Eosinophil Cationic Protein as a Marker of Diagnosis and Therapy of Asthma in Children VÁCLAVA GUTOVÁ Ústav imunologie a alergologie FN Plzeň
SOUHRN Diagnostikování astmatu je někdy obtížné, zvláště u malých dětí nespolupracujících při spirometrii. Hladina eozinofilního kationického proteinu (ECP) pomáhá při diagnóze astmatu, jehož podkladem je tzv. eozinofilní typ zánětu dýchacích cest. ECP je produkován aktivovanými eozinofily, jejichž množství a vlastnosti jsou u atopiků změněné. Hladina ECP v séru koreluje s intenzitou zánětu a je tedy možné ji využít jako ukazatel závažnosti astmatu. Existují však určité problémy technické a interpretační při použití tohoto ukazatele.Našim cílem bylo zjistit, zda ECP je dobrým ukazatelem pro diagnostiku a léčbu astmatu, zda koreluje s klinickými potížemi a spirometrií a jaké jsou rozdíly hladin u atopického a neatopického astmatu.Soubor 43 astmatiků byl vyšetřen alergologicky, spirometricky a opakovaně vyšetřen ECP.Hladina ECP byla vyšetřena CAP systémem Pharmacia. Zvýšení ECP bylo častejší u atopického (71%) než u neatopického (20%) astmatu. Hladina ECP korelovala s počtem eozinofilů v perif. krvi a celk. IgE, ale ne s potížemi a spirometrií. Mezi astmatiky s atopií byla skupina dětí, jejichž astma bylo komplikované, které ale měly normální ECP. ECP je dobrým ukazatelem léčby astmatu, ale jako diagnostický ukazatel je nutno jej interpretovat individuálně. Klíčová slova: astma, děti, atopie, ECP SUMMARY The diagnosis of bronchial asthma is sometimes difficult, especially in little children, who are not able to perform spirometry correctly. Examination of eosinophil cationic protein (ECP) can help in diagnosis of astma, which is known to be the eosinophilic inflammation of airways. ECP is produced by activated eosinophils. Their amount and properties are changed in atopic individuals. It is known, that the level of ECP in serum correlates with the intensity of the inflammation and therefore lends itself for use as a marker of asthma severity. There are, however, certain technical and interpretative difficulties in its use as such marker.The aim was to find if ECP is a good marker for therapy, if there is correlation between ECP level, clinical symptoms and spirometry and what is the difference in atopic versus non atopic asthma.In a group of 43 asthmatic children, allergologic, spirometric and repeated ECP examination were performed. The ECP level was determined by Pharmacia CAP system. Elevated level of ECP was more often found in atopic (71%) then in nonatopic ( 20%) children. Correlation was found between ECP and blood
eosinophil count and total IgE level, but not with symptoms and spirometry. There is a small group of children among atopic patients with relatively complicated asthma, whose ECP level is normal. ECP is a good marker for therapy. As diagnostic marker, it must be interpreted individually. Key words: astma, children, atopy, ECP
Ze Setkání lékařů ČR a SR v Litomyšli
Stanovení diagnózy astmatu bývá někdy, zvláště u menších dětí, velmi obtížné. Neustále se proto hledají způsoby, jak tuto diagnózu co nejexaktněji stanovit. Měření hladiny ECP je jedním z možných kritérií pro diagnózu astmatu. Alergické i nealergické astma je charakterizováno zvýšenou bronchiální reaktivitou na různé podněty. Přesný mechanismus této reaktivity dosud zcela prokázán není, ale je prokázán zánět sliznice dýchacích cest, pričemž hlavními buňkami tohoto zánětu jsou eozinofilní granulocyty. Tyto po aktivaci secernují některé proteiny, které poškozují okolní tkáň a podílejí se na udržování zánětu podporou influxu zánětlivých buněk z kapilár do tkáně. Jedním z těchto proteinů je eozinofilní kationický protein - ECP (13, 6, 2). Jeho hladinu lze měřit v séru i v sekretech dýchacích cest a její výše je považována za korelát zánětu. Za signifikantní pro probíhající zánět jsou považovány hladiny nad 15 µg/l, v současných studiích u asmatiků je hladina do 23 µg/l považována za korelát kompenzovaného astmatu (12). Hladiny jsou vyšší u neléčeného astmatu a zvyšují se při akutní exacerbaci astmatu (7). Cirkulující eozinofilní granulocyty tvoří asi 1-2 % leukocytů, u alergiků je ale jejich počet zvýšen nad 5% a jejich vlastnosti jsou změněné. Tkáňové eozinofily se nacházejí v submukóze tkání respiračního, zažívacího a urogenitálního traktu. Jejich funkce je funkcí efektorových buněk prvního kontaktu s antigenem, produkují však také zánětlivé mediátory. K aktivaci eozinofilů dochází vlivem cytokinů a chemokinů produkovaných antigen prezentujícími buňkami (APC) a Th lymfocyty, hlavně IL5 a eotaxinem (1). Atopici mají rovnež větší množství tkáňových eozinofilů, více eozinofilů aktivovaných s delší životností, poruchou apoptózy. Eozinofilní kationický protein je produkován eozinofily v aktivovaném stavu, v buňce je obsažen v sekundárních granulích spolu s ostatními proteiny - MBP, EPO, EPX/EDN. Granula dále obsahují elastázu, fosfolipázu a další enzymy. ECP narušuje buněčnou membránu a umožnuje průnik enzymů do buněk a jejich následné poškození a poškození tkání podslizničního vaziva, bazální membrány respirační sliznice i hladkého svalstva bronchu. Stanovení hladiny ECP se nabízí jako vhodný diagnostický ukazatel tíže zánětu u astmatu, ale v praxi se ukazují určité limitace využití tohoto ukazatele. Jednak jsou tu určité technické problémy. Metodika stanovení je velmi citlivá, je možno ji provádět pouze na určitých typech laboratorních analyzátorů ve specializovaných imunologických laboratořích. Doporučený čas na zpracování vzorku je 1-2 hodiny při uchování krve v pokojové teplotě, nebo okamžité oddělení séra a hluboké zamražení před vlastním zpracováním (11, 8). Ne ve všech ordinacích alergologů a pneumologů lze tyto podmínky zajistit. Dále jsou tu problémy interpretační. Na některé otázky, které vyvstaly ze zkušenosti stanovování ECP, jsme se pokusili odpovědět v naší práci. Je hladina ECP diagnostickým ukazatelem astmatu? Koreluje hladina ECP s klinickými potížemi astmatika?
Koreluje s funkčním stavem bronchů stanoveným spirometrií? Jsou rozdíly v hladině ECP u alergického a nealergického astmatu? Je možno použít ECP u daného pacienta jako ukazatel úspěšnosti léčby?
Metody Bylo vyšetřeno 43 dětských astmatiků ve věku od 4 do 18 let, kteří byli vyšetřeni alergologicky, kožními prick testy, vyšetřen celkový IgE, procento eozinofilů v diferenciálním rozpočtu KO. Klinické potíže byly u dětí před zahájením léčby v podstatě srovnatelné, odpovídaly lehkému až středně těžkému persistentnímu astmatu. Po zahájení léčby byla dlouhodobě sledována kontrola astmatu, byl vyšetřen ECP před zahájením léčby a dále opakovaně při léčbě, přičemž děti byly rozděleny do 2 skupin, na atopiky a neatopiky, dále podle hladiny ECP. Do skupiny atopiků byly zařazeny děti s pozitivitou kožních testů nebo sp. IgE, do skupiny neatopiků děti, u kterých jsme pozitivitu neprokázali. Podle spolupráce bylo provedeno spirometrické vyšetření - křivka průtok/objem. Stanovení hladiny ECP bylo provedeno na analyzátoru CAP systém firmy Phramacia.
Výsledky V souboru bylo 28 dětí (65% ) atopiků a 15 dětí (35%) neatopiků. Celkově byl zvýšen ECP u 65% vyšetřovaných. Ve skupině atopiků byla pozitivita ECP u 71%, ve skupině neatopiků pouze u 20%.
U všech dětí, které byly schopné spolupráce, byla provedena křivka průtok/objem a hodnoceno FEV1%VC. V průměrných hodnotách při klidové spirometrii nebyl pokles pod 75%, hodnoty u atopiků byly o 2% nižší než neatopiků, což není signifikantní rozdíl. Naprosto nebyl rozdíl mezi dětmi se zvýšeným ECP a normálním ECP. Také korelace nebyla prokázána. Podobná pozorování jsou popsána i v literatuře. Korelace nebyla prokázána ani při měření bronchiální hyperreaktivity ani při měření PEF (10, 4).
Diskuse Skupina atopiků se zvýšeným ECP měla relativně nejstabilnější průběh choroby, u 80% dětí bylo astma dobře kontrolováno. Ve skupině atopiků s nízkým ECP bylo dobře kontrolováno jen 63% dětí. Ve skupině neatopiků bylo dobře kontrolováno astma u 60% dětí. Klinické symptomy u některých pacientů dobře korelují s hladinou ECP (obr. 4), modrými šipkami jsou označeny klinické exacerbace. V jiných případech korelace klinických potíží a hladiny ECP není, pravděpodobné je, že jde o zhoršení po nespecifické iritaci (9).
Děti byly léčeny podle tíže astmatu IKS nebo, u skupiny lehkého astmatu, kromony. U většiny dětí došlo po léčbě k poklesu hladiny ECP v průměru na poloviční hodnoty, pokles byl statisticky významný (p < 0,011 u IKS a p < 0,05 u kromonů).
Sledování ECP jako ukazatele úspěšnosti léčby eozinofilního zánětu se osvědčuje velmi dobře. U neatopiků převládá normální hladina ECP a je tedy otázkou, jestli jde skutečně jen o eozinofilní zánět, nebo spíše o jinou formu chronické bronchitidy. V poslední době se objevují práce, které prokazují spíše neutrofilní zánět (3). Tito pacienti mají vyšší nemocnost a astma se zhoršuje vždy při infektech. Zajímavá je skupina atopiků s nízkou hladinou ECP. Tito pacienti mívají nestabilní, špatně kontrolované astma častěji, vyžadují kombinovanou léčbu a často bývají léčebným problémem. Noguchi a spol. (5) prokázali polymorfismus genu pro ECP, kde u atopiků s touto změnou genu nedochází ke zvýšení ECP, což by mohla jedna z cest k vysvětlení tohoto problému. Závěrem možno říci, že stanovení hladiny ECP je přínosem pro diagnostiku astmatu, ale výsledky je nutno vždy interpretovat individuálně a v souvislosti s ostatními vyšetřeními.
MUDr. Václava Gutová Ústav imunologie a alergologie FN Plzeň Alej Svobody 80 323 00 Plzeň
LITERATURA 1. Badewa AP, et al. Exp Biol Med 2002; 227(8): 645-651. 2. Carlson M, et al. J Allergy Clin Immunol 1992; 89: 131-139. 3. Ennis M, et al Curr Allergy Asthma Rep 2003; 3(2): 159-165. 4. Jogi R, et al. Respir Med 2002; 96(7): 525-529. 5. Noguchi E, et al Am. J Respir Crit Care Med 2003; 15; 167 (2): 180-184. 6. Park CS, et al. Chest 1994; 106: 400-406. 7. Pedersen B et al. Am J Respir Crit Care Med 1996; 153: 1519-1529. 8. Pronk-Admiraal CJ, et al. Scand J Clin Lab Incest 1994; 54: 185-1888. 9. Rao R, et al. Clin Exp Allergy 1996; 26:789-793.
10. Reichenbach J, et al . Ann Allergy Astma Immunol 2002; 89(5): 498-502. 11. Reimert CM, et al. J Immunol Metod 1993; 166: 183-190. 12. Remes S, et al. Pediatr Pulmonol 1998; 25(3): 167-174. 13. Venge P. Allergy 1994; 49: 1-8.
