CC BY
31
УДК 616.24-002
т.Г. маланичева2, е.в. агафонова2, с.с. можгина1
1Детская республиканская клиническая больница МЗ РТ, 420138, г. Казань, Оренбургский тракт, д. 140 2Казанский государственный медицинский университет, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 49
Особенности мукозального иммунитета у детей дошкольного возраста с внебольничной пневмонией, протекающей на фоне рекуррентных респираторных заболеваний
Маланичева татьяна Геннадьевна — доктор медицинских наук, профессор кафедры пропедевтики детских болезней и факультетской педиатрии с курсом детских болезней лечебного факультета, тел. (843) 268-58-21, e-mail: [email protected]
Агафонова Елена Валентиновна — кандидат медицинских наук, ассистент кафедры пропедевтики детских болезней и факультетской педиатрии с курсом детских болезней лечебного факультета, тел. (843) 268-58-21, e-mail: [email protected]
Можгина Светлана Станиславовна — заместитель главного врача по медицинской части, тел. (843) 268-68-11, e-mail: [email protected]
Изучено состояние мукозального иммунитета у 53 детей в возрасте от 3 до 7 лет с внебольничной пневмонией (ВП), протекающей на фоне рекуррентных респираторных заболеваний (РРЗ). Основная группа — 30 детей с ВП, протекающей на фоне РРЗ, группа сравнения — 23 ребенка с ВП, не относящиеся к группе часто болеющих детей, контрольная группа — 25 детей без острых респираторных заболеваний. Мукозальный иммунитет изучали, оценивая клеточный состав индуцированной мокроты, цитоморфологический клеточный профиль, функциональную активность нейтрофилов индуцированной мокроты и некоторые параметры цитокинового статуса (ИЛ-8, ИЛ-10, ФНО-a, IFN-y). Выявлено, что при ВП, протекающей на фоне рецидивирующих рекуррентных инфекций, нарушение цитокинового баланса (снижение ИЛ-8, IFNy и повышение ФНО-a) приводит к ограничению выхода популяции ней-трофилов в бронхиальное содержимое и альвеолярный секрет, а также к увеличению количества нейтрофилов и эпителиальных клеток с выраженными деструктивными изменениями ядер и цитоплазмы. Развиваются вторичные дисфункции мукозального иммунитета на фоне перераспределения, цитоморморфоцитологических изменений клеточных популяций и формирования фенотипа нейтрофила с низким фагоцитарным потенциалом, требующие дифференцированной коррекции.
Ключевые слова: дети, внебольничная пневмония, рекуррентные респираторные заболевания, мукозальный иммунитет.
T.G. MALANiÜHEVA2, E.V. AGAF0N0VA2, s.s. MÜZHGiNA1
Children's Republican Clinical Hospital of the MH of RT, 140 Orenburgskiy Trakt, Kazan, Russian Federation, 420138
2Kazan State Medical University, 49 Butlerov Str., Kazan, Russian Federation, 420012
Features of mucosal immunity in preschool children with community-acquired pneumonia, occurring against a background of recurrent respiratory diseases
Malanicheva T.G. — D. Med. Sc., Professor of the Department of propaedeutics of childhood diseases, and departmental pediatrics with the course of childhood diseases of the department of general medicine, tel. (843) 268-58-21, e-mail: [email protected]
Agafonova E.V. — Cand. Med. Sc., Assistant of the Department of propaedeutics of childhood diseases, and departmental pediatrics with the course of childhood diseases of the department of general medicine, tel. (843) 268-58-21, e-mail: [email protected] Mozhgina S.S. — Deputy Chief Physician at the medical unit, tel. (843) 268-68-11, e-mail: [email protected]
Ч (99) ноябрь 2016 г.
ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА ^ 69
The state of mucosal immunity in 53 children aged 3 to 7 years with community-acquired pneumonia (CAP) occurring against a background of recurrent respiratory diseases is examined. The main group constitutes of 30 children with community-acquired pneumonia, occurring against a background of recurrent respiratory diseases, the comparison group — 23 children with community-acquired pneumonia who do not belong to a group of frequently ill children, the control group — 25 children without acute respiratory diseases. Mucosal immunity is studied by evaluating the cellular composition of induced sputum, cytomorphological cell profile, functional activity of neutrophils of induced sputum, and some parameters of the cytokine status (IL-8, IL-10, TNF-a, IFN-y). It was revealed that in case of community-acquired pneumonia against a background of recurrent infections violation of cytokine balance (decreased IL-8, IFNy and increased TNF-a) leads to restriction of the output of neutrophil population in bronchial contents and alveolar secret and to increase of the number of neutrophils and epithelial cells with pronounced destructive changes of nuclei and cytoplasm. Secondary dysfunctions of mucosal immunity against a background of redistribution, mor-phocytological changes in cell populations and the formation of a neutrophil phenotype with low phagocytic capacity, requiring differentiated correction, are being developed.
Key words: children, community-acquired pneumonia, recurrent respiratory diseases, mucosal immunity.
Внебольничные пневмонии (ВП) у детей являются крайне актуальной проблемой педиатрии. Это обусловлено не только высокой распространенностью ВП, но и относительно высокой смертностью от данной патологии [1, 2]. В 2014 году заболеваемость ВП среди детей и подростков до 17 лет составила 678,7 на 100 000 населения [3]. По данным ВОЗ, пневмонии являются главной причиной детской смертности во всем мире. Особую актуальность приобретают ВП у детей с рекуррентными респираторными заболеваниями (РРЗ) в связи с тем, что дети этой группы имеют изменения иммунного реагирования, незрелость иммунной системы и несостоятельность мукоцилиарной защиты [4]. Протекающие на фоне частых респираторных инфекций ВП характеризуются особенностями клинической картины заболевания, имеющей ареактивный и рецидивирующий тип течения [5]. Это обусловлено не только инфантильным типом иммунного реагирования, не обеспечивающим оптимальную адаптацию к окружающей среде, но и нарушениями местной защиты слизистых оболочек респираторного тракта [4, 5]. Исходя из вышеизложенного весьма целесообразным и перспективным является изучение состояния мукозального иммунитета у детей с ВП, протекающими на фоне РРЗ, что уточнит сведения о патогенетических механизмах данных коморбид-ных состояний и позволит совершенствовать методы терапии с учетом выявленных нарушений.
Под наблюдением находилось 53 ребенка в возрасте от 3 до 7 лет с ВП. Из них основную группу составили 30 детей с ВП, протекающей на фоне РРЗ. В группу сравнения вошло 23 ребенка с вП, не относящиеся к группе часто болеющие дети. Контрольную группу составили 25 детей того же возраста без пневмонии и острых респираторных заболеваний.
Пациентам проводилось углубленное клиническое обследование, а также лабораторно-инстру-ментальные методы исследования (общий и биохимический анализ крови, рентгенография органов грудной клетки, пульсоксиметрия), бактериоско-пическое и бактериологическое исследования мокроты. Мукозальный иммунитет изучали, оценивая клеточный состав индуцированной мокроты, цито-морфологический клеточный профиль, функциональную активность нейтрофилов индуцированной мокроты и некоторые параметры цитокинового статуса (ИЛ-10, ИЛ-8, ФНО-а, ^Ы-/). Индуцированную мокроту получали общепринятым способом [6]. Клеточный состав оценивали, подсчитывая количественное содержание нейтрофилов, альвеолярных макрофагов, лимфоцитов, эозинофилов и эпителиальных клеток. Для изучения цитомор-
фологических и функциональных изменений оценивали деструктивные изменения в клеточных популяциях с выделением классов деструкции — 0, 1, 2, 3, 4, при этом как 0 рассматривали клетки без признаков деструкции; 1, 2 — клетки с минимальными и выраженными признаками деструкции цитоплазмы; 3 и 4 — клетки с выраженными признаками деструкции цитоплазмы и минимальными или выраженными признаками деструкции ядра [2]. Рассчитывали индекс деструкции клетки (ИДк = п1+п2+п3+п4 /100), средний показатель деструкции (СПД=1хп1+2хп2+3хп 3+4хп4) и индекс цитолиза клеток (ИЦК = п4/п1 +п2+п3+п4), где 0, 1, 2, 3, 4 — номера классов деструкции , по п1, п2, п3, п4 _ количество клеток соответствующего класса [7 ]. Фагоцитарную активность нейтрофилов оценивали по показателям ФАН 1 — процент фагоцитирующих аутофлору нейтрофилов и ФАН 2 — процент деструктурированных нейтрофилов, в цитоплазме которых сохранялись целые микроорганизмы, являющиеся показателем незавершенности фагоцитоза. Количественное определение цитокинов — ИЛ-8, ФНО-а, в индуцированной мокроте
проводили методом ИФА с использованием наборов «Интерлейкин-8-ИФА-БЕСТ», «Фактор некроза опухоли альфа — ИФА-Бест», «Гамма-Интерферон-ИФА-БЕСТ» (ЗАО «Вектор-Бест», г. Новосибирск) согласно инструкциям фирмы-производителя. Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью прикладных программ в математическом пакете Statistica 10. Применяли корреляционный анализ и методы вариационной статистики.
Анализ данных показал, что преобладающей клеточной популяцией индуцированной мокроты контрольной группы детей были альвеолярные макрофаги (табл. 1). У пациентов с ВП группы сравнения имело место перераспределение клеточных популяций — повышение содержания нейтрофи-лов (р<0,05), снижение содержания альвеолярных макрофагов (р<0,05) и эпителиальных клеток (р<0,05). В основной группе детей цитологический статус по основным популяциям был отличным как от группы контроля, так и от группы сравнения. Количество нейтрофилов и альвеолярных макрофагов снижалось как по сравнению с группой контроля (р<0,001 и р<0,05 соответственно), так и группой сравнения (р<0,05 и р<0,001 соответственно). Также в основной группе выявлено достоверное повышение содержания эозинофилов по сравнению с группой контроля и группой сравнения (р<0,001).
Анализ цитоморфологического состояния клеток проводили в популяциях нейтрофилов и эпителиальных клеток. Содержание нейтрофилов (табл. 2)
Таблица 1.
Клеточный состав индуцированной мокроты у детей с ВП, протекающей на фоне рекуррентных респираторных заболеваний в сравниваемых группах
Группа детей Нейтрофилы, % Альвеолярные макрофаги, % Эпителиальные клетки, % Лимфоциты, % Эозинофилы, %
Основная (п=30) 20,7±6,2*'** 24,3±5,6*/** 43,9±3,5** 6,9±0,7 4,0±0,5*
Сравнения (п=23) 45,6±3,9* 35,9±3,1* 10,6±1,8* 6,3±0,5 1,6±0,19
Группа контроля (п=25) 28,1±3,9 42,8±5,3 22,2±2,1 5,6±0,42 1,0±0,1
Примечание: * р<0,05 — достоверность различий при сравнении с группой контроля; ** р<0,05 — достоверность различий между основной группой и группой cравнения
Таблица 2.
Цитоморфологическая характеристика нейтрофилов индуцированной мокроты у детей с ВП, протекающей на фоне рекуррентных респираторных заболеваний в сравниваемых группах
Группа детей Класс деструкции,% ИДК СПД ИЦК
0 1 2 3 4
ВП РРЗ (п=30) 36,6±3,9 */** 18,2±2,7* 19,6±2,7* 10,2±1,2 */** 9,4±3,9 */** 0,6±0,05 */** 1,1±0,1 */** 0,2±0,02 */**
ВП (п=23) 55,9±4,7* 21,9±3,1* 15,4±1,5* 5,5±1,3* 1,1±0,1* 0,4±0,04* 0,7±0,06* 0,03±0,002 *
Группа контроля (п=25) 70,1±5,6 12,9±1,2 3,1±0,22 0 0 0,2±0,002 0,2±0,04 0
Примечание: * р<0,05 — достоверность различий при сравнении с группой контроля, ** р<0,05 —достоверность различий между основной группой и группой cравнения.
Таблица 3.
Фагоцитарная активность нейтрофилов индуцированной мокроты у детей с ВП, протекающей на фоне рекуррентных респираторных заболеваний в сравнительном аспекте
Показатель Группа контроля (п=25) Группа сравнения (п=23) Основная группа (п=30)
ФАН 1 2,91±0,02 2,45±0,012 1,63±0,014*/**
ФАН 2 1,21±0,01 1,52±0,01 2,51±0,013*/**
Примечание: * р<0,05 — достоверность различий при сравнении с группой контроля, стоверность различий между основной группой и группой cравнения.
р<0,05 — до-
без признаков деструкции (п0) в контрольной группе было максимальным и составило 70,1%, с минимальными признаками деструкции (п1 и п2), соответственно 12,9% и 3,1%. Клетки с максимальными признаками деструкции (п3, п4) в контрольной группе не выявлялись.
В группе сравнения подавляющее большинство нейтрофилов имели признаки деструкции разной степени выраженности. Достоверные отличия выявлены как для субпопуляций нейтрофилов, имеющих минимальные признаки деструкции — п1 — 21,9% ^<0,05), п2 — 15,4% ^<0,05), так и для субпопуляций, имеющих максимальные признаки деструкции — п3 — 5,5% ( p<0,05), п4 — 1,1% ^<0,05). Соответственно, это сочеталось с повышением ИДК — 0,4 ^<0,05), СПД — 0,7 ^<0,001), ИЦК — 0,03 ^<0,001). В основной группе резко нарастало содержание нейтрофилов c максимальными признаками деструкции — п3 приблизительно в 2 раза (10,2%; p<0,001), п4 более чем в 8 раз (9,4%; p<0,001). Количество клеток с минимальными признаками деструкции (п1 и п2) не отличалось от груп-
пы сравнения. Отражением описанных процессов является увеличение ИДК и СПД ^<0,05; p<0,05) и резкое нарастание ИЦК ^<0,001) в основной группе детей. Таким образом, при ВП, протекающей на фоне рекуррентных респираторных заболеваний, имеет место депрессия выхода нейтрофилов в бронхиальное содержимое с резким увеличением субпопуляций нейтрофилов, имеющих максимальные признаки деструкции ядра и цитоплазмы.
При изучении фагоцитарной активности нейтрофи-лов в группе сравнения показатели ФАН 1 и ФАН 2 не отличались от группы контроля (табл. 3). Выявлены прямые корреляции между ФАН 1, п0 и п1 в группе контроля (г=0,67; p<0,05 и г=0,49; p<0,05) и в группе сравнения (г=0,59; p<0,05 и г=0,44; p<0,05) и обратные корреляции между ФАН 2 и п0 в группе контроля (г=0,66; p<0,05) и в группе сравнения (г=0,44; p<0,05). Таким образом, фагоцитарный потенциал нейтрофилов как показатель мукозаль-ного иммунитета определяется в основном субпопуляциями без или с минимальными признаками деструктивных изменений. Изменение морфоцито-
'7 (99) ноябрь 2016 г.
ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА ^ 71
Таблица 4.
Цитоморфологические показатели эпителиальных клеток индуцированной мокроты у детей с ВП, протекающей на фоне рекуррентных респираторных заболеваний в сравниваемых группах
Группа детей Класс деструкции,% СПД ИДК ИЦК
0 1 2 3 4
ВПРРЗ (п=30) 28,3±4,7 */** 32,1±4,5 */** 23,6±1,6 7,3±1,2 */** 8,7±0,4 */** 0,7±0,05 */** 1,3±0,1 0,12±0,01 */**
ВП (п = 23) 62,3±4,6* 22,0±2,1* 12,8±1,5* 1,5±0,2* 1,1±0,1* 0,4±0,03* 0,6±0,05* 0,03±0,002*
Группа контроля (п=25) 77,7±4,7 4,5±1,2 3,7±3,9 0 0 0,08±0,007 0,1±0,001 0
Примечание: * р<0,05 — достоверность различий при сравнении с группой контроля, ** р<0,05 — достоверность различий между основной группой и группой cравнения.
Таблица 5.
Содержание интерлейкинов у детей с ВП, протекающей на фоне рекуррентных респираторных заболеваний в сравниваемых группах
Группа детей ИЛ-10 рд/т1 ИЛ-8 рд/т1 ФНО-а рд/т1 IFN-Y рд/т1
Основная группа (п=30) 0,63±0,04*/** 14,2±5,52*/** 3,5±0,17*/** 9,8±0,03*/**
Группа сравнения (п=23) 0,87±0,05* 56,9±2,9* 2,58±0,07* 46,8±0,03*
Группа контроля (п=25) 1,7±0,04 26,4±0,5 1,6±0,03 39,8±0,03
Примечание: * р<0,05 — достоверность различий при сравнении с группой контроля, верность различий между основной группой и группой cравнения.
'■ р<0,05 — досто-
логического профиля и угнетение локального выхода нейтрофилов в основной группе сопровождалось их функциональными нарушениями. Так, выявлено достоверное снижение ФАН 1 и повышение ФАН 2 как по сравнению с группой контроля (р<0,05), так и группой сравнения (р<0,05). Выявлены обратные корреляции между ФАН 1, п3 (г=0,49; р<0,05) и п4 (г=0,74; р<0,05) и прямые корреляции между ФАН 2, п3 (г=0,44; р<0,05) и п4 (г=0,44; р<0,05). Таким образом, угнетение функциональной активности нейтрофилов бронхиального секрета при ВП у детей при наличии рецидивирующих рекуррентных заболеваний определяется локальным наличием субпопуляций с максимальной деструкцией и снижением субпопуляций без выраженных признаков деструкции.
Содержание эпителиальных клеток (эк) без признаков деструкции (эк0) преобладало в контрольной группе, р<0,001 (табл. 4). В группе сравнения по всем субпопуляциям эпителиальных клеток выявлены достоверные различия с контрольной группой: отмечался достоверный рост эк1 — 22,0%, эк2 — 12,8%, эк3 — 1,5% и эк4 —1,1% (р<0,05; для всех показателей по сравнению с группой контроля). Соответственно, это сочеталось с повышением ИДК, СПК 0,7 (р<0,05) и ИЦК 0,03 (р<0,001). В группе сравнения, таким образом, среди субпопуляций эпителиальных клеток преобладали клетки без признаков деструкции или с минимальными ее признаками (96,8%). В основной группе резко нарастало содержание эпителиальных клеток с признаками деструкции для всех субпопуляций эк — эк1 — 32,1%, эк2 — 23,6%, эк3 — 7,3%, эк4 — 8,7% (р<0,05; для всех показателей по сравнению
с группой сравнения). Таким образом, в отличие от субпопуляций нейтрофилов, которые в основной группе по количеству клеток с минимальными признаками деструкции не отличались от группы сравнения, для эк по всем субпопуляциям имели место достоверные различия.
При изучении цитокинового профиля (табл. 5) в группе сравнения выявлено более высокие значения провоспалительных цитокинов — ФНО-а и ИЛ-8, чем в группе контроля (р<0,05).
В основной группе детей регистрировалось повышение содержания ФНО-а, как по сравнению с группой контроля, так и группой сравнения (р<0,05). Динамика содержания другого провос-палительного цитокина была противоположной — регистрировалось снижение содержания ИЛ-8 как по сравнению с группой контроля, так и с группой сравнения (р<0,05). ИЛ-8, так же как и ФНО-а, относится к цитокинам провоспалительного каскада, основная роль которого состоит в хемотаксическом и активирующем воздействии на нейтрофилы: в дегрануляции и стимуляции лейкоцитов, а также в усилении миграции фагоцитов в место внедрения чужеродного микроорганизма и активации ими синтеза молекул адгезии [8]. В группе контроля и в группе сравнения выявлены прямые корреляции между содержанием ИЛ 8 и количеством нейтрофи-лов (г=0,67; р<0,05) и п0 (г=0,57; р<0,05). В основной группе эти корреляции не выявлялись. Таким образом, снижение содержания ИЛ 8, которое индуцируется длительной персистенцией инфекционных патогенов при рекуррентных респираторных заболеваниях, приводит к ограничению эвакуации функционально полноценных нейтрофилов в брон-
хиальный секрет и формирует вторичную иммунологическую дисфункцию фагоцитарного профиля. Уровень ФНО-а коррелировал с количеством п3 (г=0,56; р<0,05), п4 (г=0,51; р<0,05 ), а также с эк1 ( г=0,52; р<0,05), эк2 (г=0,47; р<0,05), эк3 (г=0,67; р<0,05) эк4 (г=77; р<0,05). Важнейшим иммунологическим эффектом ФНО-а является возможность запускать апоптоз нейтрофильных лейкоцитов, эпителиальных и бронхиальных клеток в дыхательных путях [9, 10]. На фоне увеличения уровня важнейшего провоспалительного цитокина — ФНО-а гиперактивация клеток индуцированной мокроты приводит к деструкции, апоптозу и формированию вторичных дисфункций клеточного типа. ^^ — важнейший цитокин клеточного иммунного ответа, оппозиционный цитокин Т1п2 профиля. При изучении содержания ^^ выявлено повышение его уровня в группе сравнения и угнетение его синтеза в основной группе (р<0,05). Выявлены достоверные корреляции средней силы между уровнем ^^ и ФАН 1 (г=-0,37, р<0,05) и ФАН 2 (г=0,67, р<0,05). ^^ — важнейший цитокин, регулирующий функции нейтрофилов — адгезию, индукцию респираторного взрыва и хемотаксис. Исходя из этого можно предположить, что низкий уровень ^^ при рекуррентных респираторных заболеваниях играет роль негативного фактора в сети ци-токиновой регуляции активности нейтрофилов и формирует фенотип нейтрофилов с низким фагоцитарным потенциалом.
Таким образом, при ВП, протекающей на фоне рецидивирующих рекуррентных инфекций, нарушение цитокинового баланса приводит к лимитированию выхода популяции нейтрофилов в бронхиальное содержимое и альвеолярный секрет, а также к увеличению количества нейтрофилов и эпителиальных клеток с выраженными деструктивными изменениями ядер и цитоплазмы. Рецидивирующие
рекуррентные инфекции у детей с ВП способствуют развитию вторичных дисфункций мукозального иммунитета на фоне перераспределения, цитомор-морфоцитологических изменений клеточных популяций и формирования фенотипа нейтрофила с низким фагоцитарным потенциалом, что необходимо учитывать при проведении лечебных и реабилитационных мероприятий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Внебольничные пневмонии у детей: распространенность, диагностика, лечение, профилактика. Научно-практическая программа. — М.: Оригинал-макет. — 2010. — 63 с.
2. Лютина Е.И. Заболеваемость и смертность от внебольнич-ной пневмонии у детей и подростков, проживающих в Кузбассе / Е.И. Лютина, Ф.К. Манеров // Педиатрия, 2015. — №2. — С. 203-206.
3. Внебольничная пневмония у детей. Клинические рекомендации. — М.: Оригинал-макет, 2015. — 64 с.
4. Геппе Н.А. Внебольничная пневмония у детей: проблемы диагностики, лечения и профилактики / Н.А. Геппе, А.Б. Малахов, И.А. Дронов, Е.А. Хабибуллина // Доктор. Ру, 2015. — №13. — С. 28-30.
5. Матейко Г.Б. Особенности клиники и факторы риска развития пневмонии у детей, часто болеющими острыми респираторными заболеваниями / Г.Б. Матейко, И.И. Пылюк // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2015. — № 8. — С. 55-58.
6. Способ получения индуцированной мокроты у детей для оценки степени и характера воспаления слизистой бронхов / В.И. Куличков, Ю.Л. Мизерницкий, О.Г. Рыбакова, Е.Е. Минина, Я.И. Жаков. — №2008116364; заявл. 24.04.2008; опубл. 20.08.2009, Бюл. № 23. — 10 с.
7. Матвеева Л.А. Местная защита респираторного тракта у детей / Л.А. Матвеева. — Томск: Изд-во Томского ун.-та, 1993. — 276 с.
8. Кетлинский С.А. Цитокины / С.А. Кетлинский, А.С. Симбирцев Цитокины. — СПб.: ООО «Издательство Фолиант», 2008. — 552 с.
9. Reuter S. Mast cell-derived tumor necrosis factor is essential for allergic airway disease / S. Reuter, A. Heinz, M. Sieren et al. // Eur. Respir. J. — 2008. — V. 31 (12). — P.773-782.
10. Cazzola M. Anti-TNF-alpha and Th1 cytokine-directed therapies for the treatment of asthma / M. Cazzola // Curr. Opin.Allergy Clin. Immunol. — 2006. — V. 6. — P. 43-50.
