadata
4. Figure 3. Results of the study of innate immunity factors, predominantly chemokines and growth factors (1) Note. * — level of reliability of differences p < 0,001; control — control group; I — group I; II — group II.

Download (818KB)
Indexing metadata
5. Figure 4. Results of the study of innate immunity factors, mainly chemokines and growth factors (2) Note. * — level of reliability of differences p < 0,001; control — control group; I — group I; II — group II.

Download (537KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Knysh S.V., Markelova E.V., Kuznetsov A.S., Gorelova I.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».