CC BY
39
УДК 616.61-002.4-08:616.61-089.844
СОВРЕМЕННЫЙ ЭТИОПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ЛЕЧЕНИЮ ГНОЙНО-СЕПТИЧЕСКИХ ОСЛОЖНЕНИЙ ПОСЛЕ ТРАНСПЛАНТАЦИИ ПОЧКИ
А.Б. Зулькарнаев, М. Крстич, А.В. Ватазин, К.К. Губарев,
ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского»
Зулькарнаев Алексей Батыргараевич - e-mail: [email protected]
Известно, что гнойно-септические осложнения составляют значительную часть всех осложнений после трансплантации почки. У реципиентов почечного трансплантата множество специфических
и неспецифических факторов предрасполагают к развитию серьезных бактериальных инфекций. Эндотоксин грамотрицательных бактерий - важных фактор инициации системной воспалительной реакции. В последние годы одним из перспективных методов борьбы с тяжелыми септическими осложнениями грамотрицательного и смешанного сепсиса является селективная адсорбция эндотоксина. Однако на сегодняшний момент научных работ, посвященных изучению эффективности этого метода у реципиентов ренального трансплантата крайне мало.
Ключевые слова: трансплантация почки, сепсис, эндотоксин, сорбция эндотоксина.
Septic complications represent a significant portion of all complications after kidney transplantation. Many of the specific and nonspecific factors predisposing to the development of serious bacterial infections in kidney transplant recipients and gram-negative infection remains one of the most frequent. Endotoxin of gram-negative bacteria is the important factor in the initiation of the systemic inflammatory response. In
recent years, one of the most perspective ways of treatment of mixed and gram-negative severe septic complications is the selective adsorption of endotoxin. However, current research applications of this method in patients after renal transplantation are very few.
Key words: kidney transplantation, sepsis, endotoxin adsorption of endotoxin.
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
На сегодняшний день как в практической, так и в фундаментальной медицине, остро стоит вопрос терапии состояний, характеризующихся развитием системного воспалительного синдрома и органных повреждений у пациентов после трансплантации почки (ТП). Данные состояния зачастую приводят к полиорганной недостаточности, смертность при которой приближается к абсолютной.
В последние десятилетия смертность от инфекций у реципиентов ренального трансплантата (РТ) несколько снизилась и отмечается тенденция к ее дальнейшему уменьшению. Несколько улучшились результаты профилактики и лечения вирусных инфекций, однако бактериальные и грибковые инфекции сопровождаются стабильно высокой летальностью. Кроме того, по данным L. Linares et al., проанализировавших результаты 1218 трансплантаций почек, в 29% случаев причиной смерти у реципиентов РТ становились инфекции. При развитии инфекции, ставшей причиной летального исхода, в 35% был диагностирован сепсис, 18% - бактериальная пневмония, в 4% -бактериальная инфекция брюшной полости. Роль бактериальной инфекции, как причины летального исхода, существенно не изменилась. Вирусная инфекция регистрируется как причина смерти реже - в 7% случаев [1].
Необходимо отметить, что после ТП к развитию сепсиса предрасполагают многие факторы, одними из основных которых являются:
1. широкое использование различных инвазивных процедур в после трансплантационном периоде: катетеризация центральных сосудов, мочевого пузыря, дренирование раны, использование мочеточниковых стентов и др.;
2. действие специфических нарушений гомеостаза (уремия, анемия, белково-энергетической недостаточностью, метаболические нарушения), свойственных больным с терминальной стадией хронической почечной недостаточностью на дострансплантационном этапе, что приводит к снижению репераративных способностей тканей, а также в значительной степени изменяют иммунный статус;
3. постоянная (пожизненная) комплексная иммуноссу-пресивная терапия, которая создает условия для вторичного иммунодефицита за счет угнетения пролиферации T - и B - лимфоцитов, продукции антител, что в ряде случаев может способствовать глубокому снижению противоин-фекционного иммунитета.
Инфекционные осложнения отрицательно влияют на результаты трансплантаций. По мнению S. Becker et al., в ранние сроки послеоперационного периода наиболее частой причиной потери трансплантатов при ТП является инфекция мочевыводящих путей [2]. При этом чаще всего причиной сепсиса является грамотрицательная флора [3, 4].
Одним из главных факторов, инициирующих системную воспалительную реакцию при развитии серьезных бактериальных инфекций, являются токсины грамотрицатель-ных бактерий. При этом основным начальным медиатором при грамотрицательном сепсисе, является эндотоксин -облигатный липополисахарид бактериальной стенки гра-мотрицательных бактерий, один из самых сильных экзогенных пирогенов, открытый Richard Pfeiffer в 1892 году. Структурно эндотоксин состоит из липида А, который представлен цепями жирной кислоты и универсального
для всех грамотрицательных бактерий полисахаридного ядра, к сердцевине ядра прикреплена вариабельная углеводная цепочка - О-антиген. О-антиген уникален для каждой бактерии и определяет ее серотип. Благодаря наличию гидрофобной части молекулы, эндотоксин способен внедряться в двухслойную клеточную мембрану, способствуя ее реорганизации: изменению гидрофобности, поверхностного заряда, функциональной стабильности, нарушениям клеточного метаболизма, угнетению клеточного дыхания, нарушению функций митохондрий, ускорению окислительных процессов [5].
Биологическое действие эндотоксина реализуется через комплекс реакций, в которые вовлечены специфические молекулы. Важной структурой, обеспечивающей первый этап в процессе нативного моноцитарного иммунного ответа, является липополисахаридсвязывающий белок (LBP) массой около 58 кДа. Данный белок обнаруживается и в крови здоровых людей, однако при воспалении его концентрация возрастает в десятки раз, в связи с чем его относят к белкам острой фазы воспаления. Интересно, что вышеуказанный белок продуцируется гепатоцитами и энтероцитами. Липополисахаридсвязывающий белок обладает участками высокоафинного связывания с липо-полисахаридом и мембранным CD14 (mCD14). LBP также способен активировать CDM-негативные клетки путем связывания эндотоксина с растворимым CD14 (sCD14 -также является белком острой фазы воспаления).
Необходимо отметить, что огромное значение в развитии сепсиса играют Toll-пободные рецепторы - TLR, экспрессируемые моноцитами, дендритными клетками, тучными клетками, В-лимоцитами, гепатоцитами. Данный механизм, опосредован прямым взаимодействием с TLR -основной сигнального пути при взаимодействии клеток организма-хозяина и эндотоксина. Toll-пободные рецепторы относят к нативному иммунитету. Данный класс клеточных рецепторов, распознавая консервативные структуры микроорганизмов (патоген-ассоциированные молекулярные паттерны), активируют клеточный иммунный ответ. Активация TLR происходит при связывании специфических лигандов, которыми для них являются определенные структуры бактерий, вирусов и грибов.
И так, после связывания лиганда разрывается комплекс со специфическим ингибитором - Tollip (Toll interacting protein), происходит активация и связывание TIR-домена рецептора (Toll-interleukin-1 receptor) с различными комбинациями пяти домен-содержащих адаптерных белков: MyD88, TIRAP, TRIF (TICAM), TRAM или SARM, причем разные рецепторы имеют свой набор адаптерных белков, при взаимодействии с которыми активируются определенные сигнальные пути и опосредуется соответствующий транс-криторный ответ клетки. Адаптерные белки, связавшись со специфическими ферментами-киназами (IRAK1, IRAK4, IKKs и др.), инициируют транскрипционную реакцию: происходит фосфорилирование неактивного комплекса ингибиторного белка Ik0 и NF-kB и его распад с высвобождением активного транскрипционного фактора NF-kB, транслокация его в ядро. Это, в свою очередь, приводит к экспрессии генов различных медиаторов и индукции системного воспалительного иммунного ответа на эндотоксин. Специфичными для TLR2 являются различные структурные
компоненты грамположительных бактерий: липотейхое-вая кислота, липопротеины, пептидогликан бактериальной стенки и др. Специфичным лигандом для TLR4 является эндотоксин (для активации этого рецептора также необходимо наличие компонентов рецепторного комплекса: СЭ14 и LBP, а также лимфоцитарного антигена-96 - МЭ-2). Взаимодействуя с трансмембранным рецептором - TLR4-МЭ-2, комплекс эндотоксин-LBP-CD14 специфическим образом активирует мононуклеарные фагоциты, что сопровождается выделением цитокинов - ИЛ-1, ИЛ-6, Ил-8, ИЛ-12, ИЛ-23, ИЛ-27, ФНОа. Понимание механизмов регулирования активации TLR может определить новые подходы к лечению сепсиса. Однако на сегодняшний момент, эти работы далеки от внедрению в широкую клиническую практику [6].
Эндотоксин является фактором, необходимым для нормального развития иммунной системы и облигатным фактором адаптационного синдрома. Известен тот факт, что объем поступления в системный кровоток эндотоксина регулируется симпатоадреналовой системой. При нормальном гомеостазе существует четкий баланс между выработкой эндотоксина облигатными бактериями кишечника и активностью систем, инактивирующих его. Тем не менее, большое количество эндотоксина, высвобождающегося при лизисе бактериальной стенки, приводит к быстрому истощению физиологических эндотоксинсвязы-вающих систем. При проникновении в различные жидкие среды организма эндотоксин, обладающий чрезвычайно высокой биологической активностью, приводит к различным патофизиологическим эффектам, которые заключаются в активации множества биологических систем: -системы коагуляции, комплемента и клетки крови (моноцитов, макрофагов, нейтрофилов, эозинофилов, а также эндотелиоцитов), при которых развивается комплекс адаптационных реакций, который выражается в активации как клеточного, так и гуморального иммунитета. Выделение множества медиаторов клинически проявляется тяжелой системной воспалительной реакцией с дальнейшим формированием полиорганной недостаточности (ПОН). Целенаправленное изучение биологического действия и метаболизма эндотоксина способствовало появлению новых подходов к терапии сепсиса [7, 8, 9, 10].
Обобщая результаты множества публикаций, следует отметить, что до сих пор не существует метода, который позволил бы коренным образом изменить показатели выживаемости при сепсисе. Суммируя результаты исследований очевидно, что необходимо воздействовать на разные звенья патогенеза. Фильтрационные и комбинированные методы экстракорпоральной детоксикации позволяют устранять из организма медиаторы воспаления, токсические субстанции, продукты тканевого метаболизма, предотвращая прогрессирование сепсиса и формирование ПОН. Однако следует учесть тот фактор, что недостатками указанных методов экстракорпоральной детоксикации является то, что они являются недостаточно селективными: вместе с воспалительными медиаторами, удаляются и противовоспалительные, с вредными субстанциями удаляются и полезные - витамины, гормоны, лекарственные препараты. В связи с этим применение неселективных методов афереза у реципиентов РТ сопряжено со сложно-
Хирургия
стью поддержания терапевтической концентрации компонентов иммуносупрессии в крови, что крайне актуально на всех этапах послеоперационного периода. Современная высокоселективная сорбция оказывает избирательное действие только на конкретные субстанции - основные медиаторы системного воспалительного ответа при сепсисе, что может повысить выживаемость больных.
На сегодняшней день существуют сорбенты, предназначенные для селективного удаления эндотоксина -«Toraymyxin» и «LPS Adsorber» обладающими всеми необходимыми свойствами для проведения эффективного и безопасного лечения сепсиса: высокие адсорбционная способность и темп сорбции, структурная стабильность, совместимость с кровью (отсутствие механического и химического повреждения крови).
В одном из проводимых последних лет в мировой практике крупных исследовании EUPHAS, посвященным исследованию эффективности раннего применения селективной адсорбции эндотоксина (САЭ) при сепсисе установлено, что после процедур значительно увеличилось среднее артериальное давление, снижалась потребность в вазо-прессорах. Общая динамика состояния была положительной, что выразилось в выраженном снижении количества баллов по шкале SOFA. В группе сравнения, где САЭ не применялась, показатели были статистически значимо хуже. Летальность на 28 сутки летальность составила 32% при применении САЭ и 53% в группе сравнения [11]. Однако методология исследования EUPHAS была подвергнута критике. Последующие промежуточные результаты исследования EUPHRATES и EUPHAS II, а также другие исследования подтверждают высокую эффективность САЭ [12, 13, 14].
Эти и многие подобные работы свидетельствуют о том, что эффективность САЭ детально изучается. Это обусловлено, во-первых, значительной стоимостью сорбционных колонок, а во-вторых, некоторой противоречивостью полученных результатов. Cruz D.N. et al., обобщили 28 исследований различных масштабов, в которых суммарно приняли участие 1425 пациентов с сепсисом различной этиологии. Авторы наблюдали на фоне снижения концентрации ЭТ статистически достоверное улучшение гемодинамики, тенденцию к снижению потребности в вазопрессорной поддержке, увеличение PaO2/FiO2. После проведения процедуры САЭ различными авторами отмечено снижение различных системных медиаторов: ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-18, ФНОа, ингибитора активатора плазминогена-1, эластазы нейтро-филов, тромбоциторного фактора-4, растворимого Р-селектина и эндогенных каннабиноидов. Авторы сообщают о снижении смертности как в раннем, так и в отдаленном периодах. Из нежелательных последствий сообщается только о редких случаях тромбоза колонки [15, 16].
В ходе анализа современных публикации как зарубежных, так и отечественных авторов, посвященные изучению эффективности и особенностей клинического применения САЭ у больных после ТП практически отсутствуют.
Необходимо, отметить, что в свою очередь рецидивирующие тяжелые инфекции после ТП вносят существенный вклад в развитие хронической трансплантационной нефропатии, которая характеризуется прогрессирующим фиброзом почечной ткани с неизбежной постепенной
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
потерей функции РТ [17]. В основе почечного повреждения
лежит комплекс неспецифических патологических процессов эндогенной и экзогенной природы. Данное нарушение функции трансплантата можно рассматривать как частный случай септической нефропатии. Известно, что у реципиентов РТ присоединяется дополнительный фактор патогенеза: помимо представленных механизмов имеется и специфический фактор - обострение иммунологического конфликта между трансплантированным органом и организмом хозяина. Существует гипотеза, что помимо потерь трансплантатов в связи с необходимостью отмены иммуносупрессии при развитии тяжелых инфекций и неконтролируемом течении сепсиса, часть трансплантатов удаляются в связи со стойкой утратой функции вследствие активного хронического отторжения, которое может быть спровоцировано длительно персистирующей или острой инфекцией. Это способствует прогрессированию хронической трансплантационной нефропатии и значительно ухудшает долгосрочный прогноз для выживаемости трансплантата.
Проведенные исследования показали, что инфекции различной локализации способны значительно ухудшать функцию РТ в долгосрочной перспективе [18, 19, 20] или непосредственно при развитии инфекционного процесса [20, 21], инициировать острое отторжение [22] и повышать активность хронического отторжения [23], ухудшать долгосрочный прогноз выживаемости РТ и реципиентов [24].
Таким образом, эффективное лечение тяжелых бактериальных инфекций после ТП позволит значительно улучшить результаты лечения. Вполне вероятно, что использование САЭ у реципиентов РТ, станет одним из новых прогрессивных способов терапии, позволяющих не только снизить летальность при развитии тяжелого бактериального гнойно-септического осложнения, но и улучшить нарушенную на этом фоне функцию РТ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Linares L., Cofan F., Cervera C. et al. Infection-related mortality in a large cohort of renal transplant recipients. Transplant Proc. 2007. Vol. 39, № 7. P.2225-2227.
2. Becker S., Witzke O., Rubben H., Kribben A. Urinary tract infections after kidney transplantation: Essen algorithm for calculated antibiotic treatment. Urologe A. 2011. Vol. 50. № 1. P. 53-56.
3. Pourmand G., Salem S., Mehrsai A. et al. Infectious complications after kidney transplantation: a single-center experience. Transpl. Infect. Dis. 2007. Vol. 9. № 4. P. 302-309.
4. Valera B., Gentil M.A., Cabello V. et al. Epidemiology of urinary infections in renal transplant recipients. Transplant Proc. 2006. Vol. 38. № 8. P. 2414-2415.
