Immunological indicators in the diagnosis of allergic bronchial asthma


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2019.10.71-76

E.G. Asiryan

Vitebsk State Order of Peoples’ Friendship Medical University, Vitebsk, Belarus

Background. Currently, a number of laboratory methods are used to confirm the presence of allergies, however, confirming the diagnosis of allergic bronchial asthma (ABA) remains a challenge.
Objective. Determination of the immunological criteria for ABA.
Methods. 160 children aged 6 to 18 years were examined, including 130 patients with ABA and 30 children in the control group. The relative and absolute CD19+, CD19+CD23++ B-lymphocyte, CD23+IgE+-eosinophil levels were determined.
Results. The level of B-lymphocytes carrying the CD19+CD23++ receptor serves as a highly informative diagnostic criterion for patients with ABA. With absolute values of the CD19+CD23++ B-lymphocyte level 23.23 cells/μl, and a relative level of ≥5.40%, it is possible to say with a high degree of confidence that the patient has ABA. To confirm the diagnosis of ABA, the CD23+IgE+-eosinophil level should be determined. With an absolute value of the level of these cells of ≥73.01 cells/μl and a relative level of ≥35.10%, it is possible to say with a high degree of confidence about the presence of ABA in the patient.
Conclusion. To confirm the diagnosis of ABA, the CD19+CD23++ B-lymphocyte and CD23+IgE+-eosinophil levels should be
determined.


For citations: Asiryan E.G. Immunological indicators in the diagnosis of allergic bronchial asthma. Farmateka. 2019;26(10):71–76. (in Russian). DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2019.10.71-76 

Введение

Диагноз бронхиальной астмы (БА) устанавливается на основании данных анамнеза жизни и заболевания пациента, анализа клинической картины. Для подтверждения наличия заболевания также проводится ряд лабораторных и инструментальных исследований [1, 2].

Существует ряд лабораторных методов для подтверждения наличия аллергии, у каждого из которых есть свои преимущества и недостатки [2, 3].

В настоящее время для диагностики аллергических заболеваний, в т.ч. и БА, широко используется определение общего IgE методом иммуноферментного анализа [4]. Недостатком данного метода является невысокая диагностическая специфичность, т.к. 30% пациентов с атопическими заболеваниями имеют уровень общего IgE в пределах нормы. Следует помнить, что повышение IgE ассоциируется не только с аллергическими заболеваниями, но и с паразитарными инвазиями [5].

Определение уровня эозинофилов не специфично для БА, т.к. рост этого показателя наблюдается при всех аллергических заболеваниях и паразитарных инвазиях. При проведении ROC-анализа характеристическая кривая располагается ближе к диагонали, которая соединяет левый нижний и правый верхний углы. При этом значение AUC для уровня эозинофилов равно 0,61, для общего IgE – 0,67. Эти показатели говорят о невысокой информативности указанных в диагностике именно БА, а не атопического статуса в целом [5, 6].

При проведении аллергологического обследования для диагностики БА также применяется метод постановки кожных скарификационных проб [7, 8]. При получении положительного результата мы подтверждаем наличие сенсибилизации к тому или иному аллергену, но не можем подтвердить диагноз БА. Следует помнить, что при проведении указанных проб существует вероятность получения как ложноотрицательных, так и ложноположительных результатов. В детском возрасте отмечается низкая чувствительность кожных покровов, что обусловливает невысокую информативность кожных тестов [9, 10].

Один из лабораторных методов, наиболее широко используемых для диагностики аллергии, – это определение аллергенспецифических IgE к аллергенам [11]. Однако обнаружение IgE-антител к определенному аллергену не говорит об ответственности именно этого аллергена за клиническую симптоматику заболевания. Для выставления окончательного диагноза необходимо сопоставить клиническую картину с результатами лабораторных и инструментальных исследований. Даже в том случае, когда в сыворотке крови отсутствуют IgE-антитела к исследуемым аллергенам, нельзя полностью исключать IgE-зависимый механизм заболевания. Местный синтез IgE и сенсибилизация тучных клеток возможны и в отсутствие специфического IgE в сыворотке крови [12].

Цель исследования: определение иммунологических критериев АБА.

Методы

В ходе проведенной работы были обследованы 130 детей в возрасте от 6 до 18 лет, находившихся на лечении в аллергологическом отделении УЗ ВОДКЦ. Все дети наблюдались по поводу аллергической БА. Диагноз заболевания устанавливался и подтверждался в стационаре на основании международных рекомендаций, был обоснован данными анамнеза и клиническими проявлениями заболевания. Определяли относительный и абсолютный уровни CD19+, CD19+CD23++ В-лимфоцитов, CD23+IgE+-эозинофилов.

Контрольную группу составили 30 детей обоих полов в возрасте 6–18 лет, поступивших в травматологическое отделение УЗ ВОДКЦ по поводу плановых оперативных вмешательств.

Фенотипирование клеток проводили на проточном цитометре Cytomics FC 500 (Beckman Coulter Inc., США) с использованием моноклональных антител производства ОДО «НИКП РЕСАН», Беларусь. Для лизиса эритроцитов использовали лизирующий раствор OptiLyse С.

Статистическую обработку данных проводили с использованием стандартного пакета прикладных программ «Statistica 6.0». Для принятия решения о виде распределения количественного признака использовали критерий Шапиро–Уилка. Для описания признака, распределение которого отличается от нормального, использовали медиану и интерквартильный интервал. Использовались непараметрические методы статистического исследования: критерий Манна–Уитни (для анализа различий в двух независимых группах по количественному признаку). Различия считали достоверными при р<0,05.

Оценку информационной значимости пороговых величин изучаемых показателей иммунного статуса у детей с БА с целью выявления диагностических критериев заболевания определяли при помощи ROC-анализа (Receiver Operator Characteristic) с построением характеристических кривых зависимости чувствительности значений величины от вероятности ложноположительных результатов и с измерением площади под кривыми (Area Under Curve – AUC). Качество модели считали отличным при AUC=0,9–1,0; очень хорошим при AUC=0,8–0,9; хорошим при AUC=0,7–0,8; средним при AUC=0,6–0,7; неудовлетворительным при AUC=0,5–0,6 [13].

Результаты

Уровень лейкоцитов, а также относительное и абсолютное количество лимфоцитов у детей с БА не имели статистически значимых отличий от показателей пациентов контрольной группы (р>0,05). Относительный уровень CD19+ В-лимфоцитов в группе детей, страдающих БА, составил 14,20% [12,70; 16,40], тогда как в контрольной группе этот показатель находился на уровне 13,20% [12,20; 14,60], при этом в обеих группах результаты находились в пределах референтных значений (9–16%) и статистически значимо не отличались друг от друга (р>0,05). Абсолютный уровень CD19+ В-лимфоцитов у детей с БА также не имел достоверных отличий от контрольной группы (р>0,05). Количество СD19+CD23++ В-лимфоцитов, т.е. В-лимфоцитов с высокой плотностью распределения рецептора CD23 на мембране клеток, в группе детей с БА составило 31,90% [11,60; 51,90], что достоверно выше их количества у детей контрольной группы, где этот показатель был равен 3,45% [2,30; 4,20] (р <0,001). Абсолютный уровень СD19+CD23++ В-лимфоцитов у детей с БА значительно превышал уровень у детей контрольной группы, при этом показатели статистически значимо отличались друг от друга (р<0,001; табл. 1).

В развитии воспалительного процесса при БА принимают участие различные клетки, однако эозинофилы – одни из основных его участников, выполняющие важную роль в патогенезе аллергических заболеваний. Относительный уровень эозинофилов у детей с БА составил 6,00% [3,00; 8,00], абсолютный показатель – 417,00 кл/мкл [232,00; 636,00]. Полученные результаты были достоверно выше таковых детей контрольной группы, где относительный уровень был равен 3,00% [2,00; 3,00], а абсолютное значение – 176,50 кл/мкл [136,00; 228,00] (р<0,001). Относительный уровень эозинофилов, несущих на своей поверхности CD23+IgE+-рецептор, составил 62,20% [35,40; 76,60], абсолютный показатель был равен 223,37 кл/мкл [105,30; 375,24]. Полученные результаты достоверно выше показателей детей контрольной группы, где относительный уровень был равен 27,05% [14,80; 31,30] (р<0,001), абсолютный – 31,32 кл/мкл [24,89; 48,96] (р<0,001; табл. 2).

В ходе работы изучаемые показатели иммунного статуса детей с БА проанализировали на возможность их использования для диагностики этого заболевания либо его подтверждения, уточнения формы. По результатам ROC-анализа получили характеристическую кривую зависимости уровня В-лимфоцитов, несущих CD19+CD23++-рецептор, от наличия БА. В качестве положительного результата в проведенном исследовании рассматривали наличие заболевания. Оптимальной «точкой разделения» для В-лимфоцитов, несущих CD19+CD23++-рецептор, является величина 23,23 кл/мкл. В этой точке чувствительность равна 86,20%, специфичность – 95%. AUC составляет 0,93, что свидетельствует о высокой диагностической эффективности сформированной модели. При значениях В-лимфоцитов, несущих CD19+CD23++-рецептор, ≥23,23 кл/мкл мы можем с высокой степенью достоверности говорить о наличии у пациента аллергической БА. На рис. 1 приведена ROC-кривая по данным абсолютного уровня В-лимфоцитов, несущих CD19+CD23++-рецептор.

Оптимальной «точкой разделения» для относительного уровня В-лимфоцитов, несущих CD19+CD23++-рецептор, является величина 5,40%. В этой точке чувствительность равна 86,92%, специфичность – 94%. AUC составляет 0,91, что свидетельствует о высокой диагностической эффективности сформированной модели. При значениях В-лимфоцитов, несущих CD19+CD23++-рецептор, ≥5,40% от уровня В-лимфоцитов мы можем с высокой степенью достоверности говорить о наличии у пациента аллергической БА. На рис. 2 представлена ROC-кривая по данным относительного (%) уровня В-лимфоцитов, несущих CD19+CD23++-рецептор.

По результатам ROC-анализа мы получали характеристическую кривую зависимости уровня эозинофилов, несущих CD23+IgE+-рецептор, от наличия БА. Выбор оптимальной «точки разделения» – значение уровня исследуемых показателей, обеспечивающее максимальные значения чувствительности и специфичности, проводили по точке перегиба кривой (максимально удаленная точка от линии равновероятного прогноза, для которого показатели чувствительности и специфичности равны 50%). Оптимальной «точкой разделения» для эозинофилов, несущих CD23+IgE+-рецептор, является величина 73,01 кл/мкл.

В этой точке чувствительность равна 82,31%, специфичность составила 94%. AUC составляет 0,91, что свидетельствует о высокой диагностической эффективности сформированной модели. При значениях эозинофилов, несущих CD23+IgE+-рецептор, ≥73,01 кл/мкл можно с высокой степенью достоверности говорить о наличии у пациента аллергической БА. На рис. 3 приведена ROC-кривая по данным абсолютного уровня эозинофилов, несущих CD23+IgE+-рецептор [14].

Оптимальной «точкой разделения» для относительного уровня эозинофилов, несущих CD23+IgE+-рецептор, является величина 35,10%. В этой точке чувствительность равна 75,40%, специфичность – 98%. AUC составляет 0,86, что свидетельствует о высокой диагностической эффективности сформированной модели. При значениях эозинофилов, несущих CD23+IgE+-рецептор, ≥35,10% можно с высокой степенью достоверности говорить о наличии у пациента аллергической БА. На рис. 4 представлена ROC-кривая по данным относительного (%) уровня эозинофилов, несущих CD23+IgE+-рецептор [14].

Обсуждение

В настоящее время нет идеального единого теста для постановки диагноза БА. При совпадении клинико-анамнестических данных с результатами дополнительных методов обследования диагноз обоснован, что позволяет в ряде случаев выявлять этиологический фактор, а также устанавливать отдельные звенья патогенеза заболевания. Поскольку дисфункция иммунной системы служит основой развития БА, определение иммунологических критериев заболевания обоснованно и необходимо.

При изучении патогенеза аллергической БА, роли отдельных клеток в развитии заболевания установлено, что количество СD19+CD23++ В-лимфоцитов и CD23+IgE+ эозинофилов при этом заболевании статистически значимо выше по сравнению со здоровыми пациентами. В результате проведенного исследования полученные данные демонстрируют: показатели иммунного статуса, предлагаемые для диагностики заболевания, имеют высокую специфичность и чувствительность. Использование высокоинформативных показателей для подтверждения диагноза актуально не только в спорных вопросах диагностики, но и для выбора адекватной терапии заболевания, разработки методов профилактики и для реабилитации пациентов с этой патологией.

Выводы

  1. Уровень В-лимфоцитов, несущих CD19+CD23++-рецептор, служит высокоинформативным диагностическим критерием для постановки диагноза аллергической БА. При абсолютных значениях В-лимфоцитов, несущих CD19+CD23++-рецептор, 23,23 кл/мкл и относительном уровне ≥5,40% можно с высокой степенью достоверности говорить о наличии у пациента аллергической БА.
  2. Диагностическую ценность в характеристиках эозинофилов представляет определение уровня эозинофилов, несущих CD23+IgE+-рецептор. При абсолютном значении этих клеток, равном ≥73,01 кл/мкл, и относительном значении ≥35,10% можно с высокой степенью достоверности говорить о наличии у пациента эозинофильного фенотипа аллергической БА.

About the Autors


Corresponding author: Elena G. Asiryan, PhD, Associate Professor at the Department of Pediatrics, Vitebsk State Order of Peoples’ Friendship Medical University, Vitebsk, Belarus, e-mail: lena.asiryn@mail.ru
Address: 27, Frunze Avenue, Vitebsk 210009, Republic of Belarus


Similar Articles


Бионика Медиа