ЦИТОКИНЫ КАК РЕГУЛЯТОРЫ СИСТЕМНОГО ВОСПАЛЕНИЯ ПРИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ ЛИХОРАДКЕ С ПОЧЕЧНЫМ СИНДРОМОМ

Научная статья
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.134.36
Выпуск: № 8 (134), 2023
Предложена:
19.05.2023
Принята:
12.07.2023
Опубликована:
17.08.2023
579
10
XML
PDF

Аннотация

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) – остро протекающая вирусная инфекция, в число природных очагов которой входит Самарская область – территория, где проводилось данное исследование. Заболевание проявляется «цитокиновым штормом», геморрагическим синдромом, гемодинамическими расстройствами и поражением почек с развитием острой почечной недостаточности, в связи с чем актуален вопрос о показаниях и способах антицитокиновой терапии. Это требует детальной характеристики цитокинового статуса больных в соответствии с периодами и тяжестью течения ГЛПС. С этой целью был проанализирован цитокиновый профиль 65 больных ГЛПС, у 12 из которых заболевание имело тяжелое течение. Было установлено наибольшее диагностическое и патогенетическое значение динамики ИЛ-12, ФНОα, ФНОβ, ИЛ-6 и ИЛ-10. В результате проведенного анализа отмечено потенциальное значение соотношения цитокинов ИЛ-6 и ИЛ-10 для совершенствования схемы терапевтического воздействия при ГЛПС.

1. Введение

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) острое вирусное природно-очаговое заболевание, проявляющееся геморрагическим синдромом, гемодинамическими расстройствами и поражением почек с развитием острой почечной недостаточности

. Возбудитель ГЛПС относится к семейству Hantaviridae, роду Orthohantavirus
. В настоящее время известно более 80 серологически и генетически отличающихся друг от друга типов хантавирусов, из них около 25 обладают патогенностью для человека
,
,
.

В целом в качестве характерных особенностей ГЛПС, придающих ей медико-социальное значение, отмечаются возможность летального исхода, высокая частота резидуальных явлений, длительно сохраняющихся у реконвалесцентов, что значительно удлиняет сроки временной нетрудоспособности и негативно влияет на качество жизни пациентов. Сложность ранней диагностики ГЛПС связана с наличием атипичных, стертых форм заболевания, преобладанием в первые дни болезни общетоксического синдрома без патогномоничных симптомов

.

Клинически различают следующие периоды болезни:

- инкубационный (от 1 до 5 недель, в среднем 2-3 недели);

- лихорадочный (начальный, общетоксический), продолжающийся в среднем от 3-х до 7-ми дней;

- олигоурический, проявляющийся геморрагическим синдромом и острой почечной недостаточностью с резким снижением суточного количества мочи вплоть до анурии (в среднем 6-12 дней);

- полиурический с резким возрастанием суточного количества мочи (в среднем 6-14 дней);

- период реконвалесценции (ранний – до 2 месяцев и поздний – до 2-3 лет)

,
.

Поскольку ГЛПС проявляется системным воспалением, это заболевание сопровождается «цитокиновым штормом»

. Такие цитокины как ИФНα, ИЛ-6, ИЛ-1 определяют развитие лихорадки, инфекционно-токсического шока, продукцию белков острой фазы, а ФНОα, ИФНβ, ИЛ-6 повышают проницаемость сосудов и нарушают функции эндотелиальных клеток
. В зависимости от воздействия на воспалительный процесс цитокины подразделяются на две группы провоспалительные и противовоспалительные, а величина их соотношения в сыворотке крови пациента свидетельствует об активности и выраженности системного воспаления
. Дело в том, что цитокины как продукты клеток иммунной системы могут обладать не только паракринным действием на клетки ближайшего микроокружения или аутокринным действием на клетки-продуценты, но и системным воздействием, высокая выраженность которого как раз и определяет развитие цитокинового шторма
.

В связи с этим актуальным является уточнение взаимосвязи между отдельными цитокинами в соответствии со стадиями заболевания для дальнейшей разработки на этой основе терапии, корригирующей цитокиновый профиль на каждом этапе инфекционного процесса. Целью исследования служило определение роли цитокинов крови провоспалительного и противовоспалительного действия в каждый период ГЛПС и влияния цитокинового профиля на тяжесть течения заболевания.

2. Материал и методы исследования

Работа выполнялась в г. Самара, где этиология ГЛПС связана с хантавирусами типа Puumala, а основным природным резервуаром является грызун европейская рыжая полевка

. Исследование включало иммунологическое наблюдение 65 пациентов с серологически верифицированным диагнозом ГЛПС, находящихся на стационарном лечении в Клиниках ФГБОУ ВО «Самарского государственного медицинского университета» Минздрава России. Контрольная группа включала 15 условно здоровых людей.

Во всех группах исследования число женщин было в 1,5-4 раза больше, чем мужчин, средний возраст составлял у пациентов с ГЛПС 41,9 ± 12,5 лет и 38 ± 13,1 лет в контрольной группе при колебаниях от 22 до 59 лет. Дизайн исследования был утвержден межвузовским этическим комитетом (протокол № 204 от 11.12.2019 г.). Все пациенты и условно здоровые люди, находящиеся под клиническим наблюдением, в соответствии с принципами Хельсинкской Декларации были предупреждены об участии в исследовании и подписали информированное добровольное согласие.

Диагноз ГЛПС устанавливался на основе серологических данных путем постановки реакции непрямой иммунофлуоресценции (РНИФ) с парными сыворотками. Сыворотку получали из венозной крови пациента на 5-7-й день от начала заболевания, забор крови осуществлялся дважды с интервалом в 5-7 дней

.

Среди 65 больных ГЛПС, находящихся под стационарным наблюдением, у 53 человек (81,5%) заболевание имело среднетяжелое течение, а у 12 человек (18,5%) тяжелое. Тяжесть течения ГЛПС устанавливалась в соответствии с клиническими рекомендациями, утвержденными Минздравом РФ

.

Определение цитокинов в крови пациентов с ГЛПС проводилось методом иммуноферментного анализа в каждый из периодов заболевания. Исключение составлял только лихорадочный период, в ходе которого наблюдались только 17 пациентов, поскольку остальные больные поступали на стационарное лечение в олигоурический период. Иммуноферментный анализ (ИФА) осуществлялся из проб сыворотки крови с использованием комплекта аппаратуры, включающего планшетный фотометр «OPSYS MR» (ридер) фирмы «THERMOLABSYSTEMS» (Финляндия), планшетный вошер ПП2-428 фирмы «ИММЕДТЕХ» (Россия), принтер «EPSON» (Япония) для раздельного определения цитокинов в соответствии с инструкцией по применению аппаратуры и комплектов соответствующих моноклональных антител производства фирмы «Вектор Бест» (Россия). При этом устанавливалось содержание в крови провоспалительных цитокинов интерлейкина (ИЛ)-1β, ИЛ-6, ИЛ-12, факторов некроза опухолей α и β (ФНОα и ФНОβ), интерферона γ (ИФНγ), а также противовоспалительных цитокинов (ИЛ-4, ИЛ-10)

.

Статистическая обработка результатов проводилась на основе пакета статистических программ SPSS (версия 23) в соответствии с инструкцией по их применению. В работе использовалась дискриптивная и сравнительная непараметрическая статистика (отсутствовало нормальное распределение данных), корреляционный анализ, определение 95% доверительных интервалов показателей, ROC-анализ.

3. Результаты исследования

Результаты определения цитокинового профиля больных ГЛПС с разной степенью тяжести заболевания включали сравнение этих данных с группой контроля и представлены в таблице 1, а также на рисунке 1.

Как следует из таблицы и рисунка, цитокиновые профили больных ГЛПС значительно различались в соответствии со стадиями инфекционного процесса. Достоверные отклонения от контроля демонстрировали практически все цитокины, при этом общие тенденции изменения показателей по сравнению с контрольными значениями, как это наглядно показывает рисунок 1, для среднетяжелого и тяжелого течения заболевания полностью совпадают, хотя и регистрируются количественные различия.

Таблица 1 - Показатели цитокинового профиля у больных в динамике ГЛПС разной степени тяжести

Цитокины

Медиана [минимум; максимум]

р1;

р2; р3

Больные ГЛПС среднетяжелого течения, n = 53 

Больные ГЛПС тяжелого течения, n = 12

Здоровые люди (контроль), n = 15

 

1

2

3

4

5

Лихорадочный период ГЛПС, nтяж = 7, nср.тяж = 9

ИЛ-4 (пг/мл)

1,5 [1,5; 1,6]

1,5 [1,5;1,6]

2,2 [1,3; 4,2]

0,999;

0,011*; 0,011*

ИЛ-12 (пг/мл)

12,1 [11,7; 13,1]

12 [10,9; 12,1]

9,1 [7,8; 14,4]

0,513;

<0,001*; <0,001*

ИФНγ (пг/мл)

80,3 [72,2; 88,6]

88,6 [79,9; 94,8]

40,8 [27,5; 51,5]

0,376;

<0,001*; <0,001*

ИЛ-1β (пг/мл)

2,86 [2,59; 3,04]

2,6 [2,4; 2,9]

3,8 [2,5; 5,2]

0,184;

0,035*; 0,042*

ИЛ-6 (пг/мл)

26,4 [19,9; 26,8]

26,4 [20; 29,6]

6,2 [2,7; 9,2]

0,513;

<0,001*; <0,001*

ФНОα (пг/мл)

2,7 [2,55; 3]

2,9 [2,7; 3]

2 [0,8; 2,8]

0,513;

0,258; 0,198

ФНОβ (пг/мл)

48,5 [38,1; 71,7]

48,5 [40,6; 51,1]

1,4 [0,6; 2,9]

0,487;

<0,001*; <0,001*

 

ИЛ-10 (пг/мл)

29 [24,9; 32,3]

29,6 [14,8; 32,3]

6,8 [3,4; 9,1]

0,827;

<0,001*; <0,001*

 

Олигоурический период ГЛПС, nтяж =12, nср.тяж = 53

ИЛ-4 (пг/мл)

1,55 [1,5; 1,7]

1,6 [1,5; 1,8]

2,2 [1,3; 4,2]

0,834;

0,010*; 0,012*

ИЛ-12 (пг/мл)

14,2 [12,3; 14,3]

12,3 [10,9; 13,7]

9,1 [7,8; 14,4]

0,049*;

<0,001*; <0,001*

 

ИФНγ (пг/мл)

86,5 [80,2; 88,6]

86,5 [80,3; 101]

40,8 [27,5; 51,5]

0,511;

<0,001*; <0,001*

 

ИЛ-1β (пг/мл)

3,35 [3,22; 3,72]

2,49 [2,07; 3,19]

3,8 [2,5; 5,2]

0,004*;

0,003*; <0,001*

ИЛ-6 (пг/мл)

35,1 [30,4; 39,4]

23,8 [17; 32,3]

6,2 [2,7; 9,2]

0,006*;

<0,001*; <0,001*

 

ФНОα (пг/мл)

2,94 [2,87; 3,33]

3 [2,74; 3,87]

2 [0,8; 2,8]

0,392;

<0,001*; <0,001*

 

ФНОβ (пг/мл)

56,2 [51; 71,7]

52,3 [48,5; 82,1]

1,4 [0,6; 2,9]

0,556;

<0,001*; <0,001*

 

ИЛ-10 (пг/мл)

15,4 [13,9; 163]

14,3 [11,2; 100,5]

6,8 [3,4; 9,1]

0,432;

<0,001*; <0,001*

 

Полиурический период ГЛПС, nтяж = 12, nср.тяж = 53

ИЛ-4 (пг/мл)

1,6 [1,5; 1,7]

