mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-DDO-2759mimmun-2759Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSДифференцированные нарушения иммунной системы при остром гематогенном и остром посттравматическом остеомиелитах у детейDifferentiated disorders of the immune system in acute hematogenic and acute posttraumatic osteomyelitis in childrenhttps://orcid.org/0000-0001-8005-9325ЧудиловаГ. А.ChudilovaG. A.

Чудилова Галина Анатольевна – д.б.н., доцент, заведующая отделом клинико-экспериментальной иммунологии и молекулярной биологии центральной научно-исследовательской лаборатории, профессор кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики ФПК и ППС 

350061, г. Краснодар, ул. Дмитрия Благоева, 14.

Chudilova G.A., PhD, MD (Biology), Associate Professor, Head of the Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology, Central Research Laboratory, Professor of the Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics of FAT and PRS 

14 Dmitry Blagoev St., Krasnodar, 350061 

chudilova2015@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8654-1454ТаракановВ. А.TarakanovV. A.

Тараканов В.А. – д.м.н., профессор, профессор кафедры хирургических болезней детского возраста 

350061, г. Краснодар, ул. Дмитрия Благоева, 14.

Tarakanov V.A., PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Surgical Diseases of Childhood 

14 Dmitry Blagoev St., Krasnodar, 350061 

inesterova1@yandex.ruЧичеревЕ. А.ChicherevE. A.

Чичерев Е.А. – аспирант кафедры хирургических болезней детского возраста 

350061, г. Краснодар, ул. Дмитрия Благоева, 14.

Chicherev E.A., Postgraduate Student, Department of Surgical Diseases of Childhood 

14 Dmitry Blagoev St., Krasnodar, 350061 

chicherev3@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3073-5070ТетеринЮ. В.TeterinYu. V.

Тетерин Ю.В. – аспирант кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики ФПК и ППС 

350061, г. Краснодар, ул. Дмитрия Благоева, 14.

Teterin Yu.V., Postgraduate Student, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics of FAT and PRS 

14 Dmitry Blagoev St., Krasnodar, 350061 

zhuk.zhukovitch@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5857-2296БароваН. К.BarovaN. K.

Барова Н.К. – к.м.н., доцент, заведующая кафедрой хирургических болезней детского возраста 

350061, г. Краснодар, ул. Дмитрия Благоева, 14.

Barova N.K., PhD (Medicine), Associate Professor, Head, Department of Surgical Diseases of Childhood 

14 Dmitry Blagoev St., Krasnodar, 350061 

nbarova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8222-7679МитропановаМ. Н.MitropanovaM. N.

Митропанова М.Н. – д.м.н., доцент, заведующая кафедрой детской стоматологии, ортодонтии и челюстно-лицевой хирургии 

350061, г. Краснодар, ул. Дмитрия Благоева, 14.

Mitropanova M.N., PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Head, Department of Pediatric Dentistry, Orthodontics and Dentofacial Surgery 

14 Dmitry Blagoev St., Krasnodar, 350061 

mmitropanova@mail.ruФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФРоссияKuban State Medical UniversityRussian Federation202301062023254891898Copyright © Чудилова Г.А., Тараканов В.А., Чичерев Е.А., Тетерин Ю.В., Барова Н.К., Митропанова М.Н., 20232023Чудилова Г.А., Тараканов В.А., Чичерев Е.А., Тетерин Ю.В., Барова Н.К., Митропанова М.Н.Chudilova G.A., Tarakanov V.A., Chicherev E.A., Teterin Y.V., Barova N.K., Mitropanova M.N.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/2759

Остеомиелит – воспаление кости и костного мозга, вызванное распространением S. aureus из локального очага гематогенным путем или из открытого травматического перелома, которое трудно поддается лечению и остается серьезной проблемой. Условиями распространения инфекционного процесса в кости является влияние S. aureus, нарушение его элиминации из-за дисфункции иммунной системы (ИС). Разноречивые данные об иммунопатогенетических механизмах развития острого остеомиелита требуют изучения, позволяющего разработать обоснованную иммунотерапию. Цель исследования – уточнить варианты нарушений противобактериальной иммунной защиты у детей с острым гематогенным и острым посттравматическим остеомиелитами. Исследованы дети 8-15 лет (n = 22): группа исследования 1 (ГИ1) – 12 пациентов с острым гематогенным остеомиелитом (ОГО); группа исследования 2 (ГИ2) – 10 детей с острым посттравматическим остеомиелитом (ОПО). Группу сравнения (ГС) – 13 здоровых детей соответствующего возраста. Тестировали Т-лимфоциты (CD3+CD19- , CD3+CD4+, CD3+CD8+, CD3+CD4+/CD3+CD8+), В-лимфоциты (CD3- CD19+), NK (CD3- CD16+CD56+) и ТNK (CD3+CD16+CD56+) лимфоциты, CD16, CD32, CD64 рецепторы на нейтрофильных гранулоцитов (НГ) (FC-500 Веckman Coulter, США); уровень сывороточных IgA, IgM, IgG (ИФА). Оценивали фагоцитарную функцию НГ по отношению к S. aureus: количество активно фагоцитирующих НГ (%ФАН), процессы захвата (ФЧ, ФИ) и киллинговую активность (%П, ИП). В группах ОГО и ОПО выявлено снижение количества Т-лимфоцитов, Т-хелперов, ТCTL и NK (р1-4 < 0,05). Также установлено, что при ОГО уровень IgA, IgМ, IgG не отличался от показателей ГС, тогда как при ОПО отмечалось повышение уровня IgA и IgG (р1, 2 < 0,05). Показано, в группах c ОГО и ОПО отмечается разная плотность экспрессии рецепторов СD64, CD16, CD32 на НГ, предопределяющая несостоятельность фагоцитарной функции. Дефекты фагоцитоза, при ОГО в первую очередь, связанны с нарушениями захвата и киллинга, а при ОПО только с процессами переваривания бактериального антигена. Выявленные комбинированные дефекты функционирования ИС диктуют необходимость разработки новых подходов в лечении ОГО и ОПО у детей, патогенетически обосновывающих использование иммунотерапии в комплексном этиопатогенетическом лечении, что будет способствовать восстановлению противоинфекционного иммунитета, улучшению клинического течения заболеваний, а также препятствовать хронизации воспалительного процесса и усугублению дисфункции ИС.

Osteomyelitis is an inflammation of bone and bone marrow caused by the spread of S. aureus from a local focus by the hematogenous route or from an open traumatic fracture; it is difficult to treat and remains a serious problem. The condition for spreading of the infectious process into bone is the effect of S. aureus and its impaired elimination due to immune system (IS) dysfunction. Controversial information on the immunopathogenetic mechanisms of acute osteomyelitis needs study, which would allow the development of sound immunotherapy. Purpose of the study: to specify the variants of antibacterial immune protection disorders in children with acute hematogenous and acute posttraumatic osteomyelitis. Materials and methods. Children 8-15 years old (n = 22) were studied: Study Group 1 (SG1, n = 12) – with acute hematogenous osteomyelitis (AHO); Study Group 2 (SG2, n = 10) – with acute post-traumatic osteomyelitis (APTO). The comparison group (CG) – 13 healthy children. Tested: Tlymphocytes (CD3+CD19- , CD3+CD4+, CD3+CD8+), B lymphocytes (CD3- CD19+), NK (CD3- CD16+CD56+) and TNK (CD3+CD16+CD56+) lymphocytes, neutrophil granulocytes (NG, CD16, CD32, CD64) (FC-500 Beckman Coulter, USA); the level of serum IgA, IgM, IgG (ELISA). Phagocytic function of NGs in relation to S. aureus was assessed: the number of actively phagocytizing NGs (%PhAN), capture processes (PhN, PhI) and killing activity (%D, DI). Results. In both groups was revealed a decrease of T lymphocytes, T helpers, TCTL and NK quantity (p1-4 < 0.05). In AHO, the levels of IgA, IgM, IgG did not differ from that in GS, while in APTO the levels of IgA and IgG increased (p1, 2 < 0.05). The density of CD64, CD16, CD32 receptor expression on NG in the studied groups has been a different equipping, predetermining an incompetence of the phagocytic function: in AHO associated with abnormalities in the function capture and killing, in APTO only with the S. aureus digestion. Conclusion. The revealed combined defects of IS functioning necessitate the development of new approaches in the treatment of AHO and APTO in children, pathogenetically substantiating the use of immunotherapy in the complex etiopathogenetic treatment. This approach will contribute to the restoration of mechanisms of anti-infective immunity, timely elimination of pathogens, improve the clinical course of the diseases, prevent the chronic inflammatory process.

острый гематогенный остеомиелитострый посттравматический остеомиелитдетииммунная системадисфункциипротивобактериальный иммунитетacute hematogenous osteomyelitisacute post-traumatic osteomyelitischildrenimmune systemdysfunctionsantibacterial immunityИсследование выполнено в рамках государственного задания Министерства здравоохранения Российской Федерации № 121031000071-4.The study was carried out as part of the state assignment of the Ministry of Health of the Russian Federation (No. 121031000071-4).ReferencesAbudjazar W.M., Alhodzhaev S.S., Zankin B.A., Jaxybayev M.N., Zoubi Y.K., KIlybayev A.K., Asymzhanov R.A., Eshmetova M.K. Chronic osteomyelitis and its and immunological characteristics. Bulletin of Kazakh National Medical University, 2014, Vol. 1. рр. 246-248. (In Russ.)Abudjazar W.M., Alhodzhaev S.S., Zankin B.A., Jaxybayev M.N., Zoubi Y.K., KIlybayev A.K., Asymzhanov R.A., Eshmetova M.K. Chronic osteomyelitis and its and immunological characteristics. Bulletin of Kazakh National Medical University, 2014, Vol. 1. рр. 246-248. (In Russ.)Belokrylov N.M., Schepalov A.V., Antonov D.V., Belokrylov A.N., Zhuzhgov E.A. On the issue of osteomyelitis and its consequences in children: a literature review. Perm Medical Journal, 2020, Vol. 37, no. 3, pp. 40-57. (In Russ.)Belokrylov N.M., Schepalov A.V., Antonov D.V., Belokrylov A.N., Zhuzhgov E.A. On the issue of osteomyelitis and its consequences in children: a literature review. Perm Medical Journal, 2020, Vol. 37, no. 3, pp. 40-57. (In Russ.)Berdiyarova Sh.Sh., Yusupova N.A. Features of immunometabolic disorders, immunological reactivity in hematogenous osteomyelitis. Bulletin of Science and Education, 2021, no. 5 (108), pp. 29-32. (In Russ.)Berdiyarova Sh.Sh., Yusupova N.A. Features of immunometabolic disorders, immunological reactivity in hematogenous osteomyelitis. Bulletin of Science and Education, 2021, no. 5 (108), pp. 29-32. (In Russ.)de Mesy Bentley K.L., MacDonald A., Schwarz E.M., Oh I. Chronic osteomyelitis with Staphylococcus aureus deformation in submicron canaliculi of osteocytes: a case report. JBJS Case Connect., 2018, Vol. 8, no. 1, e8. doi: 10.2106/JBJS.CC.17.00154.de Mesy Bentley K.L., MacDonald A., Schwarz E.M., Oh I. Chronic osteomyelitis with Staphylococcus aureus deformation in submicron canaliculi of osteocytes: a case report. JBJS Case Connect., 2018, Vol. 8, no. 1, e8. doi: 10.2106/JBJS.CC.17.00154.Gavrilyuk V.P., Statina M.I., Severinov D.A., Mashoshina L.O. Immune and metabolic disorders in acute hematogenous osteomyelitis in children. Medical Newsletter of Vyatka, 2022, no. 1 (73), pp. 90-96. (In Russ.)Gavrilyuk V.P., Statina M.I., Severinov D.A., Mashoshina L.O. Immune and metabolic disorders in acute hematogenous osteomyelitis in children. Medical Newsletter of Vyatka, 2022, no. 1 (73), pp. 90-96. (In Russ.)Gimza B.D., Cassat J.E. Mechanisms of antibiotic failure during staphylococcus aureus osteomyelitis. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 638085. doi: 10.3389/fimmu.2021.638085.Gimza B.D., Cassat J.E. Mechanisms of antibiotic failure during staphylococcus aureus osteomyelitis. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 638085. doi: 10.3389/fimmu.2021.638085.Kavanagh N., Ryan E.J., Widaa A., Sexton G., Fennell J., O’Rourke S., Cahill K.C., Kearney C.J., O’Brien F.J., Kerrigan S.W. Staphylococcal osteomyelitis: disease progression, treatment challenges, and future directions. Clin. Microbiol. Rev., 2018. Vol. 31, no. 2, e00084-17. doi: 10.1128/CMR.00084-17.Kavanagh N., Ryan E.J., Widaa A., Sexton G., Fennell J., O’Rourke S., Cahill K.C., Kearney C.J., O’Brien F.J., Kerrigan S.W. Staphylococcal osteomyelitis: disease progression, treatment challenges, and future directions. Clin. Microbiol. Rev., 2018. Vol. 31, no. 2, e00084-17. doi: 10.1128/CMR.00084-17.Luss L.V. Secondary immunodefi ciency states in children. clinician’s view of the appointment of immunomodulatory therapy. Allergology and Immunology in Pediatrics, 2018, no. 4 (55), pp. 4-18. (In Russ.)Luss L.V. Secondary immunodefi ciency states in children. clinician’s view of the appointment of immunomodulatory therapy. Allergology and Immunology in Pediatrics, 2018, no. 4 (55), pp. 4-18. (In Russ.)Muthukrishnan G., Masters E.A., Daiss J.L., Schwarz E.M. Mechanisms of immune evasion and bone tissue colonization that make staphylococcus aureus the primary pathogen in osteomyelitis. Curr. Osteoporos. Rep., 2019, Vol. 17, no. 6, pp. 395-404.Muthukrishnan G., Masters E.A., Daiss J.L., Schwarz E.M. Mechanisms of immune evasion and bone tissue colonization that make staphylococcus aureus the primary pathogen in osteomyelitis. Curr. Osteoporos. Rep., 2019, Vol. 17, no. 6, pp. 395-404.Nesterova I.V., Chudilova G.A., Mitropanova M.N., Pavlenko V.N., Lomtatidze L.V., Kovaleva S.V., Tarakanov V.A., Barova N.K. In vitro phenotypic re-orientation of functionally important neutrophil subpopulations and their microbicidal activity in the children with purulent inflammatory diseases influenced by glucosaminil muramildipeptide. Medical Immunology (Russia), 2021, Vol. 23, no. 1, pp. 49-62. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-IVP-2136.Nesterova I.V., Chudilova G.A., Mitropanova M.N., Pavlenko V.N., Lomtatidze L.V., Kovaleva S.V., Tarakanov V.A., Barova N.K. In vitro phenotypic re-orientation of functionally important neutrophil subpopulations and their microbicidal activity in the children with purulent inflammatory diseases influenced by glucosaminil muramildipeptide. Medical Immunology (Russia), 2021, Vol. 23, no. 1, pp. 49-62. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-IVP-2136.Thakolkaran N., Shetty A.K. Acute hematogenous osteomyelitis in children. Ochsner J., 2019. Vol. 19, no. 2, pp. 116-122.Thakolkaran N., Shetty A.K. Acute hematogenous osteomyelitis in children. Ochsner J., 2019. Vol. 19, no. 2, pp. 116-122.Zhironkin R.V., Gavrilyk V.P., Kostin S.V., Kvachakhia L.L. Immune disorders in acute hematogenous osteomyelitis in children. Scientific Notes of the Orel State University, 2014, Vol. 2, no. 7, pp. 145-146. (In Russ.)Zhironkin R.V., Gavrilyk V.P., Kostin S.V., Kvachakhia L.L. Immune disorders in acute hematogenous osteomyelitis in children. Scientific Notes of the Orel State University, 2014, Vol. 2, no. 7, pp. 145-146. (In Russ.)

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