In­tro­duc­ti­on: Atopic dermatitis (AD) is associated with an imbalance between T helper 1 (Th1) and T helper 2 (Th2) cells. It is chronic relapsing inflammatory skin disease affecting especially the children. Recently, it has been intensively studied and new aspects regarding the immunopathogenesis are suggested. Studies about the role of cytokines on formation of atopic diseases are rather new and most of them are based on in vitro observations. It is not completely clear yet how cytokines regulate diseases in vivo and studies about this subject are rather limited. In this study; the serum levels of IL-8, TNF-α, IL-6 and the relationship between these parameters and the disease severity in a group of children with AD were investigated.
Materials and Methods: The severity of AD was assessed by the same dermatologist using the Scoring Atopic Dermatitis (SCORAD) index system. IL-8, TNF-α, and IL-6 levels were measured by ELISA method.
Results: Serum levels of IL-8, TNF-α and IL-6 were determined and were found statistically significantly higher in patients than controls. A statistically significant correlation between serum levels of IL-8, TNF-α, and IL-6 and SCORADs in children with AD was determined.
Conclusion: These results show that serum levels of IL-8, TNF-α, and IL-6 may be used as important markers in the assessment of disease severity and follow-up of child patients with AD. As a result, the role of cytokines and the relationship between cytokines in the immunopathogenesis of AD are rather complex and still not clearly clarified, further investigations are required to understand this complex process. (Jo­ur­nal of Cur­rent
Pe­di­at­rics 2012; 10: 50-4)

Giriş

Atopik dermatit (AD) son yıllarda prevelansı artış göstermekte olan kronik inflamatuvar bir deri hastalığıdır. Sıklıkla bebek ve erken çocukluk cağında başlayan, genetik faktörlerin eşlik ettiği, yineleyen, kronik, alerjik deri reaksiyonlarının geliştiği kompleks immün mekanizmalarla karakterize bir hastalıktır (1-3). AD’nin patogenezinde çok sayıda immünolojik problemler bulunmaktadır ve en belirgin özelliği T hepler (Th) 2 ve sitokinlerin artışını gösteren eozinofili ve serum immünglobulin (Ig) E yüksekliğidir (4). AD’te immün cevap akut ve kronik olmak üzere iki fazda ortaya çıkar (1). Akut inflamasyonda Th2 artarak IL- 4, IL-6 ve IL-13 salınımına sebep olurken, interferon IFN-γ salınımını da azaltır. Ayrıca bu dönemde spesifik ve total IgE seviyeleri de artar. Kronik fazda ise Th1 artışı söz konusudur. Bununla beraber kronik inflamasyon belirteçleri olan IL-5, 8 ve IFN-γ ile makrofaj ve eozinofillerden de IL-12 salınımında artış gözlenir (1). IL-5, IL-6 ve TNF-α gibi bir grup sitokin IL-4 aracılı IgE sentezini artırıcı bulunmuştur (5,6). Bunun yanında AD’de kronik lezyon gelişiminde bir Th1 sitokin olan IFN-γ’nın IL-4’e göre daha önemli bir rol oynadığı belirtilmektedir (7). Sonuç olarak AD’de yangı bifaziktir; başlangıçta Th fazı mevcudiyeti varken, kronik fazda Th0 ve Th1 hakimiyeti oluşmaktadır (8).
Sitokinler, hücre maturasyonu, diferansiyasyonu, inflamasyon, immünite ve doku onarımındaki hücre-hücre etkileşiminin kompleks ağını oluşturan protein yapısındaki moleküllerdir. Başlıca pro-inflamatuvar sitokinler IL-1, IL-6 ve TNF-α’dır. Doku harabiyeti veya antijenlerle organizmanın tanışmasından sonra bu pro-inflamatuvar sitokinler bir dizi etkiyi ortaya çıkarırlar (9,10). IL-6, B hücrelerince Ig üretimine sebep olan pleotropik bir sitokindir, aynı zamanda hepatositlerden akut faz proteinlerinin salgılanması, T hücre diferansiyasyonu ve hematopoetik kök hücre gelişimini uyarır (11).
