Influence of activated Epstein-Barr virus and HHV-6 on the course and control of bronchial asthma in children of the Amur region

  • Authors: Suprun E.N.1, Suprun S.V.2, Vlasova M.A.3, Kuderova N.I.3, Evseeva G.P.3, Lebed'ko O.A.3
  • Affiliations:
    1. a.Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection, b.Far Eastern State Medical University
    2. Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection
    3. Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection
  • Section: SHORT COMMUNICATIONS
  • URL: https://iimmun.ru/iimm/article/view/2006

Cite item

Abstract

The role of viral infection in bronchial asthma (BA) is well-known and is presented, in particular, in GINA. The effect of pneumotropic intracellular persistent viruses of the herpes group on the course of BA is of particular interest. The most common viruses of this group are cytomegalovirus, Epstein-Barr virus (EBV), and human herpesvirus 6 (HHV-6). The role of cytomegalovirus has been considered in our previous publications; hence this study focuses on EBV and HHV-6.

We examined 167 children with BA. The diagnosis and clinical assessment of the disease was carried out in accordance with the current national clinical guidelines. Groups of patients with controlled asthma (70 patients), partially controlled and uncontrolled asthma (97 patients) were formed. The detection of EBV and HHV-6 DNA was carried out in throat swabs by PCR; the level of IgA, M, G, general and specific E, IL4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 18 and TNFα in blood serum was determined by enzyme immunoassay; subpopulations of lymphocytes were determined by flow cytometry. The dose of topic GCS was taken into account with reference to the fluticosone equivalent; the function of external respiration was studied by spirometry.

It was revealed that EBV DNA is released in 14.2% of cases, while HHV-6 - in 19.0% of cases, 14.4% and 52.4% of patients (respectively) do not shed the pathogen DNA. At the same time, patients with uncontrolled BA are significantly more likely to shed the pathogen DNA, thus EBV is released in 17.1% vs. 4.5% of patients with controlled BA, HHV-6 is released in 19.5% vs. 13.6%.  Children with controlled BA, on the contrary, significantly more often (63.6% vs. 51.2%) do not shed viral DNA. Children shedding viruses have higher levels of IL-5 which are 0.91 pg/ml for EBV and 0.29 pg/ml for HHV-6; in patients who shed DNA of both pathogens the level of IL-5 is 0.25 pg/ml vs. 0.11 pg/ml in those who do not shed the pathogen; higher level of total IgE - 184.5 IU for EBV, 113.1 IU for HHV-6, and 371.7 IU in children shedding both viruses vs. 95.2 IU in children not releasing DNA pathogens; lower level of FEV1: EBV - 96.6%, HHV-6 - 98.8%, and 106.2% in patients shedding both viruses vs. 109.8% in patients not shedding the pathogen DNA. Patients shedding EBV DNA require higher doses of topic GCS to achieve disease control: EBV 325.0 mcg, HHV-6 186.4 mcg; those shedding both viruses require 328.1 mcg of topic GCS vs. 198.6 mcg in patients not shedding the pathogen DNA.

Thus, activation of both EBV and HHV-6 worsens the control of BA and aggravates its course, but the persistence of EBV has a more pronounced effect on the course of the disease and its control.

Full Text

Влияние активации вирус Эпштейна-Барр и вируса герпеса человека 6 типа на течении и контроль бронхиальной астмы у детей Приамурья

Введение:

Роль вирусной инфекции при бронхиальной астме (БА) давно известна, отражена в международных согласительных документах, в том числе GINA последних редакций [1].  Периодически появляются новые обобщающие работы по этой проблеме [2]. Однако особый интерес представляет влияние на развитие и течение БА персистирующих вирусов группы герпеса. Они длительное время, часто пожизненно персистируют в слизистой бронхов и неизбежно принимают участие в патоморфозе БА [3]. Наиболее распространёнными из них являются цитомегаловирус (ЦМВ, ВГЧ-5 или CMV, HHV-5), вирус Эпштейна-Барр (ВЭБ, ВГЧ-4 или EBV, HHV-4) и вирус герпеса человека 6 типа (ВГЧ-6 или HHV-6). В ряде исследований, у детей, страдающих БА, инфицированных вирусами типа герпес выявлены достоверные различия в интерлейкиновом профиле в сравнении с пациентами, не выделяющими ДНК возбудителей, в частности более высокое содержания TNFα, интерлейкинов 1, 2, 4 и 10, и более низкое интерлейкина 6 и 8 [4]. Показана большая встречаемость ВЭБ у детей с бронхиальной астмой [5]. Подтверждена частота выделения ДНК вируса именно в бронхиальном эпителии у больных с БА в сравнении с лицами, не страдающими БА, что свидетельствует о его активном размножении в органе мишени – бронхах при этом заболевании [6]. Установлена положительная взаимозависимость между активацией ВЭБ и уровнем иммуноглобулина Е у детей с БА [7]. Роль ВГЧ-6 в патогенезе БА в доступной литературе отражена намного слабее, встречаются лишь единичные статьи, касающиеся этой темы, где выдвигается тезис о протективной роли персистенции этого вируса, в этих исследованиях показано, что воздействие ВГЧ -6 значительно ингибировало выработку IL4, IL и IL3 в лаважной жидкости и в легочной ткани, подвергшийся воздействию вируса при бронхиальной астме в модели на мышах [8]. Роль цитомегаловируса рассматривалась в наших предыдущих работах [9, 10] поэтому данное исследование посвящено ВЭБ и ВГЧ -6.

