Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI115710.15789/2220-7619-2019-3-4-539-548ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИThe phenotype of NK-cells in the dynamics of the post-operative period in patients with peritonitis in depending on the outcome of the diseaseФенотип NK-клеток в динамике послеоперационного периода у больных перитонитом в зависимости от исхода заболеванияSavchenkoA. A.СавченкоА. А.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Head of the CellularMolecular Physiology and Pathology Laboratory, 

Krasnoyarsk

д.м.н., профессор, руководитель лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии,

г. Красноярск

aasavchenko@yandex.ruBorisovA. G.БорисовА. Г.
Russian Federation

PhD (Medicine), Leading Researcher, CellularMolecular Physiology and Pathology Laboratory, 

Krasnoyarsk

к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной физиологии и патологии,

г. Красноярск

2410454@mail.ruKudryavcevI. V.КудрявцевИ. В.
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Immunology;

Associate Professor, Department of Immunology,

197376, St. Petersburg, Akademika Pavlova str., 12,

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории общей иммунологии;

доцент кафедры иммунологии,

197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, 12

igorek1981@yandex.ruBelenjukV. D.БеленюкВ. Д.
Russian Federation

Junior Researcher, Cellular-Molecular Physiology and Pathology Laboratory,

Krasnoyarsk

младший научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной физиологии и патологии,

г. Красноярск

dyh.88@mail.ruKrasnoyarsk Science Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Scientific Research Institute of Medical Problems of the NorthФГБНУ Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение «НИИ медицинских проблем Севера»Research Institute of Experimental MedicineФГБНУ Институт экспериментальной медициныPavlov First Saint Petersburg State Medical University, St. PetersburgГБОУ ВПО Первый Санкт Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова МЗ РФ1511201993-45395480503201920052019Copyright ©; 2019, Savchenko A.A., Borisov A.G., Kudryavcev I.V., Belenjuk V.D.Copyright ©; 2019, Савченко А.А., Борисов А.Г., Кудрявцев И.В., Беленюк В.Д.2019Savchenko A.A., Borisov A.G., Kudryavcev I.V., Belenjuk V.D.Савченко А.А., Борисов А.Г., Кудрявцев И.В., Беленюк В.Д.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/1157

Our study was aimed at investigating dynamic phenotype pattern of peripheral blood NK cells in patients with widespread purulent peritonitis (WPP) during postoperative period depending on disease outcome. A total of 48 patients aged 30–63 with acute surgical diseases and abdominal injuries complicated by WPP were examined. Blood sampling was performed before surgery (preoperative period) as well as on day 7, 14 and 21 during postoperative period. 40 apparently healthy age-matched subjects were included in control group. Peripheral blood NK cell phenotyping was performed by using flow cytometry with directly immunofluorescently tagged antibodies. Mean fluorescence intensity was measured to estimate expression levels of NK cell surface receptors was measured. It was found that in patients with a favorable WPP outcome during preoperative period the percentage of mature NK cells was decreased that was restored by the end of the postoperative period (21 days post-surgery) due to elevated mature, cytotoxic and cytokine-producing NK cell subsets. In addition, percentage of CD11b-positive NK cell subsets was increased upon favorable outcome by the end of postoperative period as well as frequency of CD57-positive NK cells relative to the preoperative period. However, frequency of mature NK cells with unfavorable WPP outcome vs. control vs. favorable outcome was decreased during preoperative and entire postoperative period. Moreover, amount of cytotoxic NK cells was elevated during examination period upon unfavorable WPP outcome. Further, percentage of mature CD11b-positive NK cells in this patient cohort was decreased during preoperative period and post-surgery. Percentage of CD57-positive NK cells was decreased during entire postoperative period in patients with unfavorable vs. favorable outcome vs. control group. At the same time, patients with unfavorable outcome of this infectious-inflammatory disease were shown to display upregulated expression of CD28 and CD57 markers on NK cells. such features identified in phenotype of peripheral blood NK cells in patients with unfavorable WPP outcome reflect abnormal mechanisms in NK cell maturation and migration, which, in turn, determines disturbance in events regulating acute inflammatory reaction in WPP. 

