CC BY
73
УДК 616.94-022.7:612.112]+085.246.2
ВОЗМОЖНОСТИ ЭЛИМИНАЦИИ ЦИТОКИНОВ У БОЛЬНЫХ СЕПСИСОМ С ПОМОЩЬЮ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ОЧИЩЕНИЯ КРОВИ
Р.Э. Якубцевич, к.м.н.; В.В. Спас, д.м.н, профессор;
А.В. Максименко; Р.А. Анисим; Н.Е. Торяник; О.Н. Бородавко;
Т.Э. Янулевич
УО «Гродненский государственный медицинский университет» УОЗ ««Гродненская областная клиническая больница»
Изучен уровень про- и противовоспалительных цитокинов у 57 пациента с сепсисом различной этиологии и тяжестью состояния по APACHE II 22,3±4,8 баллов, которым в комплекс интенсивной терапии включили мероприятия экстракорпорального очищения крови (гемосорбция через «Овосорб», гемокарбоперфузия через «Симп-лекс-Ф», плазмаферез или high-flux диализ). В результате установлено, что методы экстракорпорального очищения крови способны эффективно снижать избыток провоспалительных цитокинов, не уменьшая концентрацию противовоспалительных.
Ключевые слова: сепсис, экстракорпоральное очищение крови, гемосорбция, плазмаферез, high-flux диализ.
The pro- and anti-inflammatory cytokine level in 57patients with sepsis of varied aetiology and severity (according to APACHE II 22,3±4.8 points) has been studied. Extracorporeal blood clearance (hemosorption through the "Ovosorb", hemocarboperfusion through the "Simplex-F", plasmapheresis or high-flux dialysis) were performed in the complex of intensive therapy. The results showed the capacity of extracorporeal blood clearance methods to reduce pro-inflammatory cytokine excess without reducing anti-inflammatory cytokine excess.
Key words: sepsis, extracorporeal blood clearance, hemosorption, plasmapheresis, high-flux dialysis.
В общемедицинскую проблему сепсис превращают высокие показатели летальности пациентов. Сегодня это 30-50% всех случаев диагностированного сепсиса [20]. Подобная статистика характерна для всех развитых стран Европы и Северной Америки, где при лечении септических пациентов в отделениях интенсивной терапии широко используются самые современные методы лечения. Еще более высокие (50-90%) цифры летальности констатируются при тяжелом сепсисе и септическом шоке [8, 17]. На высокий уровень смертности у этой категории больных мало влияют достижения антибактериальной и иммунозаместительной терапии. Изучение сепсиса в эксперименте и клинике выявило высокий выброс цитокинов в кровь, причем как воспалительных, так и противовоспалительных [5, 14, 19]. Однако до сих пор не доказано, является ли выброс цитокинов при сепсисе результатом повышенной их продукции или снижением их естественной элиминации.
Наиболее агрессивные медиаторы воспаления, пиковые концентрации которых появляются в крови септических больных, являются цитокины [18]. При системном воспалительном ответе в результате стадийной активации клеток (нейтрофилов, моноцитов/макрофагов, лимфоцитов, тромбоцитов, эндотелиоцитов), продуцирующих цитокины, формируется «цитокиновая сеть» с утратой защитной функции локального воспалительного ответа и нарастанием эффектов системной альтерации [3].
Одним из наиболее сильных индукторов синтеза цитокинов служат компоненты клеточных стенок бактерий: липополисахариды, пептидогликаны, мурамилдипептиды [8]. Через совсем короткий промежуток времени после активации цитокины попадают в циркуляцию и их действие проявляется на уровне организма. При этом они оказывают влияние практически на все органы и системы, участвующие в регуляции гомеостаза [2]. Их гиперпродукция может привести к развитию септического шока [1]. Причем основными индукторами вышеуказанных изменений являются провос-палительные цитокины (TNF, IL-1, IL-6, IL-8, хе-мокинов и других) [19]. TNF и интерлейкины вызывают активацию эндотелия, приводящую к увеличению проницаемости, повышению экспрессии адгезионных молекул и усилению прокоагулянтной активности [7].
Несостоятельность механизмов естественной детоксикации и выведения цитокинов в условиях гипоксии не позволяет надеяться на вероятность благоприятного исхода только за счет восстановления кровообращения, вентиляции, стимуляции функции печени и почек и антибиотикотерапии. В этой связи в последние годы вновь появился интерес к применению методов экстракорпорального очищения крови (ЭОК) при лечении тяжелого сепсиса, так как проводимые в мире рандомизированные исследования предоставили доказательства эффективности этих методик, что проявилось
Журнал ГрГМУ 2008 № 3
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
уменьшением летальности септических больных в результате элиминации воспалительных медиаторов с помощью различных методов ЭОК [4, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16].
