References

mimmun

Медицинская иммунология

Medical Immunology (Russia)

1563-06252313-741X

SPb RAACI

10.15789/1563-0625-2018-5-721-730

mimmun-1640

Research Article

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

ORIGINAL ARTICLES

ПОКАЗАТЕЛИ ПОПУЛЯЦИОННОГО СОСТАВА ЛИМФОЦИТОВ КАК ПРЕДИКТОРЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРАПИИ ИНГИБИТОРОМ TNFα У ДЕТЕЙ С ВОСПАЛИТЕЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ КИШЕЧНИКА

INDIСATORS OF THE LYMPHOCYTE SUBSETS AS EFFICICIENCY PREDICTORS OF THERAPY WITH INHIBITORS OF TNFα IN CHILDREN WITH INFLAMMATORY BOWEL DISEASE

Петричук

C. В.

Petrichuk

S. V.

д.б.н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории экспериментальной иммунологии и вирусологии лабораторного отделаНИИ педиатрии.

PhD, MD (Biology), Professor, Main Research Associate, Laboratory of Experimental Immunology and Virology, Research Institute of Pediatrics.

119991, Russian Federation, Moscow, Lomonosovskiy ave, 2, bldg 1.

cito@list.ru

Мирошкина

Л. В.

Miroshkina

L. V.

к.м.н., научный сотрудник лабораторного отдела НИИ педиатрии.

PhD (Medicine), Research Associate, Laboratory Department, Research Institute of Pediatrics.

Семикина

E. Л.

Semikina

E. L.

д.м.н., заведующая централизованной клинико-диагностической лабораторией; профессор кафедры факультетской педиатрии.

PhD, MD (Medicine), Head, Centralized Diagnostic Laboratory; Professor, Department of Faculty Pediatrics No. 1.

Топтыгина

А. П.

Toptygina

A. P.

д.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории цитокинов; профессор кафедры иммунологии.

PhD, MD (Medicine), Leading Research Associate, Laboratory of Cytokines; Professor, Department of Immunology, Faculty of Biology.

Потапов

А. С.

Potapov

A. S.

д.м.н., профессор, заведующий гастроэнтерологическим отделениемс гепатологической группой.

PhD, MD (Medicine), Head, Department of Gastroenterology with a Group of Hepatology.

Цимбалова

E. Г.

Tsimbalova

E. G.

к.м.н., старший научный сотрудник гастроэнтерологического отделенияс гепатологической группой.

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Department of Gastroenterology with a Group of Hepatology.

Радыгина

Т. В.

Radygina

T. V.

к.м.н., старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной иммунологии и вирусологии.

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Laboratory of Experimental Immunology and Virology.

ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Министерства здравоохранения РФ.РоссияNational Medical Research Center of Children’s Health.Russian Federation

ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Министерства здравоохранения РФ; ФГБОУ ВО «Рос.сийский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова.РоссияNational Medical Research Center of Children’s Health; Russian National N. Pirogov Research Medical University.Russian Federation

ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора;.ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова».РоссияG. Gabrichevsky Research Institute for Epidemiology and Microbiology; M. Lomonosov Moscow State University.Russian Federation

2018

05112018

205721730

2018

Петричук C.В., Мирошкина Л.В., Семикина E.Л., Топтыгина А.П., Потапов А.С., Цимбалова E.Г., Радыгина Т.В.

Petrichuk S.V., Miroshkina L.V., Semikina E.L., Toptygina A.P., Potapov A.S., Tsimbalova E.G., Radygina T.V.

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

https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/1640

В работе проведено исследование популяций лимфоцитов периферической крови у детей с воспалительными заболеваниями кишечника, которым впервые была назначена терапия блокатором TNFα (инфликсимабом), с целью определения прогностической информативности иммунологических показателей в оценке эффективности лечения. Проведено комплексное обследование 70 детей с ВЗК в возрасте от 12 до 18 лет в динамике заболевания на фоне проводимого лечения (49 детей с БК, 21 ребенок с ЯК). Группу сравнения составили 50 практически здоровых детей аналогичного возраста, прошедших комплексное профилактическое обследование. В зависимости от терапевтического ответа к году применения биологической терапии, пациенты были разделены на две группы – со стойким положительным эффектом препарата и с нестабильным эффектом терапии. Определяли содержание основных и малых популяций лимфоцитов периферической крови до первого введения инфликсимаба. Иммунофенотипирование проводили методом многоцветной проточной цитофлуориметрии (FC 500) с использованием маркеров CD45, CD3, CD4, CD8, CD19, CD16, CD56, HLA-DR, CD5, CD161, CD127, CD25, CD294.Получено: содержание В-лимфоцитов было достоверно снижено у детей с нестабильным эффектом терапии, у детей со стойким положительным эффектом уровень В-лимфоцитов не отличался от группы сравнения. Анализ состава В-лимфоцитов показал дисбаланс в соотношении В1и В2-клеток с уменьшением содержания В1-клеток у пациентов с ВЗК относительно группы сравнения. При этом у пациентов с нестабильным эффектом выявлено значимое снижение популяции В2-клеток относительно группы сравнения и относительно группы со стойким эффектом. Количество NK-клеток у пациентов с ВЗК было снижено относительно группы сравнения. Оценка содержания субпопуляций Т-лимфоцитов выявила ряд особенностей у пациентов с минимальным терапевтическим эффектом – увеличение уровня активированных Т-хелперов (CD4+CD25+CD127high) и Th17-лимфоцитов CD3+CD4+CD161+) относительно детей со стойким эффектом терапии и группы сравнения. Кроме того, у детей с минимальным эффектом терапии уровень Treg в составе Т-хелперов оказался достоверно выше, чем в группе сравнения. Проведенный ROC-анализ выявил наиболее информативные показатели для групп с минимальным и стойким эффектом терапии и показал хорошее качество разделительной модели для относительного количества Th17-лимфоцитов, активированных Т-хелперов и В-лимфоцитов. Количество Тh17-лимфоцитов (% от CD3+CD4+лимфоцитов) с высокой долей вероятности позволяет прогнозировать эффект терапии блокатором TNFα. Проведенные исследования позволяют рекомендовать включение оценки состояния клеточного иммунитета в мониторинг состояния пациентов с ВЗК.

(IBD), who were for the first time treated with TNFα blocker (infliximab). Our aim was to determine prognostic informative value of the immunological parameters in order to assess the treatment efficiency. A comprehensive research included seventy children with IBD from 12 to 18 years old in the course of specific treatment (49 children with CD, 21 children with UC).

The comparison group consisted of fifty healthy children of similar age who were subjected to a similar detailed examination. The patients were divided into two groups, depending on their therapeutic response following 1 year of biological therapy: the first group showed a persistent positive effect of the drug, and the second group exhibited only unstable effects of the treatment. We determined the contents of major and small subpopulations of peripheral blood lymphocytes before the first administration of infliximab. Immunophenotyping was performed by multicolor flow cytometry (FC 500), using the CD45, CD3, CD4, CD8, CD19, CD16, CD56, HLA-DR, CD5, CD161, CD127, CD25, and CD294 markers.

We have revealed that the content of B lymphocytes was significantly reduced in children with unstable effects of therapy. By contrast, the B lymphocyte levels in children with persistent positive therapeutic effect did not differ from the comparison group. Analysis of the composition of the B lymphocyte profile showed an imbalance in the B1-to-B2 cell ratio, with decreased of B1 cell counts in IBD patients against the comparison group. In addition, the patients with unstable therapeutic effect showed a significant decrease in B2 cell numbers compared with a group with persistent effect and comparison group. The numbers of NK cells in IBD patients were found to be reduced against the comparison group. Assessment of T lymphocytes subsets revealed a number of features in the patients with minimal therapeutic effects, i.e., an increased level of activated T helper cells (CD4+CD25+CD127high) and Th17 lymphocytes (CD3+CD4+CD161+), as compared to children with stable effect of treatment and to the comparison group. Moreover, in children with minimal effects of therapy, the levels of Tregs within T-helper cell subsets were significantly higher than in the comparison group. By means of ROC analysis, we have identified most informative parameters for the groups with minimal versus persistent therapeutic effect, and showed a good quality for a discrimination model involving relative amount of Th17 cells, activated T helper cells and B lymphocytes. The number of Тh17 lymphocytes (% CD3+CD4+ lymphocytes) allowed to predict the effect of therapy with a TNFα blocker with high probability. The present study enables us to propose cellular immunity testing, as a promising tool for monitoring clinical state of IBD patients.

популяции лимфоцитовпопуляции CD4+ лимфоцитовВЗКдетиинфликсимабэффективность терапии

We have performed a study of blood lymphocyte subsets in children with inflammatory bowel disease

References1

Белоусова Е.А., Морозова Н.А., Великанов Е.В., Гаганов Л.Е.. Инфликсимаб при язвенном колите: обзор исследований и собственные результаты // Фарматека, 2011. № 2. С. 72-77.

Belousova E.A., Morozova N.A., Velikanov E.V., Gaganov L.E. Infliximab in ulcerative colitis: revive of studies and own results. Farmateka = Pharmateca, 2011, no. 2, pp. 72-77. (In Russ.)

Маянская И.В., Маянский А.Н. Неиммунные и иммунные механизмы, участвующие в развитии хронических воспалительных заболеваний кишечника // Вопросы диагностики в педиатрии, 2013. Т. 5, № 4. С. 14-23.

Mayanskaya I.V., Mayansky A.N. Non-immune and immune mechanisms participating in chronic inflammatory bowel diseases. Voprosy diagnostiki v pediatrii = Pediatric Diagnostics, 2013, Vol. 5, no. 4, pp. 14-23. (In Russ.)

Мирошкина Л.В., Петричук С.В., Цимбалова Е.Г., Потапов А.С., Венедиктова М.М., Топтыгина А.П., Курбатова О.В., Измайлова Т.Д., Семикина Е.Л., Варичкина М.А. Цитокиновый профиль у детей с воспалительными заболеваниями кишечника как предиктор эффективности терапии инфликсимабом // Вопросы диагностики в педиатрии, 2013. Т. 5, № 4. С. 33-38.

Miroshkina L.V., Petrichuk S.V., Tsimbalova E.G., Potapov A.S., Venediktova M.M., Toptygina A.P., Kurbatova O.V., Izmaylova T.D., Semikina E.L., Varichkina M.A. [Cytokine profile as predictor of infliximab therapy effectiveness in children with inflammatory bowel diseases. Voprosy diagnostiki v pediatrii = Pediatric Diagnostics, 2013, Vol. 5, no. 4, pp. 33-38. (In Russ.)

Сагынбаева В.Э., Лазебник Л.Б., Князев О.В., Ефремов Л.И. Антитела к инфликсимабу и к антигенам HLA I–II класса как свидетели иммунного ответа на биологическую терапию воспалительных заболеваний кишечника // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология, 2011. № 12. С. 7-14.

Sagynbaeva V.E., Lazebnik L.B., Knyazev O.V., Efremov L.I. Antibodies to infliximab and antigens HLA I-II class as the witnesses of immune response to the biological treatment of inflammatory bowel disease. Eksperimentalnaya i klinicheskaya gastroenterologiya = Experimental and Clinical Gastroenterology, 2011, no. 12, pp. 7-14. (In Russ.)

Топтыгина А.П., Семикина Е.Л., Петричук С.В., Закиров Р.Ш., Курбатова О.В., Копыльцова Е.А., Комах Ю.А. Изменение уровня субпопуляций Т-регуляторных клеток и Т-хелперов 17 в периферической крови здоровых людей в зависимости от возраста // Медицинская иммунология, 2017. Т. 19, № 4. С. 409-420.doi: 10.15789/1563-0625-2017-4-409-420.

Toptygina A.P., Semikina E.L., Petrichuk S.V., Zakirov R.Sh., Kurbatova O.V., Kopyltsova E.A. Agedependent changes of T-regulatory and Th17 subset levels in peripheral blood from healthy humans. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2017, Vol. 19, no. 4, pp. 409-420. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-2017-4-409-420.

Хайдуков С.В., Байдун Л.В., Зурочка А.В., Тотолян А.А. Стандартизованная технология «Исследование субпопуляционного состав лимфоцитов периферической крови с применением проточных цитофлюориметров-анализаторов» // Российский иммунологический журнал, 2014. № 4 (17). С. 974-992.

Khaydukov S.V., Baydun L.V., Zurochka A.V., Totolyan A.A. The standardised technique: «Study subpopulations of peripheral blood lymphocytes by using flow cytometry». Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2014, no. 4 (17), pp. 974-992. (In Russ.)

Abraham C., Cho J.H. Inflammatory bowel disease. N. Engl. J. Med., 2009, Vol. 361, pp. 2066-2078.

Annunziato F., Cosmi L., Santarlasci V., Maggi L., Liotta F., Mazzinghi B., Parente E., Filì L., Ferri S., Frosali F., Giudici F., Romagnani P., Parronchi P., Tonelli F., Maggi E., Romagnani S. Phenotypic and functional features of human Th17 cells. J. Exp. Med., 2007, Vol. 204, no. 8, pp. 1849-1861.

Arnott I.D., Mcneill G., Satsangi J. An analysis of factors influencing short-term and sustained response to infliximab treatment for Crohn’s disease. Aliment. Pharmacol. Ther., 2003, Vol. 17, no. 12, pp. 1451-1457.

Bogaert S., Laukens D., Harald Peeters H., Melis L., Olievier K., Boon N., Verbruggen G., Vandesompele J., Elewaut D., De Vos M. Differential mucosal expression of Th17-related genes between the inflamed colon and ileum of patients with inflammatory bowel disease. BMC Immunology, 2010, Vol. 11, pp. 1-11.

Cseh A., Vasarhelyi B., Molnar K. ,Szalay B., Svec P., Treszl A., Dezsofi A., Lakatos P.L., Arato A., Tulassay T., Veres G. Immune phenotype in children with therapy naïve remitted and relapsed Crohn’s disease.World J. Gastroenterol., 2010, Vol. 16, no. 47, pp. 6001-6009.

Chamouard P., Monneaux F., Richert Z., Voegeli A.C., Lavaux T., Gaub M.P., Baumann R., Oudet P., Muller S. Diminution of сirculating CD4+CD25high T cells in naïve Crohn’s disease. Dig. Dis. Sci., 2009, Vol. 54, pp. 2084-2093.

Danese S. Immune and nonimmune components orchestrate the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol., 2011, Vol. 300, pp. 716-722.

Elgbratt K., Kurlberg G., Hahn-Zohric M., Hörnquist E.H. Rapid migration of thymic emigrants to the colonic mucosa in ulcerative colitis patients. Clin. Exp. Immunol., 2010, Vol. 162, no. 2, pp. 325-336.

El-Hodhod M.A., Aly R.H., Youssef S.R., Mohamedet S.I. Enhanced blood lymphocytes apoptosis in children with inflammatory bowel disease. ISRN Gastroenterology, Vol. 2013, pp. 415-417.

La Scaleia R., Morrone S., Stoppacciaro A., Scarpino S., Antonelli M., Bianchi E., di Nardo G., Oliva S., Viola F., Cucchiara S., Santoni A., Palmieri G., Uccini S.. Peripheral and intestinal CD4+ T cells with a regulatory phenotype in pediatric patients with inflammatory bowel disease. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr., 2010, Vol. 51, no. 5, pp. 563-572.

Lierop P.P., Samsom J.N., Escher J.C., Nieuwenhuis E. Role of the innate immune system in the pathogenesis of inflammatory bowel disease. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr., 2009, Vol. 48, no. 2, pp. 142-151.

Maul J., Loddenkemper C., Mundt P., Berget E., Giese T., Stallmach A., Zeitz M., Duchmann R. Peripheral and intestinal regulatory CD4+ CD25high T cells in inflammatory bowel disease. Gastroenterology, 2005, Vol. 128, pp. 1868-1878.

Mishima Y., Ishihara S., Amano Y., Oshima N., Kadota Ch., Otani A. Alterations of peripheral blood CD5+ B cells in inflammatory bowel disease. Scand J. Gastroenterol, 2009, Vol. 44, no. 2, pp. 172-179.

Monteleone G., Fina D., Caruso R., Pallone F. New mediators of immunity and inflammation in inflammatory bowel disease. Curr. Opin. Gastroenterol., 2006, Vol. 22, no. 4, pp. 361-364.

Ogawa K., Matsumoto T., Esaki M., Torisu T., Iida M. Profiles of circulating cytokines in patients with Crohn’s disease under maintenance therapy with infliximab. J. Crohn’s Colitis, 2012, Vol. 6, no. 5, pp. 529-535.

Orlando A., Colombo E., Kohn A., Biancone L., Rizzello F., Viscido A., Sostegni R., Benazzato L., Castiglione F., Papi C., Meucci G., Riegler G., Mocciaro F., Cassinotti A., Cosintino R., Geremia A., Morselli C., Angelucci E., Lavagna A., Rispo A., Bossa F., Scimeca D., Cottone M., Italian Multicentric Study Group on Infliximab. Infliximab in the treatment of Crohn’s disease: predictors of response in an Italian multicentric open study. Dig. Liver. Dis., 2005, Vol. 37, no. 8, pp. 577-583.

Reikvam D.H., Perminow G., Lyckander L.G., Gran J.M., Brandtzaeg P., Vatn M., Carlsen H.S. Increase of regulatory T cells in ileal mucosa of untreated pediatric Crohn’s disease patients. Scand. J. Gastroenterol., 2011, Vol. 46, pp. 550-560.

Ricciardelli I., Lindley K.J., Londei M., Quaratino S. Anti tumour necrosis-alpha therapy increases the number of FOXP3 regulatory T cells in children affected by Crohn’s disease. Immunology, 2008, Vol. 125, no. 2, pp. 178-183.

Sanchez-Muñoz F., Dominguez-Lopez A., Yamamoto-Furusho J.K. Role of cytokines in inflammatory bowel disease. World J. Gastroenterol., 2008, Vol. 14, no. 27, pp. 4280-4288. 26. Souza H., Fiocchi C. Immunopathogenesis of IBD: current state of the art. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol., 2016, Vol. 13, pp. 13-27.

Taylor K.D., Plevy S.E., Yang H., Landers C.J., Barry M.J., Rotter J.I. Targan S.R. ANCA pattern and LTA haplotype relationship to clinical responses to anti-TNF antibody treatment in Crohn’s disease. Gastroenterology, 2001,Vol. 120, no. 6, pp. 1347-1355.

Vermeire S., Louis E., Carbonez A., van Assche G., Noman M., Belaiche J., de Vos M., van Gossum A., Pescatore P., Fiasse R., Pelckmans P., Reynaert H., D’Haens G., Rutgeerts P. Demographic and clinical parameters influencing the short-term outcome of anti-tumor necrosis factor (Infliximab) treatment in Crohn’s disease. J. Gastroenterol., 2002, Vol. 97, no. 9, pp. 2357-2363.

Voiglio E., Salle B., Lemaitre D., Cloix P., Bancel B., Cozon G. Activation of T-lymphocytes in Crohn disease and in ulcerative hemorrhagic rectocolitis. Therapeutic implications. Pathol. Biol. (Paris), 1996, Vol. 44, no. 4, pp. 287-292.

Yadav P.K., Chen C., Liu Z. Potential role of NK cells in the pathogenesis of inflammatory bowel disease. J. Biomed. Biotechnol., 2011, Vol. 2011, 348530, 6 p. doi: 10.1155/2011/348530.

Zhang Y-Z., Li Y-Y. Inflammatory bowel disease: Pathogenesis. World J. Gastroenterol., 2014, Vol. 20, no. 1, pp. 91-99.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.