Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI38310.15789/2220-7619-2016-1-33-44ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИLYMPHOCYTE SUBSETS AND CYTOKINES IN BLOOD AND CEREBROSPINAL FLUID IN CHILDREN WITH VIRAL AND BACTERIAL MENINGITISСУБПОПУЛЯЦИИ ЛИМФОЦИТОВ И ЦИТОКИНЫ В КРОВИ И ЦЕРЕБРОСПИНАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ ВИРУСНЫХ И БАКТЕРИАЛЬНЫХ МЕНИНГИТАХ У ДЕТЕЙAlekseevaL. A.АлексееваЛ. А.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Head and Leading Researcher, Department of Clinical Laboratory Diagnostics, Scientific Research Institute of Children’s Infections, St. Petersburg, Russian Federation

д.б.н., руководитель и ведущий научный сотрудник отдела клинической лабораторной диагностики ФГБУ НИИ детских инфекций ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия

ZheleznikovaG. F.ЖелезниковаГ. Ф.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Senior Researcher, Department of Clinical Laboratory Diagnostic, Scientific Research Institute of Children’s Infection, St. Petersburg, Russian Federation 197002, Russian Federation, St. Petersburg, Prof. Popova str., 9, Phone: +7 905 267-41-32 (mobile).

д.м.н., профессор, старший научный сотрудник отдела клинической лабораторной диагностики ФГБУ НИИ детских инфекций ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия 197002, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 9, Tел.: 8 905 267-41-32 (моб.) 

zheleznikova.galina@gmail.comZhirkovA. A.ЖирковА. А.
Russian Federation

Junior Researcher, Department of Clinical Laboratory Diagnostics, Scientific Research Institute of Children’s Infections, St. Petersburg, Russian Federation

младший научный сотрудник отдела клинической лабораторной диагностики ФГБУ НИИ детских инфекций ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия

SkripchenkoN. V.СкрипченкоН. В.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Deputy Director of Science, Scientific Research Institute of Children’s Infections, St. Petersburg, Russian Federation

д.м.н., профессор, зам. директора по научной работе ФГБУ НИИ детских инфекций ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия

VilnitsA. A.ВильницА. А.
Russian Federation

PhD, Senior Researcher, Department of Neuroinfections and Organic Pathology of Nervous System, Scientific Research Institute of Children’s Infections, St. Petersburg, Russian Federation

к.м.н., старший научный сотрудник отдела нейроинфекций и органической патологии нервной системы ФГБУ НИИ детских инфекций ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия

MonakhovaN. E.МонаховаН. Е.
Russian Federation

Researcher, Department of Clinical Laboratory Diagnostics, Scientific Research Institute of Children’s Infections, St. Petersburg, Russian Federation

научный сотрудник отдела клинической лабораторной диагностики ФГБУ НИИ детских инфекций ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия

BessonovaT. V.БессоноваТ. В.
Russian Federation

Researcher, Department of Clinical Laboratory Diagnostics, Scientific Research Institute of Children’s Infections, St. Petersburg, Russian Federation

научный сотрудник отдела клинической лабораторной диагностики ФГБУ НИИ детских инфекций ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия

Scientific Research Institute of Children’s Infections, St. Petersburg, Russian FederationФГБУ НИИ детских инфекций ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия090620166133440906201609062016Copyright ©; 2016, Alekseeva L.A., Zheleznikova G.F., Zhirkov A.A., Skripchenko N.V., Vilnits A.A., Monakhova N.E., Bessonova T.V.Copyright ©; 2016, Алексеева Л.А., Железникова Г.Ф., Жирков А.А., Скрипченко Н.В., Вильниц А.А., Монахова Н.Е., Бессонова Т.В.2016Alekseeva L.A., Zheleznikova G.F., Zhirkov A.A., Skripchenko N.V., Vilnits A.A., Monakhova N.E., Bessonova T.V.Алексеева Л.А., Железникова Г.Ф., Жирков А.А., Скрипченко Н.В., Вильниц А.А., Монахова Н.Е., Бессонова Т.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/383

Introduction of flow cytometry caused an increase in the investigation of liquor lymphocyte pool phenotype in the case of different brain disorders, including viral and bacterial meningitis, however this type of research in children has been relatively rare. Phenotype and lymphocyte functions are under cytokine control system, therefore detection of interconnections between lymphocyte pool subpopulation composition and cytokine level in blood and liquor of the patients concerns a great interest. The purpose of this research was to study lymphocyte subpopulation composition and the level of cytokines IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, IFNα, IFNγ and IL-4, and also IgG in liquor and blood of children with viral and bacterial meningitis. There was performed blood and liquor investigation in 46 children aged from 1 to 16 years old with viral (n = 35) and bacterial (n = 11) meningitis. Immunophenotyping of blood and liquor cells was performed by the method of flow cytometry with the use of monoclonal antibodies to CD3, CD4, CD8, CD19, CD16, CD56, CD25 and CD95. The content of cytokines was detected in ELISA, and that of IgG — by the method of quantitative immunoturbodimetry. During an acute period of viral meningitis there was detected a decrease in NK portion and activated CD25+ cells in the blood of patients accompanied by the increase in B-lymphocytes number, along with cytokine IFNγ, IL-8 and IL-10 serum level rise. There was determined T-lymphocytes accumulation in liquor with the prevalence of CD4+ Т-cells and, to a lesser degree, CD25+ and CD95+ cells, NK and B-lymphocytes. Intrathecally there was noted the predominance of IL-6 response accompanied by the growth of IL-8 and IL-10 concentration as well. During an acute period of bacterial meningitis there was noted a decrease in percentage of CD3+, CD4+, CD8+ Т-lymphocytes, NK, CD25+ and CD95+ cells, along with, on the contrary, sharp increase in B-cells pool, simultaneously with an expressed system response of IL-8 and IL-10. Liquor T-lymphocyte content was relatively correlated with blood indicators whereas the fraction of NK exceeded it, and B-lymphocyte content was 3–4 times higher than in patients with viral meningitis. There was IL-6, IL-10, IFNγ and IL-4 response intrathecally, and 10-multiply-growth of IgG level. Thus, the redistribution of lymphocyte subpopulations, and system and local cytokine response in children with meningitis have both common and special features depending on the aetiology and severity of disease. Phenotyping of lymphocytes and determination of both cytokines and immunoglobulins simultaneously in two biologic fluid allow to clear up the pathogenetic value of immunologic abnormalities in blood and cerebrospinal fluid of the patients in the aspect of interactions between cell and humoral factors of system and local immune response in neuroinfections of various aetiology.

Введение проточной цитометрии вызвало рост исследований фенотипического состава пула лимфоцитов цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) при различных заболеваниях мозга, включая вирусные и бактериальные менингиты, однако у детей подобные исследования проводились редко. Фенотип и функции лимфоцитов находятся под контролем системы цитокинов, поэтому большой интерес представляет выявление взаимосвязей между субпопуляционным составом пула лимфоцитов и уровнем цитокинов в крови и ЦСЖ пациентов. Целью настоящего исследования являлось изучение субпопуляционного состава лимфоцитов и уровня цитокинов IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, IFNα, IFNγ и IL-4, а также IgG в ЦСЖ и крови у детей с вирусными и бактериальными менингитами. Проведено исследование крови и ЦСЖ у 46 детей в возрасте от 1 года до 16 лет с вирусными (n = 35) и бактериальными (n = 11) менингитами. Иммунофенотипирование клеток крови и ЦСЖ осуществляли методом проточной цитометрии с применением моноклональных антител против CD3, CD4, CD8, CD19, CD16, CD56, CD25 и CD95. Содержание цитокинов определяли в иммуноферментном анализе, IgG — методом количественной иммунотурбидиметрии. В остром периоде вирусных менингитов в крови пациентов отмечено снижение доли NK и активированных CD25+ клеток при увеличении числа В-лимфоцитов, наряду с ростом сывороточного уровня цитокинов IFNγ, IL-8 и IL-10. В ЦСЖ накапливались Т-лимфоциты с преобладанием CD4+ Т-клеток и, в меньшей степени, CD25+ и CD95+ клетки, NK и В-лимфоциты. Интратекально превалировал ответ IL-6 при росте концентраций также IL-8 и IL-10. В остром периоде бактериальных менингитов в крови снижалось относительное содержание CD3+, CD4+, CD8+ Т-лимфоцитов, NK, CD25+ и CD95+ клеток при, напротив, резком увеличении пула В-клеток, одновременно с выраженным системным ответом IL-8 и IL-10. В ЦСЖ относительное содержание Т-лимфоцитов соответствовало показателям в крови, тогда как число (%) NK его превышало, а содержание В-лимфоцитов было в 3–4 раза выше, чем у пациентов с вирусными менингитами. Интратекально имел место ответ IL-1β, IL-6, IL-10, IFNγ и IL-4, а также 10-кратный рост уровня IgG. Таким образом, перераспределение субпопуляций лимфоцитов, а также системный и локальный ответ цитокинов при менингитах у детей имеют как общие черты, так и существенные особенности в зависимости от этиологии и тяжести процесса. Фенотипирование лимфоцитов и определение цитокинов и иммуноглобулинов одновременно в двух средах позволяет прояснить патогенетическое значение иммунологических сдвигов в крови и ЦСЖ пациентов в аспекте взаимодействия клеточных и гуморальных факторов системного и локального иммунного ответа при нейроинфекциях различной этиологии.

lymphocytessubpopulationscytokinesimmunoglobulinescerebrospinal fluidmeningitischildrenлимфоцитысубпопуляциицитокиныиммуноглобулиныцереброспинальная жидкостьменингитыдети1. Алексеева Л.А., Мазаева Е.М., Скрипченко Н.В., Монахова Н.Е., Бессонова Т.В. Цитокины в цереброспинальной жидкости при менингитах у детей // Журнал инфектологии. 2014. Т. 6, № 1. С. 54–59. [Alekseyeva L.A., Mazayeva E.M., Skripchenko N.V., Monakhova N.E., Bessonova T.V. Cytokines in cerebrospinal fluid in the case of meningitis in children. Zhurnal infektologii = Journal of Infectology, 2014, vol. 6, no. 1, pp. 54–59. (In Russ.)]2. Железникова Г.Ф. Роль гамма-интерферона в иммунопатогенезе инфекций (обзор) // Клиническая лабораторная диагностика. 2008. № 4. С. 3–8. [Zheleznikova G.F. The role of gamma-interferon in immunopathogenesis of infections. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Clinical Laboratory Diagnostics, 2008, no. 4, pp. 3–8. (In Russ.)]3. Железникова Г.Ф. Цитокины как предикторы течения и исхода инфекций (обзор) // Цитокины и воспаление. 2009. Т. 8, № 1. С. 10–17. [Zheleznikova G.F. Cytokines as predictors of infection course and outcome. Tsitokiny i vospalenie = Cytokines and Inflammation, 2009, vol. 8, no. 1, pp. 10–17. (In Russ.)]4. Железникова Г.Ф., Скрипченко Н.В. Иммунопатогенез инфекционно-воспалительных заболеваний ЦНС (обзор) // Журнал инфектологии. 2011. Т. 3, № 2. С. 28–32. [Zheleznikova G.F., Skripchenko N.V. Immunopathogenesis of infectiousinflammatory diseases of central nervous system. Zhurnal infektologii = Journal of Infectology, 2011, vol. 3, no. 2, pp. 28–32. (In Russ.)]5. Железникова Г.Ф., Скрипченко Н.В., Моргацкий Н.В., Монахова Н.Е., Керимова Л.В. Иммунопатогенетические особенности клещевого энцефалита у детей и эффект терапии // Нейроиммунология. 2008. Т. 6, № 1–2. С. 13–22. [Zheleznikova G.F., Skripchenko N.V., Morgatsky N.V., Monachova N.E., Kerimova L.V. Immunopathogenesis of tick-borne encephalitis (TBE) in children and effects of therapy. Neiroimmunologiya = Neuroimmunology, 2008, vol. 6, no. 1–2, pp. 13–22. (In Russ.)]6. Железникова Г.Ф., Иванова В.В., Васякина Л.И., Монахова Н.Е., Бехтерева М.К. Иммунный ответ при остром псевдотуберкулезе у детей // Медицинская иммунология. 2002. Т. 4, № 1. С. 45–58. [Zheleznikova G.F., Ivanova V.V., Vasjakina L.I., Monachova N.E., Bechtereva M.K. Immune response in children with acute pseudotuberculosis. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2002, vol. 4, no. 1, pp. 45–58. (In Russ.)]7. Железникова Г.Ф., Скрипченко Н.В. Факторы иммунной защиты в цереброспинальной жидкости при вирусных инфекциях ЦНС (обзор) // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2012. № 4. С. 61–66. [Geleznikova G.F., Skripchenko N.V. Factors of immune defense in the cerebrospinal fluid in viral infections of the central nervous system. Zhurnal nevrologii i psihiatrii im. S.S.Korsakova = Journal of Neurology and Psychiatry named after S.S. Korsakov, 2012, no. 4, pp. 61–66. (In Russ.)]8. Иванова В.В., Железникова Г.Ф., Аксенов О.А., Насыров Р.А., Александрова Н.В., Левина А.С., Монахова Н.Е. Инфекционный мононуклеоз: клиника, патогенез, новое в диагностике и терапии // Инфекционные болезни. 2004. Т. 2, № 4. С. 5–12. [Ivanova V.V., Zheleznikova G.F., Aksenov O.A., Nasyrov R.A., Aleksandrova N.V., Levina A.S., Monakhova N.E. Infectious mononucleosis: clinical course, pathogenesis, novel in diagnostics and therapy. Infektsionnye bolezni = Infectious Diseases, 2004, vol. 2, no. 4, pp. 5–12. (In Russ.)]9. Краснова Е.И., Васюнин А.В. Особенности иммунного ответа при инфекционном мононуклеозе у детей и подходы к иммуномодулирующей терапии циклофероном // Профилактическая и клиническая медицина. 2005. Т. 6, № 1. С. 76–82. [Krasnova E.I., Vasyunin A.V. Special features of immune responses in children with infectious mononucleosis and the approaches to immunomodulating therapy by cyclopheronum. Profilakticheskaya i klinicheskaya medicina = Preventive and Clinical Medicine, 2005, vol. 6, no. 1, pp. 76–82. (In Russ.)]10. Крылова Н.В., Леонова Г.Н., Павленко Е.В., Запорожец Т.С., Смолина Т.П., Гажа А.К., Новиков Д.В., Ченцова И.В. Комплексная оценка состояния иммунной системы при различных формах клещевого энцефалита в остром периоде // Медицинская иммунология. 2012. Т. 14, № 4–5. С. 313–320. [Krylova N.V., Leonova G.N., Pavlenko E.V., Zaporozhets T.S., Smolina T.P., Gazha A.K., Novikov D.V., Chenzova I.V. Comprehensive assessment of immune system in various forms of tick-borne encephalitis in acute phase. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2012, vol. 14, no. 4–5, pp. 313–320. doi: 10.15789/1563-0625-2012-4-5-313-320 (In Russ.)]11. Лагерева Ю.Г., Меньшиков С.В., Савинова Т.Л., Бейкин Я.Б., Черешнев В.А. Оценка содержания различных Т-эффекторных субпопуляций у детей и взрослых методом внутриклеточного окрашивания цитокинов // Медицинская иммунология. 2012. Т. 14, № 4–5. С. 295–304. [Lagereva Yu.G., Menshikov S.V., Savinova T.L., Beykin J.B., Chereshnev V.A. Evaluation of T-cell effector subpopulations distribution in children and adults by means of intracellular staining of cytokines. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2012, vol. 14, no. 4–5, pp. 295–304. doi: 10.15789/1563-0625-2012-4-5-295-304 (In Russ.)]12. Литвинова Л.С., Гуцол А.А., Сохоневич Н.А., Кофанова К.А., Хазиахматова О.Г., Шуплецова В.В., Кайгородова Е.В., Гончаров А.Г. Основные поверхностные маркеры функциональной активности Т-лимфоцитов (обзор) // Медицинская иммунология. 2014. Т. 16, № 1. С. 7–26. [Litvinova L.S., Gutsol A.A., Sokhonevich N.A., Kofanova K.A., Khaziakhmatova O.G., Shupletsova V.V., Kaigorodova E.V., Goncharov A.G. Basic surface markers of functional activity T-lymphocytes. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2014, vol. 16, no. 1, pp. 7–26. doi: 10.15789/1563-0625-2014-1-7-26 (In Russ.)]13. Нейроинфекции у детей / Под ред. Н.В. Скрипченко. СПб.: Тактик-Студио, 2015. 856 с. [Nejroinfekcii u detej [Nervous system infections in children] / Ed. by Skripchenko N.V. St. Petersburg: Taktik-Studio, 2015. 856 p. (In Russ.)]14. De Graaf M., Smitt P., Luitwieler R., van Vetzen Z., van den Broek P.D., Kraan J., Gratama J.W. Central memory CD4+ T cells dominate the normal cerebrospinal fluid. Cytometry Part B, 2011, vol. 80B, Iss. 1, pp. 43–50. doi: 10.1002/cyto.b.2054215. Han S., Lin Y., Wu T., Salgado A., Mexhitaj I., Wuest S., Romm E., Ohayon J., Goldbach-Mansky R., Vanderver A., Marques A., Toro C., Williamson P., Cortese I., Bielekova B. Comprehensive immunophenotyping of cerebrospinal fluid cells in patients with neuroimmunological diseases. J. Immunol., 2014, vol. 192, no. 6, pp. 2551–2563. doi: 10.4049/jimmunol.130288416. Ichiyama T., Maeba S., Suenaga N., Saito K., Matsubara T., Furukawa S. Analysis of cytokine levels in cerebrospinal fluid in mumps meningitis: comparison with echovirus type 30 meningitis. Cytokine, 2005, vol. 30, no. 5, pp. 243–247.17. Ichiyama T., Kajimoto M., Matsushige T., Shiraishi M., Suzuki Y., Furukawa S. Mononuclear cell subpopulations in CSF and blood of children with bacterial meningitis. J. Infect., 2009, vol. 58, no. 1, pp. 28–31. doi: 10.1016/j.jinf.2008.10.01218. Kivisäkk P., Mahad D., Callahan M., Trebst C., Tucky B., Wei T., Wu L., Baekkevold E., Lassmann H., Staugaitis S., Campbell J., Ransohoff R. Human cerebrospinal fluid central memory CD4+ T cells: evidence for trafficking through choroid plexus and meninges via P-selectin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2003, vol. 100, no. 14, pp. 8389–8394.19. Kowarik M., Grummel V., Vemlinger S., Buck D., Weber M., Berthele A., Hemmer B. Immune cell subtyping in the cerebrospinal fluid of patients with neurological diseases. J. Neurol., 2014, vol. 261, no. 1, pp. 130–143. doi: 10.1007/s00415-013-7145-220. Lepej S., Tesovic G., Sternak S., Jeren T. Naive and memory CD4+ T-cells in the cerebrospinal fluid of children with aseptic meningitis following measles-mumps-rubella vaccination and enteroviral meningitis. Immunol. Invest., 2007, vol. 36, no. 3, pp. 321–335. doi: 10.1080/0882013060106985521. Matsubara T., Matsuoka T., Katayama K., Yoshitomi T., Nishikawa M., Ichiyama T., Furukawa S. Mononuclear cells and cytokines in the cerebrospinal fluid of echovirus 30 meningitis patients. Scand. J. Infect. Dis., 2000, vol. 32, no. 5, pp. 471–474.22. Maxeiner H., Rojewski M., Schmitt A., Tumani H., Bechter K., Schmitt M. Flow cytometric analysis of T cell subsets in paired samples of cerebrospinal fluid and peripheral blood from patients with neurological and psychiatric disorders. Brain Behav. Immun., 2009, vol. 23, no. 1, pp. 134–142. doi: 10.1016/j.bbi.2008.08.00323. Reindl M., Kuenz B., Berger T. B cells and antibodies in MS. In: Molecular Basis of Multiple Sclerosis. Springer, 2009, pp. 99–113. (Series: Results Probl. Cell. Differ., vol. 51). doi: 10.1007/400_2008_1624. Sakatoku H., Inoue M., Kojima M., Azuma E., Komada Y., Zhou Y., Zhang S., Sakurai M. 2’,5’-oligoadenylate synthetase activity and T cell subset in the cerebrospinal fluid and peripheral blood of aseptic meningitis. Acta Paediatr. Jpn., 1997, vol. 39, no. 1, pp. 48–53.25. Schatorjé E., Gemen E., Driessen G., Leuvenink J., van Hout R., de Vries E. Paediatric reference values for the peripheral T cell compartment. Scand. J. Immunol., 2012, vol. 75, no. 4, pp. 436–444. doi: 10.1111/j.1365-3083.2012.02671.x26. Sulik A., Kroten A., Wojtkowska M., Oldak E. Increased levels of cytokines in cerebrospinal fluid of children with aseptic meningitis caused by mumps virus and echovirus 30. Scand. J. Immunol., 2014, vol. 79, no. 1, pp. 68–72. doi: 10.1111/sji.1213127. Svenningsson A., Andersen O., Edsbagge M., Stemme S. Lymphocyte phenotype and subset distribution in normal cerebrospinal fluid. J. Neuroimmunol., 1995, vol. 63, pp. 39–46.28. Svenningsson A., Hansson G., Andersen O., Andersson R., Patarroyo M., Stemme S. Adhesion molecule expression on cerebrospinal fluid T lymphocytes: evidence for common recruitment mechanisms in multiple sclerosis, aseptic meningitis, and normal controls. Ann. Neurol., 1993, vol. 34, no. 2, pp. 155–161.29. Tabata N., Oitani K., Morita K., Shogo Y., Sakurai N., Zhang S., Zhou Y., Komada Y. T cell subsets in peripheral blood and cerebrospinal fluid from children with aseptic meningitis. Acta Paediatr. Jpn., 1994, vol. 36, no. 6, pp. 632–636.30. Vrethem M., Dahle C., Ekerfelt C., Forsberg P., Danielsson O., Ernerudh J. CD4 and CD8 lymphocyte subsets in cerebrospinal fluid and peripheral blood from patients with multiple sclerosis, meningitis and normal controls. Acta Neurol. Scand., 1998, vol. 97, no. 4, pp. 215–220.31. Weber M., Hemmer B. Cooperation of B cells and T cells in the pathogenesis of multiple sclerosis. Results Probl. Cell Differ., 2010, vol. 51, pp. 115–126. doi: 10.1007/400_2009_21