CC BY
33
УДК 616.24-002
ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА ТЕЧЕНИЯ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЛЕГКИХ
Евгений Матвеевич ИВАНОВ, Елена Петровна КАЛИНИНА, Нина Валентиновна КОЗЯВИНА
Владивостокский филиал ДНЦ ФПД СО РАМН — НИИ МКВЛ 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73г
Изучены механизмы цитокиновой регуляции течения, исходов и развития осложнений неспецифических воспалительных заболеваний органов дыхания у больных внебольничной пневмонией и хронической обструктивной болезнью легких. Проведена оценка реактивной способности иммунокомпетентных клеток вырабатывать туморне-кротизирующий фактор (ТОРа), интерлейкин-2 (1Ь-2), интерлейкин-8 (1Ь-8) и растворимый ингибитор 8ТКБа-К1 (р55) в сыворотке крови. Уровень данных цитокинов позволяет оценить резервные возможности иммунокомпе-тентных клеток, тяжесть течения, прогноз и исход острого и хронического воспаления.
Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких, пневмония, иммунорегуляция, реактивность, цитокины.
В XXI век человечество входит с новой проблемой — резкое увеличение числа болезней органов дыхания, где одно из лидирующих мест по своей распространенности занимают пневмония и хроническая обструктивная болезнь легких. Данной ситуации способствует ряд факторов: с одной стороны — антропогенные и социальные факторы, с другой — рост числа вторичных иммунодефицит-ных состояний [1]. В России сохраняется тенденция увеличения случаев заболевания внебольнич-ной пневмонией (ВП) во всех возрастных группах, при этом наивысшие показатели заболеваемости регистрируются среди молодых мужчин организованных коллективов (студенты, армейские подразделения, курсанты) [2].
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) занимает 1 место (55 %) в структуре распространенности болезней органов дыхания, существенно опережая пневмонию (14 %), и является социальной проблемой, так как заболевания клинически проявляются в зрелом возрасте (после 40 лет). Европейское респираторное общество указывает, что лишь в 25 % случаев заболевание диагностируется своевременно [3]. Поскольку ВП и ХОБЛ относятся к иммуноопосредованным заболеваниям и согласно сформированной об этих заболеваниях концепции характеризуются нарушением регуляции иммунитета, воспалением с альтерацией тканей, необходимо дальнейшее изучение иммунорегу-ляторных патогенетических механизмов, определяющих характер воспаления, особенности течения и разрешения воспалительного процесса органов дыхания [4, 5]. Для решения этой задачи необходимы новые методологические подходы прогнозной оценки течения воспалительного
процесса, профилактики прогнозируемого атипичного течения воспалительной реакции и его коррекция на ранних этапах.
Цель исследования: определить механизмы ци-токиновой регуляции развития и исходов неспецифических воспалительных заболеваний органов дыхания (на примере ВП и ХОБЛ) и наметить подходы к профилактике их атипичного течения.
Материалы и методы исследования
Обследовано 1037 человек, среди них 590 военнослужащих, больных ВП, и 47 здоровых юношей в возрасте 18—21 года, 362 больных ХОБЛ в фазе ремиссии и 38 здоровых мужчин среднего возраста 43,5 ± 2,1 лет. Диагноз ВП подтверждался клинически и рентгенологически, степень тяжести ХОБЛ устанавливалась по критериям, принятым GOLD (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease) в 2006 г. [6]. Среди больных ХОБЛ выявлен 171 (42,3 %) пациент с повышенным риском развития ХОБЛ (0 стадия), 169 (41,8 %) человек с легким течением ХОБЛ (I стадия) и 64 (15,9 %) — со среднетяжелым течением ХОБЛ (II стадия). Обследование всех больных проводилось согласно Хельсинкской декларации Всемирной ассоциации «Рекомендации для врачей, занимающихся биомедицинскими исследованиями с участием людей» (2001) и сопровождалось подписанием формуляра информированного согласия пациента.
Проводили оценку иммунного статуса методом фенотипирования клеток с использованием моноклональных антител CD3, CD4, CD8, CD16, CD25, CD22, HLA-DR. Для определения неспецифической резистентности организма рассчитывали фагоцитарный показатель (ФАН) — процент нейтрофилов, фагоцитировавших частицы латекса [7], НСТ-тест — процент нейтрофилов, содер-
Иванов Е.М. — д.м.н., проф., директор, e-mail: [email protected]
Калинина Е.П. — к.м.н., старш.н.с. лаборатории биомедицинских исследований, e-mail: [email protected] Козявина Н.В. — к.м.н., н.с. лаборатории восстановительного лечения, e-mail: [email protected]
жащий восстановленный нитросиний тетразолий, индекс активации нейтрофилов (ИАН) по формуле: ИАН = (А х 0 + В х 1 + С х 2 + Д х 3)/100, где А — количество клеток, не содержащих дифор-мазан, или содержащих его в виде пылевидных включений; В — количество клеток, в которых площадь отложений диформазана не превышает 1/3 площади ядра клетки; С — количество клеток, в которых названные отложения занимают от 1/3 до всей величины ядра; Д — количество клеток с диформазановыми включениями, по площади превосходящими величину ядра [8].
Оценивали уровень цитокинов: туморнекро-тизирующего фактора (TNFa), интерлейкина-2 (IL-2), интерлейкина-8 (IL-8), растворимого лиганд-рецептора к TNFa в цельной крови методом иммуноферментного анализа с помощью реактивов фирмы «Genzyme diagnostics» (США) согласно прилагаемой к наборам инструкции по модифицированной в НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения методике [8]. Результат оценивали с помощью имму-ноферментного анализатора EL-800 (США) при длине волны 450 нм. Статистическая обработка результатов исследований проводилась с использованием прикладных программ «Statistica 6,0». Результаты представлены в виде M ± m, где M — среднее арифметическое значение, m — ошибка среднего арифметического значения. Различия между группами оценивали с помощью критерия Стьюдента, достоверными считались результаты при р < 0,05.
Результаты и обсуждение
Среди больных ВП выявлено 317 (53 %) пациентов с легким течением ВП, 195 (33 %) человек со среднетяжелым течением и 78 (14 %) — с тяжелым течением ВП. Клиническая симптоматика больных ВП зависела от степени тяжести заболевания. Большинство пациентов (60 %) отмечали острое начало заболевания, с лихорадкой от 38 градусов и выше, кашлем с отделением мокроты, болями в грудной клетке. При этом у 1/3 пациентов с ВП отмечалась стертая клиническая картина, когда единственными симптомами заболевания были общая слабость и повышенная утомляемость.
При проведении иммунологического обследования у пациентов с ВП было выявлено снижение по сравнению со здоровыми юношами уровня зрелых Т-лимфоцитов (CD3) до 38,8 ± 1,3 % (р < 0,05) и CD4-позитивных клеток с хелперной активностью до 30,68 ± 1,01 % (р < 0,01). Отмечено умеренное увеличение числа CD8-позитивных клеток на 18 %. Практически в 2 раза было повышено количество CD25-позитивных клеток с рецепторами к IL-2, что свидетельствует об активации иммунного ответа по клеточному типу. Значительно изменена работа систем неспецифической резистентности, что проявлялось снижением уровня активных фагоцитирующих клеток (ФАН) на 16 %, повышением показателей погло-
тительной (НСТ-тест) до 21,7 ± 1,12 % (р < 0,01) и бактерицидной активности нейтрофилов (ИАН) до 0,26 ± 0,001 %.
В результате исследований цитокинового статуса у пациентов с ВП зарегистрировано увеличение по сравнению со здоровыми лицами содержания в крови как провоспалительных, так и противовоспалительных цитокинов с максимальной их концентрацией в фазе разгара заболевания (табл. 1). У пациентов с легким течением заболевания в фазе разгара синтез 1Ь-2 увеличивался в 3,5, Т^Ба — в 16, а 1Ь-8 — в 40 раз по сравнению с контрольной группой (р < 0,001). При среднетяжелом течении заболевания уровень ТКБа был идентичен его содержанию при легком течении ВП, а концентрация 1Ь-2 снизилась в 2 раза. Неадекватные уровни ТКБа и 1Ь-2 в группе пациентов со среднетяжелым течением ВП в дебюте заболевания, несопоставимые с тяжестью и остротой процесса, свидетельствуют о неадекватной активации иммунной системы. У пациентов с тяжелой ВП в дебюте заболевания регистрировалось более высокое содержание 1Ь-2 и ТКБа, соответственно в 5,1 и 24,5 раз больше, чем у здоровых людей (р < 0,001).
Установлено закономерное нарастание содержания провоспалительного цитокина 1Ь-8 с увеличением тяжести состояния пациентов: при легком течении ВП оно было в 40 раз выше, чем у здоровых лиц, при среднетяжелом — в 67, а при тяжелом — в 92 раза. У пациентов со средней тяжестью воспалительного процесса обращает на себя внимание снижение синтеза 1Ь-2 по сравнению с аналогичными уровнями у пациентов с легким течением ВП.
Уровень растворимого ингибитора 8ТКБа-Я1 (р55) у всех пациентов с ВП в разгар заболевания резко превышал аналогичный показатель в группе контроля: у больных с легким течением ВП он был увеличен в 2 раза, при среднетяжелом течении заболевания — в 2,6, а при тяжелом — в 3,7 раз (р < 0,001) (табл. 1). Увеличение содержания 8ТКБа-Я1 свидетельствует об инак-тивировании ТКБа и способствует неадекватной реактивности больных с ВП, повышая степень риска развития тяжелых и осложненных форм заболевания. Изменения концентрации 8ТКБа-Я1 в сыворотке крови определяются тяжестью ВП и сроками развития осложнений. Так, у пациентов с тяжелой ВП, как правило, протекавшей с осложнениями, уровень 8ТКБа-Я1 возрастает до 2763 пг/мл уже в дебюте заболевания. Высокие концентрации 8ТКБа-Я1 сохраняются на протяжении 2—3 недель, т. е. всего периода разгара заболевания, а у больных, имеющих осложнения со стороны нескольких органов и систем, составляют в среднем 4650 пг/мл. В динамике заболевания содержание цитокинов зависело от особенностей клинического течения ВП (табл. 1).
Таблица 1
Уровень цитокинов в сыворотке крови пациентов с внебольничной пневмонией и здоровых юношей, пг/мл (М ± т)
Контингент обследованных TNFa sTNFa-RI ^55) ^-8 ^-2
ВП легкая, п = 56: фаза разгара фаза разрешения 8,1 ± 0,7** 5,0 ± 0,9* 1551 ± 14* 1275 ± 10* 68,4 ± 1,6** 19,6 ± 0,2** 12,6 ± 0,6** 10,4 ± 0,3**
ВП средняя, п = 42: фаза разгара фаза разрешения 7,9 ± 0,9* 5,1 ± 0,3* 1980 ± 21* 1426 ± 13* 114,0 ± 3,3** 18,4 ± 0,6** 6,6 ± 0,6* 8,5 ± 0,7*
ВП тяжелая, п = 37 фаза разгара фаза разрешения 12,2 ± 0,5** 6,6 ± 0,1** 2763 ± 19** 1837 ± 16** 158,3 ± 11,9** 40,1 ± 0,8** 16.9 ± 1,1** 11.9 ± 0,1**
Здоровые, п = 47 0,50 ± 0,03 753 ± 10 1,7 ± 0,3 3,3 ± 0,9
Примечание: отличие от соответствующего показателя в группе здоровых людей достоверно: * — при р < 0,01, ** - при р < 0,001.
У пациентов с легкой и среднетяжелой ВП в фазе разрешения заболевания зарегистрировано уменьшение уровня всех изучаемых цитокинов, в то время как у больных тяжелой формой ВП падение концентрации изучаемых цитокинов в системном кровотоке в динамике заболевания было незначительным. В фазе разрешения у больных тяжелой ВП в периферической крови концентрации 1Ь-8, 8ТКБа-Я1 (р55) существенно превышали соответствующие значения в группе контроля, что может свидетельствовать о тяжести воспалительного процесса и увеличении размеров воспалительного очага в легких.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, что легкое течение заболевания наблюдается при уровне 1Ь-2 в интервалах от 12 до 13,2 пг/мл, 1Ь-8 — от 63,83 до 73,03 пг/мл и ТОБа — от 7,37 до 8,77 пг/мл, течение средней степени тяжести ВП — при уровне 1Ь-2 от 6,07 до 7,23 пг/мл, 1Ь-8 — от 110,71 до 117,31 пг/мл, ТОБа — от 6,96 до 8,76 пг/мл и тяжелая ВП диагностируется при
уровне 1Ь-2 от 15,78 до 17,98 пг/мл, 1Ь-8 — от 146,4 до 170,2 пг/мл, ТКБа — от 11,73 до 12,73 пг/ мл [9]. Данные интервалы величин явились критериями тяжести течения и прогноза ВП, определяя направление, выраженность и исход патологического процесса.
Проведена оценка реактивной способности им-мунокомпетентных клеток у больных ХОБЛ. У всех обследованных в фазе ремиссии ХОБЛ повышение по сравнению со здоровыми лицами содержания в крови как провоспалительных, так и противовоспалительных цитокинов. У пациентов с повышенным риском развития ХОБЛ (0 стадия) и I стадией ХОБЛ (легкой степени тяжести [10, 11]) синтез 1Ь-8 увеличивался в 1,2 раза, ТКБа — в 1,6 раза по сравнению с группой здоровых лиц (р < 0,001). При II стадии ХОБЛ (средней степени тяжести) уровень !Ь-8 снижался в 2,0 раза, а содержание ТКБа увеличивалось в 2,8 раза, несмотря на фазу ремиссии заболевания. Неадекватные уровни !Ь-8 и ТКБа в группе пациентов со II стадией ХОБЛ свидетель-
Таблица 2
Уровень цитокинов в сыворотке крови пациентов с хронической обструктивной болезнью легких в фазе ремиссии и здоровых мужчин, пг/мл (М ± т)
Контингент обследованных TNFa sTNFa-RI ^55) ^-8
ХОБЛ I стадии, п = 340 4,3 ± 0,3** 1523 ± 11** 13,4 ± 1,6
ХОБЛ II стадии, п = 64 7,3 ± 0,5** 2269 ± 13** 5,8 ± 0,9*
Здоровые, п = 35 2,60 ± 0,03 789 ± 7 11,5 ± 1,9
Примечание: отличие от соответствующего показателя в группе здоровых людей достоверно: * — при р < 0,05, ** — при р < 0,001.
ствуют об отсутствии должного синтеза IL-8, индуктором которого является TNFa (табл. 2).
Синтез TNFa при быстро прогрессирующем заболевании увеличивался в 14,6 раза, а уровень IL-8 снижался в 2,7 раза по сравнению с группой здоровых людей (р < 0,001). Уровень растворимого ингибитора sTNFa-RI (p55) у всех пациентов с ХОБЛ в сыворотке крови превышал показатели контроля. В группе больных с I стадией заболевания его содержание увеличивалось в 1,9 раза, при II стадии — в 2,9 раза (р < 0,001). У пациентов с нестабильным течением заболевания, наличием осложнений ХОБЛ уровень sTNFa-RI (p55) возрастал до 2648,9 ± 0,28 пг/мл.
Выводы
У больных ВП при снижении секреции имму-нокомпетентными клетками провоспалительных цитокинов TNFa, IL-2, IL-8 и повышении уровня рецептора sTNFa-RI (p55) в сравнении со здоровыми лицами, прогнозируется высокий риск тяжелого течения заболевания и развития осложнений (хронизация процесса, пневмофиброз).
У больных ХОБЛ выявлена отчетливая взаимосвязь между показателями активности воспалительного процесса в органах дыхания и концентрациями TNFa, IL-2, IL-8, растворимого лиганд-рецептора к TNFa в органе-мишени, что свидетельствует о нарушении иммуноопосредованных механизмов регуляции регенерации и фиброплазии.
Исследование уровня цитокинов дает возможность обеспечивать контроль над тяжестью, длительностью и исходом воспалительного процесса при ВП и ХОБЛ и назначать оптимальные лечебные программы.
Литература
1. Ландышев Ю.С., Леншин А.В. Руководство по пульмонологии. Благовещенск: РИО, 2003. 184 с.
Landyshev Yu.S., Lenshin A.V. Handbook of pulmonology. Blagoveschensk: RIO, 2003. 184 p.
2. Раков А.Л., Сапроненков П.М., Антух Э.А. и др. Диагностика и лечение тяжелой внебольнич-ной пневмонии у военнослужащих // Воен.-мед. журн. 2001. 36—39.
Rakov A.L., Sapronenkov P.M., Antuh E.A. et al. Diagnostics and treatment severe community-acquired pneumonia beside the military // Voen.-med. zhurn. 2001. (4). 36-39.
3. Хроническая обструктивная болезнь легких // Респираторная медицина / Под ред. А.Г. Чу-чалина. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 1. 800 с.
Chronic obstructive pulmonary disease // Respiratory medicine / Ed. A.G. Chuchalin. M.: GEO-TAR-Media. 2007. 1. 800 p.
4. Гельцер Б.И., Маркелова Е.В., Просекова Е.В. и др. Система цитоконов и болезни органов дыхания // Терапевт. арх. 2002. (11). 94—97.
Geltser B.I., Markelova E.V., Prosekova E.V. et al. System cytokines and pulmonary diseases // Tera-pevt. arh. 2002. (11). 94-97.
5. Калинина Е.П., Иванов Е.М, Исаченко Е.Г. Нарушения межсистемных взаимодействий при хроническом воспалительном процессе // Мед. иммунология. 2007. 9. (6). 581-588.
Kalinina E.P., Ivanov E.M., Isachenko E.G. Infringement of intersystem interactions at chronic inflammatory process // Med. immunology. 2007. 9 (6). 581-588.
6. Global Initiative For Chronic Obstructive Lung Disease. WHO, updated 2006. 96 p.
7. Маянский Д.Н., Щербаков В.И., Макарова О.П. Комплексная оценка функции фагоцитов при воспалительных заболеваниях: Методич. рекомендации. Новосибирск, 1988. 24 с.
Mayanskiy D.N., Scherbakov V.I., Makarova O.P. The Complex estimation to functions phagocyte under inflammatory disease: Metodich. recomendatsii. Novosibirsk, 1988. 24 p.
8. Исаченко Е.Г. Способ оценки резервных возможностей иммунокомпетентных клеток // Аллергология. 2006. (2). 44-47.
Isachenko E.G. Way of the estimation of the reserve possibilities immunocompetent cells // Aller-gologiya. 2006. (2). 44-47.
9. Пат. 2302637 РФ. Способ определения тяжести течения внебольничной пневмонии / Калинина Е.П., Журавская Н.С., Романченко E.A.; опубл. 10.07.2007.
Patent 2302637 RF. The way of the determination to gravity of the current community-acquired pneumonia / Kalinina E.P., Zhuravskaya N.S., Romanchenko E.A.; published 10.07.2007.
10. Пат. 2231789 РФ. Способ диагностики степени тяжести хронического обструктивного бронхита / Калинина Е.П., Журавская Н.С., Исаченко Е.Г.; опубл. 27.06.2004.
Patent 2231789 RF. The way of the diagnostics degree to gravity chronic obstructive bronchitis / Kalinina E.P., Zhuravskaya N.S., Isachenko E.G.; published 27.06.2004.
11. Калинина Е.П., Исаченко Е.Г. Определение тяжести течения хронической обструктивной болезни легких по уровню секреции TNF-a и IL-8 // Аллергология. 2005. (3). 27-29.
Kalinina E.P., Isachenko E.G. The Determination to gravity of the current chronic obstructive lung disease secretions on level TNF-a and IL-8 // Aller-gologiya. 2005. (3). 27-29.
PROGNOZIS ESTIMATION OF THE CURRENT NONSPECIFIC INFLAMMATORY PULMONARY DISEASES
Evgeniy Matveevich IVANOV, Elena Petrovna KALININA, Nina Valentinovna KOZYAVINA
The Vladivostok department of the Far Eastern research center for physiology and respiratory pathology of SB RAMS — Institute of Medical Climatology and Rehabilitation Treatment 690105, Vladivostok, Russkaya st., 73g
The aim investigation is determination mechanisms cytokines regulation of current, outcomes and developments of the complications nonspecific inflammatory pulmonary diseases beside sick community-acquired pneumonia and chronic obstructive pulmonary disease. The base of the work is estimation to reactive ability immunocompetent of cells capable to develop out the factor necrosis tumor (TNFa), interleykin-2 (IL-2), interleykin-8 (IL-8) and soluble inhibitor sTNF-RI (p55) of blood serum. The level cytokines allows to diagnose the disease, to estimate disease severity and reserve possibilities of immunocompetent cells, forecast and outcomes of acute and chronic inflammation.
Key words: chronic obstructive pulmonary disease, pneumonia, immunoregulation, reactivity, cytokines.
Ivanov E.M. — doctor of medical sciences, professor, director, e-mail: [email protected]
Kalinina E.P. — candidate of medical sciences, senior researcher of the laboratory of biomedicine researches,
e-mail: [email protected]
Kozyavina N.V. — candidate of medical sciences, research worker of the laboratory of rehabilitative treatment, e-mail: [email protected]
