Immunity in Diabetes

8/3/2019 Immunity in Diabetes

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IMMUNITY IN DIABETES: INFLUENCE OF DIABETES ONTHE DEVELOPMENT OF ANTIBACTERIAL

PROPERTIES IN THE BLOOD

BY RUSSELL RICHARDSON

( F r o m t h e G e o r g e S . C o x R e s e a r c h I n s t i t u t e , U n i v e r s i t y o f P e n n s y l v a n i a , P h i l a d e l p h i a )

( R e c e i v e d f o r p u b l i c a t i o n A u g u s t 8 , 1 9 3 3 )

N o t w i t h s t a n d i n g t h e w e l l k n o w n a s s o c i a t i o n o f d i a b e t e s a n d i n f e c t i o nwe h a v e l i t t l e d e f i n i t e k n o w l e d g e o f t h e m e c h a n i s m b y w h i c h t h e s e t w o

c o n d i t i o n s a f f e c t e a c h o t h e r . S i n c e t h e d a y s o f C l a u d e B e r n a r d , c l i n i c i a n sh a v e v i e w e d w i t h a l a r m e i t h e r t h e a p p e a r a n c e o f i n f e c t i o n d u r i n g t h ec o u r s e o f d i a b e t e s , o r , p e r h a p s w i t h l e s s a p p r e h e n s i o n , t h e o c c u r r e n c e o fd i a b e t e s d u r i n g o r f o l l o w i n g a n i n f e c t i o n . I n c o n s i d e r i n g t h e c o i n c i d e n c eo f t h e s e d i s o r d e r s o n e m i g h t d i s t i n g u i s h b e t w e e n t h e e f f e c t o f e a c h u p o nt h e o t h e r a s d i f f e r e n t t h o u g h e s s e n t i a l l y i n t e r d e p e n d e n t p r o b l e m s .V a r i o u s d e g r e e s o f i m p o r t a n c e h a v e b e e n a c c o r d e d t o i n f e c t i o n i n t h e

e t i o l o g y o f d i a b e t e s b u t t h e r e i s g e n e r a l a g r e e m e n t r e g a r d i n g t h e h a r m f u l

e f f e c t o f i n f e c t i o n w h e n o c c u r r i n g d u r i n g t h e c o u r s e o f d i a b e t e s .T h e r e s i s t a n c e o f t h e b o d y t o i n f e c t i o n i s a t t r i b u t e d i n p a r t t o t h e

a n t i g e n - a m b o c e p t o r - c o m p l e m e n t r e a c t i o n s o f t h e b l o o d . We h a v e n o

k n o w l e d g e r e g a r d i n g t h e i n f l u e n c e o f d i a b e t e s o n t h e s e r e a c t i o n s n o r o n

t h e f o r m a t i o n o f a m b o c e p t o r o r c o m p l e m e n t . T h e f o r m e r may b e

p r e s e n t i n t h e b l o o d , a s i n n a t u r a l i m m u n i t y , o r i t may b e f o r m e d f o l l o w i n gt h e i n o c u l a t i o n o f b a c t e r i a i n t o t h e b o d y , a s i n a c q u i r e d i m m u n i t y .

C o m p l e m e n t a p p e a r s t o b e a l w a y s p r e s e n t a n d t o r e a c t w i t h e i t h e r t y p e

o f a m b o c e p t o r . I n t h i s s t u d y , c o m p l e m e n t , n a t u r a l a m b o c e p t o r a n d

a c q u i r e d a m b o c e p t o r , a s f a c t o r s i n t h e a n t i b a c t e r i a l p o w e r o f t h e b l o o d ,h a v e b e e n i n v e s t i g a t e d i n d i a b e t i c a n d n o n - d i a b e t i c p e r s o n s t o d e t e r m i n e

w h e t h e r t h i s p a r t o f t h e p r o t e c t i v e m e c h a n i s m o f t h e b l o o d i s a f f e c t e db y d i a b e t e s .

T h e c o m p l e m e n t o f t h e s e r u m w a s m e a s u r e d i n h e m o l y t i c a n d b a c t e r i -o l y t i c s y s t e m s . T h e b a c t e r i c i d a l p o w e r o f t h e w h o l e b l o o d w a s c h o s e n

a s t h e b e s t m e t h o d o f d e t e r m i n i n g t h e n a t i v e a m b o c e p t o r ( 1 , 2 ) . T h ef o r m a t i o n o f a g g l u t i n i n s f o l l o w i n g i n o c u l a t i o n w i t h B . t y p h o s u s v a c c i n e

w a s t a k e n a s t h e i n d e x o f f o r m a t i o n o f a c q u i r e d a m b o c e p t o r .

