Автореферат диссертации по медицине на тему Иммунологическая оценка фиброзных изменений в печени у больных хроническими вирусными гепатитами В и С
На правах рукописи
СТАУРИНА Лидия Николаевна
ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФИБРОЗНЫХ ИЗМЕНЕНИИ В ПЕЧЕНИ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМИ ВИРУСНЫМИ ГЕПАТИТАМИ ВИС
14.03.09 - клиническая иммунология, аллергология
7 НОЯ 2013
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
005537270
Москва-2013
005537270
Работа выполнена в ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России
Научный руководитель:
доктор медицинских наук, профессор
Балмасова Ирина Петровна
Научный консультант:
академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор
Ющук Николай Дмитриевич
Официальные оппоненты:
Нестерова Ирина Вадимовна, доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры аллергологии и иммунологии ФПК МР ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» Минобрнауки РФ
Калюжин Олег Витальевич, доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры клинической иммунологии и аллергологии ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
Защита диссертации состоится «27» ноября 2013 г. в «15.00» часов на заседании диссертационного совета Д.212.203.26 в ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» Минобрнауки РФ по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 10/2.
С диссертацией можно ознакомиться в учебно-научном информационном библиотечном центре ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» Минобрнауки РФ по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая,
Д. 6
Автореферат разослан «
» С2С7"
2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета: доктор медицинских наук, профессор
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы
Вирусом гепатита В инфицировано на земном шаре более 400 миллионов человек, около 1 млн. человек ежегодно погибает от заболевания, вызванного этим вирусом [A.Craxi, 2011; J.Fung, C.L.Lai, M.F.Yuen, 2009; T.N.Pham, T.I.Michalak, 2008]. Частота перехода заболевания в хроническую форму у взрослых в странах с умеренной эндемичностью, включая Россию, составляет от 2 до 7% [A.Craxi, 2011; R.E.Stauber, C.Lackner, 2007]. Частота развития хронического гепатита В с активной репликацией возбудителя и последующим переходом в цирроз печени или гепатоцеллюлярную карциному оценивается на уровне от 15% до 40% [T.N.Pham, T.I.Michalak, 2008], а риск такого исхода значительно увеличивается при сопутствующем алкоголизме, наличии в организме других вирусов и пр. [V.V.Mysorekar, S.G.Rao, K.C.Mahadeva, 2008; H.Yeshua, R.Oren, 2008], что переводит проблему прогнозирования хронического и прогрессивного течения инфекционного процесса в разряд чрезвычайно актуальных для современной медицины.
Не менее актуальна и проблема, свяязанная с инфицированиеи вирусом гепатита С (ВГС). Эта категория инфекционных процессов также характеризуется очень широкой распространенностью во всем мире (около 200 миллионов человек), высоким уровнем хронизации процесса с неблагоприятными исходами в цирроз или рак печени, которая достигает [A.Craxi, 2011; J.Fung, C.L.Lai, M.F.Yuen, 2009; T.N.Pham, T.I.Michalak, 2008]. Хронический гепатит С (ХГС) является лидером среди гепатотропных инфекций в развитых странах, где инфицировано до 2% популяции, и составляет около 60% клинических случаев среди всех хронических заболеваний печени в мире. В России число инфицированных ВГС составляет не менее 2 миллионов человек [В.К.Козлов, В.В.Стельмах, В.Г.Радченко, 2009; A.Dolganiuc, G.Szabo, 2008]. Острая ВГС-инфекция в 25-40% случаев протекает субклинически и в 75-85% случаев завершается формированием хронической формы заболевания [H.Murakami, S.M.F.Akbar, H.Matsui et al., 2004; P.Nahon, A.Sutton, P.Rufat et al., 2008]. Частота неблагоприятных исходов хронического гепатита С колеблется в пределах 20-50% для цирроза печени и 20-30% для гепатоцеллюлярной карциномы [В.К.Козлов, В.В.Стельмах, В.Г.Радченко, 2009; R.P.Myers, M.de Torres, F.Imbert-Bismut et al., 2003; V.Nair, S.F.Fischer, O.A.Adeyi, 2010; T.N.Pham, T.I.Michalak, 2008].
С социально-экономической точки зрения актуальность проблемы хронических гепатитов В и С связана со значительными бюджетными
затратами на диспансерное наблюдение за больными при дорогостоящем диагностическом сопровождении их мониторинга [A.Craxi, 2011; R.E.Stauber,
C.Lackner, 2007].
Прогрессирование хронических гепатитов В и С патогенетически тесно связано с началом фиброзных изменений в печени, обусловленных сложными взаимодействиями между вирусом, тканью печени и иммунной системой хозяина [T.F.Baumert, R.Thimme, F.von Weizsäcker, 2007; A.Bertoletti, A.J.Gehring, 2006; D.Ratnam, K.Visvanathan, 2008]. В связи с этим принципиально важными представляются своевременная диагностика дебюта фиброза печени и динамическое определение стадий его рапзвития при минимальном риске для здоровья пациента.
С клинических позиций «золотой стандарт» диагностики фиброзного процесса в виде биопсии печени небезопасен для больного [V.V.Mysorekar, S.G.Rao, K.C.Mahadeva, 2008; H.Yeshua, R.Oren, 2008], а многочисленные способы неинвазивной диагностики фиброза печени не всегда точны, требуют сочетания нескольких тестов [L.Castera, G.Sebastiani, B.Le Bail et al., 2010;
D.N.Dascalu, M.Deac, 2010; R.E.Stauber, C.Lackner, 2007; Y.X.Zhang, W.J.Wu, Y.Z.Zhang et al., 2008] и нуждаются в пополнении новыми эффективными диагностическими приемами, наиболее полно отражающими патогенез фиброзных изменений в печени и вполне доступными для мониторнга больных как с методической, так и с экономической точек зрения.
Известно, что фиброзные процессы в печени у больных хроническими гепатитами В и С во многом зависят от соотношения в организме больного цитокинов профиброзного и противофиброзного действия [С.Ф.Галимова, М.Ю.Надинская, М.В.Маевская, В.Т.Ивашкин, 2001].
В частности, было показано, что прогрессированию фиброза печени в немалой степени способствуют цитокины, связанные с CD4+ Тх2 иммунным ответом (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-13, ИЛ-21), в то время как противофиброзными свойствами обладают ТхГассоциированные цитокины ИФНу и ИЛ-12 [С.Ф.Галимова, М.Ю.Надинская, М.В.Маевская, В.Т.Ивашкин, 2001]. Особенно выраженным профиброзным действием характеризуется трансформирующий фактор роста ß (TOPß), который через рецепторы на мембране миофибробластов в значительной мере влияет на транскрипцию генов, отвечающих за синтез проколлагена I и III [С.Ф.Галимова, М.Ю.Надинская, М.В.Маевская, В.Т.Ивашкин, 2001; М. Пинцани, 2002]. В свою очередь, секреция ТФРр макрофагами эффективно индуцируется ИЛ-13 [H.L.Weng, Y.Liu, J.L.Chen et al., 2009]. Очень важную функцию блокады фиброзных
изменений в печени выполняет ИЛ-10, действие которого показано на многочисленных моделях, в том числе и при ХГС [T.A.Wynn, 2008].
В то же время современный этап использования цитокинового профиля для неинвазивной диагностики фиброза печени у больных хроническим гепатитом В и С [Л.М.Самоходская, С.М. Абдуллаев, Ю.И.Целищева и соавт., 2008; Л.Ф.Скляр, Е.В.Маркелова, О.Г.Полушин, Е.ВАлейникова, 2007;
H.Д.Ющук, И.П.Балмасова, О.О.Знойко и соавт., 2011; M.Wright, M.Thursz, 2004] характеризуется недостаточным уровнем внедрения в широкую клиническую практику, что оставляет указанную задачу в разряде актуальных проблем инфектологии и клинической иммунологии.
Цель исследования Разработать иммунодииагностические критерии фиброза печени у больных хроническими гепатитами В и С на основе оценки патогенетического значения цитокинов профиброзного и противофиброзного действия, а также серотонина и осуществления интегрального подхода к их взаимодействию в ходе инфекционного процесса.
Задачи исследования
I. Определить клинико-иммунологический статус больных хроническими гепатитами В и С на разных стадиях фиброзного процесса, включая оценку симптомов заболевания, фенотипическую характеристику лимфоцитов и цитокинов профиброзного и противофиброзного действия.
