Ocena poziomu interleukiny 2 i interleukiny 4 w surowicy
advertisement
165 Alergia Astma Immunologia, 1996, 1(3), 165-167 Ocena poziomu interleukiny 2 i interleukiny 4 w surowicy krwi u dzieci z astm¹ atopow¹ i z nawracaj¹cymi zaka¿eniami dróg oddechowych ANNA S TASIAK-BARMUTA, JERZY HOFMAN Zak³ad Alergologii Dzieciêcej Akademii Medycznej, ul.Waszyngtona 17, 15-274 Bia³ystok Powszechnie podkrela siê udzia³ zaka¿eñ dróg oddechowych w zapocz¹tkowaniu i nasileniu objawów atopowej astmy oskrzelowej. Wykazano, i¿ antygeny wirusowe mog¹ stymulowaæ wytwarzanie przeciwcia³ klasy IgE, a wielkoæ tej stymulacji, zw³aszcza u dzieci, koreluje ze stopniem obturacji dróg oddechowych. Czynnikiem stymuluj¹cym wytwarzanie IgE jest produkowana przez komórki Th2 - interleukina 4. W pracy niniejszej porównywano wyk³adniki reakcji zapalnej (poziom IgA, IgG, IgM, odsetek limfocytów T oraz poziom IL-2 w surowicy) i alergicznej (poziom IgE oraz IL-4 w surowicy) u dzieci z atopow¹ astm¹ oskrzelow¹ (aa) i nawracaj¹cymi zaka¿eniami dolnych dróg oddechowych (nzddo). W przeprowadzonych badaniach w grupie aa stwierdzono znamiennie wy¿sze w odniesieniu do grupy nzddo: wartoæ IgE ca³kowitej (293±188 wobec 27,5±43,5, p<0,001) i wartoæ proporcji IL-4/ IL-2 (2,2±2,1 wobec 0,5±0,4, p<0,05) oraz znamiennie ni¿sz¹ wartoæ IL-2 (36,8±31,0 wobec 81,2±31,3, p<0,05). Poziom IL-4 w obu grupach by³ porównywalny (aa-52,9±62,7; nzddo-40,0±43,0). Nie stwierdzono korelacji pomiêdzy poziomem IgE ca³kowitej i poziomem IL-4. Uwa¿ana do niedawna za cechê patognomoniczn¹ astmy oskrzelowej - nadreaktywnoæ oskrzeli, manifestuj¹ca siê klinicznie spazmem oskrzelowym, przypisywana jest obecnie innym schorzeniom dróg oddechowych, jak zapalenie oskrzeli czy oskrzelików. Jako g³ówny czynnik sprawczy spazmu oskrzelowego wymienia siê przede wszystkim antygeny wirusowe. Powszechnie podkrela siê udzia³ zaka¿eñ dróg oddechowych w zapocz¹tkowaniu i nasileniu objawów atopowej astmy oskrzelowej [1 ,9]. Wykazano, i¿ antygeny wirusowe mog¹ stymulowaæ wytwarzanie przeciwcia³ klasy IgE, a wielkoæ tej stymulacji zw³aszcza u dzieci koreluje ze stopniem obturacji dróg oddechowych [12, 16, 21]. Czynnikiem stymuluj¹cym wytwarzanie IgE jest produkowana przez komórki Th2 - interleukina 4 [6, 7, 17, 18]. Wobec przedstawionych powy¿ej danych celem niniejszej pracy by³o porównanie wybranych parametrów immunologicznych charakteryzuj¹cych reakcjê zapaln¹ i odczyn alergiczny u dzieci z astm¹ oskrzelow¹ atopow¹ i nawracaj¹cymi zaka¿eniami dróg oddechowych z odczynem spastycznym. MATERIA£ I METODY Badaniami objêto 20 dzieci (17 ch³opców, 3 dziewczêta) w wieku od 6 do 16 roku ¿ycia z rozpoznaniem atopowej astmy oskrzelowej (aa), oraz 8 dzieci (7 ch³opców 1 dziewczyna) w wieku od 4 do 13 roku ¿ycia z rozpoznaniem nawracaj¹cych zaka¿eñ dolnych dróg oddechowych (nzddo). Rozpoznanie astmy atopowej oparto o kryteria WHO, nawracaj¹ce infekcje rozpoznawano wg kryteriów klinicznych ustalaj¹c granicê nawrotowoci powy¿ej 6 epizodów zapalnych w ci¹gu roku poprzedzaj¹cego badanie. W dniu badania wszystkie dzieci znajdowa³y siê w okresie remisji choroby. U ka¿dego dziecka w testach laboratoryjnych oznaczano: 1. poziom IgE ca³kowitej w surowicy krwi wg metody fluorymetrycznej (BioWhittaker). Wynik podawano w IU/ml 2. poziom IgA, IgG, IgM w surowicy krwi wg metody turbidymetyrycznej (Behring Turbitimer). Wynik przedstawiano, jako odsetek poszczególnej klasy immunoglobulin w odniesieniu do sumy wszystkich trzech traktowanej jako 100%. 