Высокочувствительный мультиплексный анализ интерлейкинов в конденсате выдыхаемого воздуха у детей с бронхиальной астмой: диагностическая значимость IL-13 и IL-17А

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Интерлейкины играют ключевую роль в формировании различных эндотипов бронхиальной астмы, что определяет особенности клинического течения заболевания и эффективность терапии. Конденсат выдыхаемого воздуха (КВВ) представляет собой перспективный неинвазивный материал для оценки локального воспаления дыхательных путей при бронхиальной астме, однако данные о возможности определения цитокинов в КВВ у детей ограничены. Цель исследования – установить возможность детекции и диагностическую значимость IL-4, IL-5, IL-13 и IL-17А в КВВ у детей с бронхиальной астмой с использованием высокочувствительного мультиплексного анализа. Обследовано 169 детей в возрасте 6-17 лет (104 с бронхиальной астмой и 65 здоровых). КВВ собирали с помощью RTube (Respiratory Research, США), проводили концентрирование образцов и определяли уровни интерлейкинов методом мультиплексного анализа на платформе MAGPIX (Luminex, США). Анализ концентраций интерлейкинов в КВВ показал, что у детей с БА наблюдаются статистически значимые изменения по сравнению с контрольной группой. У детей с астмой выявлено значимое повышение частоты детекции IL-13 (53,9% против 30,8%, p = 0,003) и IL-17А (57,7% против 27,7%, p = 0,001) по сравнению с контролем. Частота выявления этих цитокинов прогрессивно увеличивалась с нарастанием тяжести заболевания, достигая для IL-13 72,7% и для IL-17А 63,6% при тяжелой астме. Полученные результаты демонстрируют возможность детекции ключевых цитокинов в КВВ у детей с БА использованием высокочувствительного мультиплексного анализа после предварительного концентрирования образцов. Определение IL-13 и IL-17А в КВВ может рассматриваться как потенциальный неинвазивный биомаркер тяжести бронхиальной астмы у детей. Для внедрения метода в клиническую практику необходимы дальнейшие исследования с большим количеством пациентов и стандартизация процедуры концентрирования образцов. Полученные данные демонстрируют перспективность использования КВВ для неинвазивной оценки локального воспаления дыхательных путей у детей с БА.

Об авторах

М. В. Смольникова

Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера – обособленное подразделение ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”»

Автор, ответственный за переписку.
Email: smarinv@yandex.ru

к.б.н., руководитель группы молекулярно-генетических исследований, ведущий научный сотрудник

Россия, Красноярск

Н. Н. Горбачева

Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера – обособленное подразделение ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”»

Email: smarinv@yandex.ru

старший научный сотрудник клинического отделения соматического и психического здоровья детей

Россия, Красноярск

С. Ю. Терещенко

Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера – обособленное подразделение ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”»

Email: smarinv@yandex.ru

д.м.н., профессор, заведующий клиническим отделением соматического и психического здоровья детей

Россия, Красноярск

Список литературы

  1. Сидоренко Г.И., Зборовский Э.И., Левина Д.И. Поверхностно-активные свойства конденсата выдыхаемого воздуха (новый способ исследования функций легких) // Терапевтический архив, 1980. Т. 53, № 3. С. 65-68. [Sidorenko G.I., Zborovskiĭ E.I., Levina D.I. Surface-active properties of the exhaled air condensate (a new method of studying lung function). Terapevticheskiy arkhiv = Therapeutic Archive, 1980, Vol. 52, no. 3, pp. 65-68. (In Russ.)]
  2. Global Asthma Report 2021. Global Asthma Network. Available at: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2021/05/GINA-Main-Report-2021-V2-WMS.pdf.
  3. Hao W., Li M., Zhang C., Zhang Y., Wang P. Inflammatory mediators in exhaled breath condensate and peripheral blood of healthy donors and stable COPD patients. Immunopharmacol. Immunotoxicol., 2019, Vol. 41, no. 2, pp. 224-230.
  4. Horváth I., Hunt J., Barnes P.J., Alving K., Antczak A., Baraldi E., Becher G., Van Beurden W.J., Corradi M., Dekhuijzen R., Dweik R.A., Dwyer T., Effros R., Erzurum S., Gaston B., Gessner C., Greening A., Ho L.P., Hohlfeld J., Jöbsis Q., Laskowski D., Loukides S., Marlin D., Montuschi P., Olin A.C., Redington A.E., Reinhold P., van Rensen E.L., Rubinstein I., Silkoff P., Toren K., Vass G., Vogelberg C., Wirtz H. Exhaled breath condensate: methodological recommendations and unresolved questions. Eur. Respir. J., 2005, Vol. 26, no. 3, pp. 523-548.
  5. Kasule G.W., Hermans S., Semugenze D., Wekiya E., Nsubuga J., Mwachan P., Kabugo J., Joloba M., García-Basteiro A.L., Ssengooba W. Non-sputum-based samples and biomarkers for detection of Mycobacterium tuberculosis: the hope to improve childhood and HIV-associated tuberculosis diagnosis. Eur J. Med. Res., 2024, Vol. 29, no. 1, 502. doi: 10.1186/s40001-024-02092-z.
  6. Kita K., Gawinowska M., Chełmińska M., Niedoszytko M. The Role of Exhaled Breath Condensate in Chronic Inflammatory and Neoplastic Diseases of the Respiratory Tract. Int J. Mol Sci., 2024, Vol. 25, no. 13, 7395. doi: 10.3390/ijms25137395.
  7. Maison N., Omony J., Illi S., Thiele D., Skevaki C., Dittrich A.M., Bahmer T., Rabe K.F., Weckmann M., Happle C., Schaub B., Meyer M., Foth S., Rietschel E., Renz H., Hansen G., Kopp M.V., Von Mutius E., Grychtol R., Fuchs O., Roesler B., Welchering N., Kohistani-Greif N., Kurz J., Landgraf-Rauf K., Laubhahn K., Liebl C., Ege M., Hose A., Zeitlmann E., Berbig M., Marzi C., Schauberger C., Zissler U., Schmidt-Weber C., Ricklefs I., Diekmann G., Liboschik L., Voigt G., Sultansei L., Nissen G., König I.R., Kirsten A.M., Pedersen F., Watz H., Waschki B., Herzmann C., Abdo M., Biller H., Gaede K.I., Bovermann X., Steinmetz A., Husstedt B.L., Nitsche C., Veith V., Szewczyk M., Brinkmann F., Malik A., Schwerk N., Dopfer C., Price M., Jirmo A.C., Habener A., Deluca D.S., Gaedcke S., Liu B., Calveron M.R., Weber S., Schildberg T., Van Koningsbruggen-Rietschel S., Alcazar M. T2-high asthma phenotypes across lifespan. Eur. Respir. J., 2022, Vol. 60, no. 3, 2102288. doi: 10.1183/13993003.02288-2021.
  8. Montesi S.B., Mathai S.K., Brenner L.N., Gorshkova I.A., Berdyshev E.V., Tager A.M., Shea B.S. Docosatetraenoyl LPA is elevated in exhaled breath condensate in idiopathic pulmonary fibrosis. BMC Pulm. Med., 2014, Vol. 14, 5. doi: 10.1186/1471-2466-14-5.
  9. Nessen E., Toussaint B., Israëls J., Brinkman P., Maitland-Van Der Zee A.H., Haarman E. The non-invasive detection of pulmonary exacerbations in disorders of mucociliary clearance with breath analysis: a systematic review. J. Clin Med., 2024, Vol. 13, no. 12, 3372. doi: 10.3390/jcm13123372.
  10. Pleil J.D., Wallace M.A.G., Madden M.C. Exhaled breath aerosol (EBA): the simplest non-invasive medium for public health and occupational exposure biomonitoring. J. Breath Res., 2018, Vol. 12, no. 2, 027110. doi: 10.1088/1752-7163/aa9855.
  11. Steinke J.W., Lawrence M.G., Teague W.G., Braciale T.J., Patrie J.T., Borish L. Bronchoalveolar lavage cytokine patterns in children with severe neutrophilic and paucigranulocytic asthma. J. Allergy Clin. Immunol., 2021, Vol. 147, no. 2, pp. 686-693.
  12. Stiegel M.A., Pleil J.D., Sobus J.R., Morgan M.K., Madden M.C. Analysis of inflammatory cytokines in human blood, breath condensate, and urine using a multiplex immunoassay platform. Biomarkers, 2015, Vol. 20, no. 1, pp. 35-46.
  13. Szunerits S., Dörfler H., Pagneux Q., Daniel J., Wadekar S., Woitrain E., Ladage D., Montaigne D., Boukherroub R. Exhaled breath condensate as bioanalyte: from collection considerations to biomarker sensing. J. Anal. Bioanal. Chem., 2023, Vol. 415, no. 1, pp. 27-34.
  14. Thomas P.S., Lowe A.J., Samarasinghe P., Lodge C.J., Huang Y., Abramson M.J., Dharmage S.C., Jaffe A. Exhaled breath condensate in pediatric asthma: promising new advance or pouring cold water on a lot of hot air? A systematic review. J. Pediatr. Pulmonol., 2013, Vol. 48, no. 5, pp. 419-442.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Смольникова М.В., Горбачева Н.Н., Терещенко С.Ю., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).