The Role of Inflammatory Markers for Diagnostics and Optimization of Therapy in Psychiatry

Background: the results of studying the role of neuroinflammation in the pathogenesis of chronic mental disorders guide the scientific search for ways to apply conceptual notions to clinical practice. 
The aim: to present an overview of clinical and biological studies conducted jointly by clinicians and employees of the Laboratory of Neuroimmunology of the FSBSI “Mental Health Research Centre” and aimed at determination of the significance of immune biomarkers for the diagnosis, prognosis and treatment of various types of mental pathology. 
Method: the methodological equipment of this study is provided by the use of the original “Neuro-immuno-test” medical technology, developed at the FSBSI “Mental Health Researh Centre”, in comparison with the clinical data. 
Results and discussion: summarizing the results of many years of research showed that various inflammatory markers, determined in the blood of patients, can be used to assess the level of inflammation in the brain. Studies in various groups of patients showed that the level of these markers reflected the severity and acuteness of the pathological process in the brain and correlated with the characteristics of the clinical symptoms of patients. The most significant for an objective assessment of the clinical status of patients and the prognosis of the course of the disease are not individual inflammatory markers, but their combinations and ratios. It was found that the quantitative change in immunological parameters was ahead of the change in clinical indicators, confirming their prognostic significance. Elevated blood markers at the stages of the disease, preceding the development of pronounced clinical symptoms, can serve as an objective criterion for the presence of a current pathological process in the brain of patients with a high risk of manifestation of endogenous psychosis. The conducted immunological studies using the “Neuro-Immuno-Test” technology revealed different activation of the immune system in patients with cognitive impairment of varying severity, i.e. from mild cognitive impairment to dementia in Alzheimer's disease (AD). 
Conclusion: differences in immunophenotypes, which have certain quantitative and qualitative features of the spectrum of inflammatory and autoimmune markers, found using the “Neuro-Immuno-Test”, are extremely important both for diagnosis and prognosis, and for therapy optimization.

1. Barichello T, Simoes LR, Quevedo J, Zhang XY. Micro glial activation and psychotic disorders: evidence from pre-clinical and clinical studies. Curr Top Behav Neurosci. 2020;44:161–205. doi: 10.1007/7854_2018_81

2. Najjar S, Pearlman DM, Alper K, Najjar A, Devinsky O. Neuroinflammation and psychiatric illness. J Neuroin flammation. 2013;10:43. doi: 10.1186/1742-2094-10-43 PMID: 23547920; PMCID: PMC3626880.

3. Dionisio-Santos DA, Olschowka JA, O’Banion MK. Exploiting microglial and peripheral immune cell crosstalk to treat Alzheimer’s disease. J Neuroinflammation. 2019;16(1):74. doi: 10.1186/s12974-019-1453-0 PMID: 30953557; PMCID: PMC6449993.

4. Schram MT, Euser SM, de Craen AJ, Witteman JC, Frölich M, Hofman A, Jolles J, Breteler MM,Westendorp RG. Systemic markers of inflammation and cognitive decline in old age. J Am Geriatr Soc. 2007;55(5):708–716. doi: 10.1111/j.1532-5415.2007.01159.x

5. Martos D, Tuka B, Tanaka M, Vécsei L, Telegdy G. Memory enhancement with kynurenic acid and its mechanisms in neurotransmission. Biomedicines. 2022;10(4):849. doi: 10.3390/biomedicines10040849

6. Ermakov EA, Mednova IA, Boiko AS, Buneva VN, Ivanova SA. Chemokine Dysregulation and Neuroinflammation in Schizophrenia: A Systematic Review. Int J Mol Sci. 2023;24(3):2215. doi: 10.3390/ijms24032215 PMID: 36768537; PMCID: PMC9917146.

7. Jeppesen R, Orlovska-Waast S, Sørensen NV, Christensen RHB, Benros ME. Cerebrospinal Fluid and Blood Biomarkers of Neuroinflammation and Blood-Brain Barrier in Psychotic Disorders and Individually Matched Healthy Controls. Schizophr Bull. 2022;48(6):1206–1216. doi: 10.1093/schbul/sbac098 PMID: 35939296; PMCID: PMC9673272.

