Abstract Primary intracerebral hemorrhage (pICH) is a severe, suddenly occurring disease involving high mortality and poor functional outcome. In the absence of curative treatment patient management is mainly supportive with the emphasis on preventing hematoma enlargement and complications. Better understanding of the factors predicting outcome are needed to define effective treatments. An unselected population-based registry study of 982 pICH patients admitted to Oulu University Hospital during the years 1993 to 2008 was conducted The study revealed that concomitant use of warfarin and serotonin-modulating antidepressants at the time of pICH increases the case fatality rate compared to patients with warfarin alone. An elevated C-reactive protein value on admission was an independent predictor of unfavorable outcome after pICH. This association was not explained by pre-existing heart disease, diabetes, severity of the bleeding, or infections. Patients undergoing surgical hematoma evacuation were observed to have improved 3-month survival compared to conservatively treated patients. Improved survival was noticed especially in patients with ≤70 years of age with ≥30ml supratentorial ICHs. Hematoma evacuation did not improve functional outcome. Earlier ischemic stroke was found to be an independent predictor of recurrent pICH. Diabetes seemed to increase and treated hypertension decrease the risk for fatal recurrence. Aspirin or serotonin-modulating antidepressants did not seem to increase the risk of recurrence. / Tiivistelmä Primääri aivoverenvuoto (pICH) on vakava, yhtäkkisesti alkava sairaus, johon liittyy korkea kuolleisuus ja vaikea vammautuminen. Parantavan hoidon puuttuessa on hoito lähinnä elintoimintoja tukevaa vuodon laajenemisen ja komplikaatioiden estämistä. Ennusteeseen vaikuttavien tekijöiden parempi tunteminen on ehto tehokkaiden hoitojen löytämiseksi. Väitöskirjatutkimustani varten kerättiin Oulun yliopistollisen sairaalan alueelta vuosien 1993-2008 aikana 982 aivoverenvuotoon sairastuneen potilaan väestöpohjainen aineisto. Tutkimus osoitti, että varfariinin ja selektiivisen serotoniinin takaisinoton estäjän (SSRI) yhteiskäyttö aivoverenvuodon aikana lisäsi kuolevuutta pelkkään varfariiniin nähden. Alkuvaiheen koholla oleva C-reaktiivinen proteiini oli itsenäinen aivoverenvuodon jälkeistä vammautuneisuutta ennustava tekijä. Yhteys ei selittynyt olemassa olevalla sydänsairaudella, diabeteksella, aivoverenvuodon vaikeudella tai infektioilla. Kirurginen aivoverenvuodon poistoleikkaus paransi kolmen kuukauden ennustetta verrattuna potilaisiin ilman leikkausta. Erityisesti leikkaus auttoi alle 70-vuotiaita potilaita, joilla oli yli 30 millilitran kokoinen pinnallisempi vuoto. Leikkaus ei parantanut fyysistä kuntoutumista. Aiempi sairastettu aivoinfarkti oli itsenäinen aivoverenvuodon uusiutumista ennustava tekijä. Diabetes saattaa lisätä ja hoidossa oleva verenpainetauti laskea riskiä tappavaan uusintavuotoon. Aspiriinin tai SSRI:n käyttö eivät lisänneet uusintavuodon riskiä.

