CC BY
37
УДК 617.735-007.281; 616.379-008.64; 612.017.1:57.041; 577.17; 577.12.05
Черных Д.В.1, Смирнов Е.В.1, Братко Г.В.1, Горбенко О.М.2, Шваюк А.П.2, Обухова О.О.2,
Черных В.В.1, Трунов А.Н.12
1 Новосибирский филиал МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова 2 НИИ экспериментальной и клинической медицины, г Новосибирск
ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ АКТИВНОСТЬЮ МЕСТНОГО ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО, ИММУННОГО И ПРОЛИФЕРАТИВНОГО ПРОЦЕССОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ ПРОЛИФЕРАТИВНОЙ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ
РЕТИНОПАТИИ
В настоящее время обсуждается значимость активности воспалительного процесса, иммунного реагирования, дисбаланса цитокинов и других биологически активных веществ в механизмах развития пролиферативной диабетической ретинопатии, однако, многие аспекты ее патогенеза остаются недостаточно исследованными. Кроме того, вопросы взаимосвязи между активностью воспалительного процесса, сосудистой пролиферации и нарушениями иммунного реагирования в патогенезе пролиферативной диабетической ретинопатии остаются дискутабельными и требуют углубленного изучения.
В результате проведенного исследования была установлена значимость местного воспалительного и пролиферативного процессов, а также активации иммунного реагирования в патогенезе пролиферативной диабетической ретинопатии, что подтверждается наличием в стекловидном теле достоверно высоких концентраций интерлейкинов 4, 6, 8, 17А, фактора роста эндотелия сосудов, моноцитарного хемотаксического белка-1, трансформирующего фактора роста бета 2, фактора роста пигментного эпителия и sIgA. Статистический анализ позволил установить наличие достоверных коррелятивных взаимосвязей между маркерами, отражающими активность иммуновоспалительного и пролиферативного процессов (VEGF и TGF-p2 (г=0.46, р<0.05); VEGF и ИЛ-17А (г=0.45, р<0.05); VEGF и ИЛ-8 (г=0.45, р<0.05); PEDF и ИЛ-17А (г=0.48, р<0.05); PEDF и ИЛ-8 (г=0.58, р<0.05); ИЛ-17А и ИЛ-8 (г=0.59, р<0.05); ИЛ-17А и ИЛ-4 (г=0.62, р<0.05); ИЛ-8 ИЛ-4 (г=0.71, р<0.01) и др.).
Результаты исследования свидетельствуют о наличии взаимосвязи между развитием местного иммуновоспалительного и пролиферативного процессов в механизмах развития пролифератив-ной диабетической ретинопатии.
Ключевые слова: Пролиферативная диабетическая ретинопатия, цитокины, факторы роста.
Актуальность
Известно, что наиболее тяжелым специфическим поражением органа зрения при сахарном диабете является пролиферативная диабетическая ретинопатия (ПДР). Исследования последних лет показали, что значимую роль в патогенезе ПДР играет прогрессивное нарастание содержания фактора роста сосудистого эндотелия и дисбаланс биологически активных молекул, обладающих пролиферативной, ани-гиогенной и антиангиогенной активностью [1], [4], [6], [8], [9], [13], [14].
В научных публикациях обсуждается значимость в механизмах развития ПДР активности воспалительного процесса и иммунного реагирования, дисбаланса различных классов цитокинов, матричных металлопротеиназ и молекул клеточной и межклеточной адгезии и других биологически активных субстанций [2], [3], [5], [7], [10]-[12].
Однако, приходится констатировать, что многие аспекты патогенеза ПДР остаются недостаточно исследованными, а сведения, ка-
сающиеся взаимосвязи активности процессов ангиопролиферации с воспалением и нарушением иммунного реагирования остаются диску-табельными и требуют дальнейшего изучения. Все вышеизложенное позволило сформулировать цель настоящего исследования.
Цель исследования:
Изучить взаимосвязь местного иммуново-спалительного и пролиферативного процессов в механизмах развития пролиферативной диабетической ретинопатией.
