Интерлейкин-4 и гамма-интерферон при хроническом остеомиелите

 

Остеомиелит – гнойное воспаление костного мозга, распространяющееся на близлежащие ткани. Возникает в результате заражения организма бактериями гноеродной природы на фоне сниженной иммунной реактивности.

Результаты многочисленных клинико-лабораторных наблюдений показывают, что при О. происходят изменения в иммунной системе организма. [Панченко М. К., Вертигора И.П., Грицай Н. П. Комплексное лечение больных с хроническим остеомиелитом с применением костной пластики // Вестн. хир. – 1988. –№10. –С.42-46 Пинегин Б. Ф., Юдина Т. И., Карсанова М. И. Общие вопросы иммунитета, иммунодиагностики и иммунотерапии на модели хирургических инфекций // Современные проблемы аллергологии, клинической иммунологии и иммунофармакологии. –М.,1998. –С 10-178 Хаитов Р. М., Пинегин Б. В. Вторичные иммунодефициты: клиника, диагностика, лечение // Иммунология.-1999. -№2. –С.14-17 ] В зависимости от типа микроорганизма и состояния макроорганизма (выраженности системного воспалительного ответа, длительности заболевания, эндотоксемии и т.д.) при О. возникают различные нарушения клеточного и гуморального иммунитета, которые характеризуются снижением фагоцитарной активности, изменением синтеза компонентов комплемента, отсутствием или снижением цитотоксичности лимфоцитов и макрофагов, изменением цитокинового статуса организма [Вишневский А. А., Тиходеев С. А., Андрианова Т. Р. Белки острой фазы, молекулы низкой и средней массы в оценке эндотоксемии при остеомиелите позвоночника // Труды городской многопрофильной бльницы №2. – СПб.: Ольга, 2001.-С.4-11 Тиходеев С. А., Вишневский А. А. Неспецифический остеомиелит позвоночника. –СПб.:Изд.дом СПбМАПО, 2004. -250с]

Течение воспалительных заболеваний зависит от состояния иммунной системы и от степени выраженности воспалительного ответа. В этой связи ранняя иммунодиагностика и оценка стадии заболевания является неотъемлемым комплексом в лечении пациентов, позволяет не только прогнозировать течение заболевания, но и дает возможность подобрать патогенетическую терапию. [Вишневский А. А., Орлов А. Б., Тиходеев С. А. Выбор иммуномодулирующей терапии при неспецифическом остеомиелите позвоночника // Вестн. хир. Т.165.-№2.-2006.-С.32-36]

Исследование уровня цитокинов у здоровых людей и больных О. поможет понять роль этих молекул в течении заболевания, что можно будет использовать для ранней диагностики и лечении препаратами цитокинов.

Результаты исследования содержания интерлейкина-4 показывают достоверное повышение уровня ИЛ-4‚ по сравнению с контрольной группой‚ как у больных с повышенными‚ так и нормальными значениями общего иммуноглобулина Е. Результаты исследования уровня интерлейкина-4 в сыворотке крови у больных с хроническим остеомиелитом приведены на рис. 10 и табл. 2 (Приложение 2).

Повышение уровня ИЛ-4 в сыворотке крови больных свидетельствуют о вовлечении этого цитокина в процесс воспаления при хроническом остеомиелите. Известно, что некоторые бактерии способны выключать процессы антителообразования через индукцию факторов, препятствующих активации Т-клеток [Белохвостикова Т.С., Кирдей Л.Е., Гаврилова Е.Ю., Промтов М.В., Леонова С.Н., Кирдей Е.Г. Коррекция вторичных нарушений иммунной системы при хроническом посттравматическом остеомиелите./Медицинская иммунология, 2002, т.4, №2, с.228-229.]. Не исключено‚ что повышение уровня ИЛ-4 является одним из звеньев в цепочке иммунного ответа, приводящего к отсутствию или снижению цитотоксичности Т-лимфоцитов и макрофагов при хроническом остеомиелите. Наши данные согласуются с данными ряда авторов о ингибировании цитотоксической активности Т-лимфоцитов и макрофагов при остеомиелите [Вишневский А. А., Тиходеев С. А., Андрианова Т. Р. Белки острой фазы, молекулы низкой и средней массы в оценке эндотоксемии при остеомиелите позвоночника // Труды городской многопрофильной бльницы №2. – СПб.: Ольга, 2001.-С.4-11 Тиходеев С. А., Вишневский А. А. Неспецифический остеомиелит позвоночника. –СПб.:Изд.дом СПбМАПО, 2004. -250с]. Вероятно‚ ИЛ-4 стимулирует пролиферацию тимоцитов и Т-клеток и вызывает рост тучных клеток при развитии и течении воспаления при хроническом остеомиелите‚ и таким образом, играет центральную роль в модуляции иммунного ответа.

Как видно из результатов нашего исследования‚ в обеих группах пациентов (с повышенным уровнем и нормальными значениями IgЕ) не выявлено корреляции уровня сывороточного ИЛ-4 с уровнем общего IgE. Вероятно‚ что отсутствие статистически значимых отличий в этих группах обусловлено межклеточным характером действия ИЛ-4 и различной кинетикой синтеза указанных субстанций. Таким образом, определение уровня ИЛ-4‚ как цитокина‚ ответственного за выработку IgE в сыворотке крови‚ не имеет диагностического значения для выявления механизмов повышения IgE при хроническом остеомиелите.

В ходе изучения уровня гамма-интерферона установлено достоверное повышение уровня ИФНγ‚ по сравнению с контрольной группой‚ как у больных с повышенными‚ так и нормальными значениями общего иммуноглобулина Е. Результаты исследования уровня гамма-интерферона в сыворотке крови у больных с хроническим остеомиелитом приведены на рис. 11 и табл. 2 (Приложение 2).

Известно‚ что гамма-интерферон способствует более эффективному уничтожению макрофагами внутриклеточных микроорганизмов[ Holter W ., Grunow R ., Stockinger H ., et al .// J . Immunol .-1986.- V .136.- N .6.- P .2171.]‚ т.е.  ИФНγ является мощным активатором макрофагов. Однако‚ нарушения в клеточном и гуморальном иммунитете при остеомиелите приводят к снижению фагоцитарной активности. Вероятно‚ что повышение уровня ИФНγ в обследованной группе больных с хроническим остеомиелитом‚ является специфической реакцией организма‚ приводящей к активации макрофагов. Не исключено‚ что повышение концентрации ИФНγ является одним из этапов в каскаде реакций‚ ведущих к повышению возможностей специфической и неспецифической защиты организма‚ и‚ ограничивающих развитие воспаления при хроническом остеомиелите.

Как видно из результатов нашего исследования‚ в обеих группах пациентов (с повышенным уровнем и нормальными значениями IgЕ) не выявлено коррелятивных связей сывороточного ИФНγ с уровнем общего IgE. Таким образом, определение уровня ИФНγ‚ как цитокина‚ ответственного за ингибирование синтеза IgE в сыворотке крови‚ не имеет диагностического значения для выявления механизмов повышения IgE при хроническом остеомиелите.

Так же как и при анализе данных об уровне цитокинов при ХРФ был сделан вывод‚ что при хроническом остеомиелите необходимо формировать группы больных, в зависимости от остроты процесса (ремиссия, подострый период, обострение).

Таким образом, в настоящее время не вызывает сомнения, что цитокины являются важнейшими факторами иммунопатогенеза. А изучение уровня цитокинов – медиаторов иммунитета – позволяет получить информацию о функциональной активности различных типов иммунокомпетентных клеток и делать вывод о характере течения гнойно-воспалительного процесса.

Безусловно‚ уровень цитокинов целесообразнее измерять в соответствующих тканях после экстракции тканевых протеинов из биоптатов соответствующих органов или в естественных жидкостях‚ поскольку цитокины являются локальными медиаторами. Подобные исследования будут являться предметом нашего дальнейшего изучения иммунных механизмов в патогенезе больных с ГВЗ.

 

ВЫВОДЫ

1. Обнаружено достоверное повышение (по сравнению с контрольной группой) концентрации  интерлейкина-4 в сыворотке крови больных с хроническим рецидивирующим фурункулёзом‚ и на фоне повышенного и на фоне нормального уровня общего иммуноглобулина Е.

2. Показатели концентрации гамма-интерферона в сыворотке крови больных с повышенным и нормальным уровнем общего иммуноглобулина Е при хроническом рецидивирующем фурункулёзе достоверно не отличались от показателей концентрации гамма-интерферона контрольной группы.

3. Обнаружено достоверное повышение (по сравнению с контрольной группой) концентрации  интерлейкина 4 в сыворотке крови больных с хроническим остеомиелитом‚ и на фоне повышенного и на фоне нормального уровня общего иммуноглобулина Е.

4. Обнаружено достоверное повышение (по сравнению с контрольной группой) концентрации  гамма-интерферона в сыворотке крови больных с хроническим остеомиелитом‚ и на фоне повышенного и на фоне нормального уровня общего иммуноглобулина Е.

5. Показатели концентрации интерлейкина 4 в группах пациентов с повышенным и нормальным показателем общего иммуноглобулина Е при хроническом рецидивирующем фурункулёзе и хроническом остеомиелите‚ достоверно не отличались друг от друга.

6. Показатели концентрации гамма-интерферона не зависели от показателей общего иммуноглобулина Е в обследуемых группах больных с хроническим рецидивирующим фурункулёзом и хроническим остеомиелитом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ашмарин Ю. Я., Креинин В. М. Фурункулез. М.,1974. 12-23 с.

2. Белохвостикова Т. С., Кирдей Л. Е., Гаврилова Е. Ю., Промтов М. В., Леонова С. Н., Кирдей Е. Г. Коррекция вторичных нарушений иммунной системы при хроническом посттравматическом остеомиелите // Медицинская иммунология. 2002. т.4. №2. С. 228-229.

3. Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. М.: Медицина, 1994г. 485-487 с.

4. Вишневский А. А., Орлов А. М. К вопросу об оценке иммунологического статуса у больных с неспецифическим остеомиелитом позвоночника // Вестн. хир. 2004. №5. С. 73-78.

5. Вишневский А. А., Орлов А. Б., Тиходеев С. А. Выбор иммуномодулирующей терапии при неспецифическом остеомиелите позвоночника // Вестн. хир. 2006. Т.165. №2. С. 32-36.

6. Вишневский А. А., Тиходеев С. А., Андрианова Т. Р. Белки острой фазы, молекулы низкой и средней массы в оценке эндотоксемии при остеомиелите позвоночника // Труды городской многопрофильной бльницы №2. СПб.: Ольга, 2001. С.4-11.

7. Вишневский А. А., Тиходеев С. А. К вопросу об особенностях течения остеомиелита и его диагностика // Современные направления в диагностике, лечении и профилактике заболеваний: Труды городской многопрофильной больницы №2. СПб: Ольга, 2002. С.91-98.

8. 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.

9. Дранник Г. Н. Клиническая иммунология и аллергология. МИА. М. 2003г. 98-109 с.

10. Завьялов В. П. Структурно-функциональная классификация и эволюция цитокинов // Вестник РАМН. 1993. №2. С. 8 – 10.

11. Кашкин К. П. Цитокины иммуной системы: основные свойства и иммунобиологическая активность // Клиническая лабораторная диагностика. 1998. №11. С. 21 – 32.

12. Керко О. В., Гусева В. Н., Потапенко Е. И., Якунова О. А. и др. Роль иммунологических показателей при туберкулезе и остеомиелите позвоночника // Медицинская иммунология. 2005. №2-3. С.243-244.

13. Кожные болезни // Под ред. Кубанова А. А. М.:ГЭОТАР Медицина, 1999г. 175-184с.

14. Кольман Я., Рём К. – Г. Наглядная биохимия. «Мир», 378-379с.

15. Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352с.

16. Манько А. С.,. Сетдикова Н. Х., Латышева Т. В.,. Горностаева Ю. А., Котова О. М., Голубева Н. М. «Клинико-иммунологическая эффективность серамида у больных хроническим рецидивирующим фурункулезом» // Российский Аллергологический Журнал. 2005г. №5. С. 34-36.

17. Панченко М. К., Вертигора И.П., Грицай Н. П. Комплексное лечение больных с хроническим остеомиелитом с применением костной пластики // Вестн. хир. 1988. №10. С. 42-46.

18. Пекарева Н. А., Чупрова А. В., Шваюк А. П., Горбенко О. М., Обухова О. О., Трунов А. Н. Сравнительный анализ баланса цитокинов в сыворотке крови и моче у детей с хроническим пиелонефритом в стадии клинической ремиссии // Аллергология и иммунология. 2007. том 8. №1. С. 132-133.

19. Перетня Н. Н.‚ Сенькова Л. В.‚ Добродеев К. Г., Капутин С. Л. и др. К вопросу о роли IgE // Объединённый иммунологический форум: Тезисы. Екатеринбург. 2004. С. 119.

20. Перцева Т. А., Конопкина Л. И. Интерфероны и их индукторы // Український хіміотерапевтичний журнал. 2001. №2. С. 62-67.

21. Пинегин Б. Ф., Юдина Т. И., Карсанова М. И. Общие вопросы иммунитета, иммунодиагностики и иммунотерапии на модели хирургических инфекций // Современные проблемы аллергологии, клинической иммунологии и иммунофармакологии. М. 1998. С 10-178.

22. Сетдикова Н. Х., Латышева Т. В. Комплексные механизмы развития хронического рецидивирующего фурункулеза и пути их коррекции // Иммунология. 2000. №3. С. 48-50.

23. Симбирцев А. С. Цитокины – новая система регуляции защитных реакций организма // Цитокины и воспаление. 2002. № 1. С. 9–16.

24. Тиходеев С. А., Вишневский А. А. Неспецифический остеомиелит позвоночника. СПб.: СПбМАПО, 2004. 250с.

25. Хаитов Р. М., Игнатьева Г. А., Сидорович И. Р. Иммунология: учебник. М.: Медицина, 2000. 186-189с.

26. Хаитов Р. М., Пинегин Б. В. Вторичные иммунодефициты: клиника, диагностика, лечение // Иммунология. 1999. №2. С. 14-17.

27. Agui T. Stimulation of interleukin-6 production by endothelin in rat bone marrow-derived stromal cells. // Blood. 1994. Vol. 84. P. 25-31.

28. Anliytsky W., Schuler M,, Peschel C. // Drugs. 1994. V. 48. P. 667.

29. Becker S., Groner B. & Muller C.W. Three-dimentional structure of the Stat3b homodimer bound to DNA Nature, 394, 1998 Р. 145-151.

30. Brisce J. et al. JAKs and STATs branch out Trends in Cell Biology. 1996. Р. 336 – 340.

31. Holter W., Grunow R., Stockinger H., et al.//J.Immunol.-1986. V.136. N.6. P.21-71.

32. Keegan A., Nelms K., Wang L., Pierce J., Paul W. // Immunol. Today. 1994. V. 15. P. 423.

33. Paul W. // Blood. 1991. V. 77. P. 18-59.

34.  Paul W.E., Seder R.A. Lymphocyte responses and cytokines Cell. 76. Р. 241-251.

35. Young H.A. // Seminars in Virology. 1995. V. 6. P. 175-180.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1. Интерлейкин-4 (IL4) и γ -интерферон (IFNγ) у больных с хроническим рецидивирующим фурункулезом

 

Таблица 1. Содержание интерлейкина-4 (IL4) и γ -интерферона (IFNγ) в сыворотке крови больных с хроническим рецидивирующим фурункулезом в зависимости от уровня IgE

Цитокины	Контрольная группа (n=10)	Концентрация цитокинов у больных с повышенным уровнем сывороточного IgE‚ пг/мл (n=14)	Концентрация цитокинов у больных с нормальными значениями сывороточного IgE‚ пг/мл (n=20)
Интерлейкин-4 (IL4)	1,13 ± 0,5	10,5 ± 2,4*	7,0 ± 1,7**
γ -интерферон (IFNγ)	15,5 ± 8,5	21,2 ± 7,65	24,6 ± 13,1

Примечание. * - достоверно по сравнению с контролем, р< 0,05

** - достоверно по сравнению с контролем, р< 0,01

 

 

Приложение 2. Интерлейкин-4 (IL4) и γ -интерферон (IFNγ) у больных с хроническим остеомиелитом

Таблица 2. Содержание интерлейкина-4 (IL4) и γ -интерферона (IFNγ) в сыворотке крови больных с хроническим остеомиелитом в зависимости от уровня IgE

Цитокины	Контрольная группа (n=10)	Концентрация цитокинов у больных с повышенным уровнем сывороточного IgE‚ пг/мл‚ (n=10)	Концентрация цитокинов у больных с нормальными значениями сывороточного IgE‚ пг/мл‚ (n=5)
Интерлейкин-4 (IL4)	1,13 ± 0,5	9,2 ± 2,52**	9,8 ± 2,74*
γ -интерферон (IFNγ)	15,5 ± 8,5	54,94 ± 35,7*	46,13 ± 28,3*

Примечание. * - достоверно по сравнению с контролем, р<0,05

** - достоверно по сравнению с контролем, р<0,01

Приложение 3.

Таблица 3. Цитокины человека

Цитокин	Аббревиатура цитокина
Aggrecan / Protoglycan
Amyloid beta 1-42
Amyloid beta 1-42 (N)
Amyloid beta 1-42 N3pE
GRO a / MGSA human
GRO b human
RANTES
RANTES
Serum Amyloid A	SAA
Антагонист рецептора интерлейкина-1	IL-1RA
Антитела к интерферону-a
Интерлейкин-1a	IL-1a
Интерлейкин-1b	IL-1b
Интерлейкин-1b (ультрачувствит.)	IL-1b
Интерлейкин-2	IL-2
Интерлейкин-3	IL-3
Интерлейкин-3	IL-3
Интерлейкин-4	IL-4
Интерлейкин-4 (ультрачувствит.)	IL-4
Интерлейкин-5	IL-5
Интерлейкин-6	IL-6
Интерлейкин-6 (ультрачувствит.)	IL-6
Интерлейкин-7	IL-7
Интерлейкин-8	IL-8
Интерлейкин-8 (ультрачувствит.)	IL-8
Интерлейкин-10	IL-10
Интерлейкин-10 (ультрачувствит.)	IL-10
Интерлейкин-12 (ультрачувствит.)	IL-12
Интерлейкин-12 + p40	IL-12 + p40
Интерлейкин-13	IL-13
Интерлейкин-15	IL-15
Интерлейкин-16	IL-16
Интерлейкин-17	IL-17
Интерлейкин-18	IL-18
Интерферон-a	IFN-a
Интерферон-b	IFN-b
Интерферон-g	IFN-g
Интерферон-g	IFN-g
Маркеры апоптоза APO-1 / FAS	CD95
Макрофагальный белок воспаления	MIP-1a
Макрофагальный белок воспаления	MIP-1b
Макрофагальный белок воспаления	MIP-4
Макрофагальный белок воспаления	MIP-5
Молекула адгезии сосудистого эндотелия 1 типа	sVCAM-1
Молекула межклеточной адгезии-1	sICAM-1
Молекула межклеточной адгезии-1	sICAM-1
Моноцитарный хемотаксический фактор-1	MCP-1
Моноцитарный хемотаксический фактор-1	MCP-3
Растворимый CD23	sCD23
Растворимый рецептор I фактора некроза опухолей	sTNF-RI
Растворимый рецептор II фактора некроза опухолей	sTNF-RII
Растворимый рецептор интерлейкина-2	sIL-2R
Растворимый рецептор интерлейкина-6	sIL-6R
Растворимый рецептор фактора ингибиров. лейкемии	sLIF-R
Тканевый ингибитор металлопротеиназы-1	TIMP-1
Фактор ингибирования лейкемии	LIF
Фактор ингибирования лейкозных клеток	LIF-HILDA
Фактор некроза опухолей-a	TNF-a
Фактор некроза опухолей-a (ультрачувствит.)	TNF-a
Фактор стволовых клеток	SCF human
Эндотелиально-моноцитарно-активир. полипептид-II	EMAP-II
Эотаксин	Eotaxin