ХАКТЕРИСТИКА ЦИТОКИНОВОГО ПРОФИЛЯ ЖИТЕЛЕЙ КАРАГАНДИНСКОГО РЕГИОНА

Аннотация

Цитокины обеспечивают сигнальную и регуляторную функции короткодистантных межклеточных коммуникаций, необходимых для развития и функционирования иммунной системы и для взаимодействия её с другими системами организма. Проведенное исследование посвящено изучению уровней противовоспалительных (ИЛ-8, ФНО-α, ИФН-γ) и противовоспалительных регуляторных (ИЛ-4) цитокинов, ИЛ-1 РА  у жителей Карагандинского региона

Ключевые слова: цитокины, ИЛ-8, ФНО-α, ИФН-γ, ИЛ-4, ИЛ-1 РА
1. Введение

В задачу исследований входило изучение уровней противовоспалительных (ИЛ-8, ФНО-α, ИФН-γ) и противовоспалительных регуляторных (ИЛ-4) цитокинов, ИЛ-1 РА в сыворотках крови обследуемых групп – здоровых лиц данного региона ( n=29).

Цитокины выполняют сигнальную и регуляторную функции короткодистантных межклеточных коммуникаций, необходимых для развития и функционирования иммунной системы и для взаимодействия её с другими системами организма. Принцип многообразия в природе в полной мере реализован в системе цитокинов. На данный момент известно более 100 цитокинов, среди них более 30 интерлейкинов и около 50 хемокинов (1, 2).

Патологические состояния различного генеза сопровождаются иммунными дисфункциями. В ответ на воздействие повреждающих факторов, активизируется цитокиновая сеть, интегрирующая работу иммунной, нервной и эндокринной систем, что сопровождается многократным увеличением нагрузки на её компоненты. Суть иммунных дисфункций при иммуно-, аллерго- и инфектопатологиях сводится к следующим основным моментам (3, 4).

В основе этих дисфункций лежит изменение баланса цитокинов и аномальная экспрессия молекул клеточной адгезии. При атопической и паразитарной патологии отмечается гиперпродукция соответствующих цитокинов: ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-10, ИЛ-13. Одновременно в организме отмечается дефицит ИЛ-2, интерферона гамма (ИФН-γ), фактора некроза опухолей (ФНОα и -β), вырабатываемых Тh-1 клетками. При этом снижение уровня продукции ИЛ-2 неизбежно ведет к увеличению уровня продукции цитокинов, усиливающих образование антител — реагинов IgE класса (в ряде случаев, также SIgA) Это, в свою очередь, индуцирует развитие или усиление данной патологии. Активация Th-2 приводит через ИЛ-4 к переключению В-клеток на синтез IgE и пролиферацию тучных клеток и через ИЛ-5 — к усилению пролиферации эозинофилов. Между этими путями существуют антагонистические взаимоотношения (5, 6).

Выбор предпочтительного пути активации во многом зависит от характера антигена. Однако, по мнению Беклемишева Н.Д. (1987), большую роль играет не характер антигена, а его форма, условия введения в организм и количество (7).

• Актуальность дисфункции системы цитокинов и их исследования определяются следующими важнейшими положениями:
• частота встречаемости иммунологически компрометированных лиц возрастает;
• среди всех видов иммунопатологии ключевое место принадлежит аллергическим и аутоиммунным заболеваниям;
• рост пораженности населения микст-инфекциями (вирусно-, бактериально-паразитарные ассоциации, изменение соотношения между симбиотической и патогенной флорой) (8, 9).

В последние годы, благодаря развитию методов количественного определения уровней продукции цитокинов, была установлена роль некоторых цитокинов в норме и при патологии (10).

Таким образом, при иммуномикроэкологических исследованиях определение местного иммунного ответа может иметь существенное значение:

• для экспресс-диагностики иммунодефицитного состояния в группах риска развития иммунной недостаточности;
• выбора терапии при дисбиотических нарушениях;
• для выяснения одного из механизмов иммунного ответа на Giardia lamblia в условиях иммунодефицита (11).

2. Материалы и методы

Анализ литературных данных показал, что содержание цитокинов в плазме крови здоровых людей зависит от региона проживания контингента и типа диагностических наборов, используемых для их определения (12, 13).

Цитокиновый профиль определяли по содержанию ФНО-α, ИЛ-1 РА, ИФН-γ, ИЛ-4, ИЛ-8 в сыворотке крови больных с применением наборов реагентов, выпускаемых ЗАО «Вектор-Бест (г. Новосибирск), по прилагаемым инструкциям.

Результаты выражали в пкг/мл: ФНО-α (чувствительность — 2 пг/мл, 0–250 пг/мл); γ-интерферона (чувствительность — 5 пг/мл, 0–2000 пг/мл); ИЛ-4 (чувствительность — 2 пг/мл, 0–400 пг/мл); ИЛ-8 (чувствительность — 2 пг/мл, 0–250 пг/мл); рецепторного антагониста ИЛ-1 (ИЛ-1РА) (чувствительность — 20 пг/мл, 0–2500 пг/мл). Принцип анализа — «сэндвич» — вариант твердофазного трехстадийного (время инкубации — 4 часа), либо двухстадийного (время инкубации — 3,5 часа) иммуноферментного анализа на планшетах. Во всех наборах в качестве хромогена использовался тетраметилбензидин (13).

Обследованы 29 здоровые доноры на предмет определения в сыворотках крови концентрации цитокинов ИЛ-1 РА, ИЛ-8, ИЛ-4, ФНО-α, ИФН-γ.3. Результаты исследования

Исследованиями сыворотки крови здоровых доноров установлено, что в целом по контрольной группе средние значения содержания цитокинов ИЛ-1 РА, ИЛ-8, ИЛ-4, ФНО-α, ИФН-γ не превышали нормативных показателей, установленных заводом-изготовителем тест-систем. Однако, нами были обнаружены лица с повышенным, по сравнению с нормативными значениями, содержанием цитокинов. По уровню концентрации цитокинов, доноры контрольной группы были дифференцированы на лиц с нормальной и повышенной секрецией цитокинов (таблица 1).

Рецепторный антагонист ИЛ-1 РА является эндогенным ингибитором ИЛ-1, продуцируется макрофагами, моноцитами, нейтрофилами, эпителиальными клетками. Он подавляет биологическую активность ИЛ-1α, конкурируя с клеточными рецепторами. Продукцию ИЛ-1 РА стимулируют многие цитокины, вирусные продукты и белки острой фазы, в том числе воспалительные процессы кишечника [3]. В норме диапазон его концентрации 50-1000 пг/мл, средний 316 пг/мл. В наших исследованиях ИЛ-1 РА составил у обследованных доноров 475,00 ±71,11. У 4 из 29 обследованных доноров (13,79%) обнаружены значения, превышающие норму. Видимо, одной из причин повышенного содержания ИЛ-1 РА является эпидемиологическое неблагополучие региона по паразитоценозу и вирусоносительству ЦМВ донорам, что лабораторно подтверждено нашими исследованиями.

Таблица 1

Содержание цитокинов ИЛ-1 РА, ИЛ-8, ИЛ-4, ФНО-α, ИФН-γ в сыворотках крови здоровых доноров, пг/мл

Цитокины	Норма	Кол-во сывороток с нарушением нормативных значений	Среднее содержаниеМ± m
абс.ч.	%
ИЛ-1 РА	50-1000	4	13,79	475,00 ± 71,11
ИЛ-8	≤ 30	7	24,14	22,97 ± 5,36
ИЛ-4	≤ 20	6	20,69	14,41 ± 3,07
ФНО-α	≤ 2.5	6	20,69	2,43 ± 0,19
ИФН-γ	≤ 25	1	3,45	10,69 ± 0,87

ИЛ-8 относится к хемокинам, продуцируемым моноцитами, лейкоцитами, эндотелиальными клетками, воспринимающим различные чужеродные стимулующие факторы, включая  бактерии, вирусы, простейшие, грибы (Candida, G.lamblia и другие). Все это может повышать ИЛ-8 в крови. Концентрация ИЛ-8 в норме составляет 0-30 пг/мл, средняя – 20 пг/мл. Содержание ИЛ-8 в наших исследованиях у доноров составляет 22,97 ±5,36 пг/мл. При этом у 7 человек (24,14%) содержание ИЛ-8 превысило нормативные показатели.

ИЛ-4 – гликопротеин – естественный ингибитор воспаления, являющийся ключевым цитокином, продуцируемый Т-клетками (в основном Тh-2 лимфоцитами и поддерживает баланс Тh1/Th2), подавляет освобождение цитокинов воспаления (ФНО-α, ИЛ-1, ИЛ-8). Диапазон в норме: 0-20 пг/мл, нами выявлено, что среднее содержание ИЛ-4 в группе составило 14,41±3,07 пг/мл, при этом у 6 доноров (20,69%) обнаружен повышенный уровень секреции ИЛ-4.

Диапазон концентрации ФНО-α в норме составляет до 2,5 пг/мл, средняя концентрация — 1,5 пг/мл. Средняя величина продукции ФНО-α в группе доноров составила 2,43±0,19. Высокая спонтанная продукция ФНО-α обнаружена у 6 доноров (20,69%). Индивидуальные различия в продукции ФНО-α среди доноров, возможно, определяются несколькими причинами:

— функционированием в организме ТОLL-подобных рецепторов, являющихся основной рецепторной структурой врожденного иммунитета;

— неблагополучными факторами Карагандинской области, как промышленного региона.

Интерферон-γ представляет гликопротеин, содержание которого у здоровых доноров составляет 25 пг/мл. Индукторами синтеза эндогенного γ-интерферона являются вирусы, бактерии, токсины, усиливающие противомикробную и антипаразитарную резистентность. Диапазон ИФН-γ в норме составляет от 4 до 25 пг/мл (средний 10,7±5,4пг/мл). В наших исследованиях среднее содержание ИФН-γ составило 10,69±0,87. У 1 донора (3,45%) содержание значительно превысило норму. Следует отметить характерную особенность, что у определенной части обследованных доноров уровень сывороточного ИФН-γ был сниженным, что, возможно, и является одним из факторов нарушения иммунного ответа.

Таким образом, была выявлена гетерогенность популяции по содержанию различных цитокинов. В целом, в группе доноров средняя концентрация ИЛ-1 РА, ИЛ-8, ИЛ-4, ФНО-α, ИФН-γ не превышала нормативных значений, однако были обнаружены лица с повышенной концентрацией в сыворотках крови ИЛ-1 РА, ИЛ-8, ИЛ-4, ФНО-α и снижением уровня ИФН-γ, что может быть следствием эпидемиологического неблагополучия региона по паразитоценозу и вирусоносительству ЦМВ, а также, возможно, неблагоприятным воздействием факторов внешней среды промышленного региона. Данные выводы согласуются с результатами сравнительных исследований, полученных Рябичевой Т.Г. по г. Новосибирску и г. Рубцовску Алтайского края (13).

Установленный дисбаланс компонентов лимфокиновой системы является объективным показателем хронической иммунной недостаточности и диагностика этого состояния может быть использована в комплексной терапии ИДС.

Литература

1. Симбирцев А.С. Цитокины – новая система регуляции защитных реакций организма // Цитокины и воспаление. – 2002. -№ 1. –С.16-18.
2. Ершов Ф.И. Эра цитокинов или язык клеток // Вестник РАЕН. – 2002. — №3. – С. 24-26.
3. Снопков В.Н., Бейсембаева Г.А., Снопкова В.А. Цитокиновый профиль на системном уровне у больных микстинфекцией. Инфекционные болезни: проблемы здравоохранения и военной медицины // Труды Российской научно-практической конференции, посвященной 110-летию кафедры инфекционных болезней военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. — С-Пб. — 2006. — С.278-279.
4. Симбирцев А.С.Цитокины: классификация и биологические функции // Цитокины и воспаление. — 2004. — № 2. — С.20-22.
5. Борисова Т.К. Роль цитокинов в иммунном ответе на Т-независимые антигены 2 типа // ЖМЭИ. – 2006. — №1. – С.44-47.
6. Медуницын Н.В. Цитокины и аллергия, опосредованная IgE // Иммунология. — 1993. — №5. — С.11-13.
7. Беклемишев Н.Д. и др. Местная аллергия, иммунорегуляция и иммунотерапия. – Алма-Ата: Наука. — 1987. – 250 с.
8. Фрейдлин И.С. Цитокины в клинике // Сборник трудов «Современные проблемы аллергологии, клинической иммунологии и имунофармакологии». — М. — 1998. — С.104-112.
9. Thomson A.W., Lotze M.T. The Cytokine Handbook. — London, San Diego: «Academic Press». — 2003. – 115p.
10. Крылова Е.А. Современные представления о цитокинах и их роли в диагностике и лечении // Гастроентерологія: Міжвідомчий збірник. —  Дніпропетровськ. — 2001. — Вип. 32. – С. 28-29.
11. Демьянов А.В., Котов А.Ю., Симбирцев А.С. Диагностическая ценность исследования уровней цитокинов в клинической практике // Цитокины и воспаление. — 2003. — Т. 2, № 3. — С. 20-35.
12. Рябичева Т.Г., Вараксин Н.А., Тимофеева Н.В. и др. Определение цитокинов методом иммуноферментного анализа // Новости «Вектор-Бест». – 2004. —  № 4(34). — С. 9-16. 
13. Тимофеева Н.В., Рябичева Т.Г., Вараксин Н.Х. и др. Взаимосвязь цитокинового профиля доноров крови с частотой обнаружения у них повышенного уровня некоторых онкомаркеров и антител к возбудителям паразитарных болезней // Медицинская иммунология. – 2006. — Т.8. —  № 2-3. —  С.383-384.