title: Zytokin-Profil im longitudinalen Verlauf bei Kindern und Jugendlichen mit Morbus Crohn unter Ersttherapie mit Infliximab
Creators: name: Wegener, Matthias
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024

description: Hintergrund und Ziele Die Behandlung pädiatrischer Morbus Crohn Patienten mit Tumornekrosefaktor (TNF) alpha Antikörpern hat in schweren Verlaufsfällen einen etablierten Stellenwert zur Remissionsinduktion und -erhaltung. Trotz hoher Therapieeffektivität und guter klinischer Resultate kommt es bei vielen Patienten dennoch nicht zu einem Ansprechen dieser Medikation. Eine Vielzahl von Möglichkeiten zur prätherapeutischen Identifikation der Patienten, die von einer Therapie mit TNF-alpha Blockern profitieren, wird aktuell diskutiert, hierunter auch die Messung von im Entzündungsprozess des Morbus Crohn relevanten immunologischen Markern. In dieser Arbeit untersuchten wir retrospektiv das Zytokinprofil pädiatrischer Patienten bei Ersttherapie mit Infliximab (IFX), um so Rückschlüsse auf die immunologischen Prozesse im Rahmen des Therapieverlaufes ziehen zu können. Methoden In die Studie wurden insgesamt 24 Patienten eingeschlossen, von denen 13 als non-Responder klassifiziert wurden. Zusätzlich wurden acht alters- und geschlechtsangepasste gesunde Kontrollen rekrutiert. Bei allen Patienten wurde vor der ersten IFX-Gabe sowie nach drei und zwölf Monaten in Plasmaproben mithilfe eines Luminex-Assays die Konzentrationen von 20 Zytokinen und anderen immunologisch relevanten Proteinen untersucht. Non-Responder wurden durch fäkale Calprotectin-Spiegel definiert, die im Therapieverlauf nicht unter 100 µg/g bzw. unter 10 % des jeweiligen Ausgangswertes fielen. Ergebnisse und Beobachtungen Es zeigten sich vor Therapiebeginn erhöhte Konzentrationen von TNF-alpha, Interleukin (IL)-17a und Interferon (IFN)-γ im Vergleich zu den gesunden Kontrollen. Unter der IFX-Therapie sanken bei allen Patienten die TNF-alpha Spiegel, sowie vor allem bei den non-Respondern die IL-1b Konzentrationen. Galectin-1 (Gal-1) wies unabhängig vom Therapieansprechen vor allem bei Betrachtung der ersten drei Monate einen Konzentrationsanstieg auf. Beim Vergleich der Gal-1 Konzentrationen nach drei Monaten konnten signifikant höhere Konzentrationen bei den Respondern gemessen werden. Die Konzentrationen von IL-17a und „A proliferation inducing ligand“ (APRIL) veränderten sich unter Therapie invers zueinander, der Quotient APRIL/IL-17a stieg bei den Respondern im Verlauf der Therapie signifikant an. Zudem war auffällig, dass diese Veränderungen bei Respondern und non-Respondern (hier ohne Signifikanz) gegensätzlich war. Im Fall der Responder stiegen die APRIL Spiegel bei gleichzeitig sinkenden IL-17a Konzentrationen. Im Rahmen der Korrelationsanalyse zeigten sich positive Korrelationen von IFN-γ, TNF-alpha, IL-1b und IL-17a mit C-reaktivem Protein (CRP) und dem fäkalen Calprotectin. Bei Betrachtung der gesamten CED-Kohorte ergab sich zudem ein komplexes Zytokinnetzwerk mit einer Hauptachse von starken Korrelationen bestehend aus TNF-alpha, IFN-γ, Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierendem Faktor (GM-CFS), 4-1BB und IL-21. Schlussfolgerungen und Diskussion Zusammenfassend zeigten sich dynamische Zytokinveränderungen unter IFX-Therapie. Die proinflammatorischen Zytokine wiesen vor der IFX-Therapie erhöhte Konzentrationen auf, sanken im Therapieverlauf und näherten sich denen gesunder Kontrollen an und folgen damit unseren Erwartungen an eine antiinflammatorische Behandlung. Ein einzelner prädiktiv nutzbarer Marker ließ sich nicht klar identifizieren, Galectin-1 deutete jedoch mit den signifikanten Unterschieden nach drei Monaten das Potential an, zwischen Therapieansprechen und nicht-Ansprechen zu differenzieren. Der ansteigende Quotient von APRIL und IL-17a zeigte ebenfalls das Ansprechen der Therapie an. Die Korrelationsanalysen zeigten den zu erwartenden Zusammenhang zwischen den proinflammatorischen Zytokinen und den klinisch etablierten Entzündungsmarkern und offenbarten auf der anderen Seite das komplexe Zusammenspiel der immunologischen Proteine in einem Korrelationsnetzwerk mit pro- und antiinflammatorischen Einflüssen.
