Cytokine expression in rhinovirus- vs. respiratory syncytial virus-induced first wheezing episode and its relation to clinical course
3.88 MB
suljettu
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Rhinovirus (RV) and respiratory syncytial virus (RSV) are usual causes of common cold and
bronchiolitis. Bronchiolitis is described as a virus-induced inflammation of small bronchioles with
the clinical characteristic of expiratory breathing difficulty in children under 2 years. It has been
suggested that bronchiolitis as a diagnosis is not specific enough and needs classification according
to the type of viral infection. Unlike RSV, RV-induced bronchiolitis is associated with markedly
increased risk of asthma. Our goal was to investigate the cytokine profiles of RV- and RSV-induced
first wheezing episode and their correlation to prognosis.
52 children with sole RV- and 11 with sole RSV-infection in need of hospitalization due to
bronchiolitis were recruited. Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were isolated during
acute illness and 2 weeks later. PBMCs were stimulated in vitro with anti-CD3/anti-CD28 for 24
hours. The expression levels of 56 cytokines were analyzed by multiplex ELISA. Virus diagnostics
were done with PCR from a nasopharyngeal sample and sensitization was tested by allergen
specific IgE from blood serum. Recurrent wheezing and development of asthma were prospectively
followed for 4 years.
We found statistically significant differences between cytokine responses from PBMCs in RV- and
RSV-induced first wheezing episode, especially in the acute phase. While, in the RV group, the
expression levels of Type 2 cytokines were higher, in the RSV group Type 1 cytokines as well as
proinflammatory-associated cytokines were expressed more. The RV group was characterized by
decreased expression of interleukin 1 receptor antagonist (IL-1RA), interleukin 1 beta (IL-1b), and
monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) and increased expression of eosinophil chemotactic
protein 2 (eotaxin-2), thymus- and activation-regulated chemokine (TARC), and epithelial-derived
neutrophil-activating peptide 78 (ENA-78) in the acute phase compared to those in the RSV group.
Several different cytokines, such as interferon gamma (IFN-g), macrophage-derived chemokine
(MDC), IL-1RA, and vascular endothelial growth factor (VEGF), classified in a wide range of
functional groups, were connected to a shorter duration of hospitalization in the RSV group.
These findings reveal new potential biomarkers for short- and medium-term prognoses in high-risk
children, however, further trials are warranted.
Rinovirus (RV) ja respiratory syncytial virus (RSV) ovat yleisimpiä patogeenejä
hengitystieinfektioiden ja akuutin bronkioliitin taustalla. Bronkioliitti määritellään viruksen
aiheuttamaksi pienten keuhkoputkien tulehdukseksi, jonka pääoireena on akuutti
uloshengitysvaikeus. Bronkioliitin ikäkriteereissä on kansainvälistä vaihtelua, yläikäraja ulottuu
kahteen ikävuoteen. Bronkioliitin määritelmän on esitetty olevan epätarkka ja on ehdotettu
bronkioliitin jaottelua virusetiologian mukaan. Rinovirusetiologia bronkioliitissa on yhdistetty
lapsuusiän astman merkittävästi lisääntyneeseen riskiin, kun taas RS-viruksella tätä ei ole havaittu.
Tavoitteenamme oli tutkia eroja sytokiinipitoisuuksissa rino- ja RS-viruksen välillä lapsen
ensimmäisessä uloshengitysvaikeuskohtauksessa.
Tutkimukseen rekrytoitiin akuutin uloshengitysvaikeuden vuoksi sairaalahoitoa tarvitsevia lapsia,
joista 52:lla todettiin RV- ja 11:llä RSV-infektio. Potilailta otettiin verinäytteet, joista eristettiin
perifeerisen veren mononukleaarisia soluja. Mononukleaarisia soluja stimuloitiin anti-CD3/antiCD28-aktivaattorilla in vitro. Yhteensä 56:n sytokiinin pitoisuudet analysoitiin Multiplex-ELISApaneelilla. Virusetiologia määritettiin PCR:llä nenänielunäytteestä ja herkistyminen tietyille
allergeeneille veren seerumin IgE-pitoisuudella. Astman ja toistuvan uloshengitysvaikeuden
kehittymistä seurattiin neljän vuoden ajan.
Ensimmäisen uloshengitysvaikeuskohtauksen yhteydessä sytokiinipitoisuuksissa havaittiin
merkitseviä eroja rino- ja RS-viruksen välillä erityisesti akuuttivaiheessa. Rinovirusinfektiossa
havaittiin enemmän tyypin 2 sytokiiniaktiivisuutta, kun taas RS-virusinfektiossa enemmän tyypin 1
aktiivisuutta sekä proinflammatorisia sytokiineja. Etiologioiden välisiä sytokiiniprofiileja
verrattaessa akuuttivaiheessa rinovirukseen liittyi matalampi interleukiini-1-reseptorin salpaaja (IL1RA) - ja kemokiiniligandi-2 (MCP-1) -pitoisuus ja korkeampi kemokiiniligandi-24 (eotaxin-2) -,
kemokiiniligandi-17 (TARC) - ja CXCL5-kemokiini (ENA-78) -pitoisuus. Sytokiinipitoisuuksien ja
sairaalahoidon pituuden välillä oli yhteys RS-viruspotilailla mutta ei rinoviruspotilailla.
Tutkimuksemme tarjoaa uusia mahdollisia merkkiaineita korkean riskin potilaiden ennusteen
arvioimiseen, mutta jatkotutkimusta tarvitaan.