CC BY
50
УДК Б1Б.831-00Б-008.9
БАЛАНС ЦИТОКИНОВ ПРИ ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ ОПУХОЛЯХ
М.В. Мухачева, ГОУ ВПО «Кировская государственная медицинская академия»
Мухачева Марианна Витальевна - e-mail: [email protected]
Проведено исследование содержания в крови уровня цитокинов (интерлейкины ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6; ИФН-7; ФНО-а) у 57 пациентов с опухолями больших полушарий головного мозга (25
больных с менингиомами и 32 наблюдения с глиомами). В качестве контроля использовались результаты иммунологических исследований 50 здоровых людей - жителей Кировской области. Показано, что у пациентов с опухолями головного мозга оболочечного происхождения наблюдалось снижение в крови ИФН-7 и резкое повышение уровня ИЛ-2, ИЛ-4, ФНО-а. При анализе содержания цитокинов при глиомах выявлено, что сдвиги наблюдаются по тем же показателям, что и при менингиоме, но степень выраженности изменений существенно варьирует. Происходящие изменения образуют особый паттерн для каждого гистотипа опухоли.
Ключевые слова: опухоли головного мозга, цитокины, иммунопатология.
A study of blood levels of cytokines (interleukins IL-2, IL-4, IL-6, IFN-7; TNF-а) 57 patients with tumors of cerebral hemispheres (25 patients with meningiomas and 32 observations with gliomas). As a control,
we used the results of immunological studies of 50 healthy people - residents of the Kirov region. Shown that patients with brain tumors of origin of the shell there was a decrease in blood IFN-7 and a sharp increase in the level of IL-2, IL-4, TNF-а. In the analysis of cytokines in gliomas revealed that the shifts observed for the same indicators as in meningiomas, but the degree of change varies substantially. These changes form a special pattern for each gistotipa tumor.
Key words: brain tumor, cytokines, immunopathology.
иеребральные опухоли являются фатальными заболеваниями с высокой вероятностью смерти и инвалиди-зации больных. К сожалению, несмотря на совершенствование методов диагностики, хирургических и комбинированных методов лечения, продолжительность жизни пациентов с глиальными опухолями составляет всего 2-3 года [1]. Это заставляет обращаться к естественным механизмам супрессии неогенеза, в частности, к иммунной противоопухолевой защите.
Представления об иммунной изолированности головного мозга в настоящее время рассматриваются с позиций активного участия резидентных клеток мозга в индукции или супрессии иммунного ответа. Это позволило говорить о ЦНС как иммунокомпетентном органе [1-7]. Имеется ряд работ, в которых установлено, что резидентные клетки головного мозга - нейроны, астроглия, микроглия, пара-вентрикулярные макрофаги, эндотелий мозговых капилляров - выполняют целый ряд иммунных функций: синтез хемокинов, цитокинов, компонентов комплемента и ней-ротрофических факторов; экспрессию антигенов главного комплекса гистосовместимости (ГКГС), молекул костиму-ляции или молекул иммуносупрессии и адгезии; антиген-презентацию; фагоцитоз, клеточную цитотоксичность и апоптоз [2, 4, 6-10].
Наиболее полно изучены иммунные свойства микроглии и периоцитов, которые выполняют функции, аналогичные макрофагам и моноцитам. Микроглиальные клетки мозга обладают способностью к синтезу ФНО-а и высокой фагоцитарной активностью. Астроглиальные клетки мозга могут вырабатывать цитокины, хемокины, факторы роста и компоненты комплемента, а также экспрессировать антигены и, таким образом, участвовать в иммунных реакциях [2, 4].
Существует предположение, что участвующие в иммунных процессах в мозге иммуноциты выделяют не только повреж-
дающие ткани токсические факторы, но и факторы роста и дифференцировки (ИЛ-2, ИЛ-7, ИЛ-13 и т. д.) [10], которые предупреждают избыточную гибель и дегенерацию нейронов, обеспечивают восстановление глио-нейрональных взаимоотношений [2, 3]. Подобное многообразие иммунных реакций в мозге, а также их регуляция осуществляется за счет взаимодействия молекулярных посредников (хемокинов, цитокинов, нейропептидов и т. п.), костимуляции и адгезии на клетках нервной и иммунной систем [1, 2, 4, 10].
В связи со всем вышеперечисленным, целью работы явилось изучение цитокинового статуса при менингиомах и глиомах.
Материал и методы
Проведено комплексное обследование 57 пациентов с опухолями больших полушарий головного мозга. Все больные были оперированы с гистологической верификацией новообразования, что позволило сформировать 2 группы: 1-я группа - 25 пациентов с менингиомами (средний возраст 48,2+14,1 года); 2-я группа - 32 наблюдения с глиомами различной степени злокачественности (средний возраст 38,4+12,8 лет).
Для проведения иммунологических исследований проводился забор периферической венозной крови у наблюдаемых больных. В качестве контроля использовались результаты иммунологических исследований 50 здоровых людей - жителей Кировской области (средний возраст 39,7+8,5 лет), которые не подвергались прививкам, не имели вредных условий труда и острых респираторных заболеваний за последние полгода.
Определение концентрации цитокинов в крови представителей обеих групп осуществлялось иммуноферментным методом с использованием наборов реагентов, выпускаемых ООО «Протеиновый контур» (г. Санкт-Петербург), согласно прилагаемым инструкциям. Для количественного
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
определения IL-1a человека в сыворотке крови применялся набор реагентов «ProCon IL-ip» (код К050) IL-2 - «ProCon IL-2» (код К100), IL-4 - «ProCon IL-4» (код К080), IL-6 -«ProCon IL-6» (код К090), IFN—у - «ProCon IFN-gamma» (код К120), TNF-a - «ProCon TNF-alfa» (код К050).
Полученный материал обрабатывали с помощью стандартных методов вариационной статистики. Достоверность различий между группами оценивали по непарному и парному t-критерию Стьюдента. Статистическая обработка полученных данных осуществлялась с помощью программ Microsoft Excel 2003, Primer of biostatistics 4.03.
Результаты и их обсуждение
Первым этапом исследования явилась проверка степени соответствия изучаемых иммунологических показателей известным общероссийским показателям, соответствующим нормативам, приводимым разработчиками диагностикумов (таблица 1). Выявленный уровень цитокинов не полностью совпадал с нормативами, которые были предложены производителями тест-наборов для их определения, а также данными других авторов [11], что дополнительно обосновало необходимость учета данных контрольной группы (региональная норма) при оценке направленности сдвигов цито-кинового профиля больных с верифицированными опухолями головного мозга. Так, для здоровых жителей Кировской области характерен повышенный уровень интерферона-у (ИФН-у) в сочетании с пониженным содержанием ИЛ-2; ИЛ-4.
ТАБЛИЦА 1.
Характеристика цитокинового статуса здоровых людей Кировской области (Х±Sх; n=50)
Показатель Уровень показателя у жителей г. Кирова, пкг/мл Общероссийские нормативы [8], пкг/мл
ИФН-7 104,13+8,19 0-20
ФНО-а 41,30+2,51 20-150
ИЛ-2 13,61+1,08 20-100
ИЛ-4 21,30+2,36 50-150
ИЛ 6 40,52+5,44 20-100
ТАБЛИЦА 2.
Характеристика цитокинового статуса больных, имеющих менингиому (Х ± Sx; n=25)
Показатель Уровень цитокинов, пкг/мл
Больные с менингиомой (n=25) Здоровые лица (n=50)
ИФН-7 12,65+1,77* 104,13+8,19
ФНО-а 125,23+15,33* 41,30+2,51
ИЛ-2 49,89+4,34* 13,61+1,08
ИЛ-4 80,15+8,12* 21,30+2,36
ИЛ 6 40,53+15,44 40,52+5,44
Примечание: «*» - р<0,05 - достоверность различий по отношению к данным здоровых лиц.
