The local production of allergen-specific antibodies in nasal secretion from allergic rhinitis patients sensitive to D.farinae: Relationships with inflammatory mediators

Abstract

Background and PURPOSE: Allergic rhinitis (AR) is a common and increasing allergic disease, in which Dermatophagoides (D.) farinae is the most common causative allergen. The aims of this study are to compare locally produced antibodies to D. farinae in nasal mucosa between nasal provocation test (NPT)-positive and NPT-negative groups on NPT for D. farinae, to evaluate their correlation with the levels of inflammatory mediators, and to determine adaptive and innate immune responses in nasal mucosa. SUBJECTS AND METHODS: Sixty AR patients underwent NPT for D. farinae. The sinus packs were placed in both nasal cavities of the patients for 5 minutes to obtain nasal secretion after NPT. The levels of total IgE, specific IgE to D. farinae, ECP, and tryptase were measured by using ImmunoCAP. Specific IgE, IgA to D. farina, and secretory IgA antibodies were measured by using ELISA. IL-8, VEGF, IL-25, and IL-33 levels were also measured by using ELISA. RESULTS: The high levels of total IgE, specific IgE, specific IgA, and secretory IgA, as well as inflammatory mediators, such as ECP, IL-8, VEGF and tryptase, were detected in nasal secretion, although the differences were not statistically significant between the NPT-positive and NPT-negative groups. The levels of total IgE, specific IgE to D. farinae, specific IgE, IgA to D. farina, and secretory IgA correlated with ECP (r=0.757, 0.436, 761, 0.737 and 0.692, respectively: all p<0.001). IL-33 and IL-25 were also highly detected, and IL-25 significantly correlated with IL-8 (r=0.625, p<0.001). Compared to the ELISA method, the ImmunoCAP system was more sensitive in the detection of specific IgE to D. farinae. Differences between right and left nasal secretions had no statistical significance. CONCLUSION: These findings confirmed the presence of locally produced specific antibodies to D. farinae in nasal secretion obtained from D. farinae-sensitive AR patients in which close correlations were noted between the antibodies and nasal inflammatory responses. It is suggested that both innate and adaptive immune responses may be involved in nasal inflammation of AR patients.

서론: 알레르기 비염은 점차 증가하고 있는 흔한 질환으로 북미형집먼지 진드기 (Dermatophagoides farinae)는 가장 흔히 알려지 원인 항원이다. 본 연구의 목적은 비강 유발검사 후 비즙을 채취하고 비강유발검사 양성 및 음성군으로 나누어 국소 항체의 다양성을 확인하고 염증 매개물질과의 연관성 그리고 비점막의 선천 면역과 획득 면역을 확인해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 집먼지 진드기에 감작된 60명의 환자를 대상으로 북미형 집먼지 진드기를 이용하여 비강 유발검사를 시행하였다. 이후 환자의 부비강에 5분강 비강 패킹을 시행하여 비즙을 채취하였다. 비강유발검사 양성군 39명과 음성군 21명에 대해 ImmunoCAP 방법으로 IgE, 미형 집먼지 진드기에 대한 특이 IgE, ECP, 및 tryptase를 측정하였고 ELISA 방법을 통해 특이 IgE, 특이 IgA와 분비 IgA 항체 및 IL-8, VEGF, IL-25, IL-33을 측정하였고 양군간에 비교, 분석을 시행하였다. 결과: 총 IgE 및 특이 IgE, 특이 IGA 및 분비 IgA 뿐만 아니라 ECP, IL-8, VEGF와 trypase 등의 염증 매개 물질 또한 높은 농도로 측정이 되었으나 유발검사 양성군과 음성군 상의 통계적인 의의는 없었다. 총 IgE, 특이 IgE, 특이 IgE, 분비 IgA는 ECP와 연관성을 보여주었고 (각각 r=0.757, 0.436, 0.761, 0.737, 0.692, 모두 p<0.001), IL-33과 IL-25도 높은 도로 측정이 되었으며 특히 IL-25와 IL-8의 연관성을 확인하였다. (r=0.625, p<0.001). 또한 북미형 집먼지 진드기 검출 방법으로는 ELISA와 비교하였을 때 ImmunoCAP 방법이 민감도가 더 좋은 것을 확인하였다. 결론: 이 연구를 통해 북미형집먼지 진드기에 감작이 된 비염 환자의 비점막에 존재하는 국소항체의 존재와 염증 매개 물질 사이의 연관성 및 비염증 반응에 관여하는 것을 확인하였다. 또한 비염 환자의 비염증 반응에 선천 및 획득 면역 모두 관여하는 것도 확인할 수 있었다.암 세포와 종양 기질 세포 사이의 상호작용이 위암의 복막 전이에 관여한다는 사실은 이미 알려져 있지만, 이를 효과적으로 차단할 표적 물질은 아직 밝혀지지 않은 실정이다. Discoidin domain receptor 1 (DDR1)은 종양 기질의 주요한 구성물질인 삼중 나선 구조의 콜라겐에 의해 활성화된다. 그러므로, DDR1은 암 세포와 종양 기질 세포 사이의 커뮤니케이션에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다. 본 연구는 DDR1을 억제함에 따라 기질 세포에 의해 유도되는 위암 복막 전이의 개선 여부를 밝혀내고자 하였다. 본 연구에서는 이전 연구에서 설립한 위암 환자들의 집단으로부터 얻은 위암 조직에서의 DDR1 발현과 재발 패턴의 연관성을 면역조직화학염색법을 이용하여 분석하였다. 그 결과, 위암 조직의 DDR1 발현은 짧은 무재발 생존기관과 관련성을 (p = 0.043) 보였고 재발 부위 중 복막 전이의 발생 비율과 의미 있는 연관성을 (p = 0.036) 나타냈다. 이러한 임상데이터 분석 결과를 바탕으로 위암 세포주를 위암 관련 섬유모세포와 동시 배양함으로써 DDR1 단백질의 발현이 증가하는 것을 다양한 실험 기법을 통해 확인하였다. 또한, 위암 관련 섬유모세포가 위암 세포의 DDR1을 통해 기관형 배양에서 스페로이드 형성을 증가시키고, 복막 이종이식 마우스 실험에서 복막의 종양형성 능력을 증가시키는 것을 확인하였다. 더 나아가 이러한 현상들이 DDR1에 특이적으로 작용하는 억제제인 7rh에 의해 저해됨을 확인하였다. 결과적으로, 본 연구에서는 위암 관련 섬유모세포에 의해 유도되는 위암세포의 DDR1 발현 증가가 위암 복막 전이의 악화에 관여함을 밝혔으며, 앞으로 DDR1에 대한 억제가 위암 복막 전이의 치료 전략이 될 수 있을 것으로 기대한다.