CLINICAL MEDICINE
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2019
Назарова Е.Л.1, Тимофеева В.Ю.2, Плехов В.Л.2, Шардаков В.И.1,
Ковтунова М.Е.1, Минаева Н.В.1, I Рылов АТВ]1, Парамонов И.В.1
СОСТОЯНИЕ ИММУНОРЕАКТИВНОСТИ У РАБОТНИКОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ -ДОНОРОВ ПЛАЗМЫ ДЛЯ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови Федерального медико-биологического агентства», 610027, г. Киров;
2Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения «Медико-санитарная часть № 52» Федерального медико-биологического агентства, 613040, г. Кирово-Чепецк, Кировская область
Плазма для фракционирования (ПДФ) является сырьем для производства препаратов крови. Профессиональные коллективы в силу их сплоченности и общности идей являются неоценимым резервом формирования активного донорства. В этой связи углубленное обследование доноров, имеющих контакт с неблагоприятными химическими факторами производственной среды, может способствовать разработке и внедрению комплекса мероприятий по ранней диагностике и профилактике заболеваний и в конечном итоге - поддержанию и увеличению числа донорского контингента. Обследовано 88 практически здоровых лиц - доноров ПДФ, имеющих профессиональный контакт с химическими веществами. Выявлены лабораторные критерии иммунодефицита с нарушением факторов неспецифической резистентности и активацией гуморального звена иммунной системы. Длительное существование выявленных отклонений может приводить к появлению клинических симптомов иммунной недостаточности в виде частых острых или хронических рецидивирующих инфекционно-воспалительных заболеваний; аллергических реакций, аутоиммунных процессов и онкопатологии. Углубленные исследования функциональных показателей гомеостаза доноров ПДФ - работников химических производств - позволит прогнозировать развитие иммунодефицитных состояний, заболеваний на ранних сроках и сохранить их донороспособность.
Ключевые слова: иммунитет; иммунодефицит: химические производства; донорство; плазма для фракционирования.
Для цитирования: Назарова Е.Л., Тимофеева В.Ю., Плехов В.Л., Шардаков В.И., Ковтунова М.Е., Минаева Н.В., Рылов А.В., Парамонов И.В. Состояние иммунореактивности у работников химических производств - доноров плазмы для фракционирования. Медицина экстремальных ситуаций. 2019; 21(3): 351-356.
Для корреспонденции: Назарова Елена Львовна, кандидат мед. наук, руководитель лаборатории клеточной и молекулярной иммунологии ФГБУН «Кировский НИИ гематологии и переливания крови ФМБА России», 610017, г. Киров. E-mail: nazarova@niigpk.ru
Nazarova E.L.1, Timofeeva V.Yu.2, Plehov V.L.2, Shardakov V.I.1, Kovtunova M.Ye.1, Minaeva N.V.1, |Rylov A.V.1, Paramonov I.V.1
IMMUNOREACTIVITY STATUS IN WORKERS AT CHEMICAL INDUSTRY PLANT -DONORS OF PLASMA FOR FRACTIONATION
!Kirov Research Institute of Hematology and Blood Transfusion of the Federal Medical Biological Agency, Kirov, 610027, Russian Federation;
2Federal Health Care Hospital "Medical-sanitary unit №52" of the Federal Medical and Biological Agency, Kirovo-Chepetsk, 613040, Russian Federation
Human plasma for fractionation (HPF) is the starting material for manufacturing of a range of medicinal products. It is important that professional groups are an invaluable reserve for the formation of active donation due to their cohesion and common. An in-depth study of the donor's homeostasis
КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
functional parameters, which are in contact with unfavorable chemical factors of the working environment especially, can facilitate the development and implementation of a set of measures for the early diagnosis and prevention of diseases, and, ultimately, the maintenance and increase in the number of donor contingents. 88 practically healthy individuals - donors of HPF, exposed to occupational contact with chemicals, were examined. Laboratory criteria of nonspecific resistance immunodeficiency and with activation of humoral immunity were found. The long existence of identified deviations can lead to the appearance of clinical symptoms of immune deficiency as frequent acute or chronic recurrent infectious and inflammatory diseases; allergic responses, autoimmune processes, and malignancy. A more in-depth immunological and regular screening of donors for HPF - workers in the chemical industry - will make it possible to predict the development of immune disorders and diseases at the early stages and preserve their donor ability.
