Периостин как биомаркер активности аллергического воспаления при атопической бронхиальной астме и аллергическом рините (пилотное исследование)

Участие периостина в Тh2-зависимом аллергическом воспалении является доказанным, однако его значение в качестве неинвазивного биомаркера локального аллергического воспаления слизистой оболочки (СО) носа у пациентов с атопической бронхиальной астмой (БА) и аллергическим ринитом (АР) не определено.

Цель исследования — изучить содержание периостина и оценить его роль в качестве неинвазивного маркера аллергического воспаления в носовом секрете у детей с атопической БА и АР.

Материалы и методы. У 43 пациентов в возрасте 4–17 лет с атопической БА и АР оценивали состояние СО носа с применением риновидеоэндоскопии и, по показаниям, компьютерной томографии, определяли содержание периостина в носовом секрете иммуноферментным методом.

Результаты. Обострение АР сопровождалось статистически значимым повышением содержания периостина в назальном секрете — до 0,84 [0,06; 48,79] нг/мг по сравнению с периодом ремиссии, при котором его содержание составляло 0,13 [0,00; 0,36] нг/мг; р=0,04. Содержание назального периостина прогредиентно возрастало по мере усиления тяжести течения АР, составив при легком течении 0,16 [0,00; 0,36] нг/мг, при АР средней степени тяжести — 0,20 [0,00; 9,03] нг/мг, при тяжелом течении — 10,70 [0,56; 769,20] нг/мг; р=0,048. Гипертрофические или полипозные изменения СО носа и/или параназальных синусов выявлены у 34,9% (15/43) обследованных пациентов. Содержание периостина в назальном секрете было ниже у детей без гипертрофии СО — 0,18 [0,001; 4,30] нг/мг по сравнению с 0,78 [0,13; 162,10] нг/мг у пациентов с наличием гипертрофии СО; различия имели характер тенденции, р=0,051. Содержание назального периостина зависело и от клинического варианта гипертрофических изменений синоназальной СО, составив 0,17 [0,00; 0,32] нг/мг у детей с полипозной гиперплазией СО и 21,6 [10,70; 1516,80] нг/мг — при гипертрофии СО медиальной поверхности носовых раковин, р=0,02.

Заключение. Обострение и усиление тяжести течения АР у пациентов с атопической БА сопровождаются повышением содержания периостина в назальном секрете. Это позволяет рассматривать уровень назального периостина в качестве неинвазивного биомаркера локального аллергического воспаления СО носа у пациентов с атопической БА и АР. Гипертрофические изменения синоназальной СО в целом сопровождаются повышением уровня назального периостина, но его содержание в назальном секрете статистически значимо зависит от клинического варианта гипертрофии СО и требует дополнительного изучения.

1. GINA. Global strategy for asthma management and prevention. 2019. URL: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2019/ 06/GINA-2019-main-report-June-2019-wms.pdf.
2. Reddel H.K., FitzGerald J.M., Bateman E.D., Bacharier L.B., Becker A., Brusselle G., Buhl R., Cruz A.A., Fleming L., Inoue H., Ko F.W., Krishnan J.A., Levy M.L., Lin J., Pedersen S.E., Sheikh A., Yorgancioglu A., Boulet L.P. GINA 2019: a fundamental change in asthma management: treatment of asthma with short-acting bronchodilators alone is no longer recommended for adults and adolescents. Eur Respir J 2019; 53(6): 1901046, https://doi.org/10.1183/13993003.01046-2019.
3. Красильникова С.В., Елисеева Т.И., Попов К.С., Туш Е.В., Халецкая О.В., Овсянников Д.Ю., Балабол­кин И.И., Шахов А.В., Прахов А.В. Мультиморбидность патологии верхних дыхательных путей у детей с бронхиальной астмой. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского 2018; 97(2): 19–26.
4. Krasilnikova S.V., Eliseeva Т.I., Shakhov А.V., Geppe N.A. Capabilities of nasal videoendoscopy in diagnostics of pharyngeal tonsil condition in children with bronchial asthma. Sovremennye tehnologii v medicine 2016; 8(3): 126–136, https://doi.org/10.17691/stm2016.8.3.15.
5. Krasilnikova S.V., Tush Е.V., Babaev S.Yu., Khaletskaya A.I., Popov K.S., Novozhilov A.A., Abubakirov T.E., Eliseeva Т.I., Ignatov S.K., Shakhov A.V., Kubysheva N.I., Solovyev V.D. Endonasal infrared thermometry for the diagnosis of allergic inflammation of the nasal mucosa in patients with bronchial asthma. Sovremennye tehnologii v medicine 2017; 9(4): 201–208, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.4.25.
6. Красильникова С.В., Елисеева Т.И., Ремизова Н.В., Соодаева С.К., Шахов А.В., Прахов А.В. Патология но­са и параназальных синусов у детей с бронхиальной астмой. Пульмонология 2012; 4: 45–49, https://doi.org/10.18093/0869-0189-2012-0-4-45-49.
7. Eliseeva Т.I., Tush Е.V., Krasilnikova S.V., Kuznetsova S.V., Larin R.A., Kubysheva N.I., Khaletskaya О.V., Potemina T.E., Ryazantsev S.V., Ignatov S.K. Metabolism of the extracellular matrix in bronchial asthma (review). Sovremennye tehnologii v medicine 2018; 10(4): 220–234, https://doi.org/10.17691/stm2018.10.4.25.
8. Takabayashi T., Schleimer R.P. Formation of nasal polyps: the roles of innate type 2 inflammation and deposition of fibrin. J Allergy Clin Immunol 2020; 145(3): 740–750, https://doi.org/10.1016/j.jaci.2020.01.027.
9. Eliseeva T.I., Krasilnikova S.V., Babaev S.Y., Novozhilov A.A., Ovsyannikov D.Y., Ignatov S.K., Kubysheva N.I., Shakhov A.V. Dependence of anterior active rhinomanometry indices on nasal obstructive disorders in children with atopic bronchial asthma complicated by nasal symptoms. Biomed Res Int 2018; 2018: 1869613, https://doi.org/10.1155/2018/1869613.
10. Eliseeva T.I., Krasilnikova S.V., Geppe N.A., Babaev S.Y., Tush E.V., Khaletskaya O.V., Ovsyannikov D.Y., Balabolkin I.I., Ignatov S.K., Kubysheva N.I. Effect of nasal obstructive disorders on sinonasal symptoms in children with different levels of bronchial asthma control. Can Respir J 2018; 2018: 4835823, https://doi.org/10.1155/2018/4835823.
11. Крюков А.И., Бондарева Г.П., Нгуен Т.Ф. Аллер­ги­ческий ринит, осложненный гипертрофией слизистой оболочки полости носа: результаты пилотного обсервационного исследования. Русский медицинский журнал 2020; 5: 17–20.
12. Fokkens W.J., Lund V.J., Hopkins C., Hellings P.W., Kern R., Reitsma S., Toppila-Salmi S., Bernal-Sprekelsen M., Mullol J., Alobid I., Terezinha Anselmo-Lima W., Bachert C., Baroody F., von Buchwald C., Cervin A., Cohen N., Constantinidis J., De Gabory L., Desrosiers M., Diamant Z., Douglas R.G., Gevaert P.H., Hafner A., Harvey R.J., Joos G.F., Kalogjera L., Knill A., Kocks J.H., Landis B.N., Limpens J., Lebeer S., Lourenco O., Meco C., Matricardi P.M., O’Mahony L., Philpott C.M., Ryan D., Schlosser R., Senior B., Smith T.L., Teeling T., Tomazic P.V., Wang D.Y., Wang D., Zhang L., Agius A.M., Ahlstrom-Emanuelsson C., Alabri R., Albu S., Alhabash S., Aleksic A., Aloulah M., Al-Qudah M., Alsaleh S., Baban M.A., Baudoin T., Balvers T., Battaglia P., Bedoya J.D., Beule A., Bofares K.M., Braverman I., Brozek-Madry E., Richard B., Callejas C., Carrie S., Caulley L., Chussi D., de Corso E., Coste A., El Hadi U., Elfarouk A., Eloy P.H., Farrokhi S., Felisati G., Ferrari M.D., Fishchuk R., Grayson W., Goncalves P.M., Grdinic B., Grgic V., Hamizan A.W., Heinichen J.V., Husain S., Ping T.I., Ivaska J., Jakimovska F., Jovancevic L., Kakande E., Kamel R., Karpischenko S., Kariyawasam H.H., Kawauchi H., Kjeldsen A., Klimek L., Krzeski A., Kopacheva Barsova G., Kim S.W., Lal D., Letort J.J., Lopatin A., Mahdjoubi A., Mesbahi A., Netkovski J., Nyenbue Tshipukane D., Obando-Valverde A., Okano M., Onerci M., Ong Y.K., Orlandi R., Otori N., Ouennoughy K., Ozkan M., Peric A., Plzak J., Prokopakis E., Prepageran N., Psaltis A., Pugin B., Raftopulos M., Rombaux P., Riechelmann H., Sahtout S., Sarafoleanu C.C., Searyoh K., Rhee C.S., Shi J., Shkoukani M., Shukuryan A.K., Sicak M., Smyth D., Sindvongs K., Soklic Kosak T., Stjarne P., Sutikno B., Steinsvag S., Tantilipikorn P., Thanaviratananich S., Tran T., Urbancic J., Valiulius A., Vasquez de Aparicio C., Vicheva D., Virkkula P.M., Vicente G., Voegels R., Wagenmann M.M., Wardani R.S., Welge-Lussen A., Witterick I., Wright E., Zabolotniy D., Zsolt B., Zwetsloot C.P. European position paper on rhinosinusitis and nasal polyps 2020. Rhinology 2020; 58(Suppl S29): 1–464, https://doi.org/10.4193/Rhin20.600.
13. Caimmi D., Matti E., Pelizzo G., Marseglia A., Caimmi S., Labo E., Licari A., Pagella F., Castellazzi A.M., Pusateri A., Parigi G.B., Marseglia G.L. Nasal polyposis in children. J Biol Regul Homeost Agents 2012; 26(1 Suppl): S77–S83.
14. Карпова Е.П., Емельянова М.П., Тулупов Д.А. Поли­поз­ный риносинусит у детей. Вестник оториноларин-го­логии 2016; 81(2): 70–73, https://doi.org/10.17116/otorino201681270-73.
15. Fokkens W.J., Lund V., Bachert C., Mullol J., Bjermer L., Bousquet J., Canonica G.W., Deneyer L., Desrosiers M., Diamant Z., Han J., Heffler E., Hopkins C., Jankowski R., Joos G., Knill A., Lee J., Lee S.E., Marien G., Pugin B., Senior B., Seys S.F., Hellings P.W. EUFOREA consensus on biologics for CRSwNP with or without asthma. Allergy 2019; 74(12): 2312–2319, https://doi.org/10.1111/all.13875.
16. Banoub R.G., Phillips K.M., Hoehle L.P., Caradonna D.S., Gray S.T., Sedaghat A.R. Relationship between chronic rhinosinusitis exacerbation frequency and asthma control. Laryngoscope 2018; 128(5): 1033–1038, https://doi.org/10.1002/lary.26901.
17. Schlosser R.J., Smith T.L., Mace J., Soler Z.M. Asthma quality of life and control after sinus surgery in patients with chronic rhinosinusitis. Allergy 2017; 72(3): 483–491, https://doi.org/10.1111/all.13048.
18. Orlandi R.R., Kingdom T.T., Hwang P.H., Smith T.L., Alt J.A., Baroody F.M., Batra P.S., Bernal-Sprekelsen M., Bhattacharyya N., Chandra R.K., Chiu A., Citardi M.J., Cohen N.A., DelGaudio J., Desrosiers M., Dhong H.J., Douglas R., Ferguson B., Fokkens W.J., Georgalas C., Goldberg A., Gosepath J., Hamilos D.L., Han J.K., Harvey R., Hellings P., Hopkins C., Jankowski R., Javer A.R., Kern R., Kountakis S., Kowalski M.L., Lane A., Lanza D.C., Lebowitz R., Lee H.M., Lin S.Y., Lund V., Luong A., Mann W., Marple B.F., McMains K.C., Metson R., Naclerio R., Nayak J.V., Otori N., Palmer J.N., Parikh S.R., Passali D., Peters A., Piccirillo J., Poetker D.M., Psaltis A.J., Ramadan H.H., Ramakrishnan V.R., Riechelmann H., Roh H.J., Rudmik L., Sacks R., Schlosser R.J., Senior B.A., Sindwani R., Stankiewicz J.A., Stewart M., Tan B.K., Toskala E., Voegels R., Wang de Y., Weitzel E.K., Wise S., Woodworth B.A., Wormald P.J., Wright E.D., Zhou B., Kennedy D.W. International Consensus Statement on Allergy and Rhinology: Rhinosinusitis. Int Forum Allergy Rhinol 2016; 6(Suppl 1): S22–S209, https://doi.org/10.1002/alr.21695.
19. Kato A. Group 2 innate lymphoid cells in airway diseases. Chest 2019; 156(1): 141–149, https://doi.org/10.1016/j.chest.2019.04.101.
20. Xiang R., Zhang Q.P., Zhang W., Kong Y.G., Tan L., Chen S.M., Deng Y.Q., Tao Z.Z., Xu Y. Different effects of allergic rhinitis on nasal mucosa remodeling in chronic rhinosinusitis with and without nasal polyps. Eur Arch Otorhinolaryngol 2019; 276(1): 115–130, https://doi.org/10.1007/s00405-018-5195-x.
21. Wang X., Zhang N., Bo M., Holtappels G., Zheng M., Lou H., Wang H., Zhang L., Bachert C. Diversity of TH cytokine profiles in patients with chronic rhinosinusitis: a multicenter study in Europe, Asia, and Oceania. J Allergy Clin Immunol 2016; 138(5): 1344–1353, https://doi.org/10.1016/j.jaci.2016.05.041.
22. Емельянова М.П., Карпова Е.П., Тулупов Д.А. Поли­позный риносинусит у детей. эпидемиология и вероятные причины. Аллергология и иммунология в педиатрии 2017; 1(48): 28–31.
23. Tush E.V., Eliseeva Т.I., Khaletskaya О.V., Krasilnikova S.V., Ovsyannikov D.Yu., Potemina T.E., Ignatov S.K. Extracellular matrix markers and methods for their study (review). Sovremennye tehnologii v medicine 2019; 11(2): 133–149, https://doi.org/10.17691/stm2019.11.2.20.
24. Nakayama T., Sugimoto N., Okada N., Tsurumoto T., Mitsuyoshi R., Takaishi S., Asaka D., Kojima H., Yoshikawa M., Tanaka Y., Haruna S.I. JESREC score and mucosal eosinophilia can predict endotypes of chronic rhinosinusitis with nasal polyps. Auris Nasus Larynx 2019; 46(3): 374–383, https://doi.org/10.1016/j.anl.2018.09.004.
25. Kim D.K., Kang S.I., Kong I.G., Cho Y.H., Song S.K., Hyun S.J., Cho S.D., Han S.Y., Cho S.H., Kim D.W. Two-track medical treatment strategy according to the clinical scoring system for chronic rhinosinusitis. Allergy Asthma Immunol Res 2018; 10(5): 490–502, https://doi.org/10.4168/aair.2018.10.5.490.
26. Nomura K., Kojima T., Fuchimoto J., Obata K., Keira T., Himi T., Sawada N. Regulation of interleukin-33 and thymic stromal lymphopoietin in human nasal fibroblasts by proinflammatory cytokines. Laryngoscope 2012; 122(6): 1185–1192, https://doi.org/10.1002/lary.23261.
27. Ebbo M., Crinier A., Vély F., Vivier E. Innate lymphoid cells: major players in inflammatory diseases. Nat Rev Immunol 2017; 17(11): 665–678, https://doi.org/10.1038/nri.2017.86.
28. Kouzaki H., O’Grady S.M., Lawrence C.B., Kita H. Proteases induce production of thymic stromal lymphopoietin by airway epithelial cells through protease-activated receptor-2. J Immunol 2009; 183(2): 1427–1434, https://doi.org/10.4049/jimmunol.0900904.
29. Красильникова С.В., Овсянников Д.Ю., Елисе­ева Т.И., Туш Е.В., Большова Е.В., Ларин Р.А., Фролов П.А., Балаболкин И.И. Тимусный стромальный лимфопоэтин как предиктор формирования гипертрофических изменений слизистой оболочки носа у детей с атопической бронхиальной астмой и аллергическим ринитом. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского 2020; 99(4): 71–78.
30. Савлевич E.Л., Курбачева О.М., Егоров В.И., Дынева М.Е., Шиловский И.П., Хаитов М.Р. Уровень экспрессии генов цитокинов при разных фенотипах полипозного риносинусита. Вестник оториноларингологии 2019; 84(6): 42–47, https://doi.org/10.17116/otorino20198406142.
31. Oishi K., Matsunaga K., Shirai T., Hirai K., Gon Y. Role of type2 inflammatory biomarkers in chronic obstructive pulmonary disease. J Clin Med 2020; 9(8): E2670, https://doi.org/10.3390/jcm9082670.
32. Li W., Gao P., Zhi Y., Xu W., Wu Y., Yin J., Zhang J. Periostin: its role in asthma and its potential as a diagnostic or therapeutic target. Respir Res 2015; 16(1): 57, https://doi.org/10.1186/s12931-015-0218-2.
33. Izuhara K., Conway S.J., Moore B.B., Matsumoto H., Holweg C.T., Matthews J.G., Arron J.R. Roles of periostin in respiratory disorders. Am J Respir Crit Care Med 2016; 193(9): 949–956, https://doi.org/10.1164/rccm.201510-2032PP.
34. Sidhu S.S., Yuan S., Innes A.L., Kerr S., Woodruff P.G., Hou L., Muller S.J., Fahy J.V. Roles of epithelial cell-derived periostin in TGF-beta activation, collagen production, and collagen gel elasticity in asthma. Proc Natl Acad Sci U S A 2010; 107(32): 14170–14175, https://doi.org/10.1073/pnas.1009426107.
35. Hackett T.L. Epithelial-mesenchymal transition in the pathophysiology of airway remodelling in asthma. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2012; 12(1): 53–59, https://doi.org/10.1097/ACI.0b013e32834ec6eb.
36. Pham S., Hardin O., Dinwiddie D.L., Bhattacharyya S., Stoner A., Kincaid J.C., Kirkpatrick C., Putt C., Kennedy J.L. Nasal periostin levels and acute symptoms in asthmatics during viral-induced exacerbations. J Allergy Clin Immunol 2019; 143(2): AB206, https://doi.org/10.1016/j.jaci.2018.12.629.
37. Овсянников Д.Ю., Кузьменко Л.Г., Назарова Т.И., Халед М., Фролов П.А., Нгуен Б.В., Илларионова Т.Ю., Семятов С.М., Елисеева Т.И. Клинические и лабораторные маркеры бактериальной инфекции у детей разного возраста. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского 2019; 98(1): 186–192, https://doi.org/10.24110/0031-403X-2019-98-1-186-192.
38. Eliseeva Т.I., Balabolkin I.I. Modern technologies of bronchial asthma control in children (review). Sovremennye tehnologii v medicine 2015; 7(2): 168–184, https://doi.org/10.17691/stm2015.7.2.21.
39. Нилова М.Ю., Туш Е.В., Елисеева Т.И., Кра­силь­ни­кова C.В., Халецкая О.В., Попов К.С., Новикова Н.А. Структура сенсибилизации к аэроаллергенам у детей с атопической бронхиальной астмой. Аллергология и имму­нология в педиатрии 2019; 2: 17–23.
40. Krouse J., Lund V., Fokkens W., Meltzer E.O. Diagnostic strategies in nasal congestion. Int J Gen Med 2010; 3: 59–67, https://doi.org/10.2147/ijgm.s8084.
41. Juniper E.F., Gruffydd-Jones K., Ward S., Svensson K. Asthma Control Questionnaire in children: validation, measurement properties, interpretation. Eur Respir J 2010; 36(6): 1410–1416, https://doi.org/10.1183/09031936.00117509.
42. Watelet J.B., Gevaert P., Holtappels G., Van Cauwenberge P., Bachert C. Collection of nasal secretions for immunological analysis. Eur Arch Otorhinolaryngol 2004; 261(5): 242–246, https://doi.org/10.1007/s00405-003-0691-y.
43. Rimmer J., Hellings P., Lund V.J., Alobid I., Beale T., Dassi C., Douglas R., Hopkins C., Klimek L., Landis B., Mosges R., Ottaviano G., Psaltis A., Surda P., Tomazic P.V., Vent J., Fokkens W. European position paper on diagnostic tools in rhinology. Rhinology 2019; 57(Suppl S28): 1–41, https://doi.org/10.4193/Rhin19.410.
44. Lopez-Guisa J.M., Powers C., File D., Cochrane E., Jimenez N., Debley J.S. Airway epithelial cells from asthmatic children differentially express proremodeling factors. J Allergy Clin Immunol 2012; 129(4): 990–997.e6, https://doi.org/10.1016/j.jaci.2011.11.035.
45. Wei Y., Ma R., Zhang J., Wu X., Yu G., Hu X., Li J., Liu Z., Ji W., Li H., Wen W. Excessive periostin expression and Th2 response in patients with nasal polyps: association with asthma. J Thorac Dis 2018; 10(12): 6585–6597, https://doi.org/10.21037/jtd.2018.11.12.
46. Qin Z., Li X., Cai X., Li J., Zhu H., Ma Y., Wu S., Liu D. Periostin: a novel biomarker for chronic rhinosinusitis. B-Ent 2016; 12(4): 305–313.
47. Bobolea I., Barranco P., Del Pozo V., Romero D., Sanz V., Lopez-Carrasco V., Canabal J., Villasante C., Quirce S. Sputum periostin in patients with different severe asthma phenotypes. Allergy 2015; 70(5): 540–546, https://doi.org/10.1111/all.12580.
48. Asano T., Kanemitsu Y., Takemura M., Yokota M., Fukumitsu K., Takeda N., Ichikawa H., Uemura T., Takakuwa O., Ohkubo H., Maeno K., Ito Y., Oguri T., Maki Y., Ono J., Ohta S., Nakamura Y., Izuhara K., Suzuki M., Niimi A. Serum periostin as a biomarker for comorbid chronic rhinosinusitis in patients with asthma. Ann Am Thorac Soc 2017; 14(5): 667–675, https://doi.org/10.1513/annalsats.201609-720oc.
49. Lehmann A.E., Scangas G.A., Bergmark R.W., El Rassi E., Stankovic K.M., Metson R. Periostin and inflammatory disease: implications for chronic rhinosinusitis. Otolaryngol Head Neck Surg 2019; 160(6): 965–973, https://doi.org/10.1177/0194599819838782.

Krasilnikova S.V., Tush E.V., Frolov P.A., Ovsyannikov D.Yu., Terentyeva A.B., Kubysheva N.I., Eliseeva T.I. Periostin as a Biomarker of Allergic Inflammation in Atopic Bronchial Asthma and Allergic Rhinitis (a Pilot Study). Sovremennye tehnologii v medicine 2020; 12(5): 37, https://doi.org/10.17691/stm2020.12.5.04