Funkční analýza protilátkové odpovědi u pacientů s běžnou variabilní imunodeficiencí (CVID)

MUDr. Zita Chovancová, Ph.D.

Doctoral thesis

Functional analysis of antibody production in patients with common variable immunodeficiency (CVID)

Abstract:

Běžná variabilní imunodeficience (CVID) je jednou z nejčastějších vrozených poruch tvorby protilátek. U pacientů s CVID nalézáme sníženou koncentraci sérových imunoglobulinů a porušenou protilátkovou odpověď po antigenní stimulaci. Etiopatogeneze CVID není dosud zcela objasněna. Rutinní zjišťování koncentrace protilátek ze séra metodou ELISA je u pacientů s CVID komplikované z důvodu pravidelného podávání substituční imunoglobulinové léčby. Proto jsme po očkování sledovali tvorbu protilátek přímo na B-lymfocytární úrovni metodou ELISPOT (enzyme-linked immunosorbent spot assay). Změny v buněčných subpopulacích v závislosti na očkování jsme vyhodnotili průtokovou cytometrií. Pacienti s CVID (n = 37) byli rozděleni do skupin dle Freiburské a EUROclass klasifikace. Očkování T-dependentním antigenem (tetanický toxoid, TAT) a T-independentními antigeny (pneumokokové polysacharidy, PCP) proběhlo 7 dní před podáním substitučních imunoglobulinů. Z celkového počtu osmdesáti kontrolních osob bylo padesát naočkováno tetanickým toxoidem, deset pneumokokovými polysacharidy a dvaceti byly podány oba antigeny v jeden den. Detekce tvorby protilátek metodou ELISPOT a sledování zastoupení buněčných subpopulací průtokovou cytometrií bylo provedeno před a 7. den po antigenní stimulaci. Medián počtu protilátky tvořících buněk na milion B-lymfocytů byl u zdravých kontrol pro třídu IgG 10 371 (TAT) a 3 843 (PCP), pro třídu IgA 532 (TAT) a 33 935 (PCP), pro třídu IgM 0 (TAT) a 9 540. Jen u 7 z 37 CVID pacientů byla detekovatelná protilátková odpověď, avšak vždy velmi nízká v porovnání s kontrolní skupinou. Sedmý den po antigenní stimulaci došlo u kontrolních osob ke zvýšení cirkulujících plasmablastů v periferní krvi. U pacientů s CVID podobný signifikantní nárůst pozorován nebyl. Naše výsledky ukazují, že pacienti s CVID mají vývojový blok v terminální diferenciaci B-lymfocytů. Detekce plasmablastů průtokovou cytometrií po očkování může být novým diagnostickým nástrojem umožňujícím vyšetření pacientů s podezřením na poruchu tvorby protilátek.

Abstract:

Common variable immunodeficiency (CVID) forms a group of disorders of primary antibody production failure which is the most frequent symptomatic primary immune deficiency in adults. It is characterized by infection susceptibility with hypogammaglobulinemia and impaired specific antibody response. Despite intensive research their under laying defects remain to be elucidated. In our study, we followed specific antibody production of CVID patients after antigen challenge. Routine determination of antibody production in serum from CVID patients after vaccination and investigation of B cell function in vivo is complicated due to substitution therapy. Therefore we used the ELISPOT (enzyme-linked immunosorbent spot) assay for detection of specific antibody production at the cellular level. CVID patients (n = 37), who were divided into groups according to the Freiburg and EUROclass classification, were vaccinated with protein (tetanus toxoid; TAT) and polysaccharide (pneumococcal polysaccharides; PCP) antigens exactly seven days before substitution immunoglobulin dose. Healthy donors (n = 80) were vaccinated too. Group TAT (n = 50) was boosted with protein antigen, group PCP (n = 10) was vaccinated with pneumococcal polysaccharides and both antigens simultaneously were employed in group TAT+PCP (n = 20) like in all CVID patients. Our cohort was screened by the ELISPOT assay before vaccination and on day 7 after vaccination. We also followed changes of peripheral blood cells percentage terms before and day 7 after vaccinations by flow cytometry. In healthy controls median of number of specific antibodies producing cells was for IgG class from 10 371 (TAT) to 3 843 (PCP), for IgA class from 532 (TAT) to 33 935 (PCP) and for IgM class from 0 (TAT) to 9 540 (PCP) SFC/106 B cells. In CVID patients there was detected no or very low production of specific antibodies in all immunoglobulin classes against protein and polysaccharide antigens in comparison with healthy controls. In control group, an increase in circulating plasmablasts on day 7 post immunization corresponded with the appereance of antibody forming cells. In contrast, CVID patients failed to increase plasmablasts significantly in peripheral blood after antigen challenge. Our results indicate that CVID patients have a block in terminal B-cell differentiation and that flow based assessment of plasmablasts in peripheral blood after vaccination serves as a surrogate diagnostic marker for assessing in vivo antibody responses in patients suspected to have CVID.

Keywords

imunodeficience, očkování, plasmablasty, CVID, ELISPOT, immunodeficiency, vaccination, plasmablasts

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 10. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 13. 12. 2011
• Supervisor: prof. MUDr. Vojtěch Thon, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Medical Microbiology and Immunology (4-years) / Medical Microbiology and Immunology