Keywords: immunity; chemical production; donation; plasma for fractionation.
For citation: Nazarova E.L., Timofeeva V.Yu., Plehov V.L., Shardakov V.I., Kovtunova M.Ye., Minaeva N.V., Rylov A.V., Paramonov I.V. Immunoreactivity status in workers at chemical industry plant - donors of plasma for fractionation. Meditsina ekstremal'nykh situatsiy (Medicine of Extreme Situations, Russian journal) 2019; 21(3): 351-356. (In Russian).
For correspondence: Elena L. Nazarova, MD, Ph.D., Head of the Laboratory of Cellular and Molecular Immunology of the Kirov Research Institute of Hematology and Blood Transfusion of the Federal Medical Biological Agency, Kirov, 610027, Russian Federation. E-mail: nazarova@niigpk.ru
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Acknowledgments. The study had no sponsorship. Received: April 17, 2019 Accepted: September 09, 2019
Введение
Крупнейшим базовым сегментом российской экономики являются химические промышленные комплексы. За последние годы в этой отрасли промышленности отмечен рост числа работников. Несмотря на проводимые профилактические мероприятия, в ряде случаев условия труда на подобных предприятиях не соответствуют санитарно-гигиеническим нормам. Основными причинами таких ситуаций являются недостатки технологии производства, неэффективность вентиляционных и очистных систем и высокая степень износа основных производственных фондов, которая по отдельным видам оборудования составляет от 80 до 100% [1, 2]. Ухудшение условий труда может отражаться на показателях профессиональной заболеваемости, которые, по данным Роспотребнадзора, в химической промышленности за последние 5 лет превышали среднероссийские и в отдельные годы достигали 3,21 случая на 10 000 работников [1]. Факторы производственной среды могут оказывать негативное воздействие на функциональное состояние различных органов и систем организма,
включая иммунную [3, 4], обследование которой не входит в перечень обязательных диагностических тестов у работников химической промышленности [2]. Среди рабочих крупных промышленных концернов активно распространено донорство крови и ее компонентов, в том числе плазмы для фракционирования (ПДФ), являющейся сырьем для производства препаратов крови. В настоящее время лечебно-профилактические учреждения Российской Федерации испытывают значительный дефицит лекарственных иммунобиологических препаратов из крови и ее компонентов, связанный с возрастающими потребностями в их применении при оказании высокотехнологичной и специализированной медицинской помощи, недостаточным производством отечественных и дороговизной импортных препаратов [5, 6]. Учитывая то, что лекарственные средства имеют одно из приоритетных значений в арсенале современной медицины, актуальным является сохранение здоровья членов профессиональных коллективов, выступающих в качестве активных доноров и работающих на предприятиях с вредными условиями труда [7]. В отечественной и зарубежной научной лите-
ратуре данные по оценке влияния химических производственных факторов на состояние иммунной системы представлены довольно скудно [8-10], хотя от ее реактивности во многом зависит донороспособность населения. Поэтому исследование специфичности иммунологических реакций работников химических производств - доноров ПДФ, и разработка рекомендаций по мониторингу и коррекции их иммунного статуса исключительно актуальны. Особый интерес представляет выявление донозологического напряжения адаптационных механизмов, обеспечивающих физиологическую компенсацию вредных воздействий на организм работников, которое в практическом аспекте очень значимо. [2].
Цель исследования - оценка состояния иммунологической реактивности у работников химических производств - доноров ПДФ.
