Ph. D. értekezés tézisei
AZ ASTHMA BRONCHIALE TERMÉSZETES LEFOLYÁSA; CITOKINEK A BRONCHIALIS HYPERREAKTIVITÁS PATOMECHANIZMUSÁBAN
Dr. Halász Adrien
Készült a Semmelweis Egyetem I. sz. Gyermekklinikán Témavezető: Dr. Cserháti Endre
Semmelweis Egyetem Doktori Iskola Krónikus betegségek gyermekkori prevenciója című 21. program Programvezető: Dr. Tulassay Tivadar
Budapest, 2002.
BEVEZETÉS A gyermekkori asthma bronchiale a XX. század utolsó évtizedeiben a leggyakrabban előforduló krónikus gyermekkori megbetegedéssé vált. Különösen a technikai civilizáció magas szintjén álló országokban a betegség növekvő gyakorisággal fordul elő. Az „epidemiológiai robbanás” valódi és pontos okai csak részben tisztázódtak. A genetikai okok mellett a legfontosabbak valószínűleg a „nyugati típusú életmóddal” összefüggő változások A környezeti hatások a betegség természetes lefolyását is befolyásolják. Napjainkban különböző allergének egyre nagyobb mértékben érik el a szervezetet, a megfelelő gyógyszeres kezelés azonban javítja a betegek életminőségét, csökkenti a panaszokat és talán a végső prognózisra is kedvezően hat. Az asthma bronchiale epidemiológiai vizsgála azért nem egyszerű, mert az ez a kórkép, sok más betegséggel ellentétben, quantitatív módon nem pontosan deffiniálható. Nem állnak rendelkezésre a betegségre vonatkozó olyan számszerű határértékek mint pl. a hypertoniánál, a diabetes mellitusnál, vagy a mucoviscidosisnál. Atopiás egyénekben asthmás tünetek nélkül is kialakulhatnak az IgE mediálta inflammáció következményei; a pozitív prick teszt, vagy különböző szerveket érintő allergiás betegségek. Nem csak az asthma bronchialet, de az egyéb atopiás kórképeket is kísérhet bronchialis hyperreaktivitás, vagy magas vér eozinofil sejtszám. Ezeket az eltéréseket, melyekakár az
asthma
bronchiale
kialakulását
is
megelőzhetik,
„intermedier”,
közbülső
fenotípusnak nevezték. Jellemző rá az atopia, a pozitív prick teszt, az inflammáció és a bronchialis hyperreaktivitás. Mennyiségileg meghatározható a pozitív bőrpróba eredménye, az inflammáció aktivitására utaló biológiai markerek szérum szintjének változása, valamint a hörgők reaktivitására jellemző légzésfunkciós értékek. Az immunsejtek aktivációjának eredményeként a jelátvivő fehérjék és más biológiai mediátorok szérum szintje megemelkedik. Saját vizsgálataink - a TNF rendszer, egyes citokinek, a szérum össz IgE és egy proteolytikus hatású fehérje, az ECP szérum szintjének vizsgálatával - újabb adatokat szolgáltathatnak az asthma bronchialera jellemző bronchialis hyperrektivitás pathomechanizmusának megértéséhez. Epidemiológiai felmérésünk adatai képet adnak a XX. század végén a gyermekkori asthma bronchiale természetes lefolyásáról és prognózisáról Magyarországon, továbbá részleteket szolgáltatnak arra, hogy az atopiás betegségek a gyermekkori allergiás
ashma bronchialeban szenvedő szülők utódainál milyen mértékben és milyen jellegzetességgel fordulnak elő. Munkánk során gyermekkori asthma bronchialeban szenvedő felnőttekben és gyermekeikben vizsgáltuk azokat az adatokat, amelyek elősegítik az asthma bronchiale aktivitásának quantitatív jellemzését és hozzájárulhatnak az aktuális patofiziológiai helyzet pontosabb megismeréséhez. CÉLKITŰZÉSEK I.
Az asthma bronchiale természetes lefolyásának és prognózisának értékelése gyermekkori allergiás asthmában szenvedő felnőttek utánvizsgálata alapján.
1. Hogyan változnak az asthmás tünetek gyermekkortól felnőttkorig? 2. A felnőttkorban is jelentkező asthmás tünetek milyen súlyosak a WHO lépcsőzetes beosztása alapján? 3. Milyen a bronchialis hyperreaktivitás előfordulása, gyakorisága felnőttkorban? 4. Hogyan alakulnak az asthma bronchialehoz társuló egyéb atopiás betegségek gyermekkortól felnőttkorig? 5. Melyek a leggyakoribb prick teszttel pozitív reakciót adó allergének, felnőttkorban? II. Az asthma bronchiale és egyéb allergiás tünetek értékelése gyermekkori asthmás felnőttek gyermekeinek vizsgálatával. 1. Milyen gyakori az asthma bronchiale és egyéb atopiás betegségek megjelenése az asthmások utódainál? 2. Milyen jellegűek és mértékűek az alsó légúti panaszok? 3. Milyen gyakori az allergizáltság inhalatív allergénekkel végzett prick teszt eredmények alapján? 4. Magyarországon melyek a leggyakoribb allergiás reakciót kiváltó allergének gyermekkorban? 5. Milyen a bronchialis hyperreaktivitás előfordulásának gyakorisága gyermekkorban?
III.
Bronchialis hyperreaktivitás és szérum citokinek (TNF-a, IL-4, IL-5, IL-8, RANTES), receptorok (sTNF-R1 és sTNF-R2), valamint ECP és össz IgE értékek közötti összefüggés vizsgálata.
1. Van-e összefüggés a bronchialis hyperreaktivitás és az allergiás gyulladásban szerepet játszó vizsgált citokinek, receptoraik, az ECP és az IgE szérum szintje között a gyógyultnak tekinthető volt gyermekkori asthmás felnőttekben, ill. ezek nem asthmás gyermekeiben? 2. Van-e szerepe a TNF rendszer aktivációjának a bronchialis hyperreaktivitás kialakulásában? 3. Létezik-e összefüggés a bronchialis hyperrektivitás mértékére utaló légzésfunkciós paraméterek és a szérum citokin szintek között? 4. A TNF rendszer és a bronchialis hyperreaktivitás kiváltásában szerepet játszó vizsgált citokinek közötti összefüggés értékelése.
BETEGEK ÉS MÓDSZEREK A VIZSGÁLAT RÉSZTVEVŐI A Semmelweis Egyetem I. sz. Gyermekklinikáján, gyermekkori asthma bronchiale miatt kezelt 527, a vizsgálat idején 28 évesnél idősebb felnőttnek (356 férfi és 171 nő) levelet küldtünk. A volt betegek értesítése az archivált kórlapok adatai alapján történt. A klinikáról mindannyian asthma bronchiale diagnózissal távoztak, az inhalativ allergia valamennyiüknél bizonyított volt. Volt betegeinknek egy levelet és egy kérdőívet küldtünk. A levélben felajánlottuk, hogy náluk és gyermekeiknél allergológiai, pulmonológiai vizsgálatot végzünk. Ezen belül fizikális vizsgálatot, allergiás bőrpróbát, légzésfunkciós méréseket és az allergiás gyulladás mértékére utaló biológiai markerek vérből történő meghatározását terveztük. A vizsgálatot a Semmelweis Egyetem I. sz. Gyermekklinikáján végeztük. A felnőttek részletes kérdőívet kaptak. A betegeket megkérdeztük gyermekkori, l8 éves és jelenlegi asthma bronchialera utaló panaszaikról és egyéb allergiás tüneteikről, kezelésükről. Kérdések vonatkoztak családjukban, gyermekeiknél előforduló allergiás panaszokra és egyéb légúti betegségekre.
A VIZSGÁLAT MENETE 1. FIZIKÁLIS VIZSGÁLAT Az utánvizsgálatra megjelent felnőttek, valamint gyermekeik fizikális vizsgálatát elvégeztük. A tünet és panaszmentes egyéneknél, ha a vizsgálat idején, ill. egy héttel azt megelőzően gyógyszert nem szedtek, allergiás bőrtesztet és metacholin légúti provokációt végeztünk. Laboratóriumi vizsgálatra - tüneteiket figyelembe véve, - a légzésfunkciós mérési eredmények alapján választottuk ki a résztvevőket. A betegek súly és magasság értékeiből BMI-t (body mass index: súly/magasság2 [kg/m2]) számoltunk. A betegektől, akik ehhez hozzájárultak, vénapunkciós módszerrel 3 csőbe 5-5ml vért vettünk, centrifugáltuk, majd a szérumot a laboratóriumi vizsgálatok elvégzéséig –80 o
C-on tároltuk.
A vizsgálatokban résztvevő egyének adatait táblázatban foglaltuk össze. Vizsgált egyének Felnőttek
Gyermekek
Férfi
Nő
fiú
Lány
Értesített
291
127
Megjelent
96
49
81
61
Légzésfunkciós vizsgálat Bronchodilatációs teszt pozitív negatív Provokációs teszt Hyperreaktív Nem-hyperreaktív Prick teszt pozitív negatív TNF-a, sTNF-R1, R2, IL-4, IL-5, IL-8, IgE, ECP mérés RANTES mérés
94 6 5 1 88 45 43 95 76 19
44 3 3 0 41 22 19 49 31 18
45 0 45 32 13 77 32 45
36 2 1 1 34 23 11 57 29 28
24 31
15 20
27 13
15 12
2. LÉGZÉSFUNKCIÓS VIZSGÁLAT, BRONCHIALIS HYPERREAKTIVITÁS MEGHATÁROZÁSA Azoknál az egyéneknél, akik koruk, fizikális tulajdonságaik alapján erre alkalmasak voltak, negatív pulmonális státusz mellett és gyógyszermentes állapotban aspecifikus légúti provokáció történt A légúti provokációhoz emelkedő adagú metacholin oldatot használtunk (0.125, 0.25, 0.5%). Légúti hiperreaktivitást akkor állapítottunk meg, ha a provokációs vizsgálat során a kiindulási értékhez viszonyítva a FEV1 érték 20%-ot elérő, vagy meghaladó csökkenést mutatott. A légúti provokáció során felhasznált metacholin mennyiségből és a légzésfunkciós paraméterek változásából - bronchialis hyperreaktivitás mellett - kiszámítottuk azt a provokációs dózist (PD20), ami a vizsgált egyénnél 20%-os FEV1 csökkenést okozott. Azoknál az egyéneknél, akiknél a fizikális vizsgálat során ill. az első légzésfunkciós mérés alatt alsó légúti obtsrukció jeleit észleletük, 200mg salbutamol (Ventolin) inhalációval bronchodilatációs tesztet végeztünk. 3. AZONNALI TÍPUSÚ ALLERGIÁS BŐRPRÓBA – PRICK TESZT Fizikális vizsgálatot követően, negatív pulmonalis és bőr status mellett, 3 éves kor fölött az alkar hajlító oldalán 12 inhalativ allergénnel (Dermatophyagoides pteronyssinus, Dermatophyagoides farinae, fű keverék-, nyír-, mogyoró-, üröm-, parlagfű pollen, penészgombák /Alternaria, Cladosporium/ kutyaszőr, macskaszőr és toll) prick tesztet végeztünk. Pozitívnak tekintettük a reakciót, ha legalább az egyik átmérő nagyobb volt, mint 3 mm.
4. LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOK A laboratóriumi vizsgálatok célja volt, hogy értékeljük a bronchialis hyperreaktivitás hátterében álló egyes biológiai markerek aktivitását.
Vizsgálni kívántuk a TNF rendszer szerepét ill kölcsönhatását az IL-4, IL-5, IL-8, ECP és IgE értékekkel. A vizsgálatok ill. meghatározások gyógyult asthmás felnőttekben és nem asthmás gyermekeikben történtek. Azok a felnőttek vehettek részt a TNF rendszer ill egyéb mediátorokkal történő korrelációs vizsgálatban, akik legalább 3 éve gyógyszeres kezelés nélkül tünetmentesek voltak, tehát gyógyultnak tekinthetők. Ezen vizsgálatban résztvevő gyermekeik nem szenvedtek
asthma
bronchialeban
és
a
meghatározások
idején
mindannyian
tünetmentesek voltak, gyógyszert nem szedtek. A hörgő hyperreaktivitásra vonatkozó légzésfunkciós mérések eredménye alapján a felnőttekből és a gyermekekből egyaránt közel azonos számú egyént választottunk ki. Feltétel volt, hogy a bronchialis hiperreaktivitást mutatók és nem mutatók száma és egyéb demográfiai adataik közel azonosak legyenek. A beválasztási kritériumoknak 81 egyén felelt meg. A vizsgált egyének szérumából TNF-a, valamint szolubilis 55 és 75 kDa TNF receptor, Il-4, IL-5, IL-8, IgE és ECP meghatározás történt. A citokinek, receptorok, IgE és ECP mérését 39 gyermekkorában asztmás felnőttnél és 42 gyermekénél végeztük el Azoknál az egyéneknél történt szérum RANTES mérés, akik a vizsgálat idején tünetmentesek voltak, gyógyszeres kezelést nam kaptak, azoban nem volt feltétel, hogy a felnőttek 3 éve tünetmentesek legyenek. A vizsgálatból nem volt kizáró ok, ha a gyermekek anamnezisében asthma bronchiale szerepelt. Feltétel volt azonban, hogy a vizsgálat idején minden személy tünet és panaszmentes legyen. Szérum RANTES szint meghatározást 76 egyénnél végeztünk 5. SZÉRUM TNF-a, SZOLUBILIS TNF-R1 ÉS TNF-R2, IL-4, IL-5, IL-8, RANTES, IgE ÉS
ECP MÉRÉS
A citokin és a receptorok mérését szérumból ELISA (enzimhez-kötött- immun-assay) módszerrel (TNF-a: Sigma Immuno Chemicals, St Louis, USA, sTNF –R1és sTNF-R2: Bender MedSystems, Ausztria) IL-4 (Endogen, Cambridge, USA), IL-5, IL-8 és RANTES (R&D Systems Minneapolis, USA), ECP (UniCap Fluoroimmunoassay Pharmacia
Uppsala,
Sweden)
és
IgE
(UniCap
Pharmacia&Upjohn Diagnostics Uppsala, Sweden) végeztük
Fluoroenzymeimmunoassay
6. STATISZTIKAI ANALÍZIS A kérdőív adatainak elemzésekor a statisztikai számításokat Fisher exact teszttel és Chi négyzet próbával végeztük A szignifikancia számításhoz a hyperreaktiv és a nem hyperreaktiv csoportok értékeinek összehasonlításakor Mann Whitney U tesztet alkalmaztunk. Spearman korrelációs teszteket használtunk a receptor szintek és a légúti provokációhoz felhasznált metacholin dózis közötti összefüggések számításához. P<0,05 értékeket szignifikánsnak tekintettük.
EREDMÉNYEK ÉS MEGBESZÉLÉS 1. VIZSGÁLT FELNŐTTEK; KÉRDŐÍVEK ADATAI A címzett ismeretlen jelzéssel 102 levél visszaérkezett, 7 beteg (férfi 4, nő 3) meghalt, 418 beteget (férfi 291, nő 127) érhetett el értesítésünk. Az értesített betegek 34,7 %-a, azaz 145 felnőtt (férfi 96, nő 49) vállalta a vizsgálatot és hozta el gyermekeit. A gyermekekre vonatkozó adatokat az E2 fejezetben közöljük. A férfiak 33,0 %-a, a nők 38,6 %-a jelent meg a vizsgálaton. Átlag életekor + SD: 37,65 + 5,95 év volt (28-51 év). A kitöltött kérdőívek adataiból elemeztük, hogy a gyermekkori asthmás tünetek felnőttkorban milyen arányban jelentkeztek, vagy esetleg megszűntek (n:145). Tünetmentessé vált 62 egyén (43%), asthmás tünetei megmaradtak 83 betegnek (57%). A gyermekkori asthma bronchialeban szenvedő, felnőttkorra tünetmentessé vált egyének asthmás panaszai átlag 13,8 éves (SD:5,4 év) korban szűntek meg. A nappali és éjszakai tüneteket gyakoriságuk szerint négy csoportba osztottuk, ami megközelítőleg megfelel a WHO által ajánlott 1-4 súlyossági lépcsőnek: intermittáló asthmás nappali tünetek 49 (59%), éjszakai tünetek 56 (68%); enyhe perzisztáló nappali tünetek 11 (13%), éjszakai tünetek 10 (12%); mérsékelten perzisztáló nappali tünetek 4 (5%), éjszakai tünetek 6 (7%); súlyos perzisztáló nappali tünetek 19 (23%), éjszakai tünetek 11 (13%).
Vizsgáltuk továbbá, hogyan változtak az asthma bronchialet kísérő egyéb szerveket érintő allergiás tünetek gyermekkortól felnőttkorig Az orr allergiás betegsége, a rhinitis allergica gyakorisága szignifikánsan magasabb volt 18 éves korban, mint gyermekkorban (p=0,0229). Ezen betegség gyakorisága között a gyermekkorban és az utánvizsgálat idején, nem volt értékelhető különbség. Az egyéb szerveket érintő allergiás betegségek gyakorisága lényegesen nem változott. Gyermekkorban az asthma bronchiale mellett egyéb allergiás tüneteket is mutatók csoportjában a lányok aránya magasabb. 18 éves korban még több lány szenvedett allergiás betegségben, ami 28 éves kor fölött, azaz az utánvizsgálat idején is észlelhető volt. Nem találtunk jelentős különbséget, az egyéb szerveket érintő gyermekkori atopiás betegségek előfordulásában perzisztáló asthmás tünetek mellett, ill. a gyógyultnak tekinthető egyének csoportjában. Nem volt szignifikáns korreláció a gyermekkori atopiás tünetek és a felnőttkori asthmás panaszok megjelenése között. A felnőttkori asthma bronchialera utaló tüneteket értékelve, megállapítottuk, hogy a vizsgált egyének 43%-a 28 éves kora után tünetmentes volt. A férfiak gyógyulási aránya jobb volt. A tünetek, betegeink döntő többségénél a pubertás idején (14 éves kor körül) szűntek meg. Asthma bronchialeban közel kétszer annyi férfi szenved, mint nő, azonban gyógyulási esélyük valamivel jobb. Az asthmás tüneteket mutató felnőttek között az enyhe, ritkán jelentkező tünetek jellemzők, melyek spontán oldódnak a betegek életvitelét jelentősen nem befolyásolják. Az asthmás betegek döntő többségénél a betegség prognózisa jó. A gyermekkorban asthmás felnőttek megközelítőleg egy hetede maradt mérsékelt és súlyos perzisztáló asthmában szenvedő. 2. VIZSGÁLT GYERMEKEK, KÉRDŐÍVEK ADATAI 104 felnőtt 188 gyermekének (fiú/leány:105/83, átlag életkor + SD: 11,4 + 5,7 év) kérdőíves adatait dolgoztuk fel. A klinikai vizsgálaton 142 gyermek vett részt (fiú/leány:81/61, átlag életkor + SD: 9,4 + 5,7 év [1-26 év]). A 188 gyermek közül 77 szenvedett allergiás megbetegedésben (41,0%). A vizsgált családok körében, ha csak az egyik szülő szenvedett valamilyen allergiás betegségben, a családok 55,8%-ában legalább egy gyermek allergiás volt, csupán 44,2%-ában nem volt atopiás utód. Ha
mindkét szülő örökíthette az atopiás hajlamot, a családok 72,2%-ában legalább egy gyermek allergiás betegségben szenvedett. A gyermekkori asthmás felnőttek utódainál, akiknak volt atopiás tünete, az allergiás betegségek előfordulása a következő volt: asthma bronchiale 23 (29,9%), rhinitis allergica 35 (45,5%), conjunctivitis allergica 19 (24,7%), allergiás bőrtünetek 31 (40,3%), gastrointestinalis tünetek 2 (2,6%), ételallergia 12 (15,6%), gyógyszerallergia 8 (10,4%). Atopiás családokban az allergiás betegségek gyakoribb megjelenése valószínűleg az öröklődés jelentőségének is tulajdonítható. A volt asthmás felnőttek 188 gyermeke közül 62 (33,0%) szenvedett ismétlődő köhögés miatt. A visszatérő köhögést a betegek 29%-ánál (18 gyermeknél) általában láz kísérte, míg 71%-ban (44 gyermeknél) a panasz láztalanul jelentkezett. A köhögő gyermekek közel felénél a panaszok enyhék voltak, a gyermekek napi tevékenységét nem befolyásolták. Azonban a gyermekek másik részénél (29/62) a köhögés a betegek életminőségét is rontotta. 3. FELNŐTTEK BŐRPRÓBA EREDMÉNYEI A vizsgált 145 beteg közül 144 egyén bőrpróbáját végeztük el. 107 felnőtt prick tesztje során találtunk pozitív reakciót 12 allergén közül eggyel, vagy többel szemben, 37 esetben valamennyi teszt negatív eredményű volt. Megmaradó ashtmás tünetek mellett magasabb volt az inhalativ allergének okozta allergiás reakciók aránya, mint a tünetmentes csoportban, ez a különbség közel szignifikáns (p=0,0567). A tünetes felnőttek körében szignifikánsan magasabb volt az Alternaria (p=0,0210), a Cladosporium (p=0,0148) és a macskaszőr (p=0,0012) allergia aránya, a tünetmentes csoport bőrpróba eredményeivel összehasonlítva. Mindkét csoportban a parlagfű okozta a legtöbb pozitív reakciót. Eredményeink azt támasztják alá, hogy a lakáson belüli allergének tartós expozíciója hozzájárulhat, a köhögéses panaszok, a nehézlégzés megmaradásához.
4. AZ ASTHMÁS BETEGEK GYERMEKEINEK BŐRPRÓBA EREDMÉNYEI A klinikán megjelent 142 gyermek közül 134 egyénnél végeztünk prick tesztet (átlag életkor + SD: 9,6 + 5,8 év). A 134 prick tesztet követően 61 esetben (45,5%) észleltünk pozitív reakciót (fiú/leány:32/29), míg 73 egyénnél (54,5%) az eredmény negatív volt (fiú/leány:45/28). A prick pozitív 61 gyermek közül 21,3% (13 egyén) egy antigénre volt kimutatottan allergiás. Két antigén a gyermekek 19,7%-ánál (12 egyén), míg három vagy több 59%-ban (36 egyén) váltott ki reakciót. Atopiás szülők gyermekei körében a leggyakoribb pozitív reakciót adó allergének a pollenek (parlagfű, fű),majd az állati eredetű epitélek.(atkák, macskaszőr).
5. FELNŐTTEK LÉGZÉSFUNKCIÓS EREDMÉNYEI A klinikai vizsgálaton megjelent 145 felnőtt közül 138 egyénnél történt légzésfunciós vizsgálat. 9 betegnél bronchoadilatációt végeztünk. Metacholin aspecifikus légúti provokáció 129 egyénnél történt. Bronchialis hyperreaktivitást 67 betegnél észleltünk, míg 62 egyén nem volt hyperreaktív. Hörgő hyperreaktivitás mellett (n:67) 48 betegnek (71,6%) volt visszatérő asthmás panasza, 19 (28,4%) gyógyultnak tartotta magát. A nem hyperreaktív egyének közül (n:62) 22-en (35,5%) számoltak be ismétlődő köhögésről, ami indirekt jele lehet az esetleges asthmának. A gyógyult asthmások 67,8%-ban a metacholin légúti provokáció nem váltott ki fokozott hörgő reaktivitást. 6. ASTHMÁS SZÜLŐK GYERMEKEINEK ÉGZÉSFUNKCIÓS EREDMÉNYEI Légzésfunkciós vizsgálat 81 gyermeknél történt (átlag életkor + SD: 13,1 + 5,2 év [6,825,6év]). 2 betegnél bronchodilatációs tesztet végeztünk. A metacholin provokáció során bronchialis hyperreaktivitást 55 gyermeknél (69,6%) észleltünk (átlag életkor +
SD: 12,5 + 4,2 év [6,8-.24,4 év]), nem volt hyperreaktív 24 gyermek (30,4%; átlag életkor + SD: 14,5 + 5,2 év [6,9-25,6 év]). A vizsgálatban csak tünet és panaszmentes gyermekek vettek részt, ezért a hyperreaktívak magas aránya nem magyarázható akut, vagy a közelmúltban lezajlott légúti infekcióval. Eredményeink is felvetik a bronchialis hyperreaktivitás öröklődésének lehetőségét. A gyermekek átlag életkora hörgő hyperreaktivitás mellett alacsonyabb volt, mint a nem hyperreaktív csoportba tartozóké. 7. LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOK TNF RENDSZER A hyperreaktív csoportban szignifikánsan magasabb TNF-a (átlag + SD: 5,13 + 1,37 vs 3,91 + 0,61 pg/ml, p<0,0001), sTNF-R1 (átlag + SD: 1,37 + 0,28 vs 1,16 + 0,13 ng/ml, p=0,0002) és sTNF-R2 (átlag + SD: 0,78 + 0,42 vs 0,43 + 0,41 ng/ml, p<0,0001) szinteket mértünk, mint a nem hyperreaktív csoportban. A felnőttek és a gyermekek szérum citokin szintjeit külön értékelve szignifikánsan magasabb TNF-α koncentrációt találtunk a hyperreaktív felnőtt és gyermek csoportban is (felnőtt: X±SD:5,18±0,87 pg/ml, gyermek: X±SD:5,08±1,78 pg/ml) a nem hyperreaktív csoportokhoz viszonyítva (felnőtt: X±SD:4,12±0,43 pg/ml, p<0,0001, gyermek: X±SD:3,75±0,68 pg/ml, p=0,0084). Hörgő hyperreaktivitás mellett szignifikánsan magasabb volt a felnőtt és a gyermek csoportban a szolubilis TNF-R1 koncentráció is (felnőtt: X±SD:1,44±0,31 ng/ml, gyermek: X±SD:1,30±0,25 ng/ml) összevetve a nem hyperreaktívak értékeivel (felnőtt: X±SD:1,21±0,14 ng/ml, p=0,0305, gyermek: X±SD:1,13±0.11 ng/ml, p= 0,0042). A szolubilis TNF-R2 kconcentrációkat értékelve szinten szignifikánsan magasabb értékeket találtunk a hyperreaktív csoportok szérumában, mint a nem hyperreaktívak között (felnőtt: X±SD: 0,85±0.40 ng/ml vs. X±SD:0,56±0,56 ng/ml p=0,0084, gyermek: X±SD:0,70±0,46 ng/ml vs. X±SD:0,33±0,17 ng/ml p=0,0048). Pozitív lineáris összefüggés volt a hyperreaktív egyének citokin és receptor szintjei között. (TNF-a - sTNF-R1 p=0,0184, r=0,3541, TNF-a - sTNF-R2 p<0,0001, r=0,6468).
Bronchialis hyperreaktivitás esetén a szérum TNF-a és sTNF-R2 szintek, valamint a PD20 FEV1 metacholin között szignifikáns negatív korreláció volt. Ez az összefüggés azt jelenti, hogy a magasabb szérum TNF-a és sTNF-R2 érték fokozottabb hörgő reaktivitással párosult, kisebb metacholin dózis váltott ki 20% FEV1 csökkenést. Tehát biológia értelemben az összefüggés pozitív (TNF-a PD20 FEV1 felnőtt: r= -0,4880 p=0,0291, gyerek: r= -0,6851 p=0,0004; sTNF-R2 - PD20 FEV1 felnőtt: r= -0,6225 p=0,0034, gyerek: r= -0,4340 p=0,0436). Az sTNF-R1 és a hozzátartozó PD20 FEV1 metacholin értékek között ezt a korrelációt csak a felnőtt csoportban találtuk (sTNF-R1 – PD20 FEV1 r= -0,4528, p=0,0450) (sTNF-R1 – PD20 FEV1 r= -0,4528, p=0,0450) Ezeket az összefüggéseket a nem hyperreaktív csoportban nem észleltük. A magasabb szérum TNF-a és sTNF-R2 koncentráció fokozottabb hörgő reaktivitással társult. A hyperreaktív egyének emelkedett szérum citokin és receptor szintje az aktivált immunrendszer és a broncho-alveolaris rendszer sejtjeiből származhat. A szérum szolubilis TNF-R1 és R2 a membránhoz kötött TNF receptorok kompetitív antagonistái lehetnek. A szolubilis receptorok a citokinhez kapcsolódva meggátolhatják a TNF-a célsejthez kötődését. A citokin maga is szabályozza receptorainak leválását a sejtmembránról. A korreláció a szérum TNF-a és szolubilis receptorainak koncentrációja között egy aktív ellen-regulációs mechanizmust tükrözhet, mely kivédi a citokin pro-asthmatikus hatását. A magasabb szérum TNF-a és sTNF-R2 koncentráció fokozottabb hörgő reaktivitással társult. A hyperreaktív egyének emelkedett szérum citokin és receptor szintje az aktivált immunrendszer és a broncho-alveolaris rendszer sejtjeiből származhat. A szérum szolubilis TNF-R1 és R2 a membránhoz kötött TNF receptorok kompetitív antagonistái lehetnek. A szolubilis receptorok a citokinhez kapcsolódva meggátolhatják a TNF-a célsejthez kötődését. A citokin maga is szabályozza receptorainak leválását a sejtmembránról. A korreláció a szérum TNF-a és szolubilis receptorainak koncentrációja között egy aktív ellen-regulációs mechanizmust tükrözhet, mely kivédi a citokin pro-asthmatikus hatását. A szolubilis TNF receptorok aránya, R1/R2 szignifikánsan magasabb a nem hyperreaktív csoportban mind a felnőttek, mind a gyermekek között, a hyperreaktív csoportokban
mért
arányokkal
összehasonlítva
(hyperreaktív
felnőttek:
X±SD:1,96±0,73; nem hyperreaktívak: X±SD:4,82±3,40 p=0,0272, hyperreaktív
gyermekek: X±SD: 2,85±2,06; nem hyperreaktívak: X±SD:4,42±2,30 p=0,0167). Ezek az eredmények megváltozott TNF-R1 leválásra utalnak. Hörgő hyperreaktivitás mellett a szérum sTNF-R1 szintek aránya az sTNF-R2 szintekhez viszonítva kisebb, mint a nem hyperreaktív egyénekben. Felnőttekben a TNF-a és az sTNF-R1 értékek szignifikáns pozitív lineáris összefüggést mutattak a BMI-vel (r=0,3507 p=0,0334 ill. r=0,4633 p=0,0039). Ezeket az összefüggéseket gyermekeknél nem észleltük. Ezek az eredmények is alátámasztják, hogy a zsírszövet által termelt citokin mennyiség hozzájárulhat az emelkedett TNF-α és sTNF-R1 értékekhez. Vizsgálatunk alapján a szérum TNF-a és szolubilis 55 és 75 kDa receptorainak szintje panaszmentes egyénekben is emelkedett volt, ami utalhat a hyperreaktiv hörgők szöveteiben zajló bizonyos fokú allergiás infalmmációra az asthmás tünetek megjelenése nélkül. Fenti eredmények is megerősítik a TNF rendszer jelentőségét a bronchialis hyperreaktivitás kialakulásában. IL-4, IL-5, IL-8, ECP ÉS IgE ÉRTÉKEK; ÖSSZEFÜGGÉS A TNF RENDSZERREL A gyógyult asthmás felnőttek és nem asthmás gyermekeik vizsgálata során (n:81) bronchialis hyperreaktivitásban (n:44) szignifikánsan magasabb volt a szérum IL-4, ECP és IgE koncentráció mint a nem hyperreaktív egyének (n:37) szérumában. Az IL-5 és IL-8 szintek között nem volt értékelhető különbség. Mindkét alcsoportban a szérum ECP (felnőtt: X±SD:15,84±9,23 vs. 9,83±6,81 mg/l, p=0,0244, gyerek: 19,30±12,56 vs. 11,36±5,32 mg/l, p= 0,0227) és IgE (felnőtt: X±SD: 388,6±369,3 vs. 84,14±89,84 KU/l, p=0,0011, gyerek: 391,7±362,0 vs. 169,3±204,8 KU/l, p= 0,0259) szintek szignifikánsan magasabbak voltak, mint a nem hyperreaktív csoportokban. A hyperreaktív felnőtt csoportban a szérum IL-4 koncentráció szignifikánsan magasabb volt, mint a nem hyperreaktívak között (felnőtt: X±SD: 4,27±0,97 vs. 3,39±0,71 pg/ml, p=0,0066, gyerek: 3,83±1,04 vs. 3,30±0,95 pg/l, p= 0,0642). Bronchialis hyperreaktivitásban szignifikáns pozitív linearis korreláció volt a TNF-a - IL8, TNF-a - ECP, sTNF-R1- IL-8, sTNF-R1 - ECP, sTNF-R2 - IL-8 értékek között.
Ugyanilyen összefüggés mutatkozott hyperreaktív felnőttekben az sTNF-R1 - R2, sTNFR1 - IL-8 és az sTNF-R2 - IL-8 szérum koncentrációk között. A légzésfunkciós paraméterek és mediátor értékek elemzésekor szignifikáns negatív linearis korreláció csak a TNF-a, valamint az sTNF-R2 és a PD20 FEV1 között volt. A BMI-vel csak a TNF rendszer tagjai mutattak összefüggést. Mindkét citokin, a TNF-a és az IL-5 is stimulálni képes az eozinofil sejtekből történő ECP felszabadulást. A hyperreaktív csoportokban csak a szérum TNF-a és az sTNF-R1 szintek korreláltak az ECP értékekkel. A TNF-a serkentheti az IL-8 termelést. Hyperreaktív betegeinkben nem csak a TNF-a, de 55 és 75 kDa receptorai is összefüggést mutattak az IL-8 koncentrációval. Ez az eredmény megerősíti a TNF rendszer szerepét az IL-8 termelésben. A hörgő reaktivitás mértékével, a PD20 FEV1 értékkel, csak a TNF-a és az sTNF-R2 szintek mutattak összefüggést. Más, általunk vizsgált markereknél ezt a korrelációt nem igazoltuk. Hyperreaktív egyénekben. összefüggés volt a TNF rendszer tagja és az IL-8, valamint az ECP szintek között. Ennek alapján feltételezhető a TNF rendszer irányító szerepe a hörgő hyperreaktivitás patomechanizmusában. RANTES ÉRTÉKEK RANTES koncentrációt 51 asthmás felnőtt és 25 ismételten köhögő gyermek szérumából határoztunk meg. A hyperreaktív egyénekben (n:51 felnőtt 30, gyermek 21) a szérum RANTES koncentráció szignifikánsan magasabb volt, mint a nem hyperreaktív csoportban (n:25 felnőtt:21, gyermek:4). A chemokinek vizsgálati eredménye szerint, a tünetmentes hyperreaktív egyének szérumában csak a RANTES koncentráció volt szignifikánsan magasabb, míg az IL-8 érték nem. Tünetmentes egyénekben a hörgők fokozott reaktivitása mellett a C-C chemokin aktivációját igazoltuk. Feltehetően a RANTES az eozinofil sejtek aktiválása útján a hyperreaktivitás kiváltásában és fenntartásában, míg az IL-8 – mint az allergiás reakció során később aktiválódó citokin, - a neutrofil sejtekre gyakorolt kemotaxis révén - a folyamat fenntartásában jászik szerepet. Az aktivált eozinofil sejtek további IL-8 termelést biztosítanak, ezáltal is hozzájárulnak a hörgők sejtes infiltrációjához, a hyperreaktivitás fenntartásához.
KONKLÚZIÓ Megállapítottuk, hogy Magyarországon a gyermekkori asthma bronchialeban szenvedők 43%-a felnőtt korára tünetmentessé vált. Az asthmás tünetek átlag 13,8 éves (SD:5,4 év) korban szűntek meg. A gyermekkorban asthma bronchialeban szenvedő fiúk 45%-a felnőttkorra panaszmentessé vált. A lányok gyógyulási esélye rosszabb, felnőttkorra 39%-uk lett tünetmentes. A megmaradó panaszokat értékeltük a betegek életminőségére gyakorolt hatása alapján. A gyermekkori asthma bronchialeban szenvedő felnőttek 32%-ának csak enyhe tünetei voltak, a köhögés életminőségüket nem rontotta. A gyermekkori asthmás felnőttek 15%-a fizikai terhelés után fulladt, 4 %-a szenvedett nyugalomban is jelentkező nehézlégés miatt. A WHO lépcsőzetes súlyossági beosztása szerint a felnőttkorban megmaradó nappali és éjszakai panaszokat külön értékelve megállapítottuk, hogy a betegek döntő többsége az intermittáló asthmás csoportba tartozott (nappali tünet alapján: 59%, éjszakai tünet alapján: 68%). Az enyhe perzisztáló csoportba - napszakonként jelentkező tünetek szerint - a felnőttkori asthmások 13 ill. 12%-a tartozott, míg a mérsékelten perzisztálók közé ennél kevesebben (5% ill. 7%). Felnőttkorban súlyosan perzisztáló asthmában szenvedett a nappali tüneteket értékelve a gyermekkori asthmás betegek 23%-a, az éjszakai tünetek alapján 13%-a. A felnőttkorban megmaradó gyermekkori asthmás panaszok a betegek jelentős részénél enyhék voltak, azonban az összes asthmás gyermek közel egy hetede vált felnőtt korára mérsékelt, illetve súlyos perzisztáló asthmássá. A gyermekkori asthmás, a vizsgálat idején tünetmentes felnőttek 52%-ánál a bronchialis hyperreakivitás aspecifikus légúti provokációval kiváltható volt, a hörgők fokozott reaktivitása felnőttkorban is megmaradt. Hörgő hyperreaktivitás mellett a vizsgált egyének 72%-ának volt visszatérő asthmás panasza, 28%-uk gyógyultnak tartotta magát.
Asthma bronchiale mellett jelentkező rhinitis allergica gyakorisága szignifikánsan magasabb volt 18 éves korban, mint gyermekkorban, majd fiatal felnőttkorban valamelyest csökken. Az asthmához társuló, egyéb szerveket érintő allergiás betegségek gyakorisága gyermekkortól felnőttkorig lényegesen nem változott. Az atopiás tünetek előfordulása a nők között mindvégig gyakoribb volt. A gyermekkori, társuló egyéb allergiás betegségek nem rontották az asthma bronchiale prognózisát. A gyermekkori allergiás asthmában szenvedő felnőttek, 12 inhalatív allergénnel végzett prick teszt eredménye alapján, a vizsgált egyének 74%-ánál volt a bőrpróba pozitív. A prick pozitív egyének 10%-a egy, 90%-a két, vagy több allergénnel szemben mutatott allergiás reakciót. Felnőttkorban is megmaradó asthmás panaszok mellett a betegek 80%-a, a tünetmentes egyének 66%-a volt prick pozitív. Mindkét csoportban a parlagfű váltotta ki a legtöbb pozitív reakciót. Asthmás szülők gyermekeinek 41%-a szenvedett allergiás megbetegedésben. Asthma bronchiale 12, rhinitis allergica 19, conjunctivitis allergica 10, allergiás bőrtünetek 16, gastrointestinalis tünetek 1, ételallergia 6, gyógyszerallergia 4 %-ban fordult elő asthmás felnőttek gyermekei között. Abban az esetben, ha csak az egyik szülő szenvedett atopiás betegségben, a családok 56%-ában legalább egy gyermek allergiás volt, ha mindkét szülő örökíthette az atopiás hajlamot, a családok 72%-ában volt legalább egy allergiás gyermek. A gyermekkori asthma bronchialeban szenvedő szülők gyermekeinek egyharmadánál jelentkeztek visszatérő köhögéses panaszok. A köhögő gyermekek 53%-ánál a panaszok enyhék voltak, a gyermekek napi tevékenységét nem befolyásolták. A gyermekek 47%-ának életminőségét a köhögés rontotta. Prick teszt vizsgálatát követően a gyermekek 46%-ánál volt a reakció pozitív. A prick pozitív gyermekek közül 21% egy antigénre volt kimutatottan allergiás. Két, vagy több antigén a gyermekek 79%-ánál váltott ki bőrreakciót.
Atopiás szülők gyermekeinél a leggyakoribb pozitív reakciót adó allergének a pollenek (parlagfű, fű), majd az állati eredetű epitélek (atkák, macskaszőr) voltak. A metacholin légúti provokáció után bronchialis hyperreaktivitást a gyermek 70%-ánál észleltünk. A gyermekek átlag életkora hörgő hyperreaktivitás mellett alacsonyabb volt, mint a nem hyperreaktív csoportba tartozóké. Az irodalmi adatokkal egyezően, atopiás szülők gyermekeinél a különböző szerveket érintő allergiás betegségek megjelenését, a pozitív bőrpróba eredményeket, valamint a bronchialis hyperreaktivitást gyakoribbnak találtuk, mint azt az általános gyermekpopulációban random történt vizsgálatok eredményei mutattak. A hyperreaktív csoportban szignifikánsan magasabb TNF-a, sTNF-R1 és sTNFR2
szinteket mértünk, mint a nem hyperreaktív csoportban. Pozitív lineáris
összefüggés volt a hyperreaktív egyének citokin és receptor szintjei között. Bronchialis hyperreaktivitás esetén a szérum TNF-a és sTNF-R2 szintek, valamint a PD20 FEV1 metacholin között szignifikáns negatív korreláció volt, azaz a magasabb szérum TNFa és sTNF-R2 értékek fokozottabb hörgő reaktivitással párosultak. Felnőttekben a szérum TNF-a és az sTNF-R1 koncentráció szignifikáns pozitív lineáris összefüggést mutatott a BMI-vel, ami megerősíti hogy a zsírszövet által termelt TNF-a és sTNF-R1 hozzájárulhat a szérum citokin szintek emelkedéséhez. Hörgő hyperreaktivitás mellett a szérum sTNF-R1 szintek aránya az sTNF-R2 szintekhez viszonítva kisebb, mint a nem hyperreaktív egyénekben. Bronchialis hyperreaktivitásban változik a szolubilis recepterok aránya, a receptorok leválása a sejtfelszínről. A szolubilis receptorok magasabb koncentrációja mérsékelheti a citokin hörgő reaktivitást fokozó hatását, gátolhatja az akut asthmás roham kialakulását. Megállapítottuk, hogy a TNF rendszer aktivációja része a bronchialis hyperreaktivitásnak patomechanizmusához.
és
hozzájárulhat
az
asthma
bronchiale
A gyógyult asthmás felnőttek és nem asthmás gyermekeik vizsgálata során bronchialis hyperreaktivitásban szignifikánsan magasabb volt a szérum IL-4, ECP és IgE koncentráció, mint a nem hyperreaktív egyének szérumában. Az IL-5 és IL-8 szintek között nem volt értékelhető különbség a bronchialis reaktivitás függvényében. Tünetmentes egyénekben, bronchialis hyperreaktivitásban szignifikáns pozitív lineáris korreláció volt a szérum TNF-a, az sTNF-R1 szintek és az ECP értékek között. Az IL-5 és az ECP szérum koncentrációk összefüggést nem mutattak. Hyperreaktív egyénekben összefüggés volt a szérum TNF-a, valamint 55 és 75 kDa receptorai és az IL-8 koncentráció között, megerősítve a TNF rendszer szerepét az IL-8 termelésben. Megállapítottuk, hogy a TNF rendszer szabályozó szerepet tölthet be a bronchialis hyperreaktivitás patomechanizmusában résztvevő mediátorok aktiválásában. Tünetmentes egyénekben, bronchialis hyperreaktivitásban a szérum RANTES koncentráció szignifikánsan magasabb, mint a nem hyperreaktív egyénekben, míg az IL-8 szintek nem emelkednek a hyperreaktivitással párhuzamosan. Felvetődik, hogy tünetmentes egyénekben a hörgő reaktivitás patomechanizmusában, az eozinofil sejteket aktiváló RANTES jelentősége nagyobb, mint a neutrofil sejteket vonzó IL-8 hatása. A TNF rendszer aktivációja, valamint. az összefüggés egyéb, az allergiás inflammáció során aktiválódó biológiai markerek szérum szintjével arra utal, hogy a bronchialis hyperreaktivitás hátterében, tünetmentes egyénekben is aktív immunreakció zajlik
AZ ÉRTEKEZÉS TÉMÁJÁBAN MEGJELENT KÖZLEMÉNYEK ANGOL NYELVŰ KÖZLEMÉNYEK: 1.
Halász A, Cserháti E, Magyar P, Kovács M, Kelemen J, Mezei G, Cseh K. Correlation between bronchial hyperreactivity and serum sTNF-R1 (60 kDa) level in symptom-free childhood asthmatic adults and their offspring. Pediatric Asthma Allergy & Immunology (2001) 15: 57-64.
2. Halász A, Cserháti E, Magyar P, Kovács M, Cseh K. Role of TNF-a and its 55 and 75 kDa receptors in bronchial hyperreactivity. Respiratory Medicine (közlésre elfogadva) 3. Kósa L, Kovács N, Halász A. Increased levels of tryptase and IL-5 after specific allergen provoction. (Allergy Net) Allergy (2002) 57: 63-64. 4. Halász A, Cserháti E. The Prognosis of Childhood Bronchial Asthma in Hungary: a Long-term Follow-up. Journal of Asthma (közlésre elfogadva) 5.
Halász A, Cserháti E, Kósa L, Cseh K. Relationship between the TNF system and the serum IL-4, IL-5, IL-8, ECP and IgE levels in bronchial hyperreactivity of adults and children. Allergy & Asthma Proceedings (elbírálás alatt)
. MAGYAR NYELVŰ KÖZLEMÉNYEK: 1. Halász A, Cserháti E, Kovács M, Magyar P, Kelemen J, Mezei Gy, Cseh K. A TNF rendszer jelentősége bronchialis hiperrektivitásban, szérum sTNF-R (60kDa) meghatározások alapján. Medicina Thoracalis (2000) 53: 95-100. 2.
Halász A, Cserháti E. Az asthma bronchiale és társuló allergiás tünetek alakulása gyermekkortól felnőttkorig- Orv Hetil (2001) 142: 1725-1729.
3.
Halász A, Cserháti E, Kereki E, Kovács M, Cseh K.A TNF rendszer hatása gyulladásos mediátorok aktivitására bronchialis hyperreaktivitásban. Allerg. Klin Immunol (közlésre elfogadva.)
4. Halász A, Cserháti E, Cseh K. A TNF rendszer szerepe az asthma bronchiale patomehanizmusában Orv Hetil (közlésre elfogadva) 5. Rapp J, Kósa L, Halász A, Kereki E, Börzsönyi L. Interleukin-4, interleukin-5, tryptase és eosinophil kationos proteinszintek meghatározása az orrmosó folyadékban rhinitis allergicaban. Orv Hetil (2000) 141: 1919-1922. 6. Cserháti E, Halász A, Mezei Gy. A gyermekkori asthma változó prevalenciája és felnőttkori prognózisa Orvosképzés (2001) 1: 49-55. 7. Cserháti E, Halász A. A gyermekkori asthma bronchiale és annak felnőttkori következményei Családorvosi Fórum (2001) május: 2-7. 8.
Halász A, Cserháti E. Atopiás betegségek előfordulása gyermekkori asthma bronchialeban szenvedő szülők gyermekeinél. Allerg Klin Immunol (2002) 5: 9-13.
TANKÖNYV FEJEZET Halász A. A gyulladásos reakció. in Cserháti E, Gyurkovits K, Nagy B. Légúti betegségek gyermekkorban. Medicina kiadó, Budapest 2002 (közlés alatt)
