ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2018-3-168-179ssmu-1296Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSОсобенности иммунорегуляции у больных туберкулезом легких с эозинофилией кровиFeatures of immunoregulation in patients with pulmonary tuberculosis with blood eosinophiliaУразоваО. И.UrazovaO. I.

Уразова Ольга Ивановна - докторр медицинских наук, профессор, член-корр. РАН, зав. кафедрой патофизиологии

634050, Томск, Московский тракт, 2

Urazova Olga I. - DM, Professor, Corresponding Member of RAS, Head of the Department of Pathophysiology.

2, Moskow Trakt, Tomsk, 634055

ЧуринаЕ. Г.ChurinaE. G.

Чурина Елена Георгиевна - докторр медицинских наук, профессор, кафедра патофизиологии, СибГМУ; профессор, кафедра органической химии, ведущий научный сотрудник, лаборатория трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины, НИ ТГУ.

634050, Томск, Московский тракт, 2; 634050, Томск, пр. Ленина, 36

Churina Elena G. - DM, Professor, Department of Pathophysiology, SSMU; Professor, Department of Organic Chemistry, NR TSU.

2, Moskow Trakt, Tomsk, 634055; 36, Lenin Av., Tomsk, 634050

lena1236@yandex.ruКолобовниковаЮ. В.KolobovnikovaYu. V.

Колобовникова Юлия Владимировна - докторр медицинских наук, профессор, кафедра патофизиологии.

634050, Томск, Московский тракт, 2

Kolobovnikova Yuliya V. - DM, Professor, Department of Pathophysiology.

2, Moskow Trakt, Tomsk, 634055

НовицкийВ. В.NovitskiyV. V.

Новицкий Вячеслав Викторович - докторр медицинских наук, профессор, академик РАН, заслуженный деятель науки Российской Федерации, кафедра патофизиологии.

634050, Томск, Московский тракт, 2

Novitskiy Vyacheslav V. - DM, Professor, Academician of RAS, Honored Scientist of Russian Federation, Department of Pathophysiology.

2, Moskow Trakt, Tomsk, 634055

КарауловА. В.KaraulovA. V.

Караулов Александр Викторович - докторр медицинских наук, профессор, академик РАН, заслуженный деятель науки Российской Федерации, зав. кафедрой клинической иммунологии и аллергологии.

119991, Москва, ул. Трубецкая, 8/2

Karaulov Alexander V. - DM, Professor, Academician of RAS, Honored Scientist of Russian Federation, Head of the Department of Clinical Immunology and Allergology.

8/2, Trubetskaya Str., Moscow, 119991

НикулинаЕ. Л.NikulinaE. L.

Никулина Евгения Леонидовна - кандидат медицинских наук, ассистент, кафедра патофизиологии.

634050, Томск, Московский тракт, 2

Nikulina Evgeniia L. - PhD, Assistant, Department of Pathophysiology.

2, Moskow Trakt, Tomsk, 634055

ПолетикаВ. С.PoletikaV. S.

Полетика Вадим Сергеевич - ассистент, кафедра патофизиологии.

634050, Томск, Московский тракт, 2

Poletika Vadim S. - Assistant Lecturer, Department of Pathophysiology,.

2, Moskow Trakt, Tomsk, 634055

Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)РоссияSiberian State Medical University (SSMU)Russian FederationСибирский государственный медицинский университет (СибГМУ); Национальный исследовательский Томский государственный университет (НИ ТГУ)РоссияSiberian State Medical University (SSMU); National Research Tomsk State University (NR TSU)Russian FederationПервый Московский государственный медицинский университет (МГМУ) имени И.М. СеченоваРоссияI.M. Sechenov First Moscow State Medical University Sechenov UniversityRussian Federation201829092018173168179Copyright © Уразова О.И., Чурина Е.Г., Колобовникова Ю.В., Новицкий В.В., Караулов А.В., Никулина Е.Л., Полетика В.С., 20182018Уразова О.И., Чурина Е.Г., Колобовникова Ю.В., Новицкий В.В., Караулов А.В., Никулина Е.Л., Полетика В.С.Urazova O.I., Churina E.G., Kolobovnikova Y.V., Novitskiy V.V., Karaulov A.V., Nikulina E.L., Poletika V.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/1296

Цель исследования – установить особенности регуляции иммунного ответа при туберкулезе легких (ТБ) и проанализировать роль регуляторных Т-клеток в иммунопатогенезе ТБ с эозинофилией крови в зависимости от клинической формы заболевания и чувствительности Micobacterium tuberculosis к противотуберкулезным лекарственным средствам.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследовано 157 больных с впервые выявленным инфильтративным и диссеминированным ТБ. Материалом исследования служили венозная кровь и культура мононуклеарных лейкоцитов, выделенных из венозной крови. Методом иммуноферментного анализа определяли содержание интерлейкина (IL) 4, IL-10 и трансформирующего фактора бета (TGFβ) в супернатантах культуральных суспензий мононуклеарных лейкоцитов in vitro и IL-5 в крови. Оценку экспрессии поверхностных молекул CD4, CD20, CD25 и внутриклеточного транскрипционного фактора Foxp3 в лимфоцитах крови проводили методом проточной цитометрии. Полученные результаты анализировали статистическими методами.

Результаты

Результаты. Показано, что у больных ТБ избыточная генерация регуляторных Т-клеток ассоциирована с эозинофилией крови и дисбалансом механизмов регуляции иммунного ответа. При ТБ с эозинофилией увеличение численности Foxp3-позитивных регуляторных Т-клеток в крови сочетается с гиперсекрецией in vitro противовоспалительных цитокинов TGFβ, IL-10, IL-4 и повышением содержания CD20+ В-лимфоцитов и IL-5 в крови. Указанные изменения являются наиболее выраженными при диссеминированной форме ТБ в сочетании с лекарственной устойчивостью возбудителя.

The aim of the investigation was to determine the characteristics of the immune response regulation for pulmonary tuberculosis (TB) and to analyze the role of regulatory T cells in the immunopathogenesis of TB with eosinophilia in the blood, depending on the clinical form of the disease and sensitivity of Micobacterium tuberculosis to anti-TB drugs.

Materials and methods

Materials and methods. 157 patients who were initially diagnosed with infiltrative and disseminated TB were examined. The material of the study was venous blood and culture of mononuclear leukocytes isolated from venous blood. The content of interleukin (IL) 4, IL-10 and transforming factor beta (TGFβ) in culture suspensions of mononuclear leukocytes in vitro and IL-5 in the blood was determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) test. The expression of surface molecules CD4, CD20, CD25 and intracellular transcription factor Foxp3 by lymphocytes of the blood was evaluated by flow cytometry. The obtained results were analyzed by statistical methods.

Results

Results. It is shown that excessive generation of regulatory T cells in patients with TB is associated with eosinophilia of the blood and imbalance of immune response regulation mechanisms. In TB with eosinophilia, an increase in the number of Foxp3-positive regulatory T cells in the blood is combined with in vitro hypersecretion of anti-inflammatory cytokines TGFβ, IL-10, IL-4 and an increase in the content of CD20+ B lymphocytes and IL-5 in the blood. These changes are most pronounced in the disseminated form of TB in combination with drug resistance.

Conclusion

Conclusion. Characteristics of immunoregulation at TB with blood eosinophilia are associated with activation of immunosuppression mechanisms and polarization of immune response towards Th2-dependent pathway.

туберкулез легкихрегуляция иммунного ответарегуляторные Т-клеткиэозинофилияpulmonary tuberculosisimmune response regulationregulatory T cellseosinophiliaСовет по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых (МД-842.2017.7 «Роль галектинов в патогенезе рака желудка и толстой кишки с опухолеассоциированной эозинофилией», руководитель – докторр медицинских наук Ю.В. Колобовникова) и ведущих научных школ (НШ-2690.2018.7 «Молекулярные факторы дизрегуляции гомеостаза иммунокомпетентных клеток крови при социально значимых заболеваниях» (руководитель – докторр медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН О.И. Уразова)ReferencesФрейдлин И.С. Взаимосвязи врожденного и приобретенного иммунитета при инфекциях (ревизия классических догм). Инфекция и иммунитет. 2011; 1 (3): 199–206. DOI: 10.15789/2220-7619-2011-3-199-206.Frejdlin I.S. Relationship between the innate and adaptive immunity in infections (revision of classical dogma). Infekcija i immunitet – Russian Journal of Infection and Immunity. 2011; 1 (3): 199–206 (in Russ.). DOI: 10.15789/2220-7619-2011-3-199-206.Pinheiro R.O., de Oliveira E.B., Dos Santos G., Sperandio da Silva G.M., de Andrade Silva B.J., Teles R.M., Milagres A., Sarno E.N., Dalcolmo M.P., Sampaio E.P. Different immunosuppressive mechanisms in multi-drug-resistant tuberculosis and non-tuberculous mycobacteria patients. Clin. Exp. Immunol. 2013; 171 (2): 210–219. DOI: 10.1111/cei.12007.Pinheiro R.O., de Oliveira E.B., Dos Santos G., Sperandio da Silva G.M., de Andrade Silva B.J., Teles R.M., Milagres A., Sarno E.N., Dalcolmo M.P., Sampaio E.P. Different immunosuppressive mechanisms in multi-drug-resistant tuberculosis and non-tuberculous mycobacteria patients. Clin. Exp. Immunol. 2013; 171 (2): 210–219. DOI: 10.1111/cei.12007.Churina E.G., Urazova O.I., Novitskiy V.V. The role of foxp3-expressing regulatory T-cells and T-helpers in immunopathogenesis of multidrug resistant pulmonary. Tuberculosis. Tuberc. Res. Treat. 2012; 2012: 931291. DOI: 10.1155/2012/931291.Churina E.G., Urazova O.I., Novitskiy V.V. The role of foxp3-expressing regulatory T-cells and T-helpers in immunopathogenesis of multidrug resistant pulmonary. Tuberculosis. Tuberc. Res. Treat. 2012; 2012: 931291. DOI: 10.1155/2012/931291.Новицкий В.В., Чурина Е.Г., Уразова О.И., Колобовникова Ю.В., Кононова Т.Е., Воронкова О.В. Роль регуляторных Т-клеток и ýозинофилов в механизмах модуляции иммунного ответа при туберкулезе легких. Иммунология. 2012; 4: 184–188.Novickij V.V., Churina E.G., Urazova O.I., Kolobovnikova Ju.V., Kononova T.E., Voronkova O.V. The role of regulatory T-cells and eosinophils in the mechanism of modulation of the immune response in pulmonary tuberculosis. Immunologija – Immunology. 2012; 4: 184–188 (in Russ.).Liao W., Long H., Chang C.C., Lu Q. The Eosinophil in Health and Disease: from Bench to Bedside and Back. Clin. Rev. Allergy Immunol. 2016; 50 (2): 125–139. DOI: 10.1007/s12016-015-8507-6.Liao W., Long H., Chang C.C., Lu Q. The Eosinophil in Health and Disease: from Bench to Bedside and Back. Clin. Rev. Allergy Immunol. 2016; 50 (2): 125–139. DOI: 10.1007/s12016-015-8507-6.Shevach E.M. Biological functions of regulatory T cells. Adv. Immunol. 2011; 112: 137–176. DOI: 10.1016/B9780-12-387827-4.00004-8.Shevach E.M. Biological functions of regulatory T cells. Adv. Immunol. 2011; 112: 137–176. DOI: 10.1016/B9780-12-387827-4.00004-8.Beyer M., Schultze J.L. Plasticity of T(reg) cells: is reprogramming of T(reg) cells possible in the presence of FOXP3? Int. Immunopharmacol. 2011; 11 (5): 555–560. DOI: 10.1016/j.intimp.2010.11.024.Beyer M., Schultze J.L. Plasticity of T(reg) cells: is reprogramming of T(reg) cells possible in the presence of FOXP3? Int. Immunopharmacol. 2011; 11 (5): 555–560. DOI: 10.1016/j.intimp.2010.11.024.Sakaguchi S., Vignali D.A., Rudensky A.Y., Niec R.E., Waldmann H. The plasticity and stability of regulatory T-cells. Nat. Rev. Immunol. 2013; 13 (6): 461–467. DOI: 10.1038/nri3464.Sakaguchi S., Vignali D.A., Rudensky A.Y., Niec R.E., Waldmann H. The plasticity and stability of regulatory T-cells. Nat. Rev. Immunol. 2013; 13 (6): 461–467. DOI: 10.1038/nri3464.Rudensky A.Y. Regulatory T-cells and Foxp3. Immunol. Rev. 2011; 241 (1): 260–268. DOI: 10.1111/j.1600065X.2011.01018.x.Rudensky A.Y. Regulatory T-cells and Foxp3. Immunol. Rev. 2011; 241 (1): 260–268. DOI: 10.1111/j.1600065X.2011.01018.x.Vignali D.А., Collison L.W., Workman C.J. How regulatory T-cells work. Nat. Rev. Immunol. 2008; 8 (7): 523–532. DOI: 10.1038/nri2343.Vignali D.А., Collison L.W., Workman C.J. How regulatory T-cells work. Nat. Rev. Immunol. 2008; 8 (7): 523–532. DOI: 10.1038/nri2343.Miyara M., Sakaguchi S. Human FoxP3(+)CD4(+) regulatory T-cells: their knowns and unknowns. Immunol. Cell Biol. 2011; 89 (3): 346–351. DOI: 10.1038/icb.2010.137.Miyara M., Sakaguchi S. Human FoxP3(+)CD4(+) regulatory T-cells: their knowns and unknowns. Immunol. Cell Biol. 2011; 89 (3): 346–351. DOI: 10.1038/icb.2010.137.Dhamne C., Chung Y., Alousi A.M., Cooper L.J., Tran D.Q. Peripheral and thymic foxp3(+) regulatory T-cells in search of origin, distinction, and function. Front. Immunol. 2013; 27 (4): 253. DOI: 10.3389/fimmu.2013.00253.eCollection 2013.Dhamne C., Chung Y., Alousi A.M., Cooper L.J., Tran D.Q. Peripheral and thymic foxp3(+) regulatory T-cells in search of origin, distinction, and function. Front. Immunol. 2013; 27 (4): 253. DOI: 10.3389/fimmu.2013.00253.eCollection 2013.Huang X., Wang H., Meng L., Wang Q., Yu J., Gao Q., Wang D. Role of eosinophils and apoptosis in PDIMs/ PGLs deficient mycobacterium elimination in adult zebrafish. Dev. Comp. Immunol. 2016; 59: 199–206. DOI: 10.1016/j.dci.2016.02.007.Huang X., Wang H., Meng L., Wang Q., Yu J., Gao Q., Wang D. Role of eosinophils and apoptosis in PDIMs/ PGLs deficient mycobacterium elimination in adult zebrafish. Dev. Comp. Immunol. 2016; 59: 199–206. DOI: 10.1016/j.dci.2016.02.007.Legrand F., Driss V., Woerly G., Loiseau S., Hermann E., Fournié J.J., Héliot L., Mattot V., Soncin F., Gougeon M.L., dombrowicz D., Capron M. A functional γδTCR/CD3 complex distinct from γδT-cells is expressed by human eosinophils. PLoS One. 2009; 4 (6): e5926. DOI: 10.1371/journal.pone.0005926.Legrand F., Driss V., Woerly G., Loiseau S., Hermann E., Fournié J.J., Héliot L., Mattot V., Soncin F., Gougeon M.L., dombrowicz D., Capron M. A functional γδTCR/CD3 complex distinct from γδT-cells is expressed by human eosinophils. PLoS One. 2009; 4 (6): e5926. DOI: 10.1371/journal.pone.0005926.Wen T., Rothenberg M.E. The Regulatory function of eosinophils. Microbiol. Spectr. 2016; 4 (5): 1–12. DOI: 10.1128/microbiolspec.MCHD-0020-2015.Wen T., Rothenberg M.E. The Regulatory function of eosinophils. Microbiol. Spectr. 2016; 4 (5): 1–12. DOI: 10.1128/microbiolspec.MCHD-0020-2015.Palomares O., Martín-Fontecha M., Lauener R., Traidl-Hoffmann C., Cavkaytar O., Akdis M., Akdis C.A. Regulatory T-cells and immune regulation of allergic diseases: roles of IL-10 and TGF-β. Genes. Immun. 2014; 15 (8): 511–520. DOI: 10.1038/gene.2014.45.Palomares O., Martín-Fontecha M., Lauener R., Traidl-Hoffmann C., Cavkaytar O., Akdis M., Akdis C.A. Regulatory T-cells and immune regulation of allergic diseases: roles of IL-10 and TGF-β. Genes. Immun. 2014; 15 (8): 511–520. DOI: 10.1038/gene.2014.45.Banchereau J., Pascual V., O’Garra A. From IL-2 to IL-37: the expanding spectrum of anti-inflammatory cytokines. Nat. Immunol. 2012; 13 (10): 925–931. DOI: 10.1038/ni.2406.Banchereau J., Pascual V., O’Garra A. From IL-2 to IL-37: the expanding spectrum of anti-inflammatory cytokines. Nat. Immunol. 2012; 13 (10): 925–931. DOI: 10.1038/ni.2406.Nevers T., Kalkunte S., Sharma S. Uterine Regulatory T-cells, IL-10 and hypertension. Am. J. Reprod. Immunol. 2011; 66 Suppl. 1: 88–92. DOI: 10.1111/j.16000897.2011.01040.x. 19. Josefowicz S.Z., Lu L.F., Rudensky A.Y. Regulatory T-cells: mechanisms of differentiation and function. Annu. Rev. Immunol. 2012; 30: 531–564. DOI: 10.1146/annurev.immunol.25.022106.141623.Nevers T., Kalkunte S., Sharma S. Uterine Regulatory T-cells, IL-10 and hypertension. Am. J. Reprod. Immunol. 2011; 66 Suppl. 1: 88–92. DOI: 10.1111/j.16000897.2011.01040.x. 19. Josefowicz S.Z., Lu L.F., Rudensky A.Y. Regulatory T-cells: mechanisms of differentiation and function. Annu. Rev. Immunol. 2012; 30: 531–564. DOI: 10.1146/annurev.immunol.25.022106.141623.Klion A. Recent advances in understanding eosinophil biology. F1000Res. 2017; 6: 1084. DOI: 10.12688/f1000research.11133.1.Klion A. Recent advances in understanding eosinophil biology. F1000Res. 2017; 6: 1084. DOI: 10.12688/f1000research.11133.1.Luukkainen A., Karjalainen J., Hurme M., Paavonen T., Huhtala H., Toppila-Salmi S. Relationships of indoleamine 2,3-dioxygenase activity and cofactors with asthma and nasal polyps. Am. J. Rhinol. Allergy. 2014; 28 (1): e5-10. DOI: 10.2500/ajra.2014.28.4013.Luukkainen A., Karjalainen J., Hurme M., Paavonen T., Huhtala H., Toppila-Salmi S. Relationships of indoleamine 2,3-dioxygenase activity and cofactors with asthma and nasal polyps. Am. J. Rhinol. Allergy. 2014; 28 (1): e5-10. DOI: 10.2500/ajra.2014.28.4013.Hancox R.J., Pavord I.D., Sears M.R. Associations between blood eosinophils and decline in lung function among adults with and without asthma. Eur. Respir. J. 2018; 51 (4): pii:1702536. DOI: 10.1183/13993003.02536-2017.Hancox R.J., Pavord I.D., Sears M.R. Associations between blood eosinophils and decline in lung function among adults with and without asthma. Eur. Respir. J. 2018; 51 (4): pii:1702536. DOI: 10.1183/13993003.02536-2017.McCoy M.E., Finkelman F.D., Straus D.B. Th2-specific immunity and function of peripheral T cells is regulated by the p56Lck Src homology 3 domain. Immunol. 2010; 185 (6): 3285–294. DOI: 10.4049/jimmunol.0900027.McCoy M.E., Finkelman F.D., Straus D.B. Th2-specific immunity and function of peripheral T cells is regulated by the p56Lck Src homology 3 domain. Immunol. 2010; 185 (6): 3285–294. DOI: 10.4049/jimmunol.0900027.Pace L., Pioli C., Doria G. IL-4 modulation of CD4+CD25+ T regulatory cell-mediated suppression. J. Immunol. 2005; 174 (12): 7645–7653. Doi: 10.4049/jimmunol.174.12.7645.Pace L., Pioli C., Doria G. IL-4 modulation of CD4+CD25+ T regulatory cell-mediated suppression. J. Immunol. 2005; 174 (12): 7645–7653. Doi: 10.4049/jimmunol.174.12.7645.Колобовникова Ю.В., Уразова О.И., Новицкий В.В., Воронкова О.В., Михеева К.О., Игнатов М.В., Филинюк О.В., Новосельцева О.И., Степанова Е.П. Показатели клеточного и гуморального иммунного ответа при туберкулезе легких, сопровождающемся ýозинофилией. Бюллетень сибирской медицины. 2012; 1 (1): 39–45. DOI: 10.20538/1682-0363-2012-1-39-45.Kolobovnikova Ju.V., Urazova O.I., Novickij V.V., Voronkova O.V., Miheeva K.O., Ignatov M.V., Filinjuk O.V., Novosel’ceva O.I., Stepanova E.P. Indicators of cell and humoral immune response under pulmonary tuberculosis accompanied by eosinophilia. Byulleten’ sibirskoj mediciny – Bulletin of Siberian Medicine. 2012; 11 (1): 39–45 (in Russ.). DOI: 10.20538/1682-0363-2012-1-39-45.

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