CC BY
24
К^Ш /ребёнка
КёУчна пед1атр1я / Clinical Pediatrics
УДК 616.33-002:616.98:578/.579-036-093:612.017-053.2 АБАТУРОВ O.e., ГЕРАСИМЕНКО О.М.
Державний заклад «Днпропетровська медична академя Мнстерства охорони здоров'я Укра!ни»
СТРУКТУРНА ОРГАЫЗАЩЯ OAKTOPiB УРОДЖЕНОГО ¡МУЫТЕТУ B РОЗВИТКУ ЗАПАЛЕННЯ СЛИЗОВО1 ОБОЛОНКИ
■ _ ■■■ ■ v
ШЛУНКА ПРИ H.PYLORI-iНФЕKЦil У ДiTЕИ
Резюме. Метою до^дження було вивчення за допомогою факторного анал1зу структурних змт стану факторiв уродженого Шуттету в розвитку запалення слизовог оболонки шлунка (СОШ) у дтей ¡з хелi-кобактерною тфекщею.
Методи. Для визначення рiвня експреси TLR4, NLRC1/NOD1 у бiоnтатi СОШ та NF-kB у лiмфоцитах периферичног кровi використовувалисьмолекулярно-генетичн методи, рiвня в сироватщ кровisCD14та NT-proBNP — метод твердофазного iмуноферментного аналЬзу.
Результати. За допомогою факторного аналiзу вивчено структурт змти стану факторiв уродженого iмунiтету в розвитку запалення СОШ у 128 дтей ¡з хрошчними гастродуоденальними захворювання-ми (ХГДЗ) у стади загострення: 70 (54,7 %) пацiентiв, тфкованих H.pylori, та 58 (45,3 %) дтей, у яких H.pylori був вiдсутнiм. Отримано фактори, що дозволили видлити основт структурт оа експреси компонентiв уродженого iмунiтету, неспецифiчних механiзмiв захисту, що визначають розвиток локального запалення СОШ (Р < 00,001). Показано, що запалення СОШ у пацiентiв ¡з хрошчними гастродуоденальними захворюваннями, не асоцшованими з H.pylori, визначаеться двома сигнальними системами, актившсть якихзнаходиться в обернено пропорцшному спiввiдношеннi: NLRC1/NOD1-асоцшованi i TLR4-асоцшованi каскади. У той час як провiдним мехашзмом запалення СОШ при H.pylori-асоцшованих ХГДЗ у дтей е рецепторнезалежна активащя фактора транскрипцП NF-kB, а рецепторзалежт меха-шзми биьшою мiрою зумовлюють продукщю NT-proBNP.
Ключовi слова: Helicobacter pylori, уроджений iмунiтет, факторний аналiз, дти.
Вступ
В основi клтчних проявiв запалення лежить неспецифiчна захисна реакцiя оргашзму на вплив будь-якого екзогенного або ендогенного ушкоджу-ючого фактора, основною метою яко! е елiмiнацiя патогенного агента, лок^зац1я його дп i репарацiя пошкоджених оргашв i тканин. Захист макроорга-шзму вщ патогенних шфекцшних агенпв обумов-лений функщонуванням двох взаемопов'язаних iерархiчних iмунних систем — неспецифiчно! вро-джено! та специфiчно! адаптивно!. Неспецифiчнi мехашзми вродженого iмунiтету представляють фь логенетично бшьш давню систему захисту оргашзму вщ агресивно! дп мiкроорганiзмiв порiвняно з адаптивною iмунною системою. На вщмшу вщ специ-фiчно! вiдповiдi iмунно! системи, для розвитку яко! потрiбен певний час, реакцiя неспецифiчних меха-нiзмiв захисту практично миттева [1].
Колонiзацiя шлунково-кишкового тракту Н.ру1оп не завжди призводить до розвитку патоло-
ri4Horo процесу. Вщповщь оргашзму на H.pylori за-лежить вщ стану ГмунГтету людини, як уродженого, так i адаптивного, кГлькостГ рецепторiв на поверхнi шлунка, що сприяють адгезГ! мiкроорганiзмy, Bipy-лентностГ Н. pylori та Гн.
МодуляцГя експресГ! генГв, якГ ГндукованГ H.pylori-шфекщею, пов'язана з активацГею образ-розтзнавальних рецепторГв (pattern-recognition receptors, PRR), насамперед Toll-подГбних (Toll-like receptor, TLR) i NOD-подГбних (Nod-like receptor, NLR, NLR/NOD) рецепторГв, а також сигнальних шляхГв, що призводять до активаци факторГв транс-
Адреса для листування з авторами:
Абатуров Олександр бвгенович
E-mail: [email protected], [email protected]
© Абатуров О.6., Герасименко О.М., 2015 © «Здоров'я дитини», 2015 © Заславський О.Ю., 2015
№ 1 (60) • 2015
www.mif-ua.com
77
KAiHiHHa пед1атр1я / Clinical Pediatrics
крипцп (насамперед ядерного фактора транскрипцп кВ (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated В cells, NF-кВ). Глжопротеш sCD14 — со-лютабна форма CD14, локалiзований у плазмi i за-безпечуе взаeмодiю H.pylori з епггелюцитами слизо-вох оболонки шлунка (СОШ). NT-proBNP та sCD14 також е iнтегральними складовим вродженох 1мун-нох вiдповiдi на iнфекцiю H.pylori. Лшополюахариди (lipopolysaccharide, LPS) — структурш компоненти зовшшньох мембрани грамнегативних бактерш — е одними з найвпливовших патогенасоцiйованих молекулярних структур мiкроорганiзмiв (pathogen-associated molecular patterns, PAMP), у тому чи^ H.pylori. [1-4, 6].
Метою досЛдження було вивчення за допомогою факторного аналiзу структурних змш стану факто-рiв уродженого iмунiтету в розвитку запалення сли-зовох оболонки шлунка у дiтей iз хелiкобактерною iнфекцiею.
Матер1али та методи досл1дження
128 дiтей вiком вщ 7 до 17 рокiв iз хронiчними гастродуоденальними захворюваннями (ХГДЗ) у стадп загострення, якi знаходилися на обстеженш i лiкуваннi в спецiалiзованому дитячому гастроен-терологiчному вщдшенш Комунального закладу «Дншропетровська дитяча мiська клтчна лiкарня № 1» Дншропетровськох обласнох ради», залежно вiд наявностi H.pylori були роздшеш на двi групи. До першох (основнох) групи увшшли 70 (54,7 %) пацiентiв, шфжованих H.pylori, до другох (пор1в-няння) — 58 (45,3 %) дггей, у яких H.pylori був вщ-сутнiм. Середнiй вiк дiтей у перший груш становив 14,04 ± 0,34 року, у другш — 14,12 ± 0,43 року. Для верифжацп дiагнозу та H.pylori-статусу викорис-товували ендоскопiчне дослiдження стравоходу, шлунка i дванадцятипалох кишки (Pentax FG-15W (Японiя)), швидкий уреазний «Хелпгл»-тест та ди-хальний «Хелж^тест з використанням шдикатор-них «Хелж»-трубок (ТОВ «АМА», Росiя, Санкт-Петербург).
Визначення експресп NF-кВ у лiмфоцитах та експресп генiв TLR4 та NLRC1/NOD1 у бюпта-тi СОШ проводилося в НД1 генетичних та 1мун-них основ розвитку патологп та фармакогенетики ВДНЗУ «Украхнська медична стоматологiчна ака-демiя», м. Полтава (д.м.н., професор 1.П. Кайдашев; к.м.н., ст.н.с. О.А. Шликова).
Метод твердофазного iмуноферментного аналь зу (ELISA) застосовували для ощнки концентраций в сироватцi кровi sCD14 та N-кiнцевого фрагмента мозкового натршуретичного пептиду В-типу (NT-proBNP), використовуючи ELISA test kit, Diaclone, France та HNP 1-3 ELISA, Biotech Lab-S вщповщно (лабораторiя «Дiагностичний центр медичнох акаде-мп», м. Дншропетровськ).
Було отримано iнформовану згоду батьюв па-цiентiв на участь у науковому дослiдженнi, яке проводили з дозволу локально! комюп з бюетики ДЗ «ДМА МОЗ Украхни» та вщповщно до етичних
принципiв GCP (якiсна клiнiчна практика) щодо медичного дослщження. Статистичну обробку отриманих результапв проведено за допомогою па-кепв комп'ютерних статистичних програм Statgraf, Matstat. Статистично значущими вважали вщмш-носп при Р < 0,05.
Результата досл1дження та Тх обговорення
За допомогою факторного аналiзу вивчено структурш змши стану факторiв уродженого iмунi-тету в розвитку запалення СОШ у 128 дггей ¡з ХГДЗ у стадп загострення. Отримано фактори, що дозволили видшити основш структурнi осi експресп компонента уродженого iмунiтету, неспецифiчних меха-нiзмiв захисту, що визначають розвиток локального запалення СОШ (Р < 0,001).
