CC BY
37
МОНОЦИТАРНЫЙ ХЕМОТАКСИЧЕСКИЙ ФАКТОР В ИММУНОПАТОГЕНЕЗЕ ИЗОЛИРОВАННОЙ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ
Л.Ф. Азнабаева, Х.Х. Ганцева, С.Ф. Афлятунова
ГОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет Республиканская клиническая больница им. Г.Г. Куватова, Уфа
Азнабаева Лилия Фаритовна, врач-иммунолог,
профессор кафедры оториноларингологии БГМУ, д-р мед. наук,
450000, Россия, Республика Башкортостан,
г. Уфа, ул. Ленина,3,
тел. 8 (347) 273-58-51,
e-mail: [email protected]
Целью исследования было определение роли МСР-1 в иммунопатогенезе хронической обструктивной болезни легких. (ХОБЛ) (при изолированных, и сочетанных вариантах - с абсцессом или раком легких). Под наблюдением находилось 90 больных. ХОБЛ, в том числе 30 - с изолированной формой ХОБЛ, 30 - в сочетании с абсцессом легкого и 30 - в сочетании с раком легкого (РЛ) в возрасте 51,1±4,8 лет, мужского пола. Группой контроля выступали 21 практически здоровых, лиц. Наибольшие показатели содержания МСР-1 отмечались в группе ХОБЛ в сочетании с абсцессом легкого (369,51±56,31 пг/мл по сравнению с 154,42±58,29 пг/мл в группе контроля, р<0,05). У больных. ХОБЛ в сочетании с раком легкого наблюдались более низкие значения уровня МСР-1 (298,27±16,13 пг/мл) по сравнению с изолированной ХОБЛ (339,75±46,45 пг/мл).
Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких, МСР-1, иммуно-патогенез.
MONOCYTE CHEMOTACTIC PROTEIN IN IMMUNOPATHOGENESIS OF CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY
DISEASE
L.F. Asnabaeva, Kh.Kh. Gantseva, S.F. Aflyatunova
Bashkir State Medical University Kuvatov Republican clinical hospital, Ufa
Aim of research: to define the role of MCP-1 in immunopathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) (in isolate and combination forms). Research included 90 men patients, exactly 30 patients -with isolate COPD, 30 - with COPD in combination with lung abscess, 30- with COPD in combination with lung cancer. The checking group included 21 healthy donors. The highest MCP-1 level was in the group of COPD in combination with lung abscess (369,51±56,31 pg/ml in comparison with checking group - 154,42±58,29 pg/ml, p<0,05). At COPD patients in combination with lung cancer was smaller MCP-1 level (298,27±16,13 pg/ml) in comparison with isolate COPD (339,75±46,45; pg/ml).
The key words: MCP-1, chronic obstructive pulmonary disease, immunopathogenesis.
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) - заболевание, характеризующееся ограничением скорости воздушного потока, которое обратимо не полностью. Ограничение скорости
воздушного потока обычно прогрессирует и связано с воспалительным ответом легких на патогенные частицы или газы. ХОБЛ приводит к ряду значимых системных эффектов, которые могут
усугублять течение болезни. ХОБЛ можно предупредить и лечить.
Ключевая роль в развитии системного воспаления при обструктивной болезни легких принадлежит клеткам воспаления (нейтрофилы, моноциты и лимфоциты) [6].
Известно, что в ответ на агрессивные агенты внешней среды усиливается миграция моноцитов в бронхолегочную ткань, увеличивается количество активированных альвеолярных макрофагов, которые настраивают и регулируют секрецию многих провоспалительных протеинов (цитокины, хемоки-ны, протеолитические ферменты).
Существенную роль в возникновении и про-грессировании обструктивной болезни легких играют клетки моноцитарно-макрофагального ряда. Способность этих клеток высвобождать провос-палительных молекулы является одним из патогенетических факторов в развитии локального и системного воспалительного ответа при этой патологии. Миграция лейкоцитов в очаг воспаления осуществляется под действием хемотаксических цитокинов - хемокинов. Одним из основных хе-мокинов является моноцитарный хемотаксический белок-1 (МСР-1) [5]. МСР-1 - хемоаттрактант для моноцитов/макрофагов и активированных Т-лим-фоцитов [2], относится к СС-хемокинам и является мощным хемотаксическим и активирующим фактором моноцитов/макрофагов. Человеческий МСР-1 представляет собой белок, состоящий из 76 аминокислот. МСР-1 продуцируется многими типами клеток, включая мононуклеарные клетки, тучные клетки, Т-клетки, фибробласты, эндотелиальные клетки, клетки костного мозга, эпителиальные клетки, астроциты. Синтез МСР-1 индуцируется медиаторами воспалительной реакции: ИЛ-1р, ФНО-а, ИНФ-у, ИЛ-6 и ИЛ-4 и липополисахаридами (LPS). По данным Gabay C. et al. [5] уровень МСР-1 и ИЛ-6 коррелируют между собой и являются сильными индукторами воспаления, действующие через накопление мононуклеарных клеток.
Известно, что МСР-1 играет важную роль и при других системных заболеваниях, для которых характерна инфильтрация мононуклеарных клеток, включая атеросклероз, ревматоидный артрит и аллергические реакции. Повышенные уровни МСР-1 встречаются при сепсисе [4], болезни Крона, рассеянном склерозе, при воспалительных процессах в костной ткани, болезни Альцгеймера, остром панкреатите, ишемии миокарда и при вирусных инфекциях. МСР-1 повышен также у больных некоторыми видами рака, например, при раке желудка, злокачественной глиоме, раке яичников, поджелудочной железы, мочевого пузыря и молочной железы. Считают, что при накоплении МСР-1 существенно повышается процент осложнений после ангиопластики или операций на легких, а снижение его концентрации сопровождается меньшим числом осложнений [1].
Несмотря на многочисленные публикации, свидетельствующие о значимом увеличении уровня МСР-1 при ХОБЛ, в настоящий момент остаются ма-
лоизученными вопросы, связанные с местом МСР-1 в иммунопатогенезе ХОБЛ.
Цель исследования
Определение роли МСР-1 в иммунопатогенезе ХОБЛ (при изолированных и сочетанных вариантах
- с абсцессом или раком легких).
Материалы и методы
Под наблюдением находилось 90 больных ХОБЛ, в том числе 30 - с изолированной формой ХОБЛ, 30 - в сочетании с абсцессом легкого и 30 - в сочетании с раком легкого (РЛ) в возрасте 51,1±4,8 лет, мужского пола. Группой контроля выступали 21 практически здоровых лиц, не имеющих в анамнезе хронических заболеваний и в течение 3 месяцев -острых респираторных вирусных инфекций, сопоставимая по возрасту и полу.
Всем проводили исследование иммунограм-мы - определяли содержание основных популяций и субпопуляций лимфоцитов (CD3+, CD4+, CD8+, CD16+, CD19+, CD23+) методом проточной цитоф-люориметрии с использованием моноклональ-ных антител (BeckmanCoulter), функциональные свойства лимфоцитов в реакции бласттрансфор-мации (РБТЛ) с различными митогенами (фитоге-магглютинин (ФГА) - для стимуляции преимущественно CD8+лимфоцитов, конкавалин А (ConA)
- CD4+лимфоцитов, митоген лаконоса (PWM) - Т-зависимых В-лимфоцитов) [10], количественные и функциональные показатели состояния макрофа-гально-фагоцитарного звена - % нейтрофилов и моноцитов, фагоцитарные и метаболические свойства нейтрофилов (фагоцитоз, НСТ-тест). Определяли уровень моноцитарного хемотоксического фактора-1 (МСР-1) методом ИФА с использованием коммерческих тест-систем ЗАО "Вектор-Бест" (Новосибирская область). В сыворотке крови проводили определение содержания сывороточных IgG, IgA и IgM имму-нохимическим методом с помощью биохимического анализатора SYNCHRON CX 5 PRO (Beckman Coulter), количественное содержание общего IgE определяли в анализаторе AttECS 2 (Beckman Coulter), антитела острого периода к герпесвирусам: класса М (IgM) к вирусу простого герпеса (ВПГ) типа 1 и 2; IgM - к ци-томегаловирусу (ЦМВ); иммуноглобулинов классов G и M (IgG и IgM) к предраннему белку цитомегало-вируса (IEA), IgM к капсидному белку вируса Эпш-тейн-Барра (ВЭБ) и IgG к раннему антигену EA вируса методом ИФА с использованием коммерческих тест-систем ЗАО "Вектор-Бест" (Новосибирская область).
Статистическую обработку проводили с вычислением значения средней величины (М), стандартной ошибки показателя средней (m), Производилась оценка корреляционных взаимоотношений (r). Статистически значимыми различиями принимались данные при наличии достоверности c р<0,05.
Результаты и обсуждение
Было установлено, что в иммунопатогенезе ХОБЛ ведущую роль играет формирование дисбаланса иммунного реагирования.
Изолированный ХОБЛ сопровождался активацией 1-ой линии защиты- в виде увеличения количества лейкоцитов, моноцитов, NK-клеток в периферической крови и концентрации иммуноглобулинов классов А и Е. Отмечалась незначительная активация Т-клеточного звена (р>0,05).
Сочетание ХОБЛ с абсцессом легкого (присоединение гнойно-воспалительного процесса) сопровождалось формированием иммунного ответа по двум путям (клеточного - в виде выраженного увеличения Т-лимфоцитов с цитотоксическими свойствами (CD3+CD8+) до 37,20±3,53% по сравнению с группой контроля - 24,21±0,25% (р<0,01) и гуморального - повышался уровень ^ до 18,15±2,62 по сравнению с группой контроля - 12,50±0,68 г/л (р<0,05)). Одновременная активация по двум путям способствовала развитию несостоятельности иммунной системы.
ХОБЛ в сочетании с раком легкого также характеризовался активацией ТМ (клеточного) пути (увеличение Т-лимфоцитов с цитотоксическими свойствами (CD3+CD8+) до 30,50±1,30% по сравнению с группой контроля - 24,21±0,25% (р<0,001)) и угнетением фагоцитарного звена иммунной системы
- отмечалось снижение фагоцитарной активности нейтрофилов до 43,90±2,95% по сравнению с группой контроля - 50,80±1,85% (р<0,05).
Общим для всех форм ХОБЛ являлось увеличение количества NK-клеток, основной функцией которых является поддержание гомеостаза и осуществление противовирусной защиты, в том числе сдерживание реактивации вирусов из семейства Herpesviridae (ЦМВ, ВПГ, ВЭБ). Инфицированность герпесвирусами среди человеческой популяции составляет 70-90%, первый контакт происходит в детском возрасте и клинически чаще всего проходит незаметно или в легкой степени в виде насморка или под маской ОРВИ. У взрослых реактивация гер-песвирусов проявляется только в условиях несостоятельности противовирусной защиты, под масками различных заболеваний и агрессивность поведения вирусов зависит от степени иммунодефицита.
Оценка реактивации герпесвирусов путем изучения наличия антител острого периода (1дМ и антитела к ранним белкам вирусов) у больных ХОБЛ показало высокую выявляемость реактивации
- 58,0% (у 52 из 90) по сравнению с группой контроля 14,3% (у 3 из 21), р<0,002.
Наибольший процент выявляемости отмечался у больных ХОБЛ с сочетанными формами (абсцесс легкого-66,7%, рак легкого-66,7%)
Полученные данные свидетельствовали о роли реактивации вирусов из семейства Herpesviridae в патогенезе ХОБЛ.
Определение уровня одного из основных хемо-кинов для моноцитов - МСР-1 установило большой разброс показателей в группе больных ХОБЛ от 175 до 679 пг/мл, в группе контроля - 46-240 пг/мл. Сопоставление данных больных ХОБЛ в зависимости от сочетания с другой патологией с результатами в группе контроля показало значительное увеличение во всех исследуемых группах больных (рис. 1).
МСР-1
□ группа контроля ■ хобл
□ абсцесс
□ рак
Рис. 1. Уровень МСР-1 у больных ХОБЛ в зависимости от наличия сочетания ХОБЛ с абсцессом или раком легкого, пг/мл (различия в группах статистически значимы относительно группы контроля: * - р<0,05)
Наибольшие показатели содержания МСР-1 отмечались в группе ХОБЛ в сочетании с абсцессом легкого (369,51±56,31 по сравнению с 154,42±58,29 пг/мл в группе контроля, р<0,05). У больных ХОБЛ в сочетании с раком легкого наблюдались более низкие значения уровня МСР-1 (298,27±16,13 пг/мл) по сравнению с изолированной ХОБЛ (339,75±46,45 пг/мл) (р>0,05), однако достоверно выше по сравнению с группой контроля (р<0,05). Следовательно, ХОБЛ сопровождался повышением уровня МСР-1, что согласуется с данными литературы.
Учитывая провоспалительный характер хемо-кинов, с целью определения роли МСР-1 в имму-нопатогенезе ХОБЛ, был проведен анализ корреляционных взаимосвязей уровня МСР-1, показателей иммунограммы и реактивацией герпесвирусов (антитела острого периода).
Оценка корреляционных связей показателей МСР-1 и данными иммунного реагирования у больных показала значимую роль МСР-1 в иммунопатогенезе ХОБЛ. Так, при изолированном ХОБЛ повышенный уровень МСР-1 коррелировал с факторами, характеризующими активность иммунной системы - факторами врожденного и адаптивного иммунитета (рис. 2).
CD3+ CD3+CD4+ CD3+CD8+ CD4+CD25+ CD4+HLADR+ CD4+CD95+ CD4+RO+ CD4+RA+ TNK+
CD19+ / CD19+CD23+ 1дМ
|дЕ
ЦИК среднемол ЦИК низкомол IдМ ЦМВ 1дМ ВПГ
Рис. 2. Корреляционные взаимоотношения МСР-1 с показателями иммунного реагирования у больных ХОБЛ
Установлена прямая связь с уровнем лейкоцитов (r=0,51) и моноцитов (r=0,63), что соответствует литературным данным. В то же время, были выявлены связи, характеризующие тесную взаимосвязь уровня хемокина с активностью Т-клеточ-ного звена, NK-клеток и показателей гуморального звена (противовирусная защита). Отмечалась корреляция уровня МСР-1 с Т-лимфоцитами (CD4+ (r=0,67); CD8+ (r=0,59)); активированными Th -(CD4+CD25+ (r=0,46); CD4+HLADR+(r=0,46); CD4+CD95+(r=0,49); CD4+CD45RO+(r=0,64) и лимфоцитами с цитотоксическими свойствами - TNK (r=0,7) и NK-клеток (r=0,44). Полученные данные свидетельствуют о прямой связи МСР-1 с функциями противовирусной защиты. Полученные данные подтверждаются выявлением корреляции МСР-1 и наличием антител острого периода к ЦМВ (IgM, r=0,81) и ВПГ (IgM, r=0,62). Несмотря на отсутствие корреляции уровня МСР-1 с содержанием В-лимфоцитов (CD19+), наблюдалась положительная корреляция с показателем, характеризующим активность В-клеточного звена - активационным маркером В-лимфоцитов (CD23+) и антителами (IgM, 1дЕ,ЦИК), в том числе специфичными - IgM против ЦМВ (r=0,81) и IgM против ВПГ (r=0,62).
Следовательно, при изолированном ХОБЛ увеличение МСР-1, коррелирует с активацией противо-вируной защиты к ЦМВ и ВПГ, что возможно и лежит в основе пускового механизма развития ХОБЛ.
Сочетанный тип ХОБЛ с абсцессом легкого характери зова лся корреляц ией повышении ого МСР-1 с показателям и, хара ктеризующими, прежде всего, противобактериальную защиту (рис. 3).
РБТЛ ФГА'
Фагоцитарный индекс
0,59
МСР-1
, РБТЛ (PWM) igG
ЦИКсреднемол ЦИК низкомол
Рис. 3. Корреляционные взаимоотношения МСР-1 с показателями иммунного реагирования у больных ХОБЛ в сочетании с абсцессом легкого
Сохранялись корреляционные связи МСР-1 с факторами врожденного иммунитета - способность нейтрофилов к фагоцитозу (ФИ) (г=0,59), однако с уров н ем мон о цитов связи не было выявлено. С состоянием Т-клеточного звена - сохранялась корреляция лишь с показателями способности Т-лимфоцитов к пролиферации (РБТЛ). С данными В-клеточного звена было выявлена корреляция с уровнем ^ и ЦИК.
Следовательно, при сочетании ХОБЛ с гнойным процессом, высокий уровень МСР-1 характеризовал активность противобактериальной защиты.
Анализ корреляционных связей повышенного МСР-1 у больных ХОБЛ в сочетании с раком легко-
го не выявил значимых корреляционных связей с со стоянием иммунной системы. Были установлены незначительной! силы связи с показателями В-кле-точного звена. Более того, отмечалась обратная (-) связь с данными врожденного иммунитета (уровнем зрелых нейтрофилов (г=-0,39)) и В-звена, а именно способностью к пролиферации (-0,38) (рис.4).
CD4+HLADR+
нейтрофилы%
МСР-1 -
0,241 Моноциты
CD19+
CD19+CD23+
РБТЛ PWM)
Рис. 4. Корреляционные взаимоотношения МСР-1 с показателями иммунного реагирования у больных ХОБЛ в сочетании с раком легкого
Следовательно, сочетание ХОБЛ с онкологическим процессом сопровождается разбалансировкой иммунного реагирования - повышенный уровень МСР-1 практически не коррелировал с данными активности иммунной системы.
Таким образом, МСР-1 при ХОБЛ выявляется в повышенных значениях и высокий уровень коррелировал с активностью иммунного реагирования либо противовирусной (при изолированном ХОБЛ), либо противобактериальной (при ХОБЛ в сочетании с абсцессом) защиты, что может быть расценено, с одной стороны, как маркер активации защитных сил иммунной системы, с другой - как возможный триггер запуска ХОБЛ. При сочетании ХОБЛ с онкологическим процессом повышенный уровень МСР-1 не связан с защитными функциями иммунной системы и, возможно, участвует в проон-когенных процессах (что согласуется с данными исследования, посвященными изучению места МСР-1 при онкологических заболеваниях). Полученные данные свидетельствуют о роли МСР-1 в иммунопа-тогенезе ХОБЛ как белка острой фазы - свидетеля и участника иммунного ответа. Высокие значения в течение длительного времени, по-видимому, можно расценить как маркер напряженности иммунной системы.
Список литературы
1. Афанасьев В.В., Лукьянова И.Ю. Особенности применения цитофлавина в современной клинической практике. - СПб., 2010. - 40 с.
2. Кубышева Н.И., Постникова Л.Б. Системное воспаление: перспектива исследований, диагностики и лечения хронической обструктивной болезни легких // Клиническая геронтология. - 2007. - №7. - С.50-56.
3. Deshmane S.L., Kremlev S., Amini S., Sawaya B.E. Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1):on overview // J.interferon Cytokine Res. -2009. - Vol. 29. - P. 313-326.
-0,39
4. Hillenbrand A., Knippschild U., Weiss M., Schrezenmeier H., Henne-Bruns D., Huber-Lang M., Wolf A. Sepsis induced changes of adipokines and cytokines-septic patients compared to morbidly obese patients // BMC Surgery. - 2010. -Vol. 10/ №26. - P. 1471-2482.
5. Gabay C. Interleukin-6 and chronic inflammation // Arthritis Res Ther. -2006. - Vol. 8. - № 2. - P. 3.
6. van Eeden S.F., Yeung A., Quinlam K., Hogg J.C. Systemic response to ambient particulate matter: relevance to chronic obstructive pulmonary disease // Proc. Am. Thorac. Soc. - 2005. - Vol. 2(1). - P. 61-67.
7. Stites D.P. Clinical Laboratory Methods for Detection of Cellular Immunit // Lange Med. Pub. Eighth edition. - Stemford, 1994. - P. 195-212.
