Научная статья на тему 'НОВЫЕ АНТИГЕНЫ MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS И ИХ ДИСКРИМИНАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЛАТЕНТНОГО И АКТИВНОГО ТУБЕРКУЛЕЗА'

НОВЫЕ АНТИГЕНЫ MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS И ИХ ДИСКРИМИНАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЛАТЕНТНОГО И АКТИВНОГО ТУБЕРКУЛЕЗА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
108
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АНАЛИЗ ВЫРАБОТКИ ГАММА-ИНТЕРФЕРОНА / ИММУННЫЙ ОТВЕТ / КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ / АКТИВНЫЙ ТУБЕРКУЛЕЗ / ЛАТЕНТНЫЙ ТУБЕРКУЛЕЗ / ЦИТОКИНЫ / БИОМАРКЕРЫ / ГАММА-ИНТЕРФЕРОН өНіМіНіНЕ НЕГіЗДЕЛГЕН ТАЛДАМА / ИММУНДЫқ ЖАУАП / КЛИНИКАЛЫқ ЗЕРТТЕУЛЕР / БЕЛСЕНДі ТУБЕРКУЛЕЗ / ЛАТЕНТТі ТУБЕРКУЛЕЗ / ЦИТОКИНДЕР / БИОМАРКЕРЛЕР / INTERFERON GAMMA-RELEASE ASSAY / IMMUNERESPONSE / CLINICAL STUDIES / ACTIVE TUBERCULOSIS / LATENT TUBERCULOSIS / CYTOKINES / BIOMARKERS

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Жубантурлиева А. Б., Абильбаева А. А., Куашова Д. К., Абубакиров А. Я.

В этом обзоре обобщаются данные о новых антигенах, используемых для иммунодиагностики туберкулеза и дифференцировки ЛТИ и АТБ. Проанализированы результаты изученных биомаркеров после стимуляции новыми антигенами M. tuberculosis. Изучены широкий спектр новых антигенов, выражающие разные стадии и типы ЛТИ и АТБ. Антигены M. tuberculosis Rv0081, Rv1733c, Rv1737c, Rv2029c, Rv2031 и Rv2628, кодированные как регуляторы «покоящихся» микробов, показывают наиболее многообещающие результаты среди наиболее широко изученных антигенов. Эти антигены имеют лучший потенциал для дифференциации ЛТИ от АТБ. Исследование других цитокинов кроме IFN-γ, может улучшить чувствительность тестов и могут служить как дифференцировочный потенциал ЛТИ от АТБ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Жубантурлиева А. Б., Абильбаева А. А., Куашова Д. К., Абубакиров А. Я.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

NOVEL MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS ANTIGENS AND THEIR DISCRIMINATORY POTENTIAL FOR THE DIAGNOSIS OF LATENT AND ACTIVE TUBERCULOSIS

This review summarizes data on new antigens used for immunodiagnosis of tuberculosis and differentiation of LTI and aTB. The results of the studied biomarkers after stimulation with new M. tuberculosis antigens are analyzed. A wide range of new antigens expressing different stages and types of LTBI and aTB has been studied. Antigens of M. tuberculosis Rv0081, Rv1733c, Rv1737c, Rv2029c, Rv2031 and Rv2628, encoded as regulators of “resting” microbes, show the most promising results among the most widely studied antigens. These antigens have the best potential for differentiating LTBI from aTB. Examination of cytokines other than IFN-γ can improve the sensitivity of the tests and can serve as a differentiating potential of LTBI from aTB.

Текст научной работы на тему «НОВЫЕ АНТИГЕНЫ MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS И ИХ ДИСКРИМИНАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЛАТЕНТНОГО И АКТИВНОГО ТУБЕРКУЛЕЗА»

ИММУНОЛОГИЯ

IMMUNOLOGY

УДК 616.24-002.5-071-097

А.Б. Жубантурлиева1, А.А. Абильбаева1, Д.К. Куашова1, А.Я. Абубакиров2

Казахский Национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова

1Кафедра общей иммунологии 2Кафедра фтизиопульмонологи

НОВЫЕ АНТИГЕНЫ MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS И ИХ ДИСКРИМИНАЦИОННЫМ ПОТЕНЦИАЛ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЛАТЕНТНОГО И АКТИВНОГО ТУБЕРКУЛЕЗА

В этом обзоре обобщаются данные о новых антигенах, используемых для иммунодиагностики туберкулеза и дифференцировки ЛТИ и aTБ. Проанализированы результаты изученных биомаркеров после стимуляции новыми антигенами M. tuberculosis. Изучены широкий спектр новых антигенов, выражающие разные стадии и типы ЛТИ и aTБ. Антигены M. tuberculosis Rv0081, Rv1733c, Rv1737c, Rv2029c, Rv2031 и Rv2628, кодированные как регуляторы «покоящихся» микробов, показывают наиболее многообещающие результаты среди наиболее широко изученных антигенов. Эти антигены имеют лучший потенциал для дифференциации ЛТИ от aTБ. Исследование других цитокинов кроме IFN-y, может улучшить чувствительность тестов и могут служить как дифференцировочный потенциал ЛТИ от aTБ.

Ключевые слова: анализ выработки гамма-интерферона, иммунный ответ, клинические исследования, активный туберкулез, латентный туберкулез, цитокины, биомаркеры

Туберкулез (ТБ) является глобальной проблемой, так как был одним из десяти причин ведущих к смерти в 2016 году, и ежегодно регистрируется более 10 миллионов новых случаев (1). Точная и ранняя идентификация латентной туберкулезной инфекции (ЛТИ) стала одной из ключевых стратегий снижения заболеваемости туберкулезом в последние годы (1, 2). Эта важно в тех случаях, когда имеется риск быстрого перехода от ЛТИ до активного туберкулеза (аТБ), особенно у лиц с ослабленным иммунитетом и детей.

