Анализ гуморальных факторов врожденного иммунитета у пациентов с опоясывающим герпесом

Маркелова Е.В.; Кныш С.В.; Мачтарева Е.С.; Кузнецов А.С.

УДК: 616.9

АНАЛИЗ ГУМОРАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА У ПАЦИЕНТОВ С ОПОЯСЫВАЮЩИМ ГЕРПЕСОМ

Маркелова Е. В.1, Кныш С. В.1, Мачтарева Е. С.2, Кузнецов А. С.2

кафедра нормальной и патологической физиологии, ФГБОУ ВО Тихоокеанский государственный медицинский университет, 690002, проспект Острякова 2, Владивосток, Россия

2ГБУЗ Краевая клиническая больница № 2, улица Русская 55, Владивосток, Россия

Для корреспонденции: Маркелова Елена Владимировна - д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной и патологической физиологии ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России; e-mail: markev2010@mail.ru

For correspondence: Markelova E. V. MD. Professor, head of normal and pathological physiology department, Vladivostok State Medical University, e-mail: markev20l0@mail.ru

Information about authors:

Markelova E. V., https://orcid.org/0000-0001-5846-851X Knysh S. V., https://orcid.org/0000-0003-4571-1749 Machtareva E. S., https://orcid.org/0000-0001-7658-1348 Kuznecov A. S., https://orcid.org/0000-0003-1242-5324

РЕЗЮМЕ

Введение. В настоящее время отсутствуют однозначные данные о фенотипической предрасположенности пациентов к хроническому нейрональному воспалению и постгерпетической невралгии. Цель исследования: оценить состояние различных элементов врожденной иммунной системы с позиции фенотипической предрасположенности пациентов к хронизации заболевания. Материалы и методы: 96 пациентов с диагнозом опоясывающий герпес, ретроспективно разделенные на три группы, по интенсивности боли и факту развития постгерпетической невралгии. Производилось определение сывороточного содержания IFN-y, MMP-2, NSE. Реактивы: «R&D Diagnostics Inc.» (USA). Результаты: достоверное снижение сывороточного содержания IFN-y, MMP-2 и повышение NSE в группе пациентов с опоясывающим герпесом и развившейся постгерпетической невралгией. Значимое снижение, в сравнении с группой контроля, содержания MMP-2 в группе пациентов, с опоясывающим герпесом со слабым или умеренным болевым синдромом. Обсуждение: один из механизмов пролонгации воспаления и хронизации болевого синдрома может быть реализован через поддержание нейропротекции и потенцирование выживаемости пораженных вирусом нейронов, в результате повышенной активности NSE и сниженной продукции IFN-y. Дисрегуляция системы матриксных металлопротеиназ в острый период заболевания может также быть ассоциирована с нарушением адекватной физиологической нейрорепарации. Предполагаем фенотипическую обусловленность данных изменений, однако требуются дополнительные исследования в этом направлении.

Ключевые слова: опоясывающий герпес, фенотип, NSE, IFN, MMP2

ANALYSIS OF INNATE HUMORAL IMMUNE FACTORS IN PATIENTS WITH SHINGLES

Markelova E. V. 1, Knysh S. V. 1, Machtareva E. S. 2, Kuznecov A. S. 2

Vladivostok State Medical University, Vladivostok, Russia 2Territorial Clinical Hospital № 2, Vladivostok, Russia

SUMMARY

Introduction: Disruption of an innate immunity affects various systems of proteins. The systems of interferons, matrix metalloproteinases and neuropeptides play a significant role in formation of herpetic neuralgia. There are no unambiguous data on phenotypical predisposition of patients with chronic neuroinflammation and post-herpetic neuralgia. The aim of the study: to estimate a condition of various elements of the innate immune system from a position patients phenotyping. Materials and methods: 96 patients with the shingles. The serum levels of IFN-y, MMP-2, NSE determined by using specific reagents «R&D Diagnostics Inc.» (USA) Results: reliable decrease in serum levels of IFN-y, MMP-2 and increase in NSE in patients with the shingles and the developed post-herpetic neuralgia was determined. Significant decrease of serum MMP-2 in group of patients, with the shingles and a weak or moderate pain syndrome also was determined. Discussion: one of mechanisms of prolongation of inflammation and formation of chronic pain syndrome can be realized through maintenance of a neuroprotection and inducing of surveillance of the neurons affected with a virus, as a result of hyperactivity of NSE and reduced activity of IFN-y. Dysregulation of MMP system during the acute period of a disease can be associated with violation of an physiological neuroreparation. We can assume phenotypical conditionality of these changes, but additional researches in this direction are required.

Key words: shingles, postherpetic neuralgia, IFN, NSE, MMP2, phenotype

Гомеостаз - одно из наиболее значимых для человеческого организма свойств. Для его поддержания происходит постоянное морфофунк-

циональное взаимодействие между органами и системами. Иммунная система, находящаяся в тесном контакте с нервной [1], объединяет

в себе как механизмы, классически причисляемые к иммунным, так и различные системы белков, участвующих в регуляции состояния межклеточного матрикса или структур разных тканей. В случае герпетической инфекции, характеризующейся персистенцией и сменой различных фаз жизненного цикла, формат и черты взаимодействия иммунной и нервной систем крайне важны не только для определения прогноза текущего эпизода заболевания, но и для прогнозирования ее реактивации, длительности латенции и иных процессов, обусловленных хроническим нейроиммунным воспалением.

Многогранной моделью, демонстрирующей сложность взаимодействия разных защитных систем организма, является опоясывающий герпес - заболевание, развивающееся в результате реактивации вируса ветряной оспы - ва-рицелла-зостер. Эти вирионы длительное время персистируют в организме, поражая различные клетки [2]. В результате длительного взаимодействия происходит нарушение иммунного надзора и манифестация заболевания. Поражение спинальных ганглиев провоцирует развитие герпетической невралгии, а в результате нарушенного течения воспалительного процесса может сформироваться очаг хронического воспаления, и острая герпетическая невралгия трансформируется в постгерпетическую, сохраняющуюся на протяжении нескольких месяцев или лет после эпизода опоясывающего герпеса.

Постгерпетическая невралгия - одно из наиболее распространенных осложнений опоясывающего герпеса, однако, в настоящее время, нет единой позиции и мнения о том, что провоцирует хронизацию болевого синдрома и каковы механизмы данного патологического синдрома [3]. Предполагается развитие дисфункции системы цитокинов, процессов ремо-делирования межклеточного матрикса и репарации нейрональных структур. Возможность фенотипической предрасположенности определенной когорты пациентов к хронизации ней-роиммунного воспаления также остается дис-кутабельной и требует дальнейшего изучения.

1БМ-у, участвуя в процессах иммунорегу-ляции, напрямую связан с риском развития постгерпетической невралгии (ПГН), однако однозначной картины о том, по какой причине может наблюдаться его дефицит нет. Опубликованы данные о сниженной продукции 1БМ-у натуральными киллерами, не исключается и существование аутоантител к 1БМ-у, которые блокируют данный цитокин [4; 5; 6]. Известно и о различных генетически опосредованных дефектах в продукции интерферона [7], что может способствовать развитию ПГН.

На процесс хронизации нейропатическо-го болевого синдрома влияет и представитель системы металлопротеиназ - ММР-2. Участвуя как в процессах ремоделирования нервной ткани, так и межклеточного матрикса, данная металлопротеиназа, в случае ПГН, в большей степени ответственна за поддержание длительного хронического нейронального воспаления [8]. С позиции превентивной диагностики ПГН особый интерес связан с генетической детерминацией продукции ММР-2 [9].

Нет единого мнения и об участии нейронспе-цифической энолазы (№Б) - белка, участвующего в ремоделировании нервной ткани, в процессах хронического воспаления. Описано влияние ЫББ на систему металлопротеиназ, но при этом отсутствует однозначная информация о том, существует ли наследственная предрасположенность к повышенной продукции ЫББ [10; 11].

Цель данного исследования: оценить состояние различных звеньев врожденного иммунитета с позиции фенотипической предрасположенности к хронизации опоясывающего герпеса.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В рамках исследовательской работы нами было обследовано 96 пациентов, находящихся на лечении с диагнозом опоясывающий герпес. Группу контроля составили 30 практически здоровых добровольцев сопоставимых по возрасту и полу. Возраст больных составил от 25 до 74 лет (46,1±2,6). У всех пациентов диагноз был установлен на основании характерной клинической картины и был лабораторно верифицирован. Сыворотка крови пациентов была взята в первые 72 часа после появления характерных жалоб и поступления в стационар. Пациенты получали симптоматическую и противовирусную терапию. Через 3 месяца после выписки, проводилось мониторирование состояния пациентов по вопросу сохранения стойкого болевого синдрома. Это позволило выделить группу в 24 человека с постгерпетической невралгией (ПГН - 3 группа). Пациенты без постгерпетической невралгии на основании данных, полученных использовании визуальной аналоговой шкалы (ВАШ), были распределены на две группы по выраженности болевого синдрома в острый период болезни. Были выделены группа 1, со слабым и умеренным болевым синдром (ВАШ 1-4) и группа 2, с сильным болевым синдромом (ВАШ 5 и более). Данные о группах пациентов представлены в таблице 1.

Определение уровня интерферона гамма (1БМ-у), металлопротеиназы 2 (ММР-2), ней-ронспецифической энолазы (№Б) в сыворотке венозной крови проводили с помощью специфи-

Таблица 1

Характеристика обследуемых групп

Показатель Группа 1 Группа 2 Группа 3

Количество, n 32 40 24

Средний возраст, лет (M±m) 44,2±3,2 48,4±2,6 57,5±3,6

ВАШ, см (M±m) 3,2±0,4 8,6±0,8 6,7±0,4

ПГН Нет нет да

ческих реактивов фирмы «R&D Diagnostics Inc.» (USA) методом сэндвич-варианта твердофазного иммуноферментного анализа, согласно прилагаемых инструкций. Учет результатов производили с помощью иммуноферментного анализатора «Multiscan» (Финляндия). Расчет количества медиаторов проводили путем построения калибровочной кривой с помощью компьютерной программы. Количество выражали в пг/мл или нг/мл. Данные представляли в виде медианы и двух квартилей (Me, Q25, Q75). Уровень доверительной вероятности был задан равным 95%, т.е. нулевые гипотезы отвергались в том случае, когда достигнутый уровень значимости Р используемого статистического критерия принимал значения менее 5%. Статистическая обра-

ОБСУЖДЕНИЕ

Характер влияния 1БМ-у на систему металло-протеиназ неоднозначен и работах различных исследователей представлена как возможность ее индукции, так и подавления [12, 13]. Рассматривая данное взаимодействие со стороны клеточного звена, Е. Оуе1^-Ог1а с соавт. (2008) обнаружили усиленную секрецию как ММР-2, так и ММР-9 Т-хелперами 1 типа [14]. Учитывая, что один из основных цитокинов, секрети-руемых данным типом лимфоцитов, это 1БМ-у можно было бы полагать возможность положительной связи между уровнями исследуемого цитокина и ММР-2, однако мы подобного

ботка проводилась с использованием программы SPSS Statistics v.16. Внутри и межгрупповые различия оценивали с помощью критерия Манна - Уитни в рамках прикладной программы.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Показатели сывороточного содержания исследуемых показателей представлены в таблице 2. Нами были определены достоверно более низкие, чем в группе контроля, значения IFN-y и MMP-2 в группе 3, а также статистически значимое увеличение сывороточного содержания NSE в этой же группе. Примечательно, что уровень MMP-2 в группе 1, также, как и в группе 3, был достоверно снижен в сравнении с контрольной группой.

факта не зарегистрировали. Результаты нашего исследования свидетельствуют о существовании достоверного дефицита 1БМ-у у пациентов с опоясывающим герпесом, в дальнейшем осложнившимся постгерпетической невралгией. Полученные показатели могут свидетельствовать о серьезном влиянии варицелла-зостер на организм, что провоцирует хронизацию состояния, либо же быть фактором, ассоциированным с фенотипической характеристикой пациента. Но однозначных данных подтверждающих ту или иную позицию в настоящее время нет.