Наш опыт применения методов ЭКД насчитывает около 25 лет. При этом, мы убеждены, что именно использование различных методик экстракорпоральной детоксикации позволяет нам удерживать летальность больных с сепсисом в пределах 20-25% все эти годы. Поэтому, учитывая одну из главенствующих ролей в патогенезе сепсиса и его осложнений цитокиновых медиаторов, нам представилось актуальным изучение воздействия методов экстракорпоральной детоксикации, применяемых в нашей клинике, на элиминацию цитоки-нов при различных видах сепсиса.
Материалы и методы
Цитокиновый профиль исследован у 57 нами пролеченных пациентов с сепсисом различной этиологии (32 пациентов - с панкреатогенным сепсисом, 13 - с абдоминальным, 9 - с уросепсисом, 3 -с отогенным). Средний возраст больных составил 57,3 лет. Степень тяжести состояния больных по APACHE II составила от 18 до 25 баллов (в среднем 22,3±4,8). Все больные получали традиционное лечение: антибиотики, инфузионная терапия, парентеральная и иммунокорригирующая терапия, респираторная и инотропная поддержка (при необходимости). Всем пациентам в лечение включили процедуры экстракорпорального очищения крови (гемосорбция через «Овосорб» гемокарбопер-фузия через «Симплекс-Ф», плазмаферез, или hight-flux диализ).
Гемосорбцию проводили через антипротеиназ-ный биоспецифический сорбент «Овосорб» (Беларусь) и угольный гемосорбент «Симплекс-Ф» (Россия) с помощью роликового насоса BP-742 («Fresenius», Германия). Кровь проходила через колонку с сорбентом, после чего возвращалась в предварительно катетеризированную периферическую вену. Скорость перфузии крови по магистрали составляла 80-90 мл/мин. Процедура продолжалась 60 минут. Среднее число гемоперфузий через «Овосорб» составило 7, через «Симплекс-Ф» - 4. Плазмаферез проводили на аппарате «ASTEC» (Fresenius, Германия) по центрифужному типу. Среднее количество сеансов плазмафереза составило 3. Средний объем плазмоэксфузии за одну процедуру составил 2700 мл (средний суммарный объем - 6200 мл). Замещение ОЦП во время процедуры осуществляли с помощью свежезаморо-
Таблица 1 - Динамика изменений провоспалительных цито
процедур экстракорпорального очищения крови (M±m)
женной плазмы (60%), альбумина (20%) и колло-идно-кристаллоидных кровезаменителей (Ионос-терил, Рефортан и другие) - 20%. Сеансы гемодиализа проводились на аппаратах Fresenius 4008B (Германия) с использованием полисульфоновых Hight-flux мембран (Fresenius, Германия). Сосудистый доступ осуществляли через двухходовой катетер. Средняя скорость кровотока составила 245 мл/мин, средняя продолжительность сеанса - 250 мин. Сеансы проводили каждый день или через день. Среднее число процедур гемодиализа составило 4.
Уровень цитокинов (TNF-a, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10) исследовали методом ИФА на анализаторе «Dialab ELx 800®» (Austria) реактивами фирмы «DRG®» (USA).
Исследуемые параметры изучали в 5 этапов -до проведения процедур ЭКД, после 1 сеанса, после 2-го, после 3-го и в конце лечения. Контрольной группой послужили 10 здоровых доноров.
Статистическую обработку результатов осуществляли методами параметрической статистики с использованием пакета программ «Statist^a 6.0 for Windows» (Stat Soft inc, USA). Характер распределения оценивали по тестам на нормальность Колмогорова-Смирнова, Шапиро-Уилка и Лильефор-са. Результаты считали достоверными по t-крите-рию Стьюдента менее 5%.
Результаты и их обсуждение
В результате исследования динамики цитокинов на фоне проведения процедур экстракорпорального очищения крови замечены значительные изменения как в элиминации про-, так и противовоспалительных цитокинов. Динамики изменения первых представлена в таблице 1.
Достоверное увеличение фактора некроза опухоли (TNF) было отмечено у больных в начале лечения. Известно, что главными индукторами синтеза этого цитокина считается бактериальный ли-пополисахарид и другие компоненты микробов. TNF выполняет важнейшие функции запуска воспаления: активирует эндотелий, способствует адгезии лейкоцитов к эндотелию за счет индукции экспрессии на эндотелиальных клетках адгезионных молекул, активирует лейкоциты. Тенденция к снижению этого цитокина имела место уже после первого сеанса ЭОК, и достоверное снижение -после проведения 2 процедуры. Это, безусловно, уменьшило индукцию синтеза других провоспали-тельных цитокинов, обладающих синергидным с TNF действием. Достоверное снижение IL-6 так-юв в крови больных с сепсисом на фоне проведения
Показатель Доноры (n=10) До ЭОК (n=47) После 1 ЭОК (n=37) После 2 ЭОК (n=27) После 3 ЭОК (n=28) В конце лечения (n=42)
TNF-a, пг/мл 61,2±3,7 375,1±103,9* 269,9±91,6* 181,0±81,1*'+ 76,0±29,0+ 89,0±32,4+
IL-6, пг/мл 23,1±4,2 461,9±147,4* 456,3±117,7* 243,0±48,9*'+ 160,0±90,1*'+ 52,3±12,6*'+
IL-8, пг/мл 69,3±12,7 75,0±37,4 97,6±26,1 60,5±27,3 58,3±24,8 52,2±25,1
*- р<0,05 - достоверность изменений в сравнении с донорами; + - р<0,05 - достоверность изменений в сравнении с этапом «До ЭОК».
Таблица 2 - Динамика изменений противовоспалительных цитокинов в крови больных с сепсисом на фоне проведения процедур экстракорпорального очищения крови(М±га)
Показатель Доноры (n=10) До ЭОК (n=53) После 1 ЭОК (n=49) После 2 ЭОК (n=50) После 3 ЭОК (n=32) В конце лечения (n=38)
IL-2, пг/мл 0,42±0,14 2,51±0,61* 1,43±0,39*,+ 3,78±1,21* 2,60±1,66* 5,07±2,09*
IL-4, пг/мл 4,8±2,7 16,0±7,08* 20,2±11,29* 36,33±21,46* 38,1±17,9* 50,08±22,3*,+
IL-10, пг/мл 81,3±22,1 16,2±6,8* 32,9±18,9* 34,3±16,2* 37,1±12,4*,+ 40,5±21,5
*- р<0,05 - достоверность изменений в сравнении с донорами; + - р<0,05 - достоверность изменений в сравнении с этапом «До ЭОК».
же имело место уже после двух процедур ЭОК и имело сходную динамику с TNF. IL-6 регулирует иммунный ответ и гемопоэз, а также процессы созревания антителопродуцирующих клеток и продукцию иммуноглобулинов. Учитывая его влияние на синтез многих острофазовых белков (фибриногена, гаптоглобина, СРБ и других), в результате элиминации из кровотока и тканей этого цитокина вдвое может снижаться их уровень и, соответственно, процесс воспаления в целом. Повышения IL-8 в крови пациентов на всех этапах исследования не происходило, возможно потому, что его основными продуцентами являются моноциты, уровень которых при сепсисе заметно снижен, а также быстрой элиминации через естественные органы де-токсикации благодаря низкой молекулярной массе (8 кДа).
Динамика изменений противовоспалительных цитокинов изображена в таблице 2.
Недостаточная продукция IL-2 может формировать комбинированный структурно-функциональный Т-лимфоцитарно-моноцитарный иммунодефицит. У обследованных нами пациентов уровень этого цитокина был достоверно выше, в сравнении с донорами на всех этапах исследования. Это могло объясняться и IL-2 заместительной терапией с помощью препарата Ронколейкин, вводимого для иммунокоррекции 65% больным. Т-хелперной продукцией является и другой цитокин - IL-4, основной функцией которого является контроль пролиферации, дифференцировки и функций В-лимфо-цитов, т.е. антительного ответа. IL-4 блокирует и спонтанную и индуцированную продукцию про-воспалительных цитокинов: IL-1, IL-6, IL-8,TNF, а также супероксидных радикалов. Являясь исходно повышенным в 4 раза в сравнении с донорами, его уровень в процессе лечения с включением ЭОК достоверно повышается с каждым этапом. Уровень IL-10 в крови до лечения значительно снижен, и в процессе проведения процедур экстракорпоральной детоксикации отмечается тенденция к его увеличению (2,3 этап), а затем и достоверное его повышение (4,5 этап). Однако даже на последнем этапе его концентрация в сравнении с донорами была в 2 раза ниже.
Заключение
Методы экстракорпорального очищения крови в комплексе интенсивной терапии сепсиса позволяют элиминировать из крови избыток воспалительных медиаторов, высокие концентрации кото-
рых прогностически неблагоприятны. В то же время снижения уровня противовоспалительных медиаторов в крови больных на фоне проведения ЭОК не происходит, а, напротив, имеет место увеличение их концентрации. Успешное лечение этой категории больных, безусловно, требует поиска рационального использования каждого из методов ЭОК с целью более эффективной элиминации избытка воспалительных и регуляции противовоспалительных цитокинов.
Литература
1. Симбирцев, А.С. Цитокины - новая система регуляции защитных реакций организма./ А.С. Симбирцев // Цитокины и воспаление. - 2002. - № 1. - С. 18-24.
2. Симбирцев, А.С. Цитокины: классификация и биологические функции. / А.С. Симбирцев // Цитокины и воспаление. - 2004. -№ 2. - С. 31-37.
3. Adrie, С. The Inflammatory Balance in Human Sepsis. / С. Adrie, M.R. Pinsky // Intens. Care Med. - 2000. - Vol. 26. - P. 364-375.
4. A Pilot Study of Coupled Plasma Filtration with Adsorption in Septic Shock. / C. Ronco [et al.] // Crit. Care Med. - 2002. - V. 30, N 5. -P. 1250-1255.
5. Blackwell, T.S. Sepsis and Cytokines: Current Status./ T.S. Blackwell, J.W. Christman // Brit. J. Anaesth. - 1996. - Vol. 77. - P. 110117.
6. Conyinuous Versus Intermittent Renal Replacement Therapy; a Meta-Analysis. / J.A. Kellum [et al.] // Intens. Care Med. - 2002. - Vol. 28. - P. 29-37.
7. Do Circulating Cytokines Really Matter in Sepsis ? / C. Tetta [et al.] // Kidney Int. - 2003. - Vol. 63. - P. 69-71.
8. Hotchkiss, R.S. Medical Progress: the Pathophysiology and Treatment of Sepsis. / R.S. Hotchkiss, I.E. Karl // New Engl. J. Med. -
2003. - Vol. 348. - P. 138-150.
9. Extracorporeal Blood Treatment Methods in SIRS/Sepsis./ R. Bellomo [et al.] // Int. J. Artif. Organs. - 2005. - Vol. 28, N 5. - P. 450458.
10. Kellum, J.A. Hemoadsorption Removes Tumor Necrosis Factor, IL-6 and IL-10, Reduces Nuclear Factor-kappa B DNA Binding, and Improves Short-Term Survival in Lethal Endotoxemia. / J.A. Kellum, M. Song, R. Venkataraman // Crit. Care Med. - 2004. - Vol. 32, N 3. - P. 801805.
11. McMaster, P. The Use of Extracorporeal Techniques to Remove Humoral Factors in Sepsis. / P. McMaster, F. Shann // Pediatr. Crit. Care Med. - 2003. - Vol.4, N 1. - P. 2-7.
12. Reeves, J.H. A Review of Plasma Exchange in Sepsis. / J.H. Reeves // Blood Purif. - 2002. - Vol. 20, N 3. - P. 282-288.
13. Rifai, K. Review Article: Clinical Experience with Prometheus. / K. Rifai, M.P. Manns // The Apher. Dial. - 2006. - Vol. 10, N 2. - P. 132137.
14. Serum Cytokine Levels in Human Septic Shock. Relation to Multiple-System Organ Failure and Mortality. / M.R. Pinski [et al.] // Chest.
- 1993. - Vol. 102. - P. 565-575.
15. Shoji, H. Extracorporeal Endotoxin Removal for the Treatment of Sepsis: Endotoxin Adsorption Cartridge (Toraymyxin). / H. Shoji // Ther. Apher. Dial. - 2003. - Vol. 7, N 1. - P. 108-114.
16. Stadlbauer, V. Effect of Extracorporeal Liver Support by MARS and Prometheus on Serum Cytokines in Acute on Chronic Liver Failure. / V. Stadlbauer, P. Krisper, R. Aigner // Crit. Care. - 2006. - Vol. 19, N 6. -P. 169.
17. Surviving Sepsis Campaign Guidelines for Management of Severe Sepsis and Septic Shock. / R.P. Dellinger [et al.] // Intens. Care Med. -
2004. - Vol.30., N 4. - P. 536-555;
18. Thijs, L.G. Time Course of Cytokine Levels in Sepsis. / L.G. Thijs, CE. Hack // Intens. Care Med. - 1995. - Vol. 21, N 2. - P. 258-263.
19. Van der Poll, Cytokines and Anticytokines in the Pathogenesis of Sepsis. / Van der Poll, S.J.H. van Deventer // Infect. Dis. Clin. North Am.
- 1999. - Vol. 13. - P. 413-426.
20. Vincent, J.L. The Last 100 Years of Sepsis. / J.L. Vincent, E. Abraham // Am. J. of Respir. And Crit. Care Med. - 2006. - Vol. 173. - P. 256-263.
Поступила 12.06.08
