Bronşial Astma Ve İnterlökin-8

Cumhuriyet Üniversitesi Tıp Fakültesi Bronşial Astma Ve İnterlökin-8 Interleukin-8 And Bronchial Asthma Kamuran KONCA *, Cengiz PATA *, Esen AKBAY *, Aziz YAZAR * ÖZET Amaç: Astma solunum yollarının inflamatuvar bir hastalığıdır. Bronşial inflamasyonun oluşumunda çeşitli hücre ve maddelerin önemli rolü vardır. Granüllü lökositlerin astma patogenezindeki merkezi rolünü gözönüne alarak, bu hücreler üzerinde kemoatraktan etkili maddelerden biri olan interlökin-8 in serum düzeylerini araştırdık. Yöntem: 24 astmalı hasta ve 20 sağlıklı gönüllü çalışma kapsamına alındı. Serum interlökin-8 ölçümleri ELISA yöntemiyle yapıldı. Bulgular: Astmalı hastaların serum interlökin -8 değerlerinin ortalaması (1214 ± 1540 pg/ml) sağlıklı kontrollerin ortalamasından (245 ± 370 pg/ml) anlamlı düzeyde yüksekti (p< 0.0001). Sonuç: Bronşial astmada artmış granüler lökosit aktivitesiyle uyumlu olarak, bu hücre topluluğu üzerinde kemoatraktan etkisi olan interlökin-8 in serum düzeyleri de yükselmiştir ve yüksek serum düzeyleri endotel hücreleri ve granüllü hücreleri aktive ederek istenmeyen sistemik etkilere yol açabilir. SUMMARY Purpose: Asthma is an inflammatory disease of the airvvays. Several kinds of cells ör substances have a fundamental role in the genesis of bronchial inflammation. Considering the central role of granular leukocytes in asthma pathogenesis, we investigated serum levels of öne of their chemoattractant, IL-8. Method: 24 asthma patients and 20 healthy volunteers were included, Serum IL-8 determinations were done with EUSA method. Results: The mean of IL-8 values of asthma patients (1214 ± 1540 pg/ml) is very significantly higher than the mean of healthy control subjects (245 ± 370 pg/ml) (p< 0.0001). Conclusion: in accordance with increased granular leukocyte activity in bronchial asthma, IL-8, a chemoattractant substance for these celi population, attains high serum levels and by this way it may have undesirable systemic effects. Keyvvords: IL-8, bronchial asthma. Anahtar kelimeler: interlökin -8, bronşial astma. C. Ü. Tıp Fakültesi Dergisi 22 (2): 105-109, 2000 GİRİŞ Astma solunum yollarının intermittan konstriktif ve kronik inflamatuvar bir hastalığıdır (1). İnflamasyon astma patolojisinin önemli bir komponenti olup bronşial aşırıcevap (hyperresponsivenes), havayollarının kronik injurisi ve buna bağlı olarak akciğer fonksiyonlarında bozulmaya neden olur. Bu inflamasyonda çeşitli hücrelerin rolü vardır: Bronkoalveoler lavaj (BAL) sıvısında mast hücrelerinin, eosinofillerin ve epitelial hücrelerin Yrd. Doç. Dr. Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi İç Hastalıkları Anabilim Dalı 105

Bronşial Astma Ve İnterJökin-8 sayısında belirgin artma gözlendiği halde nötrofillerin sayısında geç dönemde genellikle artma görülmez (2). Astmanın fazları açısından bakıldığında nötrofillerin tip I reaksiyonların erken döneminde, eosinofillerin ise geç döneminde etkili oldukları görülmektedir. Akut astmatik nöbet sırasında kaybedilen hastaların solunum yollarının patolojik araştırmaları, bu hastalarda nötrofillerin arttığını, status astmatikus gibi daha kronik seyirli durumlar sırasında kaybedilen hastalarda ise eosinofillerin arttığını göstermiştir (3). Bu hücresel farklılıklar ise proinflamatuar sitokinler ve kemokinler tarafından düzenlenmektedir (4). Kemokioler yapılarındaki sistein motiflerine göre sınıflandırılan kalabalık bir aile oluşturmaktadırlar (5). Alfa (C-X-C sistein motifi gösteren) ailesindeki çok sayıdaki kemokin nötrofiller için kemotaktik aktivite gösterir ve bu grubun en önemli üyesi interlökin -8 (IL-8) dir. Beta (C-C sistein motifi) kemokin ailesi ise monositler üzerinde kemotaktik etki gösterir. Bu grupta bulunan eotaxin, RANTES,(regulated on activation, normal T expressed andsecreted), monosit kemotaktik proteinler (MCP-2, MCP-3, MCP-4 ) ve MIP-loc ( macrophage inflammatory protein) ayrıca eosinofil lökositler üzerinde kemotaktik etkiye sahiptir (6). T lenfositlerin yüzey aktivite işaretleyicilerini (marker) eksprese ettikleri ve bu hücrelerin TH-2 fenotipinde oldukları bildirilmiştir (7). Bu hücrelerden salınan interlökin-5 in eosinofil büyüme faktörü olduğu bilinmektedir. Yukarıda belirttiğimiz esas hücre grupları dışında kemokinler, diğer lökositler, trombositler ve endotel hücreleri dahil olmak üzere bütün çekirdekli hücreler tarafından salınmaktadır. Bronşial astmalı hastaların BAL sıvısında IL-8 düzeyinin arttığı gösterilmiştir (8,9). Son zamanlarda yapılan bazı çalışmalar eosinofil lökositlerin bizzahl-8 salgıladıklarını göstermektedir (10). Bu çalışmada, doku düzeyinde görülen fagositer hücre değişiklikleriyle paralellik gösteren ve nötrofiller için kuvvetli bir kemoatraktan madde olan IL-8 in bronşial astmalı hastalardaki serum düzeylerini araştırmayı amaçladık. olduğu tedaviye en az bir ay süre ile ara vermiş olan 24 hasta (11 erkek, 13 kadın) çalışma kapsamına alındı. Astma tanısı İnternasyonel Konsensüs Roporu (II) kriterleri esas alınarak konuldu ve bu hastaların hepsi 'bu raporda tanımlanan orta derecede astma gurubuna giriyordu. Kontrol grubu olarak yaş ve cins uyumlu 20 sağlıklı gönüllü (10 erkek, 10 kadın) alındı. Astmalı hastaların yaş ortalaması 24.9 + 4.6 (19-36), kontrol grubunun ise 25.5 + 5.1 (18-35) di. İnterlökin 8 düzeyleri ELISA yöntemi ile ticari bir kit kullanılarak (Roche Molecular Biochemicals) ölçüldü. Kısaca, streptavidin kaplı mikrotiter plakları, biotinle konjuge anti-il8 ve horse radish peroxidase ile konjuge anti-il8 Fab fragmanları ile (sandvvich yöntemi) kromojen substrat olarak tetrametilbenzidin kullanılarak serum serbest IL-8 düzeyleri ölçüldü. Uygulamada firmanın önerdiği prosedür takip edildi. Sonuçlar kontrol serumları kullanılarak çizilen ve regresyon analizi yapılan grafikten interpolasyon yoluyla bulunan değerler olarak (pg/ml) verildi. İstatistiksel karşılaştırmalar için Mann-Whitney U testi kullanıldı. BULGULAR Bronşial astmalı hastalar ve kontrol grubundaki bireylerin yaş cins ve IL-8 düzeyleri tablo l de verilmiştir. Her iki gruptaki bireylerin yaş ortalamaları ve cinsleri açısından arada önemli fark yoktur (p>0.05). Astmalı hastaların ortalama IL-8 düzeyleri 1214 ± 1540 pg/ml, kontrol grubunun ise 245 ± 370 pg/ml bulunmuştur. Hasta grubu ile kontrol grubu arasında IL-8 düzeyleri açısından çok önemli fark vardır (p< 0.0001). GEREÇ VE YÖNTEM İlk defa bronşial astma tanısı konan veya daha önce bronşial astma tanısı konmasına rağmen almakta 106

Konca ve Ark. Tablo 1. Astmalı hastalar ve kontrol grubunun IL-8 düzeyleri ve deneklerin demografik özellikleri. ASTMALI HASTALAR KONTROL GRUBU Vaka Yaş Cins IL-8 (pg/mll Vaka Yaş Cins IL-8 (pg/ml) 1 32 E 246 1 20 K 152 1 (. 20 K 2760 2 26 K 66 3 24 K 590 3 19 K 58 4 19 E 1142 4 18 E 1220 5 25 K 155 5 29 K 205 6 30 K 242 6 33 E 924 7 36 E 625 7 25 E 125 8 20 E 112 8 22 K 58 9 22 E 4206 9 34 E 63 10 29 K 520 10 20 K 99 11 21 K 624 11 25 E 78 12 23 E 180 12 23 E 125 13 29 K 3408 13 28 E 68 14 25 E 119 14 35 K 75 15 25 K 202 15 27 E 82 16 19 K 238 16 23 K 1134 17 22 K 326 17 28 K 77 18 31 E 625 18 32 E 83 19 24 E 583 19 23 K 117 20 27 K 212 20 21 E 102 21 20 E 5538 22 25 E 3843 23 30 K 1660 24 21 K 989 ortalama 24.9 13 K, 1214+1540 Ortalama 25.5 ± 10 K, 245 ± 370 ±SD ±4.6 11 E + SD 5.1 10 E TARTIŞMA Kemokin aktivitesi gösteren sitokinler sayı ve çeşitlilik açısından geniş bir aile oluşturmaktadır. Genellikle monosit/makrofaj ve endotel hücre türleri tarafından salınır ve bazen tek ama genellikle değişik hücre türleri- ni etkilerler. Bu gruptan olan IL-8, grovvth related peptide alfa ve beta, bizzat nötrofıller tarafından salınan nötrofil aktive edici peptid (neutrophil activating peptide) nötrofıller üzerinde kemoatraktan etkiye sahiptir. Kemokinlerin salınması proinflamatuar sitokinler 10 7

Bronşial Astma Ve İnterlökin-8 aracılığı ile olmaktadır. Bu nedenle de inflamasyonda rolü olan hücre çeşitleri ile bu hücrelere etkili kemokinler arasında bir paralellik olması beklenebilir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar bronşial astmalı hastalarda IL-8 düzeylerinin sağlıklı popülasyona oranla çak önemli oranda arttığını göstermiştir. Yüksek IL-8 düzeyleri nötrofillerde metabolik aktivitenin artmasına ve degranulasyona neden olarak astma patolojisinde eosinofillere katkıda bulunan bir etken de olabilir. Ayrıca IL-8 in serum değerlerinin yüksek bulunması endotel hücrelerinin dolaşımda bulunan nötrofillerin ve diğer fagositer hücrelerin de aktive olmasına yol açarak sistemik etki göstermeleri de mümkün görünmektedir. Normalde anti-proteaz aktivite tarafından nötralize edilen bu etki marginal durumlarda vasküler endoteli ve degranüle edici hücreleri (nötrofıl ve eosinofil lökositler) aktive ederek vaskülit veya aterosklerotik prosesi hazırlayıcı veya trombositler üzerindeki etkileri nedeniyle koagulabiliteyi artırıcı bir faktör olabilir. Bu konunun aydınlatılması için bronşial astmalı hastalarda aterosklerotik patolojilerin ( koroner arter hastalığı, serebrovasküler hastalıklar, vs ) sıklığının ve bu guruplardaki İL- düzeylerinin karşılaştırılmasına yönelik yeni araştırmalara gerek vardır. Bronşial astmalı hastalarda IL-8 düzeyleri genellikle doku seviyesinde yani balgam ve broşial lavaj sıvısında, bazen de bizzat mukozal hücrelerde araştırılmıştır. Biz çalışmamızda IL-8 in, tnf-alfa ve IL-6 gibi sistemik etkili bir sitokin olduğunu düşünerek serum düzeyini araştırdık. Literatürde serumda IL-8 düzeylerini araştıran bir başka araştırma, bu çalışmada bulunan sonuçları destekler şekilde astmalı ve amfızemli hastalarda bu sitokinin serum düzeyini yüksek bulmuş ve bronşial astma veya amfizemde patolojinin nedeni olduğunu ileri sürmüştür (12). Ayrıca, direkt olarak eosinofillerin kendisinden salınanın dışında, eosinofil granüllerinin etkisiyle (MBP) de eosinofillerden IL-8 salınmaktadır (13, 14). Bu da astmada meydana gelen inflamasyonun diğer inflamatuar cevaplarda olduğu gibi proinflamatuar sitokinlerden ziyade eosinofil merkezli bir inflamasyon olduğunu göstermektedir. İnterlökin- 8 düzeylerinde görülen önemli farklılık--lar Standard sapma değerinin ortalamadan yüksek bulunması ile belirgin olarak görülmektedir. Bu durumun hasta seçimine bağlı olarak meydana gelmesi mümkün- dür. Biz hastalarımızı akut ataklarla başvuran kişiler arasından seçtiğimiz için bu olasılığın sonuçlarımızı fazla etkilediğini düşünmüyoruz. Burada esas etkisi olan faktörün İL- 8'in fazik olarak salınan biyolojik özellikleri olduğunu düşünüyoruz: Bilindiği gibi IL-8 bir stokin olup bu özelliği ile IL-2 ye benzerdir. Bu nedenle örneklerin alındığı zamanlamanın sekretuvar fazlalarla uyumlu olmamasına bağlı olarak serum IL-8 değerlerinde çok yüksek ve çok düşük değerler ölçülmüş olabilir. Burada IL-8'in bronşial astmaya özel bir stokin olmadığını, bütün infiamasyonlarda yükselebileceğini ve denetlerde asthma dışında kontrol edilemeyen başka inflamatuvar faktörlerin de var olabileceği ve bunların yüksek değerlerin oluşmasına katkıda bulunabileceğini de belirtmek gerekir. Bu çalışma " cross-sectional" bir vaka kontrol çalışması olup yalnızca IL-8 düzeyleri araştırıldı. IL-8 ile ilişkili diğer sitokinlerde de astmada değişiklerin olduğu bilinmektedir. Bu değişikler içinde IL-4 ve IL-5, TH2 yolunun belirleyici sitokinleri olduğundan önemlidir. Biz Astmada meydana gelen kemokin değişiklerini araştırdığımızdan diğer sitokin ilişkilerine girmedik. Çalışma grubumuzu yeni tanı konmuş veya tedavisine en az bir ay süre ile ara vermiş kişiler arasından seçtiğimiz için steroidlerin etkisine değinmedik. Çok doğal olarak, antiinflamatuar etkili ilaçlar olan steroidlerin kullanılması durumunda serum İL- 8 düzeylerinde diğer proinflamatuar sitokin ( TNF, IL-I, IL-6) düzeylerinde görülecek düşmeye parelel bir azalma beklemekteyiz. Sonuç olarak, bronşial astmalı hastalarda IL-8 düzeyleri doku spesimenlerinde olduğu kadar serumda da artmakta ve bu da bronşial astmada meydana gelen inflamasyonun boyutunun solunum mukozası ile sınırlı kalmayıp sistemik etkiler yapabileceğini göstermektedir. KAYNAKLAR 1. Jeffery PK, Vvardlavv AJ, Nelson FC, Collins JV, Kay AB:Bronchial biopsies in asthma. Am Rev Respir Diş 140; 1745-53, 1989. 2. Bousquet J, Chanez P, Lacoste JY, Barneon G,Ghavanian N, Enander I, Venge P, Ahlstedt S, Simoqy Lafontaine J, Godard P: Eosiophilic inflammation in asthma. İM Eng J Med; 323: 1033-9, 1990. 108

Konca ve Ark. Sur S, Crotty TB, Kephart GM, Hyma BA, Colby TV, Reed CE, Hunt LW, Gleich G3: Sudden onset fatal asthma. A distinct entity with few eosinophils and relatively more neutrophils in airway submucosa. Am Rev Respir Diş 148; 713-9, 1993. Liu MC, Hubbard WC, Proud D, Stealey BA,' Galli S3, Kagey Sobotka A, Bleecker ER, Lichtenstein LM: Immediate and late inflammatory responses to ragweed antigen challenge of the peripheral airvvays in asthmatics: cellular, mediator and permeability changes. Am Rev Respir Diş 144; 51-8, 1991. Bazan 3F, Bacon KB, Hardiman G, Wang W, Soo K, Rossi D, Greaves DR, Zlotnik A, Schall T3: A new class of membrane-bound chemokine with a CX3C motif, Nature 385; 640-4, 1997. Lusti Narasimhan M, Power CA, Allet B, Alouani S, Bacon KB, Mermod 33, Proudfoot AE, Wells TN: Mutation of Leu25 and Val27 introduces C-C chemokine activity into interleukin-8. 3 Biol Chem 270; 2716-21, 1995. Robinson DS, Hamid Q, Ying S, Tsicopoulos A, Barkans 3, Bentley AM, Corrigan C, Durham SR, Kay AB: Predominant TH-2 like bronchoalveolar T-Iymphocyte population in atopic asthma. N Eng 3 Med 326; 298-304, 1992. Teran LM, Campos MG, Begishvilli BT, Schroder 3M, Djukanovic R, Shute 3K, Church MK, Holgate ST, Davies DE: Identification of neutrophil chemotactic factors in bronchoalveolar lavage fluid of asthmatic patients. Clin Exp Allergy 1997; 27: 396-405. 9. Hoshi H, Ohno I, Honma M, Tanno Y, Yamauchi K, Tamura G, Shirato K: IL-5, IL-8 and GM-CSF immunostaining of sputum cells in bronchial asthma and chronic bronchitis. Clin Exp Allergy; 25: 720-8,1995. 10. Simon HU, Yousefı S, Weber M, Simon D, Holzer C, Hartung K, Blaser K: Human peripheral blood eosinophils express and release interleukin-8. Int Arch Allergy Immunol; 107: 124-6, 1995. 11. Kanazavva H, Kurihara N, Otsuka T, Fujii T, Tanaka S, Kudoh S, Hirata K, Takeda T: Clinical significance of se rum concentration of interleukin 8 in patients with bronchial asthma ör chronic pulmonary emphysema. Respiration; 63: 236-40, 1996. 12. Yousefi S, Hemmann S, Weber M, Holzer C, Hartung K, Blaser K, Simon HU: IL-8 is expressed by human peripheral blood eosinophils. Evidence for increased secretion in asthma. 3 Immunol; 154: 5481-90,1995. 13. Kita H, Abu-Ghazaleh RI, Sur S, Gleich G3: Eosinophil majör basic protein induces degranulation and IL-8 production by human eosinophils. 3 Immunol; 154: 4749-58, 1995.

Yazışma Adresi Kamuran KONCA Yrd. Doç. Dr. Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi İç Hastalıkları Anabilim Dalı