Abstract Depression, anxiety and sleep disorders have been reported to be associated with low level of inflammation, i.e., low-grade inflammation, but mainly in males. The evidence has mainly been based on laboratory or clinical studies with small sample sizes or epidemiological studies with elderly subpopulations. In this study the association of low-grade inflammation with depression, anxiety, and sleep disturbances was investigated using the Northern Finland 1966 Birth Cohort (NFBC 1966). In women, the effect of hormonal factors, menopause and the use of oral contraceptives/hormone replacement therapy on the association between low-grade inflammation and depression was also studied by using the Pieksämäki Study data. In 31-year follow-up of NFBC 1966 (N=6007), the depressive and anxiety symptoms were assessed by Hopkins Symptom Checklist-25 (HSCL-25) and sleep disorders by 15-D questionnaires, while the marker of low-grade inflammation, plasma concentration of high sensitivity C-reactive protein (hs-CRP), was measured. In the Pieksämäki study a representative sample of inhabitants in the town of Pieksämäki were invited to clinical examination. Depressive symptoms were obtained by Beck’s Depression Inventory-21, and hs-CRP was measured (512 women). The results of this study revealed that at epidemiological level, elevated hs CRP levels of ≥1.0 mg/L increased the probability of current depressive symptoms of single depressive episode in the two highest subgroups (i.e., HSCL-25 mean scores ≥1.75 and ≥2.01) 1.4- and 1.7- fold in males, respectively. In addition, anxiety symptoms (HSCL-25 anxiety scale mean score ≥1.75) increased independently the probability of elevated hs-CRP levels (>3.0 mg/L) in males over 2-fold. Risk ratio of 1.3 was found for males with moderate to severe sleep disturbances and elevated hs-CRP levels (≥1.0 mg/L). Regarding females, a positive correlation between elevated hs-CRP levels and depressive symptoms was found only among peri- and postmenopausal women not using exogenous hormones. The results suggest that low-grade inflammation is associated not only with depression but also with anxiety and sleep disturbances in young adult men. In women, hormonal factors may have an effect on the association between low-grade inflammation and depression. Further investigations are called for to confirm these findings and furthermore, to determine the possible role of low-grade inflammation in the pathophysiology of these disorders. / Tiivistelmä Depressio, ahdistuneisuushäiriöt ja unihäiriöt on yhdistetty elimistön matala-asteiseen tulehdustilaan, joskin pääasiallisesti vain miehillä. Tulosten yleistettävyyttä ovat rajoittaneet tutkimusten pienet otoskoot tai painottuminen iäkkäisiin väestöaineistoihin. Tässä tutkimuksessa selvitettiin matala-asteisen tulehduksen yhteyttä depressioon, ahdistuneisuuteen ja unihäiriöihin Pohjois-Suomen syntymäkohortti 1966 -aineistossa. Lisäksi Pieksämäki-tutkimuksen aineistossa selvitettiin naisilla menopaussin ja ehkäisyvalmisteiden/vaihdevuosihormonikorvaushoidon vaikutusta depression ja matala-asteisen tulehduksen väliseen yhteyteen. Pohjois-Suomen syntymäkohortti 1966 -tutkimuksen 31-vuotisseurannassa kartoitettiin 6007 henkilöltä masennus- ja ahdistuneisuusoireita Hopkins Symptom Checklist-25 -arviointiasteikolla (HSCL-25) ja unihäiriöitä 15-D-kyselyllä. Lisäksi mitattiin matala-asteisen tulehduksen mittarina käytetyn herkän C-reaktiivisen proteiinin (CRP) pitoisuus. Pieksämäki-tutkimuksessa edustava otos Pieksämäen asukkaista kutsuttiin kliiniseen tutkimukseen ja depressiivisiä oireita kartoitettiin Beckin 21-osioisella arviointiasteikolla ja mitattiin herkkä CRP (512 naista). Nuorilla aikuisilla miehillä, joiden herkkä CRP oli kohonnut (≥1.0 mg/l), todettiin 1.7-kertainen masennusoireiden riski, kun katkaisupisteenä käytettiin HSCL-25-kyselyn masennuskeskiarvopistettä ≥2.01. Ahdistuneisuusoireet (HSCL-25-kyselyn ahdistuneisuuskeskiarvopisteet ≥1.75) lisäsivät kohonneen herkän CRP:n riskiä (>3.0 mg/l) yli kaksinkertaiseksi miehillä. Keskivaikeasta tai vaikeasta unihäiriöstä kärsivillä todettiin 1.3-kertainen kohonneen herkän CRP:n (≥1.0 mg/l) riski. Naisilla positiivinen yhteys masennuksen ja kohonneen herkän CRP:n välillä todettiin vain peri- ja postmenopausaalisilla naisilla, jotka eivät käyttäneet hormonikorvaushoitoa tai suun kautta otettavia ehkäisyvalmisteita. Tutkimustulokset viittaavat matala-asteisen tulehduksen liittyvän depressioon, ahdistukseen ja unihäiriöön nuorilla aikuisilla miehillä. Naisilla hormonaaliset seikat mahdollisesti vaikuttavat depression ja matala-asteisen tulehduksen väliseen yhteyteen. Tulevaisuuden tutkimushaasteena on selvittää matala-asteisen inflammaation mahdollinen merkitys depression, ahdistuneisuuden ja unihäiriöiden patofysiologiassa.