2. Установить влияние пола, возраста, наличия сопутствующих заболеваний на цитокиновый статус больных хроническими гепатитами В и С при разной степени выраженности фиброзного процесса.
3. Охарактеризовать соотношение между фенотипом клеток иммунной системы и цитокиновым статусом больных хроническими гепатитами В и С на разных стадиях фиброза печени.
4. Оценить диагностическое значение отдельных цитокинов профиброзного и противофиброзного действия, а также свободного и внутриклеточного серотонина кррови для идентификации стадий фиброза печени у больных хроническими гепатитами В и С.
5. Разработать интегральные показатели цитокинового профиля для идентификации стадий фиброза печени у больных хроническими гепатитами В и С.
6. Обосновать диагностическое значение интегральных показателей цитокинового профиля и других вспомогательных критериев при мониторинге больных хроническими гепатитами В и С.
Научная новизна исследования
При выполнении диссертационных исследований впервые:
• Проведено исследование цитокиновых профилей больных хроническими гепатитами В и С на разных стадиях фипброза печени с четким разграничением цитокинов профиброзного и противофиброзного действия.
• Выявлена корреляционная зависимость дифференцированно при хронических гепатитах В и С между уровнями цитокинов профиброзного и противофиброзного действия, с одной стороны, и субпопуляционным составом СЭ56+ лимфоцитов, а также экспрессией этими клетками различных регуляторных рецепторов и маркеров, с другой стороны.
• Установлено, что при наличии сдвигов цитокиновых профилей у больных хроническими гепатитами В и С в соответствии со стадиями фиброзного процесса для разработки критериев их определения недостаточна оценка уровней отдельных цитокинов.
• Разработан новый методический принцип оценки цитокиновых профилей у больных хроническими гепатитами В и С в соответствии со стадиями фиброзного процесса на основе регрессионного анализа.
• На основе цитокиновых профилей у больных хроническими гепатитами В и С получены количественные критерии стадий фиброзного процесса — интегральные показатели цитокиновых профилей для каждого из указанных заболеваний.
• Показано, что в патогенезе и диагностике фиброзных изменений печени у больных хроническими гепатитами В и С определенное значение могут иметь уровень серотонина сыворотки крови и содержание этого моноамина в составе С056+ клеток.
Практическая значимость
Практическая значимость проведенного исследования вытекает из использования новых методических принципов оценки молекулярных механизмов медиаторного обеспечения функций клеток иммунной системы у больных хроническими гепатитами В и С на разных стадиях фиброза печени.
На основе цитокиново-серотонинового статуса обследованных пациентов были получены интегральные показатели и обозначены дополнительные критерии, которые позволяют дифференцировать стадии фиброзного процесса. Результаты данного исследования могут быть использованы в клинической прктике при диагностическом мониторинге больных хроническими гепатитами В и С.
Данные по значению показателей серотонина при хронических гепатитах В и С, особенно по содержанию этого нейромедиатора и гормона в составе клеток с естественной киллерной активностью, могут служить основой для более глубокого его анализа в процессе дальнейших исследований иммунопатогенеза и иммунодиагностики этих заболеваний.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Цитокиновый профиль больных хроническими гепатитами В и С, включающий уровни цитокинов профиброзного и противофиброзного действия, изменяется при данных заболеваниях в соответствии со стадиями фиброза печени.
2. Уровни цитокинов профиброзного и противофиброзного действия у больных хроническими гепатитами В и С корреляционно связаны с показателями клеточного состава лимфоцитов и функционального состояния CD56+ клеток.
3. Серотонин как компонент сыворотки крови и CD56+ лимфоцитов участвует в формировании фиброзных изменений в печени у больных хроническими гепатитами В и С.
4. Цитокиново-серотониновый статус больных хроническими гепатитами В и С может служить основой для разработки диагностических критериев стадий фиброза печени у больных хроническими гепатитами В и С.
Внедрение в практику результатов работы
Новые сведения о роли серотонина и цитокинов в патогенезе фиброзных изменений в печени у больных хроническим гепатитом В и С доведены до научной аудитории в ходе публикаций и используются в учебном процессе на кафедре инфекционных болезней Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И.Евдокимова.
Разработанные Иммунотесты для неинвазивной диагностики фиброза печени у больных хроническим гепатитом В и С используются в научной и практической деятельности лаборатории патогенеза и методов лечения инфекционных заболеваний НИМСИ МГМСУ . А.И.Евдокимова (г.Москва), а также клинической практике медицинской компании «Гепатолог» (г. Самара).
На новый способ мониторинга фиброзного процесса в печени у больных хроническим гепатитом С подана заявка на изобретение № 2013145238 от 09.10.2013 г.
Апробация работы и публикации
Основные положения работы доложены на VIII Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 230-летию со дня рождения академика
К.М.Бэра «Механизмы функционирования висцеральных систем», 2012 (Санкт-Петербург, Россия) и Объединенном иммунологическом форуме, 2013 (Нижний Новгород, Россия); ХЕХ Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации, 2013 (Дубай, ОАЭ). По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 5 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 180 страницах и состоит из введения, обзора литературы, главы по материалам и методам исследования, 3 глав собственных исследований, заключения и обсуждения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 29 таблицами, 44 рисунками. Список литературы содержит 310 источников, из которых 34 отечественных и 276 зарубежных авторов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Общее число обследованных, включающих больных и здоровых людей, составило 163 человека. Под наблюдением в составе основных групп исследования находились 52 больных с верифицированным диагнозом хронического гепатита В и 88 больных с верифицированным диагнозом хронического гепатита С. Каждый пациент был предупрежден об использовании его крови для проведения научных исследований, что подтверждал своей подписью в информированном согласии и акте забора крови. Контрольная группа состояла из 23 клинически здоровых лиц.
Общеклинические методы исследования. Целью общеклинического исследование была постановка диагноза хронических гепатитов В и С, включающая оценку жалоб пациентов и данных физикального осмотра, с учетом которых формировались основные клинические синдромы и определялась степень их выраженности. Всем больным выполнялись клинические анализы крови и мочи, а также биохимическое исследование периферической крови с определением основных биохимических маркеров хронических гепатитов В и С.
Гистологический метод исследования. Все больные хроническими гепатитами В и С после подписания информированного согласия при отсутствии противопоказаний были подвергнуты в стационарных условиях чрезкожной пункционной биопсии печени иглами «Hepafix» (типа Menghini) с последующим гистологическим исследованием биоптатов,. Оценка степени (стадии) фиброза печени в биоптатах при хронических гепатитах В и С проводилась полуколичественным методом с использованием критериев шкалы METAVIR стадия 0 (F0) - отсутствие фиброза;стадия 1 (F1) - звёздчатое
расширение портальных трактов без образования септ;стадия 2 (F2) -расширение портальных трактов с единичными порто-портальными септами;стадия 3 (F3) - многочисленные порто-центральные септы без цирроза;стадия 4 (F4) - цирроз.
Иммунологические лабораторные исследования. Изучение клеточного иммунитета проводилось с использованием проточного цитофлуориметра BD FACSCanto II (BectonDickinson, США) после автоматизированной пробоподготовки цельной крови с помощью станции автоматической пробоподготовки BD FACS Sample Prep Assistant II (Becton Dickinson, США)в соответствии с инструкцией по применению приборов и моноклональных антител и включало: определение типовой иммунограммы, субпопуляционного состава и функциональной активности CD56+ клеток в крови.
Изучение типовой иммунограммы включало: абсолютное и относительное число CD3+ клеток; CD3+/CD4+ клеток; CD3+/CD8+ клеток; CD3+/CD56+ клеток; CD19+ клеток; CD3-/CD16+/CD56+ клеток.
Определение субпопуляционного состава CD56+ клеток. Среди ЕКТ определялась доля от общего количества ЕКТ относительного числа CD3+/CD16+/CD56+/CD4+ клеток, CD3+/CD16+/CD56+/CD8+ клеток; CD3+/CD16+/CD56+/CD8-/CD4- (DN) клеток. Среди ЕК устанавливалось соотношение двух субпопуляций: CD56bright и CD56dim.