8. Lee EE, Ancoli-Israel S, Eyler LT, Tu XM, Palmer BW, Irwin MR, Jeste DV. Sleep Disturbances and Inflammatory Biomarkers in Schizophrenia: Focus on Sex Differences. Am J Geriatr Psychiatry. 2019;27(1):21– 31. doi: 10.1016/j.jagp.2018.09.017 Epub 2018 Oct 11. PMID: 30442531; PMCID: PMC6489497.

9. Adamowicz DH, Shilling PD, Palmer BW, Nguyen TT, Wang E, Liu C, Tu X, Jeste DV, Irwin MR, Lee EE. Associations between inflammatory marker profiles and neurocognitive functioning in people with schizophrenia and non-psychiatric comparison subjects. J Psychiatr Res. 2022;149:106–113. doi: 10.1016/j. jpsychires.2022.02.029 Epub 2022 Mar 2. PMID: 35259663; PMCID: PMC9933244.

10. Zhu X, Zhou J, Zhu Y, Yan F, Han X, Tan Y, Li R. Neutrophil/lymphocyte, platelet/lymphocyte and monocyte/lymphocyte ratios in schizophrenia. Australas Psychiatry. 2022;30(1):95–99. doi: 10.1177/10398562211022753 Epub 2021 Jun 16. PMID: 34134532.

11. Клюшник ТП, Зозуля СА, Андросова ЛВ, Сарманова ЗВ, Отман ИН, Дупин АМ, Пантелеева ГП, Абрамова ЛИ, Столяров СА, Шипилова ЕС, Борисова ОА. Иммунологический мониторинг эндогенных приступообразных психозов. Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 2014;114(2):37–41. Klyushnik TP, Zozulya SA, Androsova LV, Sarmanova ZV, Otman IN, Dupin AM, Panteleeva GP, Abramova LI, Stoliarov SA, Shipilova ES, Borisova OA. Immunological monitoring of endogenous attack-like psychoses. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2014;114(2):37–41. (In Russ.).

12. Клюшник ТП, Зозуля СА, Олейчик ИВ. Маркеры активации иммунной системы в мониторинге течения эндогенных психических заболеваний. В кн.: Биологические маркеры шизофрении: поиск и клиническое применение. Под ред. академика РАН Н.А. Бохана, профессора С.А. Ивановой. Новосибирск: Изд-во Со РАН, 2017:34–46. Kljushnik TP, Zozulja SA, Olejchik IV. Markery aktivacii immunnoj sistemy v monitoringe techenija jendogennyh psihicheskih zabolevanij. V kn.: Biologicheskie markery shizofrenii: poisk i klinicheskoe primenenie. Pod red. akademika RAN N.A. Bohana, professora S.A. Ivanovoj. Novosibirsk: Izd-vo So RAN, 2017:34–46. (In Russ.).

13. Лабораторная диагностика в мониторинге пациентов с эндогенными психозами («Нейро-иммуно-тест»): Медицинская технология. 2-е изд., испр. и доп. М.: ООО «Издательство «Медицинское информационное агентство», 2016. Laboratornaja diagnostika v monitoringe pacientov s jendogennymi psihozami (“Nejro-immuno-test”): Medicinskaja tehnologija. 2-e izd., ispr. i dop. M.: OOO Medical Informational Agency, 2016.

14. Endres D, von Zedtwitz K, Matteit I, Bünger I, Foverskov-Rasmussen H, Runge K, Feige B, Schlump A, Maier S, Nickel K, Berger B, Schiele MA, Cunningham JL, Domschke K, Prüss H, Tebartz van Elst L. Spectrum of Novel Anti-Central Nervous System Autoantibodies in the Cerebrospinal Fluid of 119 Patients With Schizophreniform and Affective Disorders. Biol Psychiatry. 2022;92(4):261–274. doi: 10.1016/j.biopsych.2022.02.010 Epub 2022 Feb 19. PMID: 35606187.

15. Парамонова НС, Карчевский АА, Шулика ВР. Диагностика и прогнозирование течения деструктивно-язвенных поражений слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки на основе определения протеолитически-антипротеолитической системы сыворотки крови у детей с дисплазией соединительной ткани. Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2017;2:210–215. Paramonova NS, Karchevski AA, Shulika VR. Diagnostiс and prognosis of destrustive ulcerative mucosial lesions of the stomach and duodenum on the basis of assessment of elastase inhibitor system in children with connective tissue displasia. Journal of the Grodno State Medical University. 2017;2:210–215. (In Russ.).