3. stê¿enie IL-2 i IL-4 w surowicy krwi wg metody ELISA (Quantikine, R&D Systems). Wyniki podawano w pg/ml. 4. odsetek limfocytów T w populacji komórek jednoj¹drzastych krwi obwodowej wg testu rozetowego E (WHO).W oparciu o badanie morfologiczne oceniano bezwzglêdn¹ liczbê limfocytów T (BLLT) oraz odsetek limfocytów T w leukogramie (lT%). Ocenê statystyczn¹ przeprowadzono wg nieparametrycznych testów Whitneya-Manna i Wilcoxona. 166 Stasiak-Barmuta A., Hofman J. Ocena poziomu interleukiny 2 i interleukiny 4 w surowicy krwi ... Tabela I. rednie wartoci ± SD wybranych parametrów immunologicznych u dzieci z atopow¹ astm¹ oskrzelow¹ (aa) i nawracaj¹cymi zaka¿eniami dolnych dróg oddechowych (nzddo) IgE (IU/ml) IL2 (pg/ml) IL4 (pg/ml) IL4/IL2 R.ca³k. (%) BLLT (G/l) IT% (%) IgA (%) IgG (%) IgM (%) aa (n=20) 293,1 ± 188,3* (59-536) 36,8 ± 31,0* (11-125) 52,9 ± 62,7 (7-250) 2,2 ± 2,1* (0,12-14,7) 64,3 ± 4,7 (59-73) 1,8 ± 0,4 (1,2-2,9) 27,3 ± 9,1 (13-44) 10,7 ± 4,0 (3-18) 77,3 ± 5,8 (65-86) 12,9 ± 4,3 (6-25) nzddo (n=8) 28,1 ± 39,8 (4-133) 81,2 ± 31,3 (50-150) 40,0 ± 43,0 (35-100) 0,5 ± 0,4 (0,05-1,4) 61,3 ± 7,9 (48-74) 1,81 ± 0,5 (1,2-2,9) 30,3 ± 8,8 (20-47) 10,3 ± 3,0 (7-15) 74,4 ± 4,9 (63-86) 14,1 ± 3,2 (6-30) * p<0,05 WYNIKI rednie wartoci ocenianych parametrów u dzieci z atopow¹ astm¹ oskrzelow¹ (aa) i nawracaj¹cymi zaka¿eniami dolnych dróg oddechowych (nzddo) przedstawiono w tabeli I. U dzieci z astm¹ atopow¹ w odniesieniu do grupy z nawracaj¹cymi zaka¿eniami dolnych dróg oddechowych stwierdzono znamiennie wy¿sze wartoci IgE ca³kowitej (293+/-188 wobec 27,5+/-43,5 IU/ml, p< 0,001), znamiennie ni¿sze wartoci IL-2 (36,8+/-31,0 wobec 81,2+/-31,3, p<0,05) oraz zniamiennie wy¿sz¹ wartoæ proporcji IL-4 do IL-2 (2,2+/-2,1 wobec 0,5 +/-0,4, p<0,05). rednie stê¿enie IL-4 by³o w obu grupach porównywalne. Nie stwierdzono te¿ znamiennych ró¿nic w zakresie pozosta³ych ocenianych parametrów. W obu ocenianych grupach nie stwierdzono zale¿noci pomiêdzy poziomem IgE i IL-4. OMÓWIENIE WYNIKÓW W przeprowadzonych badaniach ocenialimy wybrane parametry immunologiczne bêd¹ce wyk³adnikami reakcji zapalnej (immunoglobuliny, parametry ilociowe populacji komórek mononuklearnych, poziom IL-2) i alergicznej (poziom IgE ca³kowitej i IL-4) w grupach dzieci z astm¹ atopow¹ i nawracaj¹cymi zaka¿eniami dolnych dróg oddechowych. rednie wartoci parametrów zapalnych w obu ocenianych grupach pozostawa³y w granicach wartoci prawid³owych. Zgodnie z oczekiwaniami u dzieci z atopow¹ astm¹ oskrzelow¹ stwierdzono podwy¿szony poziom IgE ca³kowitej oraz wiêksz¹, ni¿ w grupie z nawracaj¹cymi zaka¿eniami, wartoæ proporcji IL-4 do IL-2, co wskazywa³oby na przewagê stymulacji komórek Th2. W grupie nzddo proporcje te wskazywa³y na ilociow¹ przewagê IL-2, co równie¿ potwierdzi³o nasze oczekiwania i co wskazywa³oby na przewagê stymulacji komórek