Diğer bir proinflamatuvar sitokin olan TNF-α, adezyon moleküllerinin indüksiyonu ile cilt inflamasyonu gelişimini ve E-selektin (ELAM-1), intraselüler adezyon molekülü-1 (ICAM-1) ve vasküler hücre adezyon molekülü-1 (VCAM-1) ekspresyonunu etkilemektedir. TNF-α aynı zamanda Th1 hücrelerinin büyümesini engeller ki bu da bağışıklık düzeninin bozulmasına yol açabilir (12,13).
TNF-α monositler, epitel ve endotel hücreleri gibi birçok hücre türünü etkileyerek IL-8 kemokini üretimini indükleyebilmektedir (13). IL-8 nötrofiller, makrofajlar ve T lenfositleri için bir kemoatraktandır ve inflamasyonlu cilde göçlerini hızlandırır (14). IL-8 üreten inflamatuvar hücreler atopik dermatitli hastaların dermislerinde bulunmuştur (15).
Atopik dermatitin oluşumunda sitokinlerin rolü hakkındaki çalışmalar oldukça yenidir ve bu çalışmaların çoğu in vitro gözlemlere dayanmaktadır. Hastalıkları in vivo nasıl düzenledikleri henüz tam açık değildir ve bu konudaki çalışmalar oldukça sınırlıdır. Atopik dermatitin immünopatogenezi ile ilgili son gelişmeler etkili yeni tedavi modellerinin denenmesine yol açmıştır. Ancak tüm bu ilerlemelere rağmen AD’in halen küratif bir tedavisi yoktur. Ayrıca hastalığın şiddeti klinik gözlemlere dayanmakta, bunu ölçecek objektif bir laboratuvar parametresi de bulunmamaktadır.
Bu çalışmada, AD’li bir grup çocuk hastada IL-8, TNF-α ve IL-6’nın serum seviyeleri ve bu parametreler ile hastalığın aktivitesi arasındaki ilişkiyi araştırdık.

Gereç ve Yöntem

Hastalar
Çalışmaya başlamadan önce Tıp Fakültesi Etik kurulundan gerekli onay alındı (B.30.2KSÜ.0.21.05.18/08) ve tüm hastaların ebeveynlerinden çalışma hakkında bilgi verilerek imzalı onayları alındı. Tıp Fakültesi Dermatoloji Kliniğine başvuran ardışık 20 AD’li çocuk hasta (5-12 yaş arası, 11 erkek, 9 kadın) ve yaş ve cinsiyet açısından uyumlu, herhangi bir dermatolojik ve sistemik hastalığı olmayan gönüllü 19 sağlıklı birey (5-11 yaş arası, 10 erkek, 9 kadın) kontrol grubu olarak çalışmaya dahil edilmiştir. AD’li hastalar Hanifin ve Rajka’nın kriterlerine göre belirlenmiştir (16). Kontrol grubu sağlıklı çocuk polikliniğine başvuran herhangi bir sistemik, deri ve paraziter hastalığı bulunmayan, ailesinde ekzema, alerjik rinit, alerjik konjonktivit gibi herhangi şikayeti olmayan çocuklardan oluştu. Bilgiler hastaların kendisinden veya anne-babalarından alındı. Hastaların tamamı aktif dönemde idi ve daha öncesinde ultraviyole veya immünoterapi alan hastalar; son 3 hafta içinde lokal ya da sistemik tedavi alanlar ve ek bir sistemik, alerjik, paraziter ya da dermatolojik hastalığı olanlar çalışma kapsamına alınmadı.
Hastalık Aktivitesinin Değerlendirilmesi
Hastalığın klinik şiddetini belirlemek için SCORAD puanlama sistemi uygulandı. İndekse göre hastalık aktivitesini belirlemek için A, B, C ölçütleri kullanıldı. A, hastaların inflamatuvar lezyonlarının dağılım alanı (1-100) dokuzlar kuralı ile hesaplandı. B, ekzemalı bir alan seçildi. Bu alanda eritem, ödem/papül oluşumu, sızıntı/kabuklanma, derinin soyulması, likenifikasyon, kuruluk olmak üzere toplam altı özelliğin ortalama şiddet dereceleri 0 dan 3’e kadar (0= yok, 1= hafif, 2= orta, 3= şiddetli) derecelendirilerek hesaplandı. C, sübjektif bulgular olan; “son üç gece ya da gündüz boyunca kaşıntının şiddeti, uykusuzluk ve derinin genel durumu günlük yaşamı nasıl etkiliyor?” sorularına verilen cevaplar, 1-10 arasında değerlendirildi. Elde edilen tüm verilere, A/5+7B/2+C formülü uygulanarak her bir hastanın SCORAD indeksi hesaplandı. SCORAD indeksi 50’nin üzerinde hastalar ağır, 25-50 arasında olanlar orta ve 25’den düşük olanlar ise hafif şiddette AD’li olgu olarak değerlendirildi (17).
Serumda Sitokin Seviyelerinin Ölçümü
AD’li hastalardan ve sağlıklı kontrollerden alınan kan örnekleri pıhtılaşıncaya kadar 30 dk oda sıcaklığında bekletildi. Daha sonra 2000 devirde 10 dk santrifüj edilerek serumları elde edildi. Bu serumlar -70 0C’de saklandı ve analizden hemen önce çözdürüldü. IL-8, TNF-α ve IL-6 seviyeleri ELISA yöntemi ile çalışıldı (BioSource Europe S.A., 8 B-1400 Nivelles Belgium).
İstatistiksel Analiz
Sonuçlar Mann-Whitney U testi ve Spearman korelasyon katsayısı kullanılarak değerlendirildi. İstatistiksel analizler SPSS 11.0 bilgisayar programı yardımıyla yapıldı ve tüm değerlendirmelerde p<0.05 anlamlı istatistiksel fark olarak kabul edildi.

Bulgular

Çalışmaya alınan AD hastasının yaş ortalaması 8,25±2,19 yıl (min-max:5-12); hastalık süresi ortalama 40,10±5,52 ay (min-max=3-190) idi. Kontrol grubunun ise 8,02±1,84 yıl (min-max=5-11) idi. Hasta grubunda E/K oranı 11/9 iken, kontrol grubunda bu oran 10/9 idi. Hasta kontrol grubunun yaş ve cinsiyete açısından istatistiksel anlamlı farklılıkları yoktu (p>0,05). Hastaların SCORAD değeri minimum 3 ve maksimum 35 olarak bulundu (Ortalama±SD=12,05±7,2). SCORAD indeksine göre 17 (%85) hasta hafif, 3 (%15) hasta ise orta şiddette idi (Tablo 1). Hastaların tümünde deri kuruluğu mevcuttu. Hastaların 12’sinde total Ig E değerleri hastane referans değeri olan 100 pg/ml den yüksek olarak ölçüldü. Beş hastanın ailesinde atopik hastalıklardan en az 1 tanesi mevcuttu.
Ortalama serum IL-8 seviyeleri, AD’li hastaların tümünde 55,45±3,16 (min-max:17,6-123,7pg/ml) saptanırken, 19 sağlıklı kontrolden sadece 13’ünde 22,07±2,17 (0-75,6 pg/ml) olarak saptanabildi. Sağlıklı kontrollere kıyasla, AD’li hastalarda serum IL-8 seviyeleri anlamlı derecede yüksek saptandı (p<0,001). Serum TNF-α seviyeleri, 20 AD hastasının tümünde 78,94±4,20 (min-max:32,1-165,4 pg/ml) ve 19 sağlıklı kontrolün 10’unda 20,90±1,12 (0-64,9 pg/ml) tespit edilirken, aralarındaki fark istatistiksel olarak anlamlı bulundu (p<0,001). Serum IL-6 seviyeleri AD’li hastaların tümünde 21,05±1,16 (min-max:7,3-50,3 pg/ml) saptanırken, sağlıklı kontrollerin 9’unda 6,98±0,57 (0-17,5 pg/ml) tespit edilebildi. Sağlıklı kontrollere kıyasla, AD’li hastalarda serum IL-6 seviyeleri anlamlı derecede yüksek saptandı (p<0,001). Sonuçlar Tablo 2’de sunulmuştur.
Hastalığın klinik şiddeti ile IL-8, TNF-α ve IL-6’nın serum seviyelerinin birbirleri ile olan ilişkileri Tablo 3’de özetlenmiştir.

Tartışma

Sitokinlerin son zamanlarda alerjik reaksiyonlar ve hastalıkların fizyopatolojisinde önemli roller üstlendiği anlaşılmıştır. IL’lerle birlikte, peptit büyüme faktörleri, interferonlar ve nöropeptitler alerjik reaksiyonlarda rol alan bu sitokinler arasında yer almaktadır. İnflamasyon ve doku onarımında, sitokinler bu etkileri ortaya çıkarırken birbirleriyle oldukça kompleks bir ilişki içine girerler (18).
T hücrelerince ve monosit/makrofajlarca değişmiş sitokin ve kemokin üretimi AD’de inflamatuvar deri reaksiyonlarının indüklenmesinde anahtar rolü oynamaktadır (19).
IL-6 tip tercihi olmaksızın nonspesifik B hücre diferansiyasyon faktörüdür. IL-6’nın nötralize edici antikorlarla bloke edilmesi IL-4 aracılı IgE sentezini mononükleer hücre kültürleri ve ya purifiye B bücrelerinde tümüyle bloke etmesi, IL-6’nın IL-4 aracılı IgE sentezinde önemli bir artırıcı rolü olduğunu ortaya koymaktadır. IL-4 aracılı germ-line εmRNA oluşumunda IL-6’nın etkisi gösterilememiştir ancak TNF- α’nın purifiye B hücrelerinde IL-4 aracılı germ-line εmRNA oluşumunu artırdığı saptanmıştır (5,6). Çalışmamızda AD’li çocuklarda IL-6, TNF- α ve IL-8 seviyesi belirgin olarak yüksekti. Çalışmamıza benzer olarak; McHugh ve arkadaşları (20) atopik hastalarda, monositlerden ve diğer hücrelerden kaynaklanan IL-6’nın, direkt ve indirekt olarak (IL-4 indüksiyonu ile) özellikle Th2 baskın bir ortama katkıda bulunabileceğini ve IgE üretimini artırıp ilişkili olarak alerjik belirtilere sebep olabileceğini varsaymışlardır. IL-6 ve IL-8 kültürlenmiş insan keratonisitlerinin çoğalmasını uyarırken, IL-8 ayrıca nötrofiller ve lenfositlerle karakterize cilt inflamasyonuna sebep olur (14). Farklı olarak; Fedenko ES ve ark (1) çalışmalarında AD’li hastalardan alınan deri biyopsi örneklerinde IL-6 ve 8 salınımında artış olduğunu, fakat kanda IL salan gen artışı olmadığını; TNF’nin ise ne kanda ne de deride artmadığını bildirmişlerdir.
IL-8 üreten hücrelere AD’li hastaların dermislerinde yüksek miktarlarda rastlanırken; yine AD’li hastalarda sağlık kontrollere kıyasla PBMC’ler yüksek oranda IL-6 ve IL-8 sentezlemektedir (15,20,21). Lippert ve arkadaşları (22) antijenik uyarımdan sonra AD’li hastaların PBMC’lerinin IL-8 salgıladığını gözlemlemişlerdir. Aynı zamanda bu uyarılmış lökositlerin supernatant kısımlarının faktörler içerdiğini ve bunların muhtemelen sitokinler olduğunu, bunun da AD’li hastaların ciltlerindeki soyulma ve kaşıntıyı histaminden bağımsız olarak direkt uyardığını varsaymışlardır. Bunikowski ve arkadaşları (23) çalışmalarında şiddetli AD’li çocuklarda PBMC hücrelerinden yüksek IL-6 ve IL-8 üretiminin, hastalık aktivitesini yansıttığını, hastalarda kontrollere göre daha yüksek rastlanıp, Siklosporin-A’ya cevap verenlerde IL-6 ve IL-8 üretiminin düştüğünü bildirmişlerdir. Aynı çalışmada, sağlıklı kontrollere kıyasla AD’li hastalarda TNF-α üretiminde önemli yükseklik saptandığı ancak Siklosporin-A tedavisi ile TNF-α seviyelerinin değişmediği de bildirilmiştir. Çalışmamızda da IL-6,8 ile TNF-α nin hastalığın aktivitesi ile korelasyon gösterdiği bulundu. Gönüllülerde, tek bir intradermal TNF-α enjeksiyonu nötrofillerin hızlıca akümülasyonuna neden olurken multiple TNF-α enjeksiyonlarının ise ağırlıklı olarak CD+ T hücre içeren infiltrasyona sebep olduğu gözlemlenmiştir (12). Sumito ve arkadaşları (24) tarafından AD’li hastalarda yüksek plazma TNF-α seviyeleri gözlemlenmiştir.
Her ne kadar olgu sayımız yeterli olmasa da, çalışmamızda serum IL-8, TNF-α ve IL-6 seviyelerini AD’li hastalarda kontrol grubuna göre anlamlı derecede yüksek olduğunu ve SCORAD ile serum IL-8, TNF-α ve IL-6 seviyeleri arasında istatistiksel olarak anlamlı derecede ilişki olduğu ortaya konmuştur. Bu sonuçlar; yüksek IL-8, TNF-α ve IL-6 seviyelerinin akut atopik dermatitin klinik şiddeti ile önemli derecede korelasyon gösteren hassas birer inflamatuvar parametre olduklarını ve hastalığın immünopatogenezinde de rol oynayabileceklerini, ayrıca diğer parametrelerle birlikte hastalığın tanı ve takibinde güvenle kullanılabileceklerini düşündürmektedir.
Sonuç olarak; AD’in immünopatogenezinde sitokinlerin rolü ve aralarındaki ilişki oldukça komplekstir ve halen tam olarak açık değildir. Daha geniş serilerde yapılacak olan benzeri çalışmaların, bu karmaşık sürecin anlaşılmasında, gelecekte hastalığın tedavisinde ve koruma stratejilerinin belirlenmesinde önemli ipuçları sağlayabileceğine inanıyoruz.

Kay­nak­lar

1. Fedenko ES, Elisyutina OG, Filimonova TM, Boldyreva MN, Burmenskaya OV, Rebrova OY et al. 1010011010Cytokine gene expression in the skin and peripheral blood of atopic dermatitis patients and healthy individuals. Self Nonself 2011;2:120-4. Epub 2011 Apr 1.
2. Kutlubay Z, Songür A, Engin B, Tüzün Y. Atopik Dermatit ve TARC. Dermatoz 2011;2:363-6.
3. Özcanlı Ç, Yıldırım M, Baysal V, Kaya S. Serum solubl stem cell faktör (SSCF) ve solubl tirozinkinaz transmembran reseptör (skit) düzeylerinin, atopik dermatit tanı ve aktivasyonundaki rolü. Turkderm 2003;37:253-7.
4. Machura E, Mazur B, Kwiecień J, Karczewska K. Intracellular production of IL-2, IL-4, IFN-gamma, and TNF-alpha by peripheral blood CD3+ and CD4+ T cells in children with atopic dermatitis. Eur J Pediatr 2007;166:789-95. Epub 2006 Nov 21.
5. Punnonen J, de Vries JE. IL-13 induces proliferation, IgE isotype switching and Ig synthesis by immature human B cells. Eur J Pediatr 2007;166:789-95. Epub 2006 Nov 21.
6. Zurawski G, de Vries JE. Interleukin 13, an interleukin 4-like cytokine that acts on monocytes and B cells, but not on T cells. Immunology Today 1994;15:19-26.
