Élelmiszerfehérje által kiváltott, nem immunglobulin E-közvetített allergiás vastagbélgyulladás csecsemőknél és idősebb gyermekeknél: Milyen citokinek vesznek részt?

Levelezés: Dr. Ahmet Ozen

által

Gyermekallergia osztály, Yeditepe Egyetem, Orvostudományi Kar

Beldesi Akfırat, 33. sok. Nem: 2, Tuzla

Kapcsolódó cikkek a következőhöz: "

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • Email

Absztrakt

Bevezetés

A csecsemőkori élelmiszer-fehérje által kiváltott allergiás proctocolitis (FPIAP) a véres széklet leggyakoribb oka az első életévben, és a végbél- és vastagbél-biopsziák a lamina propria jelentős eozinofil infiltrációját mutatják, mint a legszembetűnőbb jellemzőket [1,2,3, 4]. Más eozinofil gyomor-bélrendszeri rendellenességektől (EGID) eltérően az eozinofil vastagbélgyulladás általában nem immunglobulin E (IgE) -hez társult betegség, amelynek alapjául T-limfocita által közvetített folyamatot javasolnak [5]. A közelmúltban a nyálkahártya biopsziás minták mikroszkópos elemzése kimutatta, hogy a CCL11 és CXCL13, de a TH1-, TH2- vagy TH17-rokon molekulák expressziója szignifikánsan fokozódott ezeknél a betegeknél [6]. Noha az állapotot nagyrészt kisgyermekek betegségének tekintik, egy nemrégiben készült jelentés az FPIAP-t is leírta idősebb gyermekeknél (2-14 éves korig), amelyek jellemzői rendkívül hasonlóak a csecsemőkorban megfigyeltekhez [7]. Megjegyzendő, hogy az eozinofil vastagbélgyulladás felnőttkori formáját, amely nem kapcsolódik ételallergiához, és általában kevésbé kedvező prognózissal rendelkezik, ritka egyéneknél is leírtak [8].

Az infantilis FPIAP mind a szoptatott, mind a tápszerrel táplált csecsemőknél előfordul. A tehéntej a leggyakrabban érintett táplálék, bár szója, tojása és búzája is előfordult [7,8,9]. A vétkes fehérje kizárását a csecsemő tápszeréből vagy a szoptató anya étrendjéből gyors klinikai remisszió követi, a durva végbélvérzés megszűnésével 72-96 órán belül, a tünetek újbóli megjelenésével 72 órán belül a visszahívást követően [9]. A betegek általában nem mutatnak IgE-szenzibilizációs bizonyítékokat. Beszámoltak arról, hogy az újszülöttek körülbelül 0,5–2,5% -a túlérzékenységi reakciókat tapasztal a tehéntejjel szemben az első életévben, és hogy a nem-IgE által közvetített reakciók a tej allergiás reakcióinak mintegy 40% -át teszik ki [10,11,12, 13].

Az élelmiszer-antigén szenzibilizáció kulcsszerepet játszik az eozinofil betegségek kialakulásában. A többi allergiás gyomor-bélrendszeri betegséghez hasonlóan az EGID a szájon át történő tolerancia elvesztéséből vagy a tolerancia kiváltásának elmulasztásából eredhet [14]. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az immunrendszer különböző sejtjei részt vesznek az orális tolerancia indukciójában, a szabályozó T-sejtek a legfontosabbak [14]. A több ételallergiában szenvedő gyermekek vizsgálatának eredményei arra utalnak, hogy a vékonybélben domináns immunológiai rendellenesség az, hogy nem sikerül megállapítani a transzformáló növekedési faktor (TGF) -β-termelő szabályozó sejtek normál számát [15]. Hasonlóképpen mind a TGF-β, mind annak 1-es típusú receptorának csökkenését kimutatták az élelmiszerfehérje által kiváltott enterocolitisben szenvedő csecsemők nyálkahártyájában [16]. Felvetették, hogy a Th3-sejtek létrehozásának elmulasztása a veleszületett immunválasz kommensális bélmikrobák általi elégtelen stimulációjának eredményeként hozzájárulhat az orális tolerancia károsodásának kialakulásához [17]. Az FPIAP alapjául szolgáló pontos patogenetikai mechanizmusokat azonban mindeddig nem sikerült megállapítani.

