| المجلد 7 ,
العدد 2
, ربيع الأول 1435 - كانون الثاني (يناير) 2014 |
| |
| دراسة دور sICAM-1 وبعض الواصمات المناعية في الربو القصبي لدى الأطفال |
| Studying the Role of sICAM-1 and Some Immunological Markers in Children Bronchial Asthma |
| د. نوّار حسواني، أ.د. إياد طرفة* و أ.د. خليل القوتلي |
| Heswany N; Turfah E*. and AL-Kwatly Kh. |
كلية الصيدلة، *كلية الطب، جامعة دمشق
Faculty of Pharmacy, *Faculty of Medicine, Damascus University |
| الملخص Abstract |
تلعب جزيئات الالتصاق (ICAMS) adhesion Molecules ومنها جزيء الالتصاق الداخلي (ICAM-1) Intracellular Adhesion Molecule دوراً هاماً في الربو، فهي تنظم ارتشاح الخلايا إلى الرئتين وتتواسط الطور الالتهابي في الربو. ويؤدي وجود ICAM-1 على سطح الخلايا البطانية للَمسْالَكٌ الهَوائِيّة إلى التصاق الحمضات أولاً، ثم اللمفاويات وأخيراً الوحيدات، كفِعْلُ الزِّناد لتحريض المسالك الهوائية.
ينجم عن تفعيل الحمضات زَوالُ الحُبَيبات وإطلاق بروتين الحمضات الهابطي (ECP) Eosinophil Cationic Protein الذي يلعب دوراً في التهاب المسالك الهوائية، فهو سام للخلايا وسام للأعصاب، وله دور في إعادة صياغة مزمنة لبنية نسيج الرئة وهو يحرض موت العضلات الملساء القصبية بالنخر.
لذلك كان هدف هذه الدراسة كشف الفروقات في المستويات المصلية للجزء الذواب منICAM-1 (sICAM-1) وECP بين الأطفال المصابين بالربو والشواهد الأصحاء.
شملت مجموعة الدراسة 88 عينة (28 مريض ربو متقطع خفيف، 16 مريض ربو مستمر خفيف، 12 مريض ربو مستمر معتدل، 12 مريض ربو مستمر حاد، و20 شواهد).
جرت مقايسة كل من sICAM-1 وECP بطريقة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA).
كانت مستويات ECP المصلية أعلى لدى الأطفال المصابين بالربو منها لدى الشواهد، لكن مستويات sICAM-1 لم تكن أعلى. فلم توجد هنالك فروقات يعتد بها بين المرضى والشواهد، كما أظهرت الدراسة عدم وجود علاقة ارتباط قوية يعتد بها إحصائياً بين sICAM-1 وECP.
|
Adhesion molecules (ICAMs) and one of them called Intracellular Adhesion Molecules (ICAM-1) have an important role in asthma, by regulating cell infiltration to lungs and mediating in asthma inflammation phase. The presence of ICAM-1 on the surface of airways endothelial cells results in eosinophil adhesion first, then lymphocyte and finally monocyte, as a reaction of airways triggers.
Eosinophil activation results in degranulation and releasing ECP (Eosinophil Cationic Protein), that has an important role in airways inflammation, it is cytotoxic, neurotoxic, and has a role in chronic remodeling lung tissue and it stimulates bronchial smooth muscle death by necrosis.
So the aim of this study is to detect the differences of serum sICAM-1 and ECP levels between children with asthma and healthy controls.
The study group involved 88 samples (28 patients with mild intermittent asthma, 16 mild persistent asthma, 12 moderate persistent asthma, 12 severe persistent asthma, and 20 controls).
ICAM-1 and ECP were tested by the enzyme-linked immune sorbent assay (ELISA).