COMPLEMENT

M e t h o d . T h e h e m o l y t i c c o m p l e m e n t was m e a s u r e d i n t h e s h e e p -

r a b b i t h e m o l y t i c s y s t e m . O n e - h a l f c c . amounts o f a 2 p e r c e n t s u s p e n s i o n

o f w a s h e d s h e e p c e l l s w i t h an e x c e s s o f a m b o c e p t o r w e r e t a k e n w i t h1 1 4 3



IMMUNITY IN DIABETES

i n c r e a s i n g a m o u n t s o f p a t i e n t s ' s e r u m a n d t h e t o t a l c o n t e n t s o f e a c h

t u b e b r o u g h t u p t o 3 c c . w i t h n o r m a l s a l i n e . T h e a m o u n t o f s e r u m

n e c e s s a r y t o p r o v i d e a n e x c e s s o f a m b o c e p t o r h a d b e e n d e t e r m i n e d b yp r e l i m i n a r y t i t r a t i o n . T h e t u b e s w e r e t h e n i n c u b a t e d a t 3 7 . 5 ° C . f o r1 h o u r a n d t h e t i t r e r e a d a s t h e s m a l l e s t a m o u n t o f s e r u m t h a t c a u s e d

c o m p l e t e h e m o l y s i s . T h e s e r a w e r e a l l f r e s h , t h e t e s t s b e i n g d o n e a b o u t

5 h o u r s a f t e r t h e b l o o d h a d b e e n c o l l e c t e d . On a c c o u n t o f t h e v a r i a t i o n

i n s h e e p c e l l s , b o t h d i a b e t i c a n d n o r m a l s e r a w e r e s e t u p i n e v e r y s e r i e s .W h e t h e r t h e p a t i e n t s w e r e t a k i n g i n s u l i n w a s n o t e d .

T h e p a t i e n t s w e r e s e l e c t e d t o r e p r e s e n t w i d e v a r i a t i o n s o f d i a b e t e s

a s r e g a r d s s e v e r i t y , a g e , u s e o f i n s u l i n a n d s t a t e o f n u t r i t i o n . A b l o o d

s u g a r w a s d o n e o n e a c h b l o o d t a k e n .

T h e b a c t e r i o l y t i c c o m p l e m e n t w a s m e a s u r e d b y m e a n s o f t h e b a c t e r i -o l y t i c a c t i o n o f d i a b e t i c a n d n o n - d i a b e t i c s e r a o n B . t y p h o s u s . An

e x c e s s o f a m b o c e p t o r i n t h e f o r m o f human s e r u m h e a t e d t o 5 6 0 C . f o r3 0 m i n u t e s w a s a d d e d t o i n c r e a s i n g a m o u n t s o f p a t i e n t s ' s e r a a n d 0 . 1 c c .o f 2 4 h o u r b r o t h c u l t u r e o f t h e o r g a n i s m . A f t e r 2 4 h o u r s t h e t u b e s w e r e

c u l t u r e d o n b l o o d a g a r p l a t e s a n d t h e t i t r e t a k e n a s t h e l o w e s t a m o u n t

o f s e r u m w h i c h c o m p l e t e l y k i l l e d t h e B . t y p h o s u s .R e s u l t s . I n a l l , 2 0 8 d i a b e t i c a n d 1 0 2 n o n - d i a b e t i c s e r a o f p a t i e n t s

w i t h o u t i n f e c t i o n w e r e e x a m i n e d . O f t h e s e , 1 9 1 d i a b e t i c a n d 9 7 n o n -

d i a b e t i c w e r e m e a s u r e d i n t h e h e m o l y t i c s y s t e m , w h i l e 1 7 d i a b e t i c a n d5 n o n - d i a b e t i c i n d i v i d u a l s w e r e u s e d t o d e t e r m i n e t h e b a c t e r i o l y t i cc o m p l e m e n t . T h e c o m p l e m e n t t i t r e o f t h e s e r u m i n t h e n o n - d i a b e t i c sv a r i e d f r o m 0 . 0 2 0 c c . t o 0 . 1 4 0 c c . w i t h a n a v e r a g e o f 0 . 0 5 6 c c . , w h i l ei n t h e d i a b e t i c s i t v a r i e d f r o m 0 . 0 3 0 c c . t o 0 . 1 2 0 c c . w i t h a n a v e r a g e o f0 . 0 5 2 c c .

I n t h e m e a s u r e m e n t o f b a c t e r i o l y t i c c o m p l e m e n t s i m i l a r a g r e e m e n t

w a s f o u n d . T h e t i t r e o f b o t h d i a b e t i c a n d n o n - d i a b e t i c s e r a l a y w i t h i n

t h e s a m e r a n g e ; n a m e l y , b e t w e e n 0 . 0 1 0 c c . a n d 0 . 0 7 5 c c .

F u r t h e r m o r e , d i a b e t i c p a t i e n t s w i t h i n f e c t i o n s h o w e d n o c h a n g e i n

t h e amount o f t h e i r c o m p l e m e n t t i t r e a s c o m p a r e d w i t h n o n - d i a b e t i c sw i t h i n f e c t i o n . N i n e t e e n o f t h e f o r m e r a n d 1 2 n o n - d i a b e t i c s w e r e s e t u p .

I n e a c h g r o u p t h e t i t r e v a r i e d b e t w e e n 0 . 0 2 0 c c . a n d 0 . 0 8 0 c c . T h e

a v e r a g e s f o r t h e s e g r o u p s w e r e 0 . 0 4 0 c c . a n d 0 . 0 5 2 c c . r e s p e c t i v e l y .I t i s e v i d e n t f r o m t h e s e s t u d i e s t h a t t h e r e i s n o s i g n i f i c a n t v a r i a t i o n

f r o m n o r m a l i n t h e amount o f c o m p l e m e n t p r e s e n t i n t h e b l o o d o fp a t i e n t s w i t h d i a b e t e s r e g a r d l e s s o f w h e t h e r t h e b l o o d s u g a r was h i g ho r l o w a n d w h e t h e r o r n o t t h e y w e r e t a k i n g i n s u l i n . T h e p r e s e n c e o fi n f e c t i o n d i d n o t a p p e a r t o a l t e r t h e c o m p l e m e n t c o n t e n t o f t h e b l o o d .

BACTERICIDAL EXAMINATIONS

S i n c e N u t t a l l i n 1 8 8 8 d e m o n s t r a t e d t h e b a c t e r i c i d a l a c t i o n o f w h o l e

b l o o d , t w o m e t h o d s o f m e a s u r i n g t h e a n t i b a c t e r i a l t i t r e h a v e b e e n

1 1 4 4



RUSSELL RICHARDSON

c o m m o n l y s e l e c t e d . T o d d ( 1 ) a n d o t h e r s f o l l o w i n g W r i g h t u s e d d e -f i b r i n a t e d b l o o d , w h i l e H e i s t ( 2 ) u s e d f r e s h c o a g u l a b l e b l o o d . B o t h o f

t h e s e m e t h o d sw e r e

e m p l o y e d i n t h e p r e s e n t s t u d yw i t h

e a c h p a t i e n ta n d c o n t r o l . F i v e o r g a n i s m s w e r e u s e d t h r o u g h o u t t h e e n t i r e s e r i e s o fd e t e r m i n a t i o n s ; n a m e l y , B . c o l i , P n e u m o c o c c u s , S t a p h y l o c o c c u s a u r e u s ,S t r e p t o c o c c u s h e m o l y t i c u s a n d S t r e p t o c o c c u s v i r i d a n s . B . t y p h o s u s a n d

B . p yo c y a n e u s w e r e a l s o i n c l u d e d i n s o m e e x p e r i m e n t s . B e c a u s e o f t h e

l e n g t h o f t i m e n e c e s s a r y t o c o m p l e t e t h e w o r k , c u l t u r e s w h i c h h a d b e e n

g r o w i n g a s l a b o r a t o r y s t r a i n s f o r s o m e t i m e w e r e t a ke n s o t h a t t h e r ew o u l d b e l i t t l e v a r i a t i o n i n t h e i r b e h a v i o r . A l l o f t h e o r g a n i s m s h a d

b e e n i n a r t i f i c i a l c u l t i v a t i o n f o r a t l e a s t a y e a r . T r a n s p l a n t s w e r e m a d ea t f r e q u e n t i n t e r v a l s o n human b l o o d a g a r a n d f r o m t h e s e , b r o t h c u l t u r e s

w e r e m a d e 1 8 h o u r s b e f o r e t h e t e s t a n d i n c u b a t e d a t 3 7 . 5 ° C . B l o o ds u g a r d e t e r m i n a t i o n s w e r e d o n e o n a l l b l o o d s p e c i m e n s .

T h e d e f i b r i n a t e d b l o o d w a s u s e d a c c o r d i n g t o t h e m e t h o d o f T o d d a sg i v e n b y Ward ( 3 ) . D e f i b r i n a t i o n w a s d o n e i n 1 5 0 c c . f l a s k s c o n t a i n i n g

g l a s s b e a d s a n d l e u k o c y t e c o u n t s w e r e m a d e i n a n u m b e r o f c a s e s b e f o r ea n d a f t e r s h a k i n g i n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e l o s s i n l e u k o c y t e s . D i l u t i o n so f 1 / 1 0 , 1 / 1 0 0 , 1 / 1 0 0 0 , 1 / 1 0 , 0 0 0 , 1 / 1 0 0 , 0 0 0 a n d 1 / 1 , 0 0 0 , 0 0 0 o f t h e 1 8 h o u r

b r o t h c u l t u r e s w e r e m a d e , a n d 0 . 1 c c . o f e a c h d i l u t i o n w a s p l a c e d i no n e o f a s e r i e s o f s m a l l g l a s s t u b e s . T h e r e w a s t h e n a d d e d t o e a c h t u b e

0 . 5 c c . o f d e f i b r i n a t e d b l o o d . T h e t u b e s w e r e s e a l e d b y h e a t , a n d p l a c e di n a r a c k a t t a c h e d t o a n e l e c t r i c m o t o r s o a s t o r e v o l v e a t t h e r a t e o fa b o u t 6 r e v o l u t i o n s p e r m i n u t e . T h e e n t i r e a p p a r a t u s w a s p l a c e dr o t a t i n g i n t h e i n c u b a t o r a t 3 7 . 5 ° C . A t t h e e n d o f 2 4 h o u r s t h e t u b e s

w e r e o p e n e d a n d c u l t u r e s w e r e m a d e o n human b l o o d a g a r p l a t e s .T h e s e w e r e i n c u b a t e d f o r 4 8 h o u r s a n d e x a m i n e d f o r g r o w t h . I n e a c h

t e s t a l s o , h u m a n b l o o d a g a r p l a t e s w e r e s e e d e d w i t h 0 . 1 c c . o f t h e 1 / 1 0 0 , 0 0 0d i l u t i o n o f e a c h o r g a n i s m a n d t h e c o l o n i e s c o u n t e d a f t e r i n c u b a t i o n

f o r 2 4 h o u r s .I n o r d e r t o m i n i m i z e t h e e f f e c t o f v a r i a t i o n s i n t h e n u m b e r o f b a c t e r i a

p r e s e n t i n t h e 1 8 h o u r b r o t h c u l t u r e s , e a c h d e t e r m i n a t i o n c o n s i s t e d o fo n e n o r m a l a n d t w o d i a b e t i c p e r s o n s , e x c e p t i n f o u r i n s t a n c e s w h e n

o n l y o n e d i a b e t i c w a s u s e d . A s f a r a s p o s s i b l e , a t t e m p t w a s m a d e t og e t a s e v e r e a n d a m i l d d i a b e t i c t o c o m p a r e w i t h e a c h n o n - d i a b e t i cc o n t r o l . C o n t r o l s w e r e m e m b e r s o f t h e I n s t i t u t e S t a f f a n d m e d i c a l

s t u d e n t s .T h e f r e s h c o a g u l a b l e b l o o d w a s u s e d a c c o r d i n g t o t h e m e t h o d o f

H e i s t ( 2 ) . I n t o s t e r i l e , c o t t o n - s t o p p e r e d t e s t t u b e s , 8 5 X 1 5 m m . , w e r e

p l a c e d 0 . 1 c c . o f t h e s a m e d i l u t i o n s o f t h e f i v e o r g a n i s m s a s a l r e a d y

d e s c r i b e d , a n d t h e s e o v e r l a i d w i t h 0 . 5 c c . o f f r e s h l y d r a w n b l o o d . T h et u b e s w e r e g e n t l y s h a k e n a n d a l l o w e d t o s t a n d u n t i l c o a g u l a t e d , w h e n

t h e y w e r e p l a c e d i n t h e i n c u b a t o r a t 3 7 . 5 0 C . A f t e r 2 4 h o u r s , c u l t u r e sw e r e m a d e a n d e x a m i n e d a s i n t h e m e t h o d w i t h d e f i b r i n a t e d b l o o d .S u g a r d e t e r m i n a t i o n s w e r e d o n e o n a l l s p e c i m e n s o f b l o o d .

1 1 4 5




R e s u l t s . T h e r e s u l t s o f t h e b a c t e r i c i d a l t e s t s b y t h e m e t h o d u s i n gc o a g u l a b l e b l o o d a r e g i v e n i n T a b l e I . I n t h e s e a r e s h o w n t h e n u m b e r

o f d i a b e t i c p a t i e n t s w h o s e b l o o d k i l l e d t h e s a m e n u m b e r o f o r g a n i s m sTABLE I

C o m p a r i s o n o f n u m b e r o f o r g a n i s m s k i l l e d b y d i a b e t i c b l o o d w i t h n u m b e r k i l l e d b yn o n - d i a b e t i c b l o o d . ( C o a g u l a b l e b l o o d m e t h o d )

D i a b e t i c s w h o s e D i b l t i c d k i l l e d D i a b e t i c s w h o s eb l o o d k i l l e d a t l e a s t looyde d b l o o d k i l l e d a t l e a s t

1 0 0 f o l d l e s s a p p r o x i m a t l te1 0 0 f o l d more

b a c t e r i a t h a n non same n u m b e r o f b a c t e r i a t h a n non-d i a b e t i c c o n t r o l b a c t e t i a as n o n - d i a b e t i c c o n t r o l T o t a ldiabetico n t r o l ~ ~ p a t i e n t s

B a c t e r i a k i l l e d b y d i a b e t i c b l o o d 1 1 1 1

B a c t e r i a k i l l e d b y 1 0 , 0 0 0 1 , 0 0 0 1 0 0 1 0 Tn o n - d i a b e t i c b l o o d

B . c o l i ...27 1 9 8 4 6P n e u m o c o c c u s... . . . . . . . 2 3 8 1 2 1 4 4 1 1 1 4 6S t a p h y l o c o c c u s a u r e u s 7 5 1 4 6 7 3 2 4 4S t r e p t o c o c c u s h e m o l y t i c u s . . 3 4 6 1 0 1 4 6 1 4 4S t r e p t o c o c c u s v i r i d a n s ...... 3 6 3 1 6 1 4 2 1 1 4 6

a s t h e n o r m a l c o n t r o l a n d t h e n u m b e r w h o s e b l o o d k i l l e d l e s s t h a n o r

m o r e t h a n t h e c o n t r o l . T h i s m e t h o d o f r e p o r t i n g t h e r e s u l t s o f t h et e s t s w a s a d o p t e d b e c a u s e i t s e e m e d t h e s i m p l e s t way i n w h i c h t h ei n f l u e n c e o f v a r i a t i o n i n n u m b e r o f b a c t e r i a i n t h e b r o t h c u l t u r e s c o u l db e e l i m i n a t e d . T h e d i a b e t i c b l o o d s w e r e c o m p a r e d o n l y w i t h t h e n o r m a lb l o o d s w h i c h h a d b e e n s e t u p a t t h e s a m e t i m e , w i t h t h e s a m e b r o t h

c u l t u r e s . T h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e l a r g e s t a n d s m a l l e s t n u m b e r s o fb a c t e r i a i n t h e s e r i e s o f c u l t u r e s o f a n y o n e o r g a n i s m w a s l e s s t h a n t h e

1 0 - f o l d d i l u t i o n w h i c h w a s u s e d b e t w e e n s u c c e s s i v e t u b e s o f t h e d e t e r m i -n a t i o n s , s o t h a t e v e n i f t h i s v a r i a t i o n w e r e n o t c o n s i d e r e d , t h e e r r o rw o u l d b e l e s s t h a n o n e d i l u t i o n i n t h e s e r i e s o f 6 t u b e s .

I t w i l l b e n o t e d t h a t t h e d i s t r i b u t i o n o f c a s e s s h o w s t h a t d i a b e t i c

p a t i e n t s i n g e n e r a l a r e l e s s a b l e t o k i l l t h e t e s t b a c t e r i a t h a n t h e n o n -d i a b e t i c c o n t r o l s . T h i s s e e m s t o b e e s p e c i a l l y t r u e w i t h t h e g r a m p o s i t i v ec o c c i a g a i n s t w h i c h p h a g o c y t o s i s h a s b e e n s h o w n t o b e e s p e c i a l l y e f f e c t i v e .I t a p p e a r s t h a t t h e d i a b e t i c t e n d s t o b e d e f i c i e n t i n w h a t e v e r a n t i b a c t e r i a lb o d i e s a r e n a t u r a l l y p r e s e n t i n t h e b l o o d . From T a b l e I I i t i s e v i d e n t

t h a t t h e r e i s n o s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n o f d i s t r i b u t i o n o f t h e a n t i b a c t e r i a lp o w e r o f t h e b l o o d w i t h v a r i a t i o n s i n t h e b l o o d s u g a r . T h e r e s e e m s t o

b e s o m e f a c t o r i n t h e d i a b e t i c , o t h e r t h a n t h e b l o o d s u g a r a t t h e t i m e o ft h e d e t e r m i n a t i o n , w h i c h i n f l u e n c e s t h e b a c t e r i c i d a l e f f e c t .

A c o m p a r i s o n o f r e s u l t s o f t h e m e t h o d s u s i n g d e f i b r i n a t e d a n d

c o a g u l a b l e b l o o d g a v e e s s e n t i a l l y s i m i l a r r e s u l t s . T h e s a m e d i f f e r e n c eb e t w e e n d i a b e t i c a n d n o n - d i a b e t i c b l o o d s c o u l d b e r e c o g n i z e d i n b o t h .T h e m e t h o d w i t h c o a g u l a b l e b l o o d g e n e r a l l y s h o w e d a s l i g h t l y h i g h e rb a c t e r i c i d a l t i t r e t h a n d i d t h e m e t h o d w i t h d e f i b r i n a t e d b l o o d .

1 1 4 6



RUSSELL RICHARDSON

TABLE I I

C o m p a r i s o n o f o r g a n i s m s k i l l e d b y d i a b e t i c b l o o d c o n t a i n i n g o v e r 2 0 0 m g m . a n d u n d e r2 0 0

mgm. o f s u g a rt o t h o s ek i l l e d b y n o n - d i a b e t i c

b l o o d

B a c t e r i a k i l l e d by d i a b e t i c b l o o d 1 1 1 1

B a c t e r i a k i l l e d by n o n - d i a b e t i c b l o o d 1 0 , 0 0 0 1 , 0 0 1 0 0 i o 1 1 0 1 0 0 1 , 0 0 0 1 0 , 0 0 0

B . c o l iU n d e r 2 0 0mgm. 1 8 1 2 6O v e r 2 0 0mgm. 1 9 7 2

P n e u m o c o c c u sU n d e r 2 0 0 mgm.......1 5 8 8 1 1 1

O v e r 2 0 0mgm. 2 3 4 6 3 1S t a p h y l o c o c c u s a u r e u s

U n d e r 2 0 0 mgm. 5 3 1 1 5 4 1 2

O v e r 2 0 0mgm. 2 2 3 1 3 2S t r e p t o c o c c u s h e n o l y t i c u s

U n d e r 2 0 0 mgm...... 2 3 8 9 4

Over 2 0 0mgm..1..... 1 6 2 5 2 1

S t r e p t o c o c c u s v i r i d a n sU n d e r 2 0 0mgm.... 2 4 2 1 0 8 1

Over 2 0 0mgm... 1 2 1 6 6 2 1

C o n c l u s i o n s . D i a b e t i c w h o l e b l o o d , r e g a r d l e s s o f t h e l e v e l o f i t sb l o o d s u g a r , h a s i n g e n e r a l a w e a k e r b a c t e r i c i d a l p r o p e r t y t h a n h a s

n o n - d i a b e t i c w h o l e b l o o d a s t e s t e d b y s t a n d a r d m e t h o d s .

ANTIBODY FORMATION

I n a d d i t i o n t o t h e p r e s e n c e o f c o m p l e m e n t a n d n a t u r a l a m b o c e p t o r ,

i m m u n i t y a g a i n s t b a c t e r i a l i n f e c t i o n i s i n f l u e n c e d b y t h e a b i l i t y o f t h e

b o d y t o f o r m a n t i b o d i e s f o r s p e c i f i c i n f e c t i o n s . I n o r d e r t o c o m p a r e

t h e f o r m a t i o n o f a n a c q u i r e d a n t i b o d y i n d i a b e t i c a n d n o n - d i a b e t i cp e r s o n s , t h e r e s p o n s e t o t y p h o i d v a c c i n e w a s i n v e s t i g a t e d .

M e t h o d s . T h r e e d o s e s , 5 0 0 m i l l i o n , 1 0 0 0 m i l l i o n a n d 1 0 0 0 m i l l i o nr e s p e c t i v e l y o f B . t y p h o s u s v a c c i n e 1 w e r e g i v e n s u b c u t a n e o u s l y a t

i n t e r v a l s o f s e v e n d a y s t o 4 1 d i a b e t i c a n d 3 9 n o n - d i a b e t i c p e r s o n s .R e c o r d w a s k e p t o f t h e o c c u r r e n c e o f l o c a l o r g e n e r a l r e a c t i o n s i n b o t h

s e r i e s , r e a c t i o n s , i f p r e s e n t , b e i n g n o t e d a s s l i g h t , m o d e r a t e o r s e v e r e .T h e v a c c i n e u s e d w a s f r e s h l y m a d e i n o r d e r t o g e t t h e h i g h e s t p o s s i b l e

a g g l u t i n a t i v e t i t r e i n t h e b l o o d . I t w a s g i v e n f i r s t t o t h e d i a b e t i cp a t i e n t s a n d l a t e r t o t h e n o n - d i a b e t i c c o n t r o l s . T h e r e w a s p r o b a b l y

v e r y l i t t l e d i f f e r e n c e i n t h e p o t e n c y o f t h e v a c c i n e i n t h e t w o s e r i e s a s

t h e l a s t i n o c u l a t i o n w a s g i v e n w i t h i n 8 w e e k s o f t h e t i m e o f m a k i n gt h e v a c c i n e .

B l o o d f o r d e t e r m i n a t i o n o f a g g l u t i n a t i v e t i t r e w a s t a k e n 2 w e e k s a n d

1 0 w e e k s a f t e r t h e l a s t d o s e . The t i t r e w a s d e t e r m i n e d b y D r e y e r ' s ( 4 )m a c r o s c o p i c m e t h o d , u s i n g t y p h o i d a n t i g e n k i l l e d a n d p r e s e r v e d b y

1 F u r n i s h e d t h r o u g h t h e c o u r t e s y o f L e d e r l e L a b o r a t o r i e s I n c . f o r t h i s w o r k .

1 1 4 7




f o r m a l i n . The s a m e s t r a i n o f B . t y p h o s u s f r o m w h i c h t h e v a c c i n e w a s

m a d e w a s p r o c u r e d f r o m t h e m a k e r s f o r t h e p u r p o s e o f m a k i n g t h e

a n t i g e n . T h e s a m e a n t i g e n w a s u s e d t h r o u g h o u t t h e 8 w e e k s . Knownp o s i t i v e a n d n e g a t i v e s e r a w e r e r u n w i t h e a c h d e t e r m i n a t i o n , t h e p o s i t i v es e r u m r e g u l a r l y c l u m p i n g t h e a n t i g e n a t a d i l u t i o n o f 1 / 2 0 , 4 8 0 .

T h e n o n - d i a b e t i c c o n t r o l s c o n s i s t e d o f t h e e n t e r i n g c l a s s o f n u r s e s

a t t h e M e t h o d i s t E p i s c o p a l H o s p i t a l i n P h i l a d e l p h i a . T h e d i a b e t i cp a t i e n t s w e r e a m b u l a t o r y c a s e s f r o m t h e c l i n i c , a n d v a r i e d i n s e v e r i t y ,t h o u g h n o n e w e r e i n s u c h c o n d i t i o n t h a t g i v i n g t h e v a c c i n e w o u l d b e a

d a n g e r o u s p r o c e d u r e . I t w a s i m p r a c t i c a l t o g e t t h e p a t i e n t s o f t h e s a m e

y o u n g a g e g r o u p a s t h e c o n t r o l s t h o u g h m o s t o f t h e f o r m e r w e r e u n d e r

4 0 y e a r s . F r e q u e n t b l o o d a n d u r i n e e x a m i n a t i o n s w e r e m a d e , a n d o n

t h e b a s i s o f t h e s e , a s w e l l a s o f t h e c l i n i c a l c o n d i t i o n , t h e p a t i e n t s w e r e

d i v i d e d i n t o t h r e e g r o u p s ; n a m e l y , t h o s e i n g o o d , f a i r a n d p o o r c l i n i c a lc o n d i t i o n . T h e f i r s t w e r e t h o s e who h a d a l w a y s a n o r m a l b l o o d s u g a r

w i t h n o s u g a r i n t h e u r i n e a n d who f e l t g e n e r a l l y w e l l . T h e s e c o n d

g r o u p c o m p r i s e d t h o s e who w e r e i n f a i r c o n d i t i o n a n d who m o r e o r l e s ss u c c e s s f u l l y m a i n t a i n e d t h e i r d i e t s ; t h e i r b l o o d s u g a r l e v e l s l a y b e t w e e n

1 4 0 a n d 2 0 0 mgm. p e r 1 0 0 c c . , a n d g l y c o s u r i a w a s s o m e t i m e s p r e s e n t .T h e t h i r d w e r e t h o s e w h o a l w a y s h a d a b l o o d s u g a r o v e r 2 0 0 mgm. a n d

s u g a r i n m o s t , i f n o t a l l , o f t h e u r i n e s p e c i m e n s .

TABLE I I I

A g g l u t i n a t i v e t i t r e o f d i a b e t i c p a t i e n t s a n d n o n - d i a b e t i c c o n t r o l s

1 / 2 0 1 / 4 0 1 / 8 0 1 / 1 6 0 1 / 3 2 0 1 / 6 4 0 1 / 1 2 8 0 1 / 2 5 6 0 1 / 5 1 2 0 1 / 1 0 2 4 0 1 / 2 0 4 8 0

2 w e e k s a f t e r v a c c i n e

N o n - d i a b e t i c s 1........... 1 4 6 7 2 0

D i a b e t i c s . . . . . . . . . . . . . 1 2 2 6 7 5 1 0 6 2G o o d c l i n i c a l c o n d i t i o n 3 1 1 2 1

F a i r c l i n i c a l c o n d i t i o n . . 1 2 2 3 6 4P o o r c l i n i c a l c o n d i t i o n 1 2 1 4 2 1 3 1

1 0 w e e k s a f t e r v a c c i n e

N o n - d i a b e t i c s ........... 1 2 4 1 1 1 9 1D i a b e t i c s . . . . j . 1 4 2 6 6 1 5 4 3

G o o d c l i n i c a l c o n d i t i o n 1 1 1 4 1F a i r c l i n i c a l c o n d i t i o n . . 1 2 2 9 2 2P o o r c l i n i c a l c o n d i t i o n . 1 3 1 3 3 2 1 1

R e s u l t s . I n T a b l e I I I a r e s h o w n t h e r e s u l t s o f t h e a g g l u t i n a t i o n

t e s t s . I t i s q u i t e e v i d e n t t h a t t h e r e i s a m a r k e d d i f f e r e n c e i n t h e t i t r eo f t h e d i a b e t i c a n d n o n - d i a b e t i c s e r i e s a t t h e e n d o f b o t h 2 w e e k s a n d1 0 w e e k s . F i f t y p e r c e n t o f t h e n o n - d i a b e t i c s a g g l u t i n a t e d a t a d i l u t i o n

1 1 4 8



RUSSELL RICHARDSON

o f 1 / 2 0 , 4 8 0 c o m p a r e d w i t h 5 p e r c e n t o f t h e d i a b e t i c s , a n d 8 4 p e r c e n t o ft h e n o n - d i a b e t i c s a g g l u t i n a t e d a t 1 / 5 1 2 0 o r a b o v e , c o m p a r e d w i t h 4 4

p e r c e n t o f t h e d i a b e t i c s . T h e p e r s i s t e n c e o f t i t r e o f t h e s e r u m f o r 8

w e e k s i s m u c h l e s s i n t h e d i a b e t i c s t h a n i n t h e n o n - d i a b e t i c s . A t t h e

e n d o f t h i s t i m e 8 1 p e r c e n t o f t h e n o n - d i a b e t i c s w e r e f o u n d t o a g g l u t i n a t ea t a d i l u t i o n o f 1 / 5 1 2 0 o r m o r e c o m p a r e d w i t h 7 p e r c e n t o f t h e d i a b e t i c s .T h e e f f e c t o f t h e h i g h b l o o d s u g a r o n t h e f o r m a t i o n o f a n t i b o d i e s d o e s

n o t a p p e a r t o b e d e f i n i t e , t h o u g h t h e r e i s p e r h a p s a s l i g h t l y l e s s e f f e c t i v ef o r m a t i o n i n t h e p a t i e n t s w h o s e d i a b e t i c c o n d i t i o n i s d e s c r i b e d a s p o o r .

T h e a u t h o r w i s h e s t o a c k n o w l e d g e w i t h t h a n k s many h e l p f u l c r i t i c i s m sa n d s u g g e s t i o n s b y D r . H e r b e r t F o x a n d D r . J . H a r o l d A u s t i n . T h a n k s

a r e d u e a l s o t o M i s s E l i z a b e t h F . B a r t h , M i s s P e g g y C . K o s t a l a n dM i s s J e s s i e P a u l f o r t e c h n i c a l a s s i s t a n c e .

SUMMARY

C o m p l e m e n t i n t h e b l o o d o f d i a b e t i c p a t i e n t s d o e s n o t d i f f e r i na m o u n t f r o m t h a t i n t h e b l o o d o f n o n - d i a b e t i c s . T h i s i s t r u e w h e t h e r

o r n o t i n f e c t i o n i s p r e s e n t .T h e a n t i b a c t e r i a l p o w e r o f t h e b l o o d o f d i a b e t i c p a t i e n t s a s m e a s u r e d

b y s t a n d a r d m e t h o d s t e n d s t o b e l e s s t h a n t h a t o f n o n - d i a b e t i c s .D i a b e t i c p a t i e n t s a r e l e s s a b l e t h a n n o n - d i a b e t i c c o n t r o l s t o f o r m

a g g l u t i n i n s f o l l o w i n g t h e i r i n o c u l a t i o n w i t h t y p h o i d v a c c i n e .F r o m t h e s e s t u d i e s i t a p p e a r s t h a t a n y d e f i c i e n c y i n t h e a n t i b a c t e r i a l

r e a c t i o n s o f t h e b l o o d o f t h e d i a b e t i c c o m e s r a t h e r f r o m i m p a i r m e n t o ft h e a m b o c e p t o r t h a n f r o m a n y l a c k o f a m o u n t o r a c t i v i t y o f t h e c o m p l e -

m e n t . T h i s i s t r u e o f b o t h t h e n a t u r a l a m b o c e p t o r a s s h o w n b y t h eb a c t e r i c i d a l t e s t , a n d o f t h e a c q u i r e d a m b o c e p t o r , a s s h o w n b y f o r m a t i o n

o f a g g l u t i n i n s .BIBLIOGRAPHY

1 . T o d d , E . W . , B r i t . J . E x p e r . P a t h . , 1 9 2 7 , v i i i , 1 . A M e t h o d f o r M e a s u r i n gt h e I n c r e a s e o r D e c r e a s e

o ft h e P o p u l a t i o n

o f H e m o l y t i c S t r e p t o c o c c ii n t h e B l o o d .

2 . H e i s t , G . D . , S o l i s - C o h e n , S . , a n d S o l i s - C o h e n , M . , J . I m m u n o l . , 1 9 1 8 , i i i ,2 6 1 . T h e B a c t e r i c i d a l A c t i o n o f W h o l e B l o o d w i t h a Ne w T e c h n i c f o ri t s D e t e r m i n a t i o n .

3 . W a r d , H . K . , J . E x p e r . M e d . , 1 9 3 0 , l i , 6 7 5 a n d 6 8 5 . O b s e r v a t i o n s o n t h eP h a g o c y t o s i s o f t h e P n e u m o c o c c u s b y Human W h o l e B l o o d . I a n d I I .

4 . D r e y e r , G . , G i b s o n , A . G . , a n d W a l k e r , E . W. A . , L a n c e t , 1 9 1 6 , i , 7 6 6 .F u r t h e r R e m a r k s o n A g g l u t i n a t i o n T e s t s i n I n o c u l a t e d P e r s o n s , a n dt h e I n f l u e n c e o f F e b r i l e C o n d i t i o n s o n I n o c u l a t i o n A g g l u t i n i n s .

1 1 4 9

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