Неоднозначные факты, полученные нами о содержании ММР-2 в сыворотке крови пациен-

Таблица 2

Содержание исследуемых показателей в сыворотке венозной крови

Показатель (Me; Q25; Q75) Группа контроля Группа 1 Группа 2 Группа 3

IFN-y (пг/мл) 14,77; 11,57; 23,63 18,74&; 9,98; 24,3 16,22Л; 13,2; 27,4 10,18 *&л 6,85; 11,6

MMP-2 (нг/мл) 172,39; 81,48;242,17 112,63 *&# 68,33; 130,2 169,35л#; 92,2; 268,4 108,4 *л 65,53; 140,2

NSE (нг/мл) 1,74; 1,59; 4,25 1,96&; 1,53; 2,82 2,12Л; 1,67; 2,36 5,93 *&л 5,17; 7,99

Примечание: Статистическая достоверность различий между группами: с группой контроля: р<0,05 - *; между группами 1 и 2 р1-р2 <0,05 - #; между группами 1 и 3 р1-р3 <0,05 - &; между группами 2 и 3 р2-р3 <0,05 - л

тов, требуют дополнительного изучения роли системы матриксных металлопротеиназ в формировании болевого синдрома. Показано, что в случае развития нейропатической боли на разных этапах её формирования важную роль играют ММР-9 и ММР-2 [15]. Несмотря на то, что ряд механизмов для этих энзимов опосредован через интерлейкин-1Ье1а, его ингибирование не решает вопрос профилактики развития ней-ропатической боли. Базально низкий уровень ММР-2 может приводить к нарушению процессов ремоделирования нервных структур [16], что позволяет предполагать, что пониженное содержание ММР-2 в острый период ОГ является фактором, потенцирующим развитие ПГН. Результаты, полученные в группе со слабым и умеренным болевым синдромом в острый период болезни, требует дополнительных исследований, так как могут быть обусловлены как специфичным связыванием металлопротеиназы, так и генетической особенностью пациентов.

Наравне с 1БМ-у и системной металлопро-теиназ взаимодействует нейронспецифическая энолаза (^Б), что особенно важно в острый период заболевания. Высокий уровень М8Б наблюдается в сыворотке лишь в первые 4872 часа после повреждения нервных структур [17], однако повышенное содержание было выявлено лишь в группе 3. Мнения о роли данного нейропептида разнятся и базируются на существовании различных моделей влияния белка в зависимости от его концентрации [17]. В случае ПГН, нейропротективный эффект ЫББ может нивелироваться. Как и снижение содержания 1БМ-у или его блокирование, нейронспецифическая энолаза может способствовать супресии литических процессов в нервных структурах, пролонгируя жизнь пораженных вирусом клеток. Таким образом хроническое воспаление будет сохраняться дольше и способствовать формированию ПГН.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Подводя итог, следует отметить многообразие механизмов влияния иммунной системы на нейрональные структуры и герпетическую невралгию. Дефицит 1БМ-у, ММР-2 и повышение сывороточного уровня ЫББ в нашем исследовании было зарегистрировано у пациентов с опоясывающим герпесом, осложнившимся постгерпетической невралгией. Нельзя однозначно судить о том, являются ли эти изменения индуцированными или фенотипически обусловленными, однако теоретическое обоснование выделения когорты пациентов с генетической предрасположенностью к развитию и хронизации нейропатической боли может быть

получено при проведении дополнительных исследований сфокусированных на изучении генов, ответственных за регуляцию ремодели-ровании и репарации нервных структур и межклеточного матрикса. В фокусе превентивной направленности медицины, подобные результаты являются крайне актуальными и заслуживающими внимания научного сообщества.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interest. The authors have no conflict of interests to declare.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шульгинова А.А., Конопля А.И., Быстрова Н.А. и др. Коррекция иммунных нарушений при хронической ишемии головного мозга. Медицинская иммунология. 2018;20(3):401-410. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2018-3-401-410

2. Kennedy J, Steain M, Slobedman B, Abendroth A. Infection and Functional Modulation of Human Monocytes and Macrophages by Varicella-Zoster Virus. J Virol. 2018;93(3). doi:10.1128/jvi.01887-18

3. Mallick-Searle T, Snodgrass B, Brant J. Postherpetic neuralgia: epidemiology, pathophysiology, and pain management pharmacology. J Multidiscip Healthc. 2016;Volume 9:447-454. doi:10.2147/jmdh. s106340

4. de Groen R, Boltjes A, Hou J et al. IFN-A-mediated IL-12 production in macrophages induces IFN-y production in human NK cells. Eur J Immunol. 2014;45(1):250-259. doi:10.1002/eji.201444903

5. Browne S, Burbelo P, Chetchotisakd P et al. Adult-Onset Immunodeficiency in Thailand and Taiwan. New England Journal of Medicine. 2012;367(8):725-734. doi:10.1056/nejmoa1111160

6. Bayat A, Burbelo P, Browne S et al. Anti-cytokine autoantibodies in postherpetic neuralgia. J Transl Med. 2015;13(1). doi:10.1186/s12967-015-0695-6

7. Smith N, Denning D. Clinical implications of interferon-Ygenetic and epigenetic variants. Immunology. 2014;143(4):499-511. doi:10.1111/imm.12362

8. Sawicki G. Intracellular Regulation of Matrix Metalloproteinase-2 Activity: New Strategies in Treatment and Protection of Heart Subjected to Oxidative Stress. Scientifica (Cairo). 2013;2013:1-12. doi:10.1155/2013/130451

9. Beranek M, Kolar P, Tschoplova S et al. Genetic variations and plasma levels of gelatinase A (matrix metalloproteinase-2) and gelatinase B (matrix metalloproteinase-9) in proliferative diabetic retinopathy. Molecular vision. 2008;14:1114-1121.

10. Haque A, Polcyn R, Matzelle D, Banik N. New Insights into the Role of Neuron-Specific Enolase in NeuroInflammation, Neurodegeneration, and Neuroprotection. Brain Sci. 2018;8(2):33. doi:10.3390/brainsci8020033

11. Lee Y, Kim J, Hwang I et al. Alzheimer's phenotypes induced by overexpression of human presenilin 2 mutant proteins stimulate significant changes in key factors of glucose metabolism. Mol Med Rep. 2013;7(5):1571-1578. doi:10.3892/mmr.2013.1404

12. He Y, Sun Q IFN-y induces upregulation of TNF-a, downregulation of MMP-2 and MMP-9 expressions in abortion rat. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2018;22(15):4762-4767. doi:10.26355/eurrev_201808_15609

13. Springall R, Amezcua-Guerra L, Gonzalez-Pacheco H et al. Interferon-Gamma Increases the Ratio of Matrix Metalloproteinase-9/Tissue Inhibitor of Metalloproteinase-1 in Peripheral Monocytes from Patients with Coronary Artery Disease. PLoS ONE. 2013;8(8):e72291. doi:10.1371/journal.pone.0072291

14. Oviedo-Orta E, Bermudez-Fajardo A, Karanam S, Benbow U, Newby A. Comparison of MMP-2 and MMP-9 secretion from T helper 0, 1 and 2 lymphocytes alone and in coculture with macrophages. Immunology. 2008; 124(1):42-50. doi:10.1111/j.1365-2567.2007.02728.x

15. Ji R, Xu Z, Wang X, Lo E. Matrix metalloprotease regulation of neuropathic pain. Trends Pharmacol Sci. 2009;30(7):336-340. doi:10.1016/j.tips.2009.04.002

16. Lakhan S, Avramut M. Matrix Metalloproteinases in Neuropathic Pain and Migraine: Friends, Enemies, and Therapeutic Targets. Pain Res Treat. 2012;2012:1-10. doi:10.1155/2012/952906

17. Haque A, Capone M, Matzelle D, Cox A, Banik N. Targeting Enolase in Reducing Secondary Damage in Acute Spinal Cord Injury in Rats. Neurochem Res. 2017;42(10):2777-2787. doi:10.1007/s11064-017-2291-z

REFERENCES

1. Shulginova A.A., Konoplya A.I., Bystrova N.A. Correction of immune disorders in chronic cerebral ischemia. Medical immunology. 2018;20(3):401-410. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2018-3-401-410

2. Kennedy J, Steain M, Slobedman B, Abendroth A. Infection and Functional Modulation of Human Monocytes and Macrophages by Varicella-Zoster Virus. J Virol. 2018;93(3). doi:10.1128/jvi.01887-18

3. Mallick-Searle T, Snodgrass B, Brant J. Postherpetic neuralgia: epidemiology, pathophysiology, and pain management pharmacology. J Multidiscip Healthc. 2016;Volume 9:447-454. doi:10.2147/jmdh. s106340

4. de Groen R, Boltjes A, Hou J et al. IFN-A-mediated IL-12 production in macrophages induces IFN-y production in human NK cells. Eur J Immunol. 2014;45(1):250-259. doi:10.1002/eji.201444903

5. Browne S, Burbelo P, Chetchotisakd P et al. Adult-Onset Immunodeficiency in Thailand and Taiwan.

New England Journal of Medicine. 2012;367(8):725-734. doi:10.1056/nejmoa1111160