Korábbi jelentések azonosították a CD28/CTLA-4-CD80/CD86 jelátvitel kritikus szerepét a mogyoróra szembeni allergiás reakciók kialakulásában, ahol a CD86 kölcsönhatás a legfontosabb a mogyorókivonat-specifikus IgE válaszok kiváltásában [17]. Eközben a bél hámsejtjeinek felületén expresszált FceRII/CD23 molekula szerepet játszik az IgE-allergén komplexek gyors internalizációjában és transzcitózisában [18]. Ebben a vizsgálatban meghatároztuk a tumor nekrózis faktor (TNF) -α, TGF-β1, TGF-β receptor-1, CD86 és CD23 expresszióját csecsemők és idősebb gyermekek vastagbélbiopsziájában, akiknél FPIAP-t diagnosztizáltak. Vizsgáltuk ezen molekulák expresszióját csecsemőkben (1,5 év) FPIAP-vel, és összehasonlítottuk a hiperplasztikus polipok eredményeit.

Mód

Betegek

A Yeditepe Egyetemi Kórház Gyermek Gastroenterológiai, Hepatológiai és Táplálkozási Osztálya a gyermek gyomor-bélrendszeri rendellenességek beutaló központja. Az ebben a vizsgálatban részt vevő betegeket olyan gyermekek közül választottuk ki, akiket az egységünkhöz utaltunk a rektális vérzés értékelése céljából 2007 és 2010 között. Kontrollként az eozinofil vastagbélgyulladás szövettani diagnózisával rendelkező gyermekeket, valamint a fiatalkori hiperplasztikus polipokban szenvedő gyermekeket vontuk be kontrollként.

Minden betegnél több biopsziát nyertünk a leszálló vastagbélből, a sigmoid vastagbélből és/vagy a végbélből közvetlen látás alatt. Az endoszkópia idején a gyerekek nem kaptak olyan gyógyszert, amely megváltoztathatta a biopszia eredményeit. Az eozinofilszámokat az eozinofilszám átlagos nagyságú mező (HPF) átlagában fejeztük ki a lamina propriában ezeken a helyeken.

Ezt a tanulmányt a Yeditepe Egyetemi Etikai Bizottság hagyta jóvá. Az összes résztvevő szüleitől írásbeli beleegyezést kaptunk. A kizárási kritériumok a következőket tartalmazták: i. A gyulladásos bélbetegség elsődleges diagnózisával rendelkező betegek a klinikai vizsgálat, a kolonoszkópia és a vastagbél szövettana, valamint a széklet és a szérum egyéb megfelelő vizsgálata alapján végzett kezdeti értékelésnél; (ii) egyéb gasztrointesztinális betegségekkel összhangban lévő szövettani kórképek eozinofil infiltrációval vagy anélkül; iii. fertőző etiológia azonosítása rutinszerű szerológiai vagy egyéb mikrobiológiai vizsgálatokkal, beleértve a Salmonella enteridis,Shigella dysanteriae, és Campylobacter jejuni, széklet antigéntesztek rotavírusra, adenovírusra, norovírusra, Entamoeba histolytica,Giardia zarnu,Cryptosporidium, és Clostridium difficile, petesejtek és paraziták székletvizsgálata, és (iv) eozinofíliával kapcsolatos szisztémás betegségek.

A csecsemőkori FPIAP és az idősebb gyermekek differenciáljellemzőinek vizsgálatához két korcsoportba tartozó gyermekeket vontunk be: ≤6 hónap és> 1,5 év. Ellentétben az infantilis csoporttal (1. csoport, n = 21), amelyben a gyermekek elsődlegesen nem tudták aktívan tolerálni az ételantigént (az anyatejjel kapott kis mennyiségek kivételével), az idősebb csoport (2. csoport, n = 7) ) reaktívvá vált a vétkes élelmiszer problémamentes fogyasztásának korábbi időszakát követően. A 3. csoportba tartozó betegek (n = 22) között végbélvérzéses gyermekek voltak, akiknél hiperplasztikus polipokat találtak.

Infantilis FPIAP (1. csoport). Az FPIAP differenciáldiagnózisa egy olyan csecsemőben, akinek megnövekedett az eozinofiljeinek száma a lamina propriában, viszonylag egyszerű az anális repedések és az enterális fertőzések kizárása után, ami általában kiküszöböli az étkezési kihívások szükségességét egy eliminációs étrend után [19,20,21]. Vizsgálatunkban az FPIAP diagnózisát akkor állapítottuk meg, amikor a következő 3 kritérium teljesült konzisztens endoszkópos és szövettani eredmények jelenlétében [21]: (i) kicsi és élénk vörös színű végbélvérzés nyálkával vagy anélkül egészséges újszülöttnél, vagy csecsemő (életkor ≤6 hónap), (ii) a rektális vérzésnek nincs más oka (anális repedés, polip, vérző diatézis, fertőzés, nekrotizáló enterocolitis, pseudomembranosus colitis vagy bármilyen más műtéti hasi állapot) vagy szisztémás tünetek, és (iii) eltűnés rektális vér után, miután a csecsemő vagy a szoptató anya étrendjéből eltávolították a vétkes ételfehérjét. Az eliminációs étrendet legalább 6 hónapig folytattuk, amíg gyógyító kihívást nem hajtottunk végre annak tesztelésére, hogy a csecsemők immunológiai toleranciát mutattak-e ki.

Immunhisztokémiai vizsgálat

A mintákat vakon megvizsgálta a gyomor-bélrendszeri patológia területén jártas patológus (F.O.), aki nem volt tisztában a klinikai és endoszkópos leletekkel, és független felülvizsgálatot is végeztek. Immunhisztokémiai vizsgálatokat a következő monoklonális antitestek alkalmazásával végeztünk: TNF-α antitest (GeneTex International Corporation, USA), egér monoklonális antitest a TGF-β ellen (GeneTex), Pierce anti-TGF-β receptor I poliklonális antitest (Thermo Scientific Pierce Antitestek), CD86 (GeneTex) és CD23 antitest (GeneTex) nyúl monoklonális antitestje. Negatív kontroll vizsgálatokat végeztek egyidejűleg az elsődleges antitest hiányában. Pozitív kontroll vizsgálatokat végeztek egyidejűleg az emberi vastagbél szöveti szakaszának részein is. A citoplazmában végzett barna festést pozitívnak ítélték, és egyetlen festést sem tekintettek negatívnak.

Az immunfoltok mennyiségi meghatározása

Félig kvantitatív módon értékeltük a TNF-α, TGF-β1, TGF-β-receptor, 1 CD23 és CD86 bélhámsejteken és mononukleáris sejtekben való expresszióját a lamina propriában, a korábban leírtak szerint [18]. A pontszámokat 0-3 skálán fejeztük ki 0,5 lépésenként, a festés mértéke és intenzitása szerint. A festés mértékét a festett sejtek 100 epitheliális vagy mononukleáris sejtenként számított számaként értékeltük, és az alábbiak szerint osztályoztuk: 0, 0%; 1, 50%. A festés intenzitását az alábbiak szerint osztályoztuk: 0, nincs; 1, gyenge; 2, közepes és 3, erős. A teljes festési pontszámot az alábbiak szerint osztályoztuk: 0: intenzitás = semmi, kiterjedés = 0%; 1: intenzitás = enyhe, mértéke 50%.

Eredmények

A következő 3 vizsgálati csoport volt: az 1. csoport infantilis FPIAP-s gyermekeket tartalmazott (1,5 éves kor, n = 7; 3 nő és 4 férfi), és a 3. csoport, beleértve a fiatalkori hiperplasztikus polipokkal rendelkező gyermekeket (n = 22; 9 nő és 13 férfi). A betegek átlagéletkora ± SD az egyes csoportokban a következő volt: 1. csoport: 3 ± 2 hónap; 2. csoport: 3,9 ± 1,5 év és a 3. csoport: 5,4 ± 4,7 év. A medián eozinofilszám/HPF és az interkvartilis tartomány (IQR) értéke a vastagbél nyálkahártyájának lamina propriájában a következő volt: 1. csoport: 20 eozinofil/HPF (IQR 18–27,5) és 2. csoport: 20 eozinofil/HPF (IQR 15 -20).

Az 1. csoportban a medián életkor a tünetek megjelenésekor és a tünetek időtartama a beutalás előtt 3 hónap volt (1 hónap az esetek 25% -ában és 4 hónap az esetek 75% -ában) és 9 nap (4 nap az esetek 25% -ában) 14,5 nap az esetek 75% -ában). A tünet a végbél vérzése volt (vérből csíkozott normál-lágy széklet) minden betegnél, 7 betegnél nyálkával járó hasmenés kísérte. Tizenhét beteget kizárólag szoptattak, míg 2 beteget tehéntej alapú tápszerrel tápláltak, a fennmaradó 2 pedig kiegészítő táplálékot kapott (szilárd ételeket és folyadékokat, kivéve az anyatejet). Minden csecsemőnél megvizsgáltuk a vastagbél nyálkahártyáját, amely 18 betegnél limfonoduláris hiperpláziát, 7 fókuszos eróziót és 3 esetben erythemát mutatott ki.

A TNF-α festési pontszáma szignifikánsan különbözött a 3 csoport között (1. táblázat; 1. ábra), azaz magasabb volt az 1. és 2. csoportban a 3. csoporthoz képest. A TGF-β1 expressziója szignifikánsan alacsonyabb volt a 2. csoportban a többi csoportnak (2. ábra). Az 1. csoportba tartozó betegek szignifikánsan alacsonyabb TGF-β-receptor-1 és magasabb CD86 festési pontszámmal rendelkeztek, mint a 3. csoportban (3., 4. ábra). A TGF-β-receptor-1 expressziójának különbségét azonban óvatosan kell kezelni, mivel figyelemre méltó átfedés volt a csoportok között. Az eozinofilszám/HPF átlagos száma a lamina propriában kissé korrelált a CD86 festési pontszámokkal (p = 0,026, r = 0,388). Az 5. ábra a vastagbél biopsziáinak immunhisztokémiáját mutatja a TNF-α, TGF-β1 és CD86 esetében.

Asztal 1

Immunhisztokémiai festési pontszámok

1. ábra

A lamina propria mononukleáris sejtek által a TNF-α expressziója szignifikánsan magasabb volt az 1. és 2. csoportban a 3. csoporthoz képest.

2. ábra

A TGF-β1 expressziója a lamina propria mononukleáris sejteknél szignifikánsan alacsonyabb volt a 2. csoportban a többi csoporthoz képest.

3. ábra

A TGF-β receptor-1 expressziója a lamina propria mononukleáris sejteknél szignifikánsan alacsonyabb volt az 1. csoportban, mint a 3. csoportban.

4. ábra

A lamina propria mononukleáris sejtek CD86 expressziója szignifikánsan magasabb volt az 1. csoportban a 3. csoporthoz képest.

5. ábra

A TGF-β expressziójaa), TNF-α (c) és a CD86 (e) a vastagbél nyálkahártyáján. Negatív festés a TGF-β (b), TNF-α (d) és a CD86 (f).

Vita

Megállapítottuk, hogy a TNF-α expressziója mononukleáris sejteknél az FPIAP csecsemőkori és idősebb gyermekek lamina propriáiban magasabb volt, mint a fiatalkori polipokban. Az alacsonyabb TGF-β1 expresszió idősebb gyermekek FPIAP-jában és alacsonyabb TGF-β receptor-1 expresszió, magasabb CD86 festési pontszámokkal járó csecsemőkori FPIAP-ban a legkiemelkedőbb eredmények.

