文摘
囊性纤维化患者(CF)的诊断过敏性支气管肺的曲霉病(ABPA)是临床上有挑战性,由于缺乏客观的生物测试。自血嗜碱粒细胞在过敏反应发挥重要的作用,我们假设,表面活化的变化模式区分CF患者和没有ABPA。
我们进行了一项前瞻性纵向研究(斯坦福队列)比较嗜碱细胞激活测试CD203c通过流式细胞术之前和之后的激活水平来自烟曲霉属真菌过敏原提取物或重组Aspf1 20 CF患者ABPA (CF-ABPA)和两个比较组:CF患者答:来自烟殖民(AC)但是没有ABPA (CF-AC;n = 13)和CF患者没有交流或ABPA (CF;n = 12)。患者每6个月进行测试,当患肺恶化。我们还进行了横断面验证在一个单独的病人组(都柏林队列)。
嗜碱细胞CD203c表面表达可靠地歧视CF-ABPA CF-AC和CF。体外刺激与答:来自烟提取或重组Aspf1产生类似的结果在斯坦福(p < 0.0001)和都柏林军团。CF-ABPA患者可能有特定的IgE升高答:来自烟和不太经常合并感染金黄色葡萄球菌。
嗜碱细胞CD203c upregulation是一个合适的诊断和稳定监测生物标志物ABPA的CF。
文摘
血嗜碱细胞表面CD203c级别是一个方法来诊断ABPA CF,和表型研究,治疗和管理http://ow.ly/Sc8zr
介绍
囊性纤维化患者(CF),适当的治疗需要患者有效的工具来区分细菌从那些fungus-associated疾病,作为他们的管理是不同的。这种区别是进一步复杂化的缺乏区分pathogen-specific症状和体征(1]。丝状真菌过敏敏化作用来自烟曲霉属真菌显著影响的发展和严重性CF肺部疾病(2- - - - - -9]。过敏性支气管肺的曲霉病(ABPA)是最常见的过敏性支气管肺的霉菌病[1,10]。ABPA是一个复杂的肺疾病公布的抗原引起的免疫反应答:来自烟殖民一些CF和哮喘患者的支气管树。ABPA在临床上以喘息和肺功能损害肺浸润、气道粘液堵塞和支气管扩张。ABPA的患病率在文献荟萃分析,认为是1 - 3.5%的人口没有哮喘,13%被称为/专业诊所在CF患者哮喘人口和8%估计成人全球ABPA负担近500万,包括6500年> CF成人(11- - - - - -14]。
Underdiagnosis CF ABPA存在的社区(13,15]。这个观察可能部分解释为缺乏诊断标准协议ABPA的哮喘和CF,尽管尝试协调和更新(1,16,17]。他们也可以解释的事实ABPA的临床发病是一个暂时的动态过程:只有一些患者殖民答:来自烟将开发或ABPA敏化作用。因此,重新分类的病人,已经在CF,可能需要为了更好地定义高危患者亚组。为了澄清这一动态过程,前瞻性纵向研究这样的高危患者团体是必需的。在CF,延迟ABPA的识别和治疗已被证明导致加速肺功能下降和恶化的支气管扩张(18,19]。
最近的研究集中在更好的诊断工具进行分类曲霉属真菌肺部疾病。特别是,Baxteret al。(8]重新分类肺曲霉病成人CF中心队列相结合两种新的生物标志物检测的方法答:来自烟殖民(AC)和感染(痰半乳甘露聚糖和实时PCR)与常规真菌文化,和总IgE,答:来自烟- - - - - -特定的IgE和免疫球蛋白血清学。作为一个关键组成部分的基本病理生理学ABPA包括I型超敏反应(20.),我们假设,血液嗜碱细胞活化表面标记如CD203c可以帮助诊断的CF患者ABPA (CF-ABPA)和可能帮助定义ABPA发作。
在前一个横断面研究使用流仪嗜碱细胞激活测试(蝙蝠),我们表明,血嗜碱粒细胞是影射和急于回应答:来自烟患者的过敏原刺激CF-ABPA相比CF患者答:来自烟殖民(AC)没有ABPA (CF-AC)和CF患者没有交流或ABPA (CF) [21]。在未来的2年纵向队列研究(ABPA的首例,据我们所知),我们表明,血嗜碱细胞表面CD203c表达式可用于可靠地和强劲歧视CF-ABPA CF-AC和CF。这种区别的能力被证实与另一个CF中心在一个独立的横断面队列。此外,体外刺激与答:来自烟提取或重组(r)Aspf1过敏原产生相似的结果。然而,临床肺发作可能是由于ABPA的CF没有可识别的方法。其他潜在的诊断工具等答:来自烟特殊技能IgE或免疫球蛋白答:来自烟提取或者rAspf3和rAspf4没有可靠的区分这些组。答:来自烟特殊技能IgE ABPA病人和更常见的升高,在其他地方,我们表明,结合嗜碱细胞CD203c激活测试,CF-ABPA病人也可以区分开来答:来自烟敏感的病人没有ABPA [22]。最后,细菌病毒的分析揭示了一个惊人的负关联殖民与主要细菌CF病原体,金黄色葡萄球菌,ABPA。
方法
研究设计和主题
未来2年的纵向队列研究设计采用斯坦福大学医学中心(美国斯坦福大学,CA),而横断面验证组曾在皇家外科学院博蒙特医院囊性纤维化中心(都柏林,爱尔兰)。斯坦福大学的纵向研究,患者和测试每6个月,当呈现视为病肺恶化。斯坦福大学行政的人在医学研究小组和博蒙特医院的机构审查委员会批准了这项研究。所有对象(或父母对未成年人)签署知情同意表格之前进行了研究过程。
在入口,CF患者分为四类:1)没有交流或ABPA / CF血清学ABPA (ABPA-S) (CF), 2) CF答:来自烟殖民没有ABPA / ABPA-S (CF-AC), 3)与ABPA-S CF (CF-ABPA-S)和4)CF-ABPA。两个non-CF哮喘患者ABPA(一个在斯坦福大学,一个在都柏林),以及健康志愿者控制,也研究(表1)。CF-ABPA的诊断是基于CF基础共识会议标准(1]。CF-ABPA-S被定义为CF与血清学ABPA但没有标准的高分辨率计算机断层扫描(HRCT)支气管扩张胸部(23]。CF-AC定义的存在答:来自烟至少在两个不同的痰文化在前2年(24]。有关详细信息,请参阅在线补充材料。
样品采集和处理
EDTA真空采血管中血液收集的静脉穿刺管(美国BD生物科学,圣何塞,CA)并立即放在冰。
孵化与生理盐水或抗原
我们评估血液嗜碱细胞、嗜中性粒细胞和嗜酸性粒细胞反应在四个条件:1)在冰上,在基线;2)孵化与PBS(称为“没有刺激”);3)与冒犯孵化答:来自烟过敏原(答:来自烟临床级皮肤测试提取;爱格里尔,数控、美国)或rAspf1(室内生物技术有限公司,夏洛茨维尔,弗吉尼亚州,美国);和4)孵化不齐的nonoffending抗原(花生过敏原提取物;格里尔)。所有受试者筛选和消极的花生过敏史。的答:来自烟从Mediwiss分析提取获得了在都柏林Gmb(舞姿最美,德国)。
细胞染色
粒细胞在血液和血液嗜碱细胞测定每个条件(没有刺激或刺激答:来自烟提取/ rAspf1 /花生提取)和表面染色组合特征。表面染色CD203c和CD63进行固定之前,像前面描述的那样21,25]。
流式细胞仪数据采集和分析
我们使用LSRII数字流式细胞分析仪(BD生物科学)配备四个激光(535、488、633和405海里),两个灯光发散探测器(屈服前锋和侧散射数据)和18荧光探测器。分析盖茨嗜碱粒细胞包括≥300个细胞(26]。
统计数据
我们使用了JMP12和SAS 9.4软件(SAS研究所卡里、数控、美国)这里介绍统计分析。差异被认为是重要的如果p值< 0.05。判别分析是用来选择的结果,是最相关的类别分配基线。两个嗜碱细胞激活标记结果(CD203c和CD63)和传统的措施(答:来自烟- - - - - -特定的IgE /免疫球蛋白)包含在这个判别分析。CD203c标记显示最好的歧视性的性能在先前ABPA研究[21),在四个访问和个人评估纵向和汇聚接收器操作曲线(ROC)分析。这些标记的结果是对数转换。纵向分析是进行连续和二进制数据使用重复测量分析。具体来说,六个相关系数描述四个访问之间的相关性估计的数据。模型包括测试访问和类别。有关详细信息,请参阅在线补充材料。
结果
随着时间的推移蝙蝠CD203c在CF-ABPA持续增高
在我们之前的CF-ABPA蝙蝠研究中,我们评估了嗜碱细胞激活标记(包括CD123和CD63以及CD203c),发现最好的歧视性的表现获得CD203c [21]。在这里,我们想知道这upregulation CD203c是否持续随着时间的推移,这可能表明监测、诊断、效用。此外,我们想要确定如果CD203c水平随着时间的推移被细菌合并感染等关键临床变量的影响和肺急性加重。
在判别分析,CD203c显示更好的歧视性的性能比CD63和最好的结果在10分钟答:来自烟刺激。图1显示框块CD203c 10分钟(图1一个)和30分钟(图1 b后)答:来自烟刺激,以及在30分钟后刺激与rAspf1 (图1 c),在基线。CD203c CF-ABPA和CF-ABPA-S最高水平。CD203c水平低和类似的CF, CF-AC和健康对照组(图1)。类似的结果在都柏林的横断面研究执行队列(表2)。CD203c蝙蝠在CF-ABPA值明显高于CF和CF-AC组(p < 0.0001),当测试在10到30分钟孵化答:来自烟提取,也达到或接近意义孵化后rAspCF的f1 (p = 0.04与CF-AC CF-ABPA, p = 0.08与CF-ABPA) (图1)。这表明,rAspf1可能是一个合适的标准化分子代替复杂的变量答:来自烟提取抗原来源的蝙蝠化验。
![图1](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/47/1/177/F1.medium.gif)
体外刺激与来自烟曲霉属真菌提取)10或b) 30分钟,或c)重组Aspf1过敏原为30分钟,增加了不同程度的囊性纤维化患者的血液嗜碱细胞表面CD203c表达式(CF)与过敏性支气管肺的曲霉病(ABPA)或CF与血清学ABPA (ABPA-S),相比CF答:来自烟殖民(AC)或CF,以及健康对照组(HC)。
CD203c蝙蝠结果也不同的访问与异种的过敏原(花生提取)刺激后,或许表明实验室条件下的变化。因为这个元素的可变性,CD203c蝙蝠措施与花生刺激后提取包含在最终的多元纵向模型。结果多元模型所示图2,其中包括调整日志平均值和标准误差。在这些调整模型,花生后CD203c水平刺激是主要的预测结果(CD203c水平10分钟后答:来自烟刺激),即使类别和访问包含在模型;和访问后CD203c水平的影响答:来自烟刺激是明显下降的单变量分析(结果未显示)。
多元纵向模型显示效果CD203c嗜碱细胞激活测试(蝙蝠)措施。一)来自烟曲霉属真菌提取刺激10分钟,b)答:来自烟提取重组刺激30分钟和c)Aspf1过敏原刺激30分钟,通过访问和类别,控制了花生刺激结果10点,分别为30岁和30分钟。所有蝙蝠措施对数转换和显示误差(注意误差对囊性纤维化(CF)答:来自烟殖民(AC)上有一个圆,而另外两个类别误差是封顶线)。小额信贷机构:平均荧光强度;ABPA:过敏性支气管肺的曲霉病;V:访问。
为所有三个实验的结果(答:来自烟在10分钟提取孵化,答:来自烟在30分钟和rAspf1在30分钟),蝙蝠在CF-ABPA值明显高于在CF和CF-AC。在10分钟post-stimulation答:来自烟提取(图2一个),分类效果的假定值< 0.0001和访问的影响无统计学意义(p = 0.1)。在30分钟post-stimulation答:来自烟提取(图2 b),分类效果的假定值0.002和访问的影响也具有统计学意义(p = 0.03)。与r刺激后Aspf1 30分钟(图2 c),分类效果的假定值< 0.0001和访问的效果有一个假定值为0.06。蝙蝠CD203c也增加体外刺激与答:来自烟提取两个asthma-ABPA患者与健康对照组相比(数据没有显示)。
中华民国数据所示图3和表3。在10分钟post-stimulation答:来自烟提取、CF-ABPA ROC曲线下的面积与CF是0.98访问1和0.87汇集所有访问(图3)。地区的ROC曲线下10分钟post-stimulation答:来自烟和30分钟post-stimulation rAsp在所有四个访问f1 (表1)表明,在诊断CF-ABPA结果都是有用的。最后,我们还进行了横断面验证在一个单独的病人组(都柏林队列)。蝙蝠在CF-ABPA值明显高于CF和CF-AC 10分钟post-stimulation答:来自烟提取(表2)。
![图3](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/47/1/177/F3.medium.gif)
)接受者操作特征(ROC)曲线CD203c后10分钟的刺激来自烟曲霉属真菌提取在囊性纤维化(CF)与过敏性支气管肺的曲霉病(ABPA)与CF类别病人。曲线下的面积:0.97。b)汇集ROC曲线CD203c后10分钟的刺激答:来自烟在CF-ABPA提取访问相结合,与CF类别病人。曲线下的面积:0.86。
在常规措施,总IgE最好是CF-ABPA的歧视
正如所料,答:来自烟特殊技能IgE抗体在类别之间存在着显著的差异。CF组中,81.8%的患者有一个特定的IgE水平< 0.35夸·L−1(临床检测阈值),而61.5% CF-ABPA CF-AC组和10.5%组。三组之间的差异有统计学意义(p < 0.0001),两两比较表明CF的差异与CF-ABPA (p = 0.0003)和CF与CF-AC (p = 0.0022) (图4)。一个答:来自烟特殊技能IgE study-negative CF-ABPA组病人先前阳性时ABPA的诊断。
血IgE抗体来自烟曲霉属真菌在基线类别。箱线图表示50%的数据。CF:囊性纤维化;交流:答:来自烟殖民统治;ABPA:过敏性支气管肺的曲霉病;血清学。
免疫球蛋白抗体答:来自烟抗原通常是发现在ABPA增加,导致传统的血清诊断ABPA的哮喘(18]。在我们的研究中,特定的免疫球蛋白答:来自烟CF-ABPA之间没有显著变化和CF-AC类别(CF组数字太小了做比较),建议潜在的共同免疫球蛋白反应频繁的呼吸道殖民化和局部感染答:来自烟在CF(补充图1)。
在判别分析基线,总IgE被发现最好的预测类别,这是预期的,因为根据目前ABPA诊断标准建议,我们使用总IgE水平作为一个重要的先天的类别差异对我们的CF患者分为三组进行分类。在纵向分析,总IgE值保持区别类别但访问之间没有显著差异。在基线,CF组均值±se总IgE水平108.9±82.2 IU·毫升−1相比,66.6±25.0 IU·毫升−1CF-AC组和759.0±126.0 IU·毫升−1CF-ABPA组(表1)。
在临床相关,金黄色葡萄球菌感染与ABPA呈现负相关
三组的平均年龄为17.1±2.8年CF, 24.8±3.4年CF-AC CF-ABPA和25.3±3.7年(表1);这些差异没有统计学意义(p = 0.2)。在基线,口服糖皮质激素治疗(n = 8)显著相关的类别(p = 0.03),利率最高的使用CF-ABPA组(35%),而没有一个CF组和7.7%的CF-AC集团(表1)。在多变量模型中,伊曲康唑治疗(n = 11)或口服糖皮质激素没有独立影响CD203c蝙蝠结果(分别为p = 96和p = 022)。
在评估相关的细菌合并感染答:来自烟地位,合并感染金黄色葡萄球菌显著相关的类别,较低的利率的感染CF-ABPA CF-AC组与CF组。纵向评价,金黄色葡萄球菌患病率在四个访问明显高于CF与CF-AC (p = 0.005)和CF与CF-ABPA (p = 0.006) (图5)。合并感染黏液状的或nonmucoid铜绿假单胞菌和Stenotrophomonas maltophiliaCD203c蝙蝠不相关的结果,在基线或纵向分析(数据未显示)。
![图5](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/47/1/177/F5.medium.gif)
合并感染的患病率金黄色葡萄球菌通过访问(V)和类别。CF:囊性纤维化;交流:来自烟曲霉属真菌殖民统治;ABPA:过敏性支气管肺的曲霉病。
讨论
嗜碱粒细胞被认为是一个过敏反应的积分特性表现出先天和适应性免疫的功能方面,和蝙蝠已发现有用的其他几个条件包括食物过敏,吸入剂、药物和带刺的昆虫过敏,我们调查了蝙蝠在CF患者的效用27]。在横断面只有之前的一项研究中,我们发现,嗜碱细胞CD203c upregulation杰出CF-ABPA CF-AC,由呼吸道文化(15 - 60%的CF患者),和CF患者没有这两个临床条件(23]。目前的研究进行了检查时间行为和可变性的嗜碱细胞反应这些定义的CF患者亚组;评估什么(如果有的话)的临床相关性之间可能存在嗜碱细胞激活和其他临床特征;并进一步研究蝙蝠效用作为ABPA的新型诊断工具以前瞻性纵向的方式。此外,我们检查的有效性CD203c蝙蝠在第二个外部横断面队列,测试的可移植性fluorescence-activated细胞排序(流式细胞仪)的蝙蝠和generalisability我们之前的结果。我们也决定一个标准化的重组是否感兴趣答:来自烟过敏原可能代替原油答:来自烟非标准化提取物,因此可能在诊断实用程序不同。因此,我们采用rAspf1,因为这18-kDa分子,细胞毒素mitogillin家族的一员,是一个主要的种群答:来自烟过敏原不表达的分生孢子和生产后才萌发在呼吸道28- - - - - -31日]。
CD203c是ectonucleotide焦磷酸酶/磷酸二酯酶,这是迅速增加表面的嗜碱性粒细胞和肥大细胞在刺激感光过敏原(27]。的生理作用CD203c最近所描述的T赛et al。(32],表明CD203c,迅速引起FcεRI交联,负调节慢性过敏性炎症减少ATP浓度和抑制嗜碱细胞和肥大细胞活动。嗜碱粒细胞的作用在许多临床条件包括ABPA,然而,目前尚不清楚,需要进一步的研究探索。除了ABPA的特色,协会的蝙蝠upregulation CD203c结合特定的IgE反对答:来自烟可能会提供一个方法来进一步区分CF患者敏感答:来自烟从那些ABPA22]。虽然两答:来自烟敏化作用和ABPA似乎加速肺功能下降的CF, ABPA是一个更严重的并发症与支气管扩张和其他结构性肺部病理学(2- - - - - -9,19,20.]。
面积不确定ABPA-S患者临床重要性的范畴,因为它是目前不清楚这类病人代表一种不那么咄咄逼人的ABPA或早期的子集病人进展之前检测到明显的结构性肺损伤(24,33]。没有之前的纵向数据未经处理的ABPA-S病人,据我们所知,发表。蝙蝠在CF-ABPA范围等三个病人在我们的研究人群。重要的是,我们发现这三个CF-ABPA-S患者(补充之一表1)发展到ABPA发病的临床症状和体征,HRCT支气管扩张的结果和应对传统ABPA全身糖皮质激素治疗。ABPA-S演变成ABPA (即。免疫反应不可逆肺损伤的进展)因此似乎是一个潜在的致病的临床路径。这支持ABPA-S代表一个高危人群的观念应当密切监测的进展和治疗早期(33]。
在评估临床类别之间的关系(CF、CF-AC CF-ABPA-S和CF-ABPA)和其他特性的CF疾病,我们观察到一个意外,重大和持久的殖民之间的负相关金黄色葡萄球菌和ABPA以前未报告的协会,需要进一步的研究。似乎可能的存在金黄色葡萄球菌作为一个杰出的CF肺部微生物的分类单元,它包含一个重要的真菌表示(34,35),可能影响的能力答:来自烟殖民和/或感染敏感的病人。尽管有越来越多的研究关注潜在的另一个主要细菌CF病原体之间的相互作用,铜绿假单胞菌,和答:来自烟,我们没有发现一个强大的持久的积极或消极的关系铜绿假单胞菌殖民统治和答:来自烟殖民或ABPA在这项研究中。我们也感兴趣决定蝙蝠含量可能会波动与肺急性加重的CF但是没有发现这样的协会,这意味着主机相关的反应或负责肺急性加重可能不包括大嗜碱细胞启动或激活的变化答:来自烟。正如所料,CF-ABPA与口服糖皮质激素使用在我们的队列。
ABPA在哮喘也可能诊断15]。延误治疗可导致肺功能恶化和支气管扩张以及更严重的哮喘症状。最近的研究试图改善ABPA的诊断哮喘的定义,最佳的否决答:来自烟特殊技能IgE,答:来自烟特殊免疫球蛋白水平(28,36),或胸部HRCT图像细化的结果,如高衰减的发生粘液压紧(16]。虽然我们只能学习两个non-CF ABPA哮喘患者(一个在斯坦福大学,一个在都柏林),嗜碱细胞CD203c表面表达增加。需要进一步的研究证实了这一发现明显更多的哮喘患者都没有和ABPA,但建议的可能性答:来自烟蝙蝠测试也可能在哮喘诊断类似于CF我们发现。
我们研究的一个限制是,我们总IgE水平作为一个重要的使用先天的类别的区别(根据当前ABPA诊断标准建议)对我们的CF患者分为三组进行分类。在未来,可能有利于分类CF或哮喘患者通过CD203c而不是总IgE水平然后比较实用传统IgE-based分类。CD203c蝙蝠的另一个限制是,它可能很难辨别病人敏感答:来自烟从CF-ABPA患者,但我们相信额外的分析答:来自烟特殊技能IgE水平可能会解决这个问题在大多数情况下(22]。最后,它已经表明,HRCT可以检测肺纤维化患者急性加重(37]。我们没有设计我们的研究比较蝙蝠CD203c水平CF和ABPA胸部HRCT支气管扩张患者的成绩,未来的长期研究将需要评估的潜在相关性持久性嗜碱细胞CD203c激活患者胸部HRCT CF-ABPA和支气管扩张的进展。
总之,CD203c嗜碱细胞表面表达,尤其是后体外刺激与答:来自烟过敏原,提供了一种新的诊断ABPA FACS-based方法。类似的结果在斯坦福大学和都柏林有不同的商业答:来自烟提取表明他们可能也有类似的诊断效用,而rAspf1过敏原提供潜在的普遍可用性测试的标准化的过敏原。重要的是,答:来自烟特殊嗜碱细胞反应持续时间CF ABPA的病人,不受事件影响肺恶化或全身性类固醇治疗,也可以区分早期ABPA (即。ABPA-S)作为早期干预的高风险族群。
确认
我们感谢我们的话题的参与;c .美国东岸的斯坦福流式细胞仪设备(美国斯坦福大学,CA)技术支持;Herzenberg实验室的工作人员(斯坦福大学医学院、斯坦福、钙、美国)为关键的建议;梁和c·埃尔南德斯的援助(肺生物学的卓越中心,儿科部门,斯坦福大学医学院,斯坦福、钙、美国);和b . Crepin, d .奉承和i日元(高地医院,罗切斯特,纽约,美国)的支持和/或提供一些分析试剂。
脚注
本文根据作者被修正校正发表在2016年6月出版的欧洲呼吸杂志。
可以从本文的补充材料www.qdcxjkg.com
支持声明:本研究支持了伊丽莎白。纳什纪念奖学金由囊性纤维化研究inc . y . Gernez,格兰特研究从基因泰克R.B.苔藓,罗斯Mosier CF研究基金(R.B. Moss),囊性纤维化基金会疗法inc .)和斯坦福转化疗法发展中心。这项工作从爱尔兰都柏林,爱尔兰科学基金会支持的通过US-Ireland伙伴关系(批准号SFI / 08 /美国/ B1676)。为这篇文章一直存放在资助信息FundRef。
利益冲突:披露可以找到与本文的在线版本www.qdcxjkg.com
- 收到了2015年7月3日。
- 接受2015年8月14日。
- 版权©2016人队