7. Maeda S, Fujiwara S, Omori K. Lesional expression of thymus and activation-regulated chemokine in canine atopic dermatitis. Vet Immunol Immunopathol 2002;88:79-87.
8. Yeşilova Y, Sula B, Yavuz E. Atopik dermatit patogenezi. J Clin Exp Invest 2010;1:57-62.
9. Redington AE, Bradding P, Holgate ST. The role of cytokines in the pathogenesis of allergic asthma. Reg Immunol 1993;5:174-200.
10. Schall TJ, Bacon KB. Chemokines, leukocyte trafficking and inflammation. Curr Opin Immunol 1994;6:865-73.
11. McFarland-Mancini MM, Funk HM, Paluch AM, Zhou M, Giridhar PV, Mercer CA et al. Differences in wound healing in mice with deficiency of IL-6 versus IL-6 receptor. J Immunol 2010;184:7219-28. Epub 2010 May 10.
12. Groves RW, Allen MH, Ross EL, Barker JNWN, Mac Donald DM. Tumor necrosis factor alpha is pro-inflammatory in normal human skin and modulates cutaneous adhesion molecule expression. Br J Dermatol 1995;132:345-52.
13. Bittlemann D, Casale T Allergic models and cytokines. Am J Respir Crit Care Med 1994;150:72-6.
14. Neuber K, Steinbrücke K, Kowalzik L, Köhler I, Ring J. Cytokine-mediated effects of peripheral blood mononuclear cells from patients with atopic eczema on keratinocytes (HaCaT) in a new co-culture system. Br J Dermatol 1995;133:750-6.
15. Van Joost T, Kozel MMA, Tank B, Troost R, Prens EP. Cyclosporine in atopic dermatitis. Modulation in the expression of immunological markers in lesional skin. J Am Acad Dermatol 1992;27:922-8.
16. Hanifin JM, Rajka G. Diagnostic features of atopic dermatitis. Acta Derm Venereol (Stockh) Suppl 1980;92:44-7.
17. Oranje AP, Glazenburg EJ, Wolkerstorfer A, de Waard-van der Spek FB. Practical issues on interpretation of scoring atopic dermatitis: the SCORAD index, objective SCORAD and the three-item severity score. Br J Dermatol 2007;157:645-8.
18. Akdis M, Akdis CA. Atopik Dermatit’in Patogenezinde İmmunolojik Mekanizmalar. Güncel Pediatri 2004;2:6-14.
19. Karakoç Aydıner E, Barış S, Özdemir C. Çocukluklarda Atopik Dermatit Tedavisinde Güncel ve Gelecek Yaklaşımlar. Güncel Pediatri 2011;9:39-43.
20. McHugh SM, Wilson AB, Deighton J, Lachmann PJ, Evan PW. The profiles of interleukin (IL)-2, IL-6, and interferon-gamma production by peripheral blood mononuclear cells from house-dust-mite-allergic patients: A role for IL-6 in allergic disease. Allergy 1994;49:751-9.
21. Toshita A, Ansel JC, Chan SC, Li SH, Hanifin JM. Increased interleukin 6 production by T cells derived from patients with atopic dermatitis. J Invest Dermatol 1993;100:299-304.
22. Lippert U, Hoer A, Möller A, Ramboer I, Cremer B, Henz BM. Role of antigen- induced cytokine release in atopic pruritis. Int Arch Allergy Immunol 1998;116:36-9.
23. Bunikowski R, Gerhold K, Brautigam M, Hamelmann E, Renz H, Wahn U. Effect of Low-Dose Cyclosporin A Microemulsion on Disease Severity, Interleukin-6, Interleukin-8 and Tumor Necrosis Factor Alpha Production in Severe Pediatric Atopic Dermatitis. Int Arch Allergy Immunol 2001;125:344-8.
24. Sumito S, Kawai M, Kasajima Y, Hamamoto T. Increased plasma tumor necrosis factor-alpha concentration in atopic dermatitis. Arch Dis Child 1992;67:277-9.