Туберкулиновый кожный тест на протяжении многих десятилетий был стандартным иммунодиагностическим тестом для выявления ЛТИ, который оценивает локальный ответ после внутрикожной инъекции очищенного белка микобактерии (3, 4). Поскольку туберкулиновый кожный тест не обладает специфичностью из-за перекрестной реактивности с нетуберкулезными микобактериями, в частности Mycobacterium bovis и широко используемым штаммом вакцины Bacillus Calmette-Guérin (BCG), в 1990-х годах был разработан иммунодиагностический in vitro тест на основе продукции антигенспецифических цитокинов (5). Используемом в настоящее время тесте, основанный на синтезе IFN-y, в качестве стимулирующих антигенов используются ранняя секреторная антигенная мишень ESAT-6 (early secretory antigenic target) и протеин фильтрата культуры CFP-10 (culture filtrate protein). Оба антигена отсутствует у БЦЖ и в большинстве нетуберкулезных микобактерий, что делает эти тесты более специфичными, чем туберкулиновый кожный тест (6, 7). Тесты, основанные на синтезе IFN-y, во многих случаях заменили туберкулиновый кожный тест для выявления ЛТИ у взрослых и рекомендованы к использованию во многих странах (8). Однако, тесты, основанные на синтезе IFN-y имеют два основных ограничения: ограниченная чувствительность у детей, особенно у лиц в возрасте до 5 лет, и невозможность различать ЛТИ и аТБ (9, 10). Поэтому многочисленные исследования направлены на выявление других белков из Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis), кроме ESAT-6 и CFP-10, в качестве потенциальных кандидатов для включения в иммунодиагностические тесты на туберкулез. Несколько исследований, основанных на in vitro, in vivo подходах и исследовании в искусственной среде, привели к открытию новых иммуногенных белков M. tuberculosis (11 - 13).

В данном обзоре представлена информация о новых антигенах M. tuberculosis для диагностики ЛТИ и aTБ. Антигены, ассоциированные с латентным туберкулезом. Покоящиеся регуляторы выживания (DosR - Dormancy of Survival Regulon).

Ряд авторов изучали иммунный ответ против широкого спектра

стадио-специфичных антигенов, включая серологические DosR антигены (14, 15). Было продемонстрировано, что Rv0081, Rv2032, Rv1733c, Rv1737c и Rv2006 стимулируют высокие концентрации TNF-a, IL-10, IL-6, IL-12 (p40), IP-10 при аТБ (15, 16). Другие исследователи также обнаружили значительные различия в продукции IFN-y в ответ на ряд DosR антигенов, включая Rv1735c, Rv2006, Rv2625c, Rv1996, Rv2032, Rv2629, Rv3126c, Rv0081, Rv2631, Rv3130c, Rv2624c, Rv2007c, Rv2028c и Rv3134 в группах риска и больными аТБ (14).

Исследовали также иммунный ответ после стимуляции Rv1733c, Rv2029c и Rv2628 для контроля ответа на лечение у пациентов с аТБ (17). Показано, что концентрации нескольких биомаркеров, включая IFN-y, гранзим В, IL-17 и sIL-2RA увеличились в период антимикобактериальной терапии, но только уровень Rv1733c-специфического гранзима В был значительно повышен по сравнению с исходным уровнем. В другой работе выделены 6 DosR антигенов (Rv0570, Rv1996, Rv2004c, Rv2028c, Rv2029c и Rv3133c), которые индуцировали более высокие концентрации IFN-y при ЛТИ и считаются наиболее значимыми для дифференциации аТБ и ЛТИ (18). В другой работе оценивался эффект антимикобактериального лечения у пациентов с аТБ; у данной категории пациентов обнаружены низкие уровни IFN-y после лечения. Тем не менее, Rv2624 был одним из немногих антигенов, которые показали увеличение стимулированных концентраций IFN-y в течение курса лечения (19).

Другие антигены DosR, такие как Rv2031c, показали противоречивые результаты. В частности, обнаружено, что кратковременная стимуляция с помощью Rv2031c приводила к выработке значительно более низких концентраций IFN-y, TNF-a и IL-10 у пациентов с аТБ по сравнению с лицами группы риска и здоровыми контролями при первоначальном анализе и через 12-месячного периода наблюдения (20). Напротив, другие исследователи не обнаружили различий в концентрациях IFN-y при стимуляции с Rv2031c у пациентов с аТВ, ЛТИ и контрольной группой (18, 21, 22).

В то же время, стимуляция с Rv1733c, Rv2029c и Rv2031c приводит к увеличению количества двойных и одиночных цитокин-продуцирующих Т-клеток среди пациентов с ЛТИ, по сравнению со здоровым контролем. В частности, наиболее часто встречаются IFN-y/TNF-a-продуцирующие субпопуляции CD8 Т-клеток (23, 24). В аналогичной работе при стимуляции антигенами Rv1737c и Rv2029c у пациентов с ЛТИ увеличивались IFN-y- и/или TNF-a-продуцирующие CD4 и CD8 Т-клетки по сравнению с аТБ (25). Rv2029c, Rv2031c и Rv2034 стимулировали повышенный синтез IFN-y в группе лиц с ЛТИ в 95% случаев (26).

