CC BY
82
Медицинская Иммунология 2009, Т. 11, № 2-3, стр. 273-278 © 2009, СПб РО РААКИ
Краткие сообщения
СОСТОЯНИЕ СИСТЕМНОГО ИММУНИТЕТА у Больных АЛЛЕРГИЧЕСКОЙ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ РЕСПУБЛИКИ ХАКАСИИ
Андрейчикова Е.А.1, Сенникова Ю.А.1, Козлов В.А.2
1НГМУ, г. Новосибирск
2 ГУ НИИ клинической иммунологии СО РАМН, г. Новосибирск
Резюме. Изучались субпопуляционная структура иммунокомпетентных клеток периферической крови, сывороточные концентрации IgA, IgM, IgG, IgE и IL-4 и IL-10 у больных аллергической бронхиальной астмой, проживающих в Республике Хакасии. У больных аллергической бронхиальной астмой хакасов в сравнении со здоровыми выявлены снижение CD8+, CD56+ субпопуляций лимфоцитов периферической крови, увеличение содержания CD4+, CD22+ лимфоцитов и иммуноглобулинов основных классов IgA, IgM, IgG, IgE в сыворотке крови. Также обнаружено, что лица хакасской этнической принадлежности, страдающие бронхиальной астмой, в сравнении с больными европеоидами характеризуются повышением содержания CD3+, CD8+ лимфоцитов периферической крови и IgA и IgE в сыворотке крови. Было установлено, что сывороточный уровень IL-4 у хакасов с бронхиальной астмой значительно повышен в отличие от здоровых и больных астмой европеоидов. С другой стороны, сравнение концентрации IL-10 показало, что сывороточный уровень цитокина был выше у европеоидов с бронхиальной астмой в отличие от хакасов, больных бронхиальной астмой.
Ключевые слова: аллергическая астма, IL-4, IL-10, субпопуляционная структура иммунокомпетентных клеток, сывороточные иммуноглобулины.
Andreychikova E.A., Sennikova J.A., Kozlov V.A.
THE CONDITION OF SYSTEMIC IMMUNITY IN PATIENTS WITH ALLERGIC ASTHMA LIVING
in republik of hkakasia
abstract. The subpopulation structure of immunocompetent cells of peripheral blood, concentration of IgA, IgM, IgG, IgE and serum levels of IL-4 and IL-10 for the patients was studied. Reduced contents of CD8+, CD56+ lymphocytes and increased contents of CD4+, CD22+ lymphocytes, serum levels of IgA, IgM, IgG, IgE are revealed in Hkakass with asthma compared to healthy Hkakass. It was also revealed in Hkakass with asthma that contents of CD3+ and CD8+ lymphocytes, serum concentration of IgA, IgE increased compared to Caucasoids with asthma. The serum level of cytokines IL-4 were found to be considerably increased in Hkakass with asthma compared to healthy Hkakass and to Caucasoids with asthma. On the other hand, the comparison of concentration of IL-10 showed that serum level was higher in Caucasoids with asthma than Hkakass with asthma. (Med. Immunol., vol. 11, N2-3, pp 273-278)
Введение
Бронхиальная астма (БА) широко распространена в различных популяциях и частота встречае-
Адрес для переписки:
Андрейчикова Елена Анатольевна,
655012, г. Абакан, пр. Ленина, д. 23.
Тел.: (39022) 76-000.
Факс: 383-2227028.
E-mail: [email protected]
мости этого заболевания варьирует от 1 до 18% в различных этнических группах и странах [11]. В патогенезе БА важное значение имеют нарушения как системного, так и местного иммунитета [3, 4], но вместе с тем в различных этнических группах могут иметь место особенности иммунопатогенеза, которые представляют как теоретический, так и практический интерес. Имеющиеся данные о значительной иммунологической гетерогенности и цитокиновой диссоциации
273
Андрейчикова Е.А., Сенникова Ю.А., Козлов В.А.
Медицинская Иммунология
при БА [7, 12] могут быть связаны с отличиями в обследуемых популяциях. Известно, что нарушения функции иммунной системы вследствие недостаточности механизмов регуляции иммунного ответа являются основой патогенеза БА, приводят к тяжелому течению, развитию осложнений, ранней инвалидизации [9]. Согласно современным представлениям, ключевую роль в иммунном ответе при БА играют хелперные Т-лимфоциты (Т^). Под воздействием определенного спектра цитокинов может формироваться один из двух вариантов ТЫлимфоцитов: ТЫ, которые продуцируют IL-2 и IFNy, являющийся мощным активатором макрофагов, и поэтому занимают центральное место в клеточном иммунном ответе, и ^2, продуцирующие цитокины IL-4, IL-5, IL-13, ответственные за формирование гуморального иммунного ответа. Вариант иммунного ответа зависит как от генетически обусловленных особенностей иммунологических реакций организма (у лиц с атопией имеется генетически обусловленная поляризация диффе-ренцировки ТМ по пути ^2), так и от характера антигена. IL-4 часто называют критическим цитокином аллергического воспаления [10]. Именно IL-4, продуцируемый ^2-лимфоцитами, на начальных стадиях развития аллергического воспаления связывается со своим рецептором на поверхности В-клеток, играет ключевую роль в переключении В-клетками с синтеза IgG на IgE. Именно IgE играет центральную роль при атопии, являясь основным иммунологическим маркером сенсибилизации [8, 12]. IL-10 также продуцируется ^2-клетками, способен подавлять продукцию IL-2 и IFNy Т-лимфоцитами и способствует пролиферации и дифференцировке В-лимфоцитов посредством активации ^2-типа, в то же время у этого медиатора есть выраженные иммуносупрессивные эффекты через индукцию Те;1-клеток. Поэтому его роль при аллергических заболеваниях представляется неоднозначной и требует дальнейшего изучения [1].
Целью исследования явилось изучение особенностей системного иммунитета и сывороточных концентраций цитокинов IL-4 и IL-10 у больных БА коренного и пришлого населения Республики Хакасии.
Материалы и методы
Дизайн исследования «случай-контроль». Исследование проводилось в ГУЗ «Хакасская республиканская больница им. Г.Я. Ремишевской» г. Абакана и ГУ НИИ Клинической иммунологии СО РАМН (г. Новосибирск). Работа основана на
результатах обследования больных бронхиальной астмой в возрасте от 15 до 75 лет различной этнической принадлежности, постоянно проживающих на территории Республики Хакасии. Коренными жителями считали хакасов (46 человек), пришлыми — европеоидов (33 человека), лиц всех других национальностей, из которых русские составили 97,3%. В качестве контроля в работе использовалась выборка практически здоровых лиц, представленная жителями различных районов Республики Хакасии, хакасов (20 человек) и европеоидов (24 человека). В контрольной группе европеоидов определяли только содержание цитокинов (IL-4 и IL-10) в сыворотке крови. Все входящие в группу контроля являлись неродственными индивидами. Средний возраст европеоидов был равен 39,98 года, хакасов — 38,19 года. Средний возраст у больных хакасов и пришлых не различался, они сравнивались между собой без стандартизации по возрасту. Результаты клинического осмотра регистрировались в стандартных анкетах, позволяющих фиксировать социальный статус, жалобы, генеалогическое исследование, анамнез и результаты объективного осмотра. Оценка аллергологического статуса проводилась по данным анамнеза, наличию атопических заболеваний, тестам кожных аллергических проб и уровню общего IgE сыворотки крови. Скарификационные кожные тесты с бытовыми, эпидермальными, пыльцевыми грибковыми аллергенами были проведены в соответствии с методическими указаниями. Изучение вентиляционной функции внешнего дыхания (ФВД) проведена с использованием спирографа фирмы Shiller (Германия).
Иммунологическое обследование включало определение субпопуляций лимфоцитов методом проточной цитофлоуметрии с помощью моноклональных антител фирмы «Orto Diagnostig» (США). Определяли субпопуляции Т-клеток, несущие поверхностные антигены CD3+ (зрелые Т-клетки), CD4+ (Т-хелперы), CD8+ (цитотоксические Т-лимфоциты), рассчитывали иммунорегуляторный индекс (ИРИ) — соотношение CD4+/CD8+. Концентрацию иммуноглобулинов (IgА, IgM, IgG) сыворотки крови определяли методом радиальной иммунодифузии по G. Mancini с помощью стандартных антииммуноглобулиновых сывороток. Содержание общего IgE сыворотки крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа с помощью стандартного набора реагентов «Вектор-Бест», Новосибирск. Результаты выражали в международных единицах на миллилитр (МЕ/мл), за норму принимали концентрацию не более 100 МЕ/мл.
274
2009, Т. 11, № 2-3
Системный иммунитет при аллергической БА
Содержание цитокинов IL-4 и IL-10 в сыворотке крови определяли с помощью меченых моноклональных и поликлональных антител («R&D Systems», США) методом электрохемилюминесценции с использованием прибора «Origen Analyzer» фирмы IGEN (США) и реагентов, приготовленных согласно протоколам [2]. Статистический анализ проводился с помощью пакета программ «Statistica for Windows 5.0» и компьютерной программы МеgaStat Microsoft Excel. Данные представлены в виде X±SE, где Х — среднее арифметическое, SE — ошибка среднего, с использованием непараметрических критериев Вилкоксона, Манна-Уитни.
Результаты и обсуждение
Результаты изучения иммунологических показателей больных БА и здоровых лиц представлены в таблице 1. При сравнении иммунологических показателей у больных БА и здоровых лиц хакасской этнической принадлежности выявлены следующие различия. Соотношение субпопуляций Т-лимфоцитов у хакасов, больных БА, в отличие от здоровых изменено в сторону увеличения содержания CD4+ клеток-хелперов и снижения CD8+ клеток, что, соответственно, приводит к увеличению ИРИ. У больных БА хакасов, в отличие от здоровых, отмечен дефицит NK-клеток (CD56+). Известно, что NK-клетки оказывают важную роль в регуляции воспалительного процесса и являются главными защитниками организма от микроорганизмов на стадии раннего ответа [5]. Дефицит NK-клеток может приводить к развитию острых респираторных инфекций, которые, как известно, индуцируют обострение воспалительного процесса у больных БА. Содержание В-лимфоцитов (CD22+) выше у больных БА хакасов в отличие от здоровых. Причем более выраженное повышение В-лимфоцитов отмечено у больных с тяжелым течением заболевания. Отмечено изменение содержания иммуноглобулинов в сыворотке крови у больных БА хакасов: достоверно увеличено содержание ^А, IgM и IgG, а концентрация IgE у больных БА значительно превышала значения в контрольной группе. Таким образом, изменения, выявленные у больных БА хакасов, соответствуют современным представлениям о том, что при БА наблюдается избыточная активация В-лимфоцитов и развитие IgE-опосредованных реакций. Сравнительный анализ иммунологических показателей у больных БА европеоидов и хакасов выявил следующие изменения. Содержание CD3+Т-лимфоцитов было ниже в группе больных БА европеоидов в отличие от
хакасов с БА. У последних этот показатель также существенно ниже, чем у здоровых (различия между группами не достигают достоверных значений). Количество CD8+Т-лимфоцитов у больных БА европеоидов также ниже в отличие от лиц хакасской этнической принадлежности с БА, а у последних снижено в отличие от здоровых. Известно, что уменьшение количества лимфоцитов является одним из проявлений иммунореактивности. Это происходит как реализация естественной биологической программы апоптоза и ее интенсификации, так и в результате непосредственного воздействия повреждающего фактора, приводящего, как правило, к гибели клеток. Реализация этих механизмов приводит к изменению количества клеток, обеспечивающих иммунореактивность, и прежде всего субпопуляций Т-лимфоцитов. Показатели гуморального иммунитета — концентрация IgА и IgE в сыворотке крови у больных БА хакасов — регистрировались достоверно выше в отличие от больных БА европеоидов. Анализируемые группы больных различаются между собой по содержанию отдельных субпопуляций лимфоцитов ПК, иммуноглобулинов различных классов. Вместе с тем отмечаются и общие закономерности в изменениях иммунологических показателей у больных БА хакасов и европеоидов. Значительное увеличение показателей концентрации IgE в сыворотке крови отмечается и у больных БА хакасов, и у европеоидов. Сывороточный уровень цитокинов IL-4 и IL-10 представлен в таблице 2. Исследование цитокинового профиля в сыворотке крови хакасов, больных БА, выявило повышение среднего уровня IL-4 в отличие от группы контроля и группы европеоидов с БА. У европеоидов, больных БА, наблюдается тенденция к увеличению концентрации IL-4, хотя достоверных различий со здоровыми не отмечалось. Средний уровень IL-10 у больных БА европеоидов превышал значения у хакасов с БА. Отмечается достоверное увеличение IL-10 в группе хакасов с БА в отличие от группы контроля. Также значительное увеличение уровня IL-10 в сыворотке крови отмечалось в группе европеоидов с БА в отличие от группы здоровых. Можно заключить, что у больных БА хакасов выявлены типичные для атопических заболеваний изменения в содержании цитокинов IL-4 и IL-10, согласующиеся с повышенной концентрацией IgE. Вместе с тем у больных хакасской этнической принадлежности выявлены некоторые особенности в содержании критических цитокинов аллергического воспаления в отличие от больных БА европеоидов. Уровень исследуемых цитокинов в зависимости
275
Андрейчикова Е.А., Сенникова Ю.А., Козлов В.А.
Медицинская Иммунология
ТАБЛИЦА 1. ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ И ЗДОРОВЫХ ЛИЦ
Европеоиды Хакасы
Показатели с БА с БА без БА
(п = 25) (n = 32) (n = 20)
Лейкоциты, тыс./мкл. 5,55±0,83* 7,16±1,58** 6,65±0,25
Лимфоциты
% 45,48±3,27 44,52±2,3 31,01±1,56
тыс./мкл. 1,967±0,02 1,925±0,04 1,621±0,052
CD3+
% 64,8±1,75* 67,54±1,58 76,73±1,04
тыс./мкл. 1,132±0,056* 1,180±0,12 1,341±0,054
CD4+
% 50,13±1,45 53,18±1,95** 42,0±1,41
тыс./мкл. 3,346±0,51 3,349±0,40 2,645±0,26
CD8+
% 12,4±0,85* 15,72±1,5** 28,73±1,02
тыс./мкл. 1,748±0,05* 2,217±0,66** 2,641±0,321
CD22+
% 13,13±0,45 14,18±0,77** 12,8±0,65
тыс./мкл 0,182±0,002 0,197±0,01** 0,178±0,002
CD56
% 9,2±0,56 8,86±0,84** 13,27±1,04
тыс./мкл 0,184±0,01 0,177±0,003 0,265±0,02
ИРИ 3,62±0,31 3,36±0,42** 1,46±0,02
IgA, г/л 2,34±0,09* 2,85±0,16** 2,56± 0,08
IgM, г/л 1,37± 0,045 2,24±0,77** 1,65±0,05
IgG, г/л 13,45±0,52 15,55+0,58** 14,92±0,41
n = 33 n = 46 n = 21
^Е, МЕ/ml 311,70±56,84* 448,32±31,72** 75,50±12,61
Примечание. * - достоверные различия между европеоидами с БА и хакасами с БА (р < 0,05); ** - различия между хакасами с БА и хакасами без БА (р < 0,05).
таблица 2. содержание il-4 и IL-10 в сыворотке крови европеоидов и хакасов, больных бронхиальной астмой, и здоровых
Европеоиды Хакасы
Показатели с БА без БА с БА без БА
(n = 33) (n = 31) (n = 46) (n = 21)
IL-4 30,49±9,96* 24,63±7,34 60,78±14,65** 19,41±5,12
IL-10 1436,57±324,51*# 40,94±12,72 1383,5±355,44** 63,55±14,23
Примечание. * - достоверность различия между европеоидами с БА и хакасами с БА (р < 0,05); ** - различия между хакасами с БА и хакасами без БА (р < 0,05); * - различия между европеоидами с БА и европеоидами без БА (р < 0,05).
276
2009, Т. 11, № 2-3
Системный иммунитет при аллергической БА
80 70 60 50 | 40
С
30
20
10
0
Европеоиды Хакасы Европеоиды Хакасы
Щ Контролируемая БА Q Неконтролируемая БА
Рисунок 1. Сывороточные уровни IL-4 (А) и IL-10 (Б) при контролируемом ИГКС и неконтролируемом течении БА у европеоидов и хакасов
Примечание. Стрелками обозначена достоверность различия между европеоидами с БА и хакасами с БА (р < 0,05).
от течения на фоне лечения ингаляционными глюкокортикостероидами (ИГКС) проанализирован на рисунке 1. На фоне проводимой фармакотерапии сывороточные концентрации цитокинов IL-4 и IL-10 в группах больных коренной и пришлой национальности с контролируемым течением БА достоверно снижаются и достигают значений, не отличающихся от значений у здоровых доноров. Проводимая фармакотерапия обуславливает снижение уровня IL-4 и IL-10 в этих группах обследуемых.
Таким образом, у больных БА хакасов в отличие от здоровых выявлены изменения системного иммунитета: дисбаланс в содержании CD4+, CD8+ субпопуляций лимфоцитов ПК, снижение CD56+ клеток, увеличение содержания В-лимфоцитов (CD22+) и иммуноглобулинов основных классов (A, M, G, E) в сыворотке крови. Лица хакасской этнической принадлежности, страдающие БА, в отличие от больных БА европеоидов характеризуются повышением содержания CD3+, CD8+ лимфоцитов ПК и концентрации иммуноглобулинов A и E в сыворотке крови. Общей закономерностью в содержании цитокинов сыворотки крови у больных БА хакасов и европеоидов является повышение концентрации IL-10 в отличие от контроля, а различием — увеличение концентрации IL-4 и снижение IL-10 между больными БА хакасами и европеоидами. Сывороточные уровни IL-4 и IL-10 на фоне применения ИГКС у больных БА хакасов и европеоидов снижались до значений у здоровых лиц.
Список литературы
1. Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. — СПб.: Фолиант, 2008. — 552 с.
2. Крысов С.В., Курамшин Д.Х., Силков А.Н., Сенников С.В., Козлов В.А. Использование электрохемилюминесцентного метода для количественного определения цитокинов в различных средах // Клиническая лабораторная диагностика. - 2000. - № 12. - С. 39-43.
3. Стригин В.М., Колесников А.П. Клеточный иммунитет и уровень циклонуклеотидов в иммунорегуляторных клетках больных бронхиальной астмой и хроническим бронхитом // Терапевтический архив. — 1997. — № 1. — С. 72-75.
4. Чучалин А.Г. Бронхиальная астма. — М.: Агар. — 1997. — Т 1. — 400 с.
5. Хаитов Р.М., Пинегин Б.В. Современные представления о защите организма от инфекции // Иммунология. — 2000. — № 1. — С. 61-65.
6. Barnes PJ. Cytocine modulators as novel therapies for asthma // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. — 2002. — Vol. 42. — C. 81-98.
7. Esnault S., Benbernou N., Lavaud F., Shin H.C., Potron G., Guenounou M. Differential spontaneous expression of mRNA for IL-4, IL-10, IL-13, IL-2 and IFN-gamma in peripheral blood mononuclear cells from atopic patients // J. Clin. Exp. Immunol. — 1996. — Vol. 103. — C. 111-118.
8. Deniz G., Akdiss M., Blaser K. Human naturel cell subsets cytokine pattern and IgE regulation // Allergy. — 1999. — Vol. 54 (suppl. 57). — C. 840-851.
9. Durha S.D. Allergic inflammation cellular aspects // Ibid. (suppl. 56). — C. 18-20.
277
Андрейчикова Е.А., Сенникова Ю.А., Козлов В.А.
Медицинская Иммунология
10. Hershey G.K., Friedrich M.F., Esswein L.A., Thomas M.L., Chatila T.A. The association of atopy with again of function mutation in the alpha subunit of the interleukin-4 receptor // New Engl. J. Med. — 1997. - Vol. 337. - C. 1720-1725.
11. Masoli M., Fabian D., Holt S., Beasley R. Global Initiative for Asthma (GINA) Program // Allergy. - 2007. - Vol. 62. - C. 213-215.
12.Oettgen H.C., Geha R.S. IgE in asthma and atopy: cellular and molecular connections // The J. Clin. Invest. - 1999. - Vol. 104. -C.829-835.
поступила в редакцию 03.11.2008 отправлена на доработку 28.11.2008 принята к печати 04.12.2008
278
