References

mimmun

Медицинская иммунология

Medical Immunology (Russia)

1563-06252313-741X

SPb RAACI

10.15789/1563-0625-CCO-2543

mimmun-2543

Research Article

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

ORIGINAL ARTICLES

CD3+CD294+Т-лимфоциты 2-го типа иммунного ответа и их роль в развитии аллергического воспаления

CD3+CD294+T cells of the type 2 immune response: their role in allergic inflammation

https://orcid.org/0000-0002-6907-2817

Бычкова

Н. В.

Bychkova

N. V.

Бычкова Наталия Владимировна, к.б.н., ведущий научный сотрудник научно-исследовательского отдела лабораторной диагностики; доцент кафедры иммунологии

198216, Санкт-Петербург, Ленинский пр., 129, корп. 5, кв. 66Тел.: 8 (921) 320-12-62

Bychkova Nataliya V. PhD (Biology), Leading Research Associate, Research Department of Laboratory Diagnostics; Associate Professor, Department of Immunology

198216, St. Petersburg, Leninskiy ave., 129, bldg 5, apt 66Phone: 7 (921) 320-12-62

bnv19692007@yandex.ru

ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова» МЧС России; ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФРоссияA. Nikiforov Russian Centre of Emergency and Radiation Medicine; First St. Petersburg State I. Pavlov Medical UniversityRussian Federation

2022

31102022

245955966

2022

Бычкова Н.В.

Bychkova N.V.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

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

https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2543

Т-лимфоциты 2-го типа иммунного ответа осуществляют защиту от гельминтов и токсинов, а также способствуют развитию аллергического воспаления. Один из наиболее специфичных поверхностных маркеров Т-клеток 2 – молекула CRTH2 (CD294), являющаяся активирующим рецептором для простагландина D2. Популяция CD3+ CD294 + незначительна в периферической крови здоровых лиц, повышение встречается у пациентов с аллергическими заболеваниями и аутоиммунным характером реагирования. Целью исследования стало изучить количественные и функциональные особенности лимфоцитов 2-го типа иммунного ответа CD3+CD294+ у пациентов с риноконъюнктивальными симптомами (n = 248) и лекарственной гиперчувствительностью (n = 184). У 68 пациентов с повышенным и крайне высоким количеством CD3+CD294+ клеток охарактеризован подробный фенотип этой популяции методом проточной цитометрии и исследована функциональная активность изучаемой популяции клеток в отношении продукции интерлейкина-4 и интерферона γ с помощью иммуноферментного анализа. Группу сравнения составили 34 волонтера. Относительное количество CD3+CD294+ клеток было значимо выше в группе пациентов с лекарственной гиперчувствительностью – 1,6% и риноконъюнктивальными симптомами – 1,2% по отношению к группе сравнения – 1,0%. Повышенное (1,63,6%) и крайне высокое (>3,6%) количество CD3+CD294+ клеток достоверно чаще выявляли у пациентов с лекарственной гиперчувствительностью. В обеих группах повышение количества CD3+CD294+ клеток наблюдалось при выраженном повреждении кожного покрова. Определен фенотип популяции Т-лимфоцитов 2-го типа CD45RA-CD3+CD294+CD2+CD5+CD7+CD27+CD28+CD57-CCR7-, который соответствует Т-лимфоцитам эффекторной памяти. При умеренно повышенном относительном количестве этой популяции Т-лимфоциты 2-го типа иммунного ответа были представлены, как правило, Т-хелперами 2. Выраженное увеличение популяции наблюдалось за счет Т-цитотоксических лимфоцитов 2. Независимо от преобладания хелперной или цитотоксической популяции 2-го типа иммунного ответа у пациентов выявлено увеличение спонтанной продукции интерлейкина-4 при нормальном уровне интерферона γ. Повышение в периферической крови Т-лимфоцитов 2-го типа с экспрессией CD294 способствует развитию, поддержанию и обострению аллергического воспаления при участии IgE-зависимых и IgE-независимых механизмов. Популяцию CD3+CD294+ клеток следует определять в качестве дополнительного параметра при оценке наличия сенсибилизации в тесте активации базофилов у пациентов с реакциями гиперчувствительности. Использование этого лабораторного биомаркера для оценки доминирующего типа иммунного воспаления позволит персонифицировать терапию обследованных пациентов. Выявление выраженных отклонений показателей от средних значений популяции будет влиять на тактику ведения пациента.

