Evaluation of sFlt-1 and PlGF for predicting preeclampsia in pregnant women with diabetes mellitus

Cover Page


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

AIM: The aim of this study was to evaluate soluble fms-like tyrosine kinase-1 (sFlt-1) and placental growth factor (PlGF) levels in the blood of women with various types of diabetes mellitus, depending on the correction method applied, and to determine the prognostic significance of the sFlt-1 / PlGF ratio for predicting the development of preeclampsia in this patient population.

MATERIALS AND METHODS: We examined 140 pregnant women who were included in six main study groups: type 1 diabetes mellitus (with or without pregravid preparation), type 2 diabetes mellitus (diet therapy or insulin therapy), and gestational diabetes mellitus (diet therapy or insulin therapy). The comparison groups consisted of pregnant women with preeclampsia and patients without complications of pregnancy. Using electrochemiluminescence analysis, PlGF and sFlt-1 levels in the blood serum were determined twice, at 11+0–13+6 and 30+0–33+6 weeks of gestation. Statistical data processing was performed using the IBM SPSS Statistics version 23 and GraphPad Prism version 8.0 software packages.

RESULTS: In the blood serum of pregnant women with diabetes mellitus in the first and third trimesters of pregnancy, we found an increase in sFlt-1 level and a decrease in PlGF level, as well as an increase in the sFlt-1 / PlGF ratio. These changes were most pronounced in individuals with type 1 diabetes mellitus without pregravid preparation and with type 2 diabetes mellitus on insulin therapy. In patients with pregestational types of diabetes mellitus, the sFlt-1 / PlGF ratio was a predictor of preeclampsia already in the early stages of pregnancy. Analysis of the ROC curve showed that the threshold sFlt-1 / PlGF ratio for predicting preeclampsia in pregnant women with diabetes mellitus in the first trimester was 32.5 (sensitivity 92.9%, specificity 50.0%) and in the third trimester 71.8 (sensitivity 85.7%, specificity 82.3%) with AUC 0.78 (95% CI 0.68–0.88) and 0.89 (95% CI 0.83–0.95), respectively. In the first trimester, the positive and negative predictive values of the sFlt-1 / PlGF ratio as a predictor of preeclampsia in pregnant women with diabetes mellitus were 63.3% and 97.6%, respectively; in the third trimester, 38.9% and 93.6%, respectively.

CONCLUSIONS: Blood level alterations of PlGF and sFlt-1 are characteristic of patients with diabetes mellitus in the first and third trimesters of pregnancy. An increase in the sFlt-1 / PlGF ratio is associated with a higher incidence of unfavorable perinatal outcomes in women with impaired carbohydrate metabolism. Determination of the sFlt-1 / PlGF ratio is a valid method for predicting the development or absence of preeclampsia in women with diabetes mellitus.

About the authors

Roman V. Kapustin

Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott; Saint Petersburg State University

Email: kapustin.roman@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2783-3032
SPIN-code: 7300-6260
ResearcherId: G-3759-2015

MD, Cand. Sci. (Med.), Scientific Secretary

Russian Federation, 3 Mendeleevskaya Line, Saint Petersburg, 199034; 7-9 Universitetskaya emb., St. Petersburg, 199034

Elizaveta M. Tcybuk

Saint-Petersburg State University

Email: elizavetatcybuk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5803-1668
SPIN-code: 3466-7910
ResearcherId: ABB-6930-2020

student, The Department of Obstetrics, Gynecology, and Reproductive Sciences, Medical Faculty

Russian Federation, 7-9 Universitetskaya emb., St. Petersburg, 199034

Sergey V. Chepanov

Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott

Email: chepanovsv@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6087-7152
SPIN-code: 6642-6837

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 3 Mendeleevskaya Line, Saint Petersburg, 199034

Elena N. Alekseenkova

Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott

Email: ealekseva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0642-7924
SPIN-code: 3976-2540
ResearcherId: W-3735-2017

Junior Researche,The Department of obstetrics and perinatology

Russian Federation, 3 Mendeleevskaya Line, Saint Petersburg, 19903

Ekaterina V. Kopteeva

Saint Petersburg State University

Email: ekaterina_kopteeva@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-9328-8909
SPIN-code: 9421-6407

Resident Physician, The Department of Obstetrics, Gynecology, and Reproductive Sciences, Medical Faculty

Russian Federation, 7-9 Universitetskaya emb., St. Petersburg, 199034

Olga N. Arzhanova

Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott; Saint Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: arjanova_olga@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3059-9811
SPIN-code: 7910-6039
ResearcherId: G-6895-2015

MD, Dr. Sci. (Med), Professor

Russian Federation, 3 Mendeleevskaya Line, Saint Petersburg, 199034; 7-9 Universitetskaya emb., St. Petersburg, 199034

