文摘
克罗恩病(CD)是一种慢性炎症性肠病,在任何年龄都可以诊断。有两个主要基于诊断该疾病的患者团体,在20岁之前或之后(少年/青少年或成人),与成年人通常温和的疾病进展比少年CD患者。已经提出的免疫机制在CD发病机制发挥重要作用,与细胞因子调节免疫反应的发展。Upregulation血清中炎性细胞因子的青少年和成人CD患者已记录;仍然对年龄相关性差异在CD患者血清细胞因子的概要文件。我们多路复用技术应用于分析12血清细胞因子在青少年和成年人。我们表明,在疾病的急性期所有CD患者CXCL10血清水平高,这是调节在缓解。增加血清TNF水平α和il - 6在急性阶段是青少年CD患者的特点,而成人CD患者调节水平的gm - csf和干扰素-γ。综上所述,这些结果表明年龄相关性不同的细胞因子资料,这可能会影响CD患者的发病机理在不同疾病的发病年龄。
1。介绍
克罗恩病(CD)是一种炎症性肠病(IBD)影响整个胃肠道(GI)束1- - - - - -4]。CD的特点是透壁的炎症胃肠道壁的非连续模式从口腔到肛门(5,6]。人们很少知道病因。相信,在遗传个体,当地微生物群和肠道黏膜之间的相互作用可以导致慢性炎症和溃疡(7- - - - - -9]。的一个重要病理特征CD是一个肉芽肿性炎症反应,表现为上皮样的和多核巨细胞以及巨噬细胞浸润(10,11]。相信炎性反应的发生和发展取决于持久性的煽动代理,导致慢性炎性环境和保持了一个复杂的免疫反应随后向当地肉芽肿反应。持续的炎症和免疫的激活被认为是组织坏死和纤维化的主要原因。
临床上CD的特点是常有的情节是典型的炎症性肠病(12]。新诊断光盘通常呈现腹泻、腹痛、发热、疲劳、口腔炎,和减肥12]。在更先进的情况下,狭窄和瘘管可能发展,改变临床表现包括严重腹痛、胀,腹胀,呕吐、肛周的管状器官,和脓肿。CD在任何年龄都可以诊断;然而疾病进展和临床表现常在年轻人和成人患者中不同13]。CD在儿童和青少年倾向于更严重的临床表现往往狭窄或管状器官的发展(1,3,14]。相比之下,后来CD发病往往表现为温和的课程(频率较低的并发症13,14]。此外,它已被证明,儿童CD更可能需要免疫抑制治疗和手术有更高的频率比CD诊断在成年期(4,13]。此外,青少年和青少年发病CD更频繁的参与了小肠,而成人CD通常更容易colon-associated [15- - - - - -19]。
一个改变免疫反应,与遗传和环境因素可能管理CD发病的时间。有一个更高频率的CD家族史的病人诊断在20岁之前相对于那些诊断在以后的生活中,这表明遗传易感性在早期发病过程中发挥作用(13,20.]。此外,免疫机制在CD的发病机制可能是重要的。例如,它已被证明在成人CD,更高水平的血清抗体反应性对越来越多的微生物群在小肠相关并发症的更大的频率(21,22]。类似的观察在儿科人群(23,24]。此外,CD病人已被证明有循环Th17淋巴细胞增多和upregulation IL17转录活动的肠道粘膜(25]。这表明CD的发展特点是加剧了Th17反应,这可以解释持续的疾病的本质。
免疫机制被认为在成人和青少年的发病机制中发挥作用CD,细胞因子是建立和维护免疫反应的关键。然而,对血清细胞因子的差异配置文件之间的青少年和成人CD盒。因此,我们试图确定细胞因子资料有所不同。可能这些信息可以表明生物标志物与发病的年龄有关。我们发现所有的CD患者调节血清CXCL10水平,无论时代的诊断和疾病的阶段。同时,我们演示了upregulation IL-1b和il - 6的少年CD,没有检测到变化的gm - csf和干扰素-水平γ。相比之下,成人CD血清概要文件以upregulation gm - csf和干扰素-γ,以及il - 6和IL-1b相比,控制。它已经表明,gm - csf和干扰素-γ促进Th1免疫反应,而il - 6对Th17淋巴细胞激活[至关重要26- - - - - -28]。因此,这表明成人和青少年CD患者的发病机制不同。
2。材料和方法
2.1。主题
临床剩余血清样本64例诊断为CD在本研究利用;12个青少年患者(6男6女;平均年龄)住院在伏尔加地区联邦卫生部医学研究中心(下诺夫哥罗德,俄罗斯)和52成人患者(26岁男性,26岁女性,平均年龄)在共和党的美国胃肠病学临床医院住院(喀山、俄罗斯)。CD的诊断成立于所有患者根据临床表现和被上消化道内窥镜检查核实。
血清样本收集的患者在急性期和缓解期。此外,少量的样品(6)收集青少年患者临床改善他们的期间。年龄和性别匹配控制样本收集从10少年(5男5女)以及来自23个成人(13男10女)控制。所有血清样本存储在−80°C到使用。伦理委员会批准的这项研究是喀山州立医科大学(协议23)和伏尔加河地区的道德委员会联邦卫生部医学研究中心下诺夫哥罗德(协议4)。知情同意了从每个学习主体和法定监护人。
2.2。细胞因子分析
血清细胞因子水平进行了分析使用single-plex集IL-1b, 2, IL-5, il - 4、il - 6,引发,il - 10, IL-12p40, gm - csf,干扰素γ、CXCL10和TNF -α(美国Bio-Rad大力神,CA)后,制造商的指示。血清整除(50μL)被用于分析,用最少的50个珠子每个分析物了。平均荧光强度测量使用Luminex 200分析仪。收集的数据进行了分析与MasterPlex CT控制软件和MasterPlex QT分析软件(美国日立软件,圣布鲁诺,CA)。为每个分析物标准曲线生成使用厂家提供的标准。
2.3。统计分析
使用STATISTICA 7.0执行统计分析软件包(美国StatSoft,塔尔萨)。数据作为中位数(25 th - 75范围)连续变量。独立学习小组之间的差异是由非参数检验方法。排名的克鲁斯卡尔-沃利斯方差分析测试是用于多个独立样本。对由Mann-Whitney进行了比较测试。差异被认为是重要的。
3所示。结果
3.1。少年节段性回肠炎患者血清细胞因子激活
12个细胞因子水平分析了青少年CD在急性期和缓解期血清收集。急性血清以upregulation IL-1b, il - 6, CXCL10, TNF -α水平相比(表控件1)。相比之下,没有变化- 2、IL-5 il - 4、il - 10, IL-12p40, gm - csf和干扰素-γ被发现在急性青少年患者相比,控制。中位数的值引发急性血清是调节(1415.30(997.1 - -2654.4)和2777.00 (611.0 - -7382.5));然而,从控制差异在统计学上没有显著意义。
在缓解,血清CXCL10 ()和IL-1b ()相比,青少年CD患者仍显著调节控制(表1)。IL-1b的平均价值在缓解高于急性病人(832.75(481.9 - -1016.0)和550.00(192.0 - -784.3)),表明上升趋势的细胞因子的生产()。il - 6和TNF -α在急性期血清水平明显高于然后下降缓解和保持与控制。同样,在急性期病人,引发的中位值是调节在缓解期(1415.30[997.1 - -2654.4]和4 194.0 220.9 411.9 [7]);然而,从控制差异在统计学上没有显著意义。
3.2。分析淋巴细胞在少年CD子组(急性期和缓解期)
几个白细胞表面标记检查包括CD3(淋巴细胞),CD4(辅助(Th)淋巴细胞),CD8(细胞毒性T淋巴细胞(CTL)), CD16(自然杀伤(NK)细胞),CD19 (B淋巴细胞)和CD56 (NK细胞)(表2)。增加CD16 + CD56 +白细胞的数量特征对急性阶段青少年CD相比,缓解(和0.14±0.02×109/ L;)(表2)。当CD4 / CD8比值进行了分析,两组急性期患者可以确定比例高于或低于2.0。自从在分化和增殖细胞因子发挥核心作用的白细胞CD4和CD8子集,分析血清细胞因子在少年CD患者的CD4 / CD8子组(表3)。急性期患者CD4 / CD8比率高于2.0通过调节血清水平的IL-1b, CXCL10, TNF -α,il - 10。此外,CD4 / CD8比率高的患者更引发中值相比,CD4 / CD8比值低于2.0(4161.50(2956.0 - -8372.8)和1760.00 (257.4 - -6014.1));然而,这些差异并不显著。有趣的是,CXCL10水平明显高于少年CD患者CD4 / CD8比值低于2.0比CD4 / CD8比值高于2.0。
3.3。成人CD患者血清细胞因子的状况
成人CD患者血清细胞因子的概要文件取决于疾病的阶段(急性或缓解)。例如,血清细胞因子的一个子集,包括IL-1b, il - 6, gm - csf,干扰素γ和CXCL10调节急性期的CD相对于控制(表4)和调节和缓解。然而,血清TNF水平α在疾病急性期不变,il - 10在缓解(表中表达下调4)。应该指出的是,il - 12中值高出20倍在成人CD患者在急性期或缓解比控制,但没有统计学意义。尽管这些差异不显著,有一个强大的趋势upregulation成人血清,在急性期和缓解。有趣的是,相比之下,血清il - 12水平在急性期和缓解青少年没有不同于控制。此外,在急性期血清,成人CD gm - csf和干扰素-γ这些细胞因子调节,而急性少年CD患者保持不变。这强烈表明,几种细胞因子,包括gm - csf,干扰素-γ,il - 12在CD的发病机制中发挥作用在成人患者。
4所示。讨论
乳糜泻是一种慢性炎症性肠病影响胃肠道的完整性和功能。疾病有双峰年龄分布,20 - 25%的病例在生命的早期诊断(童年和青春期),而70%的病例诊断在成年。CD发病率持续增加特别是在工业化国家(29日,30.]。CD的临床症状包括腹痛、腹泻、体重减轻、和发热。除了常见的消化系统症状,少年CD常与未能茁壮成长,包括生长阻滞、营养不良、发育期延迟,和骨头去矿化作用[31日,32]。
先天和后天免疫反应的激活光盘的特点。利用动物模型的研究表明CD发病机理与Th1细胞因子密切相关,而激活的Th2细胞因子在溃疡性结肠炎的发病机制(更为普遍33,34]。激活的T细胞介导免疫与上皮样肉芽肿的发展,这是特殊的CD (35]。
CD患者的血清细胞因子也表明激活Th1和Th17类型的免疫反应。,例如,upregulation IL-17A IL-17F IL-21, il - 22生成时,已经证明了IL-26, CCL20 CD盒指着Th17类型的激活免疫(36]。增加血清TNF水平α标志的CD表明这种细胞因子在疾病发病机理的基本作用[37- - - - - -39]。细胞因子的作用在CD Prehn等人的支持,他们展示了增强生产干扰素-γ的关键细胞因子激活Th1型免疫反应,通过粘膜刺激T淋巴细胞在肿瘤坏死因子-α(40]。因此,这些数据表明细胞因子发挥重要作用在激活和维护Th1和Th17类型的免疫反应,这表明CD。
虽然细胞因子的作用在CD发病机制建立,对年龄差距在CD患者细胞因子激活。少年CD通常表现为严重的临床表现,通常包括狭窄或管状器官需要外科手术的发展,而成年人经常有一个温和的临床表现发展中并发症的可能性较低(4,13]。因此,我们试图确定细胞因子资料在青少年和成人CD不同。12血清细胞因子在急性期和缓解期进行评估在青少年和成人CD患者。一个有趣的观察是,在所有的病人有upregulation CXCL10细胞因子无论年龄和阶段的疾病。尽管CXCL10 CXCL10血清水平和增强表达的增加在炎症性肠组织曾被成人CD所示,这里我们提出的第一个证据upregulation血清趋化因子的少年CD盒。CXCL10是趋化因子已知专门招募激活T淋巴细胞及NK细胞(41- - - - - -43]。此外,它已经表明,CXCL10目标Th1淋巴细胞(42,43]。CXCL10的至关重要的作用在肠道淋巴细胞浸润和炎症已经建立了通过控制和Janciauskiene [44]。这些作者表明,等离子体水平降低与水平的下降联系CXCL10著名的炎症标记,C反应蛋白。在另一项研究中,Hyun等人表明,减少CXCL10血清水平损害Th1淋巴细胞的激活,降低招聘进入肠道粘膜淋巴组织(45]。因此,我们的数据支持了这样的观点,即upregulation CXCL10可以促进Th1淋巴细胞浸润和保持肠道上皮炎症。此外,增加血清CXCL10被发现在所有的病人不管疾病的阶段,建议慢性Th1淋巴细胞激活,这是正在进行的即使在临床缓解。
一个有趣的观察对于青少年和成人CD患者血清引发水平,虽然不明显,引发的血清水平较高(1.9和2.9次)在急性和缓解青少年CD相比控制。相比之下,成人血清IL8水平CD年龄组仍然类似。引发pleotropic细胞因子,称为原型中性粒细胞引诱剂(46),也上调激活中性粒细胞的吞噬作用和呼吸爆发(47]。因为发炎组织常常是激活中性白细胞浸润[48),这表明一个引发本地和系统性炎症的贡献。虽然高循环引发炎症的特征,缺乏血清引发的变化在某些情况下gastroduodenitis的记录(49]。进一步调查表明,尽管血清中引发水平持平,有水平的提高引发肠道组织内记录(50,51),建议当地引发的生产。因此,这表明缺乏变化引发血清可能并不总是反映原位持续炎症。因此,我们建议在少年CD,高血清引发系统性炎症可能反映了,然而,在成人CD,缺乏循环变化引发水平表明,炎症可能局限于肠道组织。