Изучены и другие антигены, в частности Rv2004c вызывает сильный провоспалительный ответ ^NF-a, IL-8, IL-1P и IL-12) у пациентов с ЛТИ по сравнению с аТБ и здоровым контролем (27); кроме того этот же антиген вызывает увеличение IFN-y продуцирующих Т-клеток в популяции пациентов с ЛТИ по

VeStnik KQzfimU № I - 2020

сравнению с аТБ и контролем (18).

Латентный антиген Rv2624-30B изучен в нескольких исследованиях. Стимуляция с помощью Rv2628 приводила к выработке высоких концентраций IFN-y у лиц с ЛТИ, по сравнению с пациентами аТБ и здоровым контролем. Однако, стимуляция с Rv2626c и Rv2627c не показала значительных различий у пациентов с ЛТИ и аТБ (21, 24, 26). В другой работе предполагается, что Rv2626c, но не Rv2624c и Rv2628, являются сильными индукторами IFN-y при ЛТИ по сравнению с пациентами аТБ и здоровым контролем (28). Также продемонстрировано, что Rv2624c и Rv2625c индуцируют значительно высокие концентрации IFN-y у лиц с бытовыми контактами по сравнению с пациентами с аТБ (14). В исследовании, проведенном у пациентов с аТБ Rv2627c, Rv2629 и Rv2630 были одними из самых иммуногенных антигенов, индуцирующих высокие концентрации нескольких цитокинов, включая TNF-a, IL-6, IL-10 (15). Гепаринсвязывающий гемагглютинин (HBHA, Rv0475). Данный антиген микобактерий также изучен в нескольких исследованиях. В одном из них, авторы определяли внутриклеточные цитокины после стимуляции HBHA и обнаружили, что IFN-y/IL-2/IL-17 продуцирующие CD4-клетки были повышенными у лиц с бытовыми контактами по сравнению с больными аТВ. Интересно, что в том же исследовании концентрации IFN-y, определенные в супернатанте при 7-дневной стимуляции с использованием HBHA не отличались между двумя группами (22). В аналогичном исследовании пациентов с ЛТИ и aTB стимулировали рекомбинантным метилированным HBHA, выявлен повышенный синтез IFN-y у пациентов с ЛТИ в двух исследованиях с использованием краткосрочной и долгосрочной стимуляции (29). В другом исследовании авторы показали улучшение чувствительности при использовании 4-дневной стимуляции антигеном HBHA по сравнению с другими антигенами ESAT-6 и очищенным туберкулиновым антигеном для идентификации латентного течения туберкулеза в низкоэндемичных условиях (30). Изучена реакция синтеза IFN-y при других сроках стимуляции антигеном HBHA. Так, при исследовании возможности 24-часовой и 96-часовой стимуляции с HBHA для диагностики ЛТИ в низкоэндемичных по туберкулезу регионах подтвержден диагностический потенциал более короткой инкубации для выявления в анамнезе недавней и отдаленной ЛТИ по сравнению с коммерческим тестом, основанного на синтезе IFN-y (31). Ряд авторов изучали способность к синтезу разных цитокинов под воздействием НВНА у лиц инфицированных вирусом иммунодефицита человека. Так, при 24 часовой стимуляции с HBHA среди изученных 12 цитокинов индуцировались более высокие концентрации IFN-y (32). В другом исследовании показано, что отсутствие ответа на HBHA коррелирует с повышенным риском развития аТБ и указывает на то, что хороший ответ на HBHA может коррелировать защитной способностью от вируса (33). При оценке Т-клеточного ответа у инфицированных вирусом иммунодефицита человека и неинфицированных вирусом пациентов с ЛТИ и aTB выявлена, что продукция IFN-y CD4 Т-клетками, как правило, ниже у лиц, инфицированных вирусом иммунодефицита человека (34). У детей антиген-индуцированные CD4 Т-клетки были значительно повышенными как при ЛТИ, так и при aTB, по сравнению со здоровыми детьми (35). Регулятор голода.

Регулятор голода - это набор генов, которые активируются M. tuberculosis в ответ на недостаток питательных веществ (36). Наиболее изучены из них Rv2659 и Rv2660. При длительной стимуляции периферических лимфоцитов с Rv2659 и Rv2660 увеличены продукции цитокинов и пропорций IFN-y/TNF-a/IL-2-продуцирующих

полифункциональных CD4 T-клеток у лиц с ЛТИ по сравнению с aTB. Однако, при стимуляции ESAT-6/CFP-10 и BCG различия между ЛТИ и аТБ были более отчетливыми. Для популяции CD8 T-клеток различий не наблюдались, поскольку пролиферация и экспрессия цитокинов в целом были низкими (37). В двух других исследованиях установлено, что стимуляция с помощью Rv2659 и Rv2660

приводила к различной выработке IFN-y в течение инфекции и не была связана с защитой от прогрессирования заболевания.

Антигены, ассоциированные с реактивацией M. tuberculosis и факторы, способствующие оживлению антигена (Resuscitation Promoting Factors - Rpfs).

Среди антигенов, связанных реактивацией микобактерии, наиболее часто изучены пять, включая Rv0867c, Rv1009, Rv1884c, Rv2389c, Rv2450c (14, 15). В данных исследованиях стимуляция всеми пятью Rpfs вызывала значительно более высокий синтез IFN-y в контрольной группе с бытовым контактом по сравнению со случаями aTB. Другие два антигена, ассоциированные с реактивацией, Rv1131 и Rv1471 показали значительные различия у исследованных групп: увеличение продукции INF-y показали в группе с бытовым контактом по сравнению с aTB (14). Стимуляция с Rpfs Rv2389c также повлияла на концентрацию TGF-a и принято как наиболее перспективный дополнительный маркер в диагностике аТБ (23). В предыдущих исследованиях также изучены другие дополнительные маркеры (например, IL-6, IL-10 и TNF-a) у пациентов с аТБ, концентрация которых были высокими при стимуляции наиболее иммуногенными 4 Rpfs (15). При исследовании Т-клеточного ответа под влиянием Rv2389c, IFN-y и/или TNF-а-продуцирующие CD4 и CD8 Т-клетки повышались при ЛТИ по сравнению с пациентами с аТБ (25). Для идентификации пациентов с ЛТИ и аТБ продемонстрирован дискриминационный потенциал IFN-y и IFN-y/TNF-а при стимуляции Rv0753c (38). Другие антигены M. Tuberculosis. Антигены, кодированные в области различий. Исследованы роль нескольких областей разности 1 кодирующего антигена в анализе ELISPOT среди детей, которые имели бытовой контакт с туберкулезом. Rv3873, Rv3878 и Rv3879c улучшили чувствительности стандартного анализа ELISPOT. Считаются, что Rv3873 и Rv3878 являются предикторами прогрессирования заболевания от ЛТИ до aTB (39).

В исследовании, где проверяли ряд кодирующих антигенов области разности 2 и области разности 11 на предмет их диагностического потенциала в популяции, вакцинированной БЦЖ, иммунный ответ на Rv1978, Rv1980c, Rv1981c, Rv3425, Rv3429 и Rv1984c тестировали в анализе ELISPOT у пациентов с ЛТИ и aTБ, а также здорового контроля. Наибольшую частоту IFN-y продуцирующих Т-клеток индуцировал Rv1980c. Однако ни один из протестированных новых антигенов не улучшил чувствительность по сравнению с коммерческим тестом ELISPOT. Однако, комбинированное считы-вание, включая Rv3425, Rv1981c и область кодируемых разности антигенов (ESAT-6, CFP-10), увеличило чувствительность для выявления aTB (40).

Антигены комплекса Ag85 (Ag85A, Ag85B, Ag85C).

Антигены комплекса Ag85 (Ag85A, Ag85B, Ag85C) были широко изучены в ряде исследований. Эти антигены обозначены в качестве «классических» и «эталонных» антигенов (15, 22, 23, 41, 42, 43, 44). Сообщаются, что стимуляция Ag85A и Ag85B привела к значительному увеличению IFN-у-продуцирующих Т-клеток

периферической крови, так и в бронхо-альвеолярных клетках при краткосрочном анализе у лиц с бытовым контактом по сравнению со здоровыми контролями (44); наряду с IFN-y повышалась продукция ИЛ-17 у лиц с не бытовым контактом по сравнению с пациентами с аТБ (41). Эти же антигены изучены в качестве стимуляторов в ходе антимикобактериальной терапии у пациентов с aTБ и обнаружено, что концентрация IFN-y была выше у пациентов, получавших лечение, и в контрольных группах по сравнению с пациентами, не получавшими лечения (42). Другие антигены.

Ряд других антигенов изучены в качестве стимуляторов иммунного ответа у лиц с ЛТИ и аТБ. Было доложено, что секреторный белок Rv1860 индуцирует более высокую частоту полифункциональных Т-клеток, среди которых домини-рует CD8-иммунный ответ при ЛТИ, по сравнению с

Ф ыы

пациентами с аТБ (43).

Исследован потенциал нескольких членов семейства Pro-Pro-Glu у пациентов с аТВ и лиц группы риска среди работников здравоохранения. Rv3347 был сильным индуктором продукции IFN-y у группы риска по сравнению с аТБ. Другие два антигены Rv0978c и Rv1917c значительно выше индуцировали продукцию IL-17 в группе риска, по сравнению как с аТБ, так и со здоровыми контролями (41). При включении в качестве дополнения антигена Rv3615c в коммерческий тест ELISPOT улучшилась чувствительность при выявлении пациентов с аТБ. Однако, специфичность была немного ниже по сравнению с коммерческим тестом Т-SPOT.TB (данное исследование не включало группу пациентов с ЛТИ) (45).

Секреторные белки Rv0009 и Rv2204c стимулировали несколько цитокинов у пациентов с ЛТИ и аТБ. В данных долгосрочных исследованиях изучались выработка нескольких цитокинов, при этом обнаружено, что стимуляция синтезов IFN-y и IFN-y/rNF-a являются наиболее точными при выявлении ЛТИ (38, 46). Оценивалась стимулирующая способность секреторных антигенов Rv0455c, Rv1511 и Rv1626 в течение курса лечения. При успешном лечении туберкулезного процесса обнаружено, что эти секреторные антигены измененили уровни двух разных цитокинов среди изученных (IFN-y, TNF-a или IL-10) при аТВ (19). Обсуждение.

Большинство изученных новых антигенов относятся к группе антигенов, связанных с латентностью, в частности к регулятору DosR. Регулятор DosR представляет собой специфическую область генома M. tuberculosis, включающую приблизительно 50 генов, которые активируются в состоянии покоя, т.е. вне репликации. Индуцированные этими антигенами иммунные ответы более выражены у пациентов с ЛТИ по сравнению с аТБ, что делает эти антигены значимыми для дифференциации инфицированности и заболевания (47). Кроме их потенциала в дифференцировании ЛТИ и аТБ, эти антигены также могут быть полезны для мониторинга успеха лечения у пациентов с аТБ.

Наиболее перспективными кандидатами в состав антигенов, кодируемых DosR M. tuberculosis, были Rv0081, Rv1733c, Rv1737c, Rv2029c, Rv2628, которые показали высокий иммуногенный потенциал в исследованиях в определенных географических регионах (14, 15, 16, 17, 18, 21, 23, 24 - 26). Rv0081 является регулятором транскрипции и, по-видимому, ключевым локусом в регуляторе DosR в условиях гипоксии. Иммуногенный потенциал этого антигена был продемонстрирован в нескольких исследованиях с использованием долгосрочной инкубации (14 - 16). Предполагается, что Rv1733c является трансмембранным белком и, как было установлено с использованием биоинформационного анализа, является

высокоэффективным Т-клеточным антигеном (12, 48). Исследования показали, что этот антиген вызывает более высокий иммунный ответ у пациентов с ЛТИ по сравнению с аТБ и здоровым контролем. Это согласуется с другими исследованиями, которые также считают, что иммунный ответ на Rv1733c является потенциально хорошим маркером для пациентов с ЛТИ (47, 49 - 51). Предполагается, что Rv2029c является

фосфофруктокиназой, участвующей в гликолизе, и был протестирован на мышах в качестве потенциального антигена кандидата вакцины (52). Это был один из наиболее широко используемых антигенов среди исследований и единственный антиген с согласованными результатами в исследованиях в краткосрочной и долгосрочной стимуляции. Это согласуется с результатами ряда других исследований (47, 53, 54).

Другим антигеном из регулятора DosR является Rv2031c, также называемый a-кристаллином или белком теплового шока X. Он был описан как критический фактор для роста M. tuberculosis внутри макрофагов во время латентного периода (55). Исследования на мышах и моделях макрофагов продемонстрировали его роль при заражении M. tuberculosis (55, 56). Результаты исследований на людях

Вестник Ка3НМУ № I - 2020

менее ясны, поскольку в некоторых исследованиях сообщалось о значительно более высокой продукции цитокинов у лиц, подвергшихся инфицированию и LTBI по сравнению с пациентами с aTB и контрольной группой. Помимо DosR регулятора, еще один латентность связанный антиген HBHA широко изучен в исследованиях для диагностики ЛТИ. HBHA - это белок, который обеспечивает распространение ТБ посредством его связывания с эпителиальными клетками в месте первичного инфицирования, данный процесс считается ключевым для развития латентного процесса (57, 58). В ряде исследований концентрации цитокинов после стимуляции НВНА были значительно выше при ЛТИ по сравнению с пациентами с aTB (22, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35). Кроме того, несколько исследований, в том числе включавшие лиц, инфицированных вирусом иммунодефицита человека, показали низкий или отсутствие ответа на HBHA, который может коррелировать с риском прогрессирования заболевания (33, 34). В некоторых исследованиях HBHA-индуцированный IFN-y был обнаружен в тканевых секретах зараженного туберкулезным процессом органа при отсутствии ответа в крови, что позволяет предположить, что новые антигены также могут быть полезны в качестве стимулирующих антигенов в тканевых образцах. Как видно из нескольких других антигенов, считывание HBHA-специфических цитокинов (например, соотношение IFN-y и TNF-a), вероятно, играет важную роль отличить ЛТИ от пациентов с аТБ (59). Среди антигенов, связанных с латентностью, мало исследований оценивали Rpfs для стимуляции in vitro. Rpfs представляют собой группу белков, участвующих в реактивации не растущих (покоящихся) микобактерий. Белки прикрепляются к клеточной стенке M. tuberculosis или секретируются, что делает их оптимальной мишенью для иммунной системы (60). Исследования позволяют предположить, что иммунный ответ при стимуляции антигенами Rv0867c и Rv2389c может характеризрвать стадий заболевания. Реактивация туберкулезного процесса является ключевым вопросом, но тем не менее, оказалось мало количество исследований, исследующих эти антигены.

В большинство исследованиях сообщается о результатах с использованием антигенов из комплекса Ag85 (Ag85A, Ag85B, Ag85C) с постоянно повышенными ответами цитокинов при ЛТИ по сравнению с аТБ. Комплекс Ag85 состоит из трех секретируемых белков, которые связаны с вирулентностью и имеют решающее значение для выживания M. tuberculosis в макрофагах (61). Благодаря своей иммуно-доминантной способности Ag85 приобрел интерес к исследованиям в области создания вакцин в последние годы. В настоящее время в клинических исследованиях имеются кандидаты на вакцины, которая представляет собой комбинацию существующей вакцины БЦЖ и дополнительно сверхэкспрессирующие белок комплекса Ag85 (62). В случае успеха таких комбинированных вакцин, включение одного из этих белков в новый диагностический тест может показать ложные результаты, как следствие перекрестной реакции в вакцинированной популяции.

Во многих исследованиях кроме новых антигенов, расширен спектр исследуемых цитокинов для улучшения диагностических возможностей (63, 64). В частности, кроме IFN-y изучались дополнительные цитокины ИЛ-2, ИЛ-10, ИЛ-17 и ФНО-a в качестве диагностических потенциалов. Одним из последних является исследование, которое предоставило доказательства того, что почти половина новых антигенов M. tuberculosis, протестированных в популяциях ЛТИ, наряду с IFN-y, действительно запускают многие другие цитокины, чем IFN-y (16). Резюмируя имеющиеся данные последних исследований новых антигенов M. tuberculosis, можно отметить, что ряд антигенов показывают дискриминационный потенциал ЛТИ от аТБ, причем наиболее многообещающими являются антигены, ассоциированные с латентностью. Дискриминационный потенциал ЛТИ от аТБ увеличивается при включении в оценке иммунного ответа других цитокинов, дополняющих результаты IFN-y.

