perinatologyРоссийский вестник перинатологии и педиатрииRossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics)1027-40652500-2228Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”10.21508/1027-4065-2021-66-6-71-76perinatology-1532Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESКонцентрация фекального β-дефензина-2 у детей с муковисцидозом: как реагирует врожденный иммунный ответ кишечника?Concentration of fecal β-defensin-2 in children with cystic fibrosis: how the inneral intestinal immune response?https://orcid.org/0000-0003-1695-0978КамиловаА. Т.KamilovaA. T.

Камилова Алтиной Турсуновна – д.м.н., проф., рук. отдела гастроэнтерологии и нутрициологии

100179 Ташкент, ул. Чимбай 2, проезд Талант, д. 3

Tashkent

okamilova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8962-8176АхмедоваД. И.AkhmedovaD. I.

Ахмедова Дилором Ильхамовна – д.м.н., проф., дир.; зав. кафедрой Госпитальной педиатрии №2

100179 Ташкент, ул. Чимбай 2, проезд Талант, д. 3

Tashkent

https://orcid.org/0000-0002-3447-7793УмарназароваЗ. Е.UmarnazarovaZ. E.

Умарназарова Зульхумор Ерназаровна – д.м.н., гл. науч. сотр. отдела гастроэнтерологии и нутрициологии

100179 Ташкент, ул. Чимбай 2, проезд Талант, д. 3

Tashkent

https://orcid.org/0000-0003-4202-3203АбдуллаеваД. А.AbdullaevaD. A.

Абдуллаева Дильрабо Абдуазизовна – к.м.н., ст. науч. сотр. гастроэнтерологии инутрициологии

100179 Ташкент, ул. Чимбай 2, проезд Талант, д. 3

Tashkent

https://orcid.org/0000-0002-1210-6633ГеллерС. И.GellerS. I.

Геллер Светлана Игоревна – мл. науч. сотр. отдела гастроэнтерологии и нутрициологии

100179 Ташкент, ул. Чимбай 2, проезд Талант, д. 3

Tashkent

Республиканский специализированный научно-практический медицинский центр педиатрии Минздрава Республики УзбекистанУзбекистанRepublican Specialized Scientific Practical Medical Center of PediatricsUzbekistanРеспубликанский специализированный научно-практический медицинский центр педиатрии Минздрава Республики Узбекистан; Ташкентский медицинский педиатрический институтУзбекистанRepublican Specialized Scientific Practical Medical Center of Pediatrics; Tashkent Medical Pediatric InstituteUzbekistan2021200120226667176Copyright © Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”, 20222022Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”https://www.ped-perinatology.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ped-perinatology.ru/jour/article/view/1532

Муковисцидоз – заболевание, вызванное мутациями в гене, который кодирует белок – регулятор трансмембранной проводимости (CFTR), находящийся в апикальной мембране эпителиальных клеток дыхательных путей, кишечника и поджелудочной железы. Дефензины служат важными компонентами врожденной иммунной системы человека, играют ключевую роль в обеспечении первой линии защиты макроорганизма от инфекции, обладают высокой антимикробной, противовирусной, цитотоксической активностью.

Цель исследования

Цель исследования. Определить значения фекального β-дефензина-2 у детей с муковисцидозом и выявить зависимость его уровня от внешнесекреторной функции поджелудочной железы и тяжести состояния пациентов.

Характеристика детей и методы исследования. Обследованы 57 детей, больных муковисцидозом, средний возраст составил 20,93±2,9 мес. Диагноз муковисцидоз устанавливали на основании увеличения иммунореактивного трипсина, хлоридов пота по Куку (>60 мэкв/л). Для оценки экзокринной функции поджелудочной железы определяли активность фекальной эластазы. Оценка уровня фекальных β-дефензина-2 и кальпротектина проводилось с помощью количественного иммуноферментного анализа.

Результаты

Результаты. Уровни фекального β-дефензина-2 были повышены (108,2±11,3 нг/мл) у всех обследуемых детей. Не было выявлено корреляции между уровнем фекального β-дефензина-2 и фекальной эластазы. Уровень фекального кальпротектина в группе детей с муковисцидозом был значительно выше, чем в контрольной. Выявлена достоверная корреляция между уровнями фекального кальпротектина и фекального β-дефензина-2 (r=0,57; р<0,05), однако между уровнями фекального β-дефензина-2 и фекальной эластазы корреляций не установлено. В группе детей с тяжелым течением заболевания достоверно чаще отмечалось повышение уровня фекального β-дефензина-2, фекального кальпротектина.

Заключение

Заключение. У детей с муковисцидозом выявлено достоверное повышение концентрации β-дефензина-2 по сравнению с контрольной группой, что подтверждает активацию системы врожденной иммунной системы слизистой оболочки кишечника. Прослежена зависимость между высокими уровнями фекального β-дефензина-2 и тяжестью течения заболевания. Уровни фекального β-дефензина-2 прямо коррелировали с концентрацией фекального кальпротектина и не отмечено корреляции между степенью выраженности панкреатической недостаточности и концентрацией фекального β-дефензина-2.

Cystic fibrosis is a disease caused by mutations in a gene encoding CFTR-protein (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator), located in the apical membrane of epithelial cells of the respiratory tract, intestines and pancreas. Defensins serve as important components of the innate human immune system, they play a key role in providing the first line of defense of a macroorganism against infection; they have high antimicrobial, antiviral, cytotoxic activity.

Objective

Objective. To determine the values of fecal β-defensin-2 in children with cystic fibrosis and to reveal the dependence of its level on the exocrine function of the pancreas and the severity of the patient’s condition.

Characteristics of children and research methods. The study included 57 children with cystic fibrosis, the average age was 20.93 ± 2.9 months. Cystic fibrosis was diagnosed on the basis of an increase in immunoreactive trypsin, sweat chlorides by Cook’s method (>60 meq / l). To assess the exocrine function of the pancreas the scientists determined the activity of fecal elastase. They evaluated the levels of fecal β-defensin-2 and calprotectin using a quantitative enzyme immunoassay.

Results

Results. The levels of fecal β-defensin-2 were increased (108.2 ± 11.3 ng / ml) in all children under examination. The researchers found no correlation between the levels of fecal β-defensin-2 and fecal elastase. The level of fecal calprotectin was significantly higher in the group of children with cystic fibrosis as compared to the control group. There was a significant correlation between the levels of fecal calprotectin and fecal β-defensin-2 (r=0.57; p <0.05), however, no correlations were found between the levels of fecal β-defensin-2 and fecal elastase. The group of children with a severe course of the disease demonstrated an increase in the level of fecal β-defensin-2, fecal calprotectin significantly more frequent.

Conclusion

Conclusion. Children with cystic fibrosis demonstrated a significant increase in the concentration of β-defensin-2 as compared to the control group, which confirms the activation of the innate immune system of the intestinal mucosa. The researchers traced the relationship between high levels of fecal β-defensin-2 and the severity of the disease. The levels of fecal β-defensin-2 directly correlated with the concentration of fecal calprotectin and there was no correlation between the severity of pancreatic insufficiency and the concentration of fecal β-defensin-2.

детимуковисцидозфекальный β-дефензин-2фекальный кальпротектинфекальная эластазаchildrencystic fibrosisfecal β-defensin-2fecal calprotectinfecal elastaseИсследование выполнено в рамках прикладного гранта при Министерстве здравоохранения Республики Узбекистан «Разработка дифференцированных методов лечения синдрома мальабсорбции у детей на основе оценки состояния проницаемости кишечного барьера». Шифр: ПЗ-20170925127The study was carried out within the framework of an applied grant under the Ministry of Health of the Republic of Uzbekistan “Development of differentiated methods of treatment of malabsorption syndrome in children based on an assessment of the state of intestinal barrier permeability.” Code: ПЗ-20170925127ReferencesRiordan J.R., Rommens J.M., Kerem B., Alon N., Rozmahel R., Grzelczak Z. et al. Identification of the cystic fibrosis gene: cloning and characterization of complementary DNA. Science 2010; 245: 1066–1073. DOI: 10.1126/science.2475911Riordan J.R., Rommens J.M., Kerem B., Alon N., Rozmahel R., Grzelczak Z. et al. Identification of the cystic fibrosis gene: cloning and characterization of complementary DNA. Science 2010; 245: 1066–1073. DOI: 10.1126/science.2475911Garcia M.A., Yang N., Quinton P.M. Normal mouse intestinal mucus release requires cystic fibrosis transmembrane regulator dependent bicarbonate secretion. J Clin Invest 2009; 119: 2613–2622. DOI: 10.1172/JCI38662Garcia M.A., Yang N., Quinton P.M. Normal mouse intestinal mucus release requires cystic fibrosis transmembrane regulator dependent bicarbonate secretion. J Clin Invest 2009; 119: 2613–2622. DOI: 10.1172/JCI38662Brennan S. Innate immune activation and cystic fibrosis. Paediatr Respir Rev 2008; 9: 271–280. DOI: 10.1016/j.prrv.2008.05.008Brennan S. Innate immune activation and cystic fibrosis. Paediatr Respir Rev 2008; 9: 271–280. DOI: 10.1016/j.prrv.2008.05.008Stoltz D.A., Meyerholz D.K., Pezzulo A.A., Ramachandran S., Rogan M.P., Davis G.J. et al. Cystic fibrosis pigs develop lung disease and exhibit defective bacterial eradication at birth. Sci Transl Med 2010; 2:29ra31.6. DOI: 10.1126/scitranslmed.3000928Stoltz D.A., Meyerholz D.K., Pezzulo A.A., Ramachandran S., Rogan M.P., Davis G.J. et al. Cystic fibrosis pigs develop lung disease and exhibit defective bacterial eradication at birth. Sci Transl Med 2010; 2:29ra31.6. DOI: 10.1126/scitranslmed.3000928O’Brien S., Mulcahy H., Fenlon H., O’Broin A., Casey M., Burke A. et al. Intestinal bile acid malabsorption in cystic fibrosis. Gut 2013; 34: 1137–1141.8. DOI: 10.1136/gut.34.8.1137O’Brien S., Mulcahy H., Fenlon H., O’Broin A., Casey M., Burke A. et al. Intestinal bile acid malabsorption in cystic fibrosis. Gut 2013; 34: 1137–1141.8. DOI: 10.1136/gut.34.8.1137Schippa S., Iebba V., Santangelo F., Gagliardi A., De Biase R.V., Stamato A. et al. CFTR allelic variants relate to shifts in fecal microbiota of cystic fibrosis patients. PLoS ONE. 2013; 8:e61176. DOI: 10.1371/journal.pone.0061176Schippa S., Iebba V., Santangelo F., Gagliardi A., De Biase R.V., Stamato A. et al. CFTR allelic variants relate to shifts in fecal microbiota of cystic fibrosis patients. PLoS ONE. 2013; 8:e61176. DOI: 10.1371/journal.pone.0061176Selsted M.E., Miller S.I., Henschen A.H., Ouellette A.J. Enteric defensins: antibiotic peptide components of intestinal host defense. J Cell Biol 2015; 118: 929–936. DOI: 10.1083/jcb.118.4.929Selsted M.E., Miller S.I., Henschen A.H., Ouellette A.J. Enteric defensins: antibiotic peptide components of intestinal host defense. J Cell Biol 2015; 118: 929–936. DOI: 10.1083/jcb.118.4.929Pang T., Leach S.T., Katz T., Jaffe A., Day A.S., Ooi C.Y. Elevated fecal M2-pyruvate kinase in children with cystic fibrosis: A clue to the increased risk of intestinal malignancy in adulthood? J Gastroenterol Hepatol 2015; 30: 866–871. DOI: 10.1111/jgh.12842Pang T., Leach S.T., Katz T., Jaffe A., Day A.S., Ooi C.Y. Elevated fecal M2-pyruvate kinase in children with cystic fibrosis: A clue to the increased risk of intestinal malignancy in adulthood? J Gastroenterol Hepatol 2015; 30: 866–871. DOI: 10.1111/jgh.12842Bruzzese E., Callegari M.L., Raia V. Disrupted intestinal microbiota and intestinal inflammation in children with cystic fibrosis and its restoration with Lactobacillus GG: a randomized clinical trial. PLoS One 2014; 9: e87796. DOI: 10.1371/journal.pone.0087796Bruzzese E., Callegari M.L., Raia V. Disrupted intestinal microbiota and intestinal inflammation in children with cystic fibrosis and its restoration with Lactobacillus GG: a randomized clinical trial. PLoS One 2014; 9: e87796. DOI: 10.1371/journal.pone.0087796Pang T., Leach S.T., Katz T., Day A.S., Ooi C.Y. Fecal biomarkers of intestinal health and disease in children. Front Pediatr 2014; 2: 6. DOI: 10.3389/fped.2014.00006Pang T., Leach S.T., Katz T., Day A.S., Ooi C.Y. Fecal biomarkers of intestinal health and disease in children. Front Pediatr 2014; 2: 6. DOI: 10.3389/fped.2014.00006Dhaliwal J., Leach S., Katz T., Nahidi L., Pang T., Lee J.M. et al. Intestinal inflammation and impact on growth in children with cystic fibrosis. J Pediatr Gastr Nutr 2015; 60: 521–526. DOI: 10.1097/MPG.0000000000000683Dhaliwal J., Leach S., Katz T., Nahidi L., Pang T., Lee J.M. et al. Intestinal inflammation and impact on growth in children with cystic fibrosis. J Pediatr Gastr Nutr 2015; 60: 521–526. DOI: 10.1097/MPG.0000000000000683Werlin S.L., Benuri-Silbiger I., Kerem E., Adler S.N., Goldin E., Zimmerman J. et al. Evidence of intestinal inflammation in patients with cystic fibrosis. J Pediatr Gastr Nutr 2010; 51: 304–308. DOI: 10.1097/MPG.0b013e3181d1b013Werlin S.L., Benuri-Silbiger I., Kerem E., Adler S.N., Goldin E., Zimmerman J. et al. Evidence of intestinal inflammation in patients with cystic fibrosis. J Pediatr Gastr Nutr 2010; 51: 304–308. DOI: 10.1097/MPG.0b013e3181d1b013Harder J., Bartels J., Christophers E. A peptide antibiotic from human skin. Nature 2007; 387: 861. DOI: 10.1038/43088Harder J., Bartels J., Christophers E. A peptide antibiotic from human skin. Nature 2007; 387: 861. DOI: 10.1038/43088Kolho K.L., Sipponen T., Valtonen E., Savilahti E. Fecal calprotectin, MMP-9, and human beta-defensin-2 levels in pediatric inflammatory bowel disease. Int J Colorectal Dis 2014; 29: 43–50. DOI: 10.1007/s00384-013-1775-9Kolho K.L., Sipponen T., Valtonen E., Savilahti E. Fecal calprotectin, MMP-9, and human beta-defensin-2 levels in pediatric inflammatory bowel disease. Int J Colorectal Dis 2014; 29: 43–50. DOI: 10.1007/s00384-013-1775-9Рылова Н.В. Панкреатическая эластаза в диагностике функциональных и структурных изменений поджелудочной железы у детей. Практическая медицина 2018;2(113): 66–69.Rylova N.V. Pancreatic elastase in the diagnosis of functional and structural changes in the pancreas in children. Prakticheskaya meditsina 2018; 2(113): 66–69 (in Russ.)WHO Multicentre Growth Reference Study Group. WHO Child Growth Standarts based on length/height, weight and age. Acta Padiatrica 2006; 450(Suppl): 76–8.5 DOI: 10.1111/j.1651-2227.2006.tb02378.xWHO Multicentre Growth Reference Study Group. WHO Child Growth Standarts based on length/height, weight and age. Acta Padiatrica 2006; 450(Suppl): 76–8.5 DOI: 10.1111/j.1651-2227.2006.tb02378.xШуматова Т.А., Шишацкая С.Н., Зернова Е.С., Катенкова Э.Ю., Оденбах Л.А., Приходченко Н.Г. Современные маркеры в диагностике пищевой непереносимости у детей грудного возраста. Тихоокеанский медицинский журнал 2015; 3: 55–55.Shumatova T.A., Shishatskaya S.N., Zernova E.S., Katenkova E.Y., Odenbakh L.A., Prihodchenko N.G. Modern markers in diagnostics of food intolerance in infant. Tikhookeanskii meditsinskii zhurnal 2015; 3: 55–55. (in Russ.)Ooi1 C.Y., Pang T., Leach S.T., Katz T., Day A.S., Adam J. Fecal Human b-Defensin 2 in Children with Cystic Fibrosis: Is There a Diminished Intestinal Innate Immune Response? Dig Dis Sci 2015; 60: 2946–2952. DOI: 10.1007/s10620-015-3842-2Ooi1 C.Y., Pang T., Leach S.T., Katz T., Day A.S., Adam J. Fecal Human b-Defensin 2 in Children with Cystic Fibrosis: Is There a Diminished Intestinal Innate Immune Response? Dig Dis Sci 2015; 60: 2946–2952. DOI: 10.1007/s10620-015-3842-2Kapel N., Benahmed N., Morali A., Svahn J., Canioni D., Goulet O., Ruemmele F.M. Fecal b-Defensin-2 in Children With Inflammatory Bowel Diseases. JPGN 2009; 48: 117–120. DOI: 10.1097/MPG.0b013e318174e872Kapel N., Benahmed N., Morali A., Svahn J., Canioni D., Goulet O., Ruemmele F.M. Fecal b-Defensin-2 in Children With Inflammatory Bowel Diseases. JPGN 2009; 48: 117–120. DOI: 10.1097/MPG.0b013e318174e872Kolho K.L., Sipponen T., Elsa Valtonen E.S. Fecal calprotectin, MMP-9, and human beta-defensin-2 levels in pediatric inflammatory bowel disease Int J Colorectal Dis 2014; 29: 43–50. DOI: 10.1007/s00384-013-1775-9Kolho K.L., Sipponen T., Elsa Valtonen E.S. Fecal calprotectin, MMP-9, and human beta-defensin-2 levels in pediatric inflammatory bowel disease Int J Colorectal Dis 2014; 29: 43–50. DOI: 10.1007/s00384-013-1775-9Jenke A.C., Postberg J., Mariel B., Hensel K., Foell D., Dabritz J., Wirth S. S100A12 and hBD2 correlate with the composition of the fecal microflora in ELBW infants and expansion of E. coli is associated with NEC. Biomed Res Int 2013; 2013: 150372. DOI: 10.1155/2013/150372Jenke A.C., Postberg J., Mariel B., Hensel K., Foell D., Dabritz J., Wirth S. S100A12 and hBD2 correlate with the composition of the fecal microflora in ELBW infants and expansion of E. coli is associated with NEC. Biomed Res Int 2013; 2013: 150372. DOI: 10.1155/2013/150372Shitrit A.B., Braverman D., Stankiewics H., Stankiewics H., Shitrit D., Peled N. et al. Fecal calprotectin as a predictor of abnormal colonic histology. Dis Colon Rectum 2007; 50: 2188–2193. DOI: 10.1007/s10350-007-9038-xShitrit A.B., Braverman D., Stankiewics H., Stankiewics H., Shitrit D., Peled N. et al. Fecal calprotectin as a predictor of abnormal colonic histology. Dis Colon Rectum 2007; 50: 2188–2193. DOI: 10.1007/s10350-007-9038-xOhara T., Morishita T., Suzuki H., Masaoka T., Nishizawa T., Hibi T. Investigation of the possibility of human-beta defensin 2 (hBD2) as a molecular marker of gastric mucosal inflammation. Hepatogastroenterology 2005; 52: 1320–1324Ohara T., Morishita T., Suzuki H., Masaoka T., Nishizawa T., Hibi T. Investigation of the possibility of human-beta defensin 2 (hBD2) as a molecular marker of gastric mucosal inflammation. Hepatogastroenterology 2005; 52: 1320–1324Bauer B., Wax T., Kuester D., Meyer T., Malfertheiner P. Differential Expression of Human Beta Defensin 2 and 3 in Gastric Mucosa of Helicobacter pylori Infected Individuals. Helicobacter 2013; 18(1): 16–12. DOI: 10.1111/hel.12000Bauer B., Wax T., Kuester D., Meyer T., Malfertheiner P. Differential Expression of Human Beta Defensin 2 and 3 in Gastric Mucosa of Helicobacter pylori Infected Individuals. Helicobacter 2013; 18(1): 16–12. DOI: 10.1111/hel.12000Corebima B.I.R.V., Rohsiswatmo R., Gayatri P., Patole S. Fecal human β-defensin-2 (hBD-2) levels and gut microbiota patterns in preterm neonates with different feeding patterns. Iran J Microbiol 2019; 11(2): 151–159Corebima B.I.R.V., Rohsiswatmo R., Gayatri P., Patole S. Fecal human β-defensin-2 (hBD-2) levels and gut microbiota patterns in preterm neonates with different feeding patterns. Iran J Microbiol 2019; 11(2): 151–159Barker N. Adult intestinal stem cells: critical drivers of epithelial homeostasis and regeneration. Nat Rev Mol Cell Biol 2014; 15: 19–33. DOI: 10.1038/nrm3721Barker N. Adult intestinal stem cells: critical drivers of epithelial homeostasis and regeneration. Nat Rev Mol Cell Biol 2014; 15: 19–33. DOI: 10.1038/nrm3721

The authors declare that there are no conflicts of interest present.