CC BY
39
УДК 616.61-002
е.в. агафонова13, т.Г. маланичева 12, н.В. зиатдинова1
1 Казанский государственный медицинский университет, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 49 2Детская республиканская клиническая больница МЗ РТ, 420138, г. Казань, Оренбургский тракт, д. 140 3Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии Роспотребнадзора, 420057, г. Казань, ул. Б. Красная, д. 67
Роль моноцитов периферической крови в развитии пиелонефрита у детей
Агафонова Елена Валентиновна — кандидат медицинских наук, ассистент кафедры пропедевтики детских болезней с курсом факультетской педиатрии и курсом детских болезней лечебного факультета, заведующая клинико-диагностической лабораторией, тел. +7-917-876-16-44, е-mail: [email protected]
Маланичева татьяна Геннадьевна — доктор медицинских наук, профессор кафедры пропедевтики детских болезней с курсом факультетской педиатрии и курсом детских болезней лечебного факультета, врач — иммунолог-аллерголог консультативной поликлиники ДРКБ, тел. (843) 268-58-21, е-mail: [email protected]
Зиатдинова Иелли Валентиновна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры пропедевтики детских болезней с курсом факультетской педиатрии и курсом детских болезней лечебного факультета, тел. (843) 268-58-21, е-mail: [email protected]
Проведено изучение популяционного профиля и рецепторного аппарата моноцитов периферической крови у детей с вторичным хроническим пиелонефритом. Изучали субпопуляции CD14++CD16-, CD14+CD16+, CD14+HLADR+, CD14+11b+ и фагоцитарную активность моноцитов. Изменение субпопуляционного профиля моноцитов было связано со снижением субпопуляции CD14+CD16+ («классические»), определяемой усиленной трансмиграцией в очаг хронического воспаления и повышением субпопуляции CD14+CD16+ («провоспалительные»). Обсуждается вопрос о супрессорной функции CD14++CD16. Изменение субпопуляционного профиля определяло нарушение функциональных характеристик клетки-ан-тигенпредставляющей и фагоцитарной.
Ключевые слова: хронический пиелонефрит, дети, моноциты, субпопуляции.
e.v. agafonova13, t.g. malanicheva12, n.v. ziatdinova1
1Kazan State Medical University, 49 Butlerov Str., Kazan, Russian Federation, 420012
Children's Republican Clinical Hospital of the Ministry of Health of the Republic of Tatarstan, 140 Orenburgskiy
Trakt, Kazan, Russian Federation, 420138
3 Kazan Scientific and Research Institute of Epidemiology and Microbiology of Rospotrebnadzor, 67 B. Krasnaya Str., Kazan, Russian Federation, 420057
Role of peripheral blood monocytes
in the development of pyelonephritis in children
Agafonova E.V. — Cand. Med. Sc., assistant of the Department of Propaedeutics of Children's Diseases with the course of the departmental pediatrics and the course of childhood diseases of the department of general medicine, Head of a clinical and diagnostic laboratory, tel. +7-917-876-16-44, e-mail: [email protected].
Malanicheva T.G. — D. Med. Sc., Professor of the Department of Propaedeutics of Children's Diseases with the course of the departmental pediatrics and the course of childhood diseases of the department of general medicine, Doctor immunologist and allergologist of the consultative polyclinic of the CRCH, tel. (843) 268-58-21, e-mail: [email protected].
Ziatdinova N.V. — Cand. Med. Sc., Associate Professor of the Department of Propaedeutics of Children's Diseases with the course of the departmental pediatrics and the course of childhood diseases of the department of general medicine, tel. (843) 268-58-21, e-mail: [email protected]
The population profile and the receptor apparatus of peripheral monocytes in children with secondary chronic pyelonephritis have come under review. The subpopulations CD14 ++ CD16-, CD14 + CD16 +, CD14 + HLADR +, CD14 + 11b + and phagocytic activity of monocytes are studied. Changing subpopulation profile of monocytes is associated with a decrease of the subpopulation of CD14 + CD16 + («classic») that is determined by the intense transmigration into a hotbed of chronic inflammation and an increase of the subpopulation of CD14 + CD16 + («pro-inflammatory»). The question of the suppressor function of CD14 ++ CD16 is being discussed. Change of a subpopulation profile defines the disorder of the cell's functional characteristics — antigen-presenting and phagocytic.
