Serum level of eosinophil-derived neurotoxin: a biomarker for asthma severity in adult asthmatics

Abstract

BACKGROUND: Severe asthma is a refractory disease with complex and heterogeneous pathophysiologic mechanisms. Eosinophilic inflammation is considered a key component of severe asthma (SA). However, there has been no reliable biomarker representing the eosinophilic inflammation of SA. OBJECTIVE: This study aimed to characterize the clinical features of SA and to evaluate whether serum eosinophil-derived neurotoxin (EDN) level may predict the eosinophilic inflammation of SA in adult asthmatics. METHODS: Severe asthmatics (n = 235) and nonsevere asthmatics (n = 898) were enrolled from Ajou University Hospital, South Korea. Serum levels of EDN and periostin (type 2 inflammatory biomarkers) were measured using ELISA, and their association with clinical parameters was analyzed. RESULTS: Severe asthmatics were older and had longer disease durations with significantly lower levels of FEV1% pred and methacholine PC20. Total eosinophil count (TEC) and sputum eosinophil count (%) were significantly higher in severe asthmatics than in nonsevere asthmatics. Serum EDN level and serum periostin level were significantly higher in severe asthmatics than in nonsevere asthmatics (P < 0.034 and P < 0.001, respectively). Correlations of serum EDN level to TEC (r = 0.319, P < 0.001) and to serum periostin level (r = 0.302, P < 0.001) were noted in total asthmatics. CONCLUSION: These findings suggest that serum EDN level can be a useful biomarker for predicting the phenotype of SA in adult asthmatics.

목적: 중증천식은 다양한 병태생리학적 기전이 혼재하는 난치성 질환으로, 중증천식의 발생에 호산구성 염증이 중요한 기여를 한다고 생각된다. 하지만, 중증천식에서 호산구성 염증을 예측할 수 있는 정립된 생체지표는 아직 발견되지 않았다. 중증천식과 비중증천식 환자에서 임상적 지표, 혈청 EDN 수치 및 다른 호산구성 생체 지표의 수치를 비교 분석하여 이러한 호산구성 생체 지표가 중증천식에서의 호산구성 염증을 예측 가능한지 알아보고자 하였다. 방법: 총 환자 중 235명의 중증천식 환자와 898명의 비중증천식 환자가 연구에 포함되었으며, 혈청 EDN 및 혈청 periostin을 측정 및 비교분석하였다. 또한, 각각의 호산구성 생체지표들과 임상적 지표들 사이의 연관성도 분석하였다. 결과: 중증천식 환자의 나이가 더 많고 천식의 유병기간도 길었으며. 천식 환자의 기저 FEV1 및 메타콜린 PC20 값이 더 낮게 측정되었다. 말초혈액 호산구 수, 객담의 호산구 비율, 혈청 EDN 수치와 혈청 periostin 수치는 중증천식 환자군이 비중증천식 환자군에 비해 유의하게 높았다. 전체 천식 환자군에서 혈청 EDN 수치는 말초혈액 호산구 수와 혈청 periostin과 양의 상관관계를 보였다. 결론: 이 연구는 혈청 EDN 수치가 중증천식에서 호산구성 염증을 예측 가능한 생체 지표로 사용될 수 있음을 제시하였다.