References

  1. Poon LC, Shennan A, Hyett JA, et al. The International Federation of Gynecology and Obstetrics (FIGO) initiative on pre-eclampsia: A pragmatic guide for first-trimester screening and prevention. Int J Gynaecol Obstet. 2019;145(Suppl 1):1–33. doi: 10.1002/ijgo.12802
  2. Mol BWJ, Roberts CT, Thangaratinam S, et al. Pre-eclampsia. Lancet. 2016;387(10022):999–1011. doi: 10.1016/S0140-6736(15)00070-7
  3. Ma’ayeh M, Rood KM, Kniss D, Costantine MM. Novel Interventions for the prevention of preeclampsia. Curr Hypertens Rep. 2020;22(2):17. doi: 10.1007/s11906-020-1026-8
  4. Wang A, Rana S, Karumanchi SA. Preeclampsia: the role of angiogenic factors in its pathogenesis. Physiology (Bethesda). 2009;24:147–158. doi: 10.1152/physiol.00043.2008
  5. Chau K, Hennessy A, Makris A. Placental growth factor and pre-eclampsia. J Hum Hypertens. 2017;31(12):782–786. doi: 10.1038/jhh.2017.61
  6. Yusuf AM, Kahane A, Ray JG. First and second trimester serum sFlt-1/PlGF ratio and subsequent preeclampsia: A systematic review. J Obstet Gynaecol Can. 2018;40(5):618–626. doi: 10.1016/j.jogc.2017.07.014
  7. Kholin AM, Ivanets TYu, Khodzhaeva ZS, Gus AI. Screening of early preeclampsia in the first trimester of pregnancy on the basis of combined estimate of maternal serum placental growth factor and uterine artery doppler. Obstetrics and Gynecology. 2015;(5):42–48. (In Russ.)
  8. Ivanets TYu, Kan NE, Tyutyunnik VL, et al. The role of the soluble fms-like tyrosin kinase-1 / the placental growth factor ratio in the diagnostics of preeclampsia in physiological pregnancy and pregnancy after IVF. Obstetrics and Gynecology. 2018;(3):37–43. (In Russ.). doi: 10.18565/aig.2018.3.37-42
  9. International Diabetes Federation. IDF Diabetes Atlas. 9th edn. Brussels, Belgium; 2019.
  10. Weissgerber TL, Mudd LM. Preeclampsia and diabetes. Curr Diab Rep. 2015;15(3):9. doi: 10.1007/s11892-015-0579-4
  11. Huynh J, Dawson D, Roberts D, Bentley-Lewis R. A systematic review of placental pathology in maternal diabetes mellitus. Placenta. 2015;36(2):101–114. doi: 10.1016/j.placenta.2014.11.021
  12. Mitsui T, Tani K, Maki J, et al. Upregulation of angiogenic factors via protein kinase C and hypoxia-induced factor-1 pathways under high-glucose conditions in the placenta. Acta Med Okayama. 2018;72(4):359–367. doi: 10.18926/AMO/56171
  13. Ottanelli S, Napoli A, Clemenza S, et al. Hypertension and preeclampsia in pregnancy complicated by diabetes. In: Lapolla A, Metzger BE, editors. Gestational Diabetes. A Decade after the HAPO Study. Vol. 28. Basel: Karger; 2020:171–182. doi: 10.1159/000480173
  14. Powers RW, Jeyabalan A, Clifton RG, et al. Soluble fms-Like tyrosine kinase 1 (sFlt1), endoglin and placental growth factor (PlGF) in preeclampsia among high risk pregnancies. PLoS One. 2010;5(10):e13263. doi: 10.1371/journal.pone.0013263
  15. El-Tarhouny SA, Almasry SM, Elfayomy AK, et al. Placental growth factor and soluble Fms-like tyrosine kinase 1 in diabetic pregnancy: A possible relation to distal villous immaturity. Histol Histopathol. 2014;29(2):259–272. doi: 10.14670/HH-29.259
  16. Cohen AL, Wenger JB, James-Todd T, et al. The association of circulating angiogenic factors and HbA1c with the risk of preeclampsia in women with preexisting diabetes. Hypertens Pregnancy. 2014;33(1):81–92. doi: 10.3109/10641955.2013.837175
  17. Vestgaard M, Sommer MC, Ringholm L, et al. Prediction of preeclampsia in type 1 diabetes in early pregnancy by clinical predictors: a systematic review. J Matern Fetal Neonatal Med. 2018;31(14):1933–1939. doi: 10.1080/14767058.2017.1331429
  18. Bartsch E, Medcalf KE, Park AL, Ray JG, High risk of Pre-eclampsia Identification Group. Clinical risk factors for pre-eclampsia determined in early pregnancy: systematic review and meta-analysis of large cohort studies. BMJ. 2016;353:i1753. doi: 10.1136/bmj.i1753
  19. Gestacionnyj saharnyj diabet: diagnostika, lechenie, poslerodovoe nabljudenie. Klinicheskie rekomendacii (protokol lechenija). Ministerstvo Zdravoohranenija Rossijskoj Federacii. Pis’mo ot 17 dekabrja 2013. No. 15-4/10/2-9478. (In Russ.). [cited 2021 July 1]. Available from: http://zdrav.spb.ru/media/komzdrav/documents/document/file/gestantsionni_sax_diabet_.pdf
  20. Gipertenzivnye rasstrojstva vo vremja beremennosti, v rodah i poslerodovom periode. Prejeklampsija. Jeklampsija. Klinicheskie rekomendacii (protokol lechenija). Pis’mo Ministerstva zdravoohranenija RF ot 7 ijunja 2016. No. 15-4/10/2-3483. (In Russ.). [cited 2021 July 1]. Available from: https://rd1.medgis.ru/uploads/userfiles/shared/StandartMed/Protokol-acusher/2.pdf
  21. Ong CY, Lao TT, Spencer K, Nicolaides KH. Maternal serum level of placental growth factor in diabetic pregnancies. J Reprod Med. 2004;49(6):477–480.
  22. Gorkem U, Togrul C, Arslan E. Relationship between elevated serum level of placental growth factor and status of gestational diabetes mellitus. J Matern Fetal Neonatal Med. 2020;33(24):4159–4163. doi: 10.1080/14767058.2019.1598361
  23. Cohen A, Lim KH, Lee Y, et al. Circulating levels of the antiangiogenic marker soluble FMS-like tyrosine kinase 1 are elevated in women with pregestational diabetes and preeclampsia: angiogenic markers in preeclampsia and preexisting diabetes. Diabetes Care. 2007;30(2):375–377. doi: 10.2337/dc06-1514
  24. Yu Y, Jenkins AJ, Nankervis AJ, et al. Anti-angiogenic factors and pre-eclampsia in type 1 diabetic women. Diabetologia. 2009;52(1):160–168. doi: 10.1007/s00125-008-1182-x
  25. Holmes VA, Young IS, Patterson CC, et al. The role of angiogenic and antiangiogenic factors in the second trimester in the prediction of preeclampsia in pregnant women with type 1 diabetes. Diabetes Care. 2013;36(11):3671–3677. doi: 10.2337/dc13-0944
  26. Vieira MC, Begum S, Seed PT, et al. Gestational diabetes modifies the association between PlGF in early pregnancy and preeclampsia in women with obesity. Pregnancy Hypertens. 2018;13:267–272. doi: 10.1016/j.preghy.2018.07.003
  27. Nuzzo AM, Giuffrida D, Moretti L, et al. Placental and maternal sFlt1/PlGF expression in gestational diabetes mellitus. Sci Rep. 2021;11(1):2312. doi: 10.1038/s41598-021-81785-5
  28. Zen M, Padmanabhan S, Zhang K, et al. Urinary and serum angiogenic markers in women with preexisting diabetes during pregnancy and their role in preeclampsia prediction. Diabetes Care. 2020;43(1):67–73. doi: 10.2337/dc19-0967
  29. Zeisler H, Llurba E, Chantraine F, et al. Predictive value of the sFlt-1:PlGF ratio in women with suspected preeclampsia. N Engl J Med. 2016;374(1):13–22. doi: 10.1056/NEJMoa1414838
  30. Herraiz I, Llurba E, Verlohren S, Galindo A; Spanish Group for the Study of Angiogenic Markers in Preeclampsia. Update on the diagnosis and prognosis of preeclampsia with the aid of the sFlt-1/PlGF ratio in singleton pregnancies. Fetal Diagn Ther. 2018;43(2):81–89. doi: 10.1159/000477903
  31. Verlohren S, Herraiz I, Lapaire O, et al. New gestational phase-specific cutoff values for the use of the soluble fms-like tyrosine kinase-1/placental growth factor ratio as a diagnostic test for preeclampsia. Hypertension. 2014;63(2):346–352. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.01787
  32. Bettiher OA. Osobennosti patogeneza i klinicheskih projavlenij prejeklampsii u beremennyh s gestacionnym saharnym diabetom. [dissertation abstract]. St. Petersburg; 2020. [cited 2021 Jul 1]. Available from: https://www.dissercat.com/content/osobennosti-patogeneza-i-klinicheskikh-proyavlenii-preeklampsii-u-beremennykh-s-gestatsionny.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. SFlt-1 and PlGF levels in I and III trimesters of pregnancy. T1DM - type 1 diabetes mellitus; T2DM - type 2 diabetes mellitus; GDM - gestational diabetes mellitus

Download (378KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Assessment of the predictive ability of the sFlt-1 / PlGF index for the development of preeclampsia in women with diabetes mellitus

Download (120KB)
Indexing metadata
4. Fig. 1. Levels of sFlt-1 and PlGF in trimesters I and III of pregnancy: T1DM — type 1 diabetes mellitus; T2DM — type 2 diabetes mellitus; GDM — gestational diabetes mellitus

Download (386KB)
Indexing metadata
5. Fig. 2. Assessment of the predictive ability of the sFlt-1/PlGF index in relation to the development of preeclampsia in women with diabetes mellitus

Download (113KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Eсо-Vector



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».