T cell subsets in bronchoalveolar lavage fluid in sarcoidosis and other diffuse parenchymal lung diseases

Abstract

Slimhinnen i luftveiene og lungene er kontinuerlig eksponert for partikler, støv og en stor mengde mikrober fra omgivelsene. Ufarlige mikrober og partikler fjernes med minst mulig betennelsesreaksjon i vevet, slik at lungenes gassutveksling kan opprettholdes. I normalsituasjonen sørger alveolære makrofager for dette, mens de skiller ut immundempende signalstoffer. Lymfocyttene i lungene er hovedsakelig T celler. T hjelpeceller utrykker coreseptoren CD4 på celleoverflaten, og orkestrere forskjellige typer spesifikke immunresponser, passende for den aktuelle trusselen, og deles inn etter hvilke signalstoffer de produserer og skiller ut. Th1 celler skiller ut det betennelsesfremmende signalstoffet interferron-γ, Th2 celler skiller ut IL-4 og Th17 celler skiller ut IL-17. Regulatoriske T celler er en populasjon med CD4+ T celler som uttrykker transkripsjonsfaktoren FoxP3, og har en regulatorisk og dempende effekt på immunresponsen. Immunceller fra lungene kan framskaffes ved fiberoptisk bronkoskopi med bronkoalveolar lavage, der man skyller et lungesegment med saltvann eller buffer via arbeidskanalen i bronkoskopet. Cellene i skyllevannsprøven kan undersøkes nærmere med flow cytometri, som muligjør analyser av blant annet uttrykk av antigener på celleoverflaten, produksjon av signalstoffer, funksjonell status og aktiveringsgrad på hver enkelt celle. Samtidig kan man måle relativ forekomst av de forskjellige immuncelletypene. Enkelte inflammatoriske sykdommer kan ha et mer eller mindre spesifikt mønster av immunceller, og kunnskap om dette kan i noen sammenhenger brukes til å sannsynliggjøre hvilken sykdom en pasient lider av. Dessuten kan man øke kunnskapen om de forskjellige sykdommene ved å studere mønstre i immunresponsen. Forholdet mellom forekomst av forskjellige undergrupper av T celler har blitt knyttet til enkelte autoimmune sykdommer. Sarkoidose er en inflammatorisk sykdom som kan ramme nærmest alle vev i kroppen, og kjennetegnes av akkumulering av Th1 celler og betennelsesknuter kalt granulomer i lunger og lymfevev. En lignende granulomatøs lungesykdom med uttalt Th1 respons er hypersensitivitets pneumonitt, som kan oppstå ved eksponering for en rekke forskjellige stoffer, hovedsakelig antigener fra inhalert organisk støv, som sopp, bakterier eller proteiner fra fugler. Årsaken til sarkoidose er ennå ukjent, men man mistenker at inhalasjon av et eller flere ukjente antigen utløser sykdommen.. Målet med dette forskningsprosjektet var å lete etter immuncelleprofiler og lymfocyttfenotyper som kan brukes i diagnostikk av sarkoidose eller hypersensitivitets pneumonitt, samt å undersøke forekomsten av og balansen mellom de forskjellige undergruppene av CD4+ T celler ved sarkoidose og friske kontroller. Vi fant økt forekomst av T celler med naturlig drepecelle-markører (NKT celler) hos pasienter med hypersensitivitets pneumonitt sammenlignet med sarkoidose (median 5.5% versus 0.7% av leukocyttene, p<0.0001). Videre var uttrykket av aktiveringsmarkøren HLA-DR på cytolytiske T celler (CD8+) betydelig høyere hos pasienter med hypersensitivitets pneumonitt sammenlignet med sarkoidose. (median 79% versus 43%, p<0.0001). Tilsammen ser det ut til at de to lymfocyttfenotypene NKT celler og HLA-DR+ CD8+ T celler kan gi en god diskriminering mellom pasienter med sarkoidose og hypersensitivitets pneumonitt. Videre undersøkte vi diagnostisk nøyaktighet av en test basert på data fra bronkoalveolær skyllevæske hos pasienter som ble utredet med mistanke om sarkoidose eller andre lignende lungesykdommer. Ved hjelp av ROC (receiver operating characteristic)-kurve analyser kunne vi anslå testens diagnostiske nøyaktighet med eller uten tillegg av NKT cellefraksjon og HLA-DR+ CD8+ T celler. Arealet under ROC kurven var henholdsvis 0.937 og 0.898 (p=0.008). Tillegg av disse to lymfocyttfenotypene i vår prediksjonsmodell ga en signifikant økning av testens diagnostiske nøyaktighet. I den siste artikkelen viser vi at både fraksjoner av regulatoriske T celler og Th17 celler i bronkoalveolær skyllevæske var lavere hos pasienter med sarkoidose enn hos friske kontroller (median: 3.4% versus 5.3%, p=0.017 og 2.5% versus 4.5%, p=0.01). Videre fant vi at en stor andel av Th17 cellene hos pasienter med sarkoidose også produserte interferron-γ (median: 72.4% versus 31% hos friske kontroller, p=0.0005). Andelen interferron-γ+ Th17 celler var sterkt korrelert med andel Th1 celler, men også med alvorlighetsgrad av sykdommen uttrykt ved radiologisk stadium (n=23, rho=0.45, p=0.03). Dette forskningsarbeidet viser at lymfocyttfenotyper kan øke diagnostisk nøyaktighet av immuncelleprofiler fra bronkoalveolær skyllevæske ved sarkoidose, og potensielt også ved hypersensitivitets pneumonitt. Videre fant vi at hovedparten av Th17 celler i bronkoalveolær skyllevæske hos pasienter med sarkoidose produserte interferron-γ. Dette kan være en effekt av en Th17-Th1 drift som følge av en intens Th1-respons.