Vnitr Lek 2023, 69(6):365-372
Role eozinofilů v patogenezi, diagnostice a léčbě bronchiálního astmatu
- Ústav klinické imunologie a alergologie, Fakultní nemocnice, Hradec Králové
- Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové
Existence buněk odpovídajících eozinofilům byla histopatologicky doložena již v první polovině 19. století. Samotný termín "eozinofily" byl však poprvé použit až Paulem Ehrlichem v roce 1878. Od jejich objevení byla jejich existence spojována s bronchiálním astmatem, patogenezí helmintóz a později alergiemi. Od počátku 21. století prošlo chápání podstaty této buněčné populace zásadním přehodnocením a v roce 2010 J. J. Lee navrhl koncept "LIAR" (Local Immunity And/or Remodeling/Repair), podtrhující rozsáhlé imunoregulační funkce eozinofilů v kontextu zdraví a nemoci. Brzy se dále ukázalo, že zralé eozinofily nejsou strukturně, funkčně ani imunologicky homogenní buněčnou populací. Tvoří naopak podtypy charakterizované odlišným vývojem, imunofenotypem, citlivostí na růstové faktory, lokalizací, rolí a osudem ve tkáních a především podílem na patogenezi onemocnění včetně astmatu. Pro hlavní podskupiny eozinofilů byly nedávno navrženy termíny rezidentní (rEos) a zánětlivé (iEos) eozinofily. Ukazuje se, že pochopení funkcí eozinofilních subpopulací a jejich identifikace ve tkáních je základní podmínkou správné diagnostiky, klasifikace a léčby chorob s eozinofily asociovaných. Lze tudíž předpokládat, že nové biomarkery odhalující hlubší biologickou povahu těchto buněk mohou významně rozšířit stávající paletu validovaných parametrů sledovaných u bronchiálního astmatu.
Klíčová slova: biologická léčba, biomarkery, bronchiální astma, eozinofily, imunofenotyp.
The role of eosinophils in the pathogenesis, diagnosis and treatment of asthma
Cells corresponding to eosinophils were already histopathologically documented in the first half of the 19th century. However, the term "eosinophils" was first used by Paul Ehrlich in 1878. Since the discovery of eosinophils, their existence has been associated with bronchial asthma, allergies and the pathogenesis of helminthic disorders. Since the beginning of the 21st century, understanding this cell population's nature has undergone a fundamental reassessment. In 2010, J. J. Lee proposed the concept of "LIAR" (Local Immunity And/or Remodeling /Repair), underscoring the extensive immunoregulatory functions of eosinophils in the context of health and disease. It soon became apparent that mature eosinophils are not structurally, functionally, or immunologically homogeneous cell populations. On the contrary, they form subtypes characterized by distinct development, immunophenotype, sensitivity to growth factors, localization, role and fate in tissues and their contribution to the pathogenesis of various diseases, including asthma. Resident (rEos) and inflammatory (iEos) eosinophils have recently been proposed for the main eosinophil subsets. It turns out that understanding the functions of eosinophil subpopulations and their identification in tissues is an essential condition for the correct diagnosis, classification and treatment of diseases associated with eosinophils. It can therefore be assumed that new biomarkers revealing these cells' more profound biological nature can significantly expand the existing range of validated parameters monitored in bronchial asthma. Concurrently, they will contribute to more accurate diagnosis and more effective treatment of this disease.
Keywords: biological treatment, biomarkers, bronchial asthma, eosinophils, immunophenotype.
Přijato: 21. září 2023; Zveřejněno: 10. říjen 2023 Zobrazit citaci
Reference
- Lee JJ, Jacobsen EA, McGarry MP, et al. Eosinophils in health and disease: The LIAR hypothesis. Clinical and Experimental Allergy. 2010;40:563-575.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Van Hulst G, Bureau F, Desmet CJ. Eosinophils as drivers of severe eosinophilic asthma: Endotypes or plasticity? Int J Mol Sci. 2021;22:10150.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Loktionov A. Eosinophils in the gastrointestinal tract and their role in the pathogenesis of major colorectal disorders. World J Gastroenterol. 2019; 25:3503-3526.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Qiu Y, Nguyen KD, Odegaard JI, et al. Eosinophils and type 2 cytokine signaling in macrophages orchestrate development of functional beige fat. Cell. 2014;157:1292-1308.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Mesnil C, Raulier S, Paulissen G, et al. Lung‑resident eosinophils represent a distinct regulatory eosinophil subset. Journal of Clinical Investigation 2016;126:3279-3295.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Rothenberg ME. A hidden residential cell in the lung. Journal of Clinical Investigation. 2016;126:3185-3187.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Marichal T, Mesnil C, Bureau F. Homeostatic Eosinophils: Characteristics and Functions. Front Med (Lausanne). 2017;4:1-6.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Abdala‑Valencia H, Coden ME, Chiarella SE, et al. Shaping eosinophil identity in the tissue contexts of development, homeostasis, and disease. J Leukoc Biol. 2018;104:95-108.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Weller PF, Spencer LA. Functions of tissue‑resident eosinophils. Nat Rev Immunol. 2017;17:746-760.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Fabre V, Beiting DP, Bliss SK, et al. Eosinophil deficiency compromises parasite survival in chronic nematode infection. J Immunol. 2009;182:1577-83.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- McBrien CN, Menzies‑Gow A. The Biology of Eosinophils and Their Role in Asthma. Front Med (Lausanne) 2017;4:1-14.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Acharya KR, Ackerman SJ. Eosinophil granule proteins: Form and function. Journal of Biological Chemistry. 2014;289:17406-17415.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Melo RCN, Weller PF. Contemporary understanding of the secretory granules in human eosinophils. J Leukoc Biol. 2018;104:85-93.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Persson C, Uller L. Theirs but to die and do: primary lysis of eosinophils and free eosinophil granules in asthma. Am J Respir Crit Care Med. 2014;189:628-633.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Mukherjee M, Bulir DC, Radford K, et al. Sputum autoantibodies in patients with severe eosinophilic asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology 2018;141:1269-1279.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Drake MG, Bivins‑Smith ER, Proskocil BJ, et al. Human and mouse eosinophils have antiviral activity against parainfluenza virus. Am J Respir Cell Mol Biol. 2016;55:387-394.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Ramirez GA, Yacoub MR, Ripa M, et al. Eosinophils from Physiology to Disease: A Comprehensive Review. Biomed Res Int. 2018;2018:28.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Mukherjee M, Lacy P, Ueki S. Eosinophil extracellular traps and inflammatory pathologies‑untangling the web! Front Immunol. 2018;9:2763.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Humbles AA, Lloyd CM, McMillan SJ, et al. A Critical Role for Eosinophils in Allergic Airways Remodeling. Science (1979). 2004;305:1776-1779.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Brusselle GG, Koppelman GH. Biologic Therapies for Severe Asthma. New England Journal of Medicine. 2022;386:157-171.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Global Initiative For Asthma (GINA). DIFFICULT‑TO‑TREAT SEVERE ASTHMA in adolescent and adult patients GINA Pocket Guide For Health Professionals Diagnosis and Management. 2019.
- Global Strategy for Asthma Management and Prevention (2022 update). Global Initiative for Asthma. 2022;1-186.
- Leckie MJ, ten Brinke A, Khan J, et al. Effects of an interleukin-5 blocking monoclonal antibody on eosinophils, airway hyper‑responsiveness, and the late asthmatic response. Lancet. 2000;356:2144-8.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Haldar P, Pavord ID, Shaw DE, et al. Cluster analysis and clinical asthma phenotypes. Am J Respir Crit Care Med. 2008;178:218-224.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Haldar P, Brightling CE, Hargadon B, et al. Mepolizumab and Exacerbations of Refractory Eosinophilic Asthma. N Engl J Med. 2009;360:973-984.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Nair P, Pizzichini MMM, Kjarsgaard M, et al. Mepolizumab for Prednisone‑Dependent Asthma with Sputum Eosinophilia. New England Journal of Medicine. 2009;360:985-993.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Pavord ID, Haldar P, Bradding P, et al. Mepolizumab in refractory eosinophilic asthma. Thorax. 2010 65:370.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Ortega HG, Liu MC, Pavord ID, et al. Mepolizumab Treatment in Patients with Severe Eosinophilic Asthma. New England Journal of Medicine. 2014; 71:1198-1207.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Nair P, O'Byrne PM. Measuring Eosinophils to Make Treatment Decisions in Asthma. Chest. 2016;150:485-7.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Mukherjee M, Nair P. Blood or sputum eosinophils to guide asthma therapy? Lancet Respir Med. 2015;3:824-825.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kostikas K, Brindicci C, Patalano F. Blood Eosinophils as Biomarkers to Drive Treatment Choices in Asthma and COPD. Curr Drug Targets. 2018;19:1882-1896.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kroegel C, Liu MC, Hubbard WC, et al. Blood and bronchoalveolar eosinophils in allergic subjects after segmental antigen challenge: Surface phenotype, density heterogeneity, and prostanoid production. J Allergy Clin Immunol. 1994; 93:725-734.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Prin L, Capron M, Tonnel AB, et al. Heterogeneity of human peripheral blood eosinophils: Variability in cell density and cytotoxic ability in relation to the level and the origin of hypereosinophilia. Int Arch Allergy Immunol. 1983; 72:336-346.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kuo HP, Yu TR, Yu CT. Hypodense eosinophil number relates to clinical severity, airway hyperresponsiveness and response to inhaled corticosteroids in asthmatic subjects. European Respiratory Journal. 1994;7:1452-1459.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Abdala Valencia H, Loffredo LF, Misharin A V, et al. Phenotypic plasticity and targeting of Siglec‑FhighCD11clow eosinophils to the airway in a murine model of asthma. Allergy: European Journal of Allergy and Clinical Immunology 2016;71:267-271.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Matucci A, Nencini F, Maggiore G, et al. High proportion of inflammatory CD62L low eosinophils in blood and nasal polyps of severe asthma patients. Clinical & Experimental Allergy. 2023;53:78-87.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kanda A, Yun Y, Bui D Van, et al. The multiple functions and subpopulations of eosinophils in tissues under steady‑state and pathological conditions. Allergology International. 2021;70:9-18.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Shah K, Ignacio A, McCoy KD, et al. The emerging roles of eosinophils in mucosal homeostasis. Mucosal Immunol. 2020;13:574-583.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Al‑Shaikhly T, Murphy RC, Parker A, et al. Location of eosinophils in the airway wall is critical for specific features of airway hyperresponsiveness and T2 inflammation in asthma. European Respiratory Journal. 2022;60:2101865.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Fukuda T, Dunnette SL, Reed CE, et al. Increased numbers of hypodense eosinophils in the blood of patients with bronchial asthma. American Review of Respiratory Disease. 1985;132:981-985.
- Peters MS, Gleich GJ, Dunnette SL, et al. Ultrastructural study of eosinophils from patients with the hypereosinophilic syndrome: A morphological basis of hypodense eosinophils. Blood. 1988;71:780-785.
Přejít k původnímu zdroji...
- Januskevicius A, Jurkeviciute E, Janulaityte I, et al. Blood Eosinophils Subtypes and Their Survivability in Asthma Patients. Cells. 2020;9:1248.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Van Hulst G, Jorssen J, Jacobs N, et al. Anti‑IL5 mepolizumab minimally influences residual blood eosinophils in severe asthma. European Respiratory Journal. 2022;59:2100935.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Novosad J, Krčmová I, Souček O, et al. Subsets of Eosinophils in Asthma, a Challenge for Precise Treatment. Int J Mol Sci. 2023; 24: 5716.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Freeman CM, Curtis JL, Hastie AT. Finding the Right Biological: Eosinophil Subset Differences in Asthma and COPD. Am J Respir Crit Care Med. Epub ahead of print 13 June 2023. DOI: 10.1164/RCCM.202305-0811ED.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Cabrera López C, Sánchez Santos A, Lemes Castellano A, et al. Eosinophils Sub‑Types in Asthmatic and COPD Patients. Am J Respir Crit Care Med. Epub ahead of print 18 April 2023. DOI: 10.1164/rccm.202301-0149OC.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Ijaz T, Pazdrak K, Kalita M, et al. Systems biology approaches to understanding Epithelial Mesenchymal Transition (EMT) in mucosal remodeling and signaling in asthma. World Allergy Organ J. 2014;7:13.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Denton E, Price DB, Tran TN, et al. Cluster Analysis of Inflammatory Biomarker Expression in the International Severe Asthma Registry. Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice 2021;9:2680-2688.e7.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Chen M, Shepard K, Yang M, et al. Overlap of allergic, eosinophilic and type 2 inflammatory subtypes in moderate‑to‑severe asthma. Clinical and Experimental Allergy. 2021;51:546-555.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Corren J, Du E, Gubbi A, et al. Variability in Blood Eosinophil Counts in Patients with Eosinophilic Asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice 2021; 9: 1224-1231.e9.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kroes JA, Zielhuis SW, van Roon EN, et al. Prediction of response to biological treatment with monoclonal antibodies in severe asthma. Biochem Pharmacol. 2020;179:113978.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Rogliani P, Calzetta L, Matera MG, et al. Severe Asthma and Biological Therapy: When, Which, and for Whom. Pulm Ther. 2020;6:47-66.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Eger K, Kroes JA, ten Brinke A, et al. Long‑Term Therapy Response to Anti-IL-5 Biologics in Severe Asthma-A Real‑Life Evaluation. J Allergy Clin Immunol. Pract 2021;9:1194-1200.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- McDowell PJ, Diver S, Yang F, et al. The inflammatory profile of exacerbations in patients with severe refractory eosinophilic asthma receiving mepolizumab (the MEX study): a prospective observational study. Lancet Respir Med. 2021;9:1174-1184.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Poznanski SM, Mukherjee M, Zhao N, et al. Asthma exacerbations on benralizumab are largely non‑eosinophilic. Allergy: European Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2021;76:375-379.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Nair P, O'Byrne PM. Medical algorithms: Approach to adult asthma exacerbations. Allergy. 2021;76:3556-3559.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Menzies‑Gow A, Bafadhel M, Busse WW, et al. An expert consensus framework for asthma remission as a treatment goal. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2020;145:75-65.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Menzies‑Gow A, Szefler SJ, Busse WW. The Relationship of Asthma Biologics to Remission for Asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice. 2021;9:1090-1098.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Maglio A, Vitale C, Pelaia C, et al. Severe Asthma Remissions Induced by Biologics Targeting IL5/IL5r: Results from a Multicenter Real‑Life Study. Int J Mol Sci. 2023;24:2455.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Mengelers HJJ, Maikoe T, Hooibrink B, et al. Down modulation of L‑Selection expression on eosinophils recovered from bronchoalveolar lavage fluid after allergen provocation. Clinical and Experimental Allergy. 1993;23:196-204.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...