VeStnik KQzfimU № I - 2020

СПИСОК

1 World Health Organization. Global Tuberculosis Report 2017. - Geneva: 2017. - 267 р.

2 United Nations. The Sustainable Development Goals Report 2017. - New York: 2017. - 364 р.

3 Huebner R.E. et al. Jr. The tuberculin skin test // Clin Infect Dis. - 1993. - №17. - Р. 968-975.

4 Andersen P. et al. Specific immunebased diagnosis of tuberculosis // Lancet. - 2000. - №356. - Р. 1099-1104.

5 Lalvani A. et al. Rapid detection of Mycobacterium tuberculosis infection by enumeration of antigen-specific T cells // Am J Res Crit Care Med. - 2001. - №163. - Р. 824828.

6 Harboe M. et al. Evidence for occurrence of the ESAT-6 protein in Mycobacterium tuberculosis and virulent Mycobacterium bovis and for its absence in Mycobacterium bovis BCG // Infect Immun. - 1996. - №64. - Р. 16-22.

7 Guinn K.M. et al. Individual RD1-region genes are required for export of ESAT-6/CFP-10 and for virulence of Mycobacterium tuberculosis // Mol Microbiol. - 2004. -№51. - Р. 359-370.

8 World Health Organization W. Latent TB Infection: Updated and Consolidated Guidelines for Programmatic Management.

- Geneva: 2018. - 174 р.

9 Lu P. et al. Interferon-gamma release assays for the diagnosis of tuberculosis: a systematic review and meta-analysis // Lung. - 2016. - №194. - Р. 447-458.

10 Pai M. et al. Systematic review: T-cell-based assays for the diagnosis of latent tuberculosis infection: an update // Ann Intern Med. - 2008. - №149. - Р. 177-184.

11 Geluk A. et al. Innovative Strategies to Identify M. tuberculosis Antigens and Epitopes Using Genome-Wide Analyses // Front Immunol. - 2014. - №5. - Р. 256-266.

12 Zvi A. et al. Whole genome identification of Mycobacterium tuberculosis vaccine candidates by comprehensive data mining and bioinformatic analyses // BMCMed Genomics. -2008. - №1. - Р. 18-26.

13 Coppola M. et al. New genome-wide algorithm identifies novel in vivo expressed mycobacterium tuberculosis antigens inducing human T-cell responses with classical and unconventional cytokine profiles // Sci Rep. - 2016. - №6. -Р. 377-393.

14 Chegou N.N. et al. Potential of novel Mycobacterium tuberculosis infection phase-dependent antigens in the diagnosis of TB disease in a high burden setting // BMC Infect Dis. - 2012. - №12. - Р. 10-21.

15 Kassa D., et al. Analysis of immune responses against a wide range of Mycobacterium tuberculosis antigens in patients with active pulmonary tuberculosis // Clin Vacc Immunol. -2012. - №19. - Р. 1907-1915.

16 Chegou N.N., et al. Potential of host markers produced by infection phase-dependent antigen-stimulated cells for the diagnosis of tuberculosis in a highly endemic area // PLoS ONE. - 2012. - №7. - Р. 385-391.

17 Mensah G.I., et al. Cytokine response to selected MTB antigens in Ghanaian TB patients, before and at 2 weeks of anti-TB therapy is characterized by high expression of IFN-gamma and Granzyme B and inter-individual variation // BMC Infect Dis. - 2014. - №14. - Р. 495-502.

18 Hozumi H., et al. Immunogenicity of dormancy-related antigens in individuals infected with Mycobacterium tuberculosis in Japan // Int J Tuberc Lung Dis. - 2013. - №17.

- Р. 818-824.

19 Bertholet S., et al. Effect of chemotherapy on whole-blood cytokine responses to Mycobacterium tuberculosis antigens in a small cohort of patients with pulmonary tuberculosis // Clin Vacc Immunol. - 2011. - №18. - Р. 1378-1386.

20 Belay M., et al. Pro- and anti-inflammatory cytokines against Rv2031 are elevated during latent tuberculosis: a study in cohorts of tuberculosis patients, household contacts and community controls in an endemic setting // PLoS ONE. -2015. - №10. - Р. 124-134.

21 Goletti D., et al. Response to Rv2628 latency antigen associates with cured tuberculosis and remote infection // Eur Res J. - 2010. - №36. - Р. 135-142.

22 Loxton A.G., Heparin-binding hemagglutinin induces IFN-gamma(+) IL-2(+) IL-17(+) multifunctional CD4(+) T cells during latent but not active tuberculosis disease // Clin Vacc Immunol. - 2012. - №19. - P. 746-751.

23 Commandeur S., et al. Double- and monofunctional CD4(+) and CD8(+) T cell responses to Mycobacterium tuberculosis DosR antigens and peptides in long-term latently infected individuals // Eur J Immunol. - 2011. - №41. - P. 2925-2936.

24 Bai X.J., et al. Potential novel markers to discriminate between active and latent tuberculosis infection in Chinese individuals // Comp Immunol Microbiol Infect Dis. - 2016. -№44. - P. 8-13.

25 Arroyo L., Multifunctional T Cell response to DosR and Rpf antigens is associated with protection in long-term Mycobacterium tuberculosis-infected individuals in Colombia // Clin Vacc Immunol. - 2016. - №23. - P. 813-824.

26 Araujo L.S., et al. Profile of interferon-gamma response to latency-associated and novel in vivo expressed antigens in a cohort of subjects recently exposed to Mycobacterium tuberculosis // Tuberculosis. - 2015. - №95. - P. 751-757.

27 Doddam S.N., et al. Mycobacterium tuberculosis DosR regulon gene rv2004c encodes a novel antigen with pro-inflammatory functions and potential diagnostic application for detection of latent tuberculosis // Front Immunol. -2017. - №8. - P. 712-718.

28 Peña D., et al. A Mycobacterium tuberculosis dormancy antigen differentiates latently infected bacillus calmette-guerin-vaccinated individuals // EBioMedicine. - 2015. - №2. - P. 884-890.

29 Delogu G., et al. Methylated HBHA produced in M. smegmatis discriminates between active and non-active tuberculosis disease among RD1-responders // PLoS ONE. - 2011. - №6. -P. 183-195.

30 Hougardy J.M., et al. Heparin-binding-hemagglutinin-induced IFN-g release as a diagnostic tool for latent tuberculosis // PLoS ONE. - 2007. - №2. - P. 926-935.

31 Wyndham-Thomas C., et al. Key role of effector memory CD4+ T lymphocytes in a short incubation heparin-binding hemagglutinin gamma interferon release assay for the detection of latent tuberculosis // Clin Vacc Immunol. -2014. - №21. - P. 321-328.

32 Wyndham-Thomas C., et al. Contribution of a heparin-binding haemagglutinin interferon gamma release assay to the detection of Mycobacterium tuberculosis infection in HIV-infected patients: Comparison with the tuberculin skin test and the QuantiFERONR-TB Gold In-tube // BMC Infect Dis. - 2015. - №15. - P. 59-68.

33 Delogu G., et al. Lack of response to HBHA in HIV-infected patients with latent tuberculosis infection // Scandinavian J Immunol. - 2016. - №84. - P. 344-352.

34 Chiacchio T., et al. Immune characterization of the HBHA-specific response in Mycobacterium tuberculosis-infected patients with or without HIV infection // PLoS ONE. - 2017. -№12. - P. 838-846.

35 Dreesman A., et al. Age-Stratified T Cell Responses in Children Infected with Mycobacterium tuberculosis // Front Immunol. - 2017. - №8. - P. 105-109.

36 Betts J.C., et al. Evaluation of a nutrient starvation model of Mycobacterium tuberculosis persistence by gene and protein expression profiling // Mol Microbiol. - 2002. - №43. - P. 717-731.

37 Govender L., et al. Higher human CD4 T cell response to novel Mycobacterium tuberculosis latency associated antigens Rv2660 and Rv2659 in latent infection compared with tuberculosis disease // Vaccine. - 2010. - №29. - P. 5157.

38 Pathakumari B., et al. Evaluation of cytokine and chemokine response elicited by Rv2204c and Rv0753c to detect latent tuberculosis infection // Cytokine. - 2015. - №76. - P. 496504.

39 Dosanjh D.P., et al. Novel M. tuberculosis antigen-specific T-cells are early markers of infection and disease progression // PLoS ONE. - 2011. - №6. - P. 287-296.

40 Chen J., et al. Novel recombinant RD2- and RD11-encoded

Mycobacterium tuberculosis antigens are potential candidates for diagnosis of tuberculosis infections in BCG-vaccinated individuals // Microb Infect. - 2009. - №11. - P. 876-885.

41 Alvarez-Corrales N., et al. Differential cellular recognition pattern to M. tuberculosis targets defined by IFN-gamma and IL-17 production in blood from TB + patients from Honduras as compared to health care workers: TB and immune responses in patients from Honduras // BMC Infect Dis. -2013. - №13. - P. 125-133.

42 Antas P.R., et al. T cell immune responses to mycobacterial antigens in Brazilian tuberculosis patients and controls // Trans R Soc Trop Med Hygiene. - 2005. - №99. - P. 699-707.

43 Satchidanandam V., et al. The secreted protein Rv1860 of Mycobacterium tuberculosis stimulates human polyfunctional CD8(+) T Cells // Clin Vacc Immunol. - 2016. -№23. - P. 282-293.

44 Schwander S.K., et al. Pulmonary mononuclear cell responses to antigens of Mycobacterium tuberculosis in healthy household contacts of patients with active tuberculosis and healthy controls from the community // J Immunol. - 2000. -№165. - P. 1479-1485.

45 Li G., et al. Evaluation of a New IFN-gamma release assay for rapid diagnosis of active tuberculosis in a high-incidence setting // Front Cell Infect Microbiol. - 2017. - №7. - P. 117122.

46 Pathakumari B., et al. PpiA antigen specific immune response is a potential biomarker for latent tuberculosis infection // Tuberculosis. - 2015. - №95. - P. 736-743.

47 Leyten E.M., et al. Human T-cell responses to 25 novel antigens encoded by genes of the dormancy regulon of Mycobacterium tuberculosis // Microb Infect. - 2006. - №8. - P. 2052-2060.

48 Lew J.M., et al. TubercuList - 10 years after // Tuberculosis. -2011. - №91. - P. 1-7.

49 Black G.F., et al. Immunogenicity of novel DosR regulon-encoded candidate antigens of Mycobacterium tuberculosis in three high-burden populations in Africa // Clin Vacc Immunol. - 2009. - №16. - P. 1203-1212.

50 Schuck S.D., et al. Identification of T-cell antigens specific for latent Mycobacterium Tuberculosis infection // Plos ONE. -2009. - №4. - P. 559-568.

51 Serra-Vidal M.M., et al. Immunogenicity of 60 novel latency-related antigens of Mycobacterium tuberculosis // Front Microbiol. - 2014. - №5. - P. 517-527.

52 Su H., et al. Mycobacterium tuberculosis latent antigen

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Вестник Ка3НЛЛУ № I - 2020

Rv2029c from the multistage DNA vaccine A39 drives TH1 responses via TLR-mediated macrophage activation // Front Microbiol. - 2017. - №8. - P. 226-236.

53 Rakshit S., et al. Circulating Mycobacterium tuberculosis DosR latency antigen-specific, polyfunctional, regulatory IL10(+) Th17 CD4 T-cells differentiate latent from active tuberculosis // Sci Rep. - 2017. - №7. - P. 119-148.

54 Sutherland J.S., et al. Analysis of host responses to Mycobacterium tuberculosis antigens in a multi-site study of subjects with different TB and HIV infection states in sub-Saharan Africa // PLoS ONE. - 2013. - №8. - P. 740-748.

55 Yuan Y., et al. The 16-kDa alpha-crystallin (Acr) protein of Mycobacterium tuberculosis is required for growth in macrophages // Proc Natl Acad Sci USA. - 1998. - №95. - P. 9578-9583.

56 Hu Y., et al. Deletion of the Mycobacterium tuberculosis alpha-crystallin-like hspX gene causes increased bacterial growth in vivo // Infect Immun. - 2006. - №74. - P. 861-868.

57 Pethe K., et al. The heparin binding haemagglutinin of M. tuberculosis is required for extrapulmonary dissemination // Nature. - 2001. - №412. - P. 190-194.

58 Locht C., et al. Heparin-binding hemagglutinin, from an extrapulmonary dissemination factor to a powerful diagnostic and protective antigen against tuberculosis // Tuberculosis. - 2006. - №86. - P. 303-309.

59 Molicotti P., et al. Tuberculosis patients are characterized by a low-IFN-gamma/high-TNF-alpha response to methylated HBHA produced in M. smegmatis // Diagnost Microbiol Infect Dis. - 2011. - №71. - P. 449-452.

60 Rosser A., et al. Resuscitation promoting factors are important determinants of the pathophysiology in Mycobacterium tuberculosis infection // Crit Rev Microbiol.

- 2017. - №43. - P. 621-630.

61 Babaki M.KZ., et al. Antigen 85 complex as a powerful Mycobacterium tuberculosis immunogene: biology, immune-pathogenicity, applications in diagnosis, and vaccine design // Microb Pathog. - 2017. - №112. - P. 20-29.

62 Hatherill M., et al. Clinical testing of tuberculosis vaccine candidates // Microbiol Spect. - 2016. - №4. - P. 1-18.

63 Walzl G., et al. Immunological biomarkers of tuberculosis // Nat Rev Immunol. - 2011. - №11. - P. 343-354.

64 Ferrara G. et al. Exploring the immune response against Mycobacterium tuberculosis for a better diagnosis of the infection // Arch Immunol et Therapiae Expe. - 2009. - №57.

- P. 425-433.

А.Б. Жубантурлиева, А.А. Абильбаева, Д.К. Куашова, А.Я.Абубакиров

MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS ЖАН,А АНТИГЕНДЕР1 ЖЭНЕ ОЛАРДЫН, ЛАТЕНТТ1 ЖЭНЕ БЕЛСЕНД1 ТУБЕРКУЛЕЗ ДИАГНОСТИКАСЫНДАFЫ ДИСКРИМИНАЦИАЛЬЩ ПОТЕНЦИАЛЫ

tywh: Бул шолуда туберкулездщ иммунды; диагностикасында ;олданылатын, латентт жэне белсенд туберкулезд саралаушы жаца антигендер туралы соцгы мэлiметтер жина;талган. M. tuberculosis жаца антигендерiмен ынталандырылганнан кешнп зерттелген биомаркерлердщ нэтижелерi талданган. Латентт туберкузез инфекциясыныц жэне белсенд туберкулездщ эр сатысын жэне турлерш сипаттайтын жаца антигендердщ кец спет^ зерттелген. M. tuberculosis-дщ Rv0081, Rv1733c, Rv1737c, Rv2029c, Rv2031 жэне Rv2628 антигендерi «уйкъдагы» микробтардыц реттеушiлерi ретшде кодталган жэне зерттелген антигендер арасында ец кеп ум^

кутаретш латенттШкпен ассоциацияланган антигендер ретшде керсетшген. Бул антигендер латентт туберкулез инфекциясын белсендi туберкулезден ажырататын ец кушт дискриминациялы; потенциалга ие екендп дэлелденген. IFN-y бас;а да цитокиндердi зерттеу сынамалардыц сезiмталдыFын арттырады жэне ЛТИ белсенд туберкулезден ажырататын дискриминациялы; потенциал ретшде ;олданылуы мумкш

ТYЙiндi сездер: гамма-интерферон ешмшше непзделген талдама, иммунды; жауап, клиникалы; зерттеулер, белсендi туберкулез, латенттi туберкулез, цитокиндер, биомаркерлер

VeStnik KQzfimU № I - 2020

A.B. Zhubanturliyeva, А.А. Abilbayeva, D.K. Kuashova, A.Y.Abubakirov

NOVEL MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS ANTIGENS AND THEIR DISCRIMINATORY POTENTIAL FOR THE DIAGNOSIS OF LATENT AND ACTIVE TUBERCULOSIS

Resume: This review summarizes data on new antigens used for immunodiagnosis of tuberculosis and differentiation of LTI and aTB. The results of the studied biomarkers after stimulation with new M. tuberculosis antigens are analyzed. A wide range of new antigens expressing different stages and types of LTBI and aTB has been studied. Antigens of M. tuberculosis Rv0081, Rv1733c, Rv1737c, Rv2029c, Rv2031 and Rv2628, encoded as regulators of "resting" microbes, show the most promising

results among the most widely studied antigens. These antigens have the best potential for differentiating LTBI from aTB. Examination of cytokines other than IFN-y can improve the sensitivity of the tests and can serve as a differentiating potential of LTBI from aTB.

Keywords: interferon gamma-release assay, immune-response, clinical studies, active tuberculosis, latent tuberculosis, cytokines, biomarkers

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.