Иммунологические нарушения и их терапия у пациентов с черепно-мозговой травмой

Иммунологические нарушения и их терапия у пациентов с черепно-мозговой травмой

Э.М. Мамытова

Кыргызская государственная медицинская академия им. И.К. Ахунбаева, Бишкек, Кыргызстан

В данной работе представлены результаты клинического исследования, целью которого явилось изучение влияния препарата «Церебролизин» на состояние цитокинового профиля и клеточного иммунитета у больных в раннем посттравматическом периоде со средне-тяжёлой черепно-мозговой травмой (ЧМТ).

Терапия церебролизином обусловила положительные изменения среди показателей клеточного иммунитета и частичную коррекцию возникшего после ЧМТ Т-клеточного иммунодефицита. Через 10 дней после проведённого лечения церебролизином наблюдался рост противовоспалительного цитокина 11_-4 (до лечения 2,0±0,5 пг/л, после - до 2,8±0,4 пг/л), что в 2,1 раза выше референтной нормы; уровень провоспалительных цитокинов ФНО-а (5,8±0,7 пг/мл; 6,2±0,7 пг/л); 1_-6 (21,2±5,0%; 28,7±13,6%), что в 3,7 раза выше физиологической нормы, а 1РЫ-у и I_-1 - имели тенденцию к снижению: - от 79,6±16,2 до 69,3±6,9; 1_-1 - 9,1±2,0 пг/мл и 7,3±1,6 пг/мл.

Анализ динамики Т-клеточного иммунитета на 10 день лечения церебролизином выявил увеличение процентного содержания СД3+ (от 34,3±1,4% до 41,2±2,7%) и СД4+ (от 20,4±1,2% до 21,5±2,2%) субпопуляций Т-лимфоцитов.

Использование в комплексе лечения больных с ЧМТ церебролизина, обладающего нейропротективным, нейротрофическим и иммуномодулирующим эффектом, позволяет уменьшить проявления иммунодепрессии и, таким образом, снизить частоту гнойно-септических осложнений.

Ключевые слова: черепно-мозговая травма, цитокины, субпопуляции лимфоцитов, церебролизин, иммунитет

Актуальность. Характерной особенностью течения острого периода травматических повреждений головного мозга является развитие иммунологических дисфункций и сопутствующих им гнойно-септических осложнений.

Наиболее часто выявляют развитие Т-клеточных дисфункций, зависимых от баланса про- и антивоспалительных цитокинов, изучение которых по-прежнему остаётся актуальной проблемой [1,2].

Выявление нарушений иммунного статуса больных и их своевременная коррекция в раннем посттравматическом периоде черепно-мозговой травмы (ЧМТ) может способствовать более эффективному восстановительному периоду и повысить качество жизни пациентов.

ЧМТ приводит к существенным побочным эффектам, связанным со снижением функциональной активности иммунокомпетентных клеток [3].

С учётом того, что одной из причин расстройств иммунитета у больных с ЧМТ является нарушение регулирующей функции центральной нервной системы (ЦНС), в настоящее время разрабатываются принципы нейроиммунокоррекции и нейроимму-нотерапии. Нейроиммунокоррекция представляет собой воздействие на патологически изменённую нейроиммунную систему с целью её восстановления и складывается из комплекса мер, повышающих и нормализующих активность нейроиммунной системы в условиях поражения центральной нервной системы [6-9].

Для такой нормализации применяется комплекс мер, состоящих из коррекции гормонального статуса, недостаточности гипоталамо-гипофизарно-адрена-ловой системы, метаболической нейропротекции (антигипоксанты, антиоксиданты и нейротрофиче-ские лекарственные препараты), цитокинотерапии, а также иммунокоррекции индивидуально подобранными иммунопрепаратами, прежде всего иммуномо-дуляторами [2].

Одним из препаратов, обладающих нейроимму-нокорригирующим действием, является препарат «Церебролизин» ("Ebewe", Австрия), поскольку он содержит удачную комбинацию нейроактивных аминокислот, микроэлементов и нейропептидов с нейротрофическими и иммуномодулирующими свойствами [1,5].

Цель исследования: изучение реакции иммунной системы при черепно-мозговой травме, а также терапевтического действия церебролизина у больных со средне-тяжёлой ЧМТ в остром периоде.

Материал и методы. Для достижения поставленной цели, нами на базе 1 и 2 отделений нейротравмы НГ МЗ КР (г.Бишкек) было проведено комплексное обследование 10 больных с ЧМТ средне-тяжёлой степени в остром периоде. Средний возраст пострадавших 38,0±1,9 года.

Критерии включения: диагноз ушиб головного мозга средней степени тяжести в остром периоде травмы; отсутствие соматической патологии; отсутствие эпилептических припадков; согласие пациента или его родственника на участие в исследовании. Основную группу составили пациенты, которые получали базовую терапию с добавлением к ней нейропротектора - церебролизина - по 5 мл, вводимого в/в, капельно в 100 мл физиологического раствора в течение 10 дней.

В контрольную группу вошли 20 доноров, сопоставимых по полу и возрасту с больными основной группы.

Исследование состояния иммунного статуса проводили на 1-10 сутки с момента начала терапии по показателям клеточного звена иммунитета периферической крови. Диагностика ЧМТ и её лечение соответствовали требованиям Протокола оказания медицинской помощи при ЧМТ, утверждённым Министерством здравоохранения КР.

Исследование состояния иммунного статуса и цито-кинового профиля проводили до и после лечения церебролизином на 1 и 10 сутки.

Исследовали уровень цитокинов сыворотки крови (интерлейкины !1_-1Р; 11.-4; 11_-6; ФНО-а, !РЫ-у) с помощью иммуноферментных тест-систем производства фирмы «Вектор Бест» (г. Новосибирск).

Фенотипическую характеристику субпопуляций лимфоцитов выполняли с помощью моноклональ-ных антител фирмы «Сорбент» (Россия), в непрямом иммунофлуоресцентном тесте. В работе использовали следующие моноклональные антитела: СД3 - для определения Т-лимфоцитов; СД4 - для определения Т-хелперов; СД8 - для определения Т-супрессоров - цитотоксических лимфоцитов; СД16 - для определения натуральных киллеров; СД20 - для определения В-лимфоцитов, ИРИ - для определения имму-норегуляторного индекса, СД95 - для определения активированных лимфоцитов. Полученные из крови больных мононуклеары метил- и моноклональных антител, согласно рекомендации и инструкции фирмы-изготовителя в объёме 0,1 мл, учитывали их реакции на проточном цитофлуориметре Вейоп  ¡Бк^БОП.

Статистическую обработку данных проводили с помощью программ БТАТ!БТ!СА 6.0. Значимость различий средних значений показателей устанавливали с помощью Т-критерия Стьюдента. Данные представлены в виде средних арифметических и стандартных отклонений (М±БР).

Результаты и их обсуждение. При введении церебролизина у пациентов нежелательных явлений не отмечалось. Спектр провоспалительных (!1_-1,6, и ФНО-а) и противовоспалительного (!1_-4) цитоки-нов определяли у всех обследуемых больных с ЧМТ. В таблице 1 представлены данные по определению динамики цитокинов в сыворотке крови до и после лечения церебролизином.

Содержание !1_-1р в сыворотке крови до лечения церебролизином было повышенным в 2,7 раза (Р<0,01) от показателя нормы, и равнялось 9,1±2,0 пг/мл, что, очевидно было связано с особенностями этого цитокина как «стартового» при любом воспалении [9]. Через 10 дней лечения концентрация этого цитокина снизилась незначительно по сравнению с исходными значениями (до 7,3±1,6 пг/мл).

Показатель До лечения

11_-1 9,1±2,0 (Р<0,01) 7,3±1,6 (Р<0,02) 3,3±0,4

11_-4 2,0±0,5 (Р<0,1) 2,8±0,4 (Р<0,001) 1,3±0,2

11_-6 21,2±5,0 (Р<0,001) 28,7±13,6 (Р<0,05) 3,0±0,4

79,6±16,2 (Р<0,001) 69,3±6,9 (Р<0,001) 9,2±0,5

ФНО-а 5,8±0,7 (Р<0,001) 6,2±0,7 (Р<0,001) 2,6±0,35

ТАБЛИЦА 1. ДИНАМИКА ЦИТОКИНОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ БОЛЬНЫХ С ЧМТ СРЕДНЕЙ ТЯЖЕСТИ НА ФОНЕ ЛЕЧЕНИЯ ЦЕРЕБРОЛИЗИНОМ

Концентрация I_-4 в сыворотке крови, определяемая до лечения, повышалась незначительно (до 2,0±0,5 пг/л) и не отличалась статистически значимо от показателей практически здоровых лиц (Р<0,1). Через 10 дней после проведённого лечения церебролизином, в отличие от реакции других (провос-палительных) цитокинов, уровень I_-4 повысился до 2,8±0,4 пг/л и стал в 2,1 раза выше референтной нормы, хотя и не отличался статистически достоверно от исходных значений. Это может быть объяснено иммуномодулирующим влиянием церебролизина на активацию противовоспалительных стимулов в ответ на растущие провоспалительные воздействия [8].

Концентрация I _-6 до лечения отмечалась значительно повышенной (в 7 раз) от уровня здоровых лиц, достигала 21,2±5,0 пг/мл (Р<0,001), а через 10 дней лечения повысилась по сравнению с исходной до 28,7±13,6 пг/л. Такое повышение указывает на более выраженную активацию синтеза I_-6 и, следовательно, более широкое вовлечение его в воспалительный процесс при ЧМТ. I _-6 является цитокином вторичного каскада, синтез которого запускается ФНО-а и Ыр. Основными функциями !_-6 является запуск антителообразования В-лимфоцитами и индукция острофазного воспалительного ответа: выработка гепатоцитами печени белков острой фазы воспаления [9].

Значения содержания ^N1^ в первые дни после травмы в сыворотке крови обследованных больных были значительно выше референтной нормы - в 8,6 раза (79,6±16,2) (Р<0,001). На 10 сутки после лечения происходило понижение содержания ^N1^ до 69,3±6,9, и его значения не отличались статистически достоверно от исходных цифр. ^N1^ имеет свойства как противовоспалительных, так и провоспалительных цитокинов, наиболее значимый механизм его действия связан с участием этого ци-токина в регуляции Т-клеточного звена иммунитета. Развитие иммунодефицитного состояния при многих патологических состояниях объясняют повышением апоптоза иммунокомпетентных клеток [8]. Вероятно,

обнаруженное нами у больных повышение уровня IFN-y в периферической крови, индуцирует IFN-y -как опосредованный механизм апоптоза клеток иммунной системы. При изучении субпопуляций лимфоцитов было обнаружено развитие Т-клеточного иммунодефицита, что, возможно, свидетельствовало об усилении клеточного апоптоза при ЧМТ.

Содержание ФНО-а до лечения увеличилось в 2,2 раза по сравнению с нормой и достигало значений 5,8±0,7 пг/мл (P<0,01), и через 10 дней лечения его уровень продолжал повышаться до 6,2±0,7 пг/л. Статистически значимого различия между значениями до и после лечения не было выявлено. Вторичный прирост содержания цитокина ФНО-а, как и IL-6, скорее всего, характеризовал формирование качественно нового этапа патогенеза воспалительной реакции - происходила её генерализация.

Таким образом, у пациентов с ЧМТ - ушибом головного мозга средней тяжести, в остром периоде до начала лечения в сыворотке крови отмечалось существенное повышение концентрации провоспалительных цитокинов IL-1 и 6, IFN-y и ФНО-а, которое было статистически достоверным при сравнении с группой доноров. Содержание противовоспалительного цитокина IL-4 не отличалось от уровня здоровых добровольцев. Через 10 дней после проведённого лечения церебролизином наблюдался рост противовоспалительного цитокина IL-4 в сыворотке крови, а уровень провоспалительных цитокинов ФНО-а, IL-6, IFN-y и IL-1 имел тенденцию к снижению.

Согласно литературным данным [2,4], наиболее информативным показателем состояния иммунной системы является Т-звено, так как именно его уровень очень мобильный и быстро реагирует на любую активную стимуляцию иммунного ответа. При исследовании влияния препарата нейропро-текторного действия на основные мишени иммунной системы - Т- и В-лимфоциты было выявлено их разнонаправленное действие на исследуемые типы клеток (табл. 2).

ТАБЛИЦА 2. ДИНАМИКА ОСНОВНЫХ СУБПОПУЛЯЦИЙ ЛИМФОЦИТОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ БОЛЬНЫХ С ЧМТ СРЕДНЕЙ ТЯЖЕСТИ НА ФОНЕ ЛЕЧЕНИЯ ЦЕРЕБРОЛИЗИНОМ

Показатель До лечения

CD3+ 34,3±1,4 (Р<0,001) 41,2±2,7 (Р<0,5) 40,5±1,3

CD4+ 20,4±1,2 (Р<0,001) 21,5±2,2 (Р<0,001) 32,0±0,9

CD8+ 14,1±0,8 (Р<0,002) 15,2±1,6 (Р<0,05) 11,8±0,4

CD16+ 16,4±1,5 (Р<0,001) 18,4±3,2 (Р<0,001) 5,0±0,2

CD20+ 18,9±0,9 (Р<0,05) 24,9±1,8 (Р<0,001) 16,0±0,9

Œ>95+ 21,5±1,6 (Р<0,001) 20,8±1,6 (Р<0,001) 8,4±0,3

ИРИ 1,5±0,25 (Р<0,5) 1,4±0,1 (Р<0,5) 1,5±0,5

Содержание Т-лимфоцитов (СД4+) положительных клеток и СД3+ Т-хелперов у больных с ЧМТ до лечения было достоверно снижено и составляло 20,4±1,2% и 34,3±1,4%, тогда как содержание данных субпопуляций лимфоцитов у здоровых добровольцев составляло 32,0±0,9% и 40,5±1,3%. После лечения, к 10 суткам отмечается восстановление показателя общего числа Т-лимфоцитов, содержание которого достигло физиологических значений (41,2±2,7%). Процентное содержание Т-хелперов незначительно повысилось по сравнению с исходными значениями и составило 21,5±2,2%.

Анализируя возможные причины диагностированной иммунодепрессии, можно полагать, что продукты распада повреждённых тканей, дериваты гемоглобина, активация окислительных процессов, манифестация продукции острофазовых белков и воспалительных цитокинов способствуют угнетению пролиферации лимфоцитов, что может стать основой для гнойно-септических осложнений.

Содержание СД8+ Т-лимфоцитов отличалось от предыдущих показателей совершенно иной динамикой. До начала лечения отмечали повышение уровня СД8+ лимфоцитов, который составлял 14,1±0,8%, что было достоверно выше, чем в группе практически здоровых лиц. На 10 сутки отмечалось дальнейшее нарастание концентрации Т-супрессоров от исходных значений до 15,2±1,6%.

Наиболее точно соотношение между лимфоцитами с хелперными и супрессорными свойствами отражает иммунорегуляторный индекс, который был изучен в данной работе. В первые сутки клеточное равновесие не отличалось от контрольных значений (1,5±0,25%). На 10 сутки лечения церебролизином клеточное равновесие незначительно смещалось в пользу Т-лимфоцитов с супрессорными свойствами (1,4±0,1%).

Содержание в крови естественных киллерных клеток СД16+ лимфоцитов у больных с ЧМТ до начала лечения достоверно повышалось до 16,4±1,5%, что почти в 3 раза больше по сравнению с контролем (здоровые лица). На 10 день процентное содержание СД16+ ИК-лимфоцитов продолжает нарастать до 18,4±3,2%, что почти в 3,7 раза выше физиологической нормы.

Содержание в крови В-лимфоцитов (СД20+) до начала лечения было увеличено незначительно по сравнению с группой контроля (18,9±0,9%); на 10 день лечения тенденция к нарастанию данного показателя иммунограммы сохранялась. Процентное содержание В-лимфоцитов после лечения повысилось в 1,5 раза по сравнению с физиологической нормой и составило 24,9±1,8%.

Учитывая важное значение процесса апоптоза в поддержании гомеостаза, нами было проанализировано содержание лимфоцитов, экспрессирующих рэб-рецептор (СД95+), как маркёр поздней активации, характеризующий готовность клеток к апоптозу. До начала лечения отмечали повышение уровня СД95+ лимфоцитов, который составлял 21,5±1,6%, что было достоверно выше, чем в группе практически здоровых лиц. На 10 сутки отмечается незначительное снижение концентрации СД95+ клеток от исходных значений до 20,8±1,6%, не достигающей нормальных значений.

При исследовании иммунологических показателей после курса лечения в исследуемой группе обращало на себя внимание увеличение процентного содержания СД3+ и СД4+ субпопуляций Т-лимфоцитов. Процентное содержание общих (СД3+) Т-лимфоцитов увеличилось до 1,2 раза, достигло физиологических значений и достоверно отличалось от исходных значений. Процентное содержание Т-хелперов увеличилось незначительно. СД8, СД16+ и СД20+ субпопуляции лимфоцитов имели тенденцию к вторичному приросту, в целом, достоверно не отличались от исходных значений. Проведённые исследования показали увеличение спонтанного апоптоза иммунокомпетентных клеток периферической крови у пациентов с ЧМТ в сравнении с группой здоровых лиц. Процентное содержание лимфоцитов, экспрессирующих рецепторы готовности к РэБ-зависимому апоптозу после курса лечения снизилось незначительно. ИРИ у пациентов с ЧМТ не отличался от значений здоровых добровольцев.

Таким образом, терапия церебролизином обусловила положительные изменения среди показателей клеточного иммунитета и частичную коррекцию возникшего после ЧМТ Т-клеточного иммунодефицита. Через 10 дней после проведённого лечения церебролизином наблюдался рост противовоспалительного цитокина !1_-4, уровень провоспалительных цитокинов ФНО-а, !1_-6, а и 11_-1 - имел тенденцию к снижению. Анализ динамики Т-клеточного иммунитета на 10 день лечения церебролизином выявил увеличение процентного содержания СД3+ и СД4+ субпопуляций Т-лимфоцитов. Процентное содержание общих (СД3+) Т-лимфоцитов увеличилось до 1,2 раза и достигло физиологических значений, а Т-хелперов - незначительно.

Использование в комплексе лечения больных с ЧМТ церебролизина, обладающего нейропротективным, нейротрофическим и иммуномодулирующим эффектом, позволяет уменьшить проявления иммунодепрессии и, таким образом, снизить частоту гнойно-септических осложнений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кульчиков А.Е. Сравнительное изучение иммуно-корригирующего действия нейропептидных препаратов при острой экспериментальной церебро-васкулярной патологии / А.Е.Кульчиков [и др.] // Цитокины и воспаление. - 2009. - №3. - С 18-23.

2. Пичугина Л.В. Внутриклеточные цитокины: проблемы детекции и клиническое значение / Л.В. Пичугина, Б.В. Пинегин // Иммунология. - 2008. -№1. - С. 55-63.

3. Мамытова Э.М. Особенности иммунных нарушений в остром периоде черепно-мозговой травмы / Э.М.Мамытова // Вестник Авиценны. - 2013. -№4. - С.72-76

4. Бакунц Г.О. Функциональная активность естественных киллеров и антителозависимая цито-токсичность лимфоцитов у больных с острыми нарушениями мозгового кровообращения / Г.О.Бакунц, Л.В.Ковальчук, С.Б.Чекнёв [и др.] //

Журн. неврол. и психиатр. им. С.С. Корсакова. -1998. - №1. - С. 31-34.

5. Alvarez A. Reduced TNFalpha and increased IGF-I levels in the serum of Alzheimer patients treated with the neurotrophic agent / A.Alvarez [et al.] // Int.

6. Eder P. Increased density of glutamate receptor subunit 1 due to cerebrolysin treatment: an immunohistochemical study on aged rats / P.Eder [et al.] // Histochem. J. - 2001. - V.33. - P. 605-612.

7. Gonzalez M.E. Antioxidant systemic effect of short-term cerebrolysin administration / M.E.Gonzalez, L.Francis, O.Castellano // J. Neural Transm. Suppl. -1998. - 53. - P. 333-341.

8. Grechko A.T. The neurotropic activity of peptide immunomodulators / A.T.Grechko // Eksp. Klin. Farmakol. - 1998. - 61. - P. 14-16.

9. Peptidergic drugs increase the synaptophys inimmunoreactivity in brains of 24-month-old rats // Histochem. J. - 1999. - 31. - P. 395-401.

АДРЕС ДЛЯ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ:

Мамытова Эльмира Миталиповна - доцент кафедры нервных болезней с курсом медицинской генетики КГМА им. И.К. Ахунбаева; Кыргызстан, г.Бишкек, ул.Ахунбаева, 92 E-mail: elmiramamytova@yahoo.com

Summary

Immunological disorders and therapy of patients with traumatic brain injury

E.M. Mamytova

Kyrgyz State Medical Academyim named after IK Ahunbaev, Bishkek, Kyrgyzstan

This paper presents the results of a clinical study, whichaimed to study the influence of drug «Cerebrolysin» on cytokine profile state and cellular immunity in patients in the early posttraumatic period with moderate-to-severe traumatic brain injury (TBI).

Therapy with cerebrolysinled to positive changes of cellular immunity and partial correction T-cell immunodeficiency that occurs after TBI. After 10 days with cerebrolysin treatment there was an increase anti-inflammatory cytokine IL-4 (before treatment 2,0±0,5 pg/L, after - to 2,8±0,4 pg/L), which is 2,1 times higher reference standards, the level of pro-inflammatory cytokines TNF-a (5,8±0,7 pg/ml; 6,2±0,7 pg/l); IL-6 (21,2±5,0%; 28,7±13,6%), which is 3.7 times higher than the physiological limits, and IFN-y and IL-1 - tended to decrease: IFN-y - by 79,6±16,2 to 69,3±6,9; IL-1 - 9,1±2,0 pg / ml and 7,3±1,6 pg / ml. Analysis of T-cell immunity dynamics on 10day after cerebrolysin treatment increase the percentage of CD3+ ( from 34,3±1,4% to 41,2±2,7%) and CD4+ (from 20,4±1,2% up to 21,5±2,2%) subpopulations of T - lymphocytesrevealed.

Cerebrolysinusing in complex treatment of patients with TBI having neuroprotective, neurotrophic and immunomodulatory effects, can reduce the immunosuppression and thus reduce the incidence of septic complications.

Key words: brain injury, cytokines, lymphocyte subpopulations, cerebrolysin, immunity