Базофильный тест в практической медицине

Базофильный тест в практической медицине

Научные публикации




В.В. ЛАБИС1, Э.А. БАЗИКЯН1, С.В. СИЗОВА3, В.В. ЖЕЛЕЗНЫЙ5, Н.В. БЫЧКОВА4, И.Г. КOЗЛОВ2

1Московский государственный медико-стоматологический Университет имени А.И. Евдокимова, 127473, Москва, Россия, ул. Делегацкая, д.20., строение 1.

2 ФГБУ «ФНКЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Д. Рогачева» Минздрава России, 117997, Москва, Россия, ГСП-7, ул. Саморы Машела, д.1.

3 Институт биоорганической химии им. Акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, 117997, Москва, Россия, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, 16/10.

4ФГБУ ВЦЭРМ им. А.М. Никифорова МЧС России, доцент кафедры иммунологии ПСПбГ медицинского университета им. И.П. Павлова, Санкт-Петербург, Россия, ул. Академика Лебедева 4/2.

5Первый государственный медицинский университет им. Павлова Санкт-Петербурга, Санкт-Петербург, Россия, ул. Льва Толстого, 6/8.

6Saint-Dent Clinic, 107140, Москва, Россия, Новый 2-ой переулок, дом 5.

Авторы:

Лабис Варвара Владимировна – кандидат медицинских наук, ассистент кафедры хирургии полости рта Московского государственного медико-стоматологического университета имени А.И. Евдокимова

Базикян Эрнест Арамович– доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой хирургии полости рта стоматологического факультета Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова

Сизова Светлана Викторовна – кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории, лаборатория Молекулярной биофизики, ИБХ РАН им. Акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Владислав Владимирович Железный – Главный врач стоматологической клиники «Saint-Dent Clinic» , хирург-стоматолог

Наталья Владимировна Бычкова – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории клинической иммунологии ФГБУ ВЦЭРМ им. А.М. Никифорова МЧС России, доцент кафедры иммунологии ПСПбГ медицинского университета им. И.П. Павлова

Козлов Иван Генрихович – доктор медицинских наук, профессор, заведующий лаборатории экспериментальной и клинической фармакологии

БАЗОФИЛЬНЫЙ ТЕСТ В ПРАКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ  

 Целью данной работы явилось изучение иммунологических реакций, в частности активации базофилов венозной крови пациентов, на «биоинертные» медицинские сплавы TiO2. До проведения плановых хирургических вмешательств, сертифицированные медицинские изделия, в условиях ламинара, погружались в стерильные пробирки с бидистиллятом, имитируя среду организма и подвергались воздействию ультразвука частотой 35 кГц, имитируя дальнейшее функционирование в организме человека, по разработанной ранее методике, описанной в патенте № 2611013. Полученные супернатанты добавлялись к венозной крови пациентов и проводился модифицированный базофильный тест с помощью тест-системы «Allergenicity Kit, Cellular Analysis of Allergy». Методом проточной цитофлуориметрии фиксировали активацию базофилов, либо ее отсутствие, исходя из полученных результатов рассчитывали индекс активации базофилов,  и в случае  получения отношения количества позитивных базофилов исследуемого образца к количеству негативным базофилам контрольного образца меньше 1 или равного 1  рекомендовали данный медицинский объект к использованию. Обследовано 40 пациентов. На клиническом примере, показано наличие аллергической реакции к сплаву TiO2, а именно, реакции гиперчувствительности замедленного типа, что явилось биологическим доказательством клинической симптоматики, выявленной уже после использования медицинского изделия.

Ключевые слова: базофильный тест, реакция гиперчувствительности замедленного типа, сплавы металла на основе TiO2, биотолерантность, аллергия на металлы.

V.V. LABIS 1, E.A. BAZIKYAN1, S.V. SIZOVA3, V.V. ZHELEZNY6, N. V. BYCHKOVA4,5, I.G. KOZLOV2

1Moscow State Medical and Dental University named after A.I. Evdokimova, 20, Building 1, ul. Delegatsky, Moscow, Russian Federation,127473

2 FSBI "FCTs Pediatric Hematology, Oncology and Immunology. D. Rogacheva, Ministry of Health of RussiaGSP-7,1, ul. Samory Machel, Moscow, Russian Federation, 117997

3 Institute of Bioorganic Chemistry. Acad. M.M. Shemyakin and Yu.A. Ovchinnikov RAS, GSP-7, 16/10, ul. Miklouho-Maclay, Moscow, Russian Federation, 117997

4FGBU VTSERM A.M. Nikiforova EMERCOM of Russia, Associate Professor of the Department of Immunology PSPbG Medical University. I.P. Pavlova, St. Petersburg, Russian Federation, st. Academician Lebedev 4/2,194044,

5First  Pavlov State Medical University of St. Petersburg, 6/8, Lev Tolstoy street,St. Petersburg, Russian Federation, 197022

6Saint-Dent Clinic, 5, New 2nd Lane, Moscow, Russiaт Federation,107140

Basophilic test in practical medicine

Labis Varvara VladimirovnaPhD (medicine), Assistant Lecturer of the Department of Oral Surgery, Moscow State Medical and Dental University named after A.I. Evdokimova, tel: +7(962)9777772 E-mail: varvara2001@mail.ru;

 Bazikyan Ernest Aramovich – D.Sc. (medicine), Professor, Head of the Department of Oral Surgery, Dental Faculty, Moscow State Medical and Dental University. A.I. Evdokimova, E-mail: prof.bazikian@gmail.com; 

Sizova Svetlana Viktorovna – PhD (chemical), Researcher, Laboratory of Molecular Biophysics, IBCh RAS Acad. M.M. Shemyakin and Yu.A. Ovchinnikova RAS, E-mail: sv.sizova@gmail.com; 

Natalya Vladimirovna Bychkova – PhD (biological), Senior Researcher of the Laboratory of Clinical Immunology, FSBI VTsERM im. A.M. Nikiforova EMERCOM of Russia, Associate Professor of the Department of Immunology PSPbG Medical University. I.P. Pavlova, E-mail: BNV19692007@yandex.ru;

 Vladislav Vladimirovich Zhelezny - Chief Doctor of the Clinic LLC Saint-Dent Clinic, dental surgeon, E-mail: Saintdentclinic@gmail.com;

Kozlov Ivan Genrikhovich – D.Sc. (medicine), Professor, Head of the Laboratory of Experimental and Clinical Pharmacology of FSBI "FCTs Pediatric Hematology, Oncology and Immunology. D. Rogacheva, Ministry of Health of Russia GSP-7, E-mail:, immunopharmacology@yandex.ru;

 The purpose of this work was to study the immunological reactions, in particular, the activation of basophils of the venous blood of patients, to the “bioinert” medical alloys TiO2. Before planned surgical interventions, certified medical devices, under laminar conditions, were immersed in sterile double distillate tubes, simulating the body environment and exposed to 35 kHz ultrasound, simulating further functioning in the human body, according to the previously developed technique described in patent No. 2611013. The resulting supernatants were added to the venous blood of patients and a modified basophilic test was performed using the Allergenicity Kit, Cellular Analysis of Allergy test system. Flow cytometry, using monoclonal antibodies to CD203 and CD294, measured degranulated basophils, taking into account the negative and positive controls, in particular, in patients with allergic status, confirmed by using an extended population and subpopulation study of lymphocytes of venous blood, namely changes to such a parameter as Th-2 type. Surveyed 40 patients. On the clinical example, the presence of an allergic reaction to the TiO2 alloy, namely, a delayed-type hypersensitivity reaction, which was biological evidence of the clinical symptoms identified after using a medical device, was shown.

Key words: basophilic test, delayed-type hypersensitivity reaction, metal alloys based on TiO2, biotolerance, allergy to metals.

На сегодняшний день не существует лабораторного теста, внедренного к широкому применению, по индивидуальному подбору медицинских изделий, в частности, на основе сплава TiO2 при планировании хирургических вмешательств [1, 2, 3, 4]. Известна возможность возникновения контактной аллергии или аллергии гиперчувствительности замедленного типа на металлы, являющиеся гаптенами. В результате изучения свойств наноразмерных частиц, полученных с поверхности сертифицированных медицинских изделий [5, 6], удалось модифицировать имеющийся в арсенале аллерголога-иммунолога базофильный тест и проанализировать персонифицированную чувствительность к различным сплавам с запатентованной обработкой поверхности у 40 пациентов, а так же у 15 из них до проведения реконструктивных хирургических вмешательств. Нами были получены супернатанты с трех систем дентальных имплантатов: «Nobel Replace», «Astra Tech», «Shtraumann» и металлической сетки «Neo BioTech», содержащих в своем составе наноразмерные металлические частицы с поверхности окисного слоя данных изделий. У пациентов взята венозная кровь из вены в количестве 10 мл и проведен базофильный тест используя метод проточной цитометрии, с моноклональными антителами к  CD203 и СD294. Произведено измерение дегранулированных базофилов, учитывая негативный и позитивный контроли, в частности, у пациентов с аллерго-статусом, подтвержденным с помощью расширенного популяционного и субпополяционного исследования лимфоцитов венозной крови, а именно, учитывая изменения такого параметра как Th-2 типа. Полученные результаты представлены в таблице ниже.

Таб. №1. Значение результата активации базофилов относительно исходного значения в виде индексов.

 Пациенты

Негативный контроль

Индекс=1

№2

Straumann

Х/1

№8

Astra Tech

Y/1

№18

Nobel Replace

Z/1

Позитивный контроль

%

Th-2

Норма

(0-1.5)

%

1

1

1.7

1.2

0.9

86.08

-

2

1

1.1

1.37

1.22

86.28

-

3

1

1.01

1.42

1.15

86.28

-

4

1

1.09

1.87

1.42

98.07

-

5

1

0.86

0.95

0.99

92.59

2.23

6

1

1.26

0.85

1.49

71.52

1.6

7

1

1.1

1.63

1.1

91.63

1.42

8

1

1.79

1.15

2.03

75.00

2.63

9

1

0.79

0.47

0.93

72.71

1.97

10

1

1.24

0.84

1.66

93.57

1.33

11

1

0.65

3.1

1.43

98.46

2.15

12

1

0.99

2.4

3.38

71.93

4.04

13

1

1.19

1.17

0.95

84.04

2.56

14

1

2.19

1.16

0.94

96.19

-

15

1

0.95

0.27

1.83

93.55

1.6

Вычисляя среднее значение индексов активации по трем системам дентальных имплантатов, можно сказать, что у системы «Nobel Biocare» среднее значение составило 1.42, у системы  «Astra Tech» 1.32, у системы «Straumann» 1.194.

аллергия на имплантаты

Рис. №1. Среднее значение индекса активации базофилов по трем системам дентальных имплантатов.

Данный результат указывает на то, что поверхность имплантатов «Straumann» наименьшим образом вызывает активацию базофилов, в отличие от двух других систем дентальных имплантатов, в частности, у обследованных нами иммунокомпрометированных пациентов с повышенных процентным соотношением Th-2 типа. Необходимо помнить, что результат активации базофилов является персонифицированной реакцией, несмотря на полученные данны,е и говорит о наличие сенсибилизации в отсутствии клинических проявлений воспалительной реакции.

Мы предоставляем вашему вниманию клинический случай, когда базофильный тест может быть лабораторным, биологическим критерием принятия решения о ведении послеоперационного осложнения, связанного с индивидуальной чувствительностью к сплаву примененного реконструктивного материала.  В данном клиническом случае были установлены дентальные имплантаты «Astra Tech», металлическая сетка «NeoBioTech», фиксированная микровинтом «Конмет» при проведении реконструктивной операции в амбулаторной хирургической стоматологии.

После проведения дентальной имплантации, с учетом протокола, с назнчением антибактериальных и противоспалительных препаратов, а также одномоментной направленной костной регенерации (НКР) ксенопрепаратом «Биоосс» и костной аутостружкой, при использовании вышеупомянутых медицинских сертифицированных изделий в послеоперационном периоде возник болевой синдром, с нарастающими воспалительными явлениями. Было принято решение об удалении металлической сетки «NeoBioTech», как наиболее вероятной причины данной клинической симптоматики. Так же, был проведен базофильный тест с тремя компонентами металлических медицинских сертифицированных изделий на основе сплава TiO2. В результате получено лабораторное подтверждение возникшей аллергической реакции на компоненты сетки «NeoBioTech» в виде двухкратного повышения индекса активации до 2.13. Ниже представлены результаты базофильного теста, на которых отмечено повышенное количество активированных базофилов в отличие от проб поставленных при  совместной культивации венозной крови пациента с компонентами микровинта «Konmet» и дентальных имплантатов «Astra Tech». Полученные результаты лабораторных исследований позволили сохранить ранее установленные дентальные имплантаты, что является положительным исходом возникшего персонифицированного осложнения.

состояние на 3 сутки после имплантации

Рис. № 2. Клиническая картина на 3 сутки после проведения операции дентальной имплантации с НКР сеткой «NeoBioTech» фиксированной микровинтом «Konmet».

Гнойный экссудатРис. № 3. Нарастающие воспалительные явления к 14 суткам, несмотря на проводимую антибактериальную и противовоспалительную терапию.

удаление титановой мембраны

Рис. № 4. Удаление сетки «NeoBioTech» при проведении повторной хирургической ревизии.

Иммунологические исследования

Активация базофилов in vitro.

Т-хелперы 2

Т-хелперы 2 (CD3+CD294+)

1.8 *

%

(0.1 - 1.2)

  

Выявление спонтанной и индуцированной активации базофилов

Позитивный контроль базофилов

52.20

%

(>20.00)

  

Количество активированных базофилов (CD3-CRTH2+CD203c++)

в периферической крови (спонтанная активация базофилов)

0.80

%

(0.00 - 6.00)

  

Количество активированных базофилов (CD3-CRTH2+CD203c++)

после инкубации с препаратом 1

Сетка Neo

1.70

%

(0.00 - 6.00)

Индекс активации базофилов на препарат 1

2.13 *

(0.00 - 1.05)

  

Количество активированных базофилов (CD3-CRTH2+CD203c++)

после инкубации с препаратом 2

Винт (Конмет)

0.10

%

(0.00 - 6.00)

Индекс активации базофилов на препарат 2

0.13

(0.00 - 1.05)

  

Количество активированных базофилов (CD3-CRTH2+CD203c++)

после инкубации с препаратом 3

Имплантат Astra

0.80

%

(0.00 - 6.00)

Индекс активации базофилов на препарат 3

1.00

(0.00 - 1.05)

Таб. №2. Результаты активации базофилов пациента Б. при проведения иммунологического исследования.

Внедрение модифицированного базофильного теста в широкую практику для определения индивидуальной чувствительности к медицинским изделиям на основе сплава TiO2 видится нам прогрессивным шагом «от лабораторной диагностики in vitro - к креслу пациента» с целью минимизации возникновения возможных воспалительных осложнений в послеоперационном периоде. В связи с вышесказанным, нельзя не вспомнить слова Гиппократа: «Болезнь лучше предупредить, чем лечить».

ЛИТЕРАТУРА

  1. Thomas P1, Iglhaut G, Wollenberg A et al., Allergy or tolerance: reduced inflammatory cytokine response and concomitant IL-10 production of lymphocytes and monocytes in symptom-free titanium dental implant patients // Biomed Res Int. 2013; 2013:539834. doi: 10.1155/2013/539834. Epub 2013 Sep 11.
  2. De Amici M, Barocci F, Caimmi S, Nespoli L, Licari A, Giuliani G, Marseglia G. Clinical use of Basophil Activation Test (BAT) in drug, food and hymenoptera venom allergies.// Minerva Pediatr. 2018 Oct 4. doi: 10.23736/S0026-4946.18.05144-7. [Epub ahead of print]
  3. Mayumi S, Akemi O, Keigo Y, Hiroki M, Hiroki I, Noriko N, Shoji K. Manifestation of intraoperative anaphylactic shock along with latex allergy:a pediatric case report. // J Med Invest. 2018;65(3.4):292-295. doi: 10.2152/jmi.65.292.
  4. Mombelli A, Hashim D, Cionca N. What is the impact of titanium particles and biocorrosion on implant survival and complications? A critical review.// Clin Oral Implants Res. 2018 Oct;29 Suppl 18:37-53. doi: 10.1111/clr.13305.
  5. Лабис В.В., Новый взгляд на биоинертность дентальных имплантатов // Медицинская иммунология, 2011, Том № 13, №4-5. С. 299-550.
  6. Лабис В.В, Сизова С.В., Хайдуков С.В., Базикян Э.А., Козлов И.Г. Роль наночастиц металлов в механизме остеоинтеграции дентальных имплантатов // Российский иммунологический журнал, 2012, Том 9(18), Номер 2 (2), С: 48-53.

REFERENCES

1.Thomas P1, Iglhaut G, Wollenberg A et al., Allergy or tolerance: a reduced inflammatory cytokine patient implant patient-induced symptom-free cytokine dental implant patients // Biomed Res Int. 2013; 2013: 539834. doi: 10.1155 / 2013/539834. Epub 2013 Sep 11.

2.De Amici M, Barocci F, Caimmi S, Nespoli L, Licari A, Giuliani G, Marseglia G. Clinical use of the Basophil Activation Test (BAT). Minerva Pediatr. 2018 Oct 4. doi: 10.23736 / S0026-4946.18.05144-7. [Epub ahead of print]

3.Mayumi S, Akemi O, Keigo Y, Hiroki M, Hiroki I, Noriko N, Shoji K. Manifestation of intraoperative anaphylactic shock with latex allergy: a pediatric case report. // J Med Invest. 2018; 65 (3.4): 292-295. doi: 10.2152 / jmi.65.292.

4.Mombelli A, Hashim D, Cionca N. Survival and complications? A critical review.// Clin Oral Implants Res. 2018 Oct; 29 Suppl 18: 37-53. doi: 10.1111 / clr.13305.

5.Labis VV, New view on the bioinertness of dental implants // Medical Immunology, 2011, Volume No. 13, No. 4-5. Pp. 299-550.

6.Labis V.V., Sizova S.V., Khaidukov S.V., Bazikyan E.A., Kozlov I.G. The role of metal nanoparticles in the mechanism of osseointegration of dental implants // Russian Journal of Immunology, 2012, Volume 9 (18), Number 2 (2), C: 48-53.

Теги:


Комментарии: