Исследование клеточного состава и морфологии лейкоцитов доношенных и недоношенных новорожденных при помощи клеточного биочипа

Статья в Elpub

Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2018; 17: 11-16

Исследование клеточного состава и морфологии лейкоцитов доношенных и недоношенных новорожденных при помощи клеточного биочипа

Федянина О. С., Задорожная А. Е., Хвастунова А. Н., Кольцова Е. М., Балашова Е. Н., Тимофеева Л. А., Караваева А. Л., Шаманова М. Б., Волков С. Н., Бурова О. С., Дашкевич Н. М., Филатов А. В., Кузнецова С. А.

https://doi.org/10.24287/1726-1708-2018-17-4-11-16

Аннотация

Определение как количественного соотношения различных типов лейкоцитов, так и их морфологических характеристик в периферической крови новорожденных имеет высокую потенциальную значимость для диагностики различных заболеваний, в том числе комбинированных иммунодефицитов и сепсиса новорожденных. Разработка скрининговых методов параллельного исследования популяционного состава и морфологии лейкоцитов периферической крови новорожденных – актуальная задача. Целью работы было параллельное исследование относительного количества различных подгрупп лейкоцитов и изучение их морфологических характеристик в крови здоровых доношенных и недоношенных новорожденных и здоровых взрослых при помощи клеточного биочипа – прозрачной подложки с иммобилизованными антителами к поверхностным CD-антигенам лейкоцитов. Данное исследование одобрено Ученым советом, поддержано Независимым этическим комитетом центра, а также комиссией по этике биомедицинских исследований при ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова». В работе исследовали периферическую кровь 12 доношенных (38–42 нед. гестации) и 9 недоношенных (22–32 нед. гестации) новорожденных и 18 взрослых здоровых доноров. Исследование количественного соотношения различных групп лейкоцитов и их морфологии производили с помощью клеточного биочипа, в панель которого входили антитела к CD2, СD3, СD4, CD5, СD7, CD8, CD10, СD11b, CD11c, CD13, CD14, CD15, CD16, CD19, CD20, CD22, CD25, CD33, CD38, CD41a, CD45, CD45RA, CD45RO, CD61, CD64, CD117, CD123, HLA-DR. Доли лейкоцитов, несущих исследуемые поверхностные CD-антигены, среди мононуклеаров периферической крови недоношенных новорожденных, доношенных новорожденных и здоровых взрослых, определенные с помощью клеточного биочипа, хорошо согласуются с опубликованными данными, полученными методом проточной цитометрии. Cреди лейкоцитов, несущих на поверхности CD11b, в крови недоношенных и доношенных новорожденных обнаружены миелоциты и метамиелоциты в количестве до 21 и 27% соответственно. Полученные данные могут быть использованы как референсные значения при использовании биочипа в качестве скринингового метода в комплексной ранней диагностике комбинированных иммунодефицитов и неонатального сепсиса.

Список литературы

1. Xanthou M. Leucocyte blood picture in ill newborn babies. Archives of Disease in Childhood 1972; 47: 741.

2. Newman T.B., Puopolo K.M., Wi S., Draper D., Escobar G.J. Interpreting complete blood counts soon after birth in newborns at risk for sepsis. Pediatrics 2010; 126 (5): 903–9.

3. Mikhael M., Brown L.S., Rosen- feld C.R. Serial neutrophil values facilitate predicting the absence of neonatal early-onset sepsis. The Journal of pediatrics 2014; 164 (3): 522–8.

4. Umlauf V.N., Dreschers, S., Orlikow- sky T.W. Flow cytometry in the detection of neonatal sepsis. International journal of pediatrics 2013, article ID 763191.

5. Verbsky J.W., Baker M.W., Gros- sman W.J., Hintermeyer M., Dasu T., Bonacci B., DeSantes K. Newborn screening for severe combined immunodeficiency; the Wisconsin experience (2008–2011). Journal of clinical immunology 2012; 32 (1); 82–8.

6. Khvastunova A.N., Kuznetsova S.A., Al-Radi L.S., Vylegzhanina A.V., Zakirova A.O., Fedyanina O.S., et al. Anti-CD antibody microarray for human leukocyte morphology examination allows analyzing rare cell populations and suggesting preliminary diagnosis in leukemia. Sci Rep 2015; 5: 12573.

7. Хвастунова А.Н., Аль-Ради Л.С., Капранов Н.М., Федянина О.С., Горгидзе Л.А., Луговская С.А. и др. Использование клеточного биочипа в диагностике волосатоклеточного лейкоза. Онкогематология 2015; 1: 37–45.

8. Rodak B.R., Fritsma G.A., Keohane E.M. Hematology. Clinical principles and applications. 4th ed. Elsevier, Saunders; 2012.

9. Shearer W.T., Rosenblatt H.M., Gel- man R.S., Oyomopito R., Plaeger S., Stiehm E.R., Yogev R. Lymphocyte subsets in healthy children from birth through 18 years of age: the Pediatric AIDS Clinical Trials Group P1009 study. Journal of Allergy and Clinical Immunology 2003; 112 (5); 973–80.

10. Xanthou M. Leucocyte blood picture in healthy full–term and premature babies during neonatal period. Archives of Disease in Childhood 1970; 45: 242.

11. Lloyd B.W., Oto A. Normal values for mature and immature neutrophils in very preterm babies. Archives of disease in childhood 1982; 57 (3); 233–5.

12. Гржибовский А.М. Анализ трех и более независимых групп количественных данных. Практикум. Экология человека 2008; 3: 50–8.

13. Schultz C., Reiss I., Bucsky P, Göpel W., Gembruch U., Ziesenitz S., Gortner L. Maturational Changes of Lymphocyte Surface Antigens in Human Blood: Comparison between Fetuses, Neonates and Adults. Biol Neonate 2000; 78: 77–82.

14. Schonland S.O., Zimmer J.K., LopezBenitez C.M., Widmann T., Ramin K.D., Goronzy J.J., Weyand C.M. Homeostatic control of T-cell generation in neonates. Blood 2003; 102: 1428–34.

15. de Vries E., de Groot R., de BruinVersteeg S., Comans-Bitter W.M., Van Dongen J.J.M. Analysing the developing lymphocyte system of neonates and infants. European journal of pediatrics 1999; 158 (8): 611–7.

16. Morbach H., Eichhorn E.M., Liese J.G., Girschick H.J. Reference values for B cell subpopulations from infancy to adulthood. Clin Exp Immunol 2010; 162 (2): 271–9.

17. Sacks G.P., Studena K., Sargent I.L., Redman C.W. Normal pregnancy and preeclampsia both produce inflammatory changes in peripheral blood leukocytes akin to those of sepsis. American Journal of Obstetrics & Gynecology 1998; 179 (1): 80–6.

18. Manroe B.L., Weinberg A.G., Rosen- feld C.R., Browne R. The neonatal blood count in health and disease. I. Reference values for neutrophilic cells. The Journal of pediatrics 1979; 95 (1): 89–98.

19. Rodwell R.L., Leslie A.L., Tude- hope D.I. Early diagnosis of neonatal sepsis using a hematologic scoring system. The Journal of pediatrics 1988; 112 (5): 761–7.

20. Narasimha A., Kumar M.H. Significance of hematological scoring system (HSS) in early diagnosis of neonatal sepsis. Indian Journal of Hematology and Blood Transfusion 2011; 27 (1): 14–7.

21. Simonsen K.A., Anderson-Berry A.L., Delair S.F., Davies H.D. Early-onset neonatal sepsis. Clinical microbiology reviews 2014; 27 (1): 21–47.

Pediatric Hematology/Oncology and Immunopathology. 2018; 17: 11-16

Leukocyte subgroup distribution and morphology in blood of premature and full-term newborn babies studied by the cell microarray

Fedyanina O. S., Zadorozhnaya A. E., Khvastunova A. N., Koltsova E. M., Balashova E. N., Timofeeva L. A., Karavaeva A. L., Shamanova M. B., Volkov S. N., Burova O. S., Dashkevich N. M., Filatov A. V., Kuznetsova S. A.

https://doi.org/10.24287/1726-1708-2018-17-4-11-16

Abstract

Both the ratio of different leukocyte subgroup content and the leukocyte morphology in peripheral blood of newborns are important in diagnosis of several diseases including combined immunodeficiency and neonatal septicemia. There is a need for development of screening methods for parallel study of the leukocyte morphology and population structure in the newborn peripheral blood. We aimed to determine the relative abundance of different leukocyte subsets and to study their morphology in full-term and premature newborn babies and healthy adult volunteers using the cell-binding microarray – a transparent support with immobilized antibodies against leukocyte cluster-of-differentiation antigens. The work was supported by the Scientific council and approved by the ethical committee of the Centre. We have studied the peripheral blood of 12 full-term newborns (38–40 weeks gestation), 9 premature newborns (22–32 weeks gestation) and 18 healthy adults. The relative abundance of the leukocyte and their morphology were determined using the cell-binding microarray including antibodies against CD2, СD3, СD4, CD5, СD7, CD8, CD10, СD11b, CD11c, CD13, CD14, CD15, CD16, CD19, CD20, CD22, CD25, CD33, CD38, CD41a, CD45, CD45RA, CD45RO, CD61, CD64, CD117, CD123, HLA-DR. The percentage of leukocytes positive for every of the studied surface CD antigens among the peripheral blood mononuclear cells of full-term and preterm newborn babies and healthy adults determined on the cell–binding microarray are in good agreement with published flow cytometry data. CD11b+ leukocytes both in premature and full-term newborns included up to 21% myelocytes and 27% metamyelocytes. The reported data can be used as reference values in cell-binding microarray application in diagnosis of combined immunodeficiency or neonatal septicemia.

References

1. Xanthou M. Leucocyte blood picture in ill newborn babies. Archives of Disease in Childhood 1972; 47: 741.

2. Newman T.B., Puopolo K.M., Wi S., Draper D., Escobar G.J. Interpreting complete blood counts soon after birth in newborns at risk for sepsis. Pediatrics 2010; 126 (5): 903–9.

3. Mikhael M., Brown L.S., Rosen- feld C.R. Serial neutrophil values facilitate predicting the absence of neonatal early-onset sepsis. The Journal of pediatrics 2014; 164 (3): 522–8.

4. Umlauf V.N., Dreschers, S., Orlikow- sky T.W. Flow cytometry in the detection of neonatal sepsis. International journal of pediatrics 2013, article ID 763191.

7. Khvastunova A.N., Al'-Radi L.S., Kapranov N.M., Fedyanina O.S., Gorgidze L.A., Lugovskaya S.A. i dr. Ispol'zovanie kletochnogo biochipa v diagnostike volosatokletochnogo leikoza. Onkogematologiya 2015; 1: 37–45.

8. Rodak B.R., Fritsma G.A., Keohane E.M. Hematology. Clinical principles and applications. 4th ed. Elsevier, Saunders; 2012.

10. Xanthou M. Leucocyte blood picture in healthy full–term and premature babies during neonatal period. Archives of Disease in Childhood 1970; 45: 242.

11. Lloyd B.W., Oto A. Normal values for mature and immature neutrophils in very preterm babies. Archives of disease in childhood 1982; 57 (3); 233–5.

12. Grzhibovskii A.M. Analiz trekh i bolee nezavisimykh grupp kolichestvennykh dannykh. Praktikum. Ekologiya cheloveka 2008; 3: 50–8.

14. Schonland S.O., Zimmer J.K., LopezBenitez C.M., Widmann T., Ramin K.D., Goronzy J.J., Weyand C.M. Homeostatic control of T-cell generation in neonates. Blood 2003; 102: 1428–34.

16. Morbach H., Eichhorn E.M., Liese J.G., Girschick H.J. Reference values for B cell subpopulations from infancy to adulthood. Clin Exp Immunol 2010; 162 (2): 271–9.

19. Rodwell R.L., Leslie A.L., Tude- hope D.I. Early diagnosis of neonatal sepsis using a hematologic scoring system. The Journal of pediatrics 1988; 112 (5): 761–7.

20. Narasimha A., Kumar M.H. Significance of hematological scoring system (HSS) in early diagnosis of neonatal sepsis. Indian Journal of Hematology and Blood Transfusion 2011; 27 (1): 14–7.

21. Simonsen K.A., Anderson-Berry A.L., Delair S.F., Davies H.D. Early-onset neonatal sepsis. Clinical microbiology reviews 2014; 27 (1): 21–47.