CC BY
35
Медицинская Иммунология 2002, Т. 4, № 4-5, стр 625-628 ©2002, СПбРОРААКИ
Краткие сообщения
КОНЦЕНТРАЦИЯ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ В РАНЕВОМ ОТДЕЛЯЕМОМ И В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ У РАНЕНЫХ С ОГНЕСТРЕЛЬНЫМ ОСТЕОМИЕЛИТОМ КОНЕЧНОСТЕЙ
Овденко А.Г., Голубева A.B.*
Клиника военной травматологии и ортопедии Воєнно-медицинской академии г. Санкт-Петербург.
* Научно-исследовательская лаборатория - Центр крови и тканей Военно-медицинской академии, г. Санкт-Петербург.
Резюме. Огнестрельный остеомиелит представляет собой актуальную проблему современной травматологии и ортопедии. Опыт работы военных врачей в Афганистане и Чечне показал, что меры профилактики гнойных осложнений огнестрельной костно-мышечной раны заключаются в остановке кровотечения, своевременном восполнении кровопотери, сберегательной первичной хирургической обработке, ранней стабильной фиксации костных отломков, своевременном восстановлении перфузии и оксигенации тканей, профилактической антибиотико-терапии, полноценном дренировании области перелома и сбалансированном энтеральном питании. Несоблюдение этих принципов ведет к развитию такого грозного осложнения, как огнестрельный остеомиелит, который практически всегда сопровождается синдромом системной воспалительной реакции.
Целью настоящей работы является изучение местного и общего интерлейкинового статуса у раненых с огнестрельным остеомиелитом для ранней диагностики первых проявлений и скрытого течения заболевания.
Обследованы 36 раненых с огнестрельным остеомиелитом конечностей имеющих давность заболевания от года до 5 лет. У 24 пациентов были выявлены клинические и рентгенологические проявления острого остеомиелита, у 12 раненых - хронический огнестрельный остеомиелит. Материалом для исследования служили сыворотка крови и взятый одновременно транссудат из раны (или свищевого хода) пациента.
Установлено, что при остром огнестрельном остеомиелите концентрация провоспалительных цитокинов повышена как в сыворотке крови, так и в раневом отделяемом. При хроническом течении процесса концентрация провоспалительных цитокинов в крови чуть выше нормы, и только исследование отделяемого из раны позволяет судить о динамике воспалительного (гнойного) процесса.
С нашей точки зрения, наиболее манифестными при остром течении гнойного процесса являются IL-la и в особенности, IL-lß (повышаясь в сыворотке крови в 2 и в 5 раз соответственно). Не менее информативным является уровень TNF-a, который повышен в сыворотке крови в 2 раза при остром течении гнойного процесса (оставаясь чуть выше нормы при хроническом). При подозрении на обострение гнойного процесса необходимо исследование раневого экссудата. Так, с развитием гнойных осложнений, происходит местное повышение уровня провоспалительных цитокинов: IL-la, IL-lß - в 20-30 раз; TNF-a - в 14 раз; IL-8 - в 4 раза по сравнению с нормой.
Ключевые слова: огнестрельный остеомиелит, провоспалителъные цитокины.
Ovdenko A.G., Golubeva А. V.
PROINFLARMMATORY CYTOKINE LEVELS IN WOUND TRANSSUDATE
AND PERIPHERAL BLOOD OF PATIENTS WITH GUNSHOT OSTEOMYELITIS
Abstract. The levels of proinflammatory cytokines IL-la; IL-1(3; IL-8; TNF-a have been measured during treatment
in 36 patients with acute and chronic gunshot osteomyelitis. Early diagnostics of acute period of osteomyelitis is possible
-------------;--------------------------- due to estimation of proinflammatory cytokines in serum
^п^^с:ЛЯпЄ^ЄПиггСи £ с -і-з and especially in wound transsudate. Early treatment of os-
194175, г. Санкт-Петербург, ил. Боткинская, 13. . . . . ..... . .. , ,
х. з teomielitis improves the efficiency of treatment and short-
Клиника военной травматологии и ортопедии; , , .... . . , Т , , .
Тел. раб. 248-32-32. Тел.дом. 151-18-13. e„s the hospKaluanon репой. (М,ІМтшШ..2Ш2.т14.
Голубева Анна Викторовна ’ ^
По материалам XXV съезда хирургов (1945 г) в госпиталях для лечения инвалидов Великой Отечественной войны больные хроническим огнестрельным остеомиелитом составляли около 50% [1]. О сложности и длительности лечения этой патологии говорит тот факт, что и сейчас к нам обращаются ветераны с функционирующими свищами после огнестрельных переломов 60-летней давности. С ростом частоты огнестрельных ранений в локальных войнах и криминогенных ситуациях мирного времени не только военные, но и гражданские хирурги вынуждены уделять этому вопросу более пристальное внимание.
Опыт работы военных врачей в Афганистане и Чечне показал, что меры профилактики гнойных осложнений огнестрельной костно-мышечной раны заключаются в остановке кровотечения, своевременном восполнении кровопотери, сберегательной первичной хирургической обработке, ранней стабильной фиксации костных отломков, своевременном восстановлении перфузии и оксигенации тканей, профилактической антибиотикотерапии, полноценном дренировании области перелома и сбалансированном энтеральном питании [10, И]. Несоблюдение этих принципов ведет к развитию такого грозного осложнения, как огнестрельный остеомиелит, который в 94% случаев (по нашим данным) сопровождается синдромом системной воспалительной реакции. Течение раневого процесса приобретает длительный характер. Лечение требует значительных материальных затрат (2-3 тыс. рублей в сутки в период обострений) и, как правило, приводит к инвалидности (временной или постоянной).
При своевременной антибиотикотерапии, но не адекватном дренировании гнойного очага или нестабильной фиксации отломков развиваются стертые, не манифестные формы огнестрельного остеомиелита. Острый период, с лихорадкой, тяжелым общим состоянием не превышает 3-4 дня. В этом случае диагноз устанавливают поздно, при значительном поражении мозговой полости кости и костных осколков.
Целью настоящей работы является изучение местного и общего интерлейкинового статуса у раненых с огнестрельным остеомиелитом для ранней диагностики преморбидных состояний и скрытого течения заболевания. Определение степени активности процесса позволит выбрать оптимальную тактику хирургического лечения и реабилитации.
Известно, что при гнойно-септических осложнениях ран, в частности при огнестрельном остеомиелите, развиваются определенные иммунологические сдвиги, которые направлены на компенсацию воспалительного процесса в ответ на массивную бактериальную инвазию [6, 7, 8].
Общий иммунный ответ у пациентов с гнойносептическими осложнениями может протекать в две фазы. В первую - происходит активация моноцитов с усиленной продукцией ими провоспалителъных цитокинов (клинически соответствует картине острого воспаления). Во вторую фазу - иммунологической толерантности (ареактивная или хроническая стадия заболевания) начинается снижение уров-
ня провоспалительных цитокинов [4, 6]. Развитие иммунологической толерантности рассматривается как адаптационный механизм, направленный на ограничение гипервоспаления, ослабляющего макроорганизм [4, 9]. Однако персистенция этого состояния приводит к угнетению Т- клеточных функций, снижению антителообразования [5].
Местный иммунитет (при гнойных осложнениях ран) также характеризуется гиперпродукцией провоспалительных цитокинов, выделяемых клетками моноцитарно-макрофагального ряда [2, 3]. Однако, динамика этих показателей в острой и хронической фазе остеомиелита еще недостаточно изучена.
Материалы и методы
Обследованы 36 раненых с огнестрельным остеомиелитом конечностей имеющих давность заболевания от года до 5 лет. Возраст пациентов варьировал от 19 до 45 лет (32±1,5 года). У 24 пациентов были выявлены клинические и рентгенологические проявления острого остеомиелита (группа 1). У 12 раненых имел место хронический огнестрельный остеомиелит (группа 2). Материалом для исследования служили сыворотка крови и взятый одновременно транссудат из раны (или свищевого хода) пациента.
Для поиска методов ранней диагностики острого огнестрельного остеомиелита (или обострения хронического процесса), наряду с пристальным динамическим наблюдением за раной, общеклиническими анализами крови определяли концентрации интерлейкинов (IL-la, IL-ip, IL-8); фактора некроза опухоли (TNF-a) в периферической крови пациентов и в отделяемом из раны. Для этой цели использовали наборы реагентов ТОО “Протеиновый контур” (Санкт-Петербург).
Контрольную группу составили 15 (мужчины в возрасте 21-25 лет). Обработка цифровых данных проведена методом вариационной статистики с использованием пакета программ Excel 97.
Результаты и обсуждение
В той или иной мере выраженные основные клинические симптомы гнойно-септических осложнений - интоксикация (лихорадка, озноб, головная боль, слабость, нарушение сна и др.) определялись у всех пациентов группы 1. В общих анализах крови у этих раненых имел место лейкоцитоз со сдвигом формулы белой крови влево (табл. 1).
У пациентов второй группы лейкоцитоз уступал место тенденции к лейкопении, анемии, лимфоци-топении, и в некоторых случаях, вторичному иммунодефициту (табл.1).
И в острой и в хронической фазе гнойного процесса имела место эозинофилия.
Таким образом, определить степень активности деструктивного гнойного процесса в очаге поражения, особенно в хронической стадии заболевания по общеклиническим анализам крови, острофазовым воспалительным реакциям не представляется возмож-
ным. Наиболее информативными в плане ранней диагностики инфекционных осложнений (и определения активности скрытого течения гнойного процесса) оказались общие и, в особенности, местные показатели провоспалительных цитокинов (табл. 2).
Нами установлено, что у пациентов группы 1 (острый огнестрельный остеомиелит) концентрация провоспалительных цитокинов значительно повышалась как в сыворотке крови, так и в отделяемом из раны. У пациентов с хроническим остеомиелитом (группа 2) повышенным оставалось содержание цитокинов в экссудате, при незначительном снижении их в сыворотке крови (это может ввести в заблуждение при определении активности гнойного очага только по показателям крови).
Таким образом, концентрации провоспалительных цитокинов в экссудате пациентов обеих групп одинаково нарастали (р<0,05). 1Ь-1а, а в особенности 1Ь-1Р могут использоваться для дифференциальной диагностики острого и хронического течения процесса. Так, при остром огнестрельном остеомиелите 1Ь-1а в сыворотке крови повышается в 2 раза; 1Ь-1|3 - в 5 раз, в то время, как при хроническом процессе - чуть выше нормы и в 2 раза больше нормы соответственно.
Повышение 1Ь-8 в сыворотке крови (группа 1) свидетельствует об активации иммунной системы в ответ на инфекцию. В то время как при хроническом течении процесса (группа 2) концентрация 1Ь-8 практически не отличается от контрольной группы, что говорит об истощении резервных возможностей иммунной системы.
Известно, что ТОТ-а является модификатором воспалительной реакции (3). Повышение его концентрации в сыворотке крови в 2 раза свидетельствует об остром гнойном процессе (табл. 2). В то время как в ареактивной (хронической) фазе его показатели - чуть выше нормы.
Применение в клинической практике
Программа лечения всех 36 раненых, помимо хирургического вмешательства, включала антибио-тикотерапию (в зависимости от чувствительности возбудителя). Чаще применяли цефалоспорины II-III поколения, гентамицин, амикацин, метрогил, реже ванкомицин, тиенам. Раненым проводили коррекцию водно-электролитного баланса и кислотноосновного состояния, гепаринотерапию, витаминотерапию, оксигенобаротерапию, введение репаран-