Serum ECP levels were higher in patients than controls, but sICAM-1 levels were not higher. Neither significant differences between patients and controls, nor a correlation between sICAM-1 and ECP, were found.
|
| المقدمة Introduction |
جزيء الالتصاق الداخلي (ICAM-1) Intra-cellular Adhesion Molecule هو عبارة عن بروتين سكري (1، 2) عبر غشائي وزنه الجزيئي بين 80-114 كيلودالتون حسب درجة الارتباط بالسكر (1)، يُعبَّر عنه بنيوياً على سطح بعض الخلايا (مثل الخلايا التغصنية والخلايا البطانية) أو يجري تحريض ظهوره على سطحها (3) بوساطة السيتوكينات الداعمة للالتهاب (1).
ينتمي ICAM-1 إلى عائلة الغلوبولينات المناعية الكبيرة Ig superfamily، وهو يعمل كربيطة لإنتغرين الكريات البيضاء وLFA-1 مستضد اللمفاويات الرئيسي والفبرينوجين (3) وهو المستقبل الخلوي لأحد أنماط Rhinovirus (4).
يتألف ICAM-1 من:
1. قسم خارج خلوي (3) يتكون من 453 حمضاً أمينياً كارهاً للماء (1).
2. قسم عبر الغشاء.
3. ذيل هيولي قصير (3).
له دور هام في الربو، فهو يتدخل في هجرة الكريات البيضاء عبر البطانة إلى مكان العدوى، وفي التآثر بين الخلايا المقدمة للمستضد والخلايا التائية، فارتباط (LFA- 1) Lymphocyte Functional Antigen-1 مع ICAM-1 يسهل ارتباط (T Cell Receptor (TCR مع معقد ببتيد-MHC على الخلايا المقدمة للمستضد وهذا يؤدي لبدء الإشارة، كما يلعب دوراً هاماً في نقل الإشارة عبر الخلية والذي يؤدي إلى إعادة ترتيب الأكتين في هيكل الخلية، الذي من المحتمل أنه يساعد في انسلال الكريات البيضاء، كما يفعّل ICAM-1 الشلال الداعم للالتهاب الذي يسبب الاستجابة الالتهابية (1).
تبدي الفئران التي ينقصها ICAM-1 خللاً في تعبئة الكريات البيضاء في الرئتين وفرط استجابة أقل في المسالك الهوائية والتهاباً أقل في الرئة (5).
|
جزيء الالتصاق الداخلي الذواب (sICAM-1)
soluble Intracellular Adhesion Molecule
هذا الجزيء هو الشكل الذواب الموجود في الدوران للـ ICAM-1 (3)، يتألف من الحقول الخمسة خارج الخلوية ويفتقر للمنطقة عبر الغشاء وللذيل الهيولي (1). يجول في الدوران بشكل معقدات من جزيئين أو أكثر (3). يتنافس مع ICAM-1 على الارتباط مع LFA-1، Rhinovirus وبالتالي يمكن أن يكون له دور في منع التآثر بين الخلايا البطانية والكريات البيضاء. وبينت عدة دراسات أن إضافة sICAM-1 إلى أنماط خلوية في المختبر يفعل الشلال الداعم للالتهاب ويسبب تولد الأوعية، مما يقترح دوره في الأمراض الالتهابية المزمنة (1).
يوجد sICAM-1 في سوائل الجسم: المصل، السائل الدماغي الشوكي، القشع والسائل الزليلي، كما كُشف في البول وسائل الغسل القصبي السنخي، مما يشير إلى أنه يتحرر في السبيل الرئوي ويتحكم بتحرره عدة سيتوكينات وعوامل مختلفة (3).
تبين بدراسة النمط الجيني وتعدد الأشكال للجين المشفر لـ sICAM-1، أن النمط K469E مرتبط بالإصابة بالربو لدى الأطفال، ومرتبط بمستويات sICAM-1 المصلية المرتفعة (5).
بينت الدراسات في المختبر، باستخدام خلايا بطانية مزروعة، أن sICAM-1 يعكس التعبير عن ICAM على هذه الخلايا، لذلك اقترح أن التحرر من سطح الخلايا يجري بوساطة حالاّت بروتين نوعية تفك الارتباط بين 1-ICAM وغشاء الخلية، كما بينت دراسات أخرى وجود عوامل انتساخ ترمز الرنا المرسال في الخلايا، نوعية لـ sICAM، تزيد الاصطناع، لذلك يوجد على الأقل آليتان لتوليد sICAM (3).
بروتين الحمضات الهابطي
Eosinophil Cationic Protein (ECP)
هو عبارة عن ريبونكلياز، عضو من عائلة الريبونكلياز الكبيرة، يعرف بـ RNase3 (6، 7).
وهو ببتيد وحيد السلسلة يحتوي 133 حمضاً أمينياً. وتحتوي هذه السلسلة ثلاثة مواقع لارتباط السكاكر (وهذه السكاكر هي حمض السياليك أو غالاكتوز أو أستيل غلوكوز أمين)، مما يفسر اختلاف الوزن الجزيئي للـ ECP. وتحتوي سلسلته على 8 ثمالات سيستئين موزعة على الببتيد؛ ثمالتان محفزتان هما الليزين والهيستيدين وهما المسؤولتان عن تحطيم RNA؛ 19 ثمالة أرجينين في الجزء الخارجي من البروتين وهي تزيد من قلويته وقد تكون سبباً في ثباته؛ ثمالتان من التربتوفان من الخارج، لهما دور في ارتباطه مع الأغشية الشحمية (6).
للـ ECP خواص سامة للخلايا، سامة للأعصاب، ومحرضة لتشكل الفيبرين. وله مهام منظمة للمناعة، فهو يقوم بضبط الخلايا المناعية والمخاطية، كما يؤثر مباشرة في العداوى الجرثومية والفيروسية والطفيلية. ويلعب دوراً في التهاب المسالك الهوائية وفي إعادة صياغة مزمنة لبنية أنسجة الرئة المزمن، فهو يحرض موت العضلات الملساء في القصبات، بطريقة النخر (6).
وجدت مستويات عالية من ECP في الدم وسائل الغسول القصبي السنخي واللعاب والقشع عند مرضى الربو، مما يثبت دور محبات الحمض المُفعّلة في تطور المرض (6). يتم تصنيعه ونقله وتخزينه في الحبيبات الثانوية الناضجة، وذلك في المرحلة التي تصبح فيها الحمضات جاهزة لمغادرة نقي العظام وتحتوي 13.5 مكغ ECP/ خلية (6).
|
| المواد والطرق Materials and Methods |
جرى جمع العينات من المراكز التالية:
• مستشفى الأطفال في دمشق.
• مستشفى النبك في القلمون.
• مستشفى يبرود في القلمون.
شـملت مجموعة الدراسة 88 عينة (28 مريض ربو متقطع خفيف، 16 مريض ربو مستمر خفيف، 12 مريض ربو مستمر معتدل، 12 مريض ربو مستمر حاد، و 20 عينة شاهدة).
بُزلت 5 مل دم ضمن أنبوب جاف ومن ثم نُبذت بسرعة 1200 دورة/ د بدرجة حرارة الغرفة لمدة 10 دقائق.
قسم المصل ضمن أنابيب إيبندورف وحفظت بدرجة حرارة -20°م إلى حين إجراء المقايسات.
أجريت المقايسة بطريقة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم، في بنك الدم في جامعة دمشق، حيث جرى تعيين مستويات sICAM-1 المصلية باستخدام عتيدة من شركة IBL International GMBH الألمانية، وعُينت مستويات ECP باستخدام عتيدة من شركة MBL international corporation الأمريكية.
|
| النتائج Results |
| جزيء الالتصاق الداخلي الذواب sICAM-1 |
وجدنا أن المتوسط الحسابي لقيم sICAM-1 لدى المجموعة الشاهدة 583.2 ng/ml. ولدى مجموعة الأطفال المصابين بالربو المتقطع الخفيف 691.1 ng/ml ، مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر الخفيف 745.7 ng/ml، مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر المعتدل 655.5 ng/ml، مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر الحاد 668.6 ng/ml (الشكل 1).
بتطبيق اختبار T. student وجد فارق يعتد به إحصائياً بين مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر الخفيف ومجموعة الشواهد (P=0.0033).
وعند دراسة الفارق ضمن مجموعة مرضى الربو كاملةً، بغض النظر عن العمر والجنس وشدة الربو (68 مريض) ومجموعة الشواهد (20 طفل) لم يلاحظ فارق يعتد به إحصائياً (P=0.091).
ECP
وجدنا أن المتوسط الحسابي لقيم ECP لدى المجموعة الشاهدة ng/ml 16.5. ولدى مجموعة الأطفال المصابين بالربو المتقطع الخفيف 46.3 ng/ml، مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر الخفيف 55.5 ng/ml، مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر المعتدل 40.9 ng/ml، مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر الحاد47.2 ng\ml (الشكل 2). وبتطبيق اختبار T. Student وجد فارق يعتد به إحصائياً بين مجموعة الأطفال المصابين بالربو المتقطع الخفيف ومجموعة الشواهد (P=0.0001)، كما وجد فارق
يعتد به إحصائياً بين مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر الخفيف ومجموعة الشواهد (P=0.0086) وبين مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر المعتدل ومجموعة الشواهد (P=0.0042) وأيضاً بين مجموعة الأطفال المصابين بالربو المستمر الحاد ومجموعة الشواهد (P=0.0008). وبدراسة الفارق فيما بين مجموعة مرضى الربو كاملة (68 مريضاً)، بغض النظر عن العمر والجنس وشدة الربو ومجموعـة الشـواهد (20 طفلاً) بتطبيق اختبار T student لوحظ فارق يعتد به إحصائياً (P<0.0001) (الشكل 3).
لدى دراسة العلاقة بين مستويات ECP المصلية ومستويات sICAM-1 المصلية وجدت علاقة ارتباط عكسية ضعيفة لا يعتد بها إحصائياً (R =-0.182، P=0.138) (الشكل4).
|
 |
| المناقشة Discussion |
لم تظهر الدراسة ارتفاعاً واضحاً في قيم sICAM-1 المصلية لدى مرضى الربو، مقارنة بالشواهد ولم تختلف قيم sICAM-1 اختلافاً كبيراً باختلاف شدة الربو وكانت القيم مرتفعة عند مرضى الربو المستمر الخفيف، لكن لم تتوافق دراستنا مع دراسة كل من Ren Bing Tang وزملائه عام 2002 (8)، ودراسة Bijan Zaden وزملائه عام 2009 (9) (حيث جرت المقايسة فيهما لدى المرضى الأطفال والبالغين أثناء النوبات الحادة للربو الحاد والمعتدل، أما في هذه الدراسة فلم تجرِ المقايسة أثناء حدوث النوبة). ومن حيث وجود فارق هام في مستويات sICAM-1 المصلية بين المرضى والشواهد، لم تظهر دراستنا وجود فارق يعتد به إحصائياً.
توافقت دراستنا مع دراسة Figen Dogu (10) وزملائه عام 2002، من حيث أن المتوسط في الحالات الحادة أكبر من المتوسط لدى الشواهد، لكن لا يوجد فارق يعتد به إحصائياً. وأرجعوا السبب إلى تناول الأطفال للستيرويدات الإنشاقية التي تثبط التعبير عن sICAM-1 وتمنع تحرره.
ترتفع قيم ECP المصلية لدى الأطفال المصابين بالربو بالمقارنة مع المجموعة الشاهدة، حيث أظهرت نتائجنا ارتفاعاً واضحاً في مستويات ECP المصلية لدى مرضى الربو، مقارنة مع المجموعة الشاهدة، ويعكس ذلك تفعيل الحمضات في الربو القصبي وبالتالي الالتهاب الجاري في المسالك الهوائية، ودور الالتهاب الحامضي في الربو القصبي. وتوافقت نتائجنا مع نتائج دراسة PWK Chan و Samsinah (11)، ودراســة
Samari و AL obaidi عام 2010 (12).
|
| الاستنتاجات Conclusion |
| * إن مقايسة ECP في المصل لدى الأطفال تشكل دليلاً على التهاب المسالك الهوائية المتواسط بالحمضات المفعّلة وقد يشكل واصماً داعماً في تشخيص الربو، أما sICAM-1 فلم يظهر لدينا في الدراسة ارتفاع واضح في قيمه وقد يعود السبب في ذلك إلى أن الأطفال الخاضعين للدراسة كانوا مشخصين مسبقاً وموضوعين على العلاج، وهذا يمكن أن يثبط التعبير عنه أو يمنع تحرره من سطح الخلايا البطانية للقصبات. ولكن ذلك لا يقلل من أهمية هذا الواصم في ربو الأطفال، حيث أن له دوراً هاماً في تعبئة الخلايا في العملية الالتهابية للربو ويجب إجراء دراسات أوسع لدوره في ربو الأطفال وتحديد تأثير تناول الأدوية على تركيزه في المصل. |
| المراجع References |
1-Lawson C. and Wolf S.
ICAM-1 signaling in endothelial cells.
Pharmacological Reports; 61: 22-32, 2009.
2-Alvaro M.
Adhesion molecules and asthma.
Allergologia et Immunopathologia; 28: 110-115, 2000.
3-Witkowska AM. and Borawska MH. Soluble intercellular adhesion molecule?1 (sICAM?1). an overview.
European cytokine network; 15: 91-98, 2004.
4-Stanley P; McDowall A; Bates PA; Brashaw J. and Hogg N.
The second domain of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) maintains the structural integrity of the leukocyte function-associated antigen-1 (LFA-1) ligand-binding site in the first domain.
Biochemistry Journal; 351: 79-86, 2000.
5-Puthothu B; Krueger M; Bernhardt M. and Heinzmann A.
ICAM1 amino-acid variant K469E is associated with paediatric bronchial asthma and elevated sICAM1 levels.
Genes and Immunity; 7: 322-326, 2006.
6-Bystrom J; Amin K. and Bailey DB.
Analysing the eosinophil cationic protein - a clue to the function of the eosinophil granulocyte.
Respiratory Research; 12: 1-10, 2011.
7-Jonsson UB; Hakansson LD; Jogi R; Janson C. and Venge P.
Associations of ECP (eosinophil cationic protein)-gene polymorphisms to allergy, asthma, smoke habits and lung function in two Estonian and Swedish sub cohorts of the ECRHS II study.
Bio Med Central Pulmonary Medicine; 10: 36, 2010.
8-Tang R.B; Chen S.J; Soong W.J. and Chung R.L.
Circulating adhesion molecules in sera of asthmatic children.
Pediatric Pulmonology; 33: 249-254, 2002.
9-Bijanzadeh M; Ramachandra NB;Mahesh PA; Savitha MR; Vijayakumar GS; Kumar B; Manjunath BS. and Jayaraj BS.
Soluble intercellular adhesion molecule-1 and E-selectin in patients with asthma exacerbation.
Lung Journal; 187: 315-320, 2009.
10-Doegu F; Ikincioegullari A; Eegin
Y. and Babacan E.
Circulating adhesion molecule levels in childhood asthma.
Indian Pediatrics; 39: 1017-1021, 2002.
11-Chan P W K; Samsinah H H; Arpin H Z; Mustafa A M. and Bruyne J A.
Serum Eosinophilic Cationic Protein
(ECP) In Asthmatic Malaysian Children.
Medecine Journal Malaysia; 57: 201-204, 2002.
12-Samarai A; Al Obaidi A; Al- Janabi J. and Al Samarai A.
Role of Eosinophil Cationic Protein in Asthma and Confounding Factors.
The Internet Journal of Asthma, Allergy and Immunology; 7(2): 2, 2010.
|
| |
| |
| المجلد 7 ,
العدد 2
, ربيع الأول 1435 - كانون الثاني (يناير) 2014 |
|
|
|
