CC BY
21
Изменения цитокинового статуса в остром периоде клещевых нейроинфекций у детей
Бедарева Т.Ю.1 2, Попонникова Т.В.\ Галиева Г.Ю.2, Пиневич О.С.1, 2, Вахрамеева Т.Н.1, 3
Changing of cytokine status in acute period of tick-borne neuroinfections in children
Bedareva T.Yu., Poponnikova T.V., Galiyeva G.Yu., Pinevich O.S.,
Vakhrameyeva T.N.
1 Кемеровская государственная медицинская академия, г. Кемерово
2 Кемеровская областная клиническая больница, г. Кемерово
3 Кемеровская клиническая больница № 7, г. Кемерово
© Бедарева Т.Ю., Попонникова Т.В., Галиева Г.Ю. и др.
Исследована активность цитокинов при клещевых инфекциях у детей. Выявленная низкая концентрация ин-терферона-у свидетельствует о нарушении клеточного звена иммунной защиты и характерна для очаговой формы клещевого энцефалита. Тяжелые формы заболевания протекают на фоне повышения уровня ин-терлейкина-6 и интерлейкина-10. Максимальное повышение фактора некроза опухоли-а выявлено в дебюте микст-инфекции. Боррелиозная инфекция протекает на фоне преобладания Th2- над ты-типом иммунного ответа.
Ключевые слова: клещевые инфекции, дети, цитокины.
Activity of cytokines of tick-borne infection of children was researched. Revealed low level of interferon-y concentration testify about abnormality of cellular link immune protection and typical for focal forms of tick-borne encephalitis. Severe forms of disease run with background increase of interleukin-6 and interleukin-10. Maximum increase of tumor necrosis factor-а was detected in cases of mixed-infections. Borreliosis infection flows with background domination of Th-2 over Th-1 type of immune response.
Key words: ^ck-borne infection, children, cytokines.
Введение
Весенне-летний клещевой энцефалит (КЭ) и иксодовый клещевой боррелиоз (ИКБ), широко распространенные на территории Сибири, относятся к группе природно-очаговых трансмиссивных инфекций, передающихся с укусом клещей рода Ixodes. Полиморфизм клинических проявлений, возможность развития хронического прогредиентного течения, возможность летальных исходов определяют целесообразность совершенствования диагностики, профилактики и лечения. Известно, что течение заболевания от легких инаппарантных форм до развития
УДК 616.98-002.954-036.11-097:578.24
хронического процесса обусловлено уровнем резистентности и реактивности макроорганизма, характером иммунного ответа [1]. Однако имму-нопатогенетические особенности клещевых инфекций у детей раскрыты недостаточно.
Цель настоящего исследования - изучение особенностей цитокинового статуса при различных этиологических вариантах клещевых инфекций у детей.
Материал и методы
Проведен анализ 69 клинических случаев острых клещевых нейроинфекций у детей, находившихся на лечении в клинике неврологии Ке-
меровской государственной медицинской академии. Средний возраст пациентов составил (11,2 ± 0,6) года (от 1 до 15 лет). Этиологическая структура представлена клещевым энцефалитом (39,1%), иксодовым клещевым боррелиозом (49,4%) и их сочетанием (11,5%). Среди клинических вариантов КЭ преобладала лихорадочная форма -18,8%, менингеальная форма составила 14,5%, очаговая - 5,8%.
В структуре ИКБ превалировал общеинфекционный синдром (40,7%), локальные формы встречались в 5,8% случаев. Микст-инфекция клещевого энцефалита и иксодового боррелио-за протекала в виде лихорадочной и менинге-альной форм (8,6 и 2,9% соответственно) (таблица).
Статистическая обработка клинического материала и полученных в ходе исследования
данных проводилась в операционной среде Windows XP c использованием программ Excel, Origin. При математической обработке использовали t-критерий Стьюдента, среднее арифметическое значение х, стандартное отклонение S2x, коэффициент вариации CV, ошибку среднего арифметического Sx.
Концентрация цитокинов в сыворотке крови больных клещевыми инфекциями в динамике заболевания, пг/мл
Клинические Этио- ФНО-а ИЛ 12 ИЛ -6 ИЛ -8 ИЛ -10 ИФН -а ИФН-у
формы логия I 1 Ii I 1 II I 1 II I 1 II I 1 II I 1 II I 1 II
Менингоэн- КЭ 1,2 ± 1,8 ± 2,1 ± 0,6 ± 248, 9 ± 272,9 ± 71,2 ± 68,4 ± 3,3 ± 16,2 ± 15,5 ± 14,7 ± 76,8 ± 54,1 ±
цефалитиче- ± 0,5 ± 0,7 ± 0,8 ± 0,2 ± 5,4 ± 1,9 ± 6,5 ± 5,7 ± 0,8 ± 1,1 ± 1,9 ± 1,1 ± 16,2 ± 2,9
ские
ИКБ 0 0 0,1 0,1 302, 6 ± 286,2 ± 95,8 ± 92,6 ± 11,9 ± 1,8 ± 25,1 ± 12,8 ± 224,7 ± 39,5 ±
± 11,8 ± 9,8 ± 15,1 ± 9,4 ± 2,5 ± 0,9 ± 6,2 ± 4,1 ± 32,8 ± 6,9
Менингеаль-ные КЭ Микст- 1,2 ± ± 0,8 3,7 ± 2,0 ± ± 0,9 3,8 ± 9,8 ± ± 7,6 16,5 ± 2.4 ± ± 2 5.5 ± 257, ± 313, 9 ± 6,9 6 ± 251,3 ± ± 0,8 301,9 ± 67,1 ± ± 8,6 124,7 ± 85,2 ± ± 12,1 139,2 ± 3,6 ± ± 0,7 12,1 ± 1,9 ± ± 0,9 6,1 ± 1,6 ± ± 0,9 11,0 ± 1,63 ± ± 0,8 5,1 ± 214,5 ± ± 10,3 234,9 ± 43,1 ± ± 10,4 45,0 ±
инфек- ± 1,2 ± 0,8 ± 2,8 ± 1,1 ± 13,2 ± 11,2 ± 32,5 ± 14,9 ± 3,2 ± 1,3 ± 1,2 ± 1,3 ± 10,2 ± 9,8
ция
ИКБ 0,9 ± 2,3 ± 0,3 ± 0,3 ± 314,0 ± 262,2 ± 180,3 ± 190 ± 17,1 ± 3,1 ± 47,1 ± 32,0 ± 204,0 ± 123,8 ±
± 0,5 ± 0,9 ± 0,2 ± 0,1 ± 19,1 ± 11,2 ± 47,5 ± 36,1 ± 2,9 ± 0,23 ± 15,2 ± 17,2 ± 40,8 ± 13,6
Лихорадочные КЭ Микст- 0,2 ± ± 0,1 3,1 ± 4,8 ± ± 0,5 3,3 ± 0,2 ± ± 0,1 12,4 ± 10 ± ± 0,8 7,1 ± 250, ± 308, ± ,9 ± 247,1 ± ± 1,1 259,5 ± 40,6 ± ± 4,3 96,9 ± 53,9 ± ± 2,1 88,2 ± 2,2 ± ± 0,2 13,4 ± 2,0 ± ± 0,3 4,8 ± 1,7 ± ± 0,2 14,7 ± 1,76 ± ± 0,9 6,5 ± 52,1 ± ± 12,1 245,0 ± 50,8 ± ± 8,2 46,0 ±
инфек- ± 0,9 ± 1,1 ± 3,1 ± 2,0 ± 11,2 ± 7,9 ± 19,1 ± 8,3 ± 4,1 ± 0,8 ± 2,3 ± 1,1 ± 13,7 ± 16,1
ция
Локальные ИКБ 1,8 ± ± 1,1 2,4 ± ± 0,7 6,2 ± ± 0,7 0,4 ± ± 0,3 301, ± 1 ± 11,2 288,1 ± ± 15,1 167,2 ± ± 25,9 183 ± ± 21,1 12,8 ± ± 4,6 7,2 ± ± 2,2 5,3 ± ± 1,9 3,4 ± ± 1,3 451,9 ± ± 41,2 234,0 ± ± 46,1
0,01 ± 0,001
Группа контроля
Определение специфических антител (иммуноглобулины (Ig) g и м) к B. burgdorferi в парных сыворотках крови проводилось методом иммуноферментного анализа (ИФА) (elisa) при помощи стандартных диагностических наборов (dako, Дания). Антитела к вирусу клещевого энцефалита определялись в реакции торможения гемагглютинации с антигеном вируса и методом ИФА. Определение концентрации цитокинов (интерфероны (ИФН) -а, -у, интерлейкины
251,3 ± 0,5
99,8 ± 22,7
1,4 ± 0,4
0,01 ± 0,001
37,3 ± 6,4
(ИЛ) -6, -8, -10, -12, фактор некроза опухоли-а (ФНО-а)) в сыворотке крови проводили с использованием коммерческих тест-систем производства ООО «Цитокин » (Россия) и R&D Systems (Wiesbaden, Германия) согласно инструкциям, прилагаемым к диагностическим наборам. Учет результатов производили на иммуноферментном анализаторе « Униплан» (Россия). Количество выражали в пикограммах на миллилитр.
Забор материала (сыворотка и плазма крови, спинномозговая жидкость) осуществлялся в период разгара клинических проявлений ( в первые з дня болезни) и через 14 дней. Контрольную группу составили зо здоровых доноров.
Результаты и обсуждение
Выявлено, что при иксодовом клещевом боррелиозе в виде общеинфекционного синдрома уровень концентрации ИЛ-6 в сыворотке крови составлял (305,4 ± 15,9) пг/мл, что свидетельствует о повышении данного показателя относительно нормы (251,3 ± 0,5), и снижался по мере регресса симптомов общей интоксикации, составляя (281,5 ± 0,5) пг/мл в динамике заболевания. При лихородачной форме КЭ уровень ИЛ-6 не отличался от данного показателя в контрольной группе на всем протяжении болезни (р > 0,05). При КЭ, протекавшем в виде ме-нингеальной формы, выявлено повышение уровня ИЛ-6 до (260,2 ± 9,4) пг/мл (р > 0,05) со снижением в динамике до нормальных значений. Менингоэнцефалитическая форма КЭ протекала на фоне нормальных показателей содержания ИЛ-6 ((252,0 ± 0,6) пг/мл). Отличительной чертой очаговой формы КЭ явилось увеличение концентрации данного цитокина в динамике до (281,з ± 1,4) пг/мл (р < 0,05). При лихорадочной форме микст-инфекции КЭ и ИКБ уровень ИЛ-6 повышался более значительно, составляя (311,4 ± 16,7) пг/мл (р < 0,05), и впоследствии снижался до ( 267,5 ± 11,1) пг/мл, не достигая нормальных значений (р > 0,05). Таким образом, повышение содержания ИЛ-6 в крови может быть расценено как прогностически неблагоприятный признак, соответствующий наиболее тяжелому течению болезни с очаговым поражением нервной системы.
Концентрация ИЛ-10 в контрольной группе составила (1,4 ± 0,4) пг/мл. При лихорадочной и менингеальной формах КЭ его уровень повышался незначительно, составляя (2,7 ± 0,4) и (з,6 ± 0,7) пг/мл соответственно, и в динамике несколько снижался (2,3 ±
± 0,7 и 1,9 ± 0,9 соответственно, р > 0,05). Острый период ИКБ протекал на фоне повышения уров-
ня ИЛ-10 до (16,5 ± 3,7) пг/мл (р < 0,05), который снижался в динамике заболевания до 2,0 ± 0,1, приближаясь к нормальным значениям. Микст-инфекции также отличались увеличением концентрации ИЛ-10 в первые дни болезни ((10,8 ± 2,7) пг/мл, р < 0,05) с последующим снижением до (5,2 ± 0,5) пг/мл, что выше нормальных значений (р < 0,05). В случаях менин-гоэнцефалитической формы КЭ в первые дни болезни уровень ИЛ-10 незначительно превышал норму ((2,4 ± 0,5) пг/мл, р > 0,05), однако с увеличением его концентрации в динамике до (15,8 ± 1,7) пг/мл. Таким образом, недостаточная, несвоевременная или неконтролируемая активация системы противовоспалительных медиаторов не способна ликвидировать имеющийся цитокиновый дисбаланс и может нанести вред за счет патологических эффектов системных воспалительных реакций. Данная закономерность наблюдалась при очаговой форме клещевого энцефалита, когда показатель концентрации ИЛ-10 в сыворотке крови нарастал в динамике заболевания на фоне выраженного и прогрессирующего системного воспалительного процесса.
Лихорадочная форма КЭ в разгар болезни характеризовалась снижением концентрации ИЛ-8 в сравнении с группой контроля
((99,8 ± 22,7) пг/мл) и составляла (40,6 ± 4,3) пг/
мл с незначительным (р > 0,05) повышением в динамике - до 53,9 ± 2,1. Подобные результаты получены в группе больных менингеальной и очаговой формами КЭ. В группе больных ИКБ в виде общеинфекционного синдрома в первые дни болезни отмечено повышение данного показателя до (180,3 ± 47,5) пг/мл. В динамике заболевания у большинства пациентов концентрация ИЛ-8 увеличивалась, обратно коррелируя с выраженностью клинических проявлений общеинфекционного синдрома (г = 0,7; р < 0,05). При сочетанной инфекции концентрация ИЛ-8 снижалась в динамике. Однако статистически значимой разницы показателей не обнаружено (р > 0,05). Учитывая вариабельность исходной концентрации цитокина (от 16,2 до 251,4 пг/мл), диагностически и прогностически значимым представляется определение его продукции в
динамике заболевания. Таким образом, полученные данные также свидетельствуют об угнетении продукции ИЛ-8 при клещевом энцефалите и более сохранной провоспалительной активности при иксодовом клещевом боррелиозе, что согласуется с ранее проведенными исследованиями [2]. При микст-инфекции отмечается иммунный дисбаланс, причем направленность иммунопатологических изменений аналогична таковой при КЭ.
В ходе проведенного исследования выявлено, что интерферон-а в сыворотке крови контрольной группы присутствовал в низких концентрациях, в среднем (0,01 ± 0,001) пг/мл. При ИКБ в виде общеинфекционного синдрома отмечено значительное повышение данного показателя у 78% больных ((43,3 ± 13,6) пг/мл) с тенденцией к последующему снижению в периоде ранней реконвалесценции. У 28% больных при низких значениях ИФН-а в первые дни заболевания отмечено его многократное повышение в динамике. При лихорадочной и менинге-альной формах КЭ данный показатель повышался незначительно - до (1,1 ± 0,2) пг/мл и в динамике достоверно не изменялся. При микст-инфекции выявлено наиболее высокое содержание в крови ИФН-а ((15,8 ± 3,2) пг/мл, р < 0,05) с первых дней болезни, причем более выраженное при лихорадочной форме в отличие от менингеальной. Необходимо отметить, что максимальная концентрация ИФН-а выявлена в остром периоде клещевых инфекций, протекавших с поражением нервной системы. Так, при менингоэнцефалите концентрация цитокина составляла в среднем (15,1 ± 3,2) пг/мл без достоверных изменений в динамике. В случаях регионарной нейропатии при ИКБ, несмотря на слабую выраженность общеинфекционных проявлений, отмечено повышенное содержание ИФН-а - до (4,5 ± 1,1) пг/мл.
Известно, что вирусы обладают способностью самостоятельно индуцировать систему ИФН, играющую роль естественных индукторов. По существующим на сегодняшний день представлениям, активация специфического противовирусного иммунного ответа с участием ИФН-у как важного иммунорегуляторного цитокина с по-
следующим уничтожением инфицированных клеток с помощью активированных Т-лимфоци-тов является ключевым моментом противовирусной защиты макроорганизма [4]. Доминирующую позицию среди неспецифических защитных противовирусных реакций иммунной системы занимает ИФН-у. Динамика данного показателя была различной в зависимости от этиологии и клинической формы болезни. При общеинфекционном синдроме боррелиозной этиологии отмечено значительное повышение содержания ИФН-у в крови
в сравнении с группой контроля ((194,0 ± 35,4) и (37,3 ± 6,4) пг/мл соответственно) со снижением в динамике до (135,0 ± 24,6) пг/мл. При лихорадочной форме КЭ концентрация ИФН-у достоверно не отличалась от нормы и составляла в среднем (55,6 ±
± 9,2) пг/мл без динамики в течение острого периода заболевания. Максимальная концентрация цитокина выявлена при локальных формах клещевого боррелиоза в виде кольцевидной мигрирующей эритемы и регионарной нейропатии - (463,6 ± 25,8) пг/мл. Повышение концентрации ИФН-у установлено также при микст-инфекции, протекавшей в виде лихорадочной и менингеальной форм, и в случае серозного менингита вирусной этиологии ((237,5 ± 13,6) пг/мл) со снижением данных показателей до нормальных значений в динамике. Высокие значения концентрации ИФН-у в период разгара заболевания являются прогностически благоприятными. При очаговой форме КЭ повышение концентрации ИФН-у было менее выраженным ((87,9 ± 22,1) пг/мл), что согласуется с результатами ранее проведенных исследований [3].
В ходе настоящего исследования максимальное повышение провоспалительного цитокина ИЛ-12 в остром периоде заболевания выявлено у больных менингеальной формой микст-инфекции ((16,5 ± 2,8) пг/мл) со снижением в динамике заболевания (5,5 ± 1,1) без достижения уровня контрольной группы (0,01 ± 0,001). Повышение уровня данного цитокина наблюдалось при ме-нингеальной форме КЭ ((9,8 ± 7,6) пг/мл) и локальных формах ИКБ (6,2 ± 0,7) с приближени-
ем к уровню контрольной группы в периоде ранней реконвалесценции (2,4 ± 2,0 и 0,4 ± 0,3 соответственно). ИКБ в виде общеинфекционного синдрома и менингеальной формы протекал на фоне незначительного повышения (р > 0,05) уровня ИЛ-12 ((0,3 ± 0,2) и 0,1 пг/мл) без динамики в течение всего периода заболевания. Лихорадочная форма КЭ протекала с повышением данного показателя в динамике заболевания до (10,0 ± 0,8) с (0,2 ± 0,1) пг/мл (р < 0,05), что можно объяснить низким уровнем ИЛ-10, являющегося физиологическим ингибитором и антагонистом ИЛ-12 [5], не отличавшегося (р > 0,05) от группы контроля в разгар клинических проявлений. При менингоэнцефалитиче-ской форме КЭ уровень цитокина Т-хелпера (тю 1-го типа иммунного ответа повышался незначительно, составляя (2,1 ± 0,8) пг/мл, и снижался до (0,6 ± 0,2) пг/мл в динамике заболевания, обратно коррелируя с уровнем противовоспалительного цитокина ИЛ-10, что свидетельствует о дефекте клеточного звена иммунитета при очаговых формах КЭ.
Уровень фактора некроза опухоли-а, являющегося цитокином первой волны, обладающего выраженными пирогенными свойствами, поступающего в кровь уже в первые часы после альтерации [6], максимально увеличивался в остром периоде менингеальных форм микст-инфекций клещевого энцефалита и иксодового боррелиоза, достигая (3,7 ± 1,2) пг/мл без изменения (р > 0,05) в динамике заболевания (3,8 ± 0,8). При лихорадочной форме КЭ в разгар болезни уровень ФНО-а превышал показатели группы контроля незначительно, однако в динамике заболевания выявлено максимальное увеличение до (4,8 ± 0,5) пг/мл, что сопоставимо с данными клинической картины - ведущим был астеновегетативный синдром в виде повышенной утомляемости (78,5%), рассеянности внимания (34,9%), головных болей церебрасте-нического характера (9,4%). Часть больных (69%) предъявляли жалобы на диссомнические расстройства в виде трудностей при засыпании или (и) прерывистого сна. Лабильность вегетативной нервной системы, проявляющаяся разлитым красным дермографизмом, гипергидро-
зом, определена у 69,8% пациентов в остром периоде и у 2 пациентов в периоде реконвалес-ценции очаговой формы КЭ, при которой также установлено увеличение данного показателя в динамике заболевания.
Заключение
Изучение цитокинового статуса в динамике заболевания у детей с клещевыми инфекциями позволило выявить особенности иммунного ответа в зависимости от этиологических вариантов и клинических форм. Так, низкие показатели концентрации ИФН-у свидетельствуют о нарушении клеточного звена иммунной защиты и характерны для очаговой формы клещевого энцефалита. Тяжелые формы заболевания с поражением нервной системы протекают на фоне повышения уровня концентрации ИЛ-6 и ИЛ-10 в сыворотке крови. Максимальное повышение ФНО-а выявлено при микст-инфекциях без динамики в течение всего заболевания, в то время как при КЭ происходит его многократное увеличение к периоду ранней реконвалесценции. Бор-релиозная инфекция протекает на фоне преобладания тъ 2-го типа над тъ 1-го типа иммунного ответа, о чем свидетельствуют низкие показатели ИЛ-12 в динамике заболевания. Установленные иммунопатогенетические особенности различных проявлений клещевых инфекций могут быть использованы для прогнозирования течения заболевания на ранних этапах инфекции с целью своевременного проведения соответствующей терапии и предупреждения хрони-зации процесса.
Исследование поддержано Грантом Президента РФ (МД-3485, № 02.120.11.22235) и Грантом губернатора Кемеровской области.
Литература
1. Васильева Ю.П. Клинико-иммунологические критерии хронизации иксодового клещевого боррелиоза у детей: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. Санкт-Петербург, 2003. С. 22.
2. Крылова Н.В., Леонова Г.Н., Майстровская О.С. Продукция цитокинов лейкоцитами крови, инфицированной дальневосточными штаммами вируса клещевого энцефалита // Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2006. № 3. С.
95-99.
3. Моргацкий Н.В., Железникова Г.Ф., Скрипченко Н.В. Иммунопатогенетические особенности клещевого энцефалита у детей и новые подходы к терапии // Мед. иммунология. 2007. Т. 9. № 2-3. С.
235-236.
4. Насырова Р.Ф., Рязанцева Н.В., Жукова Н.Г. и др. Молекулярные и клеточные основы патогенеза клещевого энцефалита // Бюл. сиб. меди-
цины. 2006. Прил. 1. С. 42-51.
5.Пирогова Н.В. Механизмы нарушений клеточного звена резистентности при клещевых природно-очаговых инфекциях: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Томск, 2003. С. 46.
6. Черешнев В.А., Гусев Е.Ю. Иммунология воспаления: роль цитокинов // Мед. иммунология. 2001.
Т. 3. № 3. С. 361-368.
Поступила в редакцию 13.04.2009 г.
Сведения об авторах
Бедарева Т.Ю. - врач-невролог отделения для детей с поражением ЦНС, психики и опорно-двигательного аппарата Кемеровской областной клинической больницы, аспирант кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики Кемеровской государственной медицинской академии (г. Кемерово).
Попонникова Т.В. - д-р мед. наук, профессор кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики Кемеровской государственной медицинской академии ( г. Кемерово).
Галиева Г.Ю. - заведующая отделением для детей с поражением ЦНС, психики и опорно-двигательного аппарата Кемеровской областной клинической больницы ( г. Кемерово).
Пиневич О.С. - врач-невролог отделения для детей с поражением ЦНС, психики и опорно-двигательного аппарата Кемеровской областной клинической больницы, аспирант кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики Кемеровской государственной медицинской академии ( г. Кемерово).
Вахрамеева Т.Н. - врач-невролог Кемеровской клинической больницы № 7, аспирант кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики Кемеровской государственной медицинской академии ( г. Кемерово).
Для корреспонденции
Бедарева Татьяна Юрьевна, тел. (3842 ) 52-16-89, e-mail: [email protected]