В соответствии с целью исследования изучен уровень вышеуказанных цитокинов у пациентов с опухолью головного мозга, гистологически имеющей оболочечное происхождение (таблица 2). Установлено, что по большинству изученных показателей у рассматриваемой группы больных наблюдаются достоверные различия (р<0,05). В частности, развитие менингиомы сопровождается резким падением содержания в крови ИФН-у(в 8,23 раза; р<0,05) и ростом уровня ИЛ-2 и ИЛ-4 (в 3,67 и 3,76 раза соответственно; р<0,05), а также
повышением концентрации в сыворотке крови фактора некроза опухоли-а (ФНО-а) в 3,03 раза (р<0,05). В то же время содержание ИЛ-6 остается практически неизменным. Подобная картина цитокинового профиля, по нашим данным, является достаточно характерной для менингиом. По-видимому, эти иммунные сдвиги находятся в определенной функционально-информационной взаимосвязи с формирующимся новообразованием, детерминированным его антигенной структурой. Так, Н.М. Бережной (2000) показано определяющее значение цитокинов, в частности ИЛ-2 и ИЛ-4, в регуляции иммуногенеза при опухолях [8, 12], причем уровень эндогенного ИЛ-2 рассматривается как фактор аутокринной регуляции роста опухолевых клеток [9].
В соответствии с данными литературы, при злокачественных опухолях наблюдается дисбаланс ИЛ-4/ ИЛ-2 с 4-кратным превышением уровня ИЛ-2 относительно ИЛ-4 [2, 13, 14,]. Несмотря на активацию киллерных клеток под действием ИЛ-2, может наблюдаться стимуляция малигнизированных клеток с рецепторами к этому лиганду (ИЛ-2Ю [8]. В то же время ИЛ-4 тормозит рост опухолей, что, по мнению авторов, связано со снижением экспрессии онкогенов, блокадой клеточного цикла и усилением экспрессии молекул ГКГС I и II классов на опухолевых клетках. В нашем исследовании при менингиоме и глиоме подобного преобладания ИЛ-2 над ИЛ-4 не отмечено (таблицы 2 и 3).
ТАБЛИЦА 3.
Характеристика цитокинового статуса у больных глиомами (Х±$х; п=32)
Показатель Уровень цитокинов, пкг/мл
Больные с глиомой (n=32) Здоровые лица (n=50)
ИФН-7 15,82+7,04* 104,13+8,19
ФНО-а 177,93+18,28* 41,30+2,51
ИЛ-2 30,49+7,57* 13,61+1,08
ИЛ-4 65,96+12,86* 21,30+2,36
ИЛ 6 37,92+13,07 40,52+5,44
Примечание: «*» - р<0,05 - достоверность различий по отношению к данным здоровых лиц.
РИС.
Сравнительная характеристика цитокинового профиля при различных опухолях головного мозга.
Отсутствие активного воспалительного процесса при менингиоме подтверждается относительно интактным уровнем ИЛ-6, стимулирующим продукцию белков острой фазы и лихорадочную реакцию.
При анализе содержания цитокинов при глиомах выявлено, что сдвиги наблюдаются по тем же показателям, что и
при менингиоме (таблицы 2 и 3), но степень выраженности изменений существенно варьирует (рис.). Сопоставляя полученные данные с имеющимися в литературе сведениями, важно отметить, что тенденции конфигурации цитоки-нового профиля совпадают. Так, большинством авторов указывается, что при глиобластомах возрастает продукция ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10, но снижается концентрация ФНО-а, ИФН-7 [2]. В то же время Н.И. Лисяный и соавт. установили снижение уровней ИЛ-2, ИЛ-4 и ФНО-а при глиомах, с увеличением продукции ИФН-7, особенно при ПНУ степени анаплазии [1]. Возможно, что такая противоречивость данных цитокинового профиля обусловлена разными региональными нормативами и особенностями больных опухолями головного мозга (гистология, стадия развития).
ТАБЛИЦА 4.
Сравнительная характеристика цитокинового профиля при различных опухолях головного мозга
В общей регуляции противоопухолевого иммунитета ИФН-7 играет ключевую роль, способствуя переходу пре-ЫК в активные ЫК-клетки [10]. Нами у пациентов обеих групп найдена крайне низкая концентрация этого цитокина, что полностью согласуется с данными ДА Э1х е1: а1. (1999) [12]. В этой связи уместно заметить, что ИФН-7 способствует усилению апоптоза в опухолевых клетках [4, 7, 8].
Согласно данным литературы, при злокачественных глиомах изменяется спектр продуцируемых цитокинов, в частности, снижается уровень ИЛ-12, ИФН-7, ФНО-а при усилении продукции ИЛ-10, что, по мнению авторов, приводит к ослаблению эффекторных реакций Т-клеточного иммунитета [2, 7, 10].
Учитывая перечисленные выше факты, можно утверждать, что углубленное исследование иммунопатологии церебральных опухолей является весьма перспективной задачей как в плане изучения характера реакций иммунной системы против опухолевой и мозговой ткани, так и коррекции иммунопатологических реакций у нейроонкологиче-ских больных.
Выводы
1. Региональные нормативы цитокинового профиля у
практически здоровых жителей Кировской области варьируют относительно общероссийских показателей.
2. Наличие опухоли головного мозга сопровождается существенным преобразованием цитокинового профиля крови. Происходящие изменения образуют особый паттерн для каждого гистотипа новообразования.
3. Иммунологическими особенностями развития менин-гиом, в сравнении с глиальными опухолями, является более выраженный рост содержания ИЛ-2 и ИЛ-4 в крови в сочетании с менее значимым нарастанием уровня ФНО-а.
Ш
ЛИТЕРАТУРА
1. Лисяный Н.И., Ромоданов С.А., Рудейко В.А. Влияние хирургического вмешательства на состояние системы иммунитета при опухолях головного мозга. Клиническая хирургия. 1990. № 12. С. 4-6.
2.Старченко А.А. Клиническая нейроиммунология хирургических заболеваний головного мозга. С.-Петербург. 2001.
3.Тиглиев Г.С., Олюшин В.Е., Кондратьев А.Н. Внутричерепные менингио-мы. С.-Петербург. 2001.
4. Ершов Ф.И., Киселев О.И. Интерфероны и их индукторы (от молекул до лекарств). Москва. 2005. 368 с.
5. Black P. Meningiomas. Neurosurgery. 1993. Vol. 32. P. 643-657.
6. Dix A.R., Baooks W.H., Roszman T.L., Morford L.A. Immune defects observed in patients with primary malignant brain tumor. J. Neuroimmunol. 1999. Vol. 100. P. 216-232.
7. Kebubi R., Ayan J., Derendeliler E. Immunological status in children with brain tumors and the effect therapy. Nenrooncol. 1995. Vol. 24. P. 219-227.
8. Бережная Н.М. Система интерлейкинов и рак. Киев. 2000.
9. Свадовский А.И., Бутаков А.А., Переездов В.В., Ганнушкина И.В. Динамика параметров иммунного статуса у больных с глиомами головного мозга при комбинированной терапии с использованием рекомбинантного дрожжевого интерлейкина-2. Иммунология. 1996. Том 15. № 5. С. 57-59.
10. Huettner C., Paulus W., Roggrndorf W. Expression of interleukins in astrocytoma and glioblastoma . Clin. Neuropathol. 1993. Vol. 12. № 5. P. 250.
11. Исаева Н.В. Статус активных доноров крови и ее компонентов по иммунологическим критериям: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. М. 2000.
12. Бережная Н.М., Осипова Е.В., Ковальчук Е.В. Реакция эксплантатов опухолей человека на интерлейкин-2 и экспрессия рецепторов к ИЛ-2 на аутологичных опухолевых клетках. Экспериментальная онкология. 1994. Т. 16. № 2-3. С. 25-30.
13. Белокриницкая Т.Е., Витковский Ю.А., Пономарева Ю.Н. Роль цитокинов в патогенезе нарушений иммунитета и гемостаза у больных с тяжелыми дисплазиями и раком шейки матки. Вопросы онкологии. 2003. Т. 49. № 1. С. 51-54.
14. Беляев Н.Н., Богданов А.Ю., Красноштанов В.Е. с соавт. Динамика изменения естественной киллерной (NK) и естественной супрессорной (NS) активностей при опухолевом росте: различная роль NS-клеточных субпопуляций. Медицинская иммунология. 2003. Том 5. № 3-4. 348 с.
Показатель Уровень цитокинов, пкг/мл Здоровые лица (n=50)
Больные с глиомой (n=32) Больные с менин-гиомой (n=25)
ИФН-7 15,8 12,6 104,1
ФНО-а 177,9 125,2 41,3
ИЛ-2 30,5 49,9 13,6
ИЛ-4 65,9 80,2 21,3
ИЛ 6 37,9 ,5 О 4 ,5 О 4
