Журнал цитокины и воспаление 2009

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья

Г.Ф. Железникова

Обзор содержит современные сведения о роли цитокинов в патогенезе инфекций с акцентом на практическое использование параметров цитокинового статуса в прогнозе течения инфекции и обосновании тактики терапии. Рассматривается информативность отдельных цитокинов врожденного и приобретенного иммунитета в слежении за ходом инфекций различной этиологии. (Цитокины и воспаление. 2009. Т. 8, №?1. С. 10-17.)

Ключевые слова: иммунитет, цитокины, инфекция.

Цитокины?- это иммунорегуляторные пептиды, продуцируемые клетками иммунной системы в ответ на воздействие антигенов. Сеть цитокинов является важнейшим инструментом иммунной системы, осуществляющим взаимодействие клеток разного типа в иммунном ответе. В настоящее время к перечню уже изученных цитокинов прибавилось множество вновь открытых, и выделены целые семейства этих молекул, объединенных сходством структуры или функций [2]. Однако в клинической практике обычно используется определение ограниченного набора цитокинов, уже зарекомендовавших себя как важные показатели иммунного статуса больного, отражающие интенсивность локального и/или системного ответа на инфекцию [3]. Среди них выделяют цитокины врожденного иммунитета (IL?1?, TNF?, IFN?, IL-8, IL-6, рецепторный антагонист IL-1 (IL-1Ra), IL-10), секретируемые, в основном, вспомогательными клетками, и адаптивного иммунного ответа (IL-2, IFN?, IL-4), главными клетками-продуцентами которых являются Т-хелперы 1-го и 2-го типов (Th1 и Th2).

В последние годы формируется представление о первостепенной роли системы цитокинов врожденного и приобретенного иммунитета в защите организма от инфекций. Многочисленные факты указывают на наличие тесной взаимосвязи между уровнем продукции этих молекул и клиническими характеристиками инфекционного процесса. На основании этих данных постоянно расширяются области инфекционной патологии, в которых определение уровня цитокинов в крови или биологических средах методом твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA) может дать практически ценную информацию для диагностики или прогноза течения инфекции, а также мониторинга эффекта терапии.

Цитокины в прогнозе инфекций новорожденных

Ряд недавних клинических наблюдений демон-стрирует информативность определения цитокинов в неонатологии. Насущную медицинскую проблему составляет возможность прогнозирования исхода беременности и состояния здоровья новорожденных. Установлено, что сывороточные концентрации IL-1? и IL-6 (но не IL-8) значительно выше у преждевременно родивших матерей по сравнению со здоровыми беременными того же срока гестации. При этом высокий уровень IL-1? ассоциирован с развитием ранних инфекций у новорожденных и гистологическими признаками хориоамнионита. Наличие воспалительных изменений в плодных оболочках можно предсказать по содержанию IL-1? выше 14 пг/мл с чувствительностью, специфичностью, позитивной и негативной прогностической значимостью, превышающими 80?% [54]. Другие авторы подтвердили прогностическую ценность определения в крови беременных IL-1? и IL-6, в дополнение к C-реактивному белку (CRP), для оценки риска преждевременных родов, развития хориоамнионита, интранатальных инфекций или перивентрикулярной лейкомаляции у новорожденных. Сверхпороговые значения IL-6 и CRP перед преждевременными родами могут служить надежными предикторами инфекций у новорожденных [50].

Оценка содержания провоспалительных цитокинов в матке и родовых путях имеет высокую прогностическую ценность у беременных с инфекциями полового тракта. Так, повышенные концентрации IL-6 и IL-8 в слизи шейки матки (но не в сыворотке крови) сопровождают повторные выкидыши [27]. В сроки гестации от 22 до 34 недель женщины с патогенной микрофлорой и низким содержанием в цервиковагинальной жидкости более, чем двух из 4 провоспалительных цитокинов (IL-8, IL-6, IL-1? и IL-1?), составляют группу высокого риска рождения новорожденных с признаками инфекции [31]. С другой стороны, при беременности, осложненной преждевременным разрывом плодного пузыря, уже повышение концентрации тех же цитокинов в вагинальной жидкости предсказывает рождение ребенка с признаками инфекции [55].