Факторна структура експресп компоненпв не-специфiчних механiзмiв захисту, що визначають розвиток локального запалення СОШ у дггей, яю iнфiкованi Н.ру1оп, складалася з 5 чинникiв, що ма-ють наступну iнформацiйну значимiсть та оргаш-зованi наступними факторами (табл. 1): I фактор — 42,35 %; II фактор — 23,66 %; III фактор — 15,60 %;
IV фактор — 10,46 %; V фактор — 7,94 %.
Факторна структура експресп компонента не-
специфiчних механiзмiв захисту, що визначають розвиток локального запалення СОШ у дггей, яю шфжоваш Н.ру1оп, була оргашзована 2 групами: позитивними I, II (шформацшне навантаження 42,35 та 23,66 %) i негативними III, IV, V (шформацшне навантаження факторами 15,60; 10,46; 7,94 %). Провщне мюце серед факторiв локального запалення СОШ, асоцшованого з Н.ру1оп, займав фактор, що характеризуе актившсть ядерного фактора транскрипцп NF-кB, що дозволяе зробити припущення про провiдну роль NF-кB-асоцiйованого сигнального шляху в процес запалення СОШ, яке шдукуеться патогенасоцшова-ними молекулярними патернами Н.ру1оН. Прямий зв'язок рiвня активностi NF-кB i змiсту sCD14 у сироватш кровi в дiтей ¡з ХГДЗ, асоцшованими з Н.ру1ог1, може бути обумовлений патогенетично значимим впливом лшополюахарида Н.ру1оп у розвитку запалення СОШ.
Групу факторiв (III, IV, V) з обернено пропор-цшним вiдношенням до рiвня активностi NF-кB i sCD14 можна позначити як рецепторну групу, тому що вона мютить таю фактори як експре^ гена ТЪЯД i гена NLRC1/NOD1. Знаходження фактора
V антимiкробного пептиду NT-proBNP дозволяе вважати, що актившсть його продукцп пов'язана з порушенням цих рецепторiв. Обернено пропорцш-ш вiдношення мiж рiвнем збудження таких PRR, як TLR4, NLRC1/NOD1, та актившстю ядерного фактора транскрипцп NF-кB, цiлком ймовiрно, шд-креслюе рецепторнезалежнi NF-кB шляхи збудження при шф^ванш Н.ру1оп.
У цей час видглено 12 рiзних внутршньокль тинних сигнальних шляхiв, за допомогою яких
Kaíhímhq neAiorpifl / Clinical Pediatrics
H.pylori активуе фактор транскрипцп NF-kB T4SS-залежним i T4SS-незалежним способом. T4SS-залежний каскад внутрiшньоклiтинних молеку-лярних шляхiв, що активують фактор транскрипцп NF-kB, у свою чергу, подшяють на CagA-залежний i CagA-незалежний [5].
До T4SS-залежних i CagA-залежних шляхiв вщ-носяться:
1) CagA ^ Ras ^ Raf ^ MEK ^ NF-kB;
2) CagA ^ c-Met ^ PI3K ^ Akt ^ NF-kB;
3) CagA ^ PPM1E/aPIX ^ PAK1 ^ NF-kB;
4) CagA ^ TRAF6 ^ TAK1 ^ NF-kB.
T4SS-незалежними сигнальними шляхами, що
активують NF-kB, вважають:
1) UreB ^ CD74 ^ NF-kB;
2) OMV ^ NOD1 ^ NF-kB.
Факторна структура експреси компонентiв не-специфiчних механiзмiв захисту, що визначають розвиток локального запалення СОШ у дiтей, якi мали негативний H.pylori-статус, складалася з 6 чин-никiв, що мають наступну шформацшну значимiсть (табл. 2): I фактор — 39,27 %; II фактор — 16,37 %; III фактор — 14,51 %; IV фактор — 14,11 %; V фактор — 8,85 %; VI фактор — 6,89 %.
Факторна структура в груш пащенпв з H.pylori-негативним статусом складалася з 2 труп факторiв
з обернено пропорцшним вщношенням м1ж ними. Перша, позитивна трупа (I, II фактори) мюти-ла NT-proBNP i sCD14, тобто можна вважати, що основною спрямовашстю дослщжених нами мо-лекулярних шляхiв розвитку запального процесу в СОШ, що не асоцшований з Н.ру1оп, е NLRC1/ NOD1-залежна продукцiя антимiкробното пептиду NT-proBNP.
Друга трупа з нетативним значениям факторiв (IV, V, VI) була оргашзована фактором експре-сИ гена TLR4 i активностi фактора транскрипцп NF-кB, що дозволяе вважати TLR4-залежиий шлях збудження при розвитку запалення СОШ за вщсут-ностi хелiкобактерноi шфекцп.
Таким чином, запалення СОШ у пащенпв 1з ХГДЗ, не асоцшованих 1з Н.ру1оН, визначаеться двома сигнальними системами, актившсть яких знаходиться в обернено пропорцшному сшввщ-ношеннi: NLRC1/NOD1-асоцiйованi i TLR4-асоцiйованi каскади. У той час як провщним мехашзмом запалення СОШ у дiтей 1з Н.ру1оп-асоцiйованими хронiчними гастродуоденальними захворюваннями е рецепторнезалежна активацiя фактора транскрипцп NF-кB, а рецепторзалежнi механiзми бшьшою мiрою зумовлюють продукцiю NT-proBNP.
Таблиця 1. Факторна матриця експреси компонент1в неспециф1чних механ1зм1в захисту, що визначають розвиток локального запалення СОШ у дтей, як Нфкован H.pylori
Показники Фактори
1 II III IV V
Значення 2,5210 1,4085 0,9288 0,6225 0,4726
1нформацшне навантаження, % 42,35 23,66 15,60 10,46 7,94
SCD14 -0,0289 0,9779 -0,1032 -0,1556 -0,0898
Експреая гена TLR4 0,1686 0,0961 -0,2280 -0,0544 -0,9526
Рiвень NF-kB+ у лiмфоцитах, % 0,9681 -0,0175 -0,0781 -0,1459 -0,1067
Максимальний рiвень експреси NF-kB+ (од.) 0,9717 -0,0121 0,1514 -0,1235 -0,1238
Експреая гена NLRC1/NOD1 0,0825 0,1095 -0,9560 -0,1274 -0,2257
NT-proBNP, фмоль/мл 0,1981 0,1664 -0,1272 -0,9560 -0,0547
Показники Фактори
I II III IV V VI
Значення 2,3562 0,9819 0,8705 0,8466 0,5314 0,4135
1нформацшне навантаження, % 39,27 16,37 14,51 14,11 8,85 6,89
SCD14 0,0110 0,9906 0,0456 -0,0273 -0,0967 -0,0798
Експреая гена TLR4 0,1983 0,1099 0,1289 -0,0876 -0,9477 -0,1614
Рiвень NF-kB+ у лiмфоцитах, % 0,1947 0,0995 0,0931 -0,2800 -0,1781 -0,9129
Максимальний рiвень експреси NF-kB+ (од.) 0,1001 0,0283 0,0979 -0,9555 -0,0844 -0,2440
Експреая гена NLRC1/NOD1 0,0510 0,0469 0,9836 -0,0911 -0,1161 -0,0777
NT-proBNP, фмоль/мл 0,9599 0,0112 0,0532 -0,1005 -0,1916 -0,1700
Таблиця 2. Факторна матриця експресп компонент1в неспециф1чних механ1зм1в захисту, що визначають розвиток локального запалення СОШ у дтей, як не iнфiкованi H.pylori
№ 1(60) • 2015
www.mif-ua.com
79
KëiHi4Ha neAiorpifl / Clinical Pediatrics
Ураховуючи особливостi розвитку запального процесу слизово! оболонки при iнфiкуваннi H.pylori (а саме рецепторнезалежну активацiю фактора транскрипцп NF-kB), ми вважаемо, що проведення ерадикащйноï терапИ необх1дно поеднувати з при-значенням препаратiв, якi пригтчують активнiсть молекулярних компонентiв NF-кВ-залежних меха-нiзмiв запалення.
Список л1тератури
1. Абатуров А.Е. Инициация воспалительного процесса при вирусных и бактериальных заболеваниях, возможности и перспективы медикаментозного управления [Текст] / А.Е. Абатуров, А.П. Волосовец, Е.И. Юлиш. — Х.: С.А.М., 2011. — 392 с.
2. Леженко Г.О. Патогенетичне значення антимжробних nеnтидiв у реалiзацiï антибактерiального захисту у дтей,
хворих на муковкцидоз [Текст]/ Г.О. Леженко, O.G. Абатуров, О. G. Пашкова, Л.1. Пантюшенко // Здоровье ребенка. — 2013. — 3(46). — 44-49.
3. Kawai T., Akira S. The role of pattern-recognition receptors in innate immunity: update on Toll-like receptors [Text]// Nat. Immunol. — 2010. — 11(5). — 373-84. doi: 10.1038/ni.1863.
4. Lu Y.C. LPS/TLR4 signal transduction pathway [Text] / Y.C. Lu, W.C. Yeh, P.S. Ohashi// Cytokine. — 2008. — 42(2). — 145-51. doi: 10.1016/j.cyto.2008.01.006.