Целью исследования явилось изучение фенотипа NK-клеток в крови у больных распространенным гнойным перитонитом (РГП) в динамике послеоперационного периода в зависимости от исхода заболевания. Обследовано 48 пациентов с острыми хирургическими заболеваниями и травмами органов брюшной полости, осложнившимися РГП, в возрасте 30–63 лет. Забор крови производили перед операцией (дооперационный период), а также на 7, 14 и 21 сутки послеоперационного периода. В качестве контроля обследовано 67 относительно здоровых людей аналогичного возрастного диапазона. Исследование фенотипа NK-клеток крови проводили методом проточной цитометрии с использованием прямой иммунофлуоресценции цельной периферической крови. По средней интенсивности флуоресценции оценивались уровни экспрессии рецепторов на мембране NK-клеток. Обнаружено, что у больных с благоприятным исходом РГП в дооперационном периоде снижено содержание зрелых NK-клеток. Восстановление количества NK-клеток у данной категории больных к концу послеоперационного периода (21 сутки после операции) осуществляется за счет повышения уровней зрелых, цитотоксических и цитокин-продуцирующих клеток. При благоприятном исходе заболевания к концу послеоперационного периода среди всех исследуемых субпопуляциях NK-клеток крови повышается доля с экспрессией CD11b-рецептора и увеличивается количество CD57+ NK-клеток относительно дооперационного уровня. У больных с неблагоприятным исходом РГП в дооперационном и в течение всего послеоперационного периода выявляется снижение содержания зрелых NK-клеток как относительно показателей здоровых людей, так и пациентов с благоприятным исходом заболевания. При неблагоприятном исходе РГП к концу наблюдаемого периода повышается уровень цитотоксических NK-клеток в крови. У данной категории больных в дооперационном периоде и после операции доля зрелых NK-клеток с экспрессией CD11b снижается. В течение всего послеоперационного периода при неблагоприятном исходе заболевания понижено содержание CD57+ NK-клеток как относительно контрольного диапазона, так и количества в крови у больных с благоприятным исходом РГП. В то же время у больных с неблагоприятным исходом данного инфекционно-воспалительного заболевания на NK-клетках крови повышается уровень экспрессии CD28 и CD57. Выявленные особенности фенотипа NK-клеток крови при неблагоприятном исходе заболевания отражают нарушения в механизмах созревания и миграции NK-клеток, что, в свою очередь, определяет расстройство процессов регулирования острой воспалительной реакции при РГП. 

peritonitisoutcome of the diseaseNK-cellsactivation markersadhesion receptorspreoperative periodpostoperative treatmentперитонитисход заболеванияNK-клеткиактивационные маркерыадгезионные рецепторыдооперационный периодпослеоперационное лечение1. Гасанов М.Дж. Формирование алгоритмов для определения степени тяжести эндотоксикоза при перитонитах // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2015. № 1. С. 54–57. doi: 10.17116/hirurgia2015154-57 (In Russ.)]2. Зурочка А.В., Хайдуков С.В., Кудрявцев И.В., Черешнев В.А. Проточная цитометрия в биомедицинских исследованиях. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2018. 720 с.3. Косинец В.А. Иммунорегулирующие свойства реамберина в комплексном лечении распространенного гнойного перитонита // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2013. № 7. С. 29–32.4. Кудрявцев И.В., Субботовская А.И. Опыт измерения параметров иммунного статуса с использованием шестицветного цитофлуоримерического анализа // Медицинская иммунология. 2015. Т. 17, № 1. С. 19–26. doi: 10.15789/1563-0625-2015-1-19-26 (In Russ.)]5. Савченко А.А., Гвоздев И.И., Борисов А.Г., Черданцев Д.В., Первова О.В., Кудрявцев И.В., Мошев А.В. Особенности фагоцитарной активности и состояния респираторного взрыва нейтрофилов крови у больных распространенным гнойным перитонитом в динамике послеоперационного периода // Инфекция и иммунитет. 2017. Т. 7, № 1. С. 51–60.6. Савченко А.А., Модестов А.А., Мошев А.В., Тоначева О.Г., Борисов А.Г. Цитометрический анализ NK- и NKT-клеток у больных почечноклеточным раком // Российский иммунологический журнал. 2014. Т. 8 (17), № 4. С. 1012–1018.7. Селькова М.С., Никитина О.Е., Селютин А.В., Михайлова В.А., Эсауленко Е.В. Особенности содержания NK-клеток у больных хроническим гепатитом С // Медицинская иммунология. 2012. Т. 14, № 4–5. С. 439–444. doi: 10.15789/1563-0625-2012- 4-5-439-444 (In Russ.)]8. Adib Rad H., Basirat Z., Mostafazadeh A., Faramarzi M., Bijani A., Nouri H.R., Soleimani Amiri S. Evaluation of peripheral blood NK cell subsets and cytokines in unexplained recurrent miscarriage. J. Chin. Med. Assoc., 2018, vol. 81, no. 12, pp. 1065– 1070. doi: 10.1016/j.jcma.2018.05.0059. Anuforo O.U.U., Bjarnarson S.P., Jonasdottir H.S., Giera M., Hardardottir I., Freysdottir J. Natural killer cells play an essential role in resolution of antigen-induced inflammation in mice. Mol. Immunol., 2018, vol. 93, pp. 1–8. doi: 10.1016/j.molimm.2017.10.01910. Ben Mkaddem S., Aloulou M., Benhamou M., Monteiro R.C. Role of FcγRIIIA (CD16) in IVIg-mediated anti-inflammatory function. J. Clin. Immunol., 2014, vol. 34, suppl. 1, S46–50. doi: 10.1007/s10875-014-0031-611. Björkström N.K., Riese P., Heuts F., Andersson S., Fauriat C., Ivarsson M.A., Björklund A.T., Flodström-Tullberg M., Michaëlsson J., Rottenberg M.E., Guzmán C.A., Ljunggren H.G., Malmberg K.J. Expression patterns of NKG2A, KIR, and CD57 define a process of CD56dim NK-cell differentiation uncoupled from NK-cell education. Blood, 2010, vol. 116, no. 19, pp. 3853–3864. doi: 10.1182/blood-2010-04-28167512. Chen C., Ai Q.D., Chu S.F., Zhang Z., Chen N.H. NK cells in cerebral ischemia. Biomed. Pharmacother., 2019, vol. 109, pp. 547– 554. doi: 10.1016/j.biopha.2018.10.10313. Crinier A., Milpied P., Escalière B., Piperoglou C., Galluso J., Balsamo A., Spinelli L., Cervera-Marzal I., Ebbo M., GirardMadoux M., Jaeger S., Bollon E., Hamed S., Hardwigsen J., Ugolini S., Vély F., Narni-Mancinelli E., Vivier E. High-dimensional single-cell analysis identifies organ-specific signatures and conserved NK cell subsets in humans and mice. Immunity, 2018, vol. 49, no. 5, pp. 971–986. doi: 10.1016/j.immuni.2018.09.00914. Damele L., Montaldo E., Moretta L., Vitale C., Mingari M.C. Effect of tyrosin kinase inhibitors on NK cell and ILC3 development and function. Front. Immunol., 2018, vol. 9, pp. 2433. doi: 10.3389/fimmu.2018.0243315. Gardiner C.M. NK cell function and receptor diversity in the context of HCV infection. Front. Microbiol., 2015, vol. 6, pp. 1061. doi: 10.3389/fmicb. 2015.0106116. Gianchecchi E., Delfino D.V., Fierabracci A. NK cells in autoimmune diseases: Linking innate and adaptive immune responses. Autoimmun. Rev., 2018, vol. 17, no. 2, pp. 142–154. doi: 10.1016/j.autrev.2017.11.01817. Jabir N.R., Firoz C.K., Ahmed F., Kamal M.A., Hindawi S., Damanhouri G.A., Almehdar H.A., Tabrez S. Reduction in CD16/ CD56 and CD16/CD3/CD56 natural killer cells in coronary artery disease. Immunol. Invest., 2017, vol. 46, no. 5, pp. 526–535. doi: 10.1080/08820139.2017.130686618. Kared H., Martelli S., Ng T.P., Pender S.L., Larbi A. CD57 in human natural killer cells and T-lymphocytes. Cancer Immunol. Immunother., 2016, vol. 65, no. 4, pp. 441–452. doi: 10.1007/s00262-016-1803-z19. Lin W., Man X., Li P., Song N., Yue Y., Li B., Li Y., Sun Y., Fu Q. NK cells are negatively regulated by sCD83 in experimental