1,7 [1,6; 1,8]

2,2 [1,3; 4,2]

0,102;

0,012*; 0,015*

ИЛ-12 (пг/мл)

16,6 [16; 17,8]

12,7 [11,7; 13,5]

9,1 [7,8; 14,4]

0,020*;

<0,001*; <0,001* 

ИФНγ (пг/мл)

86,2 [81,7; 88,6]

88,6 [80,3; 90,6]

40,8 [27,5; 51,5]

0,193;

<0,001*; <0,001*

ИЛ-1β (пг/мл)

2,68 [2,36; 2,94]

2,86 [2,620; 3,1]

3,8 [2,5; 5,2]

0,433;

0,003*; <0,001*

ИЛ-6 (пг/мл)

28,6 [23,5; 31,7]

26,9 [17,7; 45,1]

6,2 [2,7; 9,2]

0,998;

<0,001*; <0,001*

ФНОα (пг/мл)

3,89 [3,43; 4,51]

3,22 [3; 3,47]

2 [0,8; 2,8]

0,039*;

<0,001*; <0,001*

ФНОβ (пг/мл)

69,1 [59,1; 71,9]

54,3 [46,8; 60,1]

1,4 [0,6; 2,9]

0,020*;

<0,001*; <0,001*

ИЛ-10 (пг/мл)

31,8 [30,5; 35,1]

33,4 [12,6; 215,9]

6,8 [3,4; 9,1]

0,999;

<0,001*; <0,001*

Период реконвалесценции ГЛПС, nтяж = 12, nср.тяж = 53

ИЛ-4 (пг/мл)

1,6 [1,4; 1,6]

1,6 [1,6; 1,7]

2,2 [1,3; 4,2]

0,317;

0,012*; 0,012*

ИЛ-12 (пг/мл)

13,3 [12,9; 14,9]

12,7 [11,7; 12,9]

9,1 [7,8; 14,4]

0,077;

<0,001*; <0,001*

ИФНγ (пг/мл)

90 [83,5; 130,1]

117,5 [109; 287]

40,8 [27,5; 51,5]

0,275;

<0,001*; <0,001*

ИЛ-1β (пг/мл)

3,22 [2,99; 3,34]

2,8 [2,74; 2,98]

3,8 [2,5; 5,2]

0,053;

<0,001*; <0,001*

ИЛ-6 (пг/мл)

20,6 [16,2; 24,5]

23,8 [18,5; 21,9]

6,2 [2,7; 9,2]

0,513;

<0,001*; <0,001*

ФНОα (пг/мл)

3,6 [3,45; 3,78]

3,27 [3; 3,47]

2 [0,8; 2,8]

0,127;

<0,001*; <0,001*

ФНОβ (пг/мл)

53,2 [45,2; 60,1]

52,3 [48,5; 53,6]

1,4 [0,6; 2,9]

0,827;

<0,001*; <0,001*

ИЛ-10 (пг/мл)

17,5 [15,4; 18,3]

13 [9,3; 15,2]

6,8 [3,4; 9,1]

0,046*;

<0,001*; <0,001*

Примечание: n – число пациентов в группе, р1 – вероятность различий в группах больных ГЛПС разной степени тяжести, р2 – вероятность различий в группах больных среднетяжелого течения ГЛПС и контроля, р3 – вероятность различий в группах больных тяжелого течения ГЛПС и контроля, * – достоверность различий по критерию Манна-Уитни при р <0,05

В лихорадочный период наблюдался рост содержания в крови цитокинов, сопряженных с клеточными (цитотоксическими) иммунными реакциями: ИЛ-12, ИФНγ, ФНОα, ФНОβ. Кроме того, наиболее значительно возрастал уровень ИЛ-10 – цитокина с иммуносупрессорными и противовоспалительными свойствами. Уровни остальных цитокинов, в том числе провоспалительного действия (ИЛ-1β, ИЛ-6), достоверно снижались. При этом совсем не выявлялись различия между цитокиновыми профилями больных со среднетяжелым и тяжелым течением ГЛПС.