T lymphocytes type 2 immune response protect against helminths and toxins, and also contribute to the development of allergic inflammation. One of the most specific T cell surface markers T lymphocytes 2 is the CRTH2 molecule (CD294), which is an activating receptor for prostaglandin D2. The CD3+CD294+ population is negligible in the peripheral blood of healthy individuals; an increase occurs in patients with allergic diseases and an autoimmune nature of the response. The aim of the study was to study the quantitative and functional characteristics Т lymphocytes type 2 immune response in patients with rhinoconjunctival symptoms (n = 248) and drug hypersensitivity (n = 184). In 68 patients with an elevated and extremely high number of CD3+CD294+ cells, a detailed phenotype of this population was characterized by flow cytometry and the functional activity of the studied cell population in relation to the production of interleukin 4 and interferon γ was studied using enzyme immunoassay. The control group consisted of 34 volunteers. The relative number of CD3+CD294+ cells was significantly higher in the group of patients with drug hypersensitivity – 1.6% and rhinoconjunctival symptoms 1.2% compared to the control group – 1.0%. Elevated (1.6-3.6%) and extremely high (>3.6%) CD3+CD294+ cell number were significantly more frequently detected in patients with drug hypersensitivity. In both groups, an increase in the number of CD3+CD294+ cells were observed with severe damage to the skin. The phenotype of the population T lymphocytes type 2 CD45RA-CD3+CD294+CD2+CD5+CD7+CD27+CD28+CD57-CCR7- was determined, which corresponds to effector memory T lymphocytes. With a moderately increased relative amount of this population, T lymphocytes 2 were usually represented by T helpers 2. A pronounced increase in the population was observed due to T cytotoxic lymphocytes 2. Regardless of the predominance of the Т helper or Т cytotoxic 2 cells in patients revealed an increase in spontaneous production of interleukin 4 at a normal level of interferon. An increase in the peripheral blood T lymphocytes with CD294 expression contributes to the development, maintenance and exacerbation of allergic inflammation with the participation of IgEdependent and IgE-independent mechanisms. The CD3+CD294+ cell population should be determined as an additional parameter in assessing the presence of sensitization in the basophil activation test in patients with hypersensitivity reactions. The use of this laboratory biomarker to assess the dominant type of immune inflammation will make it possible to personalize the therapy of the examined patients. Identification of pronounced deviations of indicators from the average values of a population will influence the tactics of patient management.

Т-лимфоциты 2-го типа иммунного ответариноконъюнктивальные симптомылекарственная гиперчувствительность

T cellstype 2 immune responserhino-conjunctival symptomsdrug hypersensitivity

References1

Бычкова Н.В., Селиванов П.А., Калинина Н.М. Клиническая значимость выявления сенсибилизации к йодсодержащим рентгеноконтрастным веществам в тесте активации базофилов методом проточной цитометрии // Клиническая лабораторная диагностика, 2021. Т. 66, № 12. С. 747-754.

Bychkova N.V., Selivanov P.A., Kalinina N.M. Clinical significance of detecting sensitization to iodine-containing radiopaque substances in the basophil activation test by flow cytometry. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Russian Clinical Laboratory Diagnostics, 2021, Vol. 66, no. 12, pp. 747-754. (In Russ)

Бычкова Н.В., Чиненова Л.В., Калинина Н.М. Увеличение Т-цитотоксических 2 лимфоцитов с фенотипом CD3+ CD8+ CD294 + у пациентов с тяжелыми кожными проявлениями лекарственной аллергии // Российский иммунологический журнал, 2017. Т. 11 (20), № 4. С. 687-689.

Bychkova N.V., Chinenova L.V., Kalinina N.M. Increase in T-cytotoxic 2 lymphocytes with CD3+ CD8+ CD294 + phenotype in patients with severe skin manifestations of drug allergy. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2017, Vol. 11 (20), no. 4, pp. 687-689. (In Russ.)

Калинина Н.М., Синельникова Н.А., Бычкова Н.В. Клинические и лабораторные показатели при хронической крапивнице у детей и взрослых // Российский иммунологический журнал, 2016. Т. 10 (19), № 2 (1). С. 321-323.

Kalinina N.M., Sinelnikova N.A., Bychkova N.V. Clinical and laboratory parameters for chronic urticaria in children and adults. Rossijskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2016, Vol. 10 (19), no. 2 (1), pp. 321-323. (In Russ.)