Табл. 1. ЛЕЙКОЦИТАРНАЯ ФОРМУЛА У ПАЦИЕНТОВ В ОСТРОЙ (ГРУППА 1) И ХРОНИЧЕСКОЙ (ГРУППА 2) ФАЗЕ ОГНЕСТРЕЛЬНОГО ОСТЕОМИЕЛИТА
Показатель Группа 1 (п=24) Группа 2 (п=12)
Лейкоциты х10*/л 9,7 ± 1,1 * 4,4 ± 0,7 *
Палочкоядерные, % 16,2 ± 1,5 5,9 ± 2,1
Сегментоядерные, % 53,1 ± 6,2 63,1 ± 3,3
Базофилы, % 1,0 ±0,5 1,0 ±0,5
Эозинофилы, % 7,2 ± 1,4 7,5 ± 1,9
Лимфоциты, % 17,4 ± 2,4 16,4 ± 2,5
Моноциты, % 4,6 ± 0,7 5,9 ± 2,8
СОЭ, мм/ч 18,6 ± 5,2 24,4 ±11,6
Примечание: * - р < 0,005 достоверность Табл. 2. УРОВЕНЬ ЦИТОКИНОВ В СЫВОР< ХРОНИЧЕСКОЙ (ГРУППА 2) ФАЗЕ ОГНЕСТ( различий между группами. ЖЕ КРОВИ И В ОТДЕЛЯЕМОМ ИЗ РАНЫ >ЕЛЬН0Г0 ОСТЕОМИЕЛИТА (нг/мл) В ОСТРОЙ (ГРУППА 1) И
Показатель, пкг/мл Контроль Группа 1 (п=24) Группа 2 (п=12)
сыворотка крови отделяемое из раны сыворотка крови отделяемое из раны
IL-1cx IL-1ß IL-8 TNF-а Pi Рг Рз 12.5 ± 1,2 8,7 ± 0,9 98,8 ± 2,5 16.5 ± 3,2 25.1 ± 2,3 45,3 ± 5,1 119,4 ± 9,1 39.1 ± 3,3 <0,05 <0,001 227.1 ±11,2 284,3 ± 18,4 393,8 ± 21,3 235.1 ± 12,3 <0,05 14,1 ± 2,3 19,3 ± 4,5 100,7 ± 2,8 18,8 ± 4,7 <0,05 <0,001 197.1 ± 10,5 224,3 ± 10,4 344,8 ± 11,3 218.1 ± 9,3 <0,05
Примечание: р, - достоверность различий по сравнению с показателями контроля сыворотки крови; р2 - достоверность различий по сравнению с показателями в сыворотке крови между группами больных; р3 - достоверность различий по сравнению с показателями в отделяемом из раны между группами больных.
тов. Все пациенты получали комплексное физиотерапевтическое восстановительное лечение. Раненые были выписаны в удовлетворительном состоянии после заключительной реабилитации.
Приводим два клинических наблюдения.
1. Раненый Ж., 24 года. Диагноз: огнестрельное осколочное ранение средней трети правого бедра, многоосколь-чатый перелом бедренной кости, огнестрельный остеомиелит. После ранения, в эвакогоспитале, выполнена первичная хирургическая обработка раны, фиксация правого бедра аппаратом Илизарова. В послеоперационном периоде в отделяемом из раны выявлено повышение содержания провоспалительных цитокинов относительно показателей здоровых доноров (IL-lcc 110 пкг/мл и IL-1P - 202 пкг/мл, IL-8 - 225 пкг/мл, TNF-a - 139,5 пкг/мл). При нормальных показателях лейкограммы (лейкоциты 7,4 х 109/л, палочкоядерные 2 %, сегментоядерные 57 %, эози-нофилы 1 %, лимфоциты 36 %, моноциты 4 %). На основе полученного результата было сделано заключение о высоком риске развития нагноения и приняты меры для профилактики генерализации инфекции. Через 3 дня, несмотря на проводимую антибиотикотерапию, у раненого повысилась температура до 38,2 С0, появились симптомы интоксикации. Концентрация цитокинов в отделяемом из раны составила (IL-la - 215 пкг/мл и IL-ip - 232 пкг/мл, IL-8 - 325 пкг/мл, TNF-a - 219,5 пкг/мл) при умеренно измененных показателях лейкограммы (лейкоциты 10,4 х 109/л, палочкоядерные 14 %, сегментоядерные 47 %, эози-нофилы 7%, лимфоциты 28 %, моноциты 4 %). Больному назначено комплексное лечение, проведена операция не-кросеквестрэктомии, установлена система проточно-про-мывного дренирования. После проведенных мероприятий отмечено клиническое и лабораторное улучшение. Выписан в удовлетворительном состоянии через 4 месяца для прохождения курса реабилитации.
2. Раненый К., 43 года. Диагноз огнестрельное сквозное пулевое ранение левого бедра с оскольчатым переломом левой бедренной кости, хронический огнестрельный остеомиелит. Выполнена хирургическая обработка раны, фиксация бедра аппаратом Илизарова. При повторной госпитализации с подозрением на обострение хронического остеомиелита выявлено нормальное содержание провоспалительных цитокинов в сыворотке крови (IL-la -12 пкг/мл, IL-1(3 - 20 пкг/мл, IL-8 - 98 пкг/мл, TNF-a -15,5 пкг/мл). В то время, как в отделяемом из раны имело место значительное повышение этих показателей (IL-la - 186 пкг/мл, IL-ф - 215 пкг/мл, IL-8 - 330 пкг/мл, TNF-a - 210 пкг/мл). В общих анализах крови обращала на себя внимание лейкопения и эозинофилия (лейкоциты 3,8 х 109/л, палочкоядерные 8 %, сегментоядерные 62 %, эозинофилы 6 %, лимфоциты 17 %, моноциты 7 %). На основе полученных данных сделано заключение о высоком риске обострения гнойного процесса. Больному назначено комплексное лечение, выполнена операция некросеквестрэктомии, после чего отмечено клиническое и лабораторное улучшение. Выписан в удовлетворительном состоянии через 2 месяца для проведения курса реабилитации.
Таким образом, исследование уровня провоспалительных цитокинов у пациентов с огнестрельными ранениями конечностей в сыворотке крови и в отделяемом из раны может служить надежным критерием доклинической диагностики острого гнойного процесса и тестом для выявления скрытого течения хронического остеомиелита. Наиболее показательными в количественном аспекте являются концентрации IL-la, IL-ip, в качественном - IL-8 и TNF-a. Исследование одного из названных цитоки-
нов достаточно для определения возможности обострения воспаления, что объективизирует диагностику и дает возможность удешевить обследование пациентов с высоким риском развития нагноения.
Выводы
1. При остром огнестрельном остеомиелите концентрация провоспалительных цитокинов нарастает как в сыворотке крови, так и в раневом отделяемом.
2. При хроническом течении остеомиелита концентрация провоспалительных цитокинов в крови чуть выше нормы, и только исследование отделяемого из раны позволяет судить о динамике воспалительного процесса.
3. Наиболее информативными показателями при остром течении гнойного процесса являются уровни IL-la и в особенности, IL-lß, которые повышаются в сыворотке крови в 2 и в 5 раз соответственно.
4. Уровень TNF-a повышается в сыворотке крови в 2 раза при остром течении гнойного процесса, оставаясь чуть выше нормы при хроническом.
5. При обострении гнойного процесса наиболее информативным является определение уровня провоспалительных цитокинов в раневом отделяемом (повышение IL-la, IL-lß - в 20 - 30 раз; TNF-a - в 14 раз; IL-8 - в 4 раза по сравнению с нормой).
Список литературы
1. Арьев Т.Я., Никитин Г.Д. Мышечная пластика костных полостей. - М., 1955. - 174 с.
2. Кетлинский С.А., Симбирцев A.C., Воробьев А.А. Эндогенные иммуномодуляторы.- СПб: Гиппократ, 1992.- 256 с.
3. Котов А.Ю. Разработка диагностических тест-си-стем и их использование для изучения продукции провоспалительных цитокинов при воспалительных процессах / Дисс.... канд. мед. наук.- СПб, 1999.- 126 с.
4. Клиническая иммунология. Руководство для врачей / Под ред. Соколова Е.И.- М: Медицина, 1998,- 272 с.
5. Наглядная иммунология. Пер. с англ. / Под ред. Плейфера Дж,- М: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 1998,- 94 с.
6. Петров Р.В., Хаитов P.M., Пинегин Б.В. Оценка иммунного статуса человека в норме и патологии // Иммунология.- 1994.-№6,- с.6-9.
7. Фрейдлин И.С. Иммунная система и ее дефекты. Руководство для врачей. - СПб., 1998. - 112 с.
8. Шаповалов В.М., Овденко А.Г. Огнестрельный остеомиелит/ СПб: MOPCAP AB, 2000,- 144 с.
9. Beutler В., Cerami A. The endogenous mediators of endotoxic shock // Clin.res.- 1987,- Vol35, № 2,- P. 192-197.
10. Deitch E.A., Goodman E.R. Prevention of multiple organ failure // Surg. Clin. North. Am.- 1999,-Vol.79, №6,- P. 1471-1488.
11. Heumann D., Glauser M.P. Pathogenesis of sepsis // Scientific American.- 1994,- Vol.6, №1.- P. 2-11.
поступила в редакцию 18.06.2002 принята к печати 03.09.2002