Th1. Zaskakuj¹ce wydaje siê jedynie stwierdzenie u dzieci z nawracaj¹cymi zaka¿eniami dolnych dróg oddechowych porównywalnego do redniej dla grupy z astm¹ atopow¹, poziomu IL-4. Wiadomo, i¿ interleukina 4, oprócz wp³ywu na produkcjê IgE, jest czynnikiem stymuluj¹cym wzrost i ró¿nicowanie zw³aszcza limfocytów B . O ile komórki Th1 bior¹ udzia³ w stymulacji procesów komórkowych, o tyle komórki Th2 - g³ówny producent IL-4 - stymuluj¹ odpowied humoraln¹ [11]. Oprócz komórek Th2, których zwiêkszony odsetek obserwuje siê w przebiegu astmy oskrzelowej atopowej [13, 15] interleukina 4 wytwarzana jest przez komórki towarzysz¹ce stanom zapalnym tj. bazofile, komórki tuczne [2, 3, 14] komórki o fenotypie CD8+ [5, 8], jak te¿ komórki wspomagaj¹ce Th0 [18, 20]. Zwiêkszony poziom IL-4, koreluj¹cy z podwy¿szonym poziomem IgG i IgM, stwierdzano tak¿e w nads¹czach pochodz¹cych z hodowli stymulowanych antygenami bakteryjnymi [4]. W obu ocenianych grupach nie znaleziono zale¿noci pomiêdzy surowiczym poziomem IL-4 i IgE ca³kowitej. Inni autorzy t³umacz¹ to innym oprócz stymulacji IL-4 mechanizmem produkcji IgE [19]. Z drugiej strony jest prawdopodobne, i¿ brak ró¿nic stê¿enia IL-4 mo¿e wynikaæ z udowodnionego wp³ywu hamuj¹cego histaminy na wytwarzanie IL-4 przez komórki Th2 [10]. Stasiak-Barmuta A., Hofman J. Pimiennictwo Ocena poziomu interleukiny 2 i interleukiny 4 w surowicy krwi ... 1. Bardin P.G., Johnson S.L., Pattermore P.K.: Viruses as precipitants of asthma symptoms. II.Physiology and mechanisms. Clin.Exp.Allergy. 1992, 22: 809-822. 2. Bradding P. i wsp.: Interleukin-4, -5 and -6 and tumor necrosis factor - alpha in normal and asthmatic airways: evidence for the human mast cell as a source of these cytokines. Am.J.Respir.Cell Mol.Biol. 1994, 10(5): 471-80. 3. Brunner T., Heusser C.H., Dahinden C.A.: Human peripheral blood basophils promed by interleukin 3 (IL-3) produce IL-4 in response to immunoglobulin E receptor stimulation. J.Exp.Med. 1993, 177: 605. 4. Callard R.E.: Immunoregulation by interleukin 4 in man. Br.Haematol. 1993, 78: 293-299. 5. Coyle A.J., Erard F., Bertrand C., Walti S., Pircher H., Le Gros G.: Virus-specific CD8+ cells can switch to interleukin 5 production and induce airway eosinophilia. J.Exp.Med. 1995, 181 (3): 1229-33. 6. Holter W.: Regulation of interleukin 4 production and interleukin 4 producing cells. Int.Arch.Allerg. 1992, 98: 273-278. 7. Kay A.B.: T cells, cytokines and asthma. J.R.Coll. Physicians Lond. 1994, 28(4): 325-31. 8. Kemeny D.H., Noble A., Holmes B.J., Diaz Sanchez D., Lee T.H.: The role of CD8+ T cells in immunoglobulin E regulation. Allergy, 1995, 50 (25 Suppl.): 9-14. 9. Kerrebijn K.F. et al.: I. Clinical presentation. w: The role of inflammatory processes in airway hyperresponsiveness. (wyd.) S.T.Holgate: Blacwell Sci.Publ. Oxford 1989: 1-35. 10. Khan M.M.: Differential effects of histamine on T helper type 2 (TH2) lymphocytes, Proc.West Pharmacol.Soc. 1995, 38: 79-81. 11. Micha³kiewicz J., Stachowski J., Madaliñski K.: Regulacja produkcji immunoglobuliny E przez limfocyty T. Klinika. 96, 1: 6-16. 167 12. Mok J., Levison H.: The weezing infant. w: Childhood asthma. Patophysiology and treatment. (wyd) D.G.Tinkelman: Marcel Dekker Inc. New York 1987: 159-183. 