Az FPIAP általában nem IgE-asszociált betegség, amelyben T-limfocita által közvetített folyamatot javasoltak [27]. Ebben az összefüggésben az élelmiszer-antigénekkel szembeni immunológiai reakció kialakulásának alapelve az orális tolerancia fogalma. A tehéntej-allergiás gyermekek többsége idővel kinövi tüneteit, a szájüregi tolerancia kialakulásával [28]. Figyelembe véve a bimodális koreloszlást és azt a tényt, hogy ez nem IgE-mediált állapot, ellentétben a legtöbb ételallergiával, a tolerancia hibáinak jellege meglehetősen eltérő lehet az FPIAP-ben, még annak egyedi formáiban is, azaz csecsemő és idősebb korban gyermekek. Míg az anyatejben lévő tehéntejfehérje apró mennyisége szenzibilizációt okozhat és sokkal fiatalabb korban tüneteket válthat ki az előbbi csoportban, az utóbbi csoport klinikai reagálhatatlanságot követően klinikailag reaktívvá válik a vétkes élelemre [29].

Az ételfehérje által kiváltott enterocolitis szindróma (FPIES) egy nem IgE által közvetített ételallergia, többnyire akut megjelenéssel [30]. FPIES-ben szenvedő fiatal csecsemők csoportjában a duodenum nyálkahártyájában a TGF-β1 expressziót általában depressziósnak találták, vagy egyáltalán nem észlelték, mind a betegek, mind a kontroll alanyoknál, és ezt a gyermekek fiatal korának tulajdonították. [18]. Kimutatták, hogy a TGF-β szintje a bélben és az anyatejben az életkor növekedésével változhat [27,31]. Az anyatejben a TGF-β a kolosztrumban volt a legmagasabb és az elválasztás felé csökkent, míg az endogén TGF-β szintje a belekben jelentősen megnőtt az elválasztás után. Vizsgálatunkban a TGF-β expressziója a vastagbélben fiatal koruk ellenére sem volt depressziós infantilis FPIAP betegeknél. Ennek az eltérésnek a magyarázata valószínűleg a vastagbélben és a vékonybélben lévő nyirokszövet összetevőinek szerveződésében rejlő különbségek lehetnek.

Az idősebb gyermekek FPIAP-jában a legkiemelkedőbb rendellenesség a TGF-β1 depressziós expressziója volt. Egy korábbi, több ételallergiában szenvedő kisgyermekekről szóló tanulmány áramlási citometriával, immunhisztokémiával és in situ hibridizációval egyértelműen kimutatta, hogy a TGF-β1 expressziója jelentősen csökkent az azonnali vagy késleltetett mellékhatásokkal rendelkező gyermekek nyombél nyálkahártyájában [17]. Eredményeink alátámasztják azt a korábbi felvetést, miszerint a TGF-β1 csökkent expressziója szerepet játszhat a gyermekek étrendi fehérjék iránti szenzibilizálásában a káros TGF-β-mediált alacsony dózisú orális tolerancia miatt [17,32,33].

A TNF-a széles körben elterjedt citokin, amely krónikus gyulladásos betegségekben vesz részt. Kimutatták, hogy csökkenti a bélsejtvonalak gátkapacitását azáltal, hogy megváltoztatja a hámsejtek közötti szoros csatlakozásokat [34,35]. Az FPIES-ben szenvedő csecsemőkön végzett korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a perifériás vér limfocitáiban és a nyombél biopsziáiban megemelkedett a TNF-α szintje [18,35,36]. Az FPIAP-hoz hasonlóan az FPIES szintén nem IgE által közvetített ételallergiás rendellenesség. Ezek a betegek többnyire olyan csecsemők, akiknél jellemzően bőséges hányás jelentkezik 2-6 órás tünetmentes időszak után a vétkes étel elfogyasztása után [37]. A vastagbél biopsziák ezeknél az alanyoknál diffúz sejtgyulladást mutathatnak ki plazma sejtekkel és kriptatályogokkal [38]. Valóban, enterocolitis esetén a maximális gyulladásos válasz általában a végbélben van. Feltételezték, hogy az FPIAP alsó vastagbéljére gyakorolt ​​gyulladásos válasz korlátozása tükrözheti a nagyon enyhe enterocolitisben szenvedő csecsemők egy részét. [39].