Определение функциональной активности CD56+ клеток проводилось по экспрессии: 1) киллингингибирующих рецепторов (KIR) из суперсемейства иммуноглобулинов (CD 15 8а,h), 2) ингибирующих рецепторов семейства лектинов С-типа (CD94), 3) активирующих рецепторов семейства лектинов С-типа (NKG2D), 4) гликопротеидов, ассоциированные с мембраной лизосом и отражающие состояние гранулярного аппарата клетки (CD 107а), 5) рецепторов естественной цитотоксичности (NKp46), 6) С016-рецепторов, опосредующих механизм антителозависимой клеточной цитотоксичности (АЗКЦТ)
Определение ijumoKUHoe и серотонина в крови. Осуществлялось тестирование уровней интерферонов а и у (ИФНа, ИФНу), интерлейкинов-10, 12 и 13 (ИЛ-10, ИЛ-12, ИЛ-13), серотонина в сыворотке крови, а также фактора некроза опухолей а (ФНОа) и трансформирующего фактора роста ß (ТФРр) в плазме крови методом иммуноферментного анализа. Иммуноферментный анализ (ИФА) проводился из проб сыворотки крови с использованием комплекта аппаратуры планшетный фотометр «OPSYS MR» (ридер) фирмы «THERMOLABSYSTEMS» (Финляндия), планшетный вошер ПП2-428 фирмы «ИММЕДТЕХ» (Россия).
Иммуногистохимические исследования проводились с использованием универсальной исследовательской инвертированной системы «IX81-CELL-M» для определения серотонина (anti-serotonin МКАТ, меченные Rodopsin, Abeam) в гранулах на мембране CD56+ клеток (anti-CD56 МКАТ, меченные FITS, Abeam) иммунофлуоресцентным методом - 1 мазок для каждой пробы. Фракция CD56+ клеток крови для приготовления мазков получалась методом магнитной сепарации с применением anti-CD56 МКАТ, меченных магнитными частицами, в соответствии с инструкциями по применению.
Статистическая обработка данных проводилась на основе пакета статистических программ SPSS-17 с использованием описательной и сравнительной непараметрической статистики, корреляционного анализа, определения 95% доверительных интервалов показателей, построения ROC-кривых диагностической точности тестов с вычислением площади под ними (AUROC).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Оценка состава лимфоцитов у больных ХГВ по стадиям фиброза печени показала, что изучаемые типовые показатели иммунного статуса неоднозначно реагируют на фиброзный процесс, но в отсутствие фиброза и на его начальных этапах не отражают различий между разными стадиями. Только детальное изучение фенотипических признаков CD56+ клеток показало, что на стадии F1 наблюдался достоверный рост экспрессии активирующих рецепторов ЕК лектинового типа NKG2D.
На стадиях F2 отмечался достоверный рост абсолютного числа ЕКТ. Наблюдалось угнетение экспрессии СБ56+клетками: ингибирующих рецепторов лектинового типа CD94, рецепторов семейства иммуноглобулинов CD158a,h, маркеров цитолитических гранул CD107a, то есть CD56+ клетки вполне могли находиться в состоянии повыщенной цитолитической активности.
На стадии предцирротических изменений (F3) число иммунологических сдвигов значительно возрастало: увеличивалось абсолютное содержание в крови Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов, а также Т-хелперов, ЕКТ, снижалась доля цитотоксических Т-лимфоцитов и естественных киллеров. Среди ЕК клеток отмечается рост экспрессии CD 15 8а,h и CD 16, падение экспрессии NKG2D.
При циррозе печени можно считать достоверными только падение доли ЕК при достоверном нарастании клеток CD56bright популяции. Доля В-лимфоцитов возрастала в 3 раза. На данной стадии наблюдалось очень
значительное падение экспрессии лектиновых рецепторов ЕК (С094, №С020) и рецепторов естественной цитотоксичности ЫКр46.
Все описанные изменения показывают значительную роль СЭ56+ клеток (ЕК и ЕКТ) в патогенезе фиброзных изменений при хроническом гепатите В, как это показано на рисунке 1.
С0!-/ач- .ІІЧ
СОЗ-/С01Б-.ібс. Саі.'СІ)!- &
Рис. 1. Изменения функционального состояния СБ56+ лимфоцитов у больных хроническим гепатитом В
При анализе результатов оценки иммунологического статуса больных хроническим гепатитом С (рисунок 2) стоит отметить, что на разных стадиях развития фиброзных изменений были видны различия в оцениваемых параметрах по сравнению с ХГВ, кроме стадии РО, на которой при обоих заболеваниях достоверных сдвигов выявлено не было.
Рис. 2. Изменения функционального состояния СБ56+ лимфоцитов у больных хроническим гепатитом С
В дебюте фиброзных изменений (стадия Р1) отмечалось статистически значимое уменьшение ЕК (С016+/С056+), в сочетании с достоверным
снижением экспрессии активирующего рецептора №Св20 в сравнении с показателями здоровых людей, кроме того, отмечался рост числа В-лимфоцитов (СБ45+/С019+).
На стадии ¥2 фиброза перераспределение клеток крови затрагивало цитотоксические Т-клетки (Тцтл, СБЗ+/СБ8+) с достоверным уменьшением их количества, В-лимфоциты (СБ45+/С019+), число которых увеличивалось. Процентное содержание в крови ЕК статистически значимо падало, что сопровождалось значимым снижением экспрессии маркера цитотоксических гранул СБ 107а, возможно, в процессе дегрануляции при цитолизе. На стадии Б2 впервые выявляется тенденция к снижению доли супрессорных (С03+/С056+/С08+) ЕКТ преимущественно за счет активации субпопуляции (С03+/С056+ЛЖ) с цитотоксическими свойствами. Стоит отметить, что при переходе стадии Р2 к РЗ доля ЕКТ среди СБЗ+ лимфоцитов достоверно нарастала.
На предцирротической (БЗ) стадии фиброзных изменений в печени, нами зарегистрировано значимое повышение доли СВ56Ьп§Ь1, в отличие от других стадий фиброзного процесса при ХГС, при которых субпопуляции ЕК в крови больных были перераспределены в сторону отчетливого преобладания СБ56сНт. Кроме того, отмечалось угнетение экспрессии ингибирующего рецептора лектинового типа СБ94, что может служить косвенным подтверждающем активации ЕК, как и при ХГВ. На данном этапе максимально усугублялась тенденция к снижению доли супрессорных (СБЗ+/СБ56+/С08+) ЕКТ, однако, в отличии от ¥2, преимущественно за счет увеличения доли субпопуляции ЕКТ со свойствами регуляторов ТЫ/ТЬ2 иммунного ответа и с фенотипом СБЗ+/СВ56+/СБ4+.
На стадии Р4 хронического гепатита С наблюдалось падением числа ЕКТ (СЭЗ+/С056+) и ЕК (СЭ16+/С056+) в крови. На терминальной стадии фиброза происходит выраженная супрессия цитотоксических свойств СЭ56+ клеток, поскольку для данной стадии характерно усиление экспрессии маркера цитотоксических гранул СБ 107а и достоверное снижение экспрессии активирующего рецептора ЫКС20, что отличает Р4 от предыдущей стадии фиброза. Рост СОЗ+/СБ56+/СБ4+ клеток также зафиксирован при дальнейшем прогрессировании фиброза печени в цирроз, значимо отличаясь на этой стадии от контрольных показателей, и, в отличие от стадии БЗ, не сопровождаясь при циррозе отклонением со стороны СБЗ+/С056+/СБ8+ ЕКТ с супрессорными свойствами.
Таким образом, по мере нарастания признаков повреждения печени у больных ХГС в крови регистрировались иммунологические сдвиги, которые в наибольшей степени касались субпопуляционного состава и функционального состояния С056+ клеток, в гораздо меньшей степени - ЦТЛ и В-лимфоцитов. Характер изменения рецепторного аппарата С П5 6+ клеток свидетельствовал о волнообразном изменении их цитотоксической активности, то время как изменения субпопуляционного состава С056+ были характерны для преобладания клеток с секреторной активностью.
Полученные данные показали, что при выборе цитокинов для идентификации стадий фиброзного процесса целесообразно учитывать не только их профиброзные и противофиброзные свойства, но их продукцию СБ56+ клетками (ЕК и ЕКТ). В результате в качестве цитокинов противофиброзного действия исследовалось содержание в крови ИФНа, ИФНу, ИЛ-10, ИЛ-12, в качестве противофиброзных цитокинов - ТФРр и ИЛ-13. Содержание указанных цитокинов в крови при ХГВ и ХГС в сравнении с контролем представлены в таблице 1.
Таблица 1. Медианы [минимум; максимум] показателей уровней
цитокинов в крови больных ХГВ и ХГС в сравнении с контролем
Показатели цитокинового статуса Больные ХГВ, п = 52 Больные ХГС, п = 88 Контроль п = 23 Р1 Р2
Противофиброзные эффекты ИФНа, пг/л 8,1 [0; 12,5] 10 [0; 22,3] 9,6 [1,77; 12] 0,093 0,119
ИФНу, пг/л 48 [0; 130] 11 [0; 214] 79 [5; 178] 0,543 0,002
ИЛ-10, пг/л 13 [6,54; 66] 11 [5,2; 56,5] 12,7[5,4;17,6] 0,915 0,280
ИЛ-12, пг/л 8,70 [6; 26,3] 9,6 [5,3; 40,1] 11,1 [7,8;34,7] 0,045 0,270
ФНОа, пг/мл 1,5 [0; 8,5] 4,24 [0; 18,9] 1,02 [0; 7,97] 0,235 0,393
Профиброзные эАЛекты ИЛ-13, пг/л 26 [0; 108,2] 71,8 [0; 145,2] 63,3 [0; 145] 0,400 0,830
ТФРР, пг/л 10,9 [4; 21,6] 10,8 [0; 15,4] 7 [3,9; 10,3] 0,010 0,001
Примечание:
Р1 - вероятность различий между показателями у больных ХГВ и здоровых людей, рг -вероятность различий между показателями у больных ХГС и здоровых людей, голубым цветом обозначена достоверность различий по критерию Мапна-Уитни при р<0,05.
Было выявлено также, что изменения цитокинового статуса у больных хроническим гепатитом В и С не проявляли выраженной зависимости от пола, возраста, наличия сопутствующей патологии, но в значительной мере зависели от стадии фиброзного процесса (рисунки 3 и 4). Иными словами, можно говорить о том, что влияние самого основного заболевания (ХГВ и ХГС), а также развития фиброзного процесса на характер сдвигов в содержании цитокинов в крови было настолько выраженным, что зависимость от таких факторов как
половозрастные характеристики больных и наличие сопутствующей патологии на уровне динамики цитокинового статуса проявлялась недостоверно.
Рис. 3. Коэффициенты отклонения от контроля показателей уровней цитокинов у больных ХГВ на разных стадиях фиброза печени
350%
300%
230%
200%
ИЛ-1
150% ИЛ-1 Контроль
?т
ИФН
■1
ИЛ-12
1009«-
30%
0%
Рис. 4. Коэффициенты отклонения от контроля показателей уровней цитокинов у больных ХГС на разных стадиях фиброза печени
При ХГВ наиболее значимыми для патогенеза фиброзных изменений были падение выработки интерферонов и ИЛ-12 как цитокинов противофиброзного действия и рост для профиброзного цитокинаТФРр, в то время как ИЛ-13 с его профиброзными эффектами существенного значения не имел, а его уровень даже снижался.
При ХГС ситуация иная: на протяжении всех стадий отмечен высокий уровень ИЛ-13, а содержание ТФР(3 в крови поднималось только в дебюте фиброзного процесса и на стадии цирроза печени. Среди отклонений цитокинов противофиброзного действия у больных ХГС особого внимания заслуживает падение ИФНу и выраженный подъем уровня ФНОа, контролирующего уровень ТФРр, на стадии предцирротических изменений.
Учитывая наличие и характер сдвигов цитокинового профиля, соответствующих стадиям фиброза печени, невольно возникает вопрос об их ключевых продуцентах, в связи с чем одной из задач исследования была характеристика соотношения между фенотипом клеток иммунной системы и цитокиновым статусом у больных хроническими гепатитами В и С на разных стадиях фиброза печени.
Эта задача решалась с использованием корреляционного анализа. При ХГВ корреляционный анализ косвенным образом подтвердил особую роль в формировании фиброза печени цитокинной продукции Т-хелперов (СБ4+), С О 8+ ЕКТ, обеих субпопуляций ЕК. При ХГС, судя по результатами корреляционного анализа, ключевую роль в качестве продуцентов цитокинов выполняли С056+ клетки - ЕК и ЕКТ.
Учитывая все полученные сведения, целесообразно было поставить задачу оценки не только патогенетического, но и диагностического значения отдельных цитокинов профиброзного и противофиброзного действия, а также свободного и внутриклеточного серотонина крови для идентификации стадий фиброза печени у больных хроническими гепатитами В и С.
Описывая результаты этого раздела исследований, необходимо подчеркнуть, что несмотря на наличие достоверных сдвигов со стороны цитокиновых профилей у больных ХГВ и ХГС и их зависимость от стадий фиброза печени, ни один ключевой цитокин не показал отчетливого диагностического значения, поскольку АТЖОС (площадь по ТЮС-кривой) как показатель диагностической точности теста при построении ШЭС-кривой не превышала 0,6 при максимуме 1,0. Исключение составлял только один показатель - уровень ИЛ-10 и только в условиях, когда его оценка производилась раздельно в диапазонах низких и высоких значений.
В связи с этим необходимо подчеркнуть, что в наших исследованиях было отмечено противовречие данным литературы. Как при ХГВ, так и при ХГС нами не были зарегистрированы отклонения со стороны ИЛ-10, в то время как ряд исследователей отмечали его патогенетическое значение при данных заболеваниях. По этой причине данные для высоких и низких уровней ИЛ-10 анализировались раздельно (рисунки 5 и 6).
Как показывает определение диагностической точности различий между уровнями ИЛ-10 в случае низкого содержания (<15 пг/л) этого цитокина в крови больных ХГВ, при переходе со стадии Б0 на стадию П и со стадии РЗ на стадию ¥4 различие в уровнях ИЛ-10 вполне может иметь диагностическое значение. В случае диапазона высоких величин уровня ИЛ-10 (> 15 пг/л) диагностическое значение показателя проявлялось только при переходе со стадии РЗ на стадию ¥4.
При ХГС попытка дифференцированно оценить низкие и высокие значения ИЛ-10 также была не столь успешной, как при ХГВ. При низких значениях (<15 пг/л) этого цитокина только переход со стадии Р1 на стадию ¥2 сопровождается ростом значений ИЛ-10 >11 пг/л. При высоких значениях (>15 пг/л) ИЛ-10 падение его уровня ниже 18 пг/л свидетельствует о развитии цирроза печени.
ХГВ
—Г"
I I
Р0 Р1 Р2 РЗ ¥4
95% С1
12
10
В
6 Л
Р0 Р1 ¥2 РЗ ¥4
Рис. 5. Диапазоны значений <15 пг/л уровня ИЛ-10 в крови больных ХГВ и ХГС на разных стадиях фиброза печени
95% С1
хгв
1т- I
РО Р1 Б2 РЗ Р4
95% С1
50
ХГС
V
РО Р1 ¥2 РЗ Р4
Рис. 6. Диапазоны значений >15 пг/л уровня ИЛ-10 в крови больных ХГВ и ХГС на разных стадиях фиброза печени
Поскольку известно, что очень важная роль в регуляции продукции цитокинов клетками иммунной системы принадлежит серотонину, нами была изучена иммунодиагностическая роль серотонина у больных хроническим гепатитом В и С в двух аспектах - его уровень в крови на разных стадиях фиброзного процесса и его содержание в С056+ лимфоцитах крови (рисунок 7).
■ Сыворотка кроаи
■ Число С056+/серотонин+ клеток
■ Сыворотка крови
■ НислоС056+/серотонин+ клеток
Рис. 7. Соотношение коэффициентов отклонения от контроля для уровней серотонина в сыворотке крови и его содержания в СБ56+ на разных стадиях фиброза печени у больных ХГВ и ХГС
При ХГВ серотонин достоверно снижается в сыворотке крови примерно в 2,2 раза только при развитии цирроза печени. Что касается внутриклеточного серотонина в составе ЕК/ЕКТ, то у больных ХГВ, особенно на стадиях Р1 и ¥2,
число СБ56+ клеток, несущих серотонин, достоверно выше, чем у здоровых людей, по мере прогрессирования фиброза печени оно неуклонно падает вплоть до стадии РЗ, а затем при развитии цирроза печени (Е4) снова увеличивается примерно в 1,5 раза, что дает возможность использовать этот критерий в диагностике фиброза.
При ХГС уровень серотонина в сыворотке крови достоверно отклонялся от контрольных значений в сторону двукратного снижения только на заключительных стадиях (РЗ-Р4) фиброзного процесса. Число СБ56+/серотонин+ клеток в крови по мере прогрессирования фиброза печени изменялось волнообразно, давая достоверные отклонения от контроля и от данных на предыдущей стадии в сторону повышения на стадиях ¥2 и Р4. Отклонения по этому показателю при ХГС были более выраженными, чем при ХГВ, и могут рассматриваться как критерий при диагностике стадий фиброзного процесса.
В связи с тем, что по критериям серотонинового и цитокинового статуса удавалось идентифицировать стадии фиброзного процесса только по единичным показателям и преимущественно при циррозе печени, были разработаны интегральные показатели цитокинового профиля для определения стадий фиброза печени у больных ХГВ и ХГС.
При проведении регрессионного анализа для больных ХГВ использовались данные по определению уровня всех 7 тестированных цитокинов, однако выведенное статистической программой уравнение регрессии включало только два цитокина - ИНФа и ТФРр при примерно одинаковых величинах их весовых коэффициентов. Коэффициент, который получался в результате решения этого уравнения для каждого пациента, был обозначен как «интегральный показатель цитокинового профиля» (ИПЦП/ХГВ) и определялся по формуле:
ИПЦП/ХГВ = 3,609 + 0,217 * [ИФНа] + 0,192 * [ТФР(3]
Полученная формула имеет не только диагностическое значение, но способствует оценке иммунопатогенетических особенностей ХГВ, поскольку показывает ведущее значение в развитии фиброзного процесса при ХГВ только двух из тестированного набора цитокинов — профиброзного и иммуносупрессорного ТФР(3 и ИФНа как цитокина, отвечающего за противовирусный ответ. 95% доверительные интервалы этого показателя при группировке данных в соответствии со стадией фиброзного процесса показывают, что ИПЦП/ХГВ позволяет довольно четко дифференцировать все стадии фиброзного процесса (рисунок 8), хотя и с разной диагностической точностью,
что приобретало особое диагностическое значение в ходе динамического наблюдения за больными хроническим гепатитом В и подтверждалось путем построения КОС-кривых.
Так, на стадии РО ИРПДП/ХГВ всегда имел отрицательные значения преимущественно в диапазоне от -8 до -18. Начало фиброзных изменений в печени, проявляющееся переходом на стадию Б1, сопровождалось ростом значений показателя, величина которого переходила в интервал от -12 до -4 при умеренном диагностическом значении (АиШЭС=0,76). Еще большую диагностическую точность по интегральному показателю демонстрировал переход на стадию Р2, при этом ИПЦП/ХГВ принимал значения выше -4, а А1ЛЮС=0,96. Практически абсолютную диагностическую точность показывал переход на предцирротическую стадию РЗ, поскольку значения интегрального показателя падали ниже -9 при А1ЖС)С=1,0. Развитие цирроза печени, наоборот, сопровождалось новым подъемом ИПЦП/ХГВ выше -9 с умеренной диагностической точностью, судя по площади под ЯОС-кривой (А1ЖОС = 0,74). Умеренная диагностическая точность при ХГВ была получена на стадиях Р1 и Р4. В связи с этим можно рекомендовать именно на этих стадиях определение ИПЦП/ХГВ дополнять при регистрации перехода РО—»-Г 1 определением уровня ИЛ-10, а для диагностики развития цирроза - уровня ИЛ-10 и серотонина в сыворотке крови, а также подсчетом в крови числа С056+/серотонин+ клеток.
ХГВ
I
тМ
РО ¥2 БЗ И4
101 95% С1
хгс
I1!
БО РЗ Р4
Рис. 8. 95% доверительные интервалы интегральных показателей цитокинового профиля при ХГВ и ХГС на стадиях фиброза печени
Уравнение линейной регрессии для расчета интегрального показателя цитокиновго профиля больных хроническим гепатитом С (ИПЦП/ХГС) имело вид:
ИПЦП/ХГС = 5,052 - 0,192* [ИФНа] - 0,006 * [ИФНу] + 0,169 * [ИЛ-10] + +
0.044 * [ИЛ-12] - 0,146 * [ИЛ-13] - 0,145 * [ФНОа] - 0,050 * [T®Pß]
Принципиальное отличие представленной формулы от таковой при ХГВ
заключается в том, что при ХГС в состав формулы вошли показатели содержания в крови больных всех 7 тестированных цитокинов. При этом наиболее высокими весовыми коэффициентами обладали уровни ИФНа и ИЛ-10 (0,192 и 0,166 соответственно), что позволяет предполагать их наиболее значительный вклад в развитие заболевания в целом и фиброзных изменений в печени, в частности. Несколько меньшим влиянием на фиброзный процесс, судя по весовым коэффициентам, обладали ИЛ-13 и ФНОа (0,146 и 0,145 соответственно), a остальные цитокины характеризовались значительно меньшими примерно равными весовыми долями.
Расчет 95% доверительных интервалов на каждой стадии фиброза печени и при сравнении величин по каждой из 2-х последовательных стадий между собой путем постоения ROC-кривых показал, что при отсутствии у больного ХГС диагностированного ранее фиброза печени и значениях ИПЦП/ХГС > -8 можно с умеренной диагностической точностью (AUROC=0,76) предполагать развитие дебюта фиброзного процесса. При наличии у больного ХГС диагностированной ранее стадии Fl ИПЦП/ХГС можно с довольно высокой точностью (AUROC=0,82) предполагать развитие стадии F2. На стадии F2 переход величины ИПЦП/ХГС из области значений выше -8 в в более высокий диапазон значений (>-5) с абсолютной диагностической точностью (AUROC=1,0) позволяет определять развитие стадии F3. Переход F3—>F4 сопровождается падением ИПЦП/ХГС < -5 при AUROC=0,82. При получении сомнительного результата можно было подкрепить эти исследования определением уроня серотонина в сыворотке крови или путем иммуногистохимического подсчета числа С056+/серотонин+ клеток.
ВЫВОДЫ
1. По мере нарастания гистологически регистрируемых признаков повреждения печени по шкале МЕТА VIR у больных ХГВ и ХГС в крови регистрировались иммунологические сдвиги, которые в наибольшей степени касались субпопуляционного состава и функционального состояния CD56+ клеток (ЕК и ЕКТ) и в гораздо меньшей степени - субпопуляций Т-хелперов и цитотоксических Т-клеток.
2. При ХГВ наиболее значимыми для патогенеза фиброзных изменений были падение выработки ИФНа,у и ИЛ-12 как цитокинов противофиброзного действия, а также рост содержания в крови профиброзного цитокина ТФРр.
3. При ХГС на протяжении всех стадий отмечен высокий уровень ИЛ-13, а среди отклонений цитокинов противофиброзного действия у больных ХГС особого внимания заслуживает падение ИФНу, а также выраженный подъем уровня ФНОа на стадии предцирротических изменений (ГЗ).
4. Половозрастные признаки больных и наличие сопутствующих заболеваний качественно не влияли на характер изменений уровней ключевых цитокинов по стадиям фиброзного процесса в печени у больных хроническими гепатитами В и С.
5. При ХГВ корреляционный анализ косвенным образом подтверждает особую роль в формировании фиброза печени цитокинной продукции Т-хелперов, СБ8+ ЕКТ, обеих субпопуляций ЕК, в то время как при ХГС корреляции свидетельствуют о ключевом значении в качестве продуцентов цитокинов С056+ клеток (ЕК и ЕКТ).
6. У больных хроническими гепатитами В и С самостоятельное диагностическое значение имеют уровень ИЛ-10 в крови при раздельной оценки его низких (<15 пг/л) и высоких (> 15 пг/л) значений, а также содержание серотонина в сыворотке крови и в составе СЭ56+ лимфоцитов.
7. Интегральный показатель цитокинового профиля у больных хроническим гепатитом В (ИПЦП/ХГВ) включает оценку ИНФа и ТФРр при примерно одинаковых величинах их весовых коэффициентов и позволяет в процессе мониторинга больных с очень высокой диагностической точностью определять переход фиброза печени на стадии ¥2, РЗ и с умеренной диагностической точностью - на стадии Б1, Б4.
8. Для повышения диагностической точности интегрального показателя цитокинового профиля у больных ХГВ при переходе со стадии Р0 на стадию Н1 можно дополнительно использовать оценку низкого диапазона значений ИЛ-10, а для регистрации перехода со стадии БЗ на стадию ¥4 — оценку низкого и высокого диапазонов значений ИЛ-10, а также содержания серотонина в сыворотке крови и в составе СБ56+ лимфоцитов.
9. Интегральный показатель цитокинового профиля у больных ХГС (ИПЦП/ХГС) включает оценку ИФНа, ИФНу, ИЛ-10, ИЛ-12, ИЛ-13, ФНОа, ТФРр при наиболее высоких весовых коэффициентах у ИФНа, ИЛ-10, ИЛ-13, ФНОа и позволяет в процессе мониторинга больных с высокой
диагностической точностью определять переход фиброза печени на стадию F2,
F3 и с умеренной диагностической точностью на стадии Fl, F4.
10. Для повышения диагностической точности интегрального показателя
цитокинового профиля у больных ХГС при переходе со стадии F3 на стадию F4
можно дополнительно использовать оценку высокого диапазона значений ИЛ-
10, а также содержания серотонина в сыворотке крови и в составе CD56+
лимфоцитов.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. При оценке степени прогрессирования фиброза печени у больных ХГВ и ХГС информативным является неинвазиный иммунологический мониторинг с определением цитокинового профиля пациентов, а также содержания серотонина в сыворотке крови и в составе CD56+ лимфоцитов крови.
2. В ходе иммунологического мониторинга больных хроническим гепатитом В целесообразно использовать следующий алгоритм: (1) определение в сыворотке крови уровней ИНФа, ТФРр, ИЛ-10, серотонина иммуноферментным методом, а также подсчет процента CD56+/серотонин+ клеток крови иммуногистохимическим методом; (2) расчет интегрального показателя цитокинового профиля (ИПЦП/ХГВ) по формуле: ИПЦП/ХГВ = 3,609 + 0,217 * [ИФНа] + 0,192 * [ТФР0]; (3) учет следующих признаков стадий фиброзного процесса: F0 - ИПЦП/ХГВ < -8, ИЛ-10 < 8,5 пг/л; F1 - ИПЦП/ХГВ > -8 и < -4, ИЛ-10 > 8,5 пг/л; F2 - ИПЦП/ХГВ > -4; F3 -ИПЦП/ХГВ < -9; F4 - ИПЦП/ХГВ > -9, ИЛ-10 < 10 пг/л или > 35 пг/л, серотонин < 120 пг/мл, число СВ56+/серотонин+ клеток > 25%.
3. В ходе иммунологического мониторинга больных хроническим гепатитом С целесообразно использовать следующий алгоритм: (1) определение в сыворотке крови уровней ИНФа, ИФНу, ИЛ-10, ИЛ-12, ИЛ-13, ФНОа, ТФРр, серотонина иммуноферментным методом, а также подсчет процента С056+/ссротонин+ клеток крови иммуногистохимическим методом; (2) расчет интегрального показателя цитокинового профиля (ИПЦП/ХГС) по формуле: ИПЦП/ХГС = 5,052 - 0,192* [ИФНа] - 0,006 * [ИФНу] + 0,169 * [ИЛ-10] + + 0,044 * [ИЛ-12] - 0,146 * [ИЛ-13] -0,145 * [ФНОа] - 0,050 * [ТФРР]; (3) учет следующих признаков стадий фиброзного процесса: F0 - ИПЦП/ХГС < -8: F1 - ИПЦП/ХГС > -8; F2 -ИПЦП/ХГС > -8 и < -5, число С056+/ссротонин+ клеток > 30%; F3 - ИПЦП/ХГС > -5, серотонин < 150 пг/мл, число С056+/серотонин+ клеток < 18%; F4 -ИПЦП/ХГС < -5, ИЛ-10 < 18 пг/л, число СП56+/серотонин+ клеток > 22%.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Балмасова, И.П. Иммунологические эффекты серотонина / И.П.Балмасова, Р.И.Сепиашвили, Л.Н.Стаурина // Тезисы докладов VIII Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 230-летию со дня рождения академика К.М.Бэра «Механизмы функционирования висцеральных систем».- 2012. - С. 32.
2. Сепиашвили, Р.И. Серотонин и его иммунофизиологические эффекты / Р.И. Сепиашвили, И.П. Балмасова, Л.Н. Стаурина // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. - 2013. - Т.99, №1. - С. 17-32.
3. Ющук, Н.Д. Интегральный подход к оценке осложнений и исходов инфекционных процессов / Н.Д. Ющук, И.П. Балмасова, ОЛ. Тимченко, Н.Х. Сафиуллина, Л.Н. Стаурина//Здоровье населения и среда обитания. - 2013. -№1 (238).-С. 39-41.
4. Стаурина, Л.Н. Цитокиновый статус больных хроническими гепатитами В и С и фиброз печени / Л.Н.Стаурина, Н.Х. Сафиуллина, А.В.Николаева, И.П. Балмасова // Российский иммунологический журнал. -2013. - Т. 7 (16), № 2-3. - С. 256.
5. Сафиуллина, Н.Х. Сравнительная оценка цитокинового профиля больных хроническими вирусными гепатитами В и С / Н.Х.Сафиуллина, Л.Н. Стаурина, Е.С.Малова, Е.Я.Глазкова, А.А.Рыбкина, О.Ф.Еремина // Российский аллергологический журнал. - 2013. - № 2, часть 2. - С. 261-262.
6. Балмасова, И.П. Цитокиновый профиль больных хроническими вирусными гепатитами В и С. / И.П.Балмасова, Л.Н.Стаурина, Е.С.Малова, Н.Х.Сафиуллина // Аллергология и иммунология. - 2013. - Т. 14 (3). - С. 228.
7. Ющук, Н.Д. «Способ мониторинга фиброзного процесса в печени у больных хроническим гепатитом С» /Н.Д.Ющук, И.П.Балмасова, О.О.Знойко, К.Р.Дудина, Н.Х.Сафиуллина, Е.С.Малова, Л.Н.Стаурина // Заявка на изобретение № 2013145238 от 09.10.2013 г.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
AAC(AAR) -индекс оценки фиброза печени с учетом АсАТ/АлАТ соотношения
АЗКЦТ- антителозависимая клеточная цитотоксичность
АлАТ- аланинаминотрансфераза
АсАТ- аспартатаминотрансфераза
АТ- антитела
вгв- вирус гепатита В
вгс- вирус гепатита С
вич- вирус иммунодефицита человека
ГГТ- гамма-глутамилтранспептидаза
ДИ - доверительный интервал ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота ЕК - естественные киллеры
ЕКТ - субпопуляция Т-лимфоцитов, несущая маркеры естественных киллеров
РЕЗЮМЕ
Диссертация посвящена иммунологической оценке фиброзных изменений в печени у больных хроническими гепатитами В и С и разработке иммунодиагностических критериев фиброза печени у данных больных на основе оценки патогенетического значения цитокинов профиброзного и противофиброзного действия, а также серотонина в их взаимодействии в ходе инфекционного процесса. Разработан новый методический принцип оценки цитокиновых профилей у больных хроническими гепатитами В и С в соответствии со стадиями фиброзного процесса на основе регрессионного анализа, впервые получены количественные критерии стадий фиброзного процесса - интегральные показатели цитокиновых профилей для каждого из указанных заболеваний.
SUMMARY
The dissertation is devoted to the evaluation of the immunological changes in liver fibrosis of chronic hepatitis В and С patients and the creation of immunodiagnostic criteria of fibrosis development in these patients on the basis of the pathogenetic significance of profibrotic and antifibrotic cytokines as well as serotonin in their interactions during infection. A new methodical principle of evaluation of cytokine profiles in chronic hepatitis В and С patients, in accordance with the stages of fibrosis process was based on regression analysis. For the first time the quantitative criteria of fibrosis stages were obtained - the integral indicators of cytokines status for each of the listed diseases.
Подписано в печать 26.10.2013 Формат А5 Бумага офсетная. Печать цифровая. Тираж 70 экз. Заказ № 1358 Типография ООО "Ай-клуб" (Печатный салон МДМ) 119146, г. Москва, Комсомольский пр-т, д.28 Тел. 8(495)782-88-39
Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Стаурина, Лидия Николаевна
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИКО-СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.И.ЕВДОКИМОВА МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РФ»
На правах рукописи 04201364947 УДК 612.017.11:616.36-004-037-02:616.36-002.2
Стаурина Лидия Николаевна
ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФИБРОЗНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ПЕЧЕНИ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМИ ВИРУСНЫМИ ГЕПАТИТАМИ ВИС
14.03.09 - клиническая иммунология, аллергология
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Научный консультант: Академик РАМН, д.м.н., профессор ЮЩУК Николай Дмитриевич
Научный руководитель Д.м.н., профессор БАЛМАСОВА Ирина Петровна
Москва-2013
ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.....................................................................................5
ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................9
ЧАСТЬ I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РОЛИ ЦИТОКИНОВ И СЕРОТОНИНА ПРИ ФИБРОЗЕ ПЕЧЕНИ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМИ ГЕПАТИТАМИ ВИС..........................................................................................16
1.1. Общая оценка проблемы хронических гепатитов В и С...............16
1.2. Патогенез фиброза печени при хронических гепатитах В и С.....20
1.3. Роль цитокинов в развитии фиброза печени при хронических гепатитах В и С...................................................................................................31
1.4. Роль серотонина в регуляции иммунных функций........................40
1.5. Современное состояние диагностики стадий фиброза печени у больных хроническими гепатитами В и С......................................................45
Резюме к главе 1 .......................................................................................53
ЧАСТЬ И. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ................................55
2.1. Объекты исследования......................................................................55
2.2. Методы исследования.......................................................................59
2.2.1. Общеклинические методы исследования..................................59
2.2.2. Гистологический метод исследования......................................59
2.2.3. Методы верификации диагноза ХГВ и ХГС.............................60
2.2.4. Иммунологические методы исследования................................61
2.3. Статистическая и математическая обработка данных...................65
ГЛАВА 3. КЛИНИКО-ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАЛЛЕЛИ И ЦИТОКИНОВО-СЕРОТОНИНОВЫЙ ПРОФИЛЬ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ГЕПАТИТОМ В ПРИ ФИБРОЗЕ ПЕЧЕНИ.......................66
3.1. Кпинико-иммунологическая характеристика больных хроническим гепатитом В на разных стадиях фиброза печени....................66
3.2. Цитокиновый профиль больных хроническим гепатитом В, зависимость от эпигенетических факторов и стадий фиброза печени.........76
3.3. Соответствие фенотипов клеток иммунной системы профилю цитокинов у больных ХГВ на разных стадиях фиброзного процесса..........86
3.4. Серотонин и фиброз печени у больных хроническим гепатитом В.. 93
Резюме к главе 3........................................................................................99
ГЛАВА 4. КЛИНИКО-ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАЛЛЕЛИ И ЦИТОКИНОВО-СЕРОТОНИНОВЫЙ ПРОФИЛЬ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ГЕПАТИТОМ С ПРИ ФИБРОЗЕ ПЕЧЕНИ.....................101
4.1. Клиническая и иммунологическая характеристика больных хроническим гепатитом С на разных стадиях фиброза печени..................101
4.2. Цитокиновый профиль больных хроническим гепатитом С, зависимость от эпигенетических факторов и стадий фиброза печени.......113
4.3. Соответствие фенотипов клеток иммунной системы профилю цитокинов у больных ХГС на разных стадиях фиброзного процесса........122
4.4.Серотонин и фиброз печени у больных хроническим гепатитом С... 130
Резюме к главе 4......................................................................................135
ГЛАВА 5. ЦИТОКИНОВЫЙ ПРОФИЛЬ БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМИ ГЕПАТИТАМИ ВИС КАК ОСНОВА РАЗРАБОТКИ
ИММУНОДИАГНОСТИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ...........................................137
5.1. Сравнительная оценка цитокинового статуса у больных хроническими гепатитами ВиС....................................................................137
5.2. Сравнительная оценка серотонина у больных хроническими гепатитами ВиС..............................................................................................148
5.3. Интегральный подход к оценке цитокинового статуса у больных хроническим гепатитом В...............................................................................152
5.4. Интегральный подход к оценке цитокинового статуса у больных хроническим гепатитом С...............................................................................155
Резюме к главе 5......................................................................................159
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ...................................................................162
ВЫВОДЫ.............................................................................................................177
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.............................................................179
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...................................................................................181
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
AAC (AAR) - индекс оценки фиброза печени с учетом АсАТ/ АлАТ
соотношения
АЗКЦТ - антителозависимая клеточная цитотоксичность
АлАТ - аланинаминотрансфераза
АсАТ - аспартатаминотрансфераза
AT - антитела
ВГВ - вирус гепатита В
ВГС - вирус гепатита С
ВИЧ - вирус иммунодефицита человека
ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения
ГГТ - гамма-глутамилтранспептидаза
ДИ - доверительный интервал
ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота
ЕК - естественные киллеры
ЕКТ - субпопуляция Т-лимфоцитов, несущая маркеры
естественных киллеров
ИЛ - интерлейкин
ИФА - иммуноферментный анализ
ИФН - интерферон
КО - коэффициент отклонения значений показателя от контроля
кПА - килопаскаль
МЕ - международная единица
МКАТ - моноклональные антитела
ММП - матриксная металлопротеиназа
мРНК - матричная рибонуклеиновая кислота
ОШ - относительный шанс
ПЦР - полимеразная цепная реакция
РНК - рибонуклеиновая кислота
5
СККДФ-
т -
-•■per
Тх-
т -
L цтл
ТФР-УЗИ-ФНО-
хгв-хгс-
ЩФ-
aSMA-
APRI-
ARFI-ASPRI-
AUROC-
CD-CDbright -
CDdim -
DN-El, E2 -
F0-F4-
стандартизированный канонический коэффициент дискриминантных функций регуляторные Т-клетки Т-хелперы
цитотоксические Т-клетки трансформирующий фактор роста ультразвуковое исследование фактор некроза опухолей хронический гепатит В хронический гепатит С щелочная фосфатаза альфа-актин гладких мышц
индекс оценки фиброза печени с учетом АсАТ и числа тромбоцитов
акустическая импульсно-волновая эластография
индекс оценки фиброза печени с учетом возраста, размеров
селезенки и числа тромбоцитов
площадь области под ROC кривой, используемая для
оценки соотношения чувствительность/специфичность
метода
кластеры дифференцировки
субпопуляция естественных киллеров с секреторной активностью
субпопуляция естественных киллеров с цитотоксической активностью
дважды негативные клетки (субпопуляция ЕКТ) белки конверта (суперкапсида) - лиганды для рецепторов клетки к вирусу гепатита С стадии фиброза печени по шкале МЕТА VIR
Баз-¥с-
Р1В4-
т-
сиа-
НВсА§ -HBeAg -НВбАВ-НВУ-НВхР -
НСУ-НЬА-А,В,С
НЬАЛЖ-НЬА-Е -
18-1ЫЕ8-
Ш7-
КЖ-К1Л-
медиатор апоптоза на поверхности клеток (АР01, СБ95) фрагмент молекулы иммуноглобулина, обеспечивающий взаимодействие этой молекулы с рецепторами клеток индекс оценки фиброза печени с учетом возраста, АсАТ, АлАТ, числа тромбоцитов
индекс оценки фиброза печени с учетом АсАТ, возраста, холестерина, глюкозы, инсулина, употребления алкоголя в прошлом
индекс оценки фиброза печени с учетом протромбинового индекса, АсАТ, числа тромбоцитов белок (антиген) капсида вируса гепатита В связующий белок (антиген) вируса гепатита В поверхностный белок (антиген) вируса гепатита В вирус гепатита В
дополнительный генный продукт вируса гепатита В, участвующий в онкогенезе вирус гепатита С
молекулы гистосовместимости (классические) I класса человека
молекулы гистосовместимости II класса человека молекулы гистосовместимости (неклассические) I класса человека
иммуноглобулины
область рибосом, к которой прикрепляется РНК вируса гепатита С
интерферон-реактивный фактор сигнального пути интерферона в клетке
киллингингибирующие иммуноглобулиновые рецепторы киллингингибирующие лектиновые рецепторы
МЕТАУШ -
МНС-КГСАМ-
мж.-
ЖХШ)-1ЧКрЗ 0,44,46 ЖК-
N0-N8-
ыос-
81Жт-
ТСЯ-
Т1МР-
тья-
Т11А1Ь-УКЬ-40-
система полуколичественнои гистологической оценки фиброза печени
главный генный комплекс гистосовместимости адгезивная молекула нервных клеток (СБ56) комплекс рецепторов естественной цитотоксичности активирующий рецептор семейства С-лектинов рецепторы естестественной цитотоксичности совокупность ингибирующих и активирующих рецепторов, регулирующих клеточную цитотоксичность оксид азота
неструктурный белок вируса гепатита С кривая, показывающая зависимость количества верно классифицированных положительных примеров от количества неверно классифицированных отрицательных примеров
индекс оценки фиброза печени Шанхайской группы Т-клеточный специфический рецептор тканевой ингибитор маталлопротеиназы 1, препятствующий апоптозу
То11-подобный рецептор, распознающий микробные паттерны
лиганд семейства фактора некроза опухолей, индуцирующий апоптоз
хрящевой гликопротеин-39 как маркер метаболизма костной ткани
ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы
Интерес современных иммунологов к механизмам формирования неблагоприятных исходов при хронических инфекциях вирусами гепатитов В и С очень велик. Известно, что в основе патогенеза воспалительных и фиброзных изменений в печени при хронических гепатитах В и С, а также онкогенеза лежат сложные взаимодействия между вирусом и иммунной системой хозяина [50, 52, 246] и любое повреждение ткани печени при данных инфекциях является иммуноопосредованным проявлением [84, 246].
Актуальность данного направления исследований связана с чрезвычайно широким распространением хронических гепатитов В и С во всем мире, а также их склонностью к развитию угрожающих жизни состояниям.
Так, вирусом гепатита В инфицировано на земном шаре более 400 миллионов человек, около 1 млн. человек ежегодно погибает от заболевания, вызванного этим вирусом [80, 99, 234]. Частота перехода заболевания в хроническую форму у взрослых в странах с умеренной эндемичностью, включая Россию, составляет от 2 до 7% [80, 268]. Частота развития хронического гепатита В с активной репликацией возбудителя и последующим переходом в цирроз печени или гепатоцеллюлярную карциному оценивается на уровне от 15% до 40% [234], а риск такого исхода значительно увеличивается при сопутствующем алкоголизме, наличии в организме других вирусов и пр. [199, 300], что переводит проблему прогнозирования хронического и прогрессивного течения инфекционного процесса в разряд чрезвычайно актуальных для современной медицины.
Не менее актуальна и проблема, свяязанная с инфицированиеи
вирусом гепатита С (ВГС). Эта категория инфекционных процессов также
характеризуется очень широкой распространенностью во всем мире (около
200 миллионов человек), высоким уровнем хронизации процесса с
9
неблагоприятными исходами в цирроз или рак печени, которая достигает [80, 99, 234]. Хронический гепатит С (ХГС) является лидером среди гепатотропных инфекций в развитых странах, где инфицировано до 2% популяции, и составляет около 60% клинических случаев среди всех хронических заболеваний печени в мире. В России число инфицированных ВГС составляет не менее 2 миллионов человек [9, 83]. Острая ВГС-инфекция в 25-40% случаев протекает субклинически и в 75-85% случаев завершается формированием хронической формы заболевания [195, 200]. Частота неблагоприятных исходов хронического гепатита С колеблется в пределах 20-50% для цирроза печени и 20-30% для гепатоцеллюлярной карциномы [9, 198,201,234].
С социально-экономической точки зрения актуальность проблемы хронических гепатитов В и С связана со значительными бюджетными затратами на диспансерное наблюдение за больными при дорогостоящем диагностическом сопровождении их мониторинга [80,268].
Прогрессирование хронических гепатитов В и С патогенетически тесно связано с началом фиброзных изменений в печени, обусловленных сложными взаимодействиями между вирусом, тканью печени и иммунной системой хозяина [50, 52, 246]. В связи с этим принципиально важными представляются своевременная диагностика дебюта фиброза печени и динамическое определение стадий его рапзвития при минимальном риске для здоровья пациента.
С клинических позиций «золотой стандарт» диагностики фиброзного процесса в виде биопсии печени небезопасен для больного [199, 300], а многочисленные способы неинвазивной диагностики фиброза печени не всегда точны, требуют сочетания нескольких тестов [68, 81, 268, 304] и нуждаются в пополнении новыми эффективными диагностическими приемами, наиболее полно отражающими патогенез фиброзных изменений в
печени и вполне доступными для мониторнга больных как с методической, так и с экономической точек зрения.
Известно, что фиброзные процессы в печени у больных хроническими гепатитами В и С во многом зависят от соотношения в организме больного цитокинов профиброзного и противофиброзного действия [3].
В частности, было показано, что прогрессированию фиброза печени в немалой степени способствуют цитокины, связанные с СБ4+ Тх2 иммунным ответом (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-13, ИЛ-21), в то время как противофиброзными свойствами обладают ТХ1-ассоциированные цитокины ИФНу и ИЛ-12 [3]. Особенно выраженным профиброзным действием характеризуется трансформирующий фактор роста (3 (ТФРр), который через рецепторы на мембране миофибробластов в значительной мере влияет на транскрипцию генов, отвечающих за синтез проколлагена I и III [3, 20]. В свою очередь, секреция ТФРр макрофагами эффективно индуцируется ИЛ-13 [286]. Очень важную функцию блокады фиброзных изменений в печени выполняет ИЛ-10, действие которого показано на многочисленных моделях, в том числе и при ХГС [297].
В то же время современный этап использования цитокинового профиля для неинвазивной диагностики фиброза печени у больных хроническим гепатитом В и С [23, 27, 33, 294] характеризуется недостаточным уровнем внедрения в широкую клиническую практику, что оставляет указанную задачу в разряде актуальных проблем инфектологии и клинической иммунологии.
Цель исследования
Разработать иммунодиагностические критерии фиброза печени у больных хроническими гепатитами В и С на основе интегрального подхода к оценке патогенетического значения цитокинов профиброзного и противофиброзного действия, а также показателей серотонина крови
Задачи исследования
1. Определить клинико-иммунологический статус больных хроническими гепатитами В и С на разных стадиях фиброзного процесса, включая оценку симптомов заболевания, фенотипическую характеристику лимфоцитов и уровни цитокинов профиброзного и противофиброзного действия.
2. Установить влияние пола, возраста, наличия сопутствующих заболеваний на цитокиновый статус больных хроническими гепатитами В и С при разной степени выраженности фиброзного процесса.
3. Охарактеризовать соотношение между фенотипом клеток иммунной системы и цитокиновым статусом больных хроническими гепатитами В и С на разных стадиях фиброза печени.
4.0ценить патогенетическое значение отдельных цитокинов профиброзного и противофиброзного действия, а также свободного и внутриклеточного серотонина крови для идентификации стадий фиброза печени у больных хроническими гепатитами В и С.
5. Разработать интегральные показатели цитокинового профиля для идентификации стадий фиброза печени у больных хроническими гепатитами В и С.
6. Обосновать диагностическое значение интегральных показателей цитокинового профиля и других вспомогательных критериев при мониторинге больных хроническими гепатитами В и С.
Научная новизна
При выполнении диссертационных исследований впервые:
Проведено исследование цитокиновых профилей больных хроническими гепатитами В и С на разных стадиях фипброза печени с четким разграничением цитокинов профиброзного и противофиброзного действия.
Выявлена корреляционная зависимость дифференцированно при хронических гепатитах В и С между уровнями цитокинов профиброзного и противофиброзного действия, с одной стороны, и субпопуляционным составом СБ56+ лимфоцитов, а также экспрессией этими клетками различных регуляторных рецепторов и маркеров, с другой стороны.
Установлено, что при наличии сдвигов цитокиновых профилей у больных хроническими гепатитами В и С в соответствии со стадиями фиброзного процесса для разработки критериев их определения недостаточна оценка уровней отдельных цитокинов.
Разработан новый методический принцип оценки цитокиновых профилей у больных хроническими гепатитами В и С в соответствии со стадиями фиброзного процесса на основе регрессионного анализа.
На основе цитокиновых профилей у больных хроническими