Материал и методы
Обследовано 88 практически здоровых лиц -доноров ПДФ - в возрасте от 25 лет до 61 года (медиана 37,5 лет), имеющих профессиональный контакт с химическими веществами (1-я группа). Среди них - 33 (37,5%) женщины и 55 (62,5%) мужчин. В группу сравнения вошли 90 доноров ПДФ (2-я группа), не контактирующих с какими-либо химическими неблагоприятными производственными факторами. Обе группы сопоставимы по гендерным и возрастным характеристикам. Иммунологический мониторинг осуществляли с помощью унифицированных лабораторных методов. Оценивали диагностическую значимость изменений количественного популяционного состава лимфоцитов, уровня ряда цитокинов, фагоцитарной активности нейтрофилов, их кислородзави-симого микробицидного потенциала, концентрации сывороточных иммуноглобулинов 0^). Количественную оценку основных популяций лимфоцитов (Т- и В-клеток), а также субпопуляций Т-лимфоцитов (Т-лимфоцитов-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов) проводили в лимфоцитотоксическом тесте, предложенном Р.1. Те1^аИ (1978) и модифицированном в Республиканском центре иммунологического типирования тканей Российского НИИ гематологии и трансфузиологии г. Санкт-Петербурга
CLINICAL MEDICINE
(зав. центром - доктор мед. наук, профессор Л.Н. Бубнова). Для выявления поверхностных маркеров клеток использовали моноклональ-ные антитела к антигенным детерминантам лимфоцитов CD3, CD4, CD8 и CD20, производства Ltd "Сорбент", г. Москва. Определение уровня сывороточных цитокинов: фактора некроза опухоли-альфа (ФНО-а), интерферона-гамма (ИФН-у), интерлейкинов (ИЛ)-2, -6, -10, а также основных классов иммуноглобулинов G, A и М проводили с применением метода твердофазного иммуноферментного анализа с использованием наборов реагентов (ООО «Вектор-Бест», п. Кольцово, Новосибирской обл.) согласно инструкциям. Состояние факторов неспецифической резистентности анализировали, основываясь на результатах оценки фагоцитарной активности лейкоцитов (ФАН) (С.Г. Потапова и соавт., 1977) по степени поглощения нейтрофилами периферической крови инертных частиц латекса (диаметром 1,1 мкм, производство Ltd. «Sigmа», Германия). Кислородзависимую биоцидность фагоцитов оценивали на основании показателей теста восстановления нитросинего тетразолия (спонтанный и стимулированный пирогеналом НСТ) (М.Е. Виксман и А.Н. Маянский, 1979). Статистический анализ достоверности различия количественных показателей проводился по критериям Вилкоксона-Манна-Уитни и Стьюдента на основе созданной базы данных. Для подготовки данных к анализу использован программный продукт MS Office Excel 2018. Анализ полученных результатов выполнен в программе STADIA 8.0 /prof для Windows. Уровень достоверной значимости результатов был принят не меньшеp < 0,05.
Результаты и обсуждение
Одной из основных систем, принимающих участие в поддержании стабильного равновесия внутренней среды организма, является иммунитет. Нарушение иммунологической защиты является причиной развития большинства известных заболеваний: инфекционно-воспалительных, аутоиммунных, атопических и злокачественных новообразований. В настоящее время актуальная задача практического здравоохранения - снижение частоты развития
КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
Характеристика состояния иммунной системы у доноров плазмы для фракционирования - работников химической промышленности
Показатель 1-я группа, n = 88 2-я группа, n = 90 Р
медиана 25-75%о квартили медиана 25-75%о квартили
CD3, % 68,4 60,1-71,5 68,2 60-76 > 0,05
CD3, клеток/мкл 1600 194-1967 1400,75 500-2300 > 0,05
CD4, % 35,2 30,7-40,1 37,5 31-44 > 0,05
CD4, клеток/мкл 873 677-1059 975 300-1500 > 0,05
CD8, % 20,1 16,6-23,1 19,5 15-24 > 0,05
CD8, клеток/мкл 462 359-587 457 100-800 > 0,05
CD4/CD8 1,785 1,57-2,10 1,97 1,4-2,6 > 0,05
CD20, % 16,05 12,6-20,2 18,37 12-26 > 0,05
CD20, клеток/мкл 390 278-477 429 100-900 > 0,05
ДО, г/л 14,3 10,8-22,8 14,85 9,7-20,0 > 0,05
^А, г/л 2,55 1,8-3,6 1,65 1,0-2,3 < 0,01
^М, г/л 2,2 1,5-3,5 1,24 0,6-2,0 < 0,001
ФАН, % 65,5 60-71 74,3 70-79 < 0,001
Фагоцитарный индекс 9,45 8,3-10,9 12,36 11-14 < 0,05
НСТ-спонтанный, % 7 6-10 11,78 10-14 < 0,01
Индекс стимуляции 1,71 1,55-2,00 2,97 2,0-2,4 < 0,01
ФНО-а, пг/мл 1,75 1,1-3,3 1,34 0-6 > 0,05
ИФН-у, пг/мл 4,0 2,6-6,3 6,28 0-15 > 0,05
ИЛ-2, пг/мл 2,6 1,5-5,2 4,03 0-10 > 0,05
ИЛ-6, пг/мл 2,85 1,9-6,5 3,76 0-10 > 0,05
ИЛ-10, пг/мл 3,1 0,4-5,9 5,28 0-31 > 0,05
Примечание. п - число обследованных; р - достоверность различий показателя в группах обследованных.
иммуноопосредованных патологических процессов, заметный рост которых наблюдается в экологически неблагоприятных промышленных регионах. С этой целью осуществляются комплексные программы, включающие в себя лечебно-профилактические, гигиенические и технологические мероприятия. Вместе с тем, проведение лечебных мероприятий не всегда оказывается эффективным даже при соблюдении всех гигиенических и технологических требований, что прежде всего связано с воздействием вредных промышленных факторов, имеющих тропность к иммунной системе, приводящих к развитию самых разнообразных хронических заболеваний и, как следствие этого, снижению донороспособности населения [11].
Избранная нами категория обследованных -доноры ПДФ - работники химических производств, представляет особый интерес. Они проходят регулярные медицинские осмотры, преду-
смотренные особенностями производственного процесса, и дополнительное медицинское обследование перед сдачей плазмы. Значительная их часть является активными донорами, регулярно сдающими ПДФ. Кроме того, зачастую они представляют несколько поколений одной семьи. Все это способствует продвижению идей активного донорства в производственных коллективах и делает актуальной проблему поддержания их донорского потенциала.
Учитывая важную роль иммунной системы в поддержании гомеостаза организма, мы провели оценку базовых показателей, включая состояние клеточного, гуморального звеньев иммунитета и факторов неспецифической резистентности (см. таблицу).
В результате: у работников химических производств - доноров ПДФ - наблюдались достоверные отклонения иммунологических показателей в виде гипериммуноглобулинемии А
(р < 0,01) и М (р < 0,001), снижения фагоцитарной активности нейтрофилов периферической крови (р < 0,001) и их поглотительных свойств (р < 0,05), а также ослабление спонтанной кисло-родзависимой биоцидности фагоцитов (р < 0,01).
Иммуноглобулины являются важнейшим компонентом иммунной системы. Они представляют собой фракцию растворимых сывороточных белков гамма-глобулинов, выполняющих функцию антител, специфичным к определенным антигенам, которые продуцируются плазматическими клетками. На основании различий в молекулярной массе, химических свойствах и биологической функции выделяют пять классов иммуноглобулинов. В исследовании проводилась оценка содержания трёх из них. ^М - эволюционно самый старый класс иммуноглобулинов. Содержание его в сыворотке крови составляет 5-10% от общего количества иммуноглобулинов. ^М синтезируется при первичном иммунном ответе и способен к активации комплемента, в связи с чем служит посредником в цитотоксических реакциях, играет важную роль в возникновении и поддержании аутоиммунных заболеваний. Иммуноглобулин класса А составляет 10-15% от всех иммуноглобулинов сыворотки крови, и увеличение его концентрации преимущественно наблюдается при воспалительных процессах на слизистых оболочках [12]. Таким образом, обнаруженное в нашем исследовании повышение уровня сывороточных ^М и ^А, может косвенно свидетельствовать о повреждении слизистых оболочек химическими факторами производственной среды с включением аутоиммунных механизмов.
