CC BY
103
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014
УДК 616.8-009.24-036.3-02:618.3]-008.6-078.33
1 2 1 Бондаренко К.Р., Мавзютов А.Р., Озолиня Л.А.
ПОКАЗАТЕЛИ АНТИЭНДОТОКСИНОВОГО ИММУНИТЕТА ПРИ ПРЕЭКЛАМПСИИ
1ГБОУ ВПО "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Минздрава России, 117997, г. Москва, 2ГБОУ ВПО "Башкирский государственный медицинский университет" Минздрава России, 450071, г. Уфа
Дизрегуляция иммунологических механизмов контроля гестационного процесса приводит к ряду акушерских осложнений, в таи числе преэклампсии. Особенности антиэндотоксинового иммунного ответа при данном осложнении на сегодняшний день подробно не описаны. Для оценки роли антиэндотоксинового иммунитета в развитии преэклампсии было проведено определение уровней липополисахарид(LPS)-связывающего белка (LBP), IgG к core-региону LPS, IgA, IgM, IgG в плазме крови у 134 беременных во II—III триместре. 74 беременные с преэклампсией (основная группа) были разделены на 2 подгруппы: 50 женщин с преэклампсией средней тяжести и 24 — с тяжелой. В 1-й подгруппе у 14 женщин с преэклампсией средней тяжести дополнительно определяли концентрацию растворимой формы CD14 (sCD14) и белка, повышающего проницаемость мембран (BPI). Контрольную группу составили 60 беременных с физиологическим течением гестации. Было показано повышение уровня LBP на 14%, двукратное нарастание титров IgG к core-региону LPS в плазме крови беременных с преэклампсией при нормальных концентрациях IgA, IgM, IgG. При преэклампсии средней тяжести было продемонстрировано увеличение в плазме крови sCD14, BPI по сравнению с нормой. Результаты исследования отражают характерные изменения врожденного и адаптивного звеньев антиэндотоксинового иммунитета при преэклампсии.
Ключевые слова: антиэндотоксиновый иммунитет; преэклампсия; LBP; IgG к core-региону LPS; sCD14; BPI. K.R. Bondarenko, A.R. Mavsiyutov, L.A. Ozoliniya
THE INDICATORS OF ANTI-ENDOTOXIN IMMUNITY UNDER PREECLAMPSIA
The dysregulation of immune mechanisms of control of gestational process results in a number of obstetric complications, including preeclampsia. Nowadays, there is no detailed description of characteristics of anti-endotoxin immune response under this complication. To evaluate the role of anti-endotoxin immunity in development of preeclampsia the determination of levels of LBP, IgG to core-region LPS, IgA, IgM, IgG in blood plasma was made in 134 pregnant women during II-III terms. The main group (74 pregnant women with preeclampsia) was divided on 2 sub-groups: 50 women with mild preeclampsia of and 24 women with severe preeclampsia. In the first sub-group, in 14 women with mild preeclampsia additionally concentration of soluble form of CD14 and BPI was determined. The control group consisted of 60 pregnant women with physiological course of gestation. The study demonstrated increase of level of LBP up to 14°%, double increase of titers IgG to core-region LPS in blood plasma of pregnant women with preeclampsia under standard concentrations of IgA, IgM, IgG. It was demonstrated that under mild preeclampsia an increase of sCD14, BPI occurs as compared with standard values. The results of study reflect characteristic alterations of congenital and adaptive components of anti-endotoxin immunity under preeclampsia.
Keywords: anti-endotoxin immunity; preeclampsia; LBP; IgG to core-region LPS; sCD14; BPI.