description: Background and aims The treatment of pediatric Crohn's disease patients with tumor necrosis factor (TNF) alpha antibodies has an established role in inducing and maintaining remission in severe cases. Despite high treatment efficacy and good clinical results, many patients do not respond to this medication. A variety of options for pre-therapeutic identification of patients who benefit from TNF-alpha blocker therapy are currently being discussed, including the measurement of immunological markers relevant to the inflammatory process in Crohn's disease. In this study, we retrospectively investigated the cytokine profile of pediatric patients undergoing initial therapy with infliximab (IFX) in order to draw conclusions about the immunological processes during the course of therapy. Methods A total of 24 patients were included in the study, 13 of whom were classified as non-responders. In addition, eight age- and sex-matched healthy controls were recruited. Blood samples were taken from all patients before the first IFX administration and after three and twelve months. The concentration of 20 cytokines and other immunologically relevant proteins was measured using a Luminex assay. Non-responders were defined by fecal calprotectin levels that did not drop below 100 µg/g or below 10 % of the respective baseline value during the course of therapy. Results and observations Increased concentrations of TNF-alpha, interleukin (IL)-17a and interferon (IFN)-γ were observed prior to the start of therapy compared to healthy controls. During IFX therapy, TNF-alpha levels decreased in all patients, while IL-1b concentrations decreased especially in non-responders. Galectin-1 (Gal-1) showed an increase in concentration, particularly in the first three months, in both responders and non-responders. When comparing the concentrations after three months, significantly higher concentrations were measured in the responders. The concentrations of IL-17a and "A proliferation inducing ligand" (APRIL) changed inversely to each other during therapy, the quotient APRIL/IL-17a increased significantly in responders during therapy. It was also noticeable that these changes were opposite in responders and non-responders (here without significance). In the case of responders, APRIL levels increased while IL-17a concentrations decreased. The correlation analysis showed positive correlations of IFN-γ, TNF-alpha, IL-1b and IL-17a with C-reactive protein (CRP) and fecal calprotectin. A complex cytokine network with a major axis of strong correlations consisting of TNF-alpha, IFN-γ, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CFS), 4-1BB and IL-21 was also found. Conclusions and discussion In summary, dynamic cytokine changes were observed during IFX therapy. The proinflammatory cytokines showed increased concentrations before IFX therapy, decreased during therapy and approached those of healthy controls, thus following our expectations for anti-inflammatory treatment. A single predictive marker could not be clearly identified; only Galectin-1, with its significant differences after three months, indicated the potential to differentiate between treatment response and non-response. The increasing quotient of APRIL and IL-17a also indicated the response of the therapy. The correlation analyses showed the expected relationship between the pro-inflammatory cytokines and the clinically established inflammatory markers and, on the other hand, revealed the complex interaction of the immunological proteins in a correlation network with pro- and anti-inflammatory influences.