5. NF-kappaB activation and potentiation ofproinflammatory responses by the Helicobacter pylori CagA protein [Text] / S. Brandt, T. Kwok, R. Hartig, W. König, S. Backert // Proc. Natl Acad. Sci. USA. — 2005. — 102(26). — 9300-5.
6. Yang Z.M. Gene expression profiling in gastric mucosa from Helicobacter pylori-infected and uninfected patients undergoing chronic superficial gastritis [Text] / Z.M. Yang, W.W. Chen, Y.F. Wang // PLoS One. — 2012. — 7(3). — e33030. doi:10.1371/journal. pone.0033030.
Отримано 09.12.14 ■
Абатуров А.Е., Герасименко О.Н. Государственное учреждение «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины»
СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ФАКТОРОВ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА В РАЗВИТИИ ВОСПАЛЕНИЯ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДКА ПРИ W.PYLORI-ИНФЕКЦИИ У ДЕТЕЙ
Резюме. Целью исследования было изучение с помощью факторного анализа структурных изменений состояния факторов врожденного иммунитета в развитии воспаления слизистой оболочки желудка (СОЖ) у детей с хелико-бактерной инфекцией.
Методы. Для определения уровня экспрессии TLR4, NLRC1/NOD1 в биоптате СОЖ и NF-kB в лимфоцитах периферической крови использовались молекулярно-ге-нетические методы, уровня в сыворотке крови sCD14 и NT-proBNP — метод твердофазного иммуноферментного анализа.
Результаты. С помощью факторного анализа изучены структурные изменения состояния факторов врожденного иммунитета в развитии воспаления СОЖ у 128 детей с хроническими гастродуоденальными заболеваниями (ХГДЗ) в стадии обострения: 70 (54,7 %) пациентов, инфицированных H.pylori, и 58 (45,3 %) детей, у которых H.pylori отсутствовал. Получены факторы, позволившие выделить основные структурные оси экспрессии компонентов врожденного иммунитета, неспецифических механизмов защиты, которые определяют развитие локального воспаления СОЖ (Р < 0,001). Показано, что воспаление СОЖ у пациентов с хроническими гастродуоденальными заболеваниями, не ассоциированными с H.pylori, определяется двумя сигнальными системами, активность которых находится в обратно пропорциональном соотношении: NLRC1/NOD1-ассоциированные и TLR4-ассоциированные каскады. В то время как ведущим механизмом воспаления СОЖ при H.pyfon-ассоциированных ХГДЗ у детей является рецепторнезависимая активация фактора транскрипции NF-kB, а рецепторзависимые механизмы в большей степени обусловливают продукцию NT-proBNP.
Ключевые слова: Helicobacter pylori, врожденный иммунитет, факторный анализ, дети.
AbaturovO.Ye., Gerasymenko O.M.
State Institution «Dnipropetrovsk Medical Academy of Ministry of Healthcare of Ukraine», Dnipropetrovsk, Ukraine
STRUCTURAL ORGANIZATION OF INNATE IMMUNE FACTORS IN GASTRIC MUCOSAL INFLAMMATION AT H.PYLORI INFECTION IN CHILDREN
Summary. The objective of the study was to examine, using factor analysis, structural changes in the state of innate immunity factors in the development of gastric mucosal (GM) inflammation in children with H.pylori infection.
Methods. We used molecular genetic methods to determine the level of expression of TLR4, NLRC1/NOD1 in GM biopsy material and NF-B in peripheral blood lymphocytes, and enzyme-linked immunosorbent assay — to determine sCD14 and NT-proBNP levels in blood serum.
Results. Using factor analysis, we have studied structural changes in the state of innate immunity factors in the development of GM inflammation in 128 children with exacerbations of chronic gastroduodenal diseases (CGDD): 70 (54.7 %) patients infected with H.pylori, and 58 (45.3 %) children, in whom H.pylori was not detected. There were obtained factors enabled to identify the main structural axes in the expression of innate immunity components, non-specific defense mechanisms that determine the development of local GM inflammation (P < 0.001). It is shown that GM nflammation in patients with chronic gastroduodenal diseases, not associated with H.pylori, is determined by two signaling systems, the activity of which is in inverse proportion: NLRC1/NOD1-associated and associated TLR4-cascades. While the leading mechanism of GM inflammation in children with H.pylori-associated CGDD is receptor-independent activation of transcription factor NF-kB, and receptor-dependent mechanisms are mostly determine NT-proBNP production.
Key words: Helicobacter pylori, innate immunity, factor analysis, children.