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния активации ВЭБ и ВГЧ-6 в эпителии дыхательных путей на контролируемость и течение БА у детей Приамурья.

Материалы и методы                                           

Работа проведена на базе клиники (педиатрическое и консультативно диагностическое отделение) и лаборатории комплексных методов исследований бронхолегочной и перинатальной патологии Хабаровского филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательского института охраны материнства и детства в период с 2017 по 2021 год. Обследовано 167 детей, страдающих БА в возрасте от 1 до 17 лет, проживающих в Дальневосточном федеральном округе (Хабаровский край, Еврейская автономная область, Амурская область) из них 54,1% горожане, 45,9% проживают в сельской местности; средний возраст детей составил 7,3±1,6 года; 55,4% – мальчики, 44,6% – девочки; у 40,3% из них была легкая степень БА, у 47,5% средней тяжести и у 12,2% тяжелая; средний астматический стаж на момент поступления по данным анамнеза составил 42±7,1 месяцев. Критерии включения: подтверждение диагноза БА, наличие доказательства ее атопического генеза – сенсибилизация к респираторным аллергенам; критерии исключения: наличие иных бронхолегочных патологий, наличие острых инфекционных заболеваний на момент обследования. В результате сформированы две группы: контролируемое течение БА (70 пациентов), частично контролируемое и неконтролируемое течение БА (97 пациентов) согласно критериям Клинических рекомендаций [11].

Оценка требуемой для обеспечения контроля дозы топического глюкокортикостероида проводилась по флутикозону с пересчетом иных препаратов по уровню биоэквивалентности.

Определение ДНК вируса Эпштейна-Барр и вируса герпеса 6 типа проводилось методом ПЦР с использованием для выделения ДНК и амплификации наборов НПФ Литех (г.Москва), учет продуктов амплификации проводился методом электрофореза в агарозном геле. Для определения уровней IgA, M, G, E общего и специфических, IL4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 18 и TNFα в сыворотке крови применяли иммуноферментный метод с использованием тест-систем «Вектор-Бест», определение проводилось посредством автоматического спектрофотометра Lazurite «Вектор-Бест». Исследование лимфоидных популяций осуществляли на цитометре FACSCalibur “Becton Dickinson” с панелью моноклональных антител “Becton Dickinson”.

При статистическом анализе результатов исследования использовались стандартные методы вариантной статистики с применением пакета статистических программ: «STATISTICA» для «Windows» (версия 10.0). Проверка на нормальность распределения статистических показателей проводилась с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. В настоящей работе значения представлены в виде – М±m – средней ± «стандартная ошибка средней» (SD/sqrt(n) = SEM (Standard Error Means), где n – объем выборки. Проверку статистической гипотезы равенства групповых средних проводили по t-критерию Стьюдента (двухвыборочный t-критерий). Кроме того, оценивалась достоверная разница долей в группах. При описании достоверности результатов статистического анализа было использовано выражение «р<0,05».

Исследования проводились в соответствии с принципами текущего пересмотра Хельсинской декларации (64th WMA General Assembly, Fortaleza, Brazil, October, 2013). Все манипуляции проводились с персонального добровольного информированного согласия исследуемых и/или их законных представителей, во всех таблицах статистической обработки, кроме первичной, обследуемые представлены под порядковыми номерами. Электронная таблица Excel с первичными данными хранилась под защитой пароля и была доступна только участникам исследования. Дизайн исследования утвержден этическим комитетом ХФ ДНЦ ФПД – НИИ ОМиД протокол №5 от 14.05.2017.

Результаты и обсуждение:

В ходе исследований выявлено, что выделяют в зеве ДНК ВЭБ 14,2% больных с БА, ВГЧ-6 – 19,0%, ДНК обеих возбудителей – 14,4%, соответственно 52,4% пациентов не выделяют ДНК (Рисунок 1).

При анализе распространённости выделения ДНК вирусов в группах с контролируемой и неконтролируемой астмой получены следующие результаты (Таблица 1).

Пациенты с контролируемой БА достоверно чаще (63,6% против 51,2%) не выделяют ДНК вирусов, больные с неконтролируемой астмой достоверно чаще (17,1% против 4,5%) выделяют ДНК ВЭБ, у них есть четко выраженная тенденция к более частому (19,5% против 13,6%) выделению ДНК ВГЧ-6, четких различий в одномоментном выделении ДНК обеих вирусов нет.

При оценке клинико-иммунологических показателей у детей с БА в зависимости от выделения ДНК вирусов были получены статистически различающиеся результаты (Таблица 2).

Так, уровень IL5, во многом определяющего атопическое воспаление, достоверно выше у детей, выделяющих ДНК ВЭБ в сравнении с пациентами, не выделяющими ДНК вирусов (0,91 пг/мл против 0,11 пг/мл), тенденция к повышению этого показателя есть и у детей, выделяющих ВГЧ-6 – 0,29 пг/мл и оба вируса – 0,25 пг/мл. У детей, выделяющих ДНК исследуемых вирусов, выше содержание В-лимфоцитов, непосредственно вырабатывающих IgЕ, как абсолютное, так и относительное: достоверно у детей с активацией ВЭБ – 506,7 против 398,7 и 19% против 15,1% соответственно; при ВГЧ-6 – 489,7 и 16,4% соответственно; у выделяющих оба вируса имеет место тенденция той же направленности – 426,0 и16,5% соответветственно. У пациентов с активацией вирусов выше и уровень IgЕ, непосредственно инициирующего атопическое воспаление в тканях-мишенях, достоверно у выделяющих ДНК ВЭБ – 184,5 МЕ против 95,2 МЕ и продуцирующих оба вируса – 371,7 МЕ, и тенденция той же направленности с активацией ВГЧ-6 – 113,1 МЕ. Следует отметить, что больные выделяющие ДНК обеих вирусов, имеют достоверно более высокий уровень IgЕ в сравнении со всеми остальными группами, а выделяющие ВЭБ не только в сравнении с непродуцирующими ДНК вирусов, но и с выделяющими ВГЧ-6.

При анализе клинических показателей в этих группах выявлено достоверное снижение ОФВ1 у пациентов, выделяющих ДНК ВЭБ и ВГЧ-6 в сравнении с не выделяющими вирусы -          96,6% и 98,8% от долженствующего против 109,8%, и тенденция к таковому у продуцирующих оба вируса, их ОФВ1 составил 106,2%.

Дети, выделяющие ДНК ВЭБ, потребляют достоверно большие дозы ТГКС в сравнении с не выделяющим вирусов. При чем, как в случае изолированного продуцирования ДНК ВЭБ - 325 мкг против 198,6мкг, так и при совместной активации с вирусом ВГЧ-6 – 328,1 мкг, пациенты с изолированным выделением ВГЧ-6 достоверных различий с не выделяющими вирусов не имеют, потребляя в сутки 186,4 мкг. Дети с БА, выделяющие вирусы, достоверно более часто, чем не выделяющие, нуждаются в комбинированной терапии, при продукции ВЭБ в 100%, ВГЧ-6 в 83,4%, при комбинированном выделении в 88,8%, пациенты, не продуцирующие ДНК вирусов лишь в 66,1%.

Заключение:

Полученные нами данные показывают влияние активации ВЭБ и HHV-6 в эпителии дыхательных путей на иммунопатогенез и течение БА. Больные с неконтролируемой астмой достоверно чаще, более в три раза для ВЭБ и в полтора раза для ВГЧ-6 типа выделяют ДНК вирусов в мазках из зева.  У детей, выделяющих вирусы более высокий (для ВЭБ в 9 раз, для ВГЧ-6 в 3 раза) уровень IL-5, так же более высокий (для ВЭБ в 2 раза) уровень IgЕ, достоверно более низкий уровень ОФВ1. Пациенты, выделяющие ДНК ВЭБ требуют на 40% более высоких доз ТГКС для достижения контроля над заболеванием. Таким образом, оба вируса ухудшают течение и контроль бронхиальной астмы, но персистенция ВЭБ имеет более выраженное влияние на течение заболевания и контроль над ним.

×

About the authors

Evgeniy Nikolaevich Suprun

a.Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection,
b.Far Eastern State Medical University

Author for correspondence.
Email: evg-suprun@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1089-8884
SPIN-code: 5268-7056
Scopus Author ID: 640929

PhD, Senior Researcher of Groups of health and environmental problems of mother and child health; allergist-immunologist; associate Professor of the Department of hospital and faculty Pediatrics with a course of propaedeutics of children's diseases

Russian Federation

Stefaniya Viktorovna Suprun

Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection

Email: stefanya-suprun@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6724-3654
SPIN-code: 5653-0906
Scopus Author ID: 119862

Doctoral Degree in Medicine, Main staff scientist of Groups of health and environmental problems of mother and child health

Russian Federation, 49/1 Voronezhskaya Str., Khabarovsk,680022, Russian Federation

Marina Alexandrovna Vlasova

Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection

Email: 132456-9@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1435-5163

PhD, Senior Researcher, Molecular Genetic Diagnosis Group, Laboratory of Integral Methods of Bronchopulmonary and Perinatal Pathology Research

Russian Federation, 49/1 Voronezhskaya Str., Khabarovsk,680022, Russian Federation

Natalia Ivanovna Kuderova

Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection

Email: nataliya_kuderova@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-4225-3247
SPIN-code: 3283-0291

research associate of the group of clinical immunology and endocrinology Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection

Russian Federation, 49/1 Voronezhskaya Str., Khabarovsk,680022, Russian Federation

Galina Petrovna Evseeva

Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection

Email: evceewa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7528-7232
SPIN-code: 8565-3889
Scopus Author ID: 119860

Doctoral Degree in Medicine, Head of Groups of health and environmental problems of mother and child health Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection

Russian Federation, 49/1 Voronezhskaya Str., Khabarovsk,680022, Russian Federation

Olga Antonovna Lebed'ko

Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Maternity and Childhood Protection

Email: leoaf@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8855-7422
SPIN-code: 7688-2674
Scopus Author ID: 112567

Doctoral Degree in Medicine, Director Research Institute of Maternity and Childhood Protection, Senior Researcher Laboratory of Integral Methods of Bronchopulmonary and Perinatal Pathology Research

Russian Federation, 49/1 Voronezhskaya Str., Khabarovsk,680022, Russian Federation

References

  1. Global initiative for Asthma. Global strategy for Asthma Management and Prevention 2022. - URL: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2020/04/GINA-2020-full-report_-final-_wms.pdf. (05.04.2022)
  2. Role of viruses in asthma / T. Jartti, K. Bønnelykke, V. Elenius, W. Feleszko // Semin Immunopathol. – 2020. - № 42 (1). – P. 61-74. doi: 10.1007/s00281-020-00781-5
  3. Конищева, А.Ю. Вирусы семейства Herpesviridae и аутореактивность у больных бронхиальной астмой / А.Ю. Конищева, В.Б. Гервазиева // Рос. иммунол. журн. – 2019. -№ 22 (2-1). – С. 320–322.
  4. Чернышева, О.Е. Клинико-иммунологические особенности бронхиальной астмы у детей, протекающей на фоне персистирующих внутриклеточных инфекций / О.Е. Чернышева // Здоровье ребенка. – 2015. - №1 (60). – С. 69-76.
  5. Konishcheva, A. Immunological features of active herpesviral infection in bronchial asthma / A Konishcheva, V. Gervazieva // European Respiratory Journal Sep. – 2018. – Vol. 52 (62). – P. PA4470. doi: 10.1183/13993003.congress-2018.PA4470
  6. Lung virome: New potential biomarkers for asthma severity and exacer-bation / S. Choi, K.H. Sohn, J.W. Jung [et al.] // Journal of Allergy and Clinical Immunology. - 2021. - № 148(4). – P. 1007-1015. DOI.org/10.1016/j.jaci.2021.03.017
  7. Estimation of serum immunoglobulin E level in asthma and its correlation with Epstein Barr Virus (EBV) infection / Younis, Alaa & Al-Hamadany, Alaa & Mahdy, Alaa // Tikrit Journal of Pure Science - 2018. – Vol. 23 (9). – P. 12-15.
  8. Exposure to Human Herpes Virus Type 6 Protects Against Allergic Asthma in Mice / A. Svensson, N. Almqvist, A.G. Chandy [et al.] // J Aller Ther. – 2010. - № 1. – P. 101. doi: 10.4172/2155-6121.1000101
  9. Супрун Е.Н., Козлов В.К., Морозова О.И., Ефименко М.В. Влияние персистенции цитомегаловируса на течение бронхиальной астмы у детей. Медицинская иммунология. 2012;14(3):201-206. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2012-3-201-206
  10. Супрун Е.Н., Козлов В.К. Обоснование необходимости целенаправленной терапии цитомегаловируса у детей с бронхиальной астмой. Медицинская иммунология. 2013;15(3):269-276. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2013-3-269-276
  11. Клинические рекомендации «Бронхиальная астма» Министерство здраво-охранения Российской Федерации - URL: http://spulmo.ru/upload/kr_bronhastma_2019.pdf (12.07.2019)

Supplementary files

There are no supplementary files to display.


Copyright (c) Suprun E.N., Suprun S.V., Vlasova M.A., Kuderova N.I., Evseeva G.P., Lebed'ko O.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies