Биологические вариации воспалительной реакции при пневмонии

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ВАРИАЦИИ ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ ПРИ ПНЕВМОНИИ

BIOLOGICAL VARIATIONS OF INFLAMMATORY RESPONSE IN PNEUMONIA

Устьянцева И.М. Ustyantseva I.M.

Петухова О.В. Petuchova O.V.

Скопинцев М.А. Skopintsev M.A.

Федеральное государственное Federal state medical prophylactic institution

лечебно-профилактическое учреждение «Scientific clinical center of the miners'

Научно-клинический центр охраны здоровья шахтеров», health protection»,

г. Ленинск-Кузнецкий, Россия Leninsk-Kuznetsky, Russia

Проведено комплексное сравнительное изучение клинических проявлений и содержания оппозиционных цитокинов (ИЛ^, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ФНО-а) и липополисахаридсвязывающего протеина (ЛПС-СП) в крови у больных внебольничной пневмонией в зависимости от степени тяжести патологического процесса.

Выявленная гиперпродукция провоспалительных цитокинов находится в тесной зависимости с вентиляционными нарушениями и клиническими проявлениями внебольничной пневмонии.

Наличие прямой взаимосвязи концентрации первичных и вторичных медиаторов воспаления (ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10) и обратной корреляционной зависимости (ФНО-а, ИЛ^, ЛПС-СП) определяет выраженность системного воспалительного ответа организма и формирует клинические варианты течения внебольничной пневмонии.

Ключевые слова: первичные, вторичные медиаторы воспаления, пневмония.

It was pursued the complex comparative study of clinical presentations and content of oppositional cytokines (interleukin-2R, B-cell stimulatory factor 2, interleukin-8, interleukin-10, tumor necrose factor-a) and lipopolysacchari-dbinding protein in blood in patients with community-acquired pneumonia depending on severity of pathologic process.

The mapped hyperproduction of proinflammatory cytokines is closely connected with ventilatory disorders and clinical presentations of community-acquired pneumonia.

The presence of the direct interaction of primary and secondary mediators of inflammatory and reverse correlated relationship (tumor necrose factor a, interleukin-2R, lipopolysaccharidbinding protein) determines the evidence of systemic inflammatory response of the body and forms clinical variations of the run of community-acquired pneumonia.

Key words: primar, secondary mediators of inflammatory, pneumonia.

Несмотря на достижения в изучении патогенеза и терапии пневмоний, до настоящего времени не удалось достигнуть существенных изменений в уровнях заболеваемости и смертности [1, 2, 3]. Отсутствие единого подхода к определению тяжелой пневмонии затрудняет объективную оценку состояния больных. Предполагается, что тяжесть заболевания отражает выделение больных пневмонией с синдромом системного воспалительного ответа, так как в его основе лежит дисрегуляция иммунного ответа и гиперпродукция цитокинов.

Определенное количество цито-кинов необходимо для адекватного иммунного ответа и защиты при патологии легких [1]. Нарушение продукции, секреции и рецепции противовоспалительных цитоки-нов приводит к глубоким дефектам антиинфекционной защиты, вплоть до развития «иммунологического парализиса», и усугубляет прямое повреждающее действие микроор-

ганизмов и их токсинов на легочную ткань [4]. С другой стороны, увеличение секреции провоспали-тельных цитокинов или дисбаланс соотношения оппозиционных пулов могут играть важную роль в патогенезе пневмоний за счет усиления агрегации лейкоцитов к сосудистому эндотелию, стимуляции его прокоагулянтной активности, привлечения в очаг воспаления эф-фекторных клеток, что в конечном итоге усиливает патоиммунологиче-ский каскад [1] и приводит к цито-кинопосредованному повреждению легких [4].

Однако к настоящему времени имеются лишь фрагментарные исследования о патогенетической роли системы цитокинов при пневмонии. При этом целый ряд вопросов, в частности, применения их в качестве критериев синдрома системного воспалительного ответа, нуждается в уточнении и требует дальнейших исследований.

Цель исследования — комплексное сравнительное изучение клини-

28

ческих проявлений и содержания оппозиционных цитокинов в крови у больных внебольничной пневмонией в зависимости от степени тяжести патологического процесса.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследование включили 46 пациентов внебольничной пневмонией (7 женщин, 39 мужчин, средний возраст 41,3 ± 11,3 лет), находившихся на лечении в пульмонологическом отделении ФГЛПУ «Научно-клинический центр охраны здоровья шахтеров» г. Ленин-ска-Кузнецкого с января 2003 г. Контрольную группу составили 15 практически здоровых лиц аналогичного возраста и пола.

Диагноз пневмонии верифицировался на основании жалоб (кашель, характер мокроты, «плевральные» боли и одышка), лихорадки, данных физикального исследования (аускультативно влажные мелкопузырчатые хрипы или признаки уплотнения легочной ткани) и

ПОЛИТРАВМА

рентгенографии легких в прямой и боковой проекциях (новые ин-фильтративные изменения).

Пневмония относилась к тяжелой, если соответствовала хотя бы одному из перечисленных ниже критериев: частота дыхания (ЧД) > 30 в минуту, систолическое артериальное давление (САД) < 90 мм рт. ст., диастолическое артериальное давление (ДАД) < 60 мм рт. ст., билатеральное или многодолевое поражение, острая почечная недостаточность, нарушение сознания, лейкопения, гемоглобин менее 100 г/л, гематокрит менее 30 % [5].

Разделение пациентов на группы представлено в таблице 1. Антибактериальная терапия проводилась в соответствии с рекомендациями Европейского респираторного общества (1998 г.).

На 1, 3, 10-е сутки лечения проводили рентгенографию органов грудной клетки.

В эти же сроки в периферической крови оценивали концентрацию ци-токинов: интерлейкина-6 (ИЛ-6), интерлейкина-8 (ИЛ-8), интерлей-кина-10 (ИЛ-10), фактора некроза опухоли (ФНО-альфа), а также липополисахаридсвязывающего протеина (ЛПС-СП) и растворимого рецептора ИЛ-2 (ИЛ-2И) на им-мунохемилюминесцентной автоматической системе «Immulite One» с использованием реагентов «DPC».

Данные, полученные в ходе исследования, обрабатывали статистически с использованием t-крите-

№ 1 [июнь] 2006

рия Стьюдента и Т-критерия Вил-коксона.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ клинических проявлений у пациентов с внебольничной пневмонией показал более выраженные изменения у больных тяжелой формой пневмонии. Это проявлялось в увеличении тахикардии, дыхательной недостаточности и снижении значений систолического и диасто-лического артериального давления. Температура тела пациентов исследуемых групп при поступлении была одинаково высокой. В дальнейшем достоверно более раннюю нормализацию температуры отмечали у пациентов 1-й группы на третий день, тогда как во 2-й группе повышение температуры сохранялось до 17 дня

наблюдения, что могло свидетельствовать о сохраняющейся активности воспалительного процесса.

Рентгенологическое обследование выявило инфильтративные изменения легочной ткани различной локализации. У пациентов 1-й группы выявлялась сегментарная и полисегментарная инфильтрация с поражением двух-трех сегментов в пределах одной или нескольких долей легких, тогда как у пациентов 2-й группы определялись изменения лобарного поражения легких и полисегментарные изменения сливного характера.

У больных пневмонией 1-й и 2-й исследуемых групп при поступле-

нии в стационар развитие воспалительной реакции в ответ на бактериальную агрессию подтверждалось увеличением содержания в крови ЛПС-СП, соответственно, в 6 и 9 раз (Р < 0,05) относительно контрольного значения. В дальнейшем, к 10-м суткам наблюдения, отмечали значительное уменьшение (в 3,8 раза относительно исходного значения, Р < 0,05) уровня ЛПС-СП в крови пациентов 1-й группы, тогда как в группе пациентов с тяжелым течением пневмонии этот показатель уменьшался только в 2 раза относительно исходного (Р < 0,05). Это могло свидетельствовать о продолжающейся стимуляции липопо-лисахаридом (ЛПС) бактерий клеток моноцитарно-макрофагального звена и нейтрофилов [6].