Определение цитокинов и других гуморальных медиаторов защиты в дополнение к рутинной схеме обследования рассматривают как новую, усовершенствованную модель диагностики перинатальной патологии и тяжелых инфекций у детей [28]. Клетки иммунной системы новорожденных, в том числе недоношенных, способны к синтезу и секреции цитокинов в значительных количествах. В связи с этим профиль цитокинов в пуповинной крови может быть использован для установления природы перинатальных осложнений. Так, инфекционную природу осложнений подтверждает значительный подъем уровня IL-6 при сниженном содержании TNF?, тогда как неинфекционные осложнения сопровождаются повышенными концентрациями IL-1? без изменений в содержании TNF? и IL-6 [1]. Кроме того, оценка способности мононуклеаров пуповинной крови секретировать in vitro цитокины в ответ на аллергены может быть использована для прогноза частоты острых инфекций нижнего отдела респираторного тракта (бронхиты, бронхиолиты, круп, пневмония) на первом году жизни. Установлено, что выраженная способность мононуклеаров пуповинной крови к продукции IFN? (но не IL-13, IL-10 или TNF?) предсказывает относительно редкую заболеваемость детей из общей популяции в течение первого года жизни [39]. С учетом нехарактерных клинических признаков патологии у недоношенных новорожденных имеется насущная потребность уточнения диагностики перинатальной инфекции и перинатальной асфиксии. Эту задачу можно разрешить, определяя уровень мРНК (в полимеразной цепной реакции) хемокинов IL-8 и моноцитарного хемоаттрактантного протеина-1 (MCP-1) в лейкоцитах периферической крови новорожденных. Установлено, что перинатальная инфекция ассоциирована с выраженным ростом уровня мРНК IL-8, но не мРНК MCP-1, тогда как перинатальная асфиксия?- наоборот, с накоплением мРНК MCP-1, но не IL-8 [44].

Цитокины в диагностике сепсиса у детей и взрослых

Большое число исследований посвящено иммунологической диагностике сепсиса у новорожденных, летальность от которого, по данным разных авторов, составляет от 30 до 69??%. Необходимость срочной верификации диагноза «сепсис», не дожидаясь результатов бактериологических исследований, для раннего и адекватного назначения антибиотикотерапии побуждает искать характерные маркеры инфекции среди параметров иммунного ответа новорожденных. Использование ряда маркеров — прокальцитонина (PCT), CRP, IL-6, IL-8, CD64, CD11b дополняет ускоренную диагностику неонатального сепсиса и мониторинг антибиотикотерапии [60]. Показано, что сывороточные концентрации PCT, CRP, IL-6, IL-8 и TNF? до лечения значительно выше у новорожденных с сепсисом, чем у здоровых. На 3-й и 7-й день лечения содержание PCT, IL-6 и TNF? у выздоровевших впоследствии детей прогрессивно снижается, тогда как у умерших?- прогрессивно растет, что позволяет использовать определение этих параметров для контроля эффективности терапии и прогноза исхода болезни. Диагностическая эффективность PCT и TNF? наибольшая и составляет 98,3?%, давая основание считать эти показатели лучшими маркерами бактериального сепсиса у новорожденных [33]. Следует, однако, заметить, что относительная информативность отдельных цитокинов, по данным разных авторов, не совпадает. Так, другие исследователи отмечают высокую чувствительность и прогностическую ценность подъема IL-1?, но не IL-6 или TNF?, у инфицированных новорожденных. Но уровни IL-1? и CRP не имеют различий у новорожденных с сепсисом и менингитом, поэтому они не могут помочь в дифференцировке этих состояний [21].

С целью выбора маркеров раннего распознавания бактериального сепсиса или некротизирующего энтероколита у младенцев, родившихся с очень низкой массой тела, испробована расширенная панель из 17 ключевых хемокинов и цитокинов. Содержание в плазме крови хемокинов IL-8, IFN?-индуцибельного протеина 10 (IP-10), монокина, индуцированного IFN? (MIG), MCP-1, относящегося к росту онкогена ? (GRO?), хемокина, регулируемого при активации, экспрессируемого и секретируемого нормальными Т-клетками (RANTES), а также цитокинов IL-1?, IL-6, IL-10, IL-12p70 и TNF? определяли в начале болезни и через 24 ч. Сопоставление с результатами бактериологических исследований показало, что концентрации большинства изученных медиаторов воспаления (исключая IL-1? и RANTES) значительно выше у инфицированных, чем у неинфицированных младенцев, но их содержание резко падает через 24 часа. Все случаи сепсиса или некротизирующего энтероколита идентифицировали начальный уровень IP-10, равный или превышающий 1250 пг/мл, с чувствительностью и специфичностью ~ 90?%. Авторы заключают, что подъем IP-10?- наиболее чувствительный ранний маркер септического состояния у недоношенных младенцев [42].

Поиск диагностических маркеров сепсиса и других острых тяжелых состояний у детей охватил и другие еще мало изученные в клинике медиаторы. У детей с сепсисом, травматическим повреждением головного мозга или острым респираторным дистресс-синдромом измеряли в плазме крови (ELISA) концентрации трансформирующего фактора роста ?1 (TGF?1), растворимой молекулы межклеточной адгезии (sICAM-1), растворимых L- и E-селектинов с 1-го по 10-й день болезни. Наибольший подъем sE-селектина наблюдали у детей с сепсисом, а sI?CAM-1?- у детей с травмой головного мозга. Среди пациентов с сепсисом или острым респираторным дистресс-синдромом повышенное содержание измеряемых молекул (TGF?1, sE-селектина, sICAM1) имели выжившие, но не умершие пациенты. Следовательно, супрессия ожидаемого ответа со стороны TGF?1 и молекул адгезии ассоциирована с плохим прогнозом и летальным исходом тяжелого острого стресса у детей [16]. Подъем сывороточного уровня IL-6 информативен в диагностике сепсиса, связанного с перитонитом. У детей с перитонитом содержание IL-6 до и через сутки после операции, превышающее 500 мкг/мл, служит маркером сепсиса и предсказывает длительный послеоперационный период [35]. Ранее уже указывали на IL-6 и IL-8 как на ранние маркеры угрожающих жизни инфекций у детей с онкологическими заболеваниями. Эти цитокины имеют значение и в установлении возбудителя сепсиса, так как их концентрации оказались значительно выше у детей с бактериемией грамотрицательными, чем грамположительными бактериями [37]. Расширенная панель из 17 цитокинов использована у детей и подростков (от 1 до 19 лет) с ожогом более 40?% поверхности тела для выявления группы высокого риска развития сепсиса и последующей гибели. В целом, значительный подъем сывороточных концентраций IL-6, IL-8, гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF), IFN?, TNF?, IL-12p70 и IL-10 зафиксирован у пациентов, умерших впоследствии от сепсиса, по сравнению с больными, избежавшими сепсиса и выжившими. Но методом математического анализа выделена особая комбинация трех цитокинов?- повышенных уровней IL-6 и IL-12p70 при сниженном содержании TNF?, которая достоверно предсказывает гибель от сепсиса [22].

У взрослых больных с сепсисом наблюдается системная гиперпродукция как провоспалительного цитокина TNF?, так и антивоспалительного цитокина IL-10. При этом высокие сывороточные концентрации обоих медиаторов коррелируют с признаками полиорганной недостаточности [24]. Другие авторы считают более информативным соотношение IL-10/TNF?, прогрессирующий рост которого связан с нарастанием тяжести состояния, развитием полиорганной недостаточности и гибелью больных [18]. Послеожоговый сепсис также сопровождается увеличением в крови концентрации IL-10, причем наиболее сильный подъем отмечен у умерших впоследствии больных [58]. Концентрации IL-6, IL-8, TNF? и IL-10 прямо коррелируют с тяжестью болезни и значительно выше у больных с септическим шоком, чем у пациентов с тяжелым сепсисом без шока [52]. Ранее было предложено для подтверждения шока у больных с острой менингококковой инфекцией использовать плазменные концентрации растворимых рецепторов TNF? (sTNF-RI и sTNF-RII), содержание которых остается повышенным в течение 5-6 суток, тогда как уровень самого TNF? резко падает уже через 12 ч после поступления больного в стационар [57]. По данным других авторов, отдаленное развитие септического шока можно предсказать по сниженному уровню мРНК для IFN? и TNF? (но не IL-12p35, IL?10 и IL-4) на 7-й день пребывания больных в палате интенсивной терапии. Выжившие пациенты имели значительно большее число копий мРНК для TNF?, чем впоследствии умершие [43].

Сообщают о высокой информативности IL-6 в клинике сепсиса. Гиперпродукция IL?6 («?1000?пкг/мл) ассоциирована с экспрессией маркеров активации на поверхности моноцитов, усилением фагоцитоза и секрецией ими больших количеств TNF? и IL-8. Однако сохранение такого уровня IL-6 в плазме крови в течение первых трех дней предвещает гибель больных, тогда как у выживших пациентов он быстро снижается. Авторы заключают, что содержание IL-6 в крови является более надежным прогностическим параметром в ранней фазе сепсиса, чем экспрессия молекул активации на моноцитах [51]. Определение уровня IL-6 (но не TNF?) в сыворотке крови пациентов может быть использовано для дифференциальной диагностики сепсиса и острого панкреатита [34]. У больных пневмонией, осложненной сепсисом, высокий риск летального исхода предвещает сочетание высоких концентраций провоспалительного цитокина IL-6 (но не TNF?) и антивоспалительного?- IL-10 в плазме крови [32].

Сравнение концентраций IL-8, IL-6, IL-1?, TNF?, IL-12p70, PCT и CRP в сыворотке крови больных через 24 часа после начала сепсиса позволило выделить подъем IL-8 в качестве наилучшего раннего маркера тяжести болезни, органной недостаточности и предиктора летального исхода в течение 28 дней [38]. С такой же целью предлагают использовать содержание в сыворотке крови фактора ингибиции миграции макрофагов (MIF)?- провоспалительного цитокина и регулятора продукции гормонов стресса, который рассматривают как новую мишень в лечении сепсиса. У детей и взрослых с тяжелым сепсисом, вызванным Neisseria meningitidis или другими грамотрицательными бактериями, концентрации MIF остаются повышенными в течение нескольких дней и коррелируют с тяжестью болезни, развитием шока и диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС). При менингококковом сепсисе содержание MIF положительно коррелирует с уровнем адренокортикотропного гормона (АКТГ) и отрицательно?- с уровнем кортизола и соотношением кортизол/АКТГ, что иллюстрирует дисрегуляцию оси гипофиз-надпочечники. Высокий уровень MIF ассоциирован с быстрым фатальным исходом [20]. В подтверждение этого другие исследователи сообщают, что высокий первоначальный уровень MIF и значительный его рост ко второму дню пребывания в клинике предвещает раннюю (в течение 3-7 суток) гибель пациентов с тяжелым сепсисом [17]. У пациентов с синдромом системного воспалительного ответа (SIRS) и сепсиса развитие ДВС связано с накоплением в циркуляции MIF и TNF?. Повышенные концентрации MIF и TNF? у больных с ДВС сочетаются с синдромом множественных органных дисфункций и предвещают летальный исход при SIRS и сепсисе [25].

Ряд исследователей акцентирует внимание на патогенетической роли IL-18 в развитии септических состояний, имея в виду возможность практического использования этого параметра. Уровни IL-18 и IL-10 в перитонеальной жидкости больных с перитонитом находятся в прямой корреляции с тяжестью его проявлений. Отмечена достоверная связь подъема IL-18 с наличием SIRS, выделением возбудителя и развитием органной недостаточности. В то же время рост концентраций IL-10 связан прямой зависимостью только с выделением возбудителя из брюшной полости [29]. Накопление IL-18 в циркуляции прямо связано с содержанием CRP, количеством лейкоцитов и маркирует развитие сепсиса у хирургических больных [59].

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья