CC BY
58
РАЗДЕЛ V
УДК 616.981.21:612.017.1
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГУМОРАЛЬНОГО ИММУННОГО ОТВЕТА У БОЛЬНЫХ АНГИНАМИ И ИНФЕКЦИЯМИ МЯГКИХ ТКАНЕЙ СТРЕПТОКОККОВОЙ (ГРУППЫ А) ЭТИОЛОГИИ
NK
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Д.А. Клейменов, Е.В. Глушкова, Н.Ф. Дмитриева, А.С. Ешина,
Ю.М. Тимофеев, А.В. Аксенова, Н.И. Брико,
ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова»
Клейменов Денис Александрович - e-mail: [email protected]
Целью работы явилась оценка особенностей гуморального иммунного ответа на СГА-инфекцию в зависимости от локализации инфекционного процесса. Две группы больных с бактериологически подтвержденной СГА-инфекцией (50 случаев ангины - группа № 1 и 51 случай инфекции мягких тканей - группа № 2) обследованы на наличие АСЛ-О (с использованием анализатора «ARCHITECT
ci8200» (Abbott, США) и АТ (IgM) к А-ПСХ СГА (методом ИФА). Позитивными по уровню АСЛ-О в группе № 1 признаны 23 (46%), а в группе № 2 - 20 (39%) человек (p>0,05); условно существенное превышение нормальных значений (> чем в 1,5) обнаружено у 25% пациентов каждой группы. Повышенный уровень антител к А-ПСХ СГА был выявлен у 43 (86%) больных из группы № 1 и у 30
(59%) больных из группы № 2 (р<0,05). В группе № 1 отмечено превышение нормальных значений анти-А-ПСХ IgM в основном в 1,5±0,5 раза (74%). В группе № 2 у 43% пациентов уровни анти-А-ПСХ IgM были выше нормы более чем в 2 раза и в большинстве случаев при неосложненных вариантах течения болезни, а у 45% больных тяжелыми формами инфекции мягких тканей этот показатель не превышал нормальных значений (p<0,05). Таким образом, было установлено, что в острый период заболевания при одновременном определении АСЛ-О и АТ к А-ПСХ IgM чувствительность серологической диагностики ангин СГА-этиологии и СГА-инфекций мягких тканей достигает 92% и 72% соответственно, а гуморальный иммунный ответ на клеточные АГ при каждой форме СГА-инфекции имеет особенности.
Ключевые слова: инфекции, вызываемые стрептококками серогруппы А, ангины, инфекции мягких тканей, гуморальный иммунный ответ, серологическая диагностика.
Aim study - to estimate informativity of simultaneous definition of antibodies (AB) to extracellular (АВ to
streptolyzin O (ASO)) and cell wall-attached (IgM to the group A streptococcus carbohydrate (GAS CHO) antigens (AG) at patients suffering from angina and the infections of soft tissues caused by GAS and to reveal features of the humoral immune answer to the GAS-infection depending on localization of infectious process.Two groups of patients with bacteriologically distinctive GAS-infection (50 cases of angina - group №1 and 51 case of an infection of soft tissues - group №2) are surveyed for presence ASO (on analyzer «ARCHITECT ci8200» (Abbott, the USA)) and АВ (IgM) to GAS CHO (ELISA). As positive on level ASO are recognized 23 in group №1 (46 %), and 20 (39 %) in group №2 patients (p> 0,05); essential excess of normal values (> than in 1,5) is revealed at 25 % of patients of each group.The raised level of antibodies to GAS CHO has been revealed at 43 (86 %) patients from group №1, and at 30 (59 %) patients from group №2 (р <0,05).In group №1 excess of normal values anti-GAS CHO IgM basically in 1,5 ± 0,5 times (74 %) was detected. In group №2 at 43 % of patients anti-GAS CHO IgM levels were above norm more than in 2 times and in most cases at not complicated variants of infection, and at 45 % of patients with severe forms of an infection of soft tissues this marker didn't exceed normal values (p <0,05). It is established, that during the acute period of disease with simultaneous definition ASO and anti-GAS CHO IgM sensitivity of serological diagnostics of GAS-etiology angina and GAS-infection of soft tissues reaches to 92% and 72% accordingly, and the humoral immune answer on cell wall-attached AG has features at each form of the GAS-infection.
Key words: GAS-infection, angina, infection of soft tissues, the humoral
immune answer, serological diagnostics.
Стрептококки серогруппы А (СГА) вызывают широкий спектр инфекций, которые по распространенности, тяжести течения и осложнений имеют большое социальномедицинское значение, - фарингиты, синуситы, отиты, скарлатина, рожа, импетиго, тяжелые инфекции мягких тканей и др. [1]. Ревматическая лихорадка и гломерулонефрит рассматриваются как осложнения первичных заболеваний СГА-этологии с аутоиммунным компонентом. Имеются сообщения о новых постстрептококковых осложнениях, таких как летаргический энцефалит [2], обсессивно-компульсивное расстройство и тики [3, 4]. К наиболее частым первичным стрептококковым инфекциям (СИ) можно отнести ангины и фарингиты.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в мире ежегодно регистирируется 616 млн новых случаев фарингита СГА-этиологии [5]. Такие инфекции мягких тканей, как некротическая рожа и некротизирующий фасци-ит, нередко приводят к развитию синдрома токсического шока (СТШ) и наряду с сепсисом регистрируются как генерализованные или инвазивные формы стрептококковой инфекции (ИСИ).
Серодиагностика СГА инфекций включает в себя определение антител к различным антигенам возбудителя [6]. Определение титров антител к стрептолизину-О (АСЛ-О) -тест, выявляющий специфические к экстрацеллюлярному антигену СГА антитела, наиболее часто используется в лабораторной практике. Повышение титра АСЛ-О рассматривается как настораживающий фактор, который свидетельствует о сенсибилизации организма к стрептококку и возможности возникновения негнойных постстрептококковых осложнений, таких, как ревматизм и гломерулонефрит. Некоторые данные о механизме токсического действия стрептолизина-О при тяжелых формах стрептококковой инфекции дают основание для более детального изучения ответа организма больных на данный экстрацеллюлярный компонент СГА [7].
Определение антител к группоспецифическому полисахариду (А-ПСХ) СГА используется достаточно редко. Ранее была изучена диагностическая ценность такого исследования на примере больных различными СГА-инфекциями методом иммуноферментного анализа (ИФА). Использование этого теста выявило повышение уровня антител к А-ПСХ у больных часто рецидивирующей и повторной рожей [8] показало его информативность при диагностике острой ревматической лихорадки и латентного кардита [9].
К настоящему моменту тесты по определению антител к экстрацеллюлярным антигенам СГА наиболее распространены, коммерчески доступны и их комплексное использование достаточно подробно изучено [10, 11, 12]. Проведены исследования, посвященные иммуногенности клеточных антигенов СГА, как известных длительное время (А-ПСХ и М-протеин) [13, 14], так и открытых и функционально охарактеризованных сравнительно недавно (поверхностноклеточные коллагеноподобные белки SclA и SclB, а также альфа2М-связывающий протеин - GRAB) [15].
Целью настоящей работы было оценить информативность одновременного использования диагностических тестов для определения антител к экстрацеллюлярным (АСЛ-О) и клеточным (IgM к А-ПСХ) антигенам у больных ангинами и инфекциями мягких тканей бактериологически под-
твержденной СГА этиологии и выявить особенности гуморального иммунного ответа на СГА-инфекцию в зависимости от локализации инфекционного процесса.
Материалы и методы
Материал для исследования получен от 101 пациента, представленных двумя группами. Первую группу составили 50 больных ангинами бактериологически подтвержденной СГА-этиологии мужчин 18-20 лет (члены воинского коллектива). Материал для бактериологического исследования забирали с миндалин и задней стенки глотки сухим стандартным тампоном. Для транспортировки и выделения чистой культуры СГА использовали «метод полосок фильтровальной бумаги». Во вторую группу включен 51 пациент хирургического отделения ГКБ № 23 с инфекциями мягких тканей бактериологически подтвержденной СГА-этиологии. Диагностированы неинвазивные, в основном флегмона и абсцесс верхних и нижних конечностей, и инвазивные формы СГА-инфекции, проявляющиеся преимущественно в форме некротического фасциита, некротизирующей инфекции других глубоких тканей и некротической рожи. Средний возраст больных этой группы (здесь и далее - средняя ± стандартное отклонение); минимальный и максимальный возраст в группе - 21-79 лет (в среднем, 46+15 лет). Среди пациентов было 32 мужчины (44+14 лет; 21-72 года) и 19 женщин (50+18 лет; 21-79 лет). Материал для бактериологического исследования получали при первичном вскрытии очагов инфекции. Идентификацию стрептококков группы А проводили в латекс-агглютинации с набором реагентов для групповой идентификации (SlidexStrepto Kit ABCDFG) BioMerieux (Франция).
Пробы крови от больных получали однократно в острый период заболевания. Сыворотки крови анализировали на наличие антител к А-полисахариду СГА (анти-А-ПСХ IgM) и к стрептолизину-О.
Анти-А-ПСХ IgM определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа [16]. В качестве антигена для ИФА тест-системы использовали конъюгат искусственно синтезированного N-ацетилглюкозамина с полиакриламидом. Принцип постановки соответствует стандартному «сэндвич»-варианту ИФА. Метод исследования - полуко-личественный. Результат представляется в виде коэффициента позитивности (КП), имеющего обозначение S/CO и показывающего, во сколько раз уровень оптической плотности (ОП) исследуемой сыворотки (S - sample) превышает уровень ОП сыворотки здоровых людей (CO - cut off). Значения выше единицы признаются положительными по содержанию антител к А-ПСХ СГА, ниже единицы - отрицательными.
Уровень АСЛ-О определялся на биохимическом анализаторе «ARCHITECT ci8200» (Abbott, США) с использованием набора производителя указанного прибора в соответствии с инструкцией, где нормальным считается значение АСЛ-О < 200 IU/ml. Статистическая обработка полученных результатов исследования проводилась общепринятыми методами вариационной статистики с использованием программ SPSS и Microsoft Exсel.
Результаты исследования
Средний уровень АСЛ-О у больных ангинами СГА этиологии (группа 1) составил 220 IU/ml при наличии неравномерности распределения показателей. Медиана результатов оказа-
РАЗДЕЛ V
РАЗДЕЛ V
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
лась в пределах нормальных значений - 188 IU/ml. Положительными по уровню АСЛ-О признаны 23 человека (46%). При этом условно существенное превышение нормальных значений (в 1,5 раза и более) обнаружено менее, чем у четверти группы (таблицы 1, 2).
Средний уровень АСЛ-О у больных с инфекциями мягких тканей (группа 2) оказался более высоким - 268 IU/ml. Половина результатов не достигала 157 IU/ml, а у четверти пациентов уровень АСЛ-О так же, как и в первой группе, был выше нормы в 1,5 раза и более. В данной группе зафиксировано максимальное превышение нормальных значений уровня АСЛ-О - более чем в 11 раз (в первой группе в 4 раза). Всего положительными по уровню АСЛ-О в этой группе признано 20 человек (39%) (таблицы 1, 2).
ТАБЛИЦА 1.
Результаты определения анти-А-ПСХ IgM и АСЛ-О у больных СГА-инфекцией
Показатели Группа 1 Группа 2
анти-А-ПСХ IgM (S/CO) АСЛ-О (IU/ ml) анти-А-ПСХ IgM (S/CO) АСЛ-О (IU/ ml)
N ВС ВС 51 51
Среднее 1,54 224 1,44 268
Стд. отклонение 0,49 203 0,8 336
Процентили 5 0,75 33 0,39 28
25 1,15 89 0,68 99
5C 1,49 188 1,3 157
75 1,93 283 2,3 305
95 2,28 785 2,6 940
Таким образом, несмотря на бактериологически подтвержденную СГА этиологию, только у 46% больных ангинами и 39% больных при инфекциях мягких тканей были выявлены повышенные титры АСЛО (р>0,05).
ТАБЛИЦА 2.
Индивидуальная и суммарная диагностическая значимость серологических тестов
Показатели Группа 1 Группа 2
АТ к А-ПСХ IgM (S/CO) АСЛ-О (IU/ml) АТ к А-ПСХ IgM (S/CO) АСЛ-О (IU/ml)
N 50 50 51 51
Число позитивных 43 23 30 20
% позитивных 86% 46% 59% 39%
Число (%) негативных по обоим показателям 4 (8%) 14 (27%)
Число (%) позитивных только по одному из двух показателей 23 (46%) 3 (6%) 17 (33%) 7 (14%)
Число (%) позитивных по двум показателям 20 (40%) 13 (25%)
Чувствительность диагностики СГА-инфекции при определении двух показателей* 92% 72%
82%
Примечание: * - относительно микробиологического метода.
По содержанию антител 1дМ к А-ПСХ СГА среди 50 образцов первой группы 7 признаны отрицательными. Повышенный уровень антител к А-ПСХ был выявлен у 43 человек (86%), больных ангинами. Во второй группе позитивными по содержанию анти-А-ПСХ 1дМ признано 30 человек (59%) (таблицы 1, 2) (р<0,05).
В первой группе отмечено превышение нормальных значений анти-А-ПСХ 1дМ в основном в 1,5±0,5 раза (74%),
тогда как во второй группе у 43% пациентов они были выше
нормы более чем в 2 раза и в большинстве случаев при неосложненных вариантах течения болезни, а у 45% больных уровень анти-А-ПСХ IgM не превышал нормальных значений (рис.) (p<0,05). При этом, как правило, низкий уровень гуморального иммунного ответа на А-ПСХ выявлялся у больных тяжелыми формами: некротизирующий фасцит и другие инвазивные инфекции мягких тканей.
Обсуждение
Несмотря на большой опыт применения теста АСЛ-О, нет единого мнения о нормальном уровне АСЛ-О в сыворотках крови. В настоящее время в основном пользуются международными единицами измерения (International Units или IU), в которых за норму принимают 200 МЕ/мл для взрослых, 100 МЕ/мл для детей дошкольного и 250 МЕ/мл - школьного возраста. По некоторым данным уровень АСЛ-О (на фоне регулярного выделения СГА бактериологическим методом) может нарастать и держаться на сравнительно высоком уровне, при этом значения показателя остаются в зоне нормальных значений [11]. Нами также у значительной части больных с инфекциями мягких тканей (группа 2) не выявлено превышения принятых в настоящее время значений нормы.
Следует отметить, что больные ангинами представляли собой чрезвычайно однородную группу как по тяжести заболевания, так и по возрастному составу. Напротив, вторую группу составили больные разного возраста, разной степени тяжести и клиническим проявлениям заболевания, от локальных абсцессов до генерализованных форм СГА-инфекции. Видимо, неоднородность по этим показателям группы больных с СГА-инфекцией мягких тканей проявилась в особенностях их распределения по уровню гуморального иммунного ответа на антигены СГА (рис. и таблица 1). Несмотря на сходство средних уровней анти-А-ПСХ IgM в каждой из групп, различия в распределениях показателей неслучайны и статистически достоверны (p<0,05).
14 12 о 10
I»
CD
о 6
5
? 4 2 0
СМ тт ц з си w w w w w w w w w
Д- 0- 0- О СМ СО 00 о см -я- «о
т-" т-‘ т-‘ т-" т-" см' см" см" см"
S/CO
РИС.
Распределение пациентов с СГА-инфекциями по уровню IgM-антител к группоспецифическому полисахариду.
При респираторной форме СГА-инфекции (в нашем случае ангине) иммунный ответ на А-ПСХ отмечался более часто, нежели при инфекционных заболеваниях мягких тканей СГА этиологии, - у 86 и 59% больных соответственно. Ответ на экстрацеллюлярный антиген стрептолизин-О также регистрировался чаще у больных ангинами (рис.).
Полученные различия отчасти можно связать с более
больные ангинами
■ і больные СГА-инфекцией мягких тканей
■
I I
■ I 1 і 1 Г
■ і limn ІГГІ11I 11 1 1 ■■
молодым возрастом больных респираторной формой СГА-инфекции.
В то же время различия в формировании иммунного ответа на антигены возбудителя могут определяться особенностями строения, метаболизма и локализации стрептококков разных типов. С экологических позиций различают «кожные» и «респираторные» или «глоточные» штаммы стрептококков, выделяемые с кожных покровов и из носоглотки соответственно. Исследования последних десятилетий показывают, что деление штаммов стрептококков на «кожные» и «глоточные» определяется их генетическими особенностями [17]. Можно предположить, что низкий уровень АСЛ-О у части больных с СГА-инфекциями мягких тканей связан с тем, что они вызваны кожными штаммами, и с особенностями синтеза и секреции стрептолизина-О данными штаммами. Кроме того, кровь больных получали в острый период заболеваний, что правомерно для определения 1дМ антител, а показатели АСЛ-О могли еще не превысить нормальных значений.
Низкая информативность использования теста АСЛ-О при ряде СГА инфекций, возможно, объясняется ингибирующим действием на стрептолизин-О холестерина и некоторых связанных с кожей липидов. Так, повышенные титры АСЛ-О после перенесенного фарингита, как правило, регистрируются у пациентов существенно чаще, чем у больных после перенесенной пиодермии. В некоторых работах отмечается, что повышенные титры АСЛ-О могут быть не связаны с заболеваниями СГА-этиологии, а выявляться у больных мико-плазменной инфекцией [18]. Приведенные материалы являются еще одним доводом в пользу сочетанного определения антител к группоспецифическому ПСХ и АСЛ-О. Несмотря на то, что нами не использовано динамическое наблюдение за уровнем анти-А-ПСХ 1дМ и АСЛ-О, даже однократное одновременное определение уровня антител к экстрацеллюляр-ным и клеточным антигенам СГА (по одному из каждой группы антигенов) показало достаточную информативность такого подхода (таблица 2).
Выводы
Таким образом, нами установлено, что в острый период заболевания при одновременном определении АСЛ-О и АТ к А-ПСХ 1дМ чувствительность серологической диагностики ангин СГА этиологии достигает 92%. В отношении СГА-инфекций мягких тканей этот показатель - 72% (таблица 2). Сравнительное исследование уровней 1дМ-антител к экс-трацеллюлярным и клеточным антигенам СГА (по одному из каждой группы) у больных ангинами и СГА-инфекциями мягких тканей показало, что превышение нормальных значений регистрируется достоверно чаще у больных респираторной формой стрептококковой инфекции. В то же время максимальные значения титров АСЛ-О, превышающие
таковые у больных ангинами в несколько раз, были зарегистрированы у больных CTA-инфекциями мягких тканей.
[23
ЛИТЕРАТУРА
1. Покровский В.И., Брико Н.И., Ряпис ЛА Огрептококки и стрептококкозы. М.: «ГЭOТAР-Mедиа», 2QQ6. C. 61.
2. Vincent A. Encephalitis lethargica: part of a spectrum of post-streptococcal autoimmune diseases? Brain. 2QQ4. № 127. Р. 2-3.
3. Swedo S.E., Leonard H.L., Garvey M. et al. Pediatric autoimmune neuropsychiatric disorders associated with streptococcal infections: clinical description of the first 5Q cases. Am J Psychiatry. 199B. № 155. Р. 264-271.
4. Yaddanapudi K., Hornig M., Serge R. et al. Passive transfer of streptococcus-induced antibodies reproduces behavioral disturbances in a mouse model of pediatric autoimmune neuropsychiatric disorders associated with streptococcal infection. Mol Psychiatry. 2Q1Q. № 15. Р. 712-726.
5. Carapetis J.R., Steer A.C., Mulholland E.K. et al. The current evidence for the burden of group A streptococcal diseases. World Health Organization. 2QQ5.
6. Ряпис ЛА, Брико Н.И., Ещина A.C. и др. Cтрептококки: общая характеристика и методы лабораторной диагностики. М. 2QQ9. C. 119-133.
7. Tweten R.K. Cholesterol-dependent cytolysins, a family of versatile poreforming toxins. Infect. Immun. 2QQ5. № 73. Р. 6199-62Q9.
8. Шихман A^., Aнохина A^., Николаева Л.В., и др. Oпределение антител к рибосомам и другим компонентам клеточной стенки и выявление циркулирующих антигенов стрептококка группы A у пациентов, больных рожей. ЖМЭИ. 19B6. № 12. C. 91-95.
9. Мясоедова C.E., Aндреева Д.В., Бобков ВА и др. Oценка секреторного и гуморального иммунного ответа на групповой полисахарид A при ревматизме. Клиническая лабораторная диагностика. 1996. № 4. C. 43-45.
10. Ayoub E.M., Nelson B., Shulman S.T. et al. Group A streptococcal antibodies in subjects with or without rheumatic fever in areas with high or low incidences of rheumatic fever. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 2QQ3. Vol. 1Q. № 5. Р. BB6-B9Q.
11. Johnson D.R., Kurlan R., Leckman J. et al. The human immune response to streptococcal extracellular antigens: clinical, diagnostic, and potential pathogenetic implications. CID. 2Q1Q. № 5Q. Р. 4B1-49Q.
12. Shet A., Kaplan E.L. Clinical use and interpretation of group A streptococcal antibody tests: a practical approach for the pediatrician or primary care physician. Pediatr Infect Dis J. 2QQ2. № 21. Р. 42Q-3Q.
13. Brandt E.R., Yarwood P.J., McMillan D.J et al. Antibody levels to the class I and II epitopes of the M protein and myosin are related to group A streptococcal exposure in endemic populations. Int Immunol. 2QQ1. Oct. № 13 (1Q). Р. 1335-43.
14. Sabharwal H., Michon F., Nelson D. et al. Group A streptococcus (GAS) carbohydrate as an immunogen for protection against GAS infection. JID. 2QQ6. № 193. Р. 129-135.
15. Akesson P., Rasmussen M., Mascini E. et al. Low antibody levels against cell wall-attached proteins of streptococcus pyogenes predispose for severe invasive disease. J Infect Dis. 2QQ4. Mar. 1. № 1B9 (5). Р. 797-BQ4.
16. Клейменов ДА Эпидемиологическая характеристика стрептококковой (группы A) инфекции и предложения по улучшению ее иммунологической диагностики. Aвтореф. дисс. на соис. уч. ct канд. мед. наук. Москва. 2QQ9.
17. Bessen D.E., Kumar N., Hall G.S. et al. Whole genome association study on tissue tropism phenotypes in group A Streptococcus. J. Bacteriol. 2Q11. № 193 (23). Р. 6651-6663.
18. Ben-Cherit E., Moses A.E., Agmon-Levin N. et al. Serum levels of antistreptolysin O antibodies: their role in evaluating rheumatic diseases. Int J Rheum Dis. 2Q12. Feb. № 15 (1). Р. 7B-B5.
Г
РАЗДЕЛ V