5. Cardoso P.G., Macedo G.C., Azevedo V., Oliveira S.C. Brucella spp noncanonical LPS: structure, biosynthesis, and interaction with host immune system. Microb Cell Fact. 2006. Vol. 5. P. 13.
6. Villar J., Maca-Meyer N., Perez-Mendez L., Flores С. Bench-to-bedside review: understanding genetic predisposition to sepsis. Crit Care. 2004. Vol. 8. № 3. P. 180189.
7. Аниховская И. А., Опарина О. Н., Яковлева М. М., Яковлев М. Ю. Кишечный эндотоксин как универсальный фактор адаптации и патогенеза общего адаптационного синдрома. Физиология человека. 2006. Т. 32. № 2. С. 87-91.
8. Яковлев М.Ю. Элементы эндотоксиновой теории физиологии и патологии человека. Физиология человека. 2003. № 4. С. 154-164.
9. Яковлев М.Ю. Кишечный липополисахарид: системная эндотоксинемия - эндотоксиновая агрессия - SIR-синдром и полиорганная недостаточность, как звенья одной цепи. Бюлл. ВНЦ РАМН. 2005. № 1. С. 15-18.
10. Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин - SIRS - полиорганная недостаточность. Труды РОП. 2006. Т. 1. С. 437-440.
11. Antonelli M., Fumagalli R., Cruz D.N. et al. PMX endotoxin removal in the clinical practice: results from the EUPHAS trial. Contrib Nephrol. 2010. № 167. P. 83-90.
12. Cavaillon J.M. Polymyxin B for endotoxin removal in sepsis. Lancet Infect Dis. 2011. Vol. 11. № 6. P. 426-427.
13. Martin E.L., Cruz D.N., Monti G. et al. Endotoxin removal: how far from the evidence? The EUPHAS 2 Project. Contrib Nephrol. 2010. № 167. P. 119-125.
14. Sato K., Maekawa H., Sakurada M. et al. Direct hemoperfusion with polymyxin B immobilized fiber for abdominal sepsis in Europe. Surg Today. 2011. Vol. 41. № 6. P. 754-760.
15. Cruz D.N., Bellomo R., Ronco C. Clinical effects of polymyxin B-immobilized fiber column in septic patients. Contrib Nephrol. 2007. № 156. P. 444-451.
16. Cruz D.N., Perazella M.A., Bellomo R. et al. Effectiveness of polymyxin B-immobilized fiber column in sepsis: a systematic review. Crit Care. 2007. Vol. 11. № 2. Р. 47.
17. Nankivell B.J., Chapman J.R. Chronic allograft nephropathy: current concepts and future directions. Transplantation. 2006. Vol. 81. № 5. P. 643-654.
18. Pelle G., Vimont S., Levy P.P. et al. Acute pyelonephritis represents a risk factor impairing long-term kidney graft function. Am J Transplant. 2007. Vol. 7. №
4.P. 899-907.
19. Witzke O., Schmidt C., Kohnle M. et al. Impact of febrile infections on the long-term function of kidney allografts. J Urol. 2001. Vol. 166. № 6. P. 2048-2052.
20. Zukowski M., Kotfis K., Biernawska J. et al. Graft infection in kidney recipients and its relation to transplanted kidney function. Transplant Proc. 2011. Vol. 43. № 8. P. 2997-2999.
21. Oguz Y., Doganci L., Bulucu F. et al. Acute pyelonephritis causing acute renal allograft dysfunction. Int Urol Nephrol. 2002. Vol. 34. № 3. P. 299-301.
22. Audard V., Amor M., Desvaux D. et al. Acute graft pyelonephritis: a potential cause of acute rejection in renal transplant. Transplantation. 2005. Vol. 80. № 8. P. 1128-1123.
23. Muller V., Becker G., Delfs M. et al. Do urinary tract infections trigger chronic kidney transplant rejection in man? J Urol. 1998. Vol. 159. № 6. P. 1826-1829.
24. Kamath N.S., John G.T., Neelakantan N. et al. Acute graft pyelonephritis following renal transplantation. Transpl Infect Dis. 2006. Vol. 8. № 3. P. 140-147.
Ш
