CC BY
15
УДК 616.34-053.2-002:578.245:582.542.1 © Г.Н. Янкина, 2010
Г.Н. Янкина
ОСОБЕННОСТИ ЦИТОКИНОПОСРЕДОВАННОГО ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА У ДЕТЕЙ С ЦЕЛИАКИЕЙ
Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Исследованы уровни про- и противовоспалительных цитокинов у детей с целиакией. Отмечено повышение их продукции, которое зависело от возраста. Назначение безглютеновой диеты (БГД) ведет к восстановлению равновесия про- и противовоспалительных цитокинов. Выявлено превалирование секреции ИЛ-4 в возрастных группах до 6 лет. Для больных целиакией характерно позднее (возраст старше 3-х лет) переключение с Th2-ro на Th1 тип иммунного ответа. Активность ИЛ-10 увеличивалась с возрастом пациента, достигая максимума среди детей старшей возрастной группы (р=0,001). На БГД коэффициент соотношения ИНФ-у/ИЛ-10 снижался во всех возрастных группах больных, что, очевидно, отражает стихание воспалительного процесса в кишечнике.
Ключевые слова: дети, целиакия, цитокины.
G.N. Yankina
THE PECULIARITIES OF CYTOKINOCONNECTED INFLAMMATORY PROCESS IN CHILDREN WITH CELIAC DISEASE
The levels of pro - and anti-inflammatory cytokines in children with celiac disease were studied. The increase of production of pro-and anti-inflammatory cytokines depended on age. Usage of gluten-free diet (GFD) was taken to restore the balance of pro-and anti-inflammatory cytokines. The prevalence of secretion of IL-4 in age groups up to 6 years was noted. Patients with celiac disease were characterized by later (age older than 3 years) from Th2-to Th 1 first type of immune response. The activity of IL-10 increased with patient age, reaching peak among children of age group (p=0,001). The GFD ratio INF-y/IL-10 declined in all age groups of patients, which obviously reflected subsided inflammation in the intestine.
Key words: children, celiac disease, cytokines.
Патогенез поражения тонкой кишки при целиакии (Ц), несмотря на значительное количество гипотез, остается до конца не ясным. В настоящее время изучается роль цитокинов в развитии аутоиммунного процесса при Ц [2, 3, 11]. Заболевание опосредуется взаимодействием пептида с DQ2, приводящего к активации специфических Т-клеток, в результате стимулируется продукция ФНО-а, ИЛ-4, ИЛ-10, а также ИНФ-у. Данные цитокины влияют на активность и число иммунокомпетентных клеток в слизистой оболочке тонкой кишки (СОТК), регулируют активность эпителиальных факторов роста и металлопротеиназ, которые принимают участие в повреждении эпителиальных структур, что в конечном итоге приводит к развитию синдрома мальабсорбции (СМА) [5, 6, 8, 9].
Целью данной работы явилось исследование уровня про- и противовоспалительных цитокинов у детей с Ц в возрастном аспекте и на фоне безглютеновой диеты (БГД).
Материалы и методы. Цитокиновый профиль изучен у 76 больных Ц. Типичная целиакия (ЦТ) диагностирована у 51 ребенка, атипичная целиакия (ЦА) - у 25 детей. Диагноз устанавливался согласно существующему стандарту диагностики и лечения Ц у детей [3]. До 3-х лет (1-я возрастная группа) было 26 больных Ц, с 4-х до 6 лет (2-я возрастная группа) - 13 детей; с 7 лет до 16 лет (3-я возрастная группа) - 29 пациентов, старше 17 лет (3-я возрастная группа) - 8 человек.
Содержание цитокинов ИЛ-1Р, ИЛ-10, ИЛ-4, ИНФ-у, ФНО-а в сыворотке крови определяли методом иммуноферментного анализа с использованием тест-систем ООО «Протеиновый контур» (Санкт-Петербург), содержание рецепторного антагониста интерлейкина-1 (ИЛ-1РА) - реактивами фирмы ЗАО «Вектор-Бест» (г. Новосибирск).
Математическую обработку результатов исследования проводили с использованием описательных статистик: Ме (медиана) и Qb Q3 (quarite 1-3). Для анализа количественных признаков при сравнении двух независимых выборок применяли критерий Манна-Уитни. При достоверности межгрупповых различий проводили попарные сравнения с использованием Z-критерия Краскола-Уолисса с поправкой на множественные сравнения [1]. Для расчета использовали статистический пакет SAS 8.