Кудрявцев И.В., Борисов А.Г., Васильева Е.В., Кробинец И.И., Савченко А.А., Серебрякова М.К., Тотолян Арег А. Фенотипическая характеристика цитотоксических Т-лимфоцитов: регуляторные и эффекторные молекулы // Медицинская иммунология, 2018. Т. 20, № 2. С. 227-240. doi: 10.15789/1563-0625-2018-2-227-240.

Kudryavtsev I.V., Borisov A.G., Vasilieva A.V., Krobinets I.I. Savchenko A.A., Serebryakova M.K., Totolyan Areg A. Phenotypic characteristics of cytotoxic T-lymphocytes: regulatory and effector molecules. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2018, Vol. 20, no. 2, pp. 227-240. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-2018-2-227-240.

Лабис В.В., Базикян Э.А., Сизова С.В., Железный В.В., Бычкова Н.В., Козлов И.Г. Базофильный тест в практической медицине // Практическая медицина, 2019. № 1. С. 76-79.

Labis V.V., Bazikyan E.A., Sizova S.V., Zheleznyj V.V., Bychkova N.V. Basophilic test in practical medicine. Prakticheskaya medicina = Practical Medicine, 2019, no. 1, pp. 76-79. (In Russ.)

Синельникова Н.А., Бычкова Н.В., Калинина Н.М. Особенности иммунного ответа и активации базофилов у детей с хронической крапивницей // Медицинская иммунология, 2015. Т. 17, № 1. С. 39-46. doi: 10.15789/1563-0625-2015-1-39-46.

Sinelnikova N.A., Bychkova N.V., Kalinina N.M. Features of the immune response and activation of basophil in children with chronic urticaria. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2015, Vol. 17, no. 1, pp. 39-46. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-2015-1-39-46.

Beyersdorf N., Kerkau T. CD28-Kostimulation und Checkpointblockade in T-Zellen [CD28 costimulation and checkpoint inhibition in T cells]. Internist (Berl.), 2020, Vol. 61, no. 7, pp. 652-659.

Boin F., De Fanis U., Bartlett S.J., Wigley F.M., Rosen A., Casolaro V. T cell polarization identifies distinct clinical phenotypes in scleroderma lung disease. Arthritis Rheum., 2008, Vol. 58, no. 4, pp. 1165-1174.

Cascio S., Medsger T.A. Jr, Hawse W.F., Watkins S.C., Milcarek C., Moreland L.W., Lafyatis R.A., Fuschiotti P. 14-3-3z sequesters cytosolic T-bet, upregulating IL-13 levels in Tс2 and CD8 + lymphocytes from patients with scleroderma. J. Allergy Clin. Immunol., 2018, Vol. 142, no. 1, pp. 109-119.e6.

Chu M.T., Wang C.W., Chang W.C., Chen C.B., Chung W.H., Hung S.I. Granulysin-based lymphocyte activation test for evaluating drug causality in antiepileptics-induced severe cutaneous adverse reactions. J. Invest. Dermatol., 2021, Vol. 141, no. 6, pp. 1461-1472.e10.

de Biasi S., Meschiari M., Gibellini L., Bellinazzi C., Borella R., Fidanza L., Gozzi L., Iannone A., Lo Tartaro D., Mattioli M., Paolini A., Menozzi M., Milić J., Franceschi G., Fantini R., Tonelli R., Sita M., Sarti M., Trenti T., Brugioni L., Cicchetti L., Facchinetti F., Pietrangelo A., Clini E., Girardis M., Guaraldi G., Mussini C., Cossarizza A. Marked T cell activation, senescence, exhaustion and skewing towards TH17 in patients with COVID-19 pneumonia. Nat. Commun., 2020. Vol. 11, no. 1, 3434. doi: 10.1038/s41467-020-17292-4.

Emmanuel T., Mistegård J., Bregnhøj A., Johansen C., Iversen L. Tissue-resident memory T cells in skin diseases: a systematic review. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 16, 9004. doi: 10.3390/ijms22169004.

Gause W.C., Rothlin C., Loke P. Heterogeneity in the initiation, development and function of type 2 immunity. Nat. Rev. Immunol., 2020, Vol. 20, no. 10, pp. 603-614.

Gehad A., Teague J.E., Matos T.R., Huang V., Yang C., Watanabe R., O’Malley J.T., Trimble C.L, Kupper T.S., Clark R.A. A primary role for human central memory cells in tissue immunosurveillance. Blood Adv., 2018, Vol. 2, no. 3, pp. 292-298.