Key words: chronic pyelonephritis, children, monocytes, subpopulation.
Хронический пиелонефрит (ХП) занимает одно из ведущих мест в структуре заболеваний мочевой системы у детей [1-4]. Персистенция бактериальных патогенов во многом определяет формирование иммунных дисфункций — клеточного, гуморального иммунитета и системы фагоцитирующих клеток [2, 5, 6]. Несмотря на значительное число исследований по изучению иммунных показателей при ХП у детей, имеет место недостаточное внимание к системе моноцитов-макрофагов [7]. Клетки системы мононуклеарных фагоцитов рассматриваются как универсальные источники иммунного ответа, осуществляющие антигенпредставляющую функцию, опсонизацию и фагоцитоз патогенов, выработку цитокинов и биологически активных веществ [8]. В литературе имеется значительное количество исследований, посвященных изучению субпопуляционной и функциональной гетерогенности мононуклеарных фагоцитов, различающихся по экспрессии мембранных рецепторов и функциональным свойствам [9-11]. Вместе с тем данные о функционировании моноцитов (М) при ХП ограничены сведениями о нарушении какой-либо одной эффекторной функции [12, 13].
Цель работы — оценить значение дефектов функционирования моноцитов при хроническом пиелонефрите у детей.
Обследованы 60 детей в возрасте от 3 до 14 лет с вторичным ХП с непрерывно рецидивирующим течением заболевания. Длительность Хп составила от 3 до 8 лет. Вторичный дисметаболический вариант Хп диагностирован у 32,3% детей, вторичный обструктивный — у 40,3%, сочетанный вторичный обструктивный и дисметаболический — у 27,4%. Этиологический спектр возбудителей был представлен E. Coli — у 61,9%, Enterococcus faecalis —
у 16,6%, Klebsiella — у 11,9%, Enterobacter aglomerans — у 4,2%, Staphylococcus aureus — у 2,4%, Staphylococcus epidermidis — у 2,4% больных. Контрольную группу составили 30 практически здоровых детей, сопоставимых по полу и возрасту.
Дефекты функционирования моноцитов оценивали с помощью разработанного комплексного подхода, опубликованного в предыдущих исследованиях [14]. На основе экспрессии мембранных рецепторов выделяли субпопуляции моноцитов — CD 14+ + 16-, CD14+16+, CD14+CD11b+, CD14+HLADR+. Оценку внутриклеточной биоцидности моноцитов изучали в спонтанном и индуцированном варианте НСТ-теста. Углубленное изучение фагоцитарной активности включало определение: фагоцитарного индекса (ФИ) — количество «активно» работающих фагоцитов, фагоцитарного числа (ФЧ) — количество объектов фагоцитоза, которое в среднем приходится на 1 из 100 подсчитанных фагоцитов. ФИ и фЧ исследовали на этапах — 10 и 60 мин инкубации (ФИ 10, ФЧ 10, ФИ 60, ФЧ 60) для оценки ранних и поздних этапов фагоцитоза. Рассчитывали процент переваривания на этапе 10-минутной инкубации (% П10), процент перевариваривания на этапе 60-минутной инкубации (% П60). Рассчитывали интегральные показатели — коэффициент фагоцитарного индекса (КФИ — ФЧ 10/ФЧ 60), характеризующий скорость фагоцитоза и коэффициент эффективности фагоцитоза (КЭФ — %П 60/% П10х10), отражающий завершенность фагоцитоза. Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью прикладных программ в математическом пакете Statistica 6. Применяли корреляционный анализ, методы вариационной статистики с расчетом среднего арифметического (М), доверительного интервала (m), t-критерия Стьюдента.
Таблица 1.
Фенотипическая характеристика моноцитов у детей с хроническими пиелонефритами
Показатель Контрольная группа (n=29) M±m Дети с хроническим пиелонефритом (n=62) M±m
Лейкоциты 5,49±0,39 4,37±0,34*
Моноциты % Моноциты 109/л 7,20± 0,85 0,39±0,02 7,3±0,92 0,32± 0,02*
CD 14+ + 16-Абс. кол. 109 /л 94,13±7,61 0,37±0,24 89,26±6,13 0,26±0,02*
CD 14+16+% Абс. кол. 109 /л 4,89±0,50 0,02±0,002 8,06±0,73* 0,03±0,002*
CD14+11b+% Абс. кол. 109 /л 65,64 ± 3,52 0,26 ± 0,02 52,3±23,71* 0,16±0,01*
CD14+HLADR+% Абс. кол. 109 /л 88,14 ±5,04 0,35 ± 0,02 83,16±5,04 0,25±0,02*
Примечание: *различия достоверны по сравнению с контрольной группой (p<0,05)
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕД1
При изучении показателей белой крови при ХП у детей по сравнению с контрольной группой (табл. 1) выявлена лейкопения (4,37х109/л, р<0,05) и абсолютная моноцитопения (0,32х109/л р<0,05). Согласно официальной номенклатуре [9, 10] использование метода проточной цитофлюориметрии позволяет дифференцировать моноциты периферической крови на 2 субпопуляции: «классические» (CD14++CD16-) и «неклассические провоспали-тельные» (CD14+CD16+). Моноциты CD14+CD16+ представляют собой минорную субпопуляцию — активированные и/или более дифференцированные клетки с высоким уровнем провоспалительной активности [9-11]. При Хп имело место увеличение субпопуляции CD14+CD16+, как по относительным (р<0,05), так и по абсолютным (0,03х109/л; р<0,05) значениям, что отражает наличие инфекционного процесса в тубулоинтерстициальной системе почек. Моноциты CD14+CD16+ секретируют ИЛ-1, ИЛ-6, Т^-а, но не ИЛ 10, их повышение при хронических заболеваниях ассоциируется с активностью воспалительного процесса [9-11]. Однако при ряде иммунопатологических состояний моноциты CDl4+CDl6+ проявляют регуляторную/супрессор-ную активность, обусловленную продукцией Ш-10 на фоне снижения продукции ^Ы-д [15-17]. Возможно, дихотомия регуляторной активности моноцитов обусловлена особенностями их активации, при этом моноциты с супрессорными функциями характеризуются снижением экспрессии антигенов гистосовместимости 2-го класса [15, 17]. Нами выявлено достоверное снижение моноцитов экспресси-рующих HLADR (CD14+HLADR+) в группе больных с ХП, как в относительных (р<0,05), так и в абсолютных (р<0,05) значениях, по сравнению с группой контроля. Уменьшение субпопуляции HLADR+ моноцитов свидетельствует о нарушении экспрессии ко-стимуляторных молекул и может быть причиной дефекта антигенпрезентирующей функции [15], отражая формирование вторичной иммунологической недостаточности. Выявлены обратные корреляции —
Таблица 2.
Фагоцитарная активность моноцитов у детей с
CD14+HLADR%+ — CD14+16+% (г=-0,48,р<0,05), CD14+HLADR+х109/л 10 — CD14+16+х109/л (г=-0,58; р<0,001), что указывает на возможную роль субпопуляции CD14+16+ в супрессии иммунного ответа у детей с ХП. Содержание «классических» CD14++CD16- моноцитов у детей с ХП достоверно снижалось, как по относительным (р<0,05), так и по абсолютным (р<0,05) значениям. Имела место обратная связь между содержанием CD14++CD16-и абсолютным содержанием моноцитов в периферической крови детей с ХП (г=0,58, р<0,05). Таким образом, абсолютная моноцитопения при ХП у детей определялась снижением в циркуляции субпопуляции CD14++CD16- на фоне нарастания субпопуляции моноцитов с провоспалительной/супрессорной активностью- CD14+CD16+. Воздействие провос-палительных цитокинов приводит к повышенной выработке активированными фибробластами и эн-дотелиальными клетками цитокинов и пептидов, являющимися мощными хемоатрактантами для моноцитов — макрофагального воспалительного пептида, моноцитарного хемоатрактантного протеина, иЛ-8 которые усиливают подвижность моноцитов периферической крови [8]. Повышенная экспрессия адгезионных молекул эндотелием кровеносных сосудов приводит к притоку и связыванию циркулирующих моноцитов в очаге воспаления [7, 8]. При ХП у детей нами выявлено снижение субпопуляции СD14+CD11b+, как по относительным (р<0,05), так и по абсолютным показателям (р<0,05). По-видимому, снижение моноцитов, экспрессирующих интегриновые рецепторы, связано с истощением их фракции за счет притока в тубулоинтерстициаль-ную ткань в условиях хронического воспаления. Подтверждением наших исследований являются данные о последовательном рекрутировании субпопуляций моноцитов в органы мочевыделительной системы при инфекциях мочевыводящих путей — на этапе острого воспаления рекрутируется субпопуляция провоспалительных, а на этапе хронического — субпопуляция классических моноцитов [7].
хроническим пиелонефритом
Показатель Контрольная группа (п=29) М±т Дети с хроническим пиелонефритом (п=62) М±т
НСТ сп.мон. 15,25±1,22 31,88±3,95*
НСТ инд.мон 55,53±3,13 48,24±4,16
ФР 40,28±3,11 15,40±1,39*
КМ 3,64±0,19 1,53±0,19*
ФИ 10 25,41±3,45 35,92±2,94 *
АФП 10 100,31 ±8,32 114,02±9,51
ФЧ10 3,73±0,35 3,45±0,44
ФИ 60 62,72±5,35 44,83±4,01 *
АФП 60 247,8±19,0 143,3±11,9**
ФЧ60 . 6,82±0,65 5,06±0,48*
%П10 25,75±2,43 25,61±2,45
%П 60 74,74±4,43 55,77±4,01**
КФИ 1,83±0,18 1,48±0,32*
КЭФ 2,90±0,24 2,18±0,19*
Примечание: *различия достоверны по сравнению с контрольной группой (p<0,05)
Субпопуляция провоспалительных моноцитов характеризуется также пониженной экспрессией CD11b, CD33, CD 64, что позволяет рассматривать их как субпопуляцию со свойствами тканевых макрофагов [10]. Вероятно, изменение субпопуля-ционного профиля моноцитов при ХП за счет их повышенной миграции и нарастания доли провос-палительных/супрессорных моноцитов приводит к отрицательной регуляции воспаления в тубулон-терстициальной ткани почки и способствует про-грессированию патологии.
Изучены показатели фагоцитарной активности моноцитов у детей с ХП (табл. 2). Выявлено достоверное повышение спонтанной (31,88%; p<0,05) биоцидности моноцитов, что отражает индуцированный бактериальными патогенами респираторный взрыв и хроническую продукцию Н2О2, супероксидного и гидроксильного радикалов, синглетного кислорода. Уровень индуцированной биоцидности у детей с ХП имел тенденцию к снижению, на фоне чего регистрировалось достоверное снижение ФР (p<0,05) отражающего резервный фагоцитарный потенциал клетки. При изучении показателей, характеризующих захват бактериального патогена на ранних и поздних этапах фагоцитоза, регистрировалось достоверное нарастание ФИ 10 и снижение ФИ 60 (p<0,05). АФИ 10 достоверно не отличался от группы контроля, при этом АФИ 60 угнетался в группе больных детей (в 1,7 раза, p<0,001). Показатель ФЧ 10 достоверно не отличался от группы контроля, ФЧ 60 снижался (p<0,05) в группе больных с ХП. Таким образом, снижение скорости фагоцитоза в группе больных ХП (КФЧ p<0,05) преимущественно было связано с угнетением захвата патогена на поздних, при активации ранних, этапах фагоцитоза. На поздних этапах фагоцитоза снижение скорости сочеталось с угнетением переваривания — % П 60 по сравнению с группой контроля (p<0,05), что приводило к снижению эффективности фагоцитоза (КЭФ; p<0,05). Показатели, характеризующие способность к киллингу патогенов (ФР, % П 60, КЭФ), были достоверно снижены в группе больных с ХП по сравнению с группой контроля (p<0,05).
Изучение корреляций между изучаемыми субпопуляциями моноцитов и показателями, характеризующими фагоцитарную активность моноцитов в группе здоровых, выявило наличие прямых взаимосвязей между субпопуляцией CD14+CD16- — АФИ10 ( r=0,56 p<0,05 ), АФИ 60 (r=0,67 p<0,050), НСТ сп (r=0,06 p<0,05) и CD14+CD16+ с АФИ10(г=0,56 p<0,05 ), АФИ 60 (r=0,56 p<0,05 ), НСТ ст (r=0,56 p<0,05), что свидетельствует в пользу того, что обе субпопуляции сопоставимо осуществляют захват и киллинг патогена на ранних и поздних этапах в группе здоровых детей. В группе больных выявлены корреляции CD14+CD16- -АФИ10 (r=0,56, p<0,05), АФИ60 r=0,46p<0,05) %П (r=0,56, p<0,05). Для субпопуляции «провоспалительных» моноцитов достоверных взаимосвязей с фагоцитарными показателями не выявлено; по-видимому, снижение их фагоцитарной активности преимущественно на поздних этапах фагоцитоза связано с изменением субпопуляционного профиля моноцитов и диффе-ренцировкой CD14+16+ в направлении тканевых макрофагов с усилением антигенпредставляющей и лимитированием фагоцитарной активности. Исходя из этого можно предположить, что моноциты периферической крови, претерпевая морфологические, фенотипические и функциональные изменения
играют определенную роль в негативной регуляции воспаления в тубулоинтерстициальной ткани почек при хронических пиелонефритах у детей.
Таким образом, у детей с ХП субпопуляционный профиль моноцитов характеризовался повышением содержания «провоспалительных» CD14+CD16+, снижением «классических» CD14++CD16- и М с антигенпредставляющей активностью. Снижение субпопуляции СD14++CD16- в периферическом кровотоке происходит за счет рекрутирования моноцитов в очаг хронического воспаления в тубу-лоинтерстициальной ткани почек при ХП у детей. Нарушение субпопуляционного профиля моноцитов за счет повышения в циркуляции СD14+CDl6+ приводит к ограничению их фагоцитарной активности за счет угнетения поздних этапов захвата и киллинга патогенов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Игнатова М.С. Диагностика и лечение нефропатий у детей / М.С. Игнатова, Н.А. Коровина. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. — С. 164-244.
2. Игнатова М.С. Хронические болезни почек в детском возрасте / М.С. Игнатова, М.В. Лебеденкова, В.В. Длин, О.Ю. Турпитко // Нефрология и диализ. — 2009. — №4. — С. 315-320.
3. Маг R. Chronic kidney disease in children: state of art / R. Маг // Pediatr Nephrol. — 2007. — V. 22. — P. 1687-1688.
4. Marks S. Imaging in chaildhood urinary tract infections: time in reduse investigation / S. Marks, I. Gordon, K. Tullus // Pediatr Nephrol. — 2008. — V. 23. — P. 9-17.
5. Литвинов В. Хронический пиелонефрит: особенности им-мунопатогенеза и принципы клинической иммунодиагностики /
B. Литвинов, Н. Черепахина, А. Санаев, О. Котенко, И. Матушев-ский, Л. Винницкий, Д. Перлин, В. Демкин, С. Сучков // Врач. —
2008. — №1. — C. 12-17.
6. Пекарева Н.А. Патогенетические особенности воспалительного процесса при ремиссии и обострении вторичного хронического пиелонефрита у детей: автореф. дис. ... д. м. н. / Н.А. Пекарева. — Новосибирск, 2011. — 54 с.
7. Ingersoll M.A. Randolph Monocyte trafficking in acute and chronic inflammation / M.A. Ingersoll, A.M. Platt, S. Potteaux, J. Gwendalyn // Trends Immunol. — 2011. — V. 32(10). — Р. 470-47.
8. Тотолян А.А. Клетки иммунной системы / А.А. Тотолян, И.С. Фрейдлин. — СПб.: Наука, 2000. — 231 с.
9. Tallone T. Heterogeneity of human monocytes: an optimized four-color flow cytometry protocol for analysis of monocyte subsets / T. Tallone, G. Turconi, G. Soldati, G. Pedrazzini, T. Moccetti, G. Vassalli // J. Cardiovasc Transl Res. — 2011. — V. 4(2). — P. 211-9.
10. Ziegler-Heitbrock L. The CD14+ CD16+ blood monocytes: their role in infection and inflammation / L. Ziegler-Heitbrock // Journal of Leukocyte Biology. — 2007. — Vol. 81 (3). — P. 584-592.
11. Wang S.Y. Heterogeneity of human blood monocytes: two subpopulations with differents sizes, phenotypes and function / S.Y. Wang, K.L. Mak, L.Y. Chen, M.P. Chou, C.K. Ho // Immunol. —
2009. — V. 77. — P. 298-303.
12. Partida-Sanchez S. Nonclassical monocyte-derived macrophages are essential for preventing pyelonephritis upon urinary tract infection in mice / S. Partida-Sanchez, H. Cortado, D. Horvath, R. Li, E. Flano, S. Justice // The Journal of Immunology. — 2013. — V. 190. — P. 130.
13. Теблоева Л.Т. Мононуклеарная фагоцитарная система и ее роль в защитных и повреждающих реакциях макроорганизма при заболеваниях почек у детей / Л.Т. Теблоева, В.И. Кириллов // Педиатрия. — 1984. — №4. — С. 71-75.
14. Тамбова Н.А. Роль системы мононуклеарных фагоцитов при различных вариантах бронхитов у детей раннего возраста / Н.А. Тамбова, В.В. Софронов, Е.В. Агафонова, Т.А. Велижинская // Российский педиатрический журнал. — 2007. — №5. — C. 16-18.
15. Skrzeczynnnska J. CD14+16+ monocytes in the course of sepsiss in neonates and small children: monitoring and functional studies / J. Skrzeczynnnska, K. Kobylarz, Z. Hartwich, M. Zembala, J. Pryjma // Scand. J. Immunol. — 2002. — V. 55. — P. 629-638.
16. Pereira C.B. Monocyte cytokine secretion in patients with pulmonary tuberculosis differs from that of healthy infected subjects and correlates and correlates with clinical manifestations /
C.B. Pereira, M. Palaci, O.H. Leite, A.J. Duarte, G. Benard // Microbes. Infekt. — 2004. — V. 6. — P. 25-33.
17. Loercher А.Е. Identification of an IL-10 producting HLADR negative monocyte subset in the malignat ascites of patients with ovarian carcinoma that inhibits cytokine protein expressions and proliferations of autologous Т cells / А.Е. Loercher, M.A. Nask, J.J. Kavahagh, C.D. Plasoucas, R.S. Freedman // J. Immunol. — 2009. — V. 163. — P. 62-71.
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕД
