Содержание бактериального эндотоксина и цитокинов в крови онкологических больных с почечной недостаточностью

Анисимова Наталья Юрьевна; Громова Елена Георгиевна; Кузнецова Людмила Сергеевна; Андрейчиков Антон Александрович; Андрейчиков Александр Владимирович; Киселевский Михаил Валентинович

- 24 с.

4. Новицкий В.В., Рязанцева Н.В., Степовая Е.А. Физиология и патофизиология эритроцита. - Томск, 2004. -С.35-52.

5. Патент № 2296992 от 18.07.2005. Способ определения состояния мембран эритроцитов. / Э.Э. Кузнецова, В.Г. Горохова, А.А. Рунович и др.

6. Celermajer D.S., Sorensen K.E., Gooch V.M., et al. Noninvasive detection on the of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis // Lancet. - 1992. - Vol. 340.

- P.1111-1115.

7. Smith J.E. Erythrocyte membrane: structure, function and pathophysiology // Vet. Pathol. - 1987. - Vol. 24. №6. - P.471-476.

Информация об авторах: 664079, г. Иркутск, м/р Юбилейный, 100, кафедра госпитальной терапии, тел. (3952)407926, Чуйко Евгения Сергеевна - аспирант, e-mail: [email protected]; Орлова Галина Михайловна - заведующая кафедрой, д.м.н., профессор; Корякина Лариса Борисовна - к.м.н, с.н.с.; Кузнецова Эмма Эфраимовна - к.м.н, с.н.с.;

Горохова Виктория Григорьевна - к.х.н, с.н.с.

СОДЕРЖАНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОГО ЭНДОТОКСИНА И ЦИТОКИНОВ В КРОВИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ С ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ

Наталья Юрьевна Анисимова1, Елена Георгиевна Громова1, Людмила Сергеевна Кузнецова1,

Антон Александрович Андрейчиков1, Александр Владимирович Андрейчиков2,

Михаил Валентинович Киселевский1 ('Российский онкологический научный центр имени Н.Н. Блохина РАМН, директор - д.м.н., акад. РАН и РАМН М.И. Давыдов; 2Красноярский государственный медицинский университет имени проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого,

ректор - д.м.н., проф. И.П. Артюхов)

Резюме. Предполагается, что у больных с острой и хронической почечной недостаточностью наблюдается нарушение механизмов, регулирующих секрецию провоспалительных цитокинов, которые, вероятно, ответственны за дисбаланс иммунной системы этих больных. Целью настоящей работы являлось изучение содержания липопо-лисахарида (ЛПС), а также про- и противовоспалительных цитокинов в крови онкологических больных с почечной недостаточностью. Результаты проведенных нами исследований позволяют сделать вывод о том, что развитие почечной недостаточности у больных в послеоперационном периоде сопровождалось увеличением содержания в сыворотке ЛПС, ИЛ-6 при острой и ИЛ-8 при хронической форме течения.

Ключевые слова: онкологические больные, почечная недостаточность, цитокины, липополисахарид.

THE CONTENT OF BACTERIAL ENDOTOXIN AND CYTOKINES LEVEL IN BLOOD OF CANCER PATIENTS

WITH RENAL INSUFFICIENCY

N.Y. Anisimova1, E.G. Gromova1, L.S. Kuznetsova1, A.A. Andrejchikov1, A.V. Andrejchikov2, M.V. Kiselevsky1 ('N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center, RAMS ;2Krasnoyarsk State Medical University named

after Professor V.F. Voyno-Yasenetsky)

Summary. It is supposed that patients with acute and chronic renal insufficiency have an inadequate proinflammatory cytokines secretion. The mediators are responsible for an immune system disbalance of these patients. The purpose of the work was the estimation of the lipopolysaccharide (LPS) and pro- anti-inflammatory cytokines level in blood of cancer patients with renal insufficiency. As a result of the research it has been revealed that progress of renal insufficiency in the postoperative period was accompanied by increase in LPS, IL-6 (acute disease) and IL-8 (chronic disease).

Key words: cancer patients, renal insufficiency, cytokines, lipopolysaccharide.

Современная противоопухолевая терапия и течение основного заболевания нередко приводят к истощению функциональных резервов почек у онкологических больных, особенно на фоне развившихся инфекционно-воспалительных осложнений. Согласно имеющимся литературным данным, частота нефроло-гических осложнений у данной группы больных может достигать 25-30% [7,10]. Патогенез острой почечной недостаточности (ОПН) при сепсисе в значительной мере обусловлен бактериальными токсинами, в частности, эндотоксинами грамотрицательных микроорганизмов - липополисахаридами (ЛПС), которые приводят к микроциркуляторным нарушениям, вызывающим ишемическое поражение почечных клубочков и канальцев [15]. Кроме того, известно, что ЛПС является мощным индуктором высвобождения медиаторов воспаления, также неблагоприятно влияющих на выделительную функцию почек. Некоторые исследователи отводят медиаторам воспаления, продуцируемым иммуноком-петентными клетками, ведущую роль в развитии почечной недостаточности [5,16]. Повышение продукции провоспалительных цитокинов (ИЛ-ф, ФНОа, ИЛ-6) наблюдается не только при ОПН, но и при хрониче-

ской почечной недостаточности (ХПН) даже на фоне иммунодефицитных состояний. При этом лейкоциты онкологических больных с почечной недостаточностью более активно секретируют цитокины в ответ на стимуляцию ЛПС [8,12].

Таким образом, имеется достаточно оснований полагать, что у больных с ОПН и ХПН наблюдается нарушение механизмов, регулирующих секрецию провоспа-лительных цитокинов, которые, вероятно, ответственны за дисбаланс иммунной системы этих больных.

Целью настоящей работы являлось изучение содержания липополисахарида и цитокинов в крови онкологических больных с почечной недостаточностью.

Материалы и методы

Концентрацию ЛПС и содержание цитокинов исследовали в крови онкологических больных с осложнением ОПН (п=9) или декомпенсацией ХПН (п=8). В качестве группы контроля использовали параметры крови здоровых доноров (п=17). У всех больных и доноров было получено информированное согласие на забор крови для проведения научных исследований.

Определение концентрации свободных цитокинов осуществляли с использованием наборов реагентов для иммуннофлуоресцентного анализа (ИФА) фирмы «Вектор Бест» (РФ), а также наборов 11-plex фирмы MedBenderSystem (USA) в соответствии с инструкциями производителей. Концентрацию ЛПС определяли с помощью коммерческих тест-систем Hbt (Netherlands).

Статистический анализ проводили с использованием непараметрических критериев, определяя медиану и размах 25-го и 75 квартилей данных в группах. Межгрупповые множественные сравнения осуществляли с использованием критериев Крускала-Уоллиса и Данна. Значимыми считали различия показателей при р<0,05.

Результаты и обсуждение

В таблице 1 представлены результаты определения содержания цитокинов в крови онкологических больных с ХПН и ОНП в сравнении с данными группы здоровых доноров. Проведенный статистический анализ, с использованием критерия Крускала-Уоллиса

свидетельствует о том, что значимые различия между онкологическими больными с почечной недостаточностью и здоровыми донорами отмечаются по содержанию ИЛ-6 и ИЛ-8. Применение критерия Данна для попарного сравнения групп позволило установить достоверное повышение концентрации в крови онкологических больных с ОПН ИЛ-6 (р=0,032), а у больных с ХПН - ИЛ-8 (р=0,028), по сравнению со здоровыми донорами. Медианные значения концентраций ИЛ-6 у больных ОПН и ХПН составляли 100 пг/мл и 19 пг/мл, а ИЛ-8 - 14 пг/мл и 55 пг/мл соответственно. При этом у здоровых доноров ИЛ-6 в сыворотке не детектировался, а концентрация ИЛ-8 составляла 3 пг/мл.

ОПН ХПН Здоровые

доноры

Примечания: * значение, существенно отличающееся от значения параметра контрольной группы здоровых доноров (р=0,032). Рис. 1. Концентрация ЛПС в сыворотке крови онкологических больных с ОПН, ХНП.

На рисунке 1 приведены значения концентраций ЛПС в группах больных с осложнениями, по сравнению с данными здоровых доноров. Проведенный статистический анализ с использованием критерия Крускала-Уоллиса позволил установить наличие различий в этих группах (р=0,034), а применение критерия Данна для попарного сравнения групп дает основание заключить, что достоверные отличия в содержании ЛПС имеют место только между больными с ОПН и здоровыми донорами (р=0,032). В крови всех доноров контрольной группы ЛПС не обнаруживался, в то время как у больных с ОПН значения этого показателя составляли 0,09 (0,05-0,25) МЕ/мл, а максимальные значения в отдельных случаях достигали 2,5 МЕ/мл. У больных с ХПН концентрация ЛПС в сыворотке крови соответствовала 0,08 (0-0,8) МЕ/мл.

В крови всех здоровых доноров уровень ЛПС был ниже детектируемого.

Сепсис и септический шок, главной детерминантой которых является сверхагрессивный и нерегулируемый системный воспалительный ответ, рассматриваются в качестве основной причины ОПН, наблюдаемой более чем у половины септических больных [13,15]. Известно, что совокупность гуморальных медиаторов, включающая цитокины, фактор активации тромбоцитов, метаболиты арахидоновой кислоты, эндотелин-1 и компоненты комплемента, попав в системную циркуляцию, приводит к активации лейкоцитов, инфильтрирующих органы. Наблюдается локальное повреждение тканей из-за высвобождения кислородных радикалов, протеаз и дальнейшей продукции цитокинов. Лейкоцитарно-эндотелиальное взаимодействие результируется в гиперемию почечных клубочков, что на фоне ин-траренальной вазоконстрикции, обусловленной дисбалансом регуляции гладкой мускулатуры сосудов, ведет к усугублению расстройств регионального кровотока [11]. Дисфункция каскадов коагуляции/фибринолиза способствует тромбированию почечных клубочков. В почечных канальцах наблюдается отслоение клеток эпителия и деструкция тубулярных структур, что приводит к дисфункции всего органа [5].

Описанные патологические процессы традиционно связывают с действием медиаторов воспаления, прежде всего провоспалительных цитокинов. Однако многочисленные исследования показали, что на фоне сепсиса и полиорганной недостаточности (ПОН), далеко не во всех случаях в системном кровотоке удается зарегистрировать повышенные концентрации этих эндогенных биорегуляторов. Вероятно, это связано с тем, что доступные на сегодняшний день коммерческие тест-системы для исследования цитокинового профиля крови предполагают измерение концентрации только несвязанных (растворимых) цитокинов. Это является серьезным препятствием для оценки величины общего количества продуцируемых в кровоток цитокинов.

При отсутствии в крови свободных цитокинов могут существовать их связанные формы в виде лиганд-рецепторных комплексов, т.е. может иметь место так называемая «скрытая цитокинемия» - наличие в биологических жидкостях высоких концентраций цитоки-нов, которые нельзя выявить рутинными методами [1]. Проведенные нами исследования сывороточного ци-токинового профиля онкологических больных с ОПН позволили установить, что из 8 исследуемых цитокинов (ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ИФНу, ФНОа, ИЛ-ф, ИЛ-4, ИЛ-17) у данной категории больных значимо повышается концентрация только ИЛ-6. В крови здоровых доноров концентрация этого цитокина практически не детектировалась с помощью использованных нами методов, а медианное значение содержания ИЛ-6 в группе больных

Таблица 1

Цитокиновый профиль онкологических больных с почечной недостаточностью по сравнению со здоровыми донорами (медиана; 25%- 75%; пг/мл)

Диагноз ИЛ-6 ИЛ-8 ИЛ-10 ИФНу ФНОа ИЛ-10 ИЛ-4 ИЛ-17

ОПН 100* 14 40 0 0 0 4 100

61-140 11-16 34-188 0-0 0-0 0-10 4-12 7-101

ХПН 19 55* 21 0 0 0 4 47

19-51 18-294 20-31 0-15 0-4 0-3 4-5 23-52

Здоровые доноры 0 3 80 2 0 0 10 89

0-1 0-11 0-108 0-16 0-0 0-0 2-12 46-72

Примечания: * значения, существенно отличающиеся от значений контрольной группы здоровых доноров (р<0,05).

с ОПН достигало 140 пг/мл. Вероятной причиной повышенного содержания в крови этого провоспалительного цитокина, является его гиперпродукция резидентными макрофагами, в частности, Купфферовскими клетками печени, которая, как установлено ранее, коррелирует с синтезом белков острой фазы [3]. Кроме того, в результате проведенных исследований было установлено, что онкобольные с ХПН характеризовались повышенным уровнем ИЛ-8 в сыворотке крови. Аналогичные результаты приводятся и другими исследователями [4,14]. Повышение ИЛ-8 указанными авторами рассматривалось как нарушение ’Й1/’Ш2 баланса, у иммунокомпро-метированных онкологических больных с ХПН.

Вышеперечисленные факты, а также транслокация бактерий и их токсинов из кишечника на фоне нарушений функционирования желудочно-кишечного тракта, вызванных ХПН [9], могут являться причиной установленной нами тенденции повышенной концентрации ЛПС в крови больных. При наличии ОПН были обнаружены еще более высокие уровни ЛПС в крови, в то время как у здоровых доноров в крови эндотоксин не детектировался. Известно, что при синдроме системной воспалительной реакции (ССВР) эндотоксемия может усиливаться не только за счет поступления бак-

терий и их токсинов из первичного очага воспаления, но и за счет усиления трансинтестинальной транслокации. Экспериментально была показана возможность бактериальной транслокации из кишечника при шоке и стрессе [2,6]. Если рассматривать ОПН как явление, сопутствующее манифестации ССВР, то можно ожидать, что поступление бактерий или их токсинов из кишечника вполне может иметь место при данной патологии.

Таким образом, результаты проведенных нами исследований позволяют сделать вывод о том, что развитие почечной недостаточности у онкологических больных в послеоперационном периоде сопровождается увеличением содержания в сыворотке ЛПС, а отличительной характеристикой цитокинового профиля больных с ОПН является повышение (около 100 пг/мл) уровня концентрации ИЛ-6, в то время как наличие ХПН сопровождается повышением в сыворотке крови ИЛ-8. Представленные данные позволяют заключить, что из исследованных показателей в качестве маркеров ОПН могут рассматриваться только ИЛ-6 и ЛПС. Детектируемое повышение ЛПС и ИЛ-8 у онкологических больных с ХПН может быть следствием обострения вялотекущих инфекций на фоне развившейся иммуносупрессии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Громова Е.Г., Тугуз А.Р., Киселевский М.В., Матвеев В.Б. Кинетика цитокинов в сыворотке крови, моче и отделяемом из дренажей в периоперационном периоде у больных раком почки // Иммунология. - М., 2002. - Т. 23. №4. - С.232-235.

2. Дугин С.Ф., Анищенко Н.В., Агаджанян З.С. и др. Стрессогенная потенциация трансинтестинального антигенного транспорта как физиологическая основа развития системных и локальных воспалительных процессов // Кардиологический вестник. - М., 2006. - №2. - С.21-24.

3. Маевская М.В., Буеверов А.О. Цитокины в патогенезе алкогольного гепатита и возможности терапии // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии.

- М., 2009. - №2. - С.14-19.

4. Abou-Shousha S. A., Youssef A.I. Interleukin-2 regulatory effect on P-selectin and interleukin-8 production in patients with chronic renal failure // Egypt. J. Immunol. - 2006. - Vol. 13. №

1. - P. 11-18.

5. An S. De Vriese. Prevention and Treatment of Acute Renal Failure in Sepsis // J. Am. Soc. Nephrol. - 2003. - Vol.14. - P.792-805.

6. Ando T., Brown R.F., Berg R.D., Dunn A.J. Bacterial translocation can increase plasma corticosterone and brain catecholamine and indoleamine metabolism // Am. J. Physiol. -2000. - Vol. 279. №6. - R2164-R2172.

7. Arjmandi-Rafsanjani K., Hooman N., Vosoug P. Renal function in late survivors of Iranian children with cancer: Single centre experience // Ind. J. Cancer - 2008. - Vol. 45. №4. - P.154-157.

8. Asmis R., Stevens J., Begley J. G., et al. The isoflavone genistein inhibits LPS-stimulated TNFalpha, but not IL-6 expression in monocytes from hemodialysis patients and healthy subjects // Clin. Nephrol. - 2006. - Vol. 65. №4. - P.267-275.

9. Brunini T. M., Moss M. B., Siqueira M. A., et al. Nitric oxide, malnutrition and chronic renal failure // Cardiovasc. Hematol. Agents Med. Chem. - 2007. - Vol. 5. №2. - P.155-161.

10. Dogan E., Izmirli M., Ceylan K., et al. Incidence of renal insufficiency in cancer patients // Adv. Therapy. - 2005. - Vol. 22. №4. - P.357-362.

11. Khan R.Z., Badr K.F. Endotoxin and renal function: perspectives to the understanding of septic acute renal failure and toxic shock // Nephrol. Dial. Transplant. - 1999. - Vol. 14.- P.814-818.

12. Malaponte G., Bevelacqua V., Fatuzzo P., et al. IL-1beta, TNF-alpha and IL-6 release from monocytes in haemodialysis patients in relation to dialytic age // Nephrol. Dial. Transplant. -2002. - Vol. 17. №11. - P.1964-1970.

13. Meduri G.U. New rationale for glucocorticoid treatment in septic shock // J. Chemotec. - 1999. - Vol. 11. №6. - P.541-550.

14. Nairn J., Hodge G., Henning P Leukocyte subsets: clinical implications for children with chronic renal failure // Cell Mol. Immunol. - 2006. - Vol. 3. №2. - P.151-154.

15. Schmidt C., Hocherl K., Bucher M. Cytokine-mediated regulation of urea transporters during experimental endotoxemia // Am. J. Physiol. Renal Physiol. - 2007. - Vol. 292. №5. -P.F1479-F1489.

16. Tanaka T., Nangaku M. Pathogenesis of tubular interstitial nephritis // Contrib. Nephrol. - 2011. - Vol. 169. - P.297-310.

Информация об авторах: Анисимова Наталья Юрьевна - с.н.с., к.б.н. 115478, Москва, Каширское шоссе, 24, e-mail: [email protected]; Громова Елена Георгиевна - заведующая, д.м.н, e-mail: [email protected]; Кузнецова Людмила Сергеевна - врач; Андрейчиков Антон Александрович - стажер; Андрейчиков Александр Владимирович - профессор, д.м.н.; Киселевский Михаил Валентинович - заведующий лабораторией, д.м.н.,

профессор, e-mail: [email protected].

ЗНАЧЕНИЕ ДНК МАРКЕРОВ ПРИ СУДЕБНО-МЕДИЦИНСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ РОДСТВА У ЭТНИЧЕСКИХ БУРЯТ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Елена Николаевна Исаева, Юрий Сергеевич Исаев, Игорь Жанович Семинский (Иркутский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра судебной медицины с основами правоведения, зав. - д.м.н., проф. Ю.С. Исаев, кафедра биологии с курсом медицинской

генетики, зав. - д.б.н., проф. А.А. Майборода)

Резюме. В настоящей работе на примере из практики проведения судебно-медицинской экспертизы по факту установления биологического родства убедительно показано значение распределения частот аллелей девяти ауто-сомных STR-локусов ^13А01, КРЬ, D13S317, D7S820, D16S539, ТН01, D18S51, FGA, FESFPS) с учетом этнической принадлежности обследуемых.

The content of bacterial endotoxin and cytokines level in blood of cancer patients with renal insufficiency

Текст научной работы на тему «Содержание бактериального эндотоксина и цитокинов в крови онкологических больных с почечной недостаточностью»