Результаты исследования и их обсуждение. Анализ результатов исследования показал, что для пациентов с Ц характерно высокое содержание провоспалительных цитокинов ИЛ-1Р (р=0,001), ФНО-а (р=0,001) по сравнению с группой контроля. Параллельно отмечено повышение уровня противовоспалительных цитокинов ИЛ-1РА и ИЛ-4, р=0,001. На фоне соблюдения БГД концентрация выше перечисленных цитокинов снижалась что связано со стиханием активности аутоиммунного воспалительного процесса (p=0,001 для ИЛ-1Р, р=0,03 для ФНО-а), (табл. 1).
Содержание цитокинов в сыворотке крови у детей с Ц зависело от пола. В исследовании были выявлены следующие особенности. Уровень ИЛ-1Р оказался выше среди девочек (247,02 пг/мл, 134,0-419,0 пг/мл), по
сравнению с мальчиками (214,05 пг/мл, 109,08-351,89 пг/мл, р=0,03). Уровень ФНО-а также оказался максимальным у лиц женского пола (р=0,001). Напротив активность ИЛ-1РА была более выражена среди мальчиков (83,49 пг/мл, 14,75-296,3 пг/мл, р=0,05), по сравнению с девочками (66,25 пг/мл, 14,04-219,4 пг/мл).
Таблица 1
Содержание про- и противовоспалительных цитокинов сыворотки крови у детей с целиакией, Ме (01-03)
Показатель, Общая группа, Целиакия Целиакия Контроль, р
пг/мл (п=76) типичная, пг/мл (п=51) атипичная, пг/мл (п=25) пг/мл (п=20)
Группа 1 2 3 4
ИЛ-1Р 247,8 277,7 233,99 13,09±4,34 р4-1,2,3=0,001
До лечения (109,08-391,3) р*=0,001 (99,39-409,0) р**=0,001 (118,0-311,0) р***=0,001 (1,24-15,91) р2-3=0,005
ИЛ-1Р После лечения 0,50 (0,19-56,33) 0,58 (0,27-45,56) 0,39 (0,19-43,25) р4-1,2,3=0,001
ИЛ-1РА 83,49 67,51 142,0 12,72±1,72 р4-1,2,3=0,001
До лечения (14,06-300,0) р*=0,001 (13,54-262,1) р**=0,001 (39,7-515,11) р***=0,001 (10,85-13,04) р2-3=0,001
ИЛ-1РА 13,93 13,27 14,05 р4-1,2,3=0,001
После лечения (0,67-75,0) (0,33-75,01) (1,01-53,74)
ИЛ-10 12,09 10,88 13,08 10,05±3,51 р4-1,2,3=1,0
До лечения (0,58-214,9) р*=0,001 (0,58-214,9) р**=0,001 (0,98-150,0) р***=0,001 (0,01-11,41)
ИЛ-10 192,15 32,01 130,8 р4-1,2,3=1,0
После лечения (68,77-773,8) (65,93-648,6) (70,13-779,5) р2-3=0,001
ИЛ-4 4,08 2,02 33,19 5,15±2,72 р4-3=0,001
До лечения (0,23-113,7) р*=0,001 (0,18-113,7) р**=0,001 (0,35-103,7) р***=0,001 (0,11-5,97) р2-3=0,001
ИЛ-4 0,38 0,32 0,72 р3-4=0,001
После лечения (0,17-21,86) (0,16-12,05) (0,21-21,86)
ИНФ-7 18,15 17,7 14,77 50,87±0,39 р4-1,2,3=0,001
До лечения (0,56-50,07) р*=0,001 (0,55-50,07) р**=0,001 (0,52-49,71) р***=0,001 (50,25-52,46)
ИНФ-7 0,08 0,08 0,14 р4-1,2,3=0,001
После лечения (0,05-10,71) (0,05-7,56) (0,06-13,21)
ФНО-а 49,03 49,8 27,56 35,37±21,71 р4-1,2=0,03
До лечения (16,9-139,5) р*=0,001 (16,9-272,9) р**=0,001 (15,2-109,0) р***=0,001 (22,93-50,85) р2-3=0,001
ФНО-а 24,03 31,19 1,2 р4-1,2=0,03
После лечения (0,56-125,0) (0,82-233,8) (0,26-60,13)
Примечание: р - достоверность различий при межгрупповом сравнении больных; р1-2,3,4 - достоверность различий между группой контроля с общей группой, ЦТ, ЦА; р3-4 - достоверность различий между ЦТ и ЦА; * - достоверность различий (р=0,001) в общей группе больных до и после лечения; ** - достоверность различий (р=0,001) в группе пациентов с ЦТ до назначения БГД и в динамике через год; *** - достоверность различий (р=0,001) в группе больных ЦА до назначения БГД и в динамике через год
Проанализировано влияние возраста пациентов с Ц на состояние цитокинового статуса. Уровень ИЛ-1Р в сыворотке крови был значительно повышен у пациентов во всех возрастных группах до назначения БГД, пик концентрации данного медиатора воспаления выявлен в группе больных начиная с четырехлетнего возраста и до 16-ти лет. Среди подростков старше семнадцатилетнего летнего возраста его значения уменьшались (р=0,001). Снижение уровня ИЛ-1Р согласуется с выраженностью клинических проявлений, которые уменьшаются с возрастом у пациентов с Ц. Через год от начала соблюдения БГД содержание этого провоспалительного цитокина нормализовалось у всех пациентов вне зависимости от возраста (р=0,001) (табл. 2).
Одним из наиболее активных цитокинов с провоспалительным действием является ФНО-а. Его считают ключевым в процессе воспаления, в частности, и при аутоиммунных заболеваниях. Выраженная активность ФНО-а выявлена у пациентов до 6-ти лет (р=0,001), в старшем возрасте содержание ФНО-а было в пределах референтных значений (р=0,001). На фоне лечения содержание ФНО-а у детей младшей возрастной группы (до 3-х лет) не изменялось, оставаясь высоким, и достоверно отличалось от показателей группы контроля (р=0,001). Эти данные согласуются с трудностями достижения компенсации Ц у детей младшей возрастной группы (табл. 2). Таким образом, у детей с Ц максимальная активность хронического воспалительного процесса приходится на период до 16 лет, о чем свидетельствует снижение концентрации провоспалительных цитокинов среди пациентов старшего возраста. Возможно, это связано с особенностями иммунного ответа на введение глютена. В настоящее время известно, что с возрастом уменьшается активность иммунного реагирования в ответ на посту-
пление в организм глютенсодержащих продуктов. Физиологические особенности становления иммунного ответа тоже вносят свой вклад в характер иммунного ответа на воспаление.
Таблица 2
Уровень провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови в зависимости от возраста ребенка до и после лечения,Ме (01-03)
Показатель, пг/мл Возраст больных целиакией (п=76), содержание цитокина (пг/мл) Контроль, пг/мл (п=20) р
До 3-х лет, п=26 С 4-х до 6 лет, п=13 С 7 лет до 16 лет, п=29 Старше 17 лет, п=8
1 2 3 4 5
ИЛ-10 173,4 274,5 284,0 237,6 13,09±4,34 р5-1,2,3,4=0,001
До лечения (51,59-335,19) (233,0-391,3) (128,9-399,5) (7,5-434,99) (1,24-15,91) р1-2,3,4=0,001 р3-4=0,004
ИЛ-10 0,96 0,51 0,34 0,44
После лечения (0,44-200,01) р***=0,001 (0,34-56,33) р***=0,001 (0,19-0,84) р***=0,001 (0,27-0,71) р***=0,001
ФНО-а 65,31 112,0 25,61 32,14 35,37±21,71 р1,2-5=0,001
До лечения (20,2-583,4) (16,3-353,0) (16,5-60,91) (16,37-55,0) (22,9-50,85) р1,2-3,4=0,001
ФНО-а 61,62 12,01 0,87 42,91 р***2,3=0,001
После лечения (5,42-213,08) (0,69-31,19) (0,29-86,34) (8,19-198,0)
ИНФ-у 18,6 13,11 15,41 25,08 50,87±0,39 р1,2,3-5=0,001
До лечения (1,22-50,07) (0,35-55,78) (12,3-49,36) (0,54-49,89) (50,25-52,46)
ИНФ-у 0,33 0,21 0,06 0,06
После лечения (0,06-11,43) р***=0,001 (0,04-1,35) р***=0,001 (0,05-7,56) р***=0,001 (0,05-0,14) р***=0,001
ИЛ-1РА 39,7 179,0 87,12 59,69 12,72±1,72 р2-1,3,4=0,001
До лечения (5,56-268,3) (45,45-650,91) (20,0-269,0) (30,2-160,55) (10,85-13,04) р5-1,2,3,4=0,001
ИЛ-1РА 6,06 27,39 14,05 14,19 р2-5=0,002
После лечения (0,24-21,19) (11,45-53,74) (1,33-75,01) (2,03-66,72)
ИЛ-10 13,08 5,86 65,0 130,84 10,05±3,51 р5-1,3,4=0,001
До лечения (0,98-197,2) (0,56-11,12) (1,84-318,51) (0,59-427,77) (0,01-11,41) р1,2-3,4=0,001
ИЛ-10 135,00 67,15 274,1 458,95
После лечения (64,66-773,8) р***=0,001 (51,32-320,5) р***=0,001 (92,48-811,8) р***=0,001 (84,4-719,65) р***=0,001
ИЛ-4 42,99 33,87 0,73 3,19 5,15±2,72 р1,2-5=0,001
До лечения (0,34-152,8) (0,12-65,11) (0,3-56,31) (0,26-59,14) (0,11-5,97) р1,2-3,4=0,001
ИЛ-4 0,78 0,65 0,29 0,32
После лечения (0,19-77,15) (0,16-12,13) (0,17-0,76) (0,15-8,88)
Примечание: р5-1,2,3,4 - достоверность различия показателей между группами детей всех возрастных категорий по сравнению с контролем; р5-1,3,4 - достоверность различия показателей между группами детей возрастных категорий до 3-х лет, и старше 7 лет по сравнению с контролем; р1-2,3,4 - достоверность различия показателей между группой детей до 3-х лет с остальными возрастными группами; р^ - достоверность различия показателей между группой с 7 до 16 лет с группой детей старше 17 лет; р1,2-3,4 - достоверность различия показателей между детьми младше и старше 7-ти лет; р12-5 - достоверность различия показателей между группами детей до 6-ти лет и контрольной группой; р2-5 - достоверность различия показателей после лечения между группами в возрасте с 4-х до 6-ти лет и контролем.
р1,2,3-5 - достоверность различия показателей между 1,2,3 группами детей и контрольной группой. р*** - достоверность различия показателей до и после лечения; р***2,3 - достоверность различия показателей до и после лечения между группами 2 и 3
Уровень противовоспалительного цитокина ИЛ-1РА был максимальным у пациентов в возрасте с 4-х до 6-ти лет (р=0,001) и далее уменьшался с возрастом (р=0,001). Через год соблюдения БГД уровень ИЛ-1РА был достоверно ниже во всех возрастных группах детей, однако среди больных с 4-х до 6-ти лет значения исследуемого цитокина оставались высокими по сравнению с контролем (р=0,002). Концентрация ИЛ-4 была повышенной только у больных до 6-ти лет и статистически значимо отличалась от показателей контрольной группы (р=0,001). На фоне лечения отмечено снижение уровня ИЛ-4 (р=0,001) среди всех обследованных (табл.2). Соотношение ИНФ-у/ИЛ-4, определяющее направленность иммунного ответа по ТЫ или 1Ь2 пути, было следующим: отмечена превалирование выработки ИЛ-4 в возрастных группах до 6 лет по сравнению с детьми старше 7 лет, коэффициент ИНФ-у/ИЛ-4 составил 0,2 в группе детей до 3-х лет и 0,6 - у детей в возрасте с 4 до 6 лет. Через год соблюдения БГД соотношения ИНФ-у/ИЛ-4 у детей этих возрастных групп - 1,3 и 2,5, соответственно. На фоне БГД продукция Т-лимфоцитами ИНФ-у возрастала, что формировало иммунный ответ в направлении ТЫ-го типа. Однако, если начальные стадии иммунной активации сопровождаются усилением синтеза таких цитокинов, как ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6 и ИЛ-9 [4, 12], то формируется иммунный ответ 2-го типа. Активированные ТИ2 и ИЛ-4 являются необходимыми для стимуляции пролиферации В-клеток. Усиленная пролиферация В-клеток приводит к продукции различных классов иммуноглобулинов, в том числе, к повышению продукции 1дБ. Избыток является пусковым механизмом в возникновении эозинофилии и атопических заболеваний. Очевидно, что до 3-х лет (в большей степени, чем у детей в группе с 4 до 7 лет) при манифестации Ц преобладает ТИ2 путь иммунного ответа, что объясняет и частоту кожных аллергических поражений у паци-
ентов. Усиление продукции ИНФ-у и снижение продукции ИЛ-4 приводит к уменьшению секреции IgE [9, 10, 12]. В связи с этим клинический эффект БГД проявляется также в купировании кожных проявлений атопии у больных с Ц.
Содержание ИЛ-10 увеличивалось с возрастом пациента, достигая максимума среди больных старшей возрастной группы (р=0,001) (табл. 2). На фоне соблюдения пациентами БГД концентрация ИЛ-10 повышалась и была значительно выше значений контрольной группы (р=0,001), что вероятно, носило адаптивный характер. ИЛ-10 относится к числу противовоспалительных цитокинов. Его продуцентами могут быть моноциты, макрофаги, активированные Т-хелперы. ИЛ-10 ингибирует продукцию ИНФ-у Т-лимфоцитами, продукцию всех про-воспалительных цитокинов макрофагами, экспрессию рецепторов ФНО-а и ИЛ-12 на естественных киллерах (ЕК). Концентрация ИНФ-g, подобно ИЛ-10, была максимальна среди пациентов старшей возрастной группы. На фоне лечения ИНФ-g снижался во всех возрастных группах (р=0,001), (табл. 2).
Коэффициент соотношения ИНФ-у/ИЛ-10 в 1-ой возрастной группе составил 0,09; во 2-ой - 0,4; в третьей - 0,1; в четвертой - 0,09. На БГД отмечается снижение коэффициента соотношения ИНФ-у/ИЛ-10 во всех возрастных группах обследованных больных: 0,07, 0,02, 0,02, 0,02, соответственно. Увеличение уровня содержания ИЛ-10 у больных Ц на БГД отражает, очевидно, стихание острого воспалительного процесса в кишечнике и нарастание регенеративных восстановительных явлений, что отражается и снижением соотношения ИНФ-у/ИЛ-10.
Заключение. Для целиакии в детском возрасте характерно повышение про- и противовоспалительных цитокинов, которое зависит от возраста и пола ребенка, а так же отражает активность воспалительного процесса в организме. Назначение БГД ведет к восстановлению равновесия в системе ИЛ-1 и соотношения про- и противовоспалительных цитокинов. Выраженность клинических проявлений заболевания в разные возрастные периоды определяется уровнем и соотношением про- и противовоспалительных цитокинов. Для больных Ц характерно позднее переключение с 1Ь2-го на Th1 тип иммунного ответа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гланс С. Медико-биологическая статистика. - М.: Практика, 1999. - 495 с.
2. Парфенов А.И. Целиакия. Эволюция представлений о распространенности, клинических проявлениях и значимости этиотропной терапии. - М: Анахарсис, 2007. - 376 с.
3. Проект рабочего протокола диагностики и лечения целиакии у детей / Координатор проекта С.В. Бельмер // Вопросы детской диетологии. - 2004. - Т. 2, № 1. - С. 87-103.
4. Серебренникова С.Н., Семинский И.Ж. Роль цитокинов в воспалительном процессе // Сибирский медицинский журнал. - 2008. - Т. 83, № 8. - С. 5-9.
5. Царегородцева Т.М., Серова Т.И. Цитокины в гастроэнтерологии. - М: Анахарсис, 2003. - 96 с.
6. Beckett C.G., Dell'Olio D., Kontakou M. Analysis of interleukin-4 and interleukin-10 and their association with the lymphocytic infiltrate in the small intestine of patients with coeliac disease // Gut. - 1996. - Vol. 39. - P. 818823.
7. Forsberg G. Paradoxical coexpression of proinflammatory and down-regulatory cytokines in intestinal T cells in children celiac disease // Gastroenterology. - 2003. - Vol. 125. - P. 1560-1561.
8. Maiuri L., Ciacci C., Auricchio S. Interleukin 1 mediates epithelial changes in celiac disease // Gastroenterology.
- 2000. - Vol. 119. - P. 996-1006.
9. Mulder G. A pilot study of recombinant human interleukine-10 in adults with refractory coeliac disease // Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. - 2001. - Vol. 13, № 10. - P. 1183-1188.
10. Negrao-Correa D., Teixeira M. The mutual influence of nematode infection and Allergy // Chem. Immunol. Allergy. - 2006. - Vol. 90. - P. 14-28.
11. Somech R., Spirer Z. Celiac disease: extraintestinal manifestations, associated diseases, and complications // Adv. Pediatr. - 2007. - Vol. 49. - P. 191-201.
12. Vaarala O. Immunological effect of probiotics with special reference to lactobacilli // Clin. Exp. Allergy. - 2003.
- Vol. 33. - P. 1634-1640.
Янкина Галина Николаевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры педиатрии ФПК и ППС Сибирский государственный медицинский университет, Россия, г. Томск, Московский тракт, 2. тел (3822) 53-10-12, e-mail: gal. happy@mail. ru
