mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-CPI-3004mimmun-3004Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESЦитокиновый профиль у пациентов с бронхиальной астмой разных эндотипов при вакцинации против пневмококковой инфекцииCytokine profile in the patients with bronchial asthma of different endotypes after vaccination against pneumococcushttps://orcid.org/0000-0001-9665-1382КостиновА. М.KostinovA. M.

105064, Москва, Малый Казенный пер., 5а.

Kostinov A.M., Postgraduate Student, Laboratory of Allergy Diagnostics 

5a Maly Kazenny Lane, Moscow 105064

monolit.96@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3623-4293КонищеваА. Ю.KonishchevaA. Yu.

105064, Москва, Малый Казенный пер., 5а.

Konishcheva A.Yu., PhD (Medicine), Leading Research Associate, Laboratory of Allergy Diagnostics 

5a Maly Kazenny Lane, Moscow 105064

ankon81@list.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8452-5776ПротасовА. Д.ProtasovA. D.

г. Самара

Protasov A.D., PhD, MD (Medicine), Professor of the Department of General and Clinical Microbiology, Immunology and Allergology, Associate Professor, Head of the Department of International Cooperation and Education of the International Relations Department 

Samara

crosss82@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1382-9403КостиновМ. П.KostinovM. P.

105064, Москва, Малый Казенный пер., 5а.

Kostinov M.P., PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, Laboratory of Vaccine Prevention and Immunotherapy of Allergic Diseases; Head, Department of Epidemiology and Modern Vaccination Technologies 

5a Maly Kazenny Lane, Moscow 105064 Moscow

mpkostinov@gmail.comФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»РоссияI. Mechnikov Research Institute for Vaccines and SeraRussian FederationФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФРоссияSamara State Medical UniversityRussian FederationФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский Университет)РоссияI. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera; I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian Federation202515102024272361368Copyright © Костинов А.М., Конищева А.Ю., Протасов А.Д., Костинов М.П., 20252025Костинов А.М., Конищева А.Ю., Протасов А.Д., Костинов М.П.Kostinov A.M., Konishcheva A.Y., Protasov A.D., Kostinov M.P.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/3004

В ходе многочисленных наблюдений за пациентами с бронхиальная астмой (БА), вакцинированными от пневмококковой инфекции, было показано существенное снижение частоты обострений и госпитализаций в краткосрочном и среднесрочном периодах после иммунизации. В ряде работ пневмококковые вакцины рассматриваются как потенциальные иммунорегуляторы, улучшающие клиническое течение БА через модуляцию иммунного ответа. Однако из-за гетерогенности самой болезни и применения различных вакцинных препаратов интерпретация результатов исследований несет серьезные ограничения. Цель работы заключалась в проведении сравнительного анализа уровней ключевых цитокинов, характеризующих формирование эндотипа БА у пациентов, после введения конъюгированной пневмококковой вакцины. Материалами исследования являлись сыворотки крови (n = 31) пациентов с БА, а также индивидуальные клинические карты испытуемых, иммунизированных 13-валентной конъюгированной пневмококковой вакциной (ПКВ13, Превенар 13). Сыворотки крови посредством метода ИФА исследовали для определения содержания Th1/Th2/Treg цитокинов (IFNγ, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-18, TNFα и MCP-1), характеризующих наличие различных эндотипов БА, и уровня общего IgE. Временные точки сбора данных в исследовании составляли исходно, через 6 недель, 6 и 12 месяцев после проведенной вакцинации.Результаты исследования показали, что вакцинация против пневмококковой инфекции с применением ПКВ13 у пациентов с БА сопровождалась высокой клинической эффективностью независимо от эндотипа заболевания, которая соответствует уменьшению числа пациентов с обострениями БА и увеличению количества больных без госпитализаций в течение года наблюдений. Кластеризация пациентов по профилю воспаления позволила выявить специфические паттерны изменений цитокинового профиля, включая статистически значимое повышение концентрации IFNγ в сыворотке крови спустя 6 недель после проведенной иммунизации у пациентов с эндотипом высокого Т2-воспаления. Статистически значимые изменения наблюдали у пациентов с атопией и повышенным уровнем общего IgE в сыворотке крови, у которых отмечали пик нарастания концентрации IFNγ также спустя 6 недель после вакцинации. В то же время у пациентов с эндотипом низкого Т2- воспаления не было обнаружено значимых изменений уровней цитокинов в течение года после вакцинации. Результаты исследования продемонстрировали значимую роль IFNγ в части возможной корректировки иммунного статуса больных с эндотипом высокого Т2-воспаления после иммунизации пневмококковой конъюгированной вакциной.