Haase P., Voehringer D. Regulation of the humoral type 2 immune response against allergens and helminths. Eur. J. Immunol., 2021, Vol. 51, no. 2, pp. 273-279.

He R., Oyoshi M.K., Wang J.Y., Hodge M.R., Jin H., Geha R.S. The prostaglandin D-receptor CRTH2 is important for allergic skin inflammation after epicutaneous antigen challenge. J. Allergy Clin. Immunol., 2010, Vol. 126, no. 4, pp. 784-790.

Hilvering B., Hinks T.S.C., Stöger L., Marchi E., Salimi M., Shrimanker R., Liu W., Chen W., Luo J., Go S., Powell T., Cane J., Thulborn S., Kurioka A., Leng T., Matthews J., Connolly C., Borg C., Bafadhel M., Willberg C.B., Ramasamy A., Djukanović R., Ogg G., Pavord I.D., Klenerman P., Xue L. Synergistic activation of pro-inflammatory type-2 CD8 + T lymphocytes by lipid mediators in severe eosinophilic asthma. Mucosal Immunol., 2018, Vol. 11, no. 5, pp. 1408-1419.

Hinks T.S.C., Hoyle R.D., Gelfand E.W. CD8 + Tc2 cells: underappreciated contributors to severe asthma. Eur. Respir. Rev., 2019, Vol, 28, no. 154, 190092. doi: 10.1183/16000617.0092-2019.

Iriki H., Adachi T., Mori M., Tanese K., Funakoshi T., Karigane D., Shimizu T., Okamoto S., Nagao K. Toxic epidermal necrolysis in the absence of circulating T cells: a possible role for resident memory T cells. J. Am. Acad. Dermatol., 2014, Vol. 71, no. 5, pp. e214-e216.

Kawai H., Yagyu F., Terada A., Matsunaga T., Inobe M. CD28 confers CD4 + T cells with resistance to cyclosporin A and tacrolimus but to different degrees. Asian Pac. J. Allergy Immunol., 2021. doi: 10.12932/AP-270820-0949.

Kumar B.V., Connors T.J., Farber D.L. Human T cell development, localization, and function throughout life. Immunity, 2018, Vol. 48, no. 2, pp. 202-213.

Leijten E.F., van Kempen T.S., Olde Nordkamp M.A., Pouw J.N., Kleinrensink N.J., Vincken N.L., Mertens J., Balak D.M.W., Verhagen F.H., Hartgring S.A., Lubberts E., Tekstra J., Pandit A., Radstake T.R., Boes M. Tissueresident memory CD8 + T cells from skin differentiate psoriatic arthritis from psoriasis. Arthritis Rheumatol., 2021, Vol. 73, no. 7, pp. 1220-1232.

Li J., Wu J., Liu H., Hua L., Liu Q., Fang D., Chen Y., Ji R., Zhang J., Zhong W. A pilot study to evaluate the role of circulation CD4 + CCR6 + CRTh2 + cell in predicting risk of asthma in wheezing children. BMC Pediatr., 2021, Vol. 21, no. 1, 263. doi: 10.1186/s12887-021-02746-5.

Lloyd C.M., Snelgrove R.J. Type 2 immunity: Expanding our view. Sci. Immunol., 2018, Vol. 3, no. 25, eaat1604. doi: 10.1126/sciimmunol.aat1604.

Loyal L., Warth S., Jürchott K., Mölder F., Nikolaou C., Babel N., Nienen M., Durlanik S., Stark R., Kruse B., Frentsch M., Sabat R., Wolk K., Thiel A. SLAMF7 and IL-6R define distinct cytotoxic versus helper memory CD8 + T cells. Nat. Commun., 2020, Vol. 11, no. 1, 6357. doi: 10.1038/s41467-020-19002-6.

Mathew D., Giles J.R., Baxter A.E., Oldridge D.A., Greenplate A.R., Wu J.E., Alanio C., Kuri-Cervantes L., Pampena M.B., D’Andrea K., Manne S., Chen Z., Huang Y.J., Reilly J.P., Weisman A.R., Ittner C.A.G., Kuthuru O., Dougherty J., Nzingha K., Han N., Kim J., Pattekar A., Goodwin E.C., Anderson E.M., Weirick M.E., Gouma S., Arevalo C.P., Bolton M.J., Chen F., Lacey S.F., Ramage H., Cherry S., Hensley S.E., Apostolidis S.A., Huang A.C., Vella L.A., UPenn COVID Processing Unit, Betts M.R., Meyer N.J., Wherry E.J. Deep immune profiling of COVID-19 patients reveals distinct immunotypes with therapeutic implications. Science, 2020, Vol. 369, no. 6508, eabc8511. doi: 10.1126/science.abc8511.

Mitson-Salazar A., Prussin C. Pathogenic Effector Th2 Cells in Allergic Eosinophilic Inflammatory Disease. Front. Med. (Lausanne), 2017, Vol. 4, 165. doi: 10.3389/fmed.2017.00165.

Nagata K., Tanaka K., Ogawa K., Kemmotsu K., Imai T., Yoshie O., Abe H., Tada K., Nakamura M., Sugamura K., Takano S. Selective expression of a novel surface molecule by human Th2 cells in vivo. J. Immunol., 1999, Vol. 162, no. 3, pp. 1278-1286.

Pettipher R. The roles of the prostaglandin D(2) receptors DP(1) and CRTH2 in promoting allergic responses. Br. J. Pharmacol., 2008, Vol. 153, Suppl. 1, pp. S191-S199.

Rudulier C.D., Tonti E., James E., Kwok W.W., Larché M. Modulation of CRTh2 expression on allergen-specific T cells following peptide immunotherapy. Allergy, 2019, Vol. 74, no. 11, pp. 2157-2166.

Sarashina H., Tsubosaka Y., Omori K., Aritake K., Nakagawa T., Hori M., Hirai H., Nakamura M., Narumiya S., Urade Y., Ozaki H., Murata T. Opposing immunomodulatory roles of prostaglandin D2 during the progression of skin inflammation. J. Immunol., 2014, Vol. 192, no. 1, pp. 459-465.

Tanaka K., Hirai H., Takano S., Nakamura M., Nagata K. Effects of prostaglandin D2 on helper T cell functions. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2004, Vol. 316, no. 4, pp. 1009-1014.

Timalsena S., Pluangnooch P., Wongkajornsilp A., Soontrapa K. An additional CD28 costimulatory signal enhances proliferation and cytotoxicity of murine T cell-derived CIK cell. Asian Pac. J. Allergy Immunol., 2017, Vol. 35, no. 2, pp. 67-74.

Trifari S., Kaplan C.D., Tran E.H., Crellin N.K., Spits H. Identification of a human helper T cell population that has abundant production of interleukin 22 and is distinct from T(H)-17, T(H)1 and T(H)2 cells. Nat. Immunol., 2009, Vol. 10, no. 8, pp. 864-871.

Trubiano J.A., Gordon C.L., Castellucci C., Christo S.N., Park S.L., Mouhtouris E., Konvinse K., Rose M., Goh M., Boyd A.S., Phillips E.J., Mackay L.K. Analysis of skin-resident memory T cells following drug hypersensitivity reactions. J. Invest. Dermatol., 2020, Vol. 140, no. 7, pp. 1442-1445.e4.

Tsuda H., Michimata T., Sakai M., Nagata K., Nakamura M., Saito S. A novel surface molecule of Th2- and Tc2-type cells, CRTH2 expression on human peripheral and decidual CD4 + and CD8 + T cells during the early stage of pregnancy. Clin. Exp. Immunol., 2001, Vol. 123, no. 1, pp. 105-111.

Tsutsumi R., Yoshida Y., Adachi K., Nanba E., Yamamoto O. Acute localized exanthematous pustulosis caused by a herbal medicine, dai-kenchu-to. Contact Dermatitis, 2018, Vol. 79, no. 4, pp. 257-259.

Wambre E., Bajzik V., DeLong J.H., O’Brien K., Nguyen Q.A., Speake C., Gersuk V.H., DeBerg H.A., Whalen E., Ni C., Farrington M., Jeong D., Robinson D., Linsley P.S., Vickery B.P., Kwok W.W. A phenotypically and functionally distinct human TH 2 cell subpopulation is associated with allergic disorders. Sci. Transl. Med., 2017, Vol. 9, no. 401, eaam9171. doi: 10.1126/scitranslmed.aam9171.

Watanabe S., Yamada Y., Murakami H. Expression of Th1/Th2 cell-related chemokine receptors on CD4 + lymphocytes under physiological conditions. Int. J. Lab. Hematol., 2020, Vol. 42, no. 1, pp. 68-76.

Xia S., Chen Q., Niu B. CD28: A new drug target for immune disease. Curr. Drug Targets, 2020, Vol. 21, no. 6, pp. 589-598.

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