Известно, что липополисахарид клеточной стенки бактерий является одним из наиболее сильных индукторов синтеза цитокинов [6]. Так, при поступлении в стационар в сыворотке крови больных пневмонией обеих групп регистрировались высокие концентрации про-воспалительных цитокинов (ИЛ-6, ФНО-а), по сравнению с контрольными значениями (табл. 2). В то же время, на момент поступления во 2-й группе концентрация ИЛ-6, ИЛ-8 в 13 и 18,4 раз, соответственно (Р < 0,05), превышала эти показатели в 1 группе, что еще раз свидетельствует о высокой антигенной стимуляции клеток-продуцентов цитокинов при тяжелой форме пневмонии. Содержание в крови ФНО-а на этот же период времени практически не различалось между группами.

Генерализация воспаления приводит к синтезу организмом противовоспалительных медиаторов, препятствующих дальнейшему распространению процесса [7]. Повышенное образование ИЛ-10 при поступлении в стационар у больных с внебольничной пневмонией наблюдалось как в группе с тяжелым течением (2 группа), так и среднетя-желым (1 группа), соответственно, в 20,3 и 4,8 раза (Р < 0,05). Статистически значимой разницы между группами по концентрации в крови ИЛ-10 не выявлено.

Изучение цитокинового профиля в зависимости от клинического

29

Таблица 1

Общая характеристика больных с внебольничной пневмонией

1-я группа 2-я группа

п = 46 (течение средней (тяжелое

тяжести) течение)

Мужчины 17

Женщины 5

Возраст, годы 42,18 ± 11,62 40,42 ± 10,94

ЧД/мин. 20,27 ± 0,56 29,17 ± 1,56#

ЧСС/мин. 97,77 ± 2,23 106,67 ± 3,03#

САД, мм рт. ст. 119,55 ± 4,29 105,21 ± 4,83#

ДАД, мм рт. ст. 79,09 ± 2,27 68,13 ± 2,74#

Время обращения к врачу от начала 4,95 ± 0,72 8,71 ± 2,45

заболевания,сутки

Время от начала заболевания до 5,68 ± 0,84 10,04 ± 2,52

госпитализации, сутки

Примечание: # достоверность различий показателей между группами (P < 0,05), t-критерий Стьюдента.

Таблица 2

Содержание в периферической крови цитокинов у больных пневмонией с учетом тяжести состояния

ФНО-а, пг/мл ИЛ-6, пг/мл ИЛ-8, пг/мл ИЛ-10, пг/мл ИЛ-2^ МЕ/мл

Доноры (n = 15) 5,51 ± 0,4 5,6 ± 0,6 9,47 ± 1,72 3,4 ± 0,51 318,40 ± 57,24

1-я группа

1 день 15,66 ± 3,3* 19,53 ± 3,76* 10,79 ± 1,3 16,28 ± 6,81* 1035,44 ± 108,08*

3 день 157,7 ± 40,21*+ 12,27 ± 4,65* 14,7 ± 4,11 6,24 ± 0,71* 971 ± 106,54*

10 день 7,41 ± 1,03+ 5,2 ± 0,72+ 33,07 ± 16,6* 9,78 ± 2,76 615,30 ± 73,30*

2-я группа

1 день 18,03 ± 3,31* 253,43 ± 53,29*# 198,02 ± 77,64*# 69,07 ± 31,45* 2958,38 ± 799,36*#

3 день 431,5 ± 132,78*+# 115,32 ± 44,17*+# 716,66 ± 68,31*+# 9,41 ± 3,21 1030 ± 160,77*+

10 день 7,69 ± 2,08 16,73 ± 4,12*+# 20,22 ± 5,94*+ 5,72 ± 0,57* + 1258,11 ± 231,98*#

Примечание: * Р < 0,05 по сравнению со здоровыми донорами; + Р < 0,05 по сравнению с исходным значением; # Р < 0,05 между группами; Т-критерий Вилкоксона; ^критерий Стьюдента.

варианта течения внебольничной пневмонии показало, что для исследуемых провоспалительных цитокинов характерна различная динамика их накопления в крови. Так, результаты исследования на 3-и сутки наблюдения свидетельствовали о значительном повышении концентрации ФНО-а в сыворотке крови больных обеих групп. Наиболее существенное повышение концентрации ФНО-а в сыворотке крови больных тяжелой формой пневмонии (в 2,4 раза по отношению к показателю 1 группы, P < 0,05) непосредственно связано с активностью воспалительного процесса и, очевидно, вносит определенный вклад в развитие целого комплекса клинических симптомов, обуславливающих тяжесть состояния (психоастенический синдром, лихорадка, боли в мышцах).

Гиперпродукция цитокина у больных 2 группы приводит к более выраженной плейотропной реакции (содержание лейкоцитов в периферической крови с 3 по 17 сутки наблюдения на 66-24 %, соответственно (P < 0,05), превышало группу со среднетяжелым течением).

К 10 суткам наблюдения концентрация в крови ФНО-а у больных обеих групп достигла контрольных значений. Возможно, это связано с антагонистическим действием возрастающей секреции ИЛ-6 [4, 8].

Известно, что повышение концентрации ФНО-а потенцирует секрецию ИЛ-6 «воспалительными» клетками, а динамика накопления в крови последнего совпадает с появлением первых клинических симптомов острого

воспалительного процесса [4, 6, 9]. Максимально высокие показатели ИЛ-6 регистрировались у больных пневмонией обеих групп в 1 сутки наблюдения. В последующем уровень ИЛ-6 постепенно снижался, и к 10-м суткам наблюдения при среднетяжелом течении пневмонии концентрация этого цитокина в крови достигла значения здоровых доноров, тогда как у больных с тяжелым течением пневмонии содержание ИЛ-6 оставалось выше контрольного показателя и превышало уровень в 1 группе в 3,2 раза (Р < 0,05).

В отличие от динамики изменений ИЛ-6, концентрация ИЛ-8 крови пациентов 1-й группы повышалась постепенно, оставаясь в пределах нормальных величин этого показателя, и только к 10-м суткам превысила контрольный показатель в 3,7 раза (Р < 0,05). В то же время, уровень ИЛ-8 в крови пациентов с тяжелым течением пневмонии уже при поступлении превышал контрольный показатель в 20 раз (Р < 0,05). Таким образом, у больных тяжелой пневмонией уровни ИЛ-6 и ИЛ-8 в сыворотке крови достоверно превышали таковые у пациентов со среднетяжелым течением пневмонии на 1-е и 3-и сутки наблюдения, соответственно, в 13 - 18,4 и в 9,4 - 48,8 раз (Р < 0,05), что свидетельствовало о генерализованном проявлении воспалительной реакции.

Изучение динамики уровня ИЛ-10 в крови, принадлежащего к противовоспалительным цитокинам, показало сохраняющиеся высокие значения этого цитокина на протя-

30

жении всего периода наблюдения у пациентов обеих групп, при отсутствии достоверной разницы между группами. По данным Clynn и со-авт. [10], противовоспалительный ответ тем сильнее, чем интенсивней активация провоспалительного каскада. У больных пневмонией 2 группы при выраженной гиперпродукции провоспалительных ци-токинов не наблюдается адекватного противовоспалительного ответа. Это, вероятно, связано со срывом ауторегуляторных механизмов, что ведет к массивному системному воспалению [7].

В качестве маркера клеточной активации в периферической крови больных внебольничной пневмонией нами был изучен уровень ÈË-2R.

При поступлении у больных 1 группы концентрация ÈË-2R в 3,2 раза превышала контрольную (P < 0,05), в то же время уровень ÈË-2R во второй группе превысил контрольную в 9,3 раза (P < 0,05) и группу сравнения в 2,8 раза (P < 0,05). К 10-м суткам наблюдения концентрация ÈË-2R постепенно снизилась у больных обеих групп, но так и не достигла значений здоровых доноров, оставаясь достоверно выше в группе с тяжелым течением пневмонии. По-видимому, более высокие уровни растворимого рецептора ИЛ-2 в группе больных с тяжелым течением пневмонии приводят к гиперпролиферации лимфоцитов и цитокинопосредованному повреждению легких.

В ходе корреляционного анализа была установлена прямая кор-

ПОЛИТРАВМА

реляционная связь между уровнем ИЛ-2И и ИЛ-10 (г = 0,74, Р < 0,05), ФНО-а и ИЛ-10 (г = 0,76, Р < 0,05).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При внебольничной пневмонии выявлена гиперпродукция провос-палительных цитокинов, степень увеличения которой находится в тесной зависимости от клинического варианта течения заболевания.

Изменения соотношения про- и противоспалительных цитокинов находятся в тесной зависимости

от клинического варианта течения внебольничной пневмонии. Тяжелое течение заболевания, в отличие от среднетяжелого, сопровождается значительным увеличением продукции провоспалительных ци-токинов ИЛ-2И, ИЛ-6, ИЛ-8 и отсутствием повышения уровня про-тивоспалительных цитокинов

(ИЛ-10), что указывает на разную степень выраженности системного воспалительного ответа организма на фоне одинаковой стимуляции активности факторов естественной защиты.

Наличие прямой взаимосвязи концентрации первичных и вторичных медиаторов воспаления (иЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, СРБ) с ЧД, ЧСС, ЛИИ и обратной корреляционной зависимости ФНО-а, ИЛ-2И, ЛПС-СП с уровнем артериального давления и показателями функции внешнего дыхания (ФЖЕЛ, ОФВ1) определяет выраженность системного воспалительного ответа организма и формирует клинические варианты течения внебольничной пневмонии.

Литература:

2

3

1. Путов, Н.В. Клинические и экспериментальные аспекты пульмонологии /Путов Н.В., Симбирцев С.А. //Вестн. РАМН. - 1998. - № 1. - С. 34-38.

Чучалин, А.Г. Пневмония - актуальная проблема медицины /Чу-чалин А.Г. //Тер. арх. - 1995. - № 3. - C. 3-7. Чучалин, А.Г. Пульмонология в России и пути ее развития Чучалин А.Г. //Пульмонол. - 1998. - № 4. - C. 6-22.

4. The cytokine handbook /Thomson A. ed. - London, 1992. - 110 с.

5. Яковлев, С.В. Моксифлоксацин при тяжелой внебольничной пневмонии: первая возможность монотерапии /Яковлев С.В. //Пульмонол. - 2002. - № 3. - C. 123-128.

6. Авдеев, М.Г. Патогенетические механизмы инициации синдрома системного воспалительного ответа (обзор литературы) /Авдеев М.Г. //Лаб. диагн. - 2003. - № 6. - C. 3-9.

7. Кукес, В.Г. Критерии синдрома системного воспалительного ответа у больных тяжелой пневмонией /Кукес В.Г., Игонин А.А. //Пульмонол. - 2003. - № 4. - C. 15-21.

8. Кузнецов, В.П. Дисбаланс цитокинов как фактор патогенеза гнойно-септических заболеваний и иммунокоррегирующие эффекты лейкинферона /Кузнецов В.П. //Мед. иммунол. - 2002.

- № 1. - C. 11-20.

9. American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine Consensus Conference: Definitions for sepsis and multiple-organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis /Bone R.C., Balk R.A., Cerra F.B. et al. //Chest. - 1992.

- Vol.101. - P. 1644-1655.

10. Clynn, P. Circulating IL-6 and IL-10 in CAP /Clynn P., Coakleu R. //Thorax. - 1999. - N 54. - P. 51-55.

m

№ 1 [июнь] 2006