Введение. Иммунологическая регуляция гестационного процесса обеспечивается клеточными и гуморальными механизмами как на системном уровне, так и локально — непосредственно в месте контакта материнских и плодовых тканей [1]. Развитие иммунологического дисбаланса при гестации неизменно приводит к ряду акушерских осложнений, в том числе преэклампсии, существенно повышающей перинатальную и материнскую смертность [1—5]. Патогенез указанного осложнения по-прежнему неясен, однако наиболее полно феномен преэклампсии объясняется с позиции "иммунологической дезадаптации" макроорганизма [5, 6], обусловленной нарушением иммунологической составляющей гомеостаза в период беременности, что в свою очередь может быть следствием воздействия различных факторов экзо- и эндогенного происхождения [1, 2, 4], в частности липополисахаридов (LPS) гра-мотрицательных бактерий (эндотоксинов) [2—4].
Эндогенным источником LPS у женщин являются гра-мотрицательные условно-патогенные бактерии желудочно-кишечного и вагинального биотопов, значение которых существенно возрастает в ходе антибиотикотерапии инфекционной патологии и при дисбиозах [7, 8]. В физиологических концентрациях LPS инициирует поликлональную активацию иммунокомпетентных клеток, модифицирует фагоцитарную функцию макрофагов, активирует систему комплемента и
Для корреспонденции: Бондаренко Карина Рустамовна, канд. мед. наук, ассистент каф. акушерства и гинекологии Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1 E-mail: [email protected]
т.д. [7]. При образовании в организме избыточных доз LPS запускаются адаптационные иммунные процессы, направленные на связывание и элиминацию LPS. Нейтрализация биологической активности LPS происходит в результате образования комплексов LPS с LPS-связывающим белком (LBP), белком, повышающим проницаемость мембран (BPI), рядом рецепторов CD14, TLR 4-го типа, что приводит к транскрипционной активации и синтезу регуляторного белка NF-kB. Это сопровождается экспрессией соответствующих генов цитокинов, ряда других сигнальных и регуляторных молекул в лимфоцитарных клетках, в частности синтезом специфических антител к глубоким детерминантам core-региона LPS (endotoxin-core antibody, EndoCAb) [7]. Учитывая вышесказанное, гемоциркуляцию LPS грамотрицательных бактерий у беременных можно рассматривать как один из факторов инициации преэклампсии [2, 3, 9], который соответственно определяет необходимость ее выявления для эффективной и своевременной терапевтической коррекции.
Цель нашего исследования — анализ информативности определения у беременных ряда маркеров эндотоксинемии для оценки риска развития преэклампсии.
Материалы и методы. Проведено клинико-лаборатор-ное обследование 134 беременных во II—III триместре ге-стационного периода, у 74 из которых была диагностирована преэклампсия (основная группа наблюдения). В соответствии с современными диагностическими критериями [10] беременные в основной группе были подразделены на 2 подгруппы: 1-ю подгруппу составили 50 беременных с преэклампсией средней тяжести, 2-ю — 24 с тяжелой преэклампсией. В контрольную группу были включены 60 женщин с физиологиче-
КЛИНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА, № 7, 2014
Таблица 1
Показатели антиэндотоксинового иммунитета при беременности, осложненной преэклампсией (M ± SJ
Показатель Норма для здоровых взрослых доноров Физиологическое течение беременности (n=60) Преэклампсия (n=74)
LBP, мкг/мл <10 43,1 ± 16,0 49,3 ± 9,5**
IgG к core-региону LPS, ME/мл Не определена 64,2 ± 23,0 139,0 ± 124,0***
IgA, г/л 0,5—2,0 1,2 ± 0,6 1,2 ± 0,6
IgG, г/л 5,3—16,5 30,3 ± 14,0 30,8 ± 17,0
IgM, г/л 0,8—4 2,3 ± 1,0 2,0 ± 0,8*
Примечание. * — р<0,05; ** нению с контрольной группой.
р<0,01;
р<0,001 по срав-
ским течением беременности. Беременные в группах сравнения были сопоставимы по возрасту, акушерско-гинекологи-ческому и соматическому анамнезам и сроку беременности. Средний возраст женщин в основной группе составил 27,4 ± 6,0 года, в контрольной — 25,0 ± 2,8 года (p=0,083) при сроках гестации 32,2 ± 3,3 и 31,9 ± 2,2 нед соответственно (p=0,65).
С помощью иммуноферментного метода на микропланшетном фотометре iMark ("Bio Rad", США) определяли концентрации LBP и IgG EndoCAb ("HyCult biotechnology", Голландия) в качестве специфических маркеров эндотоксинемии.
Учитывая, что при реализации антитоксической защиты большое значение имеют естественные факторы иммунологической защиты [11], для косвенной оценки их возможного значения при преэклампсии в обеих группах определяли концентрации сывороточных иммуноглобулинов IgA, IgM, IgG (ЗАО "Вектор-Бест", Россия).
Для экспериментальной оценки диагностических перспектив в качестве ранних маркеров развития преэклампсии в плазме крови 14 беременных 1-й подгруппы иммунофермент-ным методом определяли концентрации растворимой формы рецептора sCD14 и и BPI ("HyCult biotechnology", Голландия).
Статистический анализ полученных данных предусматривал вычисление средней арифметической (М), стандартного отклонения средней арифметической (Sd). В случае малочисленности групп и неясности закона распределения величин использовали непараметрический критерий Манна—Уитни (U). При необходимости описательная статистика включала определение медианы (Me) и интерквартильного диапазона [25%; 75%]. Для выявления связи между признаками определяли коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r). Характер взаимосвязи признаков оценивали по общепринятым методикам. Чувствительность, специфичность результатов используемых методов лабораторной диагностики рассчитывали с использованием четырехпольной таблицы Фишера по формулам А.Е. Платонова (2000), О.Ю. Ребровой (2003).
Результаты и обсуждение. В результате исследований установлено (табл. 1), что развитие преэклампсии у беременных сопровождалось увеличением концентрации LBP в плазме крови c 43,1 ± 16,0 мкг/мл (в группе контроля) до 49,3 ± 9,5 мкг/мл (в основной группе) (р<0,05). При неблагоприятном течении гестации наблюдалось повышение по сравнению с
Оценка диагностического значения показателей антиэндотоксинового иммунитета при беременности, осложненной преэклампсией
Показатель Ч, % С, % ПЦ+, % ПЦ -, % Ф х2
LBP 88 (80;93)* 66,7 (57; 73)* 76 (70; 81)* 81,7 (70; 90)* 0,32 42
IgG к core-региону LPS 82 (75; 89)* 63 (54; 71)* 73,5 (67; 79)* 74 (63; 84)* 0,22 29
Примечание. специфичность, ПЦ-
— доверительный интервал (-95%; +95%); Ч — чувствительность, С — прогностическая ценность отрицательного результата, ПЦ+ — прогно
стическая ценность положительного результата.
нормой (2—4 мкг/мл) концентраций растворимой формы sCD14 до 6,9 ± 0,1 мкг/мл, BPI до 99,2 ± 16,7 нг/мл (норма <0,5 нг/мл) и IgG к core-региону LPS в основной группе до 139,0 ± 124,0 ME/мл (в группе контроля 64,2 ± 23,0 ME/мл) (р<0,001). При этом содержание общих иммуноглобулинов классов A, M и G в группе беременных с преэклампсией статистически значимо не отличалось от физиологического уровня (1,2 ± 0,6; 30,8 ± 17,0 и 2,0 ± 0,8 г/л соответственно).
Сопоставление результатов лабораторной оценки указанных показателей антиэндотоксинового иммунитета и степени выраженности клинических симптомов преэклампсии показало, что уровень LBP сохранялся практически неизменным в обеих подгруппах с незначительной тенденцией к снижению (Ме 52,3 мкг/мл [48,3; 54,7] и Ме 50,1 мкг/мл [48; 50] при преэклампсии средней тяжести и тяжелой соответственно). При этом концентрация антиэндотоксиновых IgG в плазме уменьшалась по мере увеличения тяжести течения преэклампсии: с 128 ME/мл [50; 354] до 122 ME/мл [26; 152].
Корреляционный анализ позволил выявить особенности взаимосвязи между изучаемыми факторами антиэндотоксино-вого иммунитета. В частности, была обнаружена положительная корреляция между концентрациями IgG к core-региону LPS и LBP (r=0,64; p<0,0001). Уровни IgG к core-региону LPS и LBP коррелировали с титром общих сывороточных IgG, что подтверждалось наличием прямой положительной связи между каждым из указанных факторов и уровнем IgG в плазме крови (rs=0,4; p=0,02 и rs=0,33; р=0,012 соответственно).
При оценке диагностического значения показателей ан-тиэндотоксинового иммунитета при преэклапсии (табл. 2) установлено, что определение концентраций LBP и IgG к core-региону LPS при преэклапсии было чувствительным и специфичным для LBP (88 и 66,7% соответственно), для IgG к core-региону LPS — 82 и 63% соответственно.
Полученные результаты исследования наглядно демонстрируют разнонаправленную модуляцию антиэндотокси-нового иммунного ответа при развитии преэклампсии. При преэклампсии, патогенетически связанной с системной эн-дотоксинемией [2, 3, 9], нейтрализация LPS происходит в результате взаимодействия с острофазовым протеином LBP, синтезируемым в клетках печени, эпителии кишечника и легких под воздействием ИЛ-ф и ИЛ-6. Вследствие связывания LPS с LBP в межклеточном пространстве наблюдается нейтрализация его активности и его распознавание, поскольку комплекс LPS-LBP взаимодействует с рецепторами CD14 и TLR4 намного эффективнее [7, 12, 13]. Последним объясняется подъем уровня LBP в плазме беременных основной группы на 14% в сравнении с контролем. По некоторым данным, в клинической практике высокий уровень LBP можно рассматривать как благоприятный прогностический признак, в частности при сепсисе [14]. С другой стороны, имеются сообщения об исследованиях, в которых не установлено достоверной разницы в содержании LBP между выжившими и умершими от сепсиса пациентов [15]. Тем не менее результаты статистического анализа наших данных указывают на относительно невысокую специфичность и чувствительность определения уровня LBP для прогнозирования исхода беременности, осложненной преэклампсией. За связывание с LPS острофазный реактант LBP может конкурировать с BPI, аффинность которого к LPS выше примерно в 70 раз [16]. Однако в отличие от LBP BPI не индуцирует запуск цитокинового каскада [17] и как следствие предотвращает развитие иммунологических и патофизиологических реакций в организме. При преэклампсии средней тяжести нами было выявлено более чем 200-кратное увеличение (по сравне-
Таблица 2
нию с нормой) концентрации BPI в сыворотке, что, возможно, более эффективно нейтрализует LPS и снижает выраженность клинико-лабораторной манифестации преэклампсии.
Следующим возможным этапом участия антиэндотоксинового иммунитета в регрессе LPS-опосредованной модели преэклампсии является связывание комплекса LPS-LBP с мембранной и растворимой формами рецепторов CD14, также относимым к белкам острой фазы [18], поскольку при преэклампсии средней тяжести нами было выявлено умеренное повышение уровня sCD14, которые наряду с LBP и BPI также являются интегральными составляющими иммунного ответа на инфекцию [2].
В наших наблюдениях активация антиэндотоксинового иммунитета зависела от тяжести преэклампсии и характеризовалась усилением синтеза IgG к соге-региону LPS при легкой форме заболевания с последующим истощением (или угнетением) его выработки при тяжелых формах осложнения. Указанные тенденции согласуются с результатами других исследований [3] и, возможно, обусловлены срывом компенсаторно-приспособительных механизмов и развитием состояния иммунносупрес-сии, способствующей тяжелому течению преэклампсии.
Заключение. Состояние гуморального звена антиэндоток-синового иммунитета в определенной мере отражало уровень эндотоксиновой нагрузки на организм беременной при развитии преэклампсии и характеризовалось динамическими изменениями в содержании "антиэндотоксиновых факторов" как неадаптивного звена иммунной системы (LBP, BPI, sCD14), так и адаптивного (IgG к соге-региону LPS). Выявленные особенности реакции антиэндотоксинового иммунитета значительно расширяют представления о патогенезе преэклампсии. Последнее дает основание для научно-практического поиска новых показателей, позволяющих прогнозировать возможные исходы беременности, осложненной преэклампсией, для дальнейшего внедрения их в акушерскую практику.
Работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009—2013 гг., в рамках реализации мероприятия № 1.2.1. Государственный контракт ГК П385 от 30.07.2009.
ЛИТЕРАТУРА
1. Посисеева Л.В., Сотникова Н.Ю. Иммунология беременности. Акушерство и гинекология. 2007; 5: 42—5.
2. Добронецкая Д.В. Эндотоксин грамотрицательных бактерий и гестозы. Казанский медицинский журнал. 1993; 74(1): 55—8.
3. Серов В .Н. Гестоз — современная лечебная тактика. Русский медицинский журнал. 2005; 13(1): 2—6.
4. Яковлев М.Ю. Эндотоксиновая агрессия как предболезнь или универсальный фактор патогенеза заболеваний человека и животных. Успехи современной биологии. 2003; 1: 31—40.
5. Pennington K.A., Schlitt J.M., Jackson D.L. et al. Preeclampsia: multiple approaches for a multifactorial disease. Dis. Model. Mech. 2012; 5: 9—18.
6. Mahmoud F.,Omu A., Abul H. Lymphocyte subpopulations in pregnancy complicated by hypertension. J. et al. J. Obstet. Gynaecol. 2003; 23(1): 20—6.
7. Лиходед В.Г., Бондаренко В.М. Антиэндотоксиновый иммунитет в регуляции численности эшерихиозной микрофлоры кишечника. М.: Медицина; 2007.
8. Мавзютов А.Р., Бондаренко К.Р., Бондаренко В.М. Эндотокси-немия и антиэндотоксиновый иммунитет у женщин при бактериальном вагинозе. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2009; 5: 57—61.
9. Мавзютов А.Р., Бондаренко К.Р., Еникеев А.Н., Бондаренко В.М. Системная эндотоксинемия как патогенетический фактор осложнения беременности. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012; 5: 16—21.
10. ACOG Committee on practice Bulletins—obstetrics: ACOG practice bulletin. Diagnosis and management of preeclampsia and eclampsia. Obstet. Gynecol. 2002; 99(1): 159—67.
11. Белобородов В.Б. Иммунопатология тяжелого сепсиса и возможности ее коррекции. Вестник интенсивной терапии. 2010; 4: 3—8.
12. Akashi S., Saitoh S., Wakabayashi Y. et al. Lipopolysaccharide interaction with cell surface Toll-like receptor 4-MD-2: higher affinity
than that with MD-2 or CD14. J. Exp. Med 2003; 198 (7): 1035—42.
13. Gutsmann T., Muller M., Carroll S.F. et al. Dual role of lipopolysaccharide (LPS)-binding protein in neutralization of LPS and enhancement of LPS induced activation of mononuclear cells. Infect. Immun. 2001; 69(11): 6942—50.
14. Opal S.M., Scannon P.J., Vincent J.L. et al. Relationship between plasma levels of lipopolysaccharide (LPS) and LPS-binding protein in patients with severe sepsis and septic shock. J. Infect. Dis. 1999; 180: 1584—9.
15. Zweigner J., Gramm H.-J., Singer O.C. et al. High concentrations of lipopolysaccharide-binding protein in serum of patients with severe sepsis or septic shock inhibit the lipopolysaccharide response in human monocytes. Blood. 2001; 98(13): 3800—8.
16. Canny G., Levy O., Furuta G.T. et al. Lipid mediator-induced expression of bactericidal/permeability-increasing protein (BPI) in human mucosal epithelia. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002; 99(б): 3902—7.
17. Schultz H., Weiss J., Carroll S.F., Gross W.L. The endotoxin-binding bactericidal/permeability-increasing protein (BPI): a target antigen of autoantibodies. Leukocyte Biol. 2001; 69(4): 505—12.
18. Bas S., Gauthier B.R., Spenato U. et al. CD14 is an acute-phase protein. J. Immunol. 2004; 172: 4470—9.
REFERENCES
1. Posiseyeva L.V., Sotnikova N.Yu. Immunology of pregnancy. Akush-erstvo i ginekologiya. 2007; 5: 42—5. (in Russian)
2. Dobronetskaya D.V. Endotoxin of gram-negative bacteria and gestosis. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal. 1993; 74(1): 55—8. (in Russian)
3. Serov V.N. Gestosis — a modern medical tactics. Russkiy meditsinskiy zhurnal. 2005; 13(1): 2—6. (in Russian)
4. Yakovlev M.Yu. Endotoxin aggression as a premorbid state or the universal factor of pathogenesis of human and animal diseases. Us-pekhi sovremennoy biologii. 2003; 123(1): 31—40. (in Russian)
5. Pennington K.A., Schlitt J.M., Jackson D.L. et al. Preeclampsia: multiple approaches for a multifactorial disease. Dis. Model. Mech. 2012; 5: 9—18.
6. Mahmoud F.,Omu A., Abul H. Lymphocyte subpopulations in pregnancy complicated by hypertension. J. et al. J. Obstet. Gynaecol. 2003; 23(1): 20—6.
7. Likhoded V.G., Bondarenko V.M. Antiendotoxin immunity in the regulation of the size of escherichia in the intestinal microflora. Moscow: Meditsina; 2007. (in Russian)
8. Mavziutov A.R., Bondarenko K.R., Bondarenko V.M. Endotoxin-emia and anti-endotoxin immunity in women with bacterial vagino-sis. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2009; 5: 57—61. (in Russian)
9. Mavziutov A.R., Bondarenko K.R., Enikeev A.N., Bondarenko V.M. Systemic endotoxinemia as a pathogenetic factor of pregnancy complication. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2012; 5: 16—21. (in Russian)
10. ACOG Committee on practice Bulletins—obstetrics: ACOG practice bulletin. Diagnosis and management of preeclampsia and eclampsia. Obstet. Gynecol. 2002; 99(1): 159—67.
11. Beloborodov V.B. Immunopathology of severe sepsis and the possibility of its correction. Vestnik intensivnoj terapii. 2010; 4: 3—8. (in Russian)
12. Akashi S., Saitoh S., Wakabayashi Y. et al. Lipopolysaccharide interaction with cell surface Toll-like receptor 4-MD-2: higher affinity than that with MD-2 or CD14. J. Exp. Med. 2003; 198 (7): 1035—42.
13. Gutsmann T., Muller M., Carroll S.F. et al. Dual role of lipopolysaccharide (LPS)-binding protein in neutralization of LPS and enhancement of LPS induced activation of mononuclear cells. Infect. Immun. 2001; 69(11): 6942—50.
14. Opal S.M., Scannon P.J., Vincent J.L. et al. Relationship between plasma levels of lipopolysaccharide (LPS) and LPS-binding protein in patients with severe sepsis and septic shock. J. Infect. Dis. 1999; 180: 1584—9.
15. Zweigner J., Gramm H.-J., Singer O.C. et al. High concentrations of lipopolysaccharide-binding protein in serum of patients with severe sepsis or septic shock inhibit the lipopolysaccharide response in human monocytes. Blood. 2001; 98(13): 3800—8.
16. Canny G., Levy O., Furuta G.T. et al. Lipid mediator-induced expression of bactericidal/permeability-increasing protein (BPI) in human mucosal epithelia. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002; 99(6): 3902—7.
17. Schultz H., Weiss J., Carroll S.F., Gross W.L. The endotoxin-binding bactericidal/permeability-increasing protein (BPI): a target antigen of autoantibodies. Leukocyte Biol. 2001; 69(4): 505—12.
18. Bas S., Gauthier B.R., Spenato U. et al. CD14 is an acute-phase protein. J. Immunol. 2004; 172: 4470—9.
Поступила 20.11.13 Received 20.11.13