Abstract Sepsis is a common problem in the intensive care unit (ICU) still having a high mortality and causing high costs to health care system. Currently, there is no marker to distinguish sepsis from other causes of systemic inflammation. Leukocyte surface molecules have been proposed as markers of sepsis. The most promising markers have been neutrophil CD64 and CD11b on monocytes and neutrophils and HLA-DR on monocytes. In this thesis, leukocyte surface molecules were investigated using quantitative flow cytometry in critically ill patients with sepsis, non-septic ICU controls, and healthy volunteers. The surface molecules of interest were neutrophil CD11b and CD64, monocyte CD11b, CD14, CD40, CD64, CD80, HLA-DR, and lymphocyte CD69. First, a special emphasize was indicated in methodological aspects of the quantitative flow cytometry. Then, the surface molecule kinetics was investigated in different types of critically ill patients. Finally, the diagnostic performance of the molecules was determined and compared to that of traditionally used sepsis markers. Furthermore, an example of multiple marker analysis was introduced as a diagnostic tool. The optimal circumstances for leukocyte surface molecule analysis were +4°C temperature throughout the collection and preparation of the samples using tubes containing acid citrate dextrose (ACD) as an anticoagulant, followed by flow cytometry within 6 hours from sampling. Monocyte CD11b and CD40, neutrophil CD11b and CD64, and CD69 on CD4+ T cells and natural killer (NK) cells separated sepsis from non-septic ICU controls and healthy volunteers, neutrophil CD64, having the best area under curve. Procalcitonin (PCT) was second best marker. Monocyte CD40 and NK CD69 may predict positive blood culture detection, whereas CD11b may predict early mortality. In multiple marker analysis, combination of positive neutrophil CD64, C-reactive protein (CRP) and PCT increased post-test probability for sepsis. In conclusion, pre-analytical and analytical factors have effects on results of leukocyte surface molecule analysis. Leukocyte surface molecules may improve sepsis diagnostics in ICU setting. Neutrophil CD64 was the most promising marker. Combination of CD64, CRP and PCT increased the detection of sepsis in ICU. / Tiivistelmä Sepsis on yleinen tehohoidon ongelma, johon liittyy korkea kuolleisuus ja suuret hoidolliset kustannukset. Toistaiseksi ei ole laboratoriomerkkiainetta, joka erottaisi sepsistä sairastavat muista kriittisesti sairaista, joilla on yleistynyt tulehdusvaste. Valkosolujen pintamolekyylien käyttöä sepsiksen laboratoriomerkkiaineena on tutkittu. Lupaavimmat näistä molekyyleistä ovat olleet neutrofiilien CD64, monosyyttien ja neutrofiilien CD11b ja monosyyttien HLA-DR. Tässä väitöskirjassa tutkittiin valkosolujen pintamolekyylejä kriittisesti sairailla sepsistä sairastavilla potilailla, niillä tehohoitopotilailla, joilla ei ollut sepsistä, ja terveillä vapaaehtoisilla virtaussytometriaa käyttäen. Mielenkiinnon kohteina olivat neutrofiilien CD11b ja CD64, monosyyttien CD11b, CD14, CD40, CD64, CD80 ja HLA-DR, sekä lymfosyyttien CD69. Ensimmäiseksi tutkittiin kvantitatiivista virtaussytometriaa menetelmänä. Sen jälkeen pintamolekyylien kinetiikkaa tutkittiin eri potilasryhmillä. Lopuksi määritettiin pintamolekyylien diagnostinen tehokkuus ja sitä verrattiin perinteisempiin sepsiksen diagnostiikassa käytettyihin laboratoriomerkkiaineisiin. Lisäksi selvitettiin usean merkkiaineen mallin diagnostista osuvuutta. Parhaat olosuhteet virtaussytometrialle olivat: +4 °C:n lämpötila näytteenoton ja -käsittelyn aikana, näytteiden ottaminen putkiin, joissa on antikoagulanttina hapan sitraatti-dekstroosi (ACD) ja näytteiden analysointi kuuden tunnin kuluessa näytteenotosta. Monosyyttien CD11b ja CD40, neutrofiilien CD11b ja CD64 sekä CD4+ T-solujen ja NK-solujen CD69 erottivat sepsistä sairastavat tehohoitoverrokeista ja terveistä. Neutrofiilien CD64:llä oli paras erottelukyky. Prokalsitoniini (PCT) oli toiseksi paras merkkiaine. Monosyyttien CD40 ja NK-solujen CD69 voivat parantaa positiivisen veriviljelylöydöksen havaitsemista, kun taas CD11b voi ennustaa varhaista potilaan menehtymistä. Usean merkkiaineen mallissa neutrofiilien CD64 paransi C-reaktiivisen proteiinin (CRP) ja PCT:n tehoa sepsiksen diagnostiikassa. Loppupäätelmänä on, että valkosolujen pintamolekyylien analysointivaiheen eri muuttujilla on vaikutusta virtaussytometriatuloksiin. Valkosolujen pintamolekyylien käyttö voi parantaa sepsiksen diagnostiikkaa teho-osastolla. Neutrofiilien CD64 oli lupaavin merkkiaine. Neutrofiilien CD64:n, CRP:n ja PCT:n yhdistelmä paransi sepsiksen diagnostiikkaa teho-osastolla.

Abstract Advances over the past few decades in ante- and neonatal care have led to the survival of a growing number of premature infants of extremely low gestational age. However, the occurrence of serious diseases, particularly those affecting the most immature infants, remains high. Bronchopulmonary dysplasia (BPD), a chronic lung disease of premature infants, is one such disease. Our current understanding of the molecular pathogenesis of BPD is incomplete; consequently, there are few preventive and therapeutic options for BPD. Moreover, it is challenging to predict the risk of BPD. Previous studies of BPD in twins revealed that the heritability of BPD is quite high. However, the individual genes that predispose premature infants to BPD are largely unknown. The aim of this study was to identify and study genes associated with BPD in order to investigate its pathogenesis. An additional aim was to add to knowledge of the risk of BPD in newborn premature infants, with an emphasis on twins. A candidate gene study found no consistent association between common polymorphisms of vascular endothelial growth factor receptor 2 and BPD. A second candidate gene study noted an association between the gene encoding Kit ligand and BPD. A genome-wide association study found a suggestive association between a locus close to the gene encoding C-reactive protein (CRP) and BPD, and in subsequent analyses, plasma levels of CRP during the first week of life predicted BPD. Finally, a nationwide register study found that the risk of BPD was lower in twins than in singletons. The results of this study add to what is known of the genetics and pathogenesis of BPD. They also provide new data on the risk of BPD, which may be used to improve early identification of infants for whom the risk of developing BPD is high. / Tiivistelmä Ennenaikaisen syntymän ja keskoslasten hoidon kehittymisen myötä yhä useammat huomattavan epäkypsinä syntyneet lapset jäävät henkiin. Samalla erityisesti juuri näitä lapsia uhkaavien sairauksien esiintyvyys on pysynyt korkeana. Bronkopulmonaalinen dysplasia (BPD, keskosen krooninen keuhkosairaus) on yksi näistä sairauksista. BPD:n molekyylitasoinen tautimekanismi on vielä osin tuntematon, eikä BPD:tä tehokkaasti estävää tai siitä parantavaa hoitoa ole. Myös BPD riskin arvioiminen vastasyntyneen keskoslapsen kohdalla on vaikeaa. BPD on huomattavan perinnöllinen tauti. BPD:lle altistavista geeneistä on kuitenkin vasta vähän tietoa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli lisätä tietoa BPD:n tautimekanismista tutkimalla BPD:lle altistavia geenejä. Lisäksi tutkimuksessa tarkasteltiin BPD:n esiintyvyyttä ja syntymää edeltäviä riskitekijöitä erityisesti kaksosten osalta. Ehdokasgeenitutkimuksessa verisuonten endoteelikasvutekijää koodaava geeni ei assosioitunut toistuvasti BPD:hen. Kit ligandia koodaava geeni sen sijaan assosioitui. Koko genomin assosiaatiotutkimuksessa C-reaktiivista proteiinia (CRP) koodaavan geenin lähistöltä löydettiin BPD:hen mahdollisesti assosioituva alue. Lisäksi ensimmäisen viikon CRP-arvojen osoitettiin ennakoivan myöhemmin kehittyvää BPD:tä. BPD-riskin todettiin olevan matalampi kaksi- kuin yksisikiöisistä raskauksista syntyneillä lapsilla. Tutkimuksen tulokset lisäävät tietoa BPD:n perinnöllisyydestä ja sitä kautta BPD:n tautimekanismista. Tutkimus toi myös uutta tietoa BPD:n riskitekijöistä parantaen vastasyntyneen keskoslapsen BPD-riskin arviota.