13. Mosmann T.R., Coffman R.L.: Th1 and Th2 cells: different paterns of lymphokine secretion lead to different functional properties. Ann.Rev.Immunolo. 1989, 7: 145-173. 14. Ochensberger B., Rihs S., Brunner T., Dahinden C.A.: IgEindependent interleukin 4 expression and induction of a late phase of leukotriene C4 formation in human blood basophils. Blood. 1995, 86 (11): 4039-49. 15. Romagniani S.: Human Th1 and Th2 subsets: regulation of differentiation and role in protection and immunopathology. Int.Arch.Allergy Immunol. 1992, 98: 179-285. 16. Stempel D.A., Bencher R.C.: Respiratory infection and airway reactivity. Med.Clin.North Amer. 1981, 65: 1045-53. 17. Swain S.L., Weinberg A.D., English M., Houston G.: IL-4 directs the development of Th2 - like helper effectors. J.Immunol. 1990, 145: 3796-3806. 18. Swain S.L.: Regulation of the development of distinct subset of CD4+ T cells. Res.Immunol. 1991, 142: 14-22. 19. Van der Pouw Kraan C.T., Aalbese R.C., Aarden L.A.: IgE production in atopic patients is not related to IL-4 production. Clin.Exp.Immunol. 1994, 97(2): 254-9. 20. Weinberg A.D., English M.E., Swain S.L.L.: Distinct regulation of lymphokines production is found in fresh versus in vitro primed murine helper cells. J.Immunol. 1990, 144: 1800-1806. 21. Welliver R.C i wsp.: The development of respiratory syncytial virus-specific IgE and the release of histamine in nasopharyngeal secretion after infection. N.Engl.J.Med. 1981, 305: 841-846. Interleukin 2 and interleukin 4 serum levels in children with atopic bronchial asthma and with recurrent respiratory tract infections ANNA STASIAK-BARMUTA, J ERZY HOFMAN Summary Infections (especially viral) very frequently precipitate or exacerbate symptoms of bronchial reactivity to specific and non-specific stimulants. Its well known that viral antigens can stimulate the IgE production. IL-4, produced by Th2 cells, is an essential mediator of IgE synthesis. The aim of this study was to evaluate the parameters of inflamation (IgA, IgG, IgM, IL-2 serum level and number of T cells) and allergic reactions (IgE and IL-4 serum level) in children with atopic bronchial asthma and recurrent respiratory tract infections. Twenty children with atopic bronchial asthma (aa) and eight with recurrent respiratory tract infections (rrti) were included in the present investigation. Diagnosis of aa was based on WHO criteria and rrti on the clinical criteria (more than 6 episodes during one year before evaluation). In each child IgA, IgG and IgM serum level were measured by turbidimetric method, IgE by fluorimetric method, T cell number by E rosetting technique and serum level of IL-2 and IL-4 by ELISA technique were assayed. In the aa group in comparison with the rrti group there was a significant increase of the serum IgE level (293±188 vs 27.5±43.5, p<0.001), IL-4/IL-2 ratio (2.2±2.1 vs 0.5±0.4, p<0.05) and significant decrease of IL-2 (36.8±31.0 vs 81.2±31.3, p<0.05). In both groups the level of IL-4 was comparable (aa-52.9±62.7 vs 40.0±43.0 in rrti). There was no correlation between IgE and IL-4 serum levels.