16. Santos-Lima B, Pietronigro EC, Terrabuio E, Zenaro E, Constantin G. The role of neutrophils in the dysfunction of central nervous system barriers. Front Aging Neurosci. 2022;14:965169. doi: 10.3389/fnagi.2022.965169 PMID: 36034148; PMCID: PMC9404376.

17. Брусов ОС, Матвеев ИА, Кириллов ПС, Фактор МИ, Карпова НС, Васильева ЕФ, Катасонов АБ, Зозуля СА, Клюшник ТП. Оценка риска тромботических нарушений у больных шизофренией и шизоаффективными расстройствами в остром периоде болезни с использованием технологии «фибринодинамика». Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 2017;117(11):91–100. doi: 10.17116/jnevro201711711191-100 Brusov OS, Matveev K, Kirillov PS, Faktor MI, Karpova NS, Vasil’eva EF, Katasonov AB, Zozulya SA, Klyushnik TP. Risk assessment of thrombotic events in patients with schizophrenia and schizoaffective disorder in the acute state: the “fibrinodynamics” technology. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2017;117(11):91–100. (In Russ.). doi: 10.17116/jnevro201711711191-100

18. Клюшник ТП, Зозуля СА, Каледа ВГ, Омельченко МА, Сарманова ЗВ, Отман ИН. Клинико-иммунологические предикторы манифестации эндогенных психозов. Медицинская технология. М., 2022. Klyushnik TP, Zozulya SA, Kaleda VG, Omelchenko MA, Sarmanova ZV, Otman IN. Clinical and immunological predictors of manifestations of endogenous psychoses. Medical technology. M., 2022. (In Russ.).

19. Клюшник ТП, Смулевич АБ, Зозуля СА, Борисова ПО, Лобанова ВМ. Кататония: иммунологический аспект (на модели двигательных симптомокомплексов в клинике шизофрении и расстройств шизофренического спектра). Психиатрия. 2022;20(1):17–25. doi: 10.30629/2618-6667-2022-20-1-17-25 Klyushnik TP, Smulevich AB, Zozulya SA, Borisova PO, Lobanova VM. Catatonia: immunological aspect (on the model of motor symptom complexes in the clinic of schizophrenia and schizophrenic spectrum disorders). Psychiatry (Moscow) (Psikhiatriya). 2022;20(1):17–25. (In Russ.). doi: 10.30629/2618-6667-2022-20-1-17-25

20. Клюшник ТП, Смулевич АБ, Зозуля СА, Романов ДВ., Лобанова ВМ. Бредовые расстройства при параноидной шизофрении (иммунологические аспекты). Психиатрия. 2023;2:6–17. doi: 10.30629/2618-6667-2023-21-2-6-16 Klyushnik TP, Smulevich AB, Zozulya SA, Romanov DV, Lobanova VM. Delusional disorders in paranoid schizophrenia (immunological aspects). Psychiatry (Moscow) (Psikhiatriya). 2023;2:6–17. (In Russ.). doi: 10.30629/2618-6667-2023-21-2-6-16

21. Якимец АВ, Зозуля СА, Олейчик ИВ, Клюшник ТП. Особенности динамики клинико-биологических показателей астенического симптомокомплекса у больных шизофренией в процессе иммунотропной терапии. Журнал неврологии и психиатрии имени C.C. Корсакова. 2018;118(3):70–76. doi: 10.17116/jnevro20181183170-76 Yakimets AV, Zozulya SA, Olejchik IV, Klyushnik TP. Dynamics of clinical and biological indices of the asthenic symptom-complex during immunotropic therapy of patients with schizophrenia. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2018;118(3):70–76. (In Russ.). doi: 10.17116/jnevro20181183170-76

22. Сафарова ТП, Яковлева ОБ, Андросова ЛВ, Симонов АН, Клюшник ТП. Некоторые факторы воспаления и иммунофенотипы при депрессии у пожилых больных. Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 2020;120(2):53–58. doi: 10.17116/jnevro202012002153 Safarova TP, Iakovleva OB, Androsova LV, Simonov AN, Klyushnik TP. Some inflammation factors and immunophenotypes of depression in elderly patients. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry/Zhurnal nevrologii i psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2020;120(2):53–58. (In Russ.). doi: 10.17116/jnevro202012002153