В олигоурический период характер цитокинового профиля во многом изменился. К основным особенностям этого периода можно отнести примерно 2-кратное снижение уровня в крови ИЛ-10 при достоверном нарастании уровня ИЛ-6, особенно при тяжелом течении ГЛПС.

В полиурический период опять значительно возрос уровень ИЛ-10, содержание ИЛ-6 в крови оставалось на прежнем высоком уровне, а у цитокинов, участвующих в развитии клеточных цитотоксических реакций (ИЛ-12, ФНОα, ФНОβ) уровень содержания в крови при тяжелом течении заболевания был достоверно выше, чем при среднетяжелом течении. 

Описанные тенденции изменения цитокинового профиля прослеживаются и в период реконвалесценции только с тем отличием, что достоверный характер различий между тяжелым и среднетяжелым течением ГЛПС на уровне цитокинового профиля проявлял только ИЛ-10, уровень которого в первом случае был выше.

Проценты отклонения от контроля цитокинового профиля крови пациентов с ГЛПС разного течения

Рисунок 1 - Проценты отклонения от контроля цитокинового профиля крови пациентов с ГЛПС разного течения

Для интерпретации полученных данных между отдельными цитокинами, тестированными в процессе исследований, определялись корреляционные связи с использованием коэффициента корреляции Спирмена. Результаты корреляционного анализа по наличию достоверных корреляций (р<0,05) показаны на рисунке 2.

Как следует из рисунка 2, все тестированные цитокины оказались в той или иной степени связанными между собой с преобладанием прямых корреляционных связей. Наибольшее функционально-регуляторное значение, судя по количеству корреляционных связей, имели ИЛ-12, продуцируемый преимущественно моноцитами, и ФНОβ, продуцируемый преимущественно Т-хелперами 1-го типа.

Достоверные корреляционные связи между цитокинами при ГЛПС

Рисунок 2 - Достоверные корреляционные связи между цитокинами при ГЛПС

Примечание: сплошная линия – положительные корреляции, пунктирная линия – отрицательные корреляции

Оба цитокина принимают активное участие в реакциях цитотоксического повреждения клеток, инфицированных вирусами
, в связи с чем их ключевая роль в патогенезе ГЛПС вполне оправдана. Отрицательные корреляции отмечены только в 2-х случаях: в корреляционных парах «ИЛ-1β – ИЛ-4» и «ИЛ-6 – ИЛ-10», при этом один с компонентов этих пар является провоспалительным цитокином (ИЛ-1β и ИЛ-6), а второй – противовоспалительным (ИЛ-4 и ИЛ-10).

4. Обсуждение результатов

Основным итогом исследования цитокинового профиля при ГЛПС послужили данные о ключевой роли цитокинов, способных принимать участие в цитотоксическом повреждении пораженных хантавирусами клеток. К числу этих цитокинов относятся ИЛ-12, ФНОα, ФНОβ, в меньшей степени – ИФНγ. Эти данные находят свое подтверждение и в современной научной литературе.

Особое значение в патогенезе ГЛПС придается провоспалительному и проапоптотическому цитокину ФНОα

,
,
. Этот цитокин вырабатывается как клетками врожденного иммунитета (нейтрофилами, естественными киллерами, дендритными клетками, моноцитами/макрофагами), так и специфическими Т-лимфоцитами (CD8 + ЦТЛ)
,
.

ФНОα оказывает при ГЛПС двоякое действие. С одной стороны, он нарушает репликацию хантавирусов, способствуя клеточному апоптозу инфицированных клеток, а с другой стороны, этот же эффект усугубляет поражение эндотелия сосудов при данном заболевании

, усиливает нетоз нейтрофилов
. Некоторые авторы отмечают, что лечебное воздействие рибавирина при ГЛПС снижает неблагоприятные эффекты ФНОα
.

Отмечено также, что генетический полиморфизм, связанный с высокой продукцией ФНОα, сочетается с более тяжелым течением ГЛПС

. В то же время подчеркивается, что при низком уровне ФНОα диссеминация хантавирусов происходит быстрее, поскольку N белок возбудителя конкурирует с этим цитокином, присоединяясь к его рецепторам
. В научной литературе подчеркивается также, что характерным для ГЛПС является рост ФНОβ
– цитокина, который, по нашим данным, может претендовать даже на ключевую роль наряду с ИЛ-12.

Особо следует прокомментировать патогенетическое значение ИЛ-6. Значение этого цитокина при ГЛПС отмечено и в литературе. Так, показана способность ИЛ-6 снижать секрецию ФНОa и, особенно, интерлейкина-1

, активировать продукцию печенью белков острой фазы воспаления
и стимулировать гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему
. Более того, ИЛ-6 может вызывать повышение уровня антидиуретического гормона в крови
и влиять таким образом на время наступления олигурического периода ГЛПС, что совпадает и с нашими данными по началу выраженной экспрессии этого цитокина с началом именно олигоурического периода.

В последние годы появились сведения о том, что ИЛ-6 может нарушать дифференцировку регуляторных Т-клеток в пользу Т-хелперов-17, определяющих развитие системного воспаления

. В связи с этим целесообразно в дальнейшем рассмотреть перспективы использования при ГЛПС тяжелого течения таргетной терапии с использованием анти-ИЛ-6 моноклональных антител.

Отдельного внимания, с нашей точки зрения, заслуживает тот факт, что этот цитокин оказался связан достоверной негативной корреляцией с ИЛ-10. Дело в том, что ИЛ-10 придается особое значение в патогенезе ГЛПС. Этот цитокин секретируется как моноцитами, так и Т-хелперами, и способствует дифференцировке регуляторных Т-клеток (Трег), обладающих иммуносупрессорной активностью и способных секретировать в числе своих цитокинов и ИЛ-10

. Некоторые авторы придают этой особенности иммунного реагирования на хантавирусы как фактору, снижающему воспалительно-деструктивные процессы при ГЛПС
, в то же время есть точка зрения, что именно рост числа FoxP3+ Т-лимфоцитов (Трег) определяет тяжесть течения хантавирусной инфекции
. Полученные нами данные позволяют предположить, что патогенетическое значение ИЛ-10 может меняться в зависимости от стадии ГЛПС – в начале заболевания преобладают защитные свойства этого цитокина в виде снижения клеточной деструкции и воспалительных реакций, в конце заболевания – ИЛ-10 способствует завершению иммунного процесса, раннее наступление которого, например, при тяжелом течении ГЛПС, может провоцировать развитие резидуальных явлений.

Целесообразно отметить, что наблюдаемый характер отклонения цитокинов провоспалительного/противовоспалительного действия при ГЛПС, связанный с возможностью развития при данном заболевании цитокинового шторма, не уникален. Аналогичные отклонения наблюдаются и при других вирусных инфекциях, например, при Covid-19

. Однако степень этих отклонений, связь со стадиями заболевания, участие в ведущих патогенетических механизмах инфекционного процесса различаются, о чем свидетельствуют как данные литературы
, так и полученные нами результаты.

5. Заключение

Обобщая полученные результаты можно констатировать, что цитокиновый профиль у больных ГЛПС отражает основные иммунологические механизмы при данном заболевании и зависит от стадии течения инфекционного процесса. Про этом количественные параметры содержания цитокинов в крови больных ГЛПС соответствуют тяжести течения заболевания. 

Среди тестированных цитокинов провоспалительного и противовоспалительного действия наибольшее диагностическое и патогенетическое значение имеет динамика ИЛ-12, ФНОα, ФНОβ, ИЛ-6 и ИЛ-10. В результате проведенного анализа отмечено потенциальное значение соотношение цитокинов ИЛ-6 и ИЛ-10 для совершенствования схемы терапевтического воздействия при ГЛПС.

Метрика статьи

Просмотров:579
Скачиваний:10
Просмотры
Всего:
Просмотров:579