Numerous observations of patients with bronchial asthma (BA) vaccinated against pneumococcal infection have revealed a significantly reduced frequency of exacerbations and hospitalisations after immunisation. Several studies have considered pneumococcal vaccines potential immunoregulators that may improve the clinical course of BA via modulation of the immune response. However, interpretation of these results has serious limitations due to heterogeneity of primary disease and differences in vaccine preparations. The aim of the present study was to perform a comparative analysis of the key cytokines levels which characterize development of distinct BA endotypes in patients following administration of conjugated pneumococcal vaccine. We have analyzed serum samples (n = 31) from patients with BA immunized by PCV13 (Prevenar 13), using ELISA technique, for Th1/Th2/Treg cytokines (IFNγ, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-18, TNFα, and MCP-1), and total IgE level. The time points of sampling were as follows: initial terms, 6 weeks, 6 and 12 months after vaccination.The results of the study indicate that vaccination against pneumococcal infection using a PCV13 in patients with BA was accompanied by high clinical efficacy, regardless of the disease endotype. This finding was evidenced by a decreased number of BA exacerbations in the patients, and an increased number of non-hospitalized BA patients during 1 year of observation. The clustering of patients according to their inflammatory profile enabled us to detect specific patterns of the cytokine profile. These changes included a statistically significant increase in the concentration of IFNγ in blood serum at 6 weeks after immunisation in the patients with the T2-“high” asthma endotype. Statistically significant changes were observed in patients with atopy and elevated total IgE levels in serum, who exhibited a peak increase in IFNγ concentration, also 6 weeks after vaccination. Conversely, no significant changes in cytokine levels were observed in patients with T2-“low” asthma endotype within a year after vaccination. The results of the study demonstrate that IFNγ plays a significant role in the potential adjustment of immunity in the patients with T2-«high» asthma endotype following immunisation with a pneumococcal conjugate vaccine.

астмапневмококковая вакцинаIFNγцитокиныэндотипы астмыатопияIgEbronchial asthmaendotypespneumococcal vaccineIFNγcytokinesatopyIgEReferencesАндреева Н.П., Протасов А.Д., Костинова Т.А., Леженина С.В. Влияние вакцинации против пневмококковой инфекции и гриппа на клиническое течение бронхиальной астмы // Эпидемиология и вакцинопрофилактика, 2019. Т. 18, № 4. С. 93-100.Andreeva N.P., Protasov A.V., Kostinova T.A., Lezhenina S.V. Effect of Vaccination against Pneumococcal Infection and Influenza on the Clinical Course of Bronchial Asthma. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccinal Prevention, 2019, Vol. 18, no. 4, pp. 93-100. (In Russ.)Крапошина А.Ю., Собко Е.А., Демко И.В., Кацер А.Б., Казмерчук О.В., Абрамов Ю.И. Современное представление о тяжелой бронхиальной астме // Архивъ внутренней медицины, 2022. Т. 12, № 2. С. 113-122.Kraposhina A.Yu., Sobko E.A., Demko I.V., Katser A.B., Kazmerchuk O.V., Abramov Yu.I. Modern Understanding of Severe Bronchial Asthma. Arkhiv vnutrenney meditsiny = Russian Archive of Internal Medicine, 2022, Vol. 12, no. 2, pp. 113-122. (In Russ.)Akar-Ghibril N., Casale T., Custovic A., Phipatanakul W. Allergic endotypes and phenotypes of asthma. J. Allergy Clin. Immunol. Pract., 2020, Vol. 8, no. 2, pp. 429-440.Akar-Ghibril N., Casale T., Custovic A., Phipatanakul W. Allergic endotypes and phenotypes of asthma. J. Allergy Clin. Immunol. Pract., 2020, Vol. 8, no. 2, pp. 429-440.Finkelman F.D., Hogan S.P., Hershey G.K.K., Rothenberg M.E., Wills-Karp M. Importance of cytokines in murine allergic airway disease and human asthma. J. Immunol., 2010, Vol. 184, no. 4, pp. 1663-1674.Finkelman F.D., Hogan S.P., Hershey G.K.K., Rothenberg M.E., Wills-Karp M. Importance of cytokines in murine allergic airway disease and human asthma. J. Immunol., 2010, Vol. 184, no. 4, pp. 1663-1674.Fitzpatrick A.M., Chipps B.E., Holguin F., Woodruff P.G. T2-“low” asthma: overview and management strategies. J. Allergy Clin. Immunol. Pract., 2020, Vol. 8, no. 2, pp. 452-463.Fitzpatrick A.M., Chipps B.E., Holguin F., Woodruff P.G. T2-“low” asthma: overview and management strategies. J. Allergy Clin. Immunol. Pract., 2020, Vol. 8, no. 2, pp. 452-463.GINA. Global Initiative for Asthma. Global strategy for asthma management and prevention, 2023. Available at: https://ginasthma.org/2023-gina-main-report/. (Access date: March 26, 2024).GINA. Global Initiative for Asthma. Global strategy for asthma management and prevention, 2023. Available at: https://ginasthma.org/2023-gina-main-report/. (Access date: March 26, 2024).Jung J.A., Kita H., Dhillon R., Jacobson R.M., Nahm M.H., Park M., Tsigrelis C., Juhn Y.J. Influence of asthma status on serotype-specific pneumococcal antibody levels. Postgrad. Med., 2010, Vol. 122, pp. 116-124.Jung J.A., Kita H., Dhillon R., Jacobson R.M., Nahm M.H., Park M., Tsigrelis C., Juhn Y.J. Influence of asthma status on serotype-specific pneumococcal antibody levels. Postgrad. Med., 2010, Vol. 122, pp. 116-124.Khan A.Q., Shen Y., Wu Z.Q., Wynn T.A., Snapper C.M. Endogenous pro- and anti-inflammatory cytokines differentially regulate an in vivo humoral response to Streptococcus pneumoniae. Infect. Immun., 2002, Vol. 70, pp. 749-761.Khan A.Q., Shen Y., Wu Z.Q., Wynn T.A., Snapper C.M. Endogenous pro- and anti-inflammatory cytokines differentially regulate an in vivo humoral response to Streptococcus pneumoniae. Infect. Immun., 2002, Vol. 70, pp. 749-761.Kim B.G., Ghosh P., Ahn S., Rhee D.K. Pneumococcal pep27 mutant immunization suppresses allergic asthma in mice. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2019, Vol. 514, no. 1, pp. 210-216.Kim B.G., Ghosh P., Ahn S., Rhee D.K. Pneumococcal pep27 mutant immunization suppresses allergic asthma in mice. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2019, Vol. 514, no. 1, pp. 210-216.Kuruvilla M.E., Lee F.E.H., Lee G.B. Understanding asthma phenotypes, endotypes, and mechanisms of disease. Clinic. Rev. Allerg. Immunol., 2019, Vol. 56, no. 2, pp. 219-233.Kuruvilla M.E., Lee F.E.H., Lee G.B. Understanding asthma phenotypes, endotypes, and mechanisms of disease. Clinic. Rev. Allerg. Immunol., 2019, Vol. 56, no. 2, pp. 219-233.Lambrecht B.N., Hammad H. Asthma: The importance of dysregulated barrier immunity. Eur. J. Immunol., 2013, Vol. 43, pp. 3125-3137.Lambrecht B.N., Hammad H. Asthma: The importance of dysregulated barrier immunity. Eur. J. Immunol., 2013, Vol. 43, pp. 3125-3137.Lee T.A., Weaver F.M., Weiss K.B. Impact of pneumococcal vaccination on pneumonia rates in patients with COPD and asthma. J. Gen. Intern. Med., 2007, Vol. 22, no. 1, pp. 62-67.Lee T.A., Weaver F.M., Weiss K.B. Impact of pneumococcal vaccination on pneumonia rates in patients with COPD and asthma. J. Gen. Intern. Med., 2007, Vol. 22, no. 1, pp. 62-67.Murdoch J.R., Lloyd C.M. Chronic inflammation and asthma. Mutat. Res., 2010, Vol. 690, no. 1-2, pp. 24-39.Murdoch J.R., Lloyd C.M. Chronic inflammation and asthma. Mutat. Res., 2010, Vol. 690, no. 1-2, pp. 24-39.Pesek R., Lockey R. Vaccination of adults with asthma and COPD. Allergy, 2011, Vol. 66, no. 1, pp. 25-31Pesek R., Lockey R. Vaccination of adults with asthma and COPD. Allergy, 2011, Vol. 66, no. 1, pp. 25-31Preston J.A., Essilfie A.-T., Horvat J.C., Wade M.A., Beagley K.W., Gibson P.G., Foster P.S., Hansbro P.M. Inhibition of allergic airways disease by immunomodulatory therapy with whole killed Streptococcus pneumoniae. Vaccine, 2007, Vol. 25, no. 48, pp. 8154-8162.Preston J.A., Essilfie A.-T., Horvat J.C., Wade M.A., Beagley K.W., Gibson P.G., Foster P.S., Hansbro P.M. Inhibition of allergic airways disease by immunomodulatory therapy with whole killed Streptococcus pneumoniae. Vaccine, 2007, Vol. 25, no. 48, pp. 8154-8162.Protasov A.D., Kostinov M.P., Zhestkov A.V., Gorbachev D.O., Kostinov A.M., Elner M.E., Kozina T.A. Changes in sputum microbiocenosis and clinical pattern under different vaccination protocols for pneumococcal infection in patients with bronchial asthma. Global J. Respir. Care, 2022, Vol. 8, pp. 18-27.Protasov A.D., Kostinov M.P., Zhestkov A.V., Gorbachev D.O., Kostinov A.M., Elner M.E., Kozina T.A. Changes in sputum microbiocenosis and clinical pattern under different vaccination protocols for pneumococcal infection in patients with bronchial asthma. Global J. Respir. Care, 2022, Vol. 8, pp. 18-27.Samitas K., Zervas E., Gaga M. T2-low asthma: current approach to diagnosis and therapy. Curr. Opin. Pulm. Med., 2017, Vol. 23, no. 1, pp. 48-55.Samitas K., Zervas E., Gaga M. T2-low asthma: current approach to diagnosis and therapy. Curr. Opin. Pulm. Med., 2017, Vol. 23, no. 1, pp. 48-55.Thorburn A.N., Foster P.S., Gibson P.G., Hansbro P.M. Components of Streptococcus pneumoniae suppress allergic airways disease and NKT cells by inducing regulatory T cells. J. Immunol., 2012, Vol. 188, no. 9, pp. 4611-4620.Thorburn A.N., Foster P.S., Gibson P.G., Hansbro P.M. Components of Streptococcus pneumoniae suppress allergic airways disease and NKT cells by inducing regulatory T cells. J. Immunol., 2012, Vol. 188, no. 9, pp. 4611-4620.Thorburn A.N., O’Sullivan B.J., Thomas R., Kumar R.K., Foster P.S., Gibson P.G., Hansbro P.M. Pneumococcal conjugate vaccine-induced regulatory T cells suppress the development of allergic airways disease. Thorax, 2010, Vol. 65, no. 12, pp. 1053-1060.Thorburn A.N., O’Sullivan B.J., Thomas R., Kumar R.K., Foster P.S., Gibson P.G., Hansbro P.M. Pneumococcal conjugate vaccine-induced regulatory T cells suppress the development of allergic airways disease. Thorax, 2010, Vol. 65, no. 12, pp. 1053-1060.Zhang L., Gao H., Yang T., Yang B., Jiang X., Wang L., Fu Z. Infant 7-valent pneumococcal conjugate vaccine immunization alters young adulthood CD4+ T cell subsets in allergic airway disease mouse model. Vaccine, 2014, Vol. 32, no. 18, pp. 2079-2085.Zhang L., Gao H., Yang T., Yang B., Jiang X., Wang L., Fu Z. Infant 7-valent pneumococcal conjugate vaccine immunization alters young adulthood CD4+ T cell subsets in allergic airway disease mouse model. Vaccine, 2014, Vol. 32, no. 18, pp. 2079-2085.Zhao H., Jung J.A., Briles D.E., Kita H., Tsigrelis C., Juhn Y.J. Asthma and antibodies to pneumococcal virulence proteins. Infection, 2013, Vol. 41, no. 5, pp. 927-934.Zhao H., Jung J.A., Briles D.E., Kita H., Tsigrelis C., Juhn Y.J. Asthma and antibodies to pneumococcal virulence proteins. Infection, 2013, Vol. 41, no. 5, pp. 927-934.

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