23. Клюшник ТП, Зозуля СА, Олейчик ИВ, Левченко НС, Субботская НВ, Бархатова АН, Сафарова ТП, Омельченко МА, Андросова ЛВ. Статус лейкоцитарно-ингибиторной системы воспаления при эндогенных депрессиях у пациентов разных возрастных групп. Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2021;121(5-2):67–74. doi: 10.17116/jnevro202112105267 Klyushnik TP, Zozulya SA, Oleichik IV, Levchenko NS, Subbotskaya NV, Barkhatova AN, Safarova TP, Omelchenko MA, Androsova LV. The status of leukocyte-inhibitory system of inflammation in different age groups of patients with endogenous depression. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry/Zhurnal nevrologii i psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. Special issues. 2021;121(5-2):67–74. (In Russ.). doi: 10.17116/jnevro202112105267

24. Клюшник ТП, Андросова ЛВ, Михайлова НМ, Колыхалов ИВ, Зозуля СА, Дупин АМ. Системные воспалительные маркеры при возрастном когнитивном снижении и болезни Альцгеймера. Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 2017;117(7):74– 79. doi: 10.17116/jnevro20171177174-79 Klyushnik TP, Androsova LV, Mikhaylova NM, Kolykhalov IV, Zozulya SA, Dupin AM. Systemic in-flammatory markers in age-associated cognitive impairment and Alzheimer’s disease. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2017;117(7):74–79. (In Russ.). doi: 10.17116/jnevro20171177174-79

25. Андросова ЛВ, Михайлова НМ, Зозуля СА, Дупин АМ, Клюшник ТП. Иммунобиохимические маркеры воспаления при деменциях, ассоциированных с возрастом. Российский психиатрический журнал. 2017;4:61–66. Androsova LV, Mikhaylova NM, Zozulya SA, Dupin AM, Klyushnik TP. Immunobiochemical markers of inflammation in development of age-associated dementia. Russian psychiatric journal. 2017,4:61–66. (In Russ.).

26. Симонов АН, Клюшник ТП, Андросова ЛВ, Михайлова НМ. Использование кластерного анализа и логистической регрессии для оценки риска болезни Альцгеймера у пациентов с синдромом мягкого когнитивного снижения амнестического типа. Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 2018;118(12):40–43. doi: 10.17116/jnevro201811812140 Simonov AN, Klyushnik TP, Androsova LV, Mikhailova NM. The use of cluster analysis and logistic regression for assessing the risk of Alzheimer’s disease in patients with mild cognitive impairment, amnestic type. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2018;118(12):40–43. (In Russ.). doi: 10.17116/jnevro201811812140

27. Курмышев МВ, Зозуля СА, Захарова НВ, Бархатова АН, Никифорова ИЮ, Клюшник ТП. Маркеры системного воспаления в оценке эффективности нейрокогнитивной реабилитации у пожилых пациентов с мягким когнитивным снижением. Психиатрия. 2022;20(3):47–56. doi: 10.30629/2618-6667-2022-20-3-47-56 Kurmyshev MV, Zozulya SA, Zakharova NV, Barkhatova AN, Nikiforova IYu, Klyushnik TP. Markers of Systemic Inflammation in Assessing the Effectiveness of Neurocognitive Rehabilitation in Aged Patients with Mild Cognitive Impairment. Psychiatry (Moscow) (Psikhiatriya). 2022;20(3):47–56. (In Russ.). doi: 10.30629/2618-6667-2022-20-3-47-56

28. Пономарева ЕВ, Крынский СА, Гаврилова СИ. Прогноз синдрома мягкого когнитивного снижения амнестического типа: клинико-иммунологические корреляции. Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2021;121(10–2):16– 22. doi: 10.17116/jnevro202112110216 Ponomareva EV, Krynskiy SA, Gavrilova SI. Prognosis of amnestic mild cognitive impairment: clinical and immunological correlations. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry/Zhurnal nevrologii i psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. Special issues. 2021;121(10–2):16–22. (In Russ.). doi: 10.17116/jnevro202112110216