загрузка...
 
Цитокин-опосредованные механизмы развития  системной иммуносупрессии  у больных с гнойнохирургической патологией  А.А. Останин, О.Ю. Леплина, М.А. Тихонова, Е.Я. Шевела, Е.В. Курганова,  Е.И. Стрельцова, Е.Р. Черных 
Повернутись до змісту

Цитокин-опосредованные механизмы развития  системной иммуносупрессии  у больных с гнойнохирургической патологией  А.А. Останин, О.Ю. Леплина, М.А. Тихонова, Е.Я. Шевела, Е.В. Курганова,  Е.И. Стрельцова, Е.Р. Черных 

Институт клинической иммунологии СО РАМН, г. Новосибирск 

Целью работы являлась разработка методов лабораторной оценки баланса про­ и противовоспалительных реакций, а также изучение цитокинопосредованных механизмов формирования и па­  тогенетической  значимости  системной иммуносупрессии у больных  с  гнойно­хирургической па­  тологией  (ГХП).

В результате проведенных исследований установлено, что по  сравнению  со  здоровыми донорами у больных  с хирургической инфекцией в  сыворотке крови повышено  содержание как провоспалительных  (TNF?),  так и противовоспалительных медиаторов  (IL-1Ra).  Наряду с измерением концентрации отдельных цитокинов (TNF?, IL-4, IL-1Ra), в качестве интегральных показателей двух оппозитных  групп медиаторов апробирована оценка воспалительной  и  супрессорной активности  сыворотки крови. В целом по  группе обследованных больных  с ГХП  выявлена выраженная иммуносупрессорная активность сывороточных факторов, что в сочетании  с 3кратным увеличением соотношения IL-1Ra/TNF? (19,2 против 6,0 у доноров) свидетельствует о смещении цитокинового баланса преимущественно в сторону противовоспалительных медиаторов. Ретроспективный клинико­иммунологический анализ показал, что у больных  с доминирующей  супрессорной биоактивностью  сыворотки нарушения иммунитета достоверно чаще  (43  против 16 %, Р?2  =0,004) имеют комбинированный характер и отличаются наибольшей степенью  выраженности. При этом преобладание системных противовоспалительных/иммуносупрессорных  реакций выявляется у 52,5 % больных уже на ранних стадиях заболевания, четко ассоциируется  с распространенностью и  степенью  тяжести хирургической инфекции. Полученные результаты  свидетельствуют о целесообразности использования в программе комплексного лечения больных с ГХП иммунокорригирующей терапии, направленной на ослабление супрессорного действия  противовоспалительных медиаторов и смещение баланса в сторону цитокинов с иммуностимулирующей активностью. 

Ключевые слова: TNF?, IL-1Ra, биоактивность сыворотки, иммуносупрессия, сепсис.

В современной литературе имеется множество данных о сопряженности развития хирургической  (гнойной) инфекции с выраженными  изменениями в иммунной системе, которые относят к разряду вторичных иммунодефицитных  состояний [3, 18]. Возможные причины развития  иммунных нарушений у больных с  гнойнохирургической патологией  (ГХП) традиционно  связывают с действием факторов оперативного  стресса, изменением метаболизма, дефицитом  питания, наличием у больного исходной иммунокомпрометированности и т.д. Однако в последние  годы появились новые данные об участии  цитокинопосредованных механизмов формирования иммунной недостаточности при хирургической инфекции [5].  Хорошо известно, что в результате повреждения и/или инфицирования тканей в организме человека разворачивается сложная и многокомпонентная последовательность реакций, направленных на предотвращение дальнейшей тканевой деструкции, изоляцию и уничтожение патогена, активацию репаративных процессов и восстановление исходного гомеостаза. Инициация и основные  этапы развития воспалительного ответа контролируются,  главным образом, провоспалительными цитокинами, которые продуцируются макрофагами, нейтрофилами и Тклетками в ответ на  стимуляцию бактериальными антигенами (рис. 1). 

Так, эндотоксин  грамотрицательных бактерийстимулирует макрофаги и нейтрофилы к продукции TNF?,  IL-1, IL-12, IL-8 и IL-6. Экзотоксины,  суперантигены грампозитивных бактерий активируют Тклетки и моноциты к продукции  IL-2,  IFN?, TNF? и IL-1. Провоспалительные цитокины  играют защитную роль, поскольку обеспечивают  рекрутирование в очаг инфекции эффекторных  клеток (нейтрофилов, макрофагов), стимулируют  их фагоцитарную, бактерицидную активность и  индуцируют запуск антигенспецифического иммунного ответа, что в совокупности способствует  элиминации патогена.  Важно отметить, что защитная роль провоспалительных цитокинов проявляется тогда, когда эти  медиаторы работают локально, в очаге воспаления,  однако их системная продукция не означает высокую эффективность противоинфекционного иммунитета. Напротив, избыточная и  генерализованная  продукция провоспалительных цитокинов приводит  к развитию бактериально-токсического шока и  органных дисфункций, что является причиной ранней летальности хирургических больных с гнойносептическими заболеваниями и осложнениями.  Для избежания избыточных проявлений системного воспаления в организме включаются механизмы негативного контроля, опосредованные  продукцией противовоспалительных цитокинов и  растворимых ингибиторов провоспалительных  цитокинов (рис. 2). Для обозначения данного состояния R.C. Bone в 1996 г. предложил использовать  акроним CARS, или синдром компенсаторного  противовоспалительного ответа  (compensatory  antiinflammatory  response  syndrome)  [8, 9]. При  сбалансированном течении CARS подавляет системную воспалительную реакцию. В то же время,  при чрезмерной выраженности или пролонгированном течении CARS может индуцировать развитие глубокой иммунодепрессии, что клинически проявляется хронизацией или диссеминациейинфекции, нарушением процесса репарации, утяжелением эндотоксикоза и формированием поздней полиорганной недостаточности, что в совокупности предопределяет летальный исход на поздних этапах  гнойно-септического процесса.  Таким образом, основой патогенеза хирургических инфекций является запуск  цитокинового каскада, который включает,  с одной стороны, провоспалительные цитокины, а с другой — противовоспалительные  медиаторы. Баланс между двумя оппозитными  группами во многом определяет характер течения и исход  гнойно-септических заболеваний. Соответственно, управление цитокиновым балансом рассматривается в настоящее время в качестве новой мишени иммунотерапевтических воздействий  при лечении больных с ГХП  [5]. Однакопрактическая реализация и правильный выбор  стратегии проведения иммунокорригирующей терапии во многом затруднены из-за нерешенности  некоторых принципиальных вопросов.  Главная проблема заключается в отсутствии  доступных методов лабораторной диагностики,  которые бы достаточно четко отражали смещение  цитокинового баланса в сторону воспалительных  или противовоспалительных/иммуносупрессорных реакций. Учитывая множественность, а также синергизм и плейотропность участвующих в  этих реакциях цитокинов, становится ясно, что определение

 

Рис. 1. Цитокины в развитии системной воспалительной реакции. 

Примечание.  SIRS — systemic inflammatory response syndrome.

 

Рис. 2. Цитокины в развитии системной противовоспалительной реакции. 

Примечание.  CARS — compensatory anti inflammatory response syndrome.

концентрации в крови какогото одного из них  (например, TNF? или  IL-4) не будет  адекватно отражать состояние всего цитокинового баланса. Пожалуй, лишь одномоментная оценка уровня нескольких медиаторов  (по меньшей  мере, 2–3 из оппозитных подгрупп) может оказаться более корректной. Однако диагностические  процедуры подобного рода являются чрезвычайно дорогостоящими и пока труднодоступны для  широкого (рутинного) использования.  Кроме того, следует признать, что в основе разработанной концепции двухфазного течения гнойносептического процесса лежат преимущественно данные экспериментальных исследований и теоретические представления о закономерностях  развития системной воспалительной реакции  [8, 9]. В то же время, практически полностью отсутствуют клинические наблюдения и прямые доказательства взаимосвязи между характером/  выраженностью иммунных нарушений и изменениями цитокинового баланса у больных с ГХП.  В связи с этим целью настоящей работы явились разработка доступных методов лабораторной  оценки баланса про и противовоспалительных  реакций, а также изучение цитокинопосредованных механизмов формирования и патогенетической значимости системной иммуносупрессии в  развитии хирургических инфекций. 

Материалы и методы 

В исследование были включены 46 здоровых доноров крови и 98 больных  с  ГХП  (55/45 % мужчин и женщин,  средний  возраст — 44,4 ± 1,8 лет). Среди обследованных больных у 54  пациентов имелась острая  хирургическая патология органов  брюшной полости в виде  гангренозного аппендицита, язвенной болезни желудка или двенадцатиперстной кишки  с перфорацией, острой кишечной непроходимости,  гангренозного  холецистита, острого панкреатита, панкреонекроза, абсцессов  внутренних органов и брюшной полости и  т.д. У 33 больных  регистрировали гнойную инфекцию мягких тканей (абсцессы,  флегмоны). Кроме того, было обследовано 11 больных с гнойно деструктивными заболеваниями бронхо легочного аппарата  (абсцедирующая пневмония, пиопневмоторакс) и  средостения  (медиастенит).  Среди наиболее тяжелых осложнений разлитой гнойный перитонит был зарегистрирован у 52 %  (28/54) больных с острыми воспалительными заболеваниями органов брюшной полости. В 68 %  случаев  (67/98 больных)  течение основного  заболевания осложнялось развитием сепсиса. Диагноз сепсиса  определяли в соответствии с рекомендациями Чикагской согласительной конференции  [7] по двум критериям: 1) наличие очага инфекции и 2) клиническая манифестация синдрома  системного воспалительного ответа  (SIRS). На момент  обследования у 25,5 % (17 из 67) больных обнаружили тяжелый сепсис, сочетающийся с органными дисфункциями. Наличие 2, 3 и 4 клинических признаков SIRS было выявлено соответственно в 18, 43,5 и 13 %  случаев. У 81 % больных  регистрировали  эндотоксикоз  тяжелой или крайне  тяжелой  степени. При этом в целом по группе обследованных больных  отмечалось  значительное  увеличение  лейкоцитоза  (13,6 ± 0,7 ? 109  /л),  скорости оседания  эритроцитов  (СОЭ  39 ± 1,8 мм/ч), лейкоцитарного индекса интоксикации  (ЛИИ  6,5 ± 0,6 расч. ед.).  Степень тяжести больных определяли по шкалам APACHE II  и  SAPS  [15, 17].

В первом  случае  средняя оценка  составила  6,2 ± 0,4 балла, а во втором — 8,3 ± 0,4 балла, что позволяло  прогнозировать вероятную летальность на уровне 14,3 ± 1,2 %.  В подгруппах больных с сепсисом и с тяжелым сепсисом средние показатели APACHE II и  SAPS были выше, при  этом  уровень прогнозируемой летальности достигал 17–25 %.  При исследовании иммунного статуса больных методом проточной цитофлюориметрии  (FACS, Becton Dickinson), используя  соответствующие моноклональные антитела  (ТОО  «Сорбент»,  Москва),  определяли  содержание  различных  субпопуляций  клеток  (CD3+  , CD4+и СD8+Т лимфоцитов,  CD20+  В лимфоцитов), а также относительное количество моноцитов,  экспрессирующих HLA DR антигены, и средний уровень экспрессии (mean fluorescence, MF) HLA DR молекул на моноцитах.  В культурах мононуклеарных клеток (МНК) оценивали интенсивность спонтанной и индуцированной митогеном (конканавалин А (КонА), 15 мкг/мл) пролиферации (радиометрически  по включению3  Н тимидина).  Методом проточной цитофлюориметрии определяли также  процентное содержание апоптотических лимфоцитов, которые  вследствие фрагментации ДНК формируют характерный гиподиплоидный пик при окрашивании пропидиум иодидом (Sigma,  50 мкг/мл). Уровень апоптоза лимфоцитов оценивали  среди  мононуклеарных клеток, культивированных  in vitro в  течение  24 ч в безмитогенной среде (спонтанный апоптоз) или при стимуляции КонА  (активационно индуцированный апоптоз).  Наличие в сыворотке больных иммуносупрессорной активности оценивали по степени снижения КонА индуцированной  пролиферации МНК здоровых доноров (n = 2–3) в присутствии  10 % интактной  сыворотки больных  (опыт; О) в  сравнении  с  уровнем митогенного ответа в присутствии 10 % интактной  сыворотки доноров (контроль; К). При этом рассчитывали индекс супрессорной активности (ИСА) по следующей формуле:  ИСА = О ? К.  О суммарной активности эндогенных медиаторов воспаления в сыворотке больных судили по величине индекса воспалительной активности (ИВА). Сущность метода заключалась в  том, что в лейковзвеси  здоровых доноров  (n = 2–3), инкубированной в течение 45 мин с интактной сывороткой больных  (опыт) или доноров (контроль) в объемном соотношении 1:1,  определяли активность нейтрофилов по продукции перекиси  водорода (Н2  О2  ). ИВА высчитывали по формуле: ИВА = О ? К.  Концентрацию цитокинов (TNF?, IL 4, IL-1Ra) в сыворотке  крови определяли с помощью иммуноферментных тест систем  (ООО «Цитокин», Санкт Петербург) в соответствии с инструкцией фирмы производителя.  Математическую обработку полученных результатов проводили методами описательной и непараметрической статистики на персональном компьютере  с использованием программы «STATISTICA 5.0». 

Результаты и обсуждение 

При сравнении биоактивности сыворотки крови здоровых доноров и больных с ГХП интересным оказался тот факт, что у пациентов (68 % из  которых характеризовались четкими клиническими проявлениями синдрома системного воспалительного ответа) средние значения ИВА  сохранялись на уровне нормы, и их сыворотки отличались выраженной иммуносупрессорной активностью (табл. 1). Оценка уровня цитокинов в сыворотке показала, что в целом в группе больных определяется достоверное увеличение концентрации как TNF?, так и рецепторного антаониста  IL-1, представляющих соответственно  группу медиаторов с про и противовоспалительными свойствами. Однако  более чем 3кратное увеличение соотношения  IL-1Ra/TNF? у больных с ГХП по  сравнению с донорами свидетельствовало  о смещении цитокинового баланса преимущественно в сторону противовоспалительных медиаторов.  При проведении корреляционного анализа было установлено, что сывороточные концентрации TNF? и IL-1Ra находятся в прямой взаимосвязи  (rS = 0,42; p < 0,01), приэтом уровень содержания TNF? ассоциировался со  степенью тяжести больных, оцениваемой по шкалам  APACHE-II  (rS = 0,52; p < 0,01) или SAPS  (rS = 0,36;  p < 0,05), а  IL-1Ra —  с величиной СОЭ  (rS = 0,52;  p < 0,01) и некоторыми биохимическими показателями (концентрацией креатинина (rS = 0,65; p < 0,01)  и мочевины (rS = 0,35; p < 0,05) в плазме крови).  Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о клинически значимом изменении  цитокинового баланса у больных с ГХП, что проявляется увеличением уровня как провоспалительных цитокинов  (TNF?), так и противовоспалительных медиаторов  (IL-1Ra). Тем не менее,  оценка соотношения IL-1Ra/TNF?, а также суммарной биологической активности сывороток  больных четко показывает преобладание факторов с иммуносупрессорными свойствами.  Несмотря на общую закономерность, выявленную в  группе, анализ индивидуальных значений  биоактивности сыворотки обнаружил ее  гетерогенность у обследованных больных. После процедуры квартильного нормирования значений ИВА  и ИСА здоровых доноров были определены соответствующие диагностические пороги (2,0 — для  ИВА и 0,8 — для ИСА), с учетом которых больных разделили на подгруппы с преобладанием в  сыворотке крови воспалительной, супрессорной  или смешанной воспалительной и супрессорной  активности  (табл. 2). В первой подгруппе  (n = 15)  воспалительная активность была максимальной и  при этом совсем не обнаруживалась супрессорная  активность. Сыворотки больных второй подгруппы (n = 45), напротив, характеризовались наличием выраженной супрессорной и отсутствием воспалительной активности. В третьей подгруппе  (n = 9) в сыворотках больных одновременно обнаруживались как воспалительная, так и иммуносупрессорная активность. Кроме того, выделялась  еще одна подгруппа (n = 29), в которой на момент  обследования биоактивность сывороток сохранялась в границах нормативного диапазона. 

Сравнительная оценка содержания цитокинов в  сыворотке крови больных в сформированных подгруппах показала, что в подгруппе 2 с доминирующей супрессорной активностью концентрация IL-4  и  IL-1Ra была достоверно выше, чем у больных с  доминирующей воспалительной активностью (подгруппа 1) или с нормальным уровнем биоактивности сыворотки (подгруппа 4) соответственно. В отличие от рецепторного антагониста IL-1, концентрация TNF? достоверно не различалась в зависимости от варианта биоактивности сыворотки. Тем  не менее, для больных с доминирующей воспалительной активностью характерны высокие средние  значения соотношения TNF?/IL-4, которые статистически значимо отличались от аналогичных показателей в подгруппах 2 и 4.  Из данных табл. 2 видно, что максимальные значения соотношения IL1Ra/TNF?, свидетельствующие о смещении цитокинового баланса в сторону противовоспалительных медиаторов, выявлялись только в тех подгруппах больных, где регистрировалась выраженная супрессорная активность  сыворотки либо в изолированном виде  (подгруппа 2), либо в смешанном варианте (подгруппа 3). В  остальных случаях, несмотря на то, что концентрации  IL-1Ra и TNF? также были достоверно  выше, чем у здоровых доноров, их соотношение  между собой сохранялось на уровне верхней границы нормативного диапазона. 

Таким образом, можно заключить, что предложенные методы оценки биологической  (воспалительной и супрессорной) активности сыворотки  действительно отражают состояние цитокинового

Таблица  1  Уровень цитокинов и биологическая активность сыворотки крови  здоровых доноров и больных с гнойно­хирургической патологией

 

Примечание.Здесь и далее: ИСА — индекс  супрессорной  активности; ИВА — индекс  воспалительной активности. Данные представлены в виде M ± S.E. — средней арифметической и стандартной ошибок. Доверительный диапазон для  ИСА/ИВА и для цитокинов включает соответственно 50 и 90 % донорской  выборки. ** – pU < 0,01, достоверность различий показателей у больных  по  сравнению  с  соответствующими показателями  у доноров по непараметрическому  критерию Вилкоксона Манна Уитни.

Таблица  2  Концентрация цитокинов у больных с различными вариантами биоактивности сыворотки

 

Примечание. Значками * и # (pU < 0,01) отмечены достоверные различия концентрации цитокинов у больных с доминирующей супрессорной активностью по  сравнению  с больными  с доминирующей воспалительной  активностью и  с нормальным  уровнем биоактивности  сыворотки  соответственно.

Таблица  3  Выраженность иммунных нарушений при развитии у больных системной  иммуносупрессии

 

Примечание. Достоверность различий показателей между  группами больных СИР[+] и СИР[ ]:  *— pU < 0,05, ** — pU < 0,01  (непараметрический  критерий Вилкоксона МаннаУитни). MF — mean fluorescence.

 баланса у больных с ГХП, который проявляется достоверным увеличением как про, так и противовоспалительных цитокинов и медиаторов.

Учитывая тот факт, что в основе усиления иммуносупрессорного потенциала сывороточных факторов лежит  нарушение цитокинового баланса за счет достоверного увеличения концентрации противовоспалительных цитокинов (IL-4, IL-1Ra), было предложено использовать величину ИСА в качестве диагностического признака, маркирующего развитие у  больных феномена системной иммуносупрессии.

В  результате  обследованные  больные были разделены на две  большие группы. В одну из них вошли 54 пациента, у которых на момент  обследования показатель ИСА выходил за нижнюю границу установленного диапазона  (< 0,8 расч. ед.),  что свидетельствовало о развитии у  них системных иммуносупрессорных реакций  (подгруппа СИР[+]).  Другую  группу составили 44 больных, у которых супрессорная активность сывороточных факторов сохранялась в пределах нормативного  диапазона (подгруппа СИР[-]).  Сравнительная оценка параметров иммунитета показала  (табл. 3),  что в СИР[+] подгруппе абсолютное  количество CD3+ Тлимфоцитов,  уровень экспрессии HLADRмолекул на моноцитах, интенсивность  КонАиндуцированной пролиферации были достоверно ниже, а уровень  спонтанного и активационноиндуцированного апоптоза лимфоцитов —  достоверно выше, чем в СИР[-] подгруппе. При этом в сыворотках СИР[+] больных регистрировалось повышенное содержание  IL-1Ra и  IL-4, тогда как концентрация TNF? была увеличена примерно в равной степени в обеих подгруппах.  В то же время, двукратное увеличение соотношения  IL-1Ra/TNF?, а также преобладание супрессорной  активности в сыворотке крови больных СИР[+] подгруппы по сравнению с оппозитной подгруппой четко свидетельствуют о смещении цитокинового баланса в сторону системных противовоспалительных /иммуносупрессорных реакций. Как известно, реорганизация системных реакций в этом направлении является одним из универсальных механизмов негативного контроля,  нацеленных на ослабление избыточных проявлений воспалительного ответа и восстановление исходного  гомеостаза организма  [8, 9]. Однако  глубокие изменения баланса между про и противовоспалительными цитокинами, проявляющиеся  резким увеличением соотношения  IL-1Ra/TNF?  и усилением иммуносупрессорной активности сыворотки крови, ассоциируются с развитием более  выраженных иммунных дисфункций. Действительно, анализ частоты развития абсолютной  Тлимфопении  и митогенной  ареактивности  Тклеток в их изолированном виде и в комбинированном варианте показал, что наиболее тяжелые, сочетанные иммунные нарушения регистрировались у 43 % больных (у 23 из 54) с системной  иммуносупрессией и только в 16 % случаев (у 7 из  44) — в оппозитной подгруппе (Р?2 = 0,004).  Оценка частоты встречаемости выраженной  супрессорной биоактивности сыворотки показала  (табл. 4), что системная иммуносупрессия регистрируется достоверно чаще у больных с генерализованными формами хирургической инфекции  (64,2 % против 35,5 %, Р?2 = 0,007). Тем не менее,  следует отметить, что супрессорная перестройка  системных реакций встречается у 1/3 больных с  ГХП при отсутствии какихлибо клинических признаков сепсиса и синдрома системного воспалительного ответа. Более того, преобладание иммуносупрессорных реакций выявляется у 52,5 % больных уже на начальных этапах инфекционновоспалительного процесса. Интересно отметить, что  выраженная иммуносупрессорная активность сывороточных факторов регистрируется также в 50 %  случаев даже при минимальной, 2симптомной  клинике SIRS, а в случае дальнейшего прогрессирования заболевания и развития полиорганной недостаточности количество больных с системной  иммуносупрессией возрастает до 72,2 %. 

Таким образом, в результате проведенной оценки уровня цитокинов установлено, что по сравнению со здоровыми донорами у больных с хирургической инфекцией в сыворотке крови повышено содержание как провоспалительных, так и противовоспалительных медиаторов. Увеличение  концентрации различных про и противовоспалительных цитокинов  (TNF?,  IL-1?,  IL-6 vs  IL-10,  IL-1Ra, растворимые рецепторы TNF?) при развитии гнойносептических заболеваний является  в настоящее время хорошо документированным  фактом [10, 11, 26, 27, 20]. Выявленная нами прямая корреляционная взаимосвязь между уровнями провоспалительных и противовоспалительных  цитокинов (TNF? и IL-1Ra; rS = 0,42, p < 0,01) подтверждается также данными других авторов.

Например, в исследованиях G. Friedman et al. показано, что  IL-10 коррелирует с уровнем TNF?  (r = 0,73) и  IL-6  (r = 0,67), причем уровень как  IL-10, так и TNF? коррелирует с выраженностью  полиорганной недостаточности  (r = 0,75 и  r = 0,68  соответственно)  [12]. Сходные данные получены  J. GomezJimenez et al., которые показали наличие  прямой взаимосвязи между концентрацией в  плазме IL-10 и провоспалительных цитокинов —  TNF?,  IL-6 и  IL-8 у больных с септическим шоком [13]. Примечательно, что концентрация в крови IL-10 у больных с септическим шоком была значимо выше, чем у больных с сепсисом без признаков гемодинамических расстройств [19]. Поскольку иммуносупрессорное действие многих цитокинов (IL-10, IL-4, IL-13, TGF?) из группы противовоспалительных медиаторов хорошо известно  [1,  24, 21], можно полагать, что более выраженная системная воспалительная реакция инициирует  впоследствии более глубокую иммунодепрессию. 

Выявленное у обследованных нами больных  3кратное увеличение соотношения IL-1Ra/TNF?  (19,2 против 6,0) прямо свидетельствует о смещении цитокинового баланса в сторону противовоспалительных медиаторов. Аналогичные изменения цитокинового баланса обнаруживались также  у больных с фебрильной лихорадкой и пациентов  с тяжелым сепсисом  [27, 10]. При этом авторами  было показано, что тяжесть заболевания, развитие полиорганной недостаточности и неблагоприятный исход заболевания четко ассоциируются с  более  высокими  значениями  соотношения  IL-10/TNF?. Повышенный уровень IL-10 у умерших пациентов по сравнению с выжившими отмечается у больных с послеожоговым сепсисом [29],  а также у пациентов с септическими осложнениями после трансплантации костного мозга [14].  Учитывая синергизм и плейотропность действия цитокинов, а также существенное влияние  на их активность аллельного полиморфизма  генов [22],

Таблица  4  Частота встречаемости системной иммуносупрессии у больных с  гнойнохирургической патологией

 

наряду с измерением концентрации отдельных цитокинов (TNF?, IL-4, IL-1Ra), в качестве интегральных показателей двух оппозитных  групп медиаторов нами была апробирована оценка воспалительной и супрессорной активности сыворотки крови. При этом было показано, что доминирующая супрессорная активность ассоциируется с увеличением концентрации IL-4 и IL-1Ra  и  выраженным  увеличением  соотношения  IL1Ra/TNF?. В то же время, доминирование воспалительной активности проявляется не столько  повышенным уровнем TNF?, сколько увеличением соотношения TNF?/IL-4.

Таким образом, сопряженность изменений биоактивности сыворотки крови с концентрацией/соотношением про и  противовоспалительных медиаторов подтверждает адекватность использования показателей супрессорной и воспалительной активности сыворотки крови в качестве интегральных параметров, отражающих состояние цитокинового баланса у  больных с ГХП.  Важность определения супрессорной активности сыворотки для диагностики развития системной иммуносупрессии у больных с хирургической  инфекцией подтверждается данными о том, что у  пациентов с доминирующей супрессорной биоактивностью сыворотки нарушения иммунитета  чаще  (43 % против 16 %, Р?2 = 0,004) имеют комбинированный характер и отличаются наибольшей степенью выраженности. Ретроспективный  клиникоиммунологический анализ показал, что  преобладание системных противовоспалительных/иммуносупрессорных реакций выявляется у  52,5 % больных уже на начальных стадиях заболевания и четко ассоциируется с распространенностью и степенью тяжести хирургической инфекции. Полученные данные имеют большое значение, поскольку теоретически обосновывают необходимость включения в программу комплексного лечения больных с ГХП терапевтических стратегий, направленных на ослабление иммуносупрессорного действия эндогенных противовоспалительных медиаторов и смещение баланса в сторону цитокинов с иммуностимулирующей активностью. Так, в настоящее время различными  группами исследователей инициировано проведение  клинических испытаний широкого спектра цитокинов с указанными свойствами  (IFN?, G-CSF,  GM-CSF,  IL-1,  IL-2) при лечении  гнойно-септических заболеваний [16, 25, 28, 6, 4, 23, 2]. 

ЛИТЕРАТУРА 

1. Кетлинский С.А., Калинина H.М. Цитокины мононуклеарных фагоцитов в регуляции реакции воспаления и иммунитета  // Иммунология. — 1995.—  № 3.— C. 30–44. 

2. Останин А.А., Пальцев А.В., Леплина О.Ю. и др. Опыт использования экстракорпоральной иммунотерапии в лечении хирургических больных с гнойно септическими  заболеваниями  // Мед. иммунология. — 2000. —  Т. 2,  № 1.— С. 43–51. 

3. Пинегин Б.В., Андронова Т.М., Юдина Т.И. Иммунодиагностика и иммунотерапия  хирургических инфекций  //  Int.  J.  Immunorehabil. — 1998. —  № 10.— C. 86–99. 

4. Симбирцев А.С., Попович А.М. Сфера применения рекомбинантного интерлейкина 1 бета при лечении больных с иммунодефицитными состояниями  при травме и сепсисе // Анест. и реаним. — 1996. — № 4. — С. 76–78. 

5. Черных Е.Р., Леплина О.Ю., Тихонова М.А. и др. Цитокиновый баланс в патогенезе  системного воспалительного ответа: новая мишень иммунотерапевтических воздействий при лечении  сепсиса  // Мед. иммунология. —  2001.— Т. 3, № 3. — С. 415–429. 

6. Arslan E., Yavuz M., Dalay C. The  relationship between  tumor necrosis  factor  (TNF) alpha and  survival  following granulocyte colony  stimulating  factor  (G CSF) administration in burn sepsis // Burns. — 2000. — Vol. 26, № 6. —  P. 521–524. 

7. Bone R.C., Balk R.A., Cerra F.B. et al. Definitions  for sepsis and organ  failure  and guidelines  for  the use of  innovative  therapies  in  sepsis  // Chest. —  1992.— Vol. 101. — P. 1644–1655. 

8. Bone R.C. Sir  Isaac Newton,  sepsis, SIRS and CARS  // Crit. Care. Med. —  1996.— Vol. 24. — P. 1125–1129. 

9. Bone R.C., Godzin C.J., Balk R.A. Sepsis: a new hypothesis for pathogenesis of  the disease process // Chest. — 1997. — Vol. 112. — P. 235–243. 

10. Cogos C.A., Drosou E., Bassaris H.P., Skoutelis A. Pro  versus anti inflammatory cytokine profile in patients with severe sepsis: a marker for prognosis and  future  therapeutic options  //  J.  Infec. Dis. — 2000. — Vol. 181, № 1. —  P. 176–180. 

11. Damas P., Canivet J. L., Groote D. et al. Sepsis and serum cytokine concentrations // Crit. Care Med. — 1997. — Vol. 25, № 3. — P. 405–412. 

12. Friedman G., Jankowski S., Marchant A. et al. Blood interleukin 10 levels parallel the severity of septic shock // J. Crit. Care. — 1997. — Vol. 12, № 4. —  P. 183–187. 

13. Gomez Jimenez J., Martin M.C., Sauri R. et al. Interleukin 10 and  the monocyte/macrophage induced inflammatory response in septic shock // J. Infect.  Dis. — 1995. — Vol. 171, № 2. — P. 472–475. 

14. Hempel L., Korholz D., Nussbaum P. et al. High interleukin 10 serum levels are  associated with fatal outcome in patients after bone marrow transplantation  // Bone Marrow Transplant. — 1997. — Vol. 20, № 5. — P. 365–368. 

15. Knaus W.A., Wagner D.P., Draper E.A. et  al. APACHE  II: a  severity of disease  classification system // Crit. Care Med. — 1985. — Vol. 13. — P. 818–829. 

16. Kox W.J., Bone R.C., Krausch D. et al.  Interferon gamma  in  the  treatment of  compensatory  anti inflammatory  response  syndrome. A new approach: proof  of principle // Arch. Intern. Med. — 1997. — Vol. 157, № 4. — P. 389–393. 

17. Le Gall J.R., Lemeshow S., Saulnier F. A new simplified acute physiology score  (SAPS II) based on a European/North American multicenter study // JAMA.—  1993. — Vol. 270. — P. 2957–2963. 

18. Lennard T.W., Shenton B.K., Borzotta A. et al. The influence of surgical operations on components of the human immune system // Brit. J. Surg. — 1985.—  Vol. 72. — P. 771–776. 

19. Marchant A., Deviere J., Byl B. et al. Interleukin 10 production during septicemia // Lancet. — 1994. — Vol. 343. — P. 707–708. 

20. Marie C., Muret J., Fitting C. et al. Interleukin 1  receptor antagonist production during infectious and noninfectious systemic inflammatory response syndrome // Crit. Care Med. — 2000. — Vol. 28, № 7. — P. 2277–2282. 

21. Miossec P. Acting on the cytokine balance to control auto immunity and chronic  inflammation // Eur. Cytokine Netw. — 1993. — Vol. 4, № 4. — P. 245–251. 

22. Mira J P., Cariou A., Groll F. et al. Association of TNF2, a TNF ? promoter polymorphism, with septic shock susceptibility and mortality // JAMA. — 1999.—  Vol. 282, № 6. — P. 561–568. 

23. Ostanin A.A., Nikonov S.D., Chernykh H.R. Cytokine based  immunotherapy of  severe and generalized  surgical  infections  // Crit. Care  Intern. — 1996. —  № 11/12. — P. 13–16.  

24. Powrie F., Menon S., Coffman R.L. Interleukin 4 and interleukinn 10 synergies  to  inhibit  cell mediated  immunity  in  vitro  // Eur.  J.  Immunol. — 1993. —  Vol. 23, № 11. — P. 3043–3049. 

25. Root R.K., Dale D.C. Granulocyte  colony stimulating  factor and granulocytemacrophage colony stimulating  factor: comparisons and potential  for use  in  the treatment of infections in non neutropenic patients // J. Infect. Dis. —  1999. — Vol. 179 (Suppl. 2). — P. 342–352. 

26. Van der Poll T., van Deventer S.J.H. Bacterial sepsis and septic shock. Cytokines and anticytokines in the pathogenesis of sepsis // Infection Disease Clinics of North America. — 1999. — Vol.13, № 2. — P. 413–426. 

27. Van Dissel J.T., van Langevelde P., Westendorp R.G.W. et al. Anti inflammatory  cytokine profile and mortality  in  febrile patients  //  Lancet. — 1998. —  Vol. 351. — P. 950–953. 

28. Weiss M., Gross Weege W., Schneider M. et al. . Enhancement of neutrophil function by in vivo filgrastim treatment for prophylaxis of sepsis in surgical intensive care patients // J. Crit. Care. — 1995. — Vol. 10, № 1. — P. 21–26. 

29. Yeh F.L., Lin W.L., Shen H.D. Changes in circulating levels of an anti inflammatory cytokine interleukin 10 in burned patients // Burns. — 2000. — Vol. 26,  № 5. — P. 454–459.

Cytokine­mediated mechanisms of systemic immune suppression  in patients with surgical infections  A.A. Ostanin, O.Yu. Leplina, M.A. Tihonova, C.Ya. Shevela, C.V. Kurganova,  E.I. Streltsova, H.R. Chernykh 

Institute of Clinical Immunology of SB RAMS, Novosibirsk 

The aim of the study, in which 28 patients with surgical infection were included, was to develop a new  aboratory approach to evaluation of balance between proand antiinflammatory reactions as well as  o  study  cytokinemediated mechanisms of  systemic  immune  suppression and  their  role  in purulent  nfection pathogenesis. In contrast to healthy donors, patients with surgical  infections demonstrated  ncreased serum level of both pro(TNF­?) and antiinflammatory (IL-1Ra) mediators. The measurement  of cytokines level (TNF-?, IL-4, IL-1Ra) was supplemented with evaluation of serum inflammatory and  suppressive activities as integrated parameters of two opposite (provs antinflammatory) groups of  mediators. The patients’ sera were revealed to exhibit significantly enhanced suppressive activity, that  ogether with 3fold elevation of IL-1Ra/TNF? ratio (19,2 vs 6,0 in healthy controls) reflected the shift  of  cytokine balance due  to  the  increase of antiinflammatory mediators. 

It  should be noted  that  the  requency of combined immune disorders was significantly higher (43% vs 16%, Р?2  =0,004), as well as  he severity of immune system depression was more prominent in patients with marked serum suppressive activity.  The predominance of  systemic antiinflammatory/immunosuppressive  reactions was  revealed  in 52,5% patients at  the early  stage of  surgical  infection and was associated with  severity of  disease.  Thus,  complex management,  including  immune  correction  therapy  can be useful  in patients  with  surgical  infections.  Immune  correction  should be aimed on  cytokine balance  restoration by decreasing  immune  system  suppression mediated by antiinflammatory  cytokines and by  simultaneous  ncreasing of cytokinesstimulators of the immune system. 

Key words: TNF?, IL-1Ra, serum bioactivity, immune suppression, sepsis.

Государственное учреждение 

Научноисследовательский институт  клинической иммунологии  Сибирского отделения  Российской академии медицинских наук 

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14,  тел.: (3832) 22326374,  факс: (3832) 22370328, 

Email:

Институт клинической иммунологии СО РАМН, созданный в  1981  г., является единственным  институтом иммунологического  профиля в системе РАМН. 

Создание института явилось  мощным стимулом для формирования новых направлений современной клинической и экспериментальной иммунологии с  использованием и  созданием  собственных современных технологий.  К настоящему времени институт клинической иммунологии  обладает значительным кадровым научным потенциалом.  Штатная численность института составляет 419 человек, из  них 231 работает в клинике и  188— в институте, в том числе 2  члена-корреспондента РАМН, 74  научных сотрудника, 41 кандидат наук, 11 докторов наук.  С 1981 года в институте функционирует академическая аспирантура, ординатура, докторантура, диссертационный совет по  специальности 14.00.36 «аллергология и иммунология».

Основное направление научных  исследований:  «Молекулярно-генетические  основы  регуляции  процессов  дифференцировки, активации и  пролиферации клеток иммунной  системы в ее интегративном взаимодействии с основными регуляторными системами в норме и  при иммунопатологических состояниях на индивидуальном и  популяционном уровнях».  В рамках основного направления выделены следующие приоритетные направления: 

1.Молекулярногенетические основы регуляции процессов дифференцировки,  активации и  пролиферации клеток иммунной системы. 

2.Интегративная роль иммунной  системы во взаимодействии с  основными регуляторными системами организма. 

3.Генетические основы реагирования иммунной системы на  специфические факторы и неспецифические воздействия  внешней среды на индивидуальном  и  популяционном  уровнях.

4.Клеточные и молекулярно-генетические механизмы формирования иммунопатологических  состояний при развитии основных заболеваний человека. 

С открытием клиники иммунопатологии в 1995 г. появились широкие перспективы внедрения научных достижений института,  подготовки кадров клиницистовиммунологов. Клиника в настоящее время является единственным специализированным лечебным  учреждением  на  востоке  страны и состоит из отделений аллергологии, аутоиммунных заболеваний, вторичных иммунодефицитов,  гематологии и транс  плантации костного мозга с Центром трансплантации костного  мозга  (открыт в 1995  г.).

Этот  центр является единственным в  азиатской части России научномедицинским учреждением, способным к проведению трансплантаций костного мозга, являющихся основным методом лечения онкогематологических заболеваний.  В 1999  году на базе клиники  открыт  Межрегиональный Центр  цитокинотерапии 

Основные виды деятельности: 

? Оценка функциональной  активности иммунной системы в  норме и при различных заболеваниях человека на основе определения экспрессии генов основных цитокинов  (уровень специфической мРНК, внутриклеточное содержание цитокинов, их  уровень в сыворотке крови, спонтанная и митоген-индуцированная продукция цитокинов). 

? Назначение и проведение  дифференциальной цитокинотерапии пациентам с иммунокомпрометированными заболеваниями в различных ее модификациях  (локорегиональная, инфузионная, экстракорпоральная цитокинотерапия). 

? Разработка новых методологий и схем клинического использования цитокинов в терапии  основных заболеваний человека. 

? Апробация новых иммунокорригирующих препаратов из  группы цитокинов, их индукторов и модуляторов активности. 

? Оказание методической и  методологической помощи врачам различных специальностей.  Проводится прием на обслуживание и лечение следующих  категорий больных: 

? Вторичные  иммунодефицитные состояния при  гнойносептических заболеваниях в терапевтической, хирургической,  педиатрической и акушерско-гинекологической практике  (осложненное течение  гнойно-воспалительных заболеваний легких, брюшной полости и малого  таза, мягких тканей и опорнодвигательного аппарата). 

? Вторичные  иммунодефицитные состояния при хронических неспецифических заболеваниях  (трахеобронхит, бронхит,  пиелонефрит, простатит, цистит,  эндокардит). 

? Рецидивирующая вирусная  инфекция (герпес зостер, герпес  простой). 

? Аутоиммунные заболевания. 

? Аллергические заболевания.  Организация такого центра  преследовала несколько целей —  разработку новых технологий лечения, основанных на использовании природных и рекомбинантных форм цитокинов или препаратов, модифицирующих активность цитокинов; ознакомление  специалистов  практического  здравоохранения с новым классом лекарственных препаратов  (цитокинов), и самое  главное —  апробацию и внедрение методов  цитокинотерапии в клиническую  практику.

За прошедшие два  года работы центра новые методы цитокинотерапии были активно внедрены в крупнейших  клиниках и лечебно-профилактических учреждениях Новосибирска. Основными сферами клинического использования цитокинов стали коррекция иммунодефицитных состояний при различного рода инфекционно-воспалительных процессах (гнойносептических заболеваниях, туберкулезе легких, урогенитальной инфекции), а также применение цитокинов в лечении онкогематологических заболеваний.

В  рамках работы центра было проведено два рандомизированных  плацебо-контролируемых исследования и доказана высокая эффективность рекомбинантного  интерлейкина 2 в лечении  гнойно-септических заболеваний. Интенсивные исследования проводятся в области апробации новых  методов цитокинотерапии в лечении злокачественных опухолей  головного мозга, метастазирующей меланомы, колоректального рака. Одним из направлений  работы центра является применение цитокинов для стимуляции  регенеративных процессов при  повреждении органов и тканей.  На сегодняшний день количество больных, прошедших обследование и лечение с помощью новых методов, насчитывает сотни  пациентов. Многим из них методы цитокинотерапии позволили  сохранить жизнь или существенным образом повысить ее качество. Кроме того, центр стал своего рода базой для обучения специалистов практического здравоохранения методологии проведения клинических испытаний в  соответствии с требованиями доказательной медицины.  Многолетние фундаментальные исследования в области клинической иммунологии позволили специалистам института глубоко изучить регуляторные функции иммунной системы, механизмы развития заболеваний,  связанных с нарушением иммунитета, в том числе ревматических, вторичных иммунодефицитов  (гнойная хирургическая инфекция, ожоговая болезнь, сепсис, обструктивный бронхит и  т.д.), лейкозов, аллергии, болезней нервной системы, некоторых  онкологических заболеваний, болезней системы крови и ряда  других патологий, приобретающих в последнее время широкое  распространение в России и имеющих глобальное значение. 

В институте разработаны новые методы иммунодиагностики, прогноза, лечения высокоэффективными иммуноактивными препаратами, разработаны высокие технологии аллогенной, аутологичной и ксеногенной трансплантации различных тканей, принципиально новые методы адоптивной клеточной иммунотерапии при широком спектре заболеваний, разработан метод клеточной вакцинотерапии, разработаны методы выявления ранних форм заболеваний при массовом обследовании с использованием оригинальных автоматизированных программ. 

Наиболее значимые разработки  Лаборатория регуляции иммунопоэза  (зав. лаб. — члкорр. РАМН  В.А. Козлов)  Геннаправленная регуляция  экспрессии генов цитокинов с помощью антисмысловых олигонуклеотидов.  Изучение экспрессии  генов  цитокинов и их рецепторов в  клетках иммунокомпетентных  органов с помощью метода RTPCR  in  situ  (на  гистологических  срезах).  Изучение цитокинопосредуемых  взаимодействий  клеток  эритроидного ряда со стволовоклеточными элементами и клетками других ростков кроветворения, а также изучение дисфункции эритропоэза в развитии иммунодефицитных и аутоиммунных состояний в эксперименте и  клинике.  Определение продукции цитокинов человека интерлейкина 1?,  интерлейкина 2, интерлейкина 4,  интерлейкина 10, фактора некроза опухолей ? и интерферона  ? в  биологических и искусственных  средах.  Определение экспрессии мРНК  основных цитокинов человека и  мышей в иммунокомпетентных  клетках методом RTPCR.  Скрининг  иммуноактивных  противовирусных, противовоспалительных, антитоксических  свойств химических загрязнений, пищевых продуктов и добавок, косметических средств, лекарственных препаратов на экспериментальных моделях вторичного иммунодефицита, иммунокомплексного  гломерулонефрита, стресса, радиационного и  токсического поражений. 

Лаборатория клинической  иммунофармакологии  (зав. лаб. — др мед. наук,  проф. В.С. Ширинский) 

Доклинический скрининг иммуноактивных препаратов, клинические испытания противоаллергических, противоревматических  средств, иммуностимулирующих  препаратов по системе GCP.  Разработана компьютерная  программа по диагностике вторичных иммунодефицитов, позволяющая без специальных знаний в области клинической иммунологии, без дорогостоящего клиникоммунологического обследования выявить наличие нарушений в иммунной системе и  факторов риска их развития с  последующими рекомендациями  по их коррекции. 

Лаборатория клинической  иммуногенетики  (зав. лаб. — чл.­корр. РАМН  В.И. Коненков)  Диагностика инфекций урогенитального  тракта  методами  ПЦР и ИФА: хламидиоз, трихомониаз,  гонорея, уреаплазмоз,  микоплазмоз, цитомегаловирус,  герпес.  Иммуногенетический прогноз  предрасположенности и резистентности человека к заболеваниям различной природы: ревматоидный артрит, ревматизм, системная красная волчанка, болезнь Бехтерева, болезнь Рейтера, рассеянный склероз, рак желудка, клещевой энцефалит, вторичный иммунодефицит, язвенная болезнь желудка, мочекаменная болезнь.  Выявление ранних признаков  нарушений в иммунной системе  путем экспертной компьютерной  оценки результатов выявления  клиникоанамнестических параметров опросным методом.  Проведение массовых иммуноэпидемиологических исследований на предприятиях и в регионах для оценки воздействия на  здоровье человека неблагоприятных экологических факторов.  Выявление ранних признаков  иммунопатологических состояний в детских и взрослых коллективах.  Обработка массивов результатов иммуногенетических исследований с помощью авторских  компьютерных программ.  Проведение иммуногенетических обследований при различных  заболеваниях человека с разработкой ранних диагностических и  прогностических критериев. 

Лаборатория нейроиммунологии  (зав. лаб. — д­р мед. наук  В.В. Абрамов)  Определение параметров экспрессии специфических  генов в  клетках.  Метод прогнозирования течения рака желудка. 

Лаборатория клинической  иммунопатологии  (зав. лаб. — д­р мед. наук  В.С. Кожевников)  Комплексное обследование состояния иммунной системы у  взрослых и детей с различными  заболеваниями с применением  проточного цитофлуориметра. 

Лаборатория клеточной  иммунотерапии  (зав. лаб. — д­р мед. наук  Е.Р. Черных)  Участие  в  многоцентровых  программах по лечению хирургической инфекции с использованием цитокинов в различных режимах введения (локорегиональная, инфузионная, экстракорпоральная цитокинотерапия). 



загрузка...