Материалы и методы
Было обследовано 63 пациента (63 глаза) прошедших хирургическое лечение по поводу тракционной отслойки сетчатки. Основную группу составили 38 пациентов (38 глаз) с ПДР и тракционной отслойкой сетчатки. Средний возраст пациентов 50.5±3.2 года (46-62 года). Количество женщин в группе - 22, мужчин -16. Сахарный диабет 1 типа был у 8 пациентов. Сахарный диабет 2 типа - у 30 пациентов. Стаж
заболевания сахарным диабетом у всех пациентов был более 8 лет (8-16 лет). Содержание гликозилированного гемоглобина НЬА1с составило 9.9 % (6.9 % - 12.2 %). Группу сравнения составили 25 пациентов (25 глаз) с тракционной отслойкой сетчатки, не болевших сахарным диабетом и, соответственно, не имевших признаков диабетической ретинопатии. Средний возраст пациентов - 53.5±2.6 лет. Количество женщин в группе - 12, мужчин - 13. Выбор групп позволил при сходном уровне повреждения, связанного с отслойкой сетчатки, связать изменения концентраций изучаемых показателей в основной группе с наличием у пациентов ПДР.
Диагноз ПДР выставлен на основании обследования, включающего: визометрию, определение границ поля зрения и наличия скотом, бинокулярной офтальмоскопии, щелевой лампы, двухмерного ультразвукового сканирования. Критерием включения в основную группу пациентов являлось наличие у них сахарного диабета и пролиферативной диабетической ретинопатии. Критерием включения в группу сравнения явилось отсутствие у пациентов сахарного диабета и ПДР. Критерием исключения для обеих групп являлось наличие у пациентов острых и обострения хронических воспалительных заболеваний органа зрения, ПОУГ, увеита различной этиологии, аутоиммунных и опухолевых процессов любой локализации.
В качестве исследуемого материала использовалось стекловидное тело, забранное на начальных этапах витрэктомии. Полученный биологический материал помещался в пробирки и центрифугировался в течение 10 минут при 1500 грт, образовавшийся надосадочный слой помещался в пластиковые пробирки, заморажи-
вался при -70 С и, в дальнейшем, использовался для лабораторной диагностики.
Определение фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), моноцитарного хемотаксиче-ского белка-1 (МСР-1) и sIgA в стекловидном теле выполнялось на тест-системах для имму-ноферментного анализа производства «Вектор-Бест», Россия. Определение интерлейкинов 4, 6, 8, 10, 17А в стекловидном теле выполнялось на тест-системах для иммуноферментно-го анализа производства «Цитокин», Россия. Определение Трансформирующего фактора роста бета 2 (TGF-P2) выполнялось методом иммуноферментного анализа на тест-системах DRG-diagnostics (Германия). Определение фактора роста пигментного эпителия (PEDF) в стекловидном теле выполнялось на тест-системах для иммуноферментного анализа производства CUSABIO, КНР. Результаты иммунофермент-ного анализа регистрировали на вертикальном фотометре «Униплан» Россия при длине волны 450 нм.
Статистическая обработка полученных данных. Полученные цифровые данные были подвергнуты статистическому анализу и представлены в виде таблиц. Анализ данных проводили с помощью пакета прикладных программ Статистика 10 производства StatSoft Inc. Значимость различий вариационных рядов в несвязанных выборках оценивали с помощью критерия Манна-Уитни. Корреляция показателей вычислялась по методу Спирмена. Данные в таблицах представлены в виде M±m, где M -средняя, m - ошибка средней. Достоверным считали различие между сравниваемыми рядами с уровнем достоверной вероятности 95 % (р<0.05).
Таблица 1 Содержание изучаемых показателей в стекловидном теле пациентов обследованных групп (М ± m)
Показатель Группа сравнения n=25 Основная группа n=38
VEGF, нг/мл 88.8±27.7 1520.1 ± 178.3*
TGF- 2 пг/мл 2921±49.3 4929±395.0
PEDF, пг/мл 190.4± 8.3 279.1±42.7*
ИЛ-17А, пг/мл 67.6 ± 4.6 311.2 ± 98.2*
ИЛ-6, пг/мл 32.8± 8.7 64,2 ± 14.6*
ИЛ-8, пг/мл 28.7±1.23 55.4±16.7*
ИЛ-10, пг/мл 4.47±0.24 4.43±0.69
MCP-1, пг/мл 447.1±35.8 990.6±108.6
ИЛ-4, пг/мл 8.1 ± 0.5 32.5 ± 9.4*
sIgA, мг/мл 0.96±0.05 1.43±0.13 *
* — отличие от величины соответствующего показателя группы сравнения достоверно при p < 0.05.
В результате проведенного исследования были получены результаты представленные в таблице 1.
Проведенное исследование показало, что в механизмах развития пролиферативной диабетической ретинопатии значимую роль играет активность местного иммуновоспалительного процесса, о чем свидетельствуют достоверно высокие, относительно величин изучаемых показателей в группе сравнения, уровни содержания провоспалительных цитокинов ИЛ-17А, ИЛ-8, ИЛ-6, МСР-1, а также и индуктора гуморального звена иммунной системы ИЛ-4 и sI-gA в стекловидном теле. Указанные процессы происходят на фоне активации сосудистой пролиферации и проявляются более чем 17-кратным повышением содержания фактора роста эндотелия сосудов и трансформирующего фактора роста Р2. Повышение содержания фактора роста пигментного эпителия в стекловидном теле пациентов основной группы можно расценивать, как компенсаторное и направленное на подавление ангиопролиферации, однако, не эффективное.
Для оценки наличия взаимосвязей между изучаемыми патологическими процессами в механизмах развития ПДР, был проведен корреляционный анализ полученных данных, результаты которого представлены в таблице 2. Прямая достоверная коррелятивная взаимосвязь
между концентрациями VEGF и TGF-p2 (г=0.46, р<0.05), свидетельствующая сопряженности синтеза этих факторов роста, механизмах развития ПДР и подтверждает предположение об участии TGF-p2 в процессах неоангиогенеза у пациентов с изучаемым патологическим процессом.
Прямые достоверные коррелятивные взаимосвязи между концентрациями VEGF и про-воспалительного цитокина ИЛ-17А (г=0.45, р<0.05) и VEGF и провоспалительного цитокина ИЛ-8 (г=0.45, р<0.05), свидетельствуют о взаимосвязи местного воспалительного процесса и неоангиогенеза в механизмах развития ПДР и возможной триггерной роли воспаления в активации сосудистой пролиферации.
Прямые достоверные коррелятивные взаимосвязи между концентрациями PEDF и провоспалительного цитокина ИЛ-17А (г=0.48, р<0.05) и между концентрациями PEDF и провоспалительного хемокина ИЛ-8 (г=0.58, р<0.05). Установленные взаимосвязи отражают развитие компенсаторных реакций в патогенезе ПДР, направленных на подавление активности местного воспалительного процесса и сосудистой пролиферации.
Прямые достоверные коррелятивные взаимосвязи между концентрациями провоспа-лительных цитокинов ИЛ-17А и ИЛ-8 (г=0.59, р<0.05) и между концентрациями моноцитар-
Таблица 2. Коррелятивные взаимосвязи между изучаемыми показателями в стекловидном
теле пациентов с ПДР
Показатель 1 Показатель 2 Коэффициент корреляции (г) Достоверность (Р)
VEGF ИЛ-17Л 0.45 р<0.05
VEGF ИЛ-8 0.48 р<0.05
VEGF ИЛ-10 0.46 р<0.05
VEGF ИЛ-4 0.51 р<0.05
VEGF TGF- 2 0.46 р<0.05
PEDF МСР-1 0.72 р<0.01
PEDF ИЛ-17Л 0.48 р<0.05
PEDF ИЛ-8 0.58 р<0.04
PEDF ИЛ-10 0.6 р<0.04
ИЛ-17Л ИЛ-8 0.59 р<0.04
ИЛ-17Л ИЛ-4 0.65 р<0.02
ИЛ-17Л ИЛ-10 0.56 р<0.04
ИЛ-8 МСР-1 0.45 р<0.05
ИЛ-8 ИЛ-4 0.71 р<0.01
ИЛ-8 ИЛ-10 0.51 р<0.04
ИЛ-10 ИЛ-4 0.52 р<0.04
TGF- 2 ИЛ-10 0.6 р<0.02
ного хемотаксического белка-1, и провоспа-лительного цитокина ИЛ-8, (г=0.45, р<0.05), что свидетельствует о сопряженности синтеза провоспалительных цитокинов в механизмах развития местного воспалительного процесса у пациентов с ПДР.
Прямые достоверные коррелятивные взаимосвязи между концентрациями провоспа-лительного цитокина ИЛ-17А и обладающего противовоспалительными свойствами индуктора гуморального звена иммунной системы ИЛ-4 (г=0.62, р<0.05) и между концентрациями провоспалительного цитокина ИЛ-17А и обладающего противовоспалительными и имму-носупрессивными свойствами ИЛ-10 (г=0.56, р<0.04). Прямые достоверные коррелятивные взаимосвязи между концентрациями провос-палительного цитокина ИЛ-8 и обладающего противовоспалительными свойствами индуктора гуморального звена иммунной системы ИЛ-4 (г=0.71, р<0.01) и между концентрациями провоспалительного цитокина ИЛ-8 и обладающего противовоспалительными и имму-носупрессивными свойствами ИЛ-10 (г=0.51, р<0.04). Выявленные корреляционные взаимосвязи свидетельствуют о сопряженности синтеза
провоспалительных и противоспалительных цитокинов в механизмах развития местного воспалительного процесса у пациентов с пролифе-ративной диабетической ретинопатией.
Несомненный интерес вызывает наличие в основной группе пациентов с ПДР прямой достоверной коррелятивной взаимосвязи между концентрациями фактора роста эндотелия сосудов и ИЛ-10 (г=0.46, р<0.05) и между концентрациями трансформирующего фактора роста Р2 и ИЛ-10 (1=0.6, р<0.04).
Данные взаимосвязи могут, вероятно, служить подтверждением немногочисленных литературных данных, свидетельствующих о влиянии ИЛ-10 на регуляцию синтеза этих двух факторов роста, обладающих ангиогенной активностью.
Выводы
Выявленные коррелятивные взаимосвязи между изучаемыми биологически активными молекулами свидетельствуют о сопряженности активности иммуновоспалительного, пролифе-ративного процессов и сосудистой пролиферации в патогенезе пролиферативной диабетической ретинопатии.
10.09.2015
Список литературы:
1. Липатов Д.В., Александрова В.К., Атарщиков Д.С., Бессмертная Е.Г., Кон И.Л., Кузьмин А.Г., Смирнова Н.Б., Толкачева А.А., Чистяков Т.А. Эпидемиология и регистр диабетической ретинопатии в Российской Федерации // Сахарный диабет. -2014. - № 1. - С. 4-7.
2. Lipatov D.V., Alexandrova V.K., Atarshchikov D.S., Bessmertnaj E.G, Con I.L., Kuzmin A.G., Smirnova N.B., Tolkachev A.A., Chistyakov T.A. Epidemiology and register of diabetic retinopathy in the Russian Federation // Diabetes. - 2014. - № 1. - Р. 4-7.
3. Черных В.В., Лысиков А.Г., Братко В.И., Трунов А.Н. Влияние эфферентных и лимфотропных технологий на течение патологического процесса при диабетической ретинопатии // Офтальмохирургия. - 2008. - № 3. - С.4-7.
Chernikh V.V., Lysikov A.G., Bratko V.I., Trunov A.N. Effect of efferent and lymphotropic technologies on the pathologic process in diabetic retinopathy // Ophthalmosurgery. - 2008. - № 3. - P.4-7.
4. Черных В.В., Трунов А.Н., Варваринский Е.В., Смирнов Е.В., Черных Д.В., Обухова О.О., Горбенко О.М., Шваюк А.П. Дисбаланс цитокинов и факторов роста в стекловидном теле пациентов с пролиферативной диабетической ретинопатией // Бюллетень СО РАМН. - 2014.-№3.-С.61-67.
5. Chernikh V.V., Trunov A.N., Varvarinsky E.V., Smirnov E.V., Chernikh D.V., Obukhova O.O., Gorbenko O.M., Shvayuk A.P Imbalance of cytokines and growth factors in vitreous of patients with proliferative diabetic retinopathy // Bulletin of Siberian Branch RAMN. - 2014. -№3.-P.61-67.
6. Citirik M., Kabatas E.U., Batman C., Akin K.O., Kabatas N. Vitreous vascular endothelial growth factor concentrations in proliferative diabetic retinopathy versus proliferative vitreoretinopathy // Ophthalmic Res. - 2012. - Vol. 47, № 1. - P.7-12.
7. Kowluru R.A, Zhong Q., Kanwar M. Metabolic memory and diabetic retinopathy: role of inflammatory mediators in retinal pericytes // Exp. Eye Res. - 2010. - Vol. 90, № 5. - P.617-623.
8. Mohan N., Monickaraj F., Balasubramanyam M., Rema M., Mohan V. Imbalanced levels of angiogenic and angiostatic factors in vitreous, plasma and postmortem retinal tissue of patients with proliferative diabetic retinopathy // J. Diabetes Complications. - 2012.
-Vol.26, № 5. - P.435-441.
9. Murugeswari P., Shukla D., Rajendran A., Kim R., Namperumalsamy P., Muthukkaruppan V. Proinflammatory cytokines and angiogenic and anti-angiogenic factors in vitreous of patients with proliferative diabetic retinopathy and eales' disease // Retina. - 2008. - Vol.28, № 6. - P.817-824.
10. Pennock S., Kazlauskas A. Vascular endothelial growth factor A competitively inhibits platelet-derived growth factor (PDGF)-dependent activation of PDGF receptor and subsequent signaling events and cellular responses // Mol. Cell Biol. - 2012. - Vol.32, № 10. - P.1955-1966.
11. Sadaka A., Giuliari G.P. Proliferative vitreoretinopathy: current and emerging treatments // Clin. Ophthalmol. - 2012. - № 6. -P.1325-1333.
12. Suzuki Y., Nakazawa M., Suzuki K., Yamazaki H., Miyagawa Y. Expression profiles of cytokines and chemokines in vitreous fluid in diabetic retinopathy and central retinal vein occlusion // Jpn. J. Ophthalmol. - 2011. - Vol.55, № 3. - P.256-263.
13. Symeonidis C, Papakonstantinou E, Androudi S, Rotsos T, Diza E, Brazitikos P, Karakiulakis G, Dimitrakos S.A. Interleukin-6 and the matrix metalloproteinase response in the vitreous during proliferative vitreoretinopathy // Cytokine. - 2011. - Vol.54, № 2. - P.212-217.
14. Wakabayashi Y., Usui Y., Okunuki Y., Kezuka T., Takeuchi M., Iwasaki T., Ohno A., Goto H. Increases of vitreous monocyte chemotactic protein 1 and interleukin 8 levels in patients with concurrent hypertension and diabetic retinopathy // Retina. - 2011. -Vol.31, № 9. - P.1951-1957.
15. Wakabayashi Y., Usui Y., Okunuki Y., Ueda S., Kimura K., Muramatsu D., Kezuka T., Goto H. Intraocular VEGF level as a risk factor for postoperative complications after vitrectomy for proliferative diabetic retinopathy // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2012. -Vol.53, № 10. - P.6403-6410.
16. Zorena K., Raczynska D., Wisniewski P. Relationship between serum transforming growth factor ß 1 concentrations and the duration of type 1 diabetes mellitus in children and adolescents // Mediators Inflamm. - 2013. - Vol. 2013. - P. 849457.
Сведения об авторах:
Черных Дмитрий Валерьевич, врач-офтальмолог, e-mail: [email protected]
Смирнов Евгений Валерьевич, врач-офтальмолог, кандидат медицинских наук, e-mail: [email protected]
Братко Галина Викторовна, ведущий научный сотрудник, кандидат медицинских наук
e-mail: [email protected]
Обухова Ольга Олеговна, доктор медицинских наук, в.н.с. , e-mail: [email protected]
Горбенко Ольга Михайловна, старший науный сотрудник, кандидат биологических наук,
e-mail: [email protected]
Шваюк Аля Петровна, старший науный сотрудник, кандидат биологических наук
e-mail: [email protected]
Черных Валерий Вячеславович, директор Новосибирского филиала МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова», доктор медицинских наук, профессор, e-mail: [email protected]
Трунов Александр Николаевич, заместитель директора по научной работе Новосибирского филиала МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова, руководитель лаборатории иммунологии НИИ экспериментальной и клинической медицины, доктор медицинских наук, профессор
e-mail: [email protected]
