Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI172510.15789/2220-7619-AOT-1725ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleAnalysis of the state of immunity in patients with chronic gastritis infected with Helicobacter pyloriАнализ состояния иммунитета у инфицированных Helicobacter pylori больных хроническим гастритомhttps://orcid.org/0000-0002-9742-7646MokhonovaEkaterina V.МохоноваЕкатерина Валерьевна
Russian Federation

Researcher, Immune Chemistry Laboratory, I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific and Research Institute of Epidemiology and Microbiology of the Rospotrebnadzor

научный сотрудник лаборатории иммунохимии ФБУН Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии

ekaterinamohonova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5905-5722LapinV. A.ЛапинВ. А.
Russian Federation

Junior Researcher, Immune Chemistry Laboratory

младший научный сотрудник лаборатории иммунохимии

fridens.95@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2441-6874MelentievD. A.МелентьевД. А.
Russian Federation

Junior Researcher, Immune Chemistry Laboratory

младший научный сотрудник лаборатории иммунохимии

dim-melente@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7049-6935NovikovD. V.НовиковД. В.
Russian Federation

PhD (Biology), Associate Professor, Leading Researcher, Immune Chemistry Laboratory

к.б.н., доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунохимии

novikov.dv75@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1394-3484NeumoinaN. V.НеумоинаН. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Head Physician of the Infectious Diseases Clinic

к.м.н., главный врач клиники инфекционных болезней

tak1510@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6395-9014PerfilovaK. M.ПерфиловаК. М.
Russian Federation

PhD (Medicine), Deputy Head Physician of the Infectious Diseases Clinic

к.м.н., заместитель главного врача клиники инфекционных болезней

kperfilova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0153-3573NeumoinaM. V.НеумоинаМ. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Head of the Department of Patient Consultation and Admission, Infectious Diseases Clinic

к.м.н., зав. отделением консультации и приема больных клиники инфекционных болезней

tak1510@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3724-4258TroshinaT. A.ТрошинаТ. А.
Russian Federation

Head of the Third Infection Diseases Department, Infectious Diseases Clinic

зав. третьим инфекционным отделением клиники инфекционных болезней

tak1510@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7073-9113ShutovaI. V.ШутоваИ. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Head of the Second Infection Diseases Department, Infectious Diseases Clinic

к.м.н., зав. вторым инфекционным отделением клиники инфекционных болезней

tak1510@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2449-7213NovikovV. V.НовиковВ. В.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Professor, Head of the Immune Chemistry Laboratory

д.б.н., профессор, зав. лабораторией иммунохимии

mbre@mail.ruI.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific and Research Institute of Epidemiology and Microbiology of the Russian Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing (Rospotrebnadzor)ФБУН Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной Роспотребнадзора12042022130520221223063141904202125122021Copyright ©; 2022, Mokhonova E.V., Lapin V.A., Melentiev D.A., Novikov D.V., Neumoina N.V., Perfilova K.M., Neumoina M.V., Troshina T.A., Shutova I.V., Novikov V.V.Copyright ©; 2022, Мохонова Е.В., Лапин В.А., Мелентьев Д.А., Новиков Д.В., Неумоина Н.В., Перфилова К.М., Неумоина М.В., Трошина Т.А., Шутова И.В., Новиков В.В.2022Mokhonova E.V., Lapin V.A., Melentiev D.A., Novikov D.V., Neumoina N.V., Perfilova K.M., Neumoina M.V., Troshina T.A., Shutova I.V., Novikov V.V.Мохонова Е.В., Лапин В.А., Мелентьев Д.А., Новиков Д.В., Неумоина Н.В., Перфилова К.М., Неумоина М.В., Трошина Т.А., Шутова И.В., Новиков В.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/1725

Helicobacter pylori is considered an etiological agent of chronic gastritis and a number of other diseases of the gastrointestinal tract. The immune response to H. pylori is characterized by the development of both pro-inflammatory and tolerogenic reactions. Against this background, the possibility of forming autoimmune shifts is also assumed. The purpose of the present study was to conduct a comparative analysis of the state of immunity in patients with chronic gastritis in the exacerbation stage associated with and not associated with H. pylori infection. There were used whole peripheral blood (n = 50) and serum (n = 49) samples from 162 patients with primary chronic gastritis at the exacerbation stage, in which the presence or absence of H. pylori DNA was tested by real-time PCR in gastric juice. In the peripheral blood of patients, the relative content of CD4+FoxP3+ cells (T regulators) and CD4+CD161+ cells (IL-17 producing cells) was evaluated using flow cytofluorometry and monoclonal antibodies method, the level of mRNA FoxP3 and mRNA IL-17A was determined using real time RT-PCR, and the concentration of IL-2 and IL-23 was determined using enzyme immunoassay. It has been shown that in H. pylori-infected patients with chronic gastritis in the exacerbation stage in comparison with patients not infected with H. pylori, the content of CD4+FoxP3+ cells, CD4+CD161+ cells does not change in the blood, also with the level of mRNA FoxP3 and mRNA IL-17A. Since the equilibrium between the populations of Th17 cells and T regulators is modulated by IL-2, which is important for generating the population of T regulators, but inhibits polarization of the immune response towards Th17 cells, we conducted a comparative assessment of the serum IL-2 level in patients with chronic gastritis. All patients showed an increase in IL-2 content in comparison with the norm. In this case, the concentration of IL-2 in the blood of infected H. pylori patients was statistically significantly higher than in H. pylori-uninfected patients. An important regulator of the function of Th17 cells is also IL-23, which induces the differentiation of naive T lymphocytes into Th17 cells involved in inflammatory and autoimmune reactions. In this regard, we determined the level of this cytokine in the blood of patients with chronic gastritis. Multiple increase of IL-23 concentration in comparison with normal level and higher content of IL-23 in H. pylori-infected patients in comparison with uninfected patients were revealed. On the basis of the obtained data, it can be concluded that an increase in the concentration of IL-23 does not exclude the possibility of forming autoimmune shifts with its participation in persons with helicobacter infection, but the issue requires further study.

Helicobacter pylori считается этиологическим агентом хронического гастрита и ряда других заболеваний желудочно-кишечного тракта. Иммунный ответ на H. pylori характеризуется развитием как провоспалительных, так и толерогенных реакций. На этом фоне предполагается также возможность формирования аутоиммунных сдвигов. Цель настоящей работы — проведение сравнительного анализа состояния иммунитета у больных хроническим гастритом в стадии обострения, ассоциированным и не ассоциированным с инфицированием H. pylori. В работе использовали образцы цельной периферической крови (n = 50) и плазмы крови (n = 49) больных с впервые выявленным хроническим гастритом в стадии обострения, у которых с помощью ПЦР в реальном времени в желудочном соке тестировалось наличие или отсутствие ДНК H. pylori. В периферической крови больных с помощью проточной цитофлуориметрии и моноклональных антител оценивали относительное содержание CD4+FoxP3+ клеток (Т-регуляторы) и CD4+CD161+ клеток (IL-17 продуцирующие клетки), с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени определяли уровень мРНК FoxP3 и мРНК IL-17A, с применением иммуноферментного анализа определяли концентрацию IL-2 и IL-23. Показано, что у инфицированных H. pylori больных хроническим гастритом в стадии обострения, по сравнению с больными, не инфицированными H. pylori, в крови не изменяется содержание CD4+FoxP3+ клеток, CD4+CD161+ клеток, а также уровень мРНК FoxP3 и мРНК IL-17A. Поскольку равновесие между популяциями Тh17-клеток и Т-регуляторов модулируется IL-2, который важен для генерации популяции Т-регуляторов, но ингибирует поляризацию иммунного ответа в сторону Th17-клеток, мы провели сравнительную оценку содержания IL-2 в крови больных хроническим гастритом. У всех больных выявлено повышение содержания IL-2 в сравнении с нормой. При этом концентрация IL-2 в крови инфицированных H. pylori больных была статистически значимо выше, чем у больных, не инфицированных H. pylori. Важным регулятором функции Th17-клеток является также IL-23, индуцирующий дифференцировку наивных Т-лимфоцитов в Тh17-клетки, принимающие участие в воспалительных и аутоиммунных реакциях. В связи с этим мы провели определение уровня данного цитокина в крови больных хроническим гастритом. Выявлено многократное повышение концентрации IL-23 в сравнении с нормальным уровнем и более высокое содержание IL-23 у инфицированных H. pylori больных в сравнении с неинфицированными больными. На основании полученных данных можно заключить, что пoвышение концентрации IL-23 не исключает возможности формирования аутоиммунных сдвигов с его участием у лиц с хеликобактерной инфекцией, однако этот вопрос требует дальнейшего изучения.

Helicobacter pylorichronic gastritislymphocytesflow cytofluorimetryRT-PCRmRNAHelicobacter pyloriхронический гастритлимфоцитыпроточная цитофлуориметрияОТ-ПЦРмРНКI.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific and Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Nizhny Novgorod, Russian FederationФБУН "Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени академика И.Н. Блохиной" РоспотребнадзораМатвеичев А.В., Талаева М.В., Талаев В.Ю., Неумоина Н.В., Перфилова К.М., Лапаев Д.Г., Мохонова Е.В., Цыганова М.И., Коптелова В.Н., Никитина З.И., Лапин В.А., Мелентьев Д.А. Влияние Helicobacter pylori на дифференцировку Т-регуляторных клеток // Анализ риска здоровью. 2017. № 1. С. 21–28. [Matveichev А.V., Talaeva М.V., Talaev V.Yu., Neumoina N.V., Perfilova K.M., Lapaev D.G., Mokhonova E.V., Tsyganova M.I., Koptelova V.N., Nikitina Z.I., Lapin V.A., Melentiev D.A. Influence exerted by Helicobacter pylori on regulatory T-cells differentiation. Analiz riska zdoroviyu = Health Risk Analysis, 2017, no. 1, pp. 21–28. (In Russ.)] doi: 10.21668/health.risk/2017.1.03.engСиняков А.А., Cмирнова О.В., Каспаров Э.В. Показатели некоторых цитокинов у больных хроническим, хроническим атрофическим гастритом на фоне Helicobacter pylori-инфекции // Сибирский журнал естественных наук и сельского хозяйства. 2019. Т. 11, № 5–2. С. 124–128. [Sinyakov A.A., Smirnova O.V., Kasparov E.V. Indicators of some cytokines in patients with chronic, chronic atrophic gastritis with Helicobacter pylori infection. Sibirskiy zhurnal estestvennykh nauk i sel’skogo khozyaystva = Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2019, vol. 11, no. 5–2, pp. 124–128. (In Russ.)] doi: 10.12731/2658-6649-2019-11-5-2-124-128Цыганова М.И., Талаева М.В., Талаев В.Ю., Неумоина Н.В., Перфилова К.М., Мохонова E.B., Лапин В.А., Мелентьев Д.А. Влияние Helicobacter pylori на содержание провоспалительных Т-клеточных цитокинов и продуцирующих их субпопуляций // Анализ риска здоровью. 2018. № 3. С. 120–127. [Tsyganova M.I., Talaeva M.V., Talaev V.Yu., Neumoina N.V., Perfilova K.M., Mokhonova E.V., Lapin V.A., Melentiev D.A. Influence exerted by Helicobacter pylori on concentrations of anti-inflammatory T-cell cytokines and sunpopulations that produce them. Analiz riska zdorov’yu = Health Risk Analysis, 2018, no. 3, pp. 120–127. (In Russ.)] doi: 10.21668/health.risk/2018.3.13.engAfzali B., Mitchell P.J., Edozie F.C., Povoleri G.A.M., Dowson S.E., Demandt L., Walter G., Canavan J.B., Scotta C., Menon B., Chana P.S., Khamri W., Kordasti S., Heck S., Grimbacher B., Tree T., Cope A.P., Taams L.S., Lechler R.I., John S., Lombardi G. CD161 expression characterizes a subpopulation of human regulatory T cells that produces IL-17 in a STAT3-dependent manner. Eur. J. Immunol., 2013, vol. 43, no. 8, pp. 2043–2054. doi: 10.1002/eji.201243296Altobelli A., Bauer M., Velez K., Cover T.L., Müller A. Helicobacter pylori VacA targets myeloid cells in the gastric lamina propria to promote peripherally induced regulatory T-cell differentiation and persistent infection. mBio, 2019, vol. 10, no. 2: e00261-19. doi: 10.1128/mBio.00261-19Caruso R., Fina D., Paoluzi O.A., Blanco G.D.V., Stolfi C., Rizzo A., Caprioli F., Sarra M., Andrei F., Fantini M.C., MacDonald T.T., Pallone F., Monteleone G. IL-23-mediated regulation of IL-17 production in Helicobacter pylori-infected gastric mucosa. Eur. J. Immunol., 2008, vol. 38, no. 2, pp. 470–478. doi: 10.1002/eji.200737635Caruso R., Pallone F., Monteleone G. Emerging role of IL-23/IL-17 axis in H. pylori-associated pathology. World J. Gastroenterol., 2007, vol. 13, no. 42, pp. 5547–5551. doi: 10.3748/wjg.v13.i42.5547Chmiela M., Gonciarz W. Molecular mimicry in Helicobacter pylori infections. World J. Gastroenterol., 2017, vol. 23, no. 22, pp. 3964–3977. doi: 10.3748/wjg.v23.i22.3964Chojnacki C., Popławski T., Błońska A., Błasiak J., Romanowski M., Chojnacki J. Expression of tryptophan hydroxylase in gastric mucosa in symptomatic and asymptomatic Helicobacter pylori infection. Arch. Med. Sci., 2019, vol. 15, no. 2, pp. 416–423. doi: 10.5114/aoms.2018.76928Dixon B.R.E.A., Hossain R., Patel R.V., Algood H.M.C. Th17 Cells in Helicobacter pylori infection: a dichotomy of help and harm. Infect. Immun., 2019, vol. 87, no 11: e00363-19. doi: 10.1128/IAI.00363-19Dominguez-Andres J., Netea M.G. Impact of historic migrations and evolutionary processes on human immunity. Trends Immunol., 2019, vol. 40, no. 12, pp. 1105–1119. doi: 10.1016/j.it.2019.10.001FitzGerald R., Smith S.M. An overview of Helicobacter pylori infection. Methods Mol. Biol., 2021, vol. 2283, pp 1–14. doi: 10.1007/978-1-0716-1302-3_1Hoeve M.A., Savage N.D.L., de Boer T., Langenberg D.M.L., de Waal Malefyt R., Ottenhoff T.H.M., Verreck F.A.W. Divergent effects of IL-12 and IL-23 on the production of IL-17 by human T cells. Eur. J. Immunol., 2006, vol. 36, no. 3, pp. 661–670. doi: 10.1002/eji.200535239Hussain K., Letley D.P., Greenaway A.B., Kenefeck R., Winter J.A., Tomlinson W., Rhead J., Staples E., Kaneko K., Atherton J.C., Robinson K. Helicobacter pylori-mediated protection from allergy is associated with IL-10-secreting peripheral blood regulatory T cells. Front. Immunol., 2016, vol. 7: 71. doi: 10.3389/fimmu.2016.00071Jang T.J. The number of Foxp3-positive regulatory T-cells is increased in Helicobacter pylori gastritis and gastric cancer. Pathol. Res. Pract., 2010, vol. 206, no. 1, pp. 34–38. doi: 10.1016/j.prp.2009.07.019Kandulski А., Malfertheiner Р., Wex Т. Role of regulatory T-cells in H. pylori-induced gastritis and gastric cancer. Anticancer Res., 2010, vol. 30, no. 4, pp. 1093–1103.Lankarani K.B., Honarvar B., Athari S.S. The mechanisms underlying Helicobacter pylori-mediated protection against allergic asthma. Tanaffos, 2017, vol. 16, no. 4, pp. 251–259.Laurence A., Tato C. M., Davidson T.S., Kanno Y., Chen Z., Yao Z., Blank R.B., Meylan F., Siegel R., Hennighausen L., Shevach E.M., O'Shea J.J. Interleukin-2 signaling via STAT5 constrains T helper 17 cell generation. Immunity, 2007, vol. 26, no. 3, pp. 371–381. doi: 10.1016/j.immuni.2007.02.009Leja M., Axon A., Brenner H. Epidemiology of Helicobacter pylori infection. Helicobacter, 2016, vol. 21, no. 1, pp. 3–7. doi: 10.1111/hel.12332Li L., He J., Zhu L., Yang J.Y., Jia R., Liu X., Liu Y., Sun X., Li Z. The clinical relevance of IL-17-producing CD4+ CD161+ cell and its subpopulations in primary Sjögren’s Syndrome. J. Immunol. Res., 2015: 307453. doi: 10.1155/2015/307453Magen E., Delgado J.-S. Helicobacter pylori and skin autoimmune diseases. World J. Gastroenterol., 2014, vol. 20, no. 6, pp. 1510–1516. doi: 10.3748/wjg.v20.i6.1510Maggi L., Santarlasci V., Capone M., Peired A., Frosali F., Crome S.Q., Querci V., Fambrini M., Liotta F., Levings M.K., Maggi E., Cosmi L., Romagnani S., Annunziato F. CD161 is a marker of all human IL-17-producing T-cell subsets and is induced by RORC. Eur. J. Immunol., 2010, vol. 40, no. 8, pp. 2174–2181. doi: 10.1002/eji.200940257Murphy C.A., Langrish C.L., Chen Y., Blumenschein W., McClanahan T., Kastelein R.A., Sedgwick J.D., Cua D.J. Divergent pro- and antiinflammatory roles for IL-23 and IL-12 in joint autoimmune inflammation. J. Exp. Med., 2003, vol. 198, no. 12, pp. 1951–1957. doi: 10.1084/jem.20030896Outlioua A., Badre W., Desterke C., Echarki Z., El Hammani N., Rabhi M., Riyad M., Karkouri M., Arnoult D., Khalil A., Akarid K. Gastric IL-1β, IL-8, and IL-17A expression in Moroccan patients infected with Helicobacter pylori may be a predictive signature of severe pathological stages. Cytokine, 2020, vol. 126: 154893. doi: 10.1016/j.cyto.2019.154893Ramesh R., Kozhaya L., McKevitt K., Djuretic I.M., Carlson T.J., Quintero M.A., McCauley J.L., Abreu M.T., Unutmaz D., Sundrud M.S. Pro-inflammatory human Th17 cells selectively express P-glycoprotein and are refractory to glucocorticoids. J. Exp. Med., 2014, vol. 211, no. 1, pp. 89–104. doi: 10.1084/jem.20130301Schinocca C., Rizzo C., Fasano S., Grasso G., Barbera L.L., Ciccia F., Guggino G. Role of the IL-23/IL-17 pathway in rheumatic diseases: an overview. Front. Immunol., 2021, vol. 12: 637829. doi: 10.3389/fimmu.2021.637829Shen H., Goodall J.C., Gaston J.S.H. Frequency and phenotype of peripheral blood Th17 cells in ankylosing spondylitis and rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum., 2009, vol. 60, no. 6, pp. 1647–1656. doi: 10.1002/art.24568Tanaka S., Nagashima H., Cruz M., Uchida T., Uotani T., Abreu J.A.J., Mahachai V., Vilaichone R., Ratanachuek T., Tshering L., Graham D.Y., Graham D.Y., Yamaoka Y. Interleukin-17C in human Helicobacter pylori gastritis. Infect. Immun., 2017, vol. 85, no. 10: e00389-17. doi: 10.1128/IAI.00389-17Wang S.K., Zhu H.F., He B.S., Zhang Z.Y., Chen Z.T., Wang Z.Z., Wu G.L. CagA+ H. pylori infection is associated with polarization of T helper cell immune responses in gastric carcinogenesis. World J. Gastroenterol., 2007, vol. 13, no. 21, pp. 2923–2931. doi: 10.3748/wjg.v13.i21.2923Zaky D.S.E., El-Nahrery E.M.A. Role of interleukin-23 as a biomarker in rheumatoid arthritis patients and its correlation with disease activity. Int. Immunopharmacol., 2016, vol. 31, pp. 105–108. doi: 10.1016/j.intimp.2015.12.011Zuo Z.T., Ma Y., Sun Y., Bai C.Q., Ling C.H., Yuan F.L. The protective effects of Helicobacter pylori infection on allergic asthma. Int. Arch. Allergy Immunol., 2021, vol. 182, no. 1, pp. 53–64. doi: 10.1159/000508330