Kimutatták azt is, hogy az atópiás ekcémában és a bél tüneteiben megnyilvánuló tehéntej allergiában szenvedő gyermekeknél a széklet TNF-α szintje megemelkedik [38,40]. Vizsgálatunkban a TNF-α expressziója az FPIAP mindkét csoportjában szignifikánsan magasabb volt, mint a polipos betegeknél. Ez a megállapítás arra utal, hogy a TNF-α szerepet játszhat az eozinofil vastagbélgyulladás patogenezisében csecsemőknél és FPIAP-ban szenvedő gyermekeknél, esetleg a bélsorompóképesség megváltoztatásával. Megfigyeléseinkkel összhangban egy nemrégiben készült tanulmány, amely a T-fehérje válaszait vizsgálta a tejfehérjére, a gasztrointesztinális ételallergiában szenvedő betegek tejfehérje-stimulált perifériás vér mononukleáris sejtjeinek tenyészet felülúszóinak TNF-α koncentrációi szignifikánsan nagyobbak voltak, mint az IgE-ben szenvedőknél közvetített tehéntej-allergia vagy kontrollalanyok [41].

A T-sejteken található CD28 és az antigént bemutató sejteken lévő 2 B7-1 (CD80) és B7-2 (CD86) ligandum közötti kölcsönhatást az optimális T-sejt-válaszok fő kostimulációs útjának tekintjük [42]. Korábbi tanulmányok megállapították a CD86 (B7-2) kostimuláció szerepét az IgE-válaszok kialakulásában az allergiás légutak egérmodelljeiben a mogyoró megerősödésében és túlérzékenységében, míg a CD80 szerepet játszik a földimogyoró alacsony dózisú toleranciájának kiváltásában [43, 44]. Megállapítottuk, hogy a CD86 expressziója magasabb volt az FPIAP-s csecsemőknél a kontrollokhoz képest. További kutatások tárgya a különböző kostimulációs molekulák és a dendritikus sejtek részhalmazainak differenciális szerepe az orális tolerancia és az allergiás szenzibilizáció indukciójában emberben.

Vizsgálatunk lehetséges korlátja az életkornak megfelelő egészséges kontrollok hiánya. Mivel etikátlan lenne endoszkópiákat és biopsziákat végezni egészséges csecsemőknél, kontrollként szolgálunk fiatalkorú polip mintákkal. További vizsgálatok az FPIAP összehasonlítására a gyomor-bél rendszer más gyulladásos rendellenességeivel jobban megismerhetik az érintett differenciális patogenetikai mechanizmusokat. Nemrégiben leírtak egy extenzív immunválaszt egy internalizált antigénre az aktív vastagbélgyulladásban szenvedő állatok körében [45]. Noha az immunhisztokémiai foltok pontozásának szemikvantitatív jellege korlátozhatja ezeket a markerek szöveti expressziójának pontos értékelését, tanulmányunk eredményei még mindig hasznosak az FPIAP patogenezisének megértésében.

Összefoglalva, a TNF-α szerepet játszhat az FPIAP csecsemő- és gyermekkori patogenezisében. Úgy tűnik, hogy az FPIAP két altípusa külön mechanizmusokat foglal magában: magasabb CD86-szint infantilis formában és alacsonyabb TGF-β-expresszió idősebb gyermekek FPIAP-jában. Az, hogy ez a heterogenitás két különféle utat eredményez, amely a nyálkahártya-tolerancia hibájához vezet, vagy az alacsony dózisú tolerancia megállapításának elsődleges sikertelensége infantilis formában, vagy a tolerancia elvesztése, miután az idősebb gyermekek FPIAP-jében megállapításra került.

Köszönetnyilvánítás

Köszönetünket fejezzük ki Ebru Şahin, Ebru Toka, Ferah Mutlu és Zeliha Kılıç számára a tanulmányhoz való hozzájárulásukért. Ezt a munkát a Yeditepe Egyetem Tudományos Kutatási Bizottsága támogatta.