另一个发现是,血清TNF水平α显著调节在少年CD控制相比,虽然在成人的情况下保持不变。这些数据表明,少年CD,相对于成年人,特点是一个更强大的炎性肠道内环境。此外,增加血清il - 6检测所有的CD盒,不管病人的年龄、相对于控制。il - 6是一个B细胞分化因子(52),当与TGF相结合β,促进Th17淋巴细胞的分化53]。此外,il - 6是一个重要的细胞因子对Th17幼稚T细胞的分化54]。Th17细胞被认为是致病的,往往与自身免疫的严重的组织损伤和发展(55]。Th17-associated组织损伤的机制与肠上皮的完整性的破坏由于增加炎症细胞因子和基质金属蛋白酶的生产,以及抑制人类肠道上皮细胞的增殖56,57]。有趣的是,少年CD的特点是upregulation il - 6,而干扰素水平-γ未受影响。然而,相反的细胞因子激活的模式被发现在成年CD,只有干扰素-γ水平有显著调节。干扰素-γ细胞毒性t淋巴细胞分泌通常用作标记的Th1型免疫反应(58]。Th1 (IL12-IFN -γ)和Th17 (IL-6-IL-17)途径似乎是相互排斥的,与干扰素-γ和IL-17作为互惠抑制性细胞因子(59]。然而,一个族群的Th17淋巴细胞产生IL-17和干扰素-γ在CD肠道组织确定Annunziato et al。60]。作者建议IL-17 /干扰素-γ积极Th17对CD发病机制很重要,因为这些细胞能够支持B细胞增殖,细胞毒性较低的活动,对自体调节性T细胞的反应很差。因此,我们假设Th17响应特征对青少年和成年CD。然而,upregulation IL-17和干扰素-γ在成人CD表明有更复杂的发病机制相对于少年CD。我们建议Th17 (IL-17 /干扰素-γ),或者Th17和Th1免疫反应,发挥领导作用在成人CD。发病机理的研究利用从幼年和成年组织切片的CD将有助于更好地理解这些Th子集在CD发病机制中的作用。
另一个发现是upregulation gm - csf在成人CD患者。有人建议,gm - csf的过程可以改变肠道炎症。例如,Dabritz等人表明,gm - csf激活巨噬细胞保护小鼠免受T cell-induced结肠炎(61年]。这些作者认为GM-CSF-activated巨噬细胞促进Th2淋巴细胞的分化移植生产il - 4、il - 10,和IL-13固有层居民白细胞,这可能减少炎症,改善细菌清除,促进愈合。在另一项研究中,Gathungu等人表明anti-GM-CSF抗体的存在可以作为CD[的严重程度的标志62年]。进一步,这些作者证明anti-GM-CSF抗体水平升高与肠道狭窄,渗透,并在CD患者切除。类似的观察发表Gathungu et al .,在CD患者升高anti-GM-CSF抗体相比表现出肠道通透性增加,这种抗体水平较低的(62年]。有人建议,gm - csf中和促进肠阻塞的疾病通过调制表达CCL25肠上皮和CCR9 T淋巴细胞通过Nod2-dependent和独立的途径62年]。因此,增加了成人CD的gm - csf水平可能有助于抑制肠道炎症和组织损伤的预防。
成人CD以upregulation血清gm - csf和干扰素-γ,结合强大的抗炎的潜力。例如,它已被证明,有限合伙人的待遇与gm - csf和干扰素-挑战γ抑制炎症反应通过降低中性粒细胞计数和增加抑制中性粒细胞的数量(CD16(明亮)/ CD62L(暗))(63年在健康志愿者(64年]。gm - csf /干扰素-γ对白细胞极化组合可能产生深远的影响。这两种细胞因子在发展中扮演着重要角色M1型巨噬细胞,这与Th1型免疫反应(65年]。M1巨噬细胞表现出强烈microbiocidal活动和细胞增殖抑制能力(66年]。因此,增加血清gm - csf和干扰素-γ可能反映了激活Th1型免疫反应在成人CD。
5。结论
我们的数据表明,青少年和成人血清细胞因子配置文件,CD的特点是独特的,这可能反映了年龄相关性疾病发病机理的不同。
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突。
确认
执行的工作是根据俄罗斯喀山联邦大学的竞争力增长的政府项目和补贴分配到喀山联邦大学的国家分配的科学活动范围。的一些实验用设备跨学科中心集体使用喀山联邦大学教育部支持的俄罗斯(ID RFMEFI59414X0003),跨学科分析显微镜和制药研究中心和教育中心,喀山(伏尔加地区)联邦大学,喀山,俄罗斯。