Большую клиническую значимость имеет оценка функциональной активности нейтрофи-лов. Методы такой оценки основаны на определении ферментативной, адгезивной и фагоцитарной активности клеток. Наибольшее практическое распространение получили простые методы интегральной оценки физиологической активности нейтрофилов - определение активности фагоцитоза нейтрофилов на разных его этапах (в особенности адгезии и захвата частиц). Данные показатели в своей совокупности важны тем, что являются отражением степени токсического угнетения иммунокомпетентных клеток, циркулирующих в кровотоке, или, другими словами, отражением общей интоксикации орга-
CLINICAL MEDICINE
низма не только продуктами деградации тканей, возникающими в течение воспалительного процесса, но и поступающими извне химическими веществами. Токсические вещества или метаболиты, в первую очередь, угнетают функцию фагоцитоза (иногда весьма значительно) без подавления адгезии, причем на первых этапах адгезия даже может усиливаться. И, напротив, стимуляция нейтрофилов (адекватными дозами стимуляторов или малыми дозами токсических веществ) усиливает одновременно и адгезию, и фагоцитоз [12]. Использованные в нашей работе тесты фагоцитоза и восстановления НСТ широко применяют для оценки функциональной активности нейтрофилов периферической крови. Они позволяют оценивать не только фагоцитарную и поглотительную способность фагоцитов, но и их окислительно-восстановительный потенциал. Обнаруженное снижение функциональных свойств нейтрофилов периферической крови у доноров ПДФ - работников химических производств, создает предпосылки для неэффективной элиминации инфекционных агентов при попадании их в организм и приобретения хронического, затяжного, рецидивирующего течения существующих инфекционно-воспали-тельных процессов.
Таким образом, доноры ПДФ - работники химических предприятий входят в группу риска развития аутоиммунных процессов и хрониза-ции инфекционно-воспалительных заболеваний, что требует расширения перечня исследований, применяемых в рамках их периодических осмотров. Учитывая невысокую стоимость использованных иммунологических исследований, их внедрение не скажется на бюджетах предприятий, но поможет на ранних сроках выявить нарушение адаптивных и защитно-компенсаторных механизмов организма еще до появления клинических проявлений заболеваний.
Выводы
Высокие темпы роста заболеваемости и смертности трудоспособного населения - серьезная проблема здравоохранения Российской Федерации на современном этапе . Согласно прогнозам [1], до 2030 г. сокращение трудоспособного населения превысит 13 млн человек, при этом 80% из них прогнозируется на период
355
КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
до 2020 г., в среднем на 1 млн человек ежегодно. Одним из факторов, влияющих на здоровье трудящихся, являются неблагоприятные условия труда. Поэтому необходимо поддерживать и сохранять донорский потенциал больших производственных коллективов, имеющих контакт с вредными факторами трудового процесса, в том числе и за счет углубленного их медицинского обследования. Разработка и внедрение комплекса мероприятий по ранней диагностике и профилактике возможных заболеваний, в конечном итоге, приведет к поддержанию и увеличению числа донорского контингента.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Валеева Э.Т., Бакиров А.Б., Каримова Л.К. Профессиональный риск здоровью работников отдельных производств химической промышленности. Уфа: Изд-во: ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека»; 2015.
2. Шевницына О.Ю. Иммунно-физиологическая реакция организма человека в условиях кремнийоргани-ческого производства. Дисс. канд. биол. наук. Чебоксары, 2004. 111 с.
3. Долгих О.В., Уланова Т.С., Карнажицкая Т.Д., Пер-мякова Т.С., Отавина Е.А. Особенности воздействия вредных производственных химических факторов на иммунную систему работников производства продуктов органического синтеза. Медицина труда и промышленная экология. 2017; 11: 36-41.
4. Косова Л.Н. Профессиональный риск и состояние здоровья работников производства изделий из полиэтилена низкого давления. Дисс. канд. мед. наук. Оренбург, 2011. 118 с.
5. Ковтунова М.Е., Кашин К.П., Поздеев Н.М. Белковый состав сыворотки крови у доноров плазмы для фракционирования. Вестник службы крови России. 2012; 3: 37-40.
6. Орловецкая А.Г. Донорство крови как социальная практика: российская специфика. Журнал исследований социальной политики. 2017; 15 (1): 7-20.
7. Кашин К.П. Медико-социальная характеристика доноров плазмы для фракционирования: Дисс. канд. мед. наук. Санкт-Петербург, 2012. 105 с.
8. Зайцева Н.В., Тараненко Л.А., Малютина Н.Н., Долгих О.В. Способ диагностики нарушений клеточного иммунитета у работников химических производств при воздействии формальдегида. Патент на изобретение RUS 2539391 29.01.2014 Россия, 2015.
9. Ренева Л.В., Волкова Л.В., Орлова Е.В. Сравнительная оценка уровня антител к антигенам, использованным для вакцинации доноров плазмы для фракционирования. Пермский медицинский журнал. 2016; 33 (4): 102-6
10. Старкова К.Г., Кривцов А.В., Бубнова О.А., Дианова Д.Г., Пирогова Е.А., Вдовина Н.А., Лучникова В.А. Особенности иммунной регуляции у работников химического производства. Российский иммунологический журнал. 2015; 9 (3): 214-6.
11. Прокопьева О.Б. Оценка уровней онкомаркеров и состояния иммунной системы у работников промышленных предприятий г. Челябинска. Дисс. канд. мед. наук. Челябинск, 2003. 183 с.
12. Лебедев В.А, Понякина И.Д. Иммунограмма в клинической практике. Москва: Изд-во Триада-Х, 1999.
REFERENCES
1. Valeeva Je.T, Bakirov A.B., Karimova L.K. Occupational risk health for chemical industry workers [Professionalny risk zdorovju rabotnikov otdelnyh proizvodstv himicheskoy promyshlennosty]. Ufa: Izdatelstvo FBUN "Ufimsky NII meditsiny truda i ecologii cheloveka", 2015. (in Russian)
2. Shevnitsyna O.Yu. Immune-physiological reaction of the human body in the conditions of the silicon production. Cand. of biol. sci. thesis. Cheboksary, 2004. (in Russian)
3. Dolgih O.V, Ulanova T.S., Karnazhitdkaya T.D., Per-myakova T.S., Otavina E.A. Harmful industrial chemical factors impact features on the immune system of organic synthesis products workers. Meditsina truda i pro-myshlennaya ecologiya. 2017; 11: 36-41. (in Russian)
4. Kosova L.N. Professional risk and health care status of workers from low-density polyethylene production. Cand. of med. sci. thesis. Orenburg, 2011. (in Russian)
5. Kovtunova M. Je., Kashin K.P., Pozdeev N.M. The blood serum protein composition from plasma donors for fractionation. Vestnik sluzhby krovi Rossii. 2012; 3: 37-40. (in Russian)
6. Orlovetskaya A.G. Blood donation as a social practice: russian specificity. Zhurnal issledovaniy socialnoi poli-tiki. 2017; 15 (1): 7-20. (in Russian)
7. Kashin K.P. Medical and social characteristics of plasma donors for fractionation: Cand. of med. sci. thesis. Sankt-Petersburg, 2012. (in Russian)
8. Zaitseva N.V., Taranenko L.A., Malutina N.N., Dolgih O.V Diagnostic method of the cellular immunity insufficiency in chemical workers exposed to formaldehyde. Patent for the invention RUS 2539391 29.01.2014 Russia, 2015. (in Russian)
9. Reneva L.V., Volkova L.V., Orlova E.V. Comparative assessment of the antibodies level to antigens used to vaccinate plasma donors for fractionation. Permskiy medit-sinskyi zhurnal. 2016; 33 (4): 102-6. (in Russian)
10. Starkova K.G., Krivtsov A.V., Bubnova O.A., Dianova D.G., Pirogova E.A., Vdovina N.A., Luchnikova V.A. Immune regulation features in chemical industry workers. Rossiiskiy immunologitcheskiy zhurnal. 2015; 9 (3): 214-6. (in Russian)
11. Prokopieva O.B. Assessment of tumor markers levels and the immune system status in workers of industrial enterprises of the city of Chelyabinsk. Cand. of med. sci. thesis. Chelyabinsk, 2003. 183 p. (in Russian)
12. Lebedev V.A., Ponyakina I.D. Immunogram in clinical practice [Immunogramma v kinicheskoy pratike]. Moscow: Izdayelstvo Triada-Х, 1999. (in Russian)
Поступила 22 мая 2019 Принята в печать 09 сентября 2019