autoimmune uveitis. Sci. Rep., 2017, vol. 7, no. 1, pp. 12895. doi: 10.1038/s41598-017-13412-120. Mariage M., Sabbagh C., Yzet T., Dupont H., NTouba A., Regimbeau J.M. Distinguishing fecal appendicular peritonitis from purulent appendicular peritonitis. Am. J. Emerg. Med., 2018, vol. 36, no. 12, pp. 2232–2235. doi: 10.1016/j.ajem.2018.04.01421. Melsen J.E., Lugthart G., Lankester A.C., Schilham M.W. Human circulating and tissue-resident CD56(bright) natural killer cell populations. Front. Immunol., 2016, vol. 7, pp. 262. doi: 10.3389/fimmu.2016.0026222. Müller A.A., Dolowschiak T., Sellin M.E., Felmy B., Verbree C., Gadient S., Westermann A.J., Vogel J., LeibundGut-Landmann S., Hardt W.D. An NK cell perforin response elicited via IL-18 controls mucosal inflammation kinetics during salmonella gut infection. PLoS Pathog., 2016, vol. 12, no. 6: e1005723. doi: 10.1371/journal.ppat.100572323. Oboshi W., Watanabe T., Matsuyama Yu., Kobara A., Yukimasa N., Ueno I., Aki K., Tada T., Hosoi E. The influence of NK cellmediated ADCC: Structure and expression of the CD16 molecule differ among FcγRIIIa-V158F genotypes in healthy Japanese subjects. Human Immunol., 2016, vol. 77, iss. 2, pp. 165–171. doi: 10.1016/.humimm.2015.11.00124. Parodi M., Raggi F., Cangelosi D., Manzini C., Balsamo M., Blengio F., Eva A., Varesio L., Pietra G., Moretta L., Mingari M.C., Vitale M., Bosco M.C. Hypoxia modifies the transcriptome of human NK cells, modulates their immunoregulatory profile, and influences NK cell subset migration. Front. Immunol., 2018, vol. 9, pp. 2358. doi: 10.3389/fimmu.2018.0235825. Peng H., Tian Z. NK cells in liver homeostasis and viral hepatitis. Sci. China Life Sci. 2018, vol. 61, no. 12, pp. 1477–1485. doi: 10.1007/s11427-018-9407-226. Rasid O., Ciulean I.S., Fitting C., Doyen N., Cavaillon J.M. Local Microenvironment controls the compartmentalization of NK cell responses during systemic inflammation in mice. J. Immunol., 2016, vol. 197, no. 6, pp. 2444–2454. doi: 10.4049/jimmunol.160104027. Ren Y., Hua L., Meng X., Xiao Y., Hao X., Guo S., Zhao P., Wang L., Dong B., Yu Y., Wang L. Correlation of surface toll-like receptor 9 expression with IL-17 production in neutrophils during septic peritonitis in mice induced by E. coli. Mediators Inflamm., 2016: 3296307. doi: 10.1155/2016/329630728. Schmid M.C., Khan S.Q., Kaneda M.M., Pathria P., Shepard R., Louis T.L., Anand S., Woo G., Leem C., Faridi M.H., Geraghty T., Rajagopalan A., Gupta S., Ahmed M., Vazquez-Padron R.I., Cheresh D.A., Gupta V., Varner J.A. Integrin CD11b activation drives anti-tumor innate immunity. Nat. Commun., 2018, vol. 9, no. 1, pp. 5379. doi: 10.1038/s41467-018-07387-429. Shindo Y., McDonough J.S., Chang K.C., Ramachandra M., Sasikumar P.G., Hotchkiss R.S. Anti-PD-L1 peptide improves survival in sepsis. J. Surg. Res., 2017, vol. 208, pp. 33–39. doi: 10.1016/j.jss.2016.08.09930. Solana R., Campos C., Pera A., Tarazona R. Shaping of NK cell subsets by aging. Curr. Opin. Immunol., 2014, vol. 29, pp. 56–61. doi: 10.1016/j.coi.2014.04.00231. Song P., Zhang J., Zhang Y., Shu Z., Xu P., He L., Yang C., Zhang J., Wang H., Li Y., Li Q. Hepatic recruitment of CD11b+Ly6C+ inflammatory monocytes promotes hepatic ischemia/reperfusion injury. Int. J. Mol. Med., 2018, vol. 41, no. 2, pp. 935–945. doi: 10.3892/ijmm.2017.331532. Stojanovic A., Fiegler N., Brunner-Weinzierl M., Cerwenka A. CTLA-4 is expressed by activated mouse NK cells and inhibits NK Cell IFN-γ production in response to mature dendritic cells. J. Immunol., 2014, vol. 192, no. 9, pp. 4184–4191. doi: 10.4049/jimmunol.130209133. Sutherland D.R., Ortiz F., Quest G., Illingworth A., Benko M., Nayyar R., Marinov I. High-sensitivity 5-, 6-, and 7-color PNH WBC assays for both Canto II and Navios platforms. Cytometry B. Clin. Cytom., 2018, vol. 94, no. 1, pp. 1–15. doi: 10.1002/cyto.b.2162634. Tahrali I., Kucuksezer U.C., Altintas A., Uygunoglu U., Akdeniz N., Aktas-Cetin E., Deniz G. Dysfunction of CD3– CD16+CD56dim and CD3–CD16–CD56bright NK cell subsets in RR-MS patients. Clin. Immunol., 2018, vol. 193, pp. 88–97. doi: 10.1016/j.clim.2018.02.00535. Tomasdottir V., Vikingsson A., Hardardottir I., Freysdottir J. Murine antigen-induced inflammation — a model for studying induction, resolution and the adaptive phase of inflammation. J. Immunol. Methods, 2014, vol. 415, pp. 36–45. doi: 10.1016/j.jim.2014.09.00436. Trojan K., Zhu L., Aly M., Weimer R., Bulut N., Morath C., Opelz G., Daniel V. Association of peripheral NK cell counts with Helios(+) IFN-γ(-) T(regs) in patients with good long-term renal allograft function. Clin. Exp. Immunol., 2017, vol. 188, no. 3, pp. 467–479. doi: 10.1111/cei.1294537. Van Acker H.H., Capsomidis A., Smits E.L., Van Tendeloo V.F. CD56 in the immune system: more than a marker for cytotoxicity? Front. Immunol., 2017, vol. 8, pp. 892. doi: 10.3389/fimmu.2017.00892