Цитокины воспаление импакт фактор

ГНЦ колопроктологии, Москва

НИИ особо чистых биопрепаратов, Санкт-Петербург

Хронические воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта в настоящее время занимают одно из ведущих мест в патологии органов пищеварения у детей. Особое значение придается воспалительным заболеваниям толстой кишки (ВЗТК), частота возникновения которых во всем мире неуклонно возрастает. Длительное течение с частыми, а в ряде случаев фатальными рецидивами, развитие местных и системных осложнений – все это побуждает к тщательному изучению патогенеза заболевания в поисках новых подходов к лечению ВЗТК.

В последние десятилетия заболеваемость неспецифическим язвенным колитом (НЯК) составила 5-10 случаев в год на 100 тыс. населения, при болезни Крона (БК) – 1-6 случаев в год на 100 тыс. населения [4]. Показатели распространенности в России, в Московской области соответствуют среднеевропейским данным, но значительно ниже, чем в Скандинавских странах, Америке, Израиле и Англии. Для НЯК распространенность 19,3 на 100 тыс., заболеваемость 1,2 на 100 тыс. человек в год. Для БК распространенность 3,0 на 100 тыс., заболеваемость 0,2 на 100 тыс. человек в год [4]. То, что наибольшая частота отмечена в высокоразвитых станах, обусловлено не только социальными и экономическими факторами, но также генетическими и иммунологическими особенностями больных, определяющими предрасположенность к ВЗТК.

Эти факторы являются основополагающими в иммунопатогенетической теории происхождения ВЗТК. Вирусная и/или бактериальная теории обьясняют лишь острое начало болезни, а хронизация процесса обусловлена как генетической предрасположенностью, так и особенностями иммунного ответа, которые также генетически детерминированы.

Необходимо отметить, что ВЗТК в настоящее время относят к болезням с генетически гетерогенной комплексной предрасположенностью [2]. Выявлено более 15 предположительных генов-кандидатов из 2-х групп (иммуноспецифические и иммунорегуляторные), обусловливающих наследственную предрасположенность. С наибольшей вероятностью предрасположенность детерминируется несколькими генами, определяющими характер иммунологических и воспалительных реакций (табл. 1).

На основании результатов многочисленных исследований можно сделать вывод о том, что самой вероятной локализацией генов, связанных с развитием ВЗТК, являются хромосомы 3, 7, 12 и 16 [7].

В настоящее время большое внимание уделяется изучению особенностей функции Т- и В- лимфоцитов, а также цитокинам – медиаторам воспаления. Активно изучается роль интерлейкинов (IL), интерферонов (IFN), фактора некроза опухолей-a (TNF-a), макрофагов и аутоантител к белкам слизистой оболочки толстой кишки и к аутомикрофлоре. Выявлены особенности их нарушений при БК и НЯК, но по-прежнему остается неясно, возникают ли эти изменения первично или вторично. Для понимания многих сторон патогенеза были бы очень важны исследования, выполненные в доклиническую стадию ВЗТК, а также у родственников первой степени родства.

Среди медиаторов воспаления особая роль принадлежит цитокинам, которые представляют собой группу полипептидных молекул с массой от 5 до 50 кДа, участвующих в формировании и регуляции защитных реакций организма. На уровне организма цитокины осуществляют связь между иммунной, нервной, эндокринной, кроветворной и другими системами и служат для их вовлечения в организацию и регуляцию защитных реакций [5]. Классификация цитокинов приведена в таблице 2.

Большинство цитокинов не синтезируется клетками вне воспалительной реакции и иммунного ответа. Экспрессия генов цитокинов начинается в ответ на проникновение в организм патогенов, антигенное раздражение или повреждение тканей. Одним из наиболее сильных индукторов синтеза цитокинов служат компоненты клеточных стенок бактерий: ЛПС, пептидогликаны и мурамилдипептиды. Продуцентами провоспалительных цитокинов являются в основном моноциты, макрофаги, Т-клетки и др. В зависимости от воздействия на воспалительный процесс цитокины подразделяют на две группы: провоспалительные (IL-1, IL-6, IL-8, TNF-a, IFN-g) и противовоспалительные (IL-4, IL-10, TGF-b) [3].

Интерлейкин-1 (IL-1) – иммунорегуляторный медиатор, выделяемый при воспалительных реакциях, тканевых поражения и инфекциях (провоспалительный цитокин). IL-1 играет важную роль в активации Т-клеток при их взаимодействии с антигеном. Известны 2 типа IL-1: IL-1a, и IL-1b, продукты двух различных генных локусов, расположенных на хромосоме 2 человека. IL-1a остается внутри клетки или может находиться в мембранной форме, в незначительном количестве появляется во внеклеточном пространстве. Роль мембранной формы IL-1a – передача активирующих сигналов от макрофага Т-лимфоцитам и другим клеткам при межклеточном контакте. IL-1a – основной медиатор короткодистантного действия. IL-1b в отличие от IL-1a активно секретируется клетками, действуя как системно, так и локально. На сегодняшний день известно, что IL-1 является одним из основных медиаторов воспалительных реакций, стимулирует пролиферацию Т-клеток, увеличивает на Т-клетках экспрессию рецептора IL-2 и выработку ими IL-2. IL-2 вместе с антигеном индуцирует активацию и адгезию нейтрофилов, стимулирует образование других цитокинов (IL-2, IL-3, IL-6 и др.) активированными Т-клетками и фибробластами, стимулирует пролиферацию фибробластов и эндотелиальных клеток. Системно IL-1 действует синергически с TNF-a и IL-6. При повышении концетрации в крови IL-1 воздействует на клетки гипоталамуса и вызывает повышение температуры тела, лихорадку, сонливость, снижение аппетита, а также стимулирует клетки печени к продукции белков острой фазы (СRP, амилоида А, a-2 макроглобулина и фибриногена).

IL-4 (хромосома 5). Ингибирует активацию макрофагов и блокирует многие эффекты, стимулированные IFN-g, такие как продукция IL-1, окиси азота и простагландинов, играет важную роль в противовоспалительных реакциях, оказывает иммуносупрессивное действие. IL-6 (хромосома 7), один из основных провоспалительных цитокинов, является главным индуктором конечного этапа дифференцировки В-клеток и макрофагов, мощным стимулятором продукции белков острой фазы клетками печени. Одна из основных функций IL-6 – стимуляция продукции антител in vivo и in vitro. IL-8 (хромосома 4). Относится к хемокинам – медиаторам, вызывающим направленную миграцию (хемотаксис) лейкоцитов в очаг воспаления. Основная функция IL-10 – угнетение выработки цитокинов Т-хелперами первого типа (TNF-b, IFN-g) и активированными макрофагами (TNF-a, IL-1, IL-12).

В настоящее время признано, что типы иммунного ответа связаны с одним из вариантов активации лимфоцитов с преимущественным участием клонов Т-лимфоцитов хелперов первого типа (Тh1) или второго типа (Тh2). Продукты Тh1 и Тh2 негативно влияют на активацию противоположных клонов. Избыточная активация какого-то из типов Тh-клонов может направить иммунный ответ по одному из вариантов развития. Хроническая несбалансированность активации Тh-клонов приводит к развитию иммунопатологических состояний [5].

Изменения цитокинов при ВЗТК могут изучаться различными способами – с определением их уровня в крови или in situ.

Уровень IL-1 повышается при всех воспалительных заболеваниях кишечника. Различия между НЯК и БК заключаются в повышении экспрессии IL-2. Если при НЯК обнаруживается сниженный или нормальный уровень IL-2, то при БК выявляется его повышенный уровень. Содержание IL-4 увеличивается при НЯК, тогда как при БК оно остается нормальным или даже снижается. Уровень IL-6, опосредующего острофазовые реакции, также повышается при всех формах воспаления [1].

Полученные данные, касающиеся профиля цитокинов, позволили высказать предположение о том, что две основные формы хронических ВЗТК характеризуются различной активацией и экспрессией цитокинов.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что наблюдаемый у больных НЯК профиль цитокинов в большей мере соответствует профилю Тh2, тогда как для больных с БК более характерным следует считать профиль Тh1 [6]. Привлекательность этой гипотезы о роли Тh1 и Тh2 – профилей состоит еще и в том, что применение цитокинов может изменить иммунный ответ в ту или иную сторону и привести к ремиссии с восстановлением баланса цитокинов. Это может подтверждаться, в частности, применением IL-10 [8].

Дальнейшие исследования должны показать, является ли цитокиновый ответ вторичным феноменом в ответ на раздражение или же, наоборот, экспрессия соответствующих цитокинов определяет реактивность организма с развитием последующих клинических проявлений.

Изучение уровня цитокинов при ВЗТК у детей до настоящего времени не проводилось. Настоящая работа является первой частью научного исследования, посвященного изучению цитокинового статуса при ВЗТК у детей.

Целью настоящей работы стало изучение гуморальной активности макрофагов с определением уровней (IL-1a, IL-8) в крови у детей с НЯК и БК, а также их динамика на фоне проводимой терапии.

С 2000 по 2002 год в отделении гастроэнтерологии Российской детской клинической больницы было обследовано 34 ребенка с НЯК и 19 детей с БК в возрасте от 4 до 16 лет. Диагноз верифицировали анамнестически, эндоскопически и морфологически.

Исследование уровней провоспалительных цитокинов IL-1a, IL-8 проводилось методом иммуноферментного анализа (ELISA). Для определения концентрации IL-1a, IL-8 использовали тест-системы производства ООО «Цитокин» (г. Санкт-Петербург, Россия). Анализ проводили в лаборатории иммунофармакологии Государственного научного центра – НИИ особо чистых биопрепаратов (руководитель лаборатории д.м.н., проф. А.С. Симбирцев).

Результаты, полученные в ходе исследования, выявили значительное повышение уровней IL-1a, IL-8 в период обострения, выраженное в большей степени у детей с НЯК, чем у детей с БК. Вне обострения уровни провоспалительных цитокинов снижаются, однако не достигают нормы (рис. 1 и 2).

Рис.1 Показатели IL-1a, IL-8 в период обострения у детей с НЯК и БК

Рис. 2. Показатели IL-1a, IL-8 вне обострения у детей с НЯК и БК

При НЯК уровни IL-1a, IL-8 были повышены в периоде обострения у 76,2% и у 90% детей, а в период ремиссии – у 69,2% и 92,3% соответственно. При БК уровни IL-1a, IL-8 повышены в периоде обострения у 73,3% и у 86,6% детей, а в период ремиссии – у 50% и у 75% соответственно.

В зависимости от тяжести заболевания дети получали терапию аминосалицилатами или глюкокортикоидами. Характер терапии значительно влиял на динамику уровня цитокинов. На фоне терапии аминосалицилатами уровни провоспалительных цитокинов в группе детей с НЯК и БК значительно превышали таковые в контрольной группе. При этом более высокие показатели наблюдались в группе детей с НЯК. При НЯК на фоне терапии аминосалицилатами IL-1a, IL-8 повышены у 82,4% и у 100% детей соответственно, в то время как при терапии глюкокортикоидами – у 60% детей для обоих цитокинов. При БК IL-1a, IL-8 повышены на фоне терапии аминосалицилатами у всех детей, а при терапии глюкокортикоидами у 55,5% и у 77,7% детей соответственно.

Таким образом, результаты настоящего исследования указывают на значительное вовлечение в патогенетический процесс макрофагального звена иммунной системы у большинства детей с НЯК и БК. Полученные в настоящем исследовании данные принципиально не отличаются от данных, полученных при обследовании взрослых пациентов. Различия уровней IL-1a и IL-8 у пациентов с НЯК и БК носят количественный, но не качественный характер, что позволяет предположить неспецифический характер данных изменений, обусловленный течением хронического воспалительного процесса. Следовательно, данные показатели не имеют диагностического значения. Результаты динамического изучения уроней IL-1a и IL-8 обосновывают более высокую эффективность терапии глюкокортикоидными препаратами по сравнению с терапией аминосалицилами. Представленные данные являются результатом первого этапа исследования цитокинового статуса детей с ВЗТК. Требуется дальнейшее изучение проблемы с учетом показателей других провоспалительных и противовоспалительных цитокинов.

Литература:

1. Никулина И.В. Клинико-эпидемиологическая характеристика воспалительных заболеваний кишечника в Московской области // Автореф. дисс…к.м.н., М., 1997, с.17

2. Бочков Н.П. Генетические основы болезней кишечника.// Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии.- 1999.- N6.

3. Satsandi J. Генетика воспалительных заболеваний кишечника.// Новые представления об этиопатогенезе и лечении воспалительных заболеваний кишечника. Краткое сообщение о Фальк-симпозиуме. Польско-Белорусско-Украинский Фальк-симпозиум. Варшава (Польша), 10-11 сентября 1999 г.- 1999.- С.36.

4. Симбирцев А.С. Цитокины-новая система регуляции защитных реакций организма //Цитокины и воспаление.- 2002.- Том 1.- N1.-С.9-16.

5. Ковальчук Л.В., Ганковская Л.В., Рубакова Э.И. Система цитокинов. М., 2000.

6. Адлер Г. Болезнь Крона и язвенный колит. М., 2001.

7. Romagnani S. Th1 and Th2 subsets of CD4+ T-limphocytes //Sci.Am.Sci.Med.- 1994.- Vol.1.- p.68-77.

8. Schreiber S., Heining T. Immunoregulatory role of interleukin-10 in patients with inflammatory bowel disease.// Gastoenterology.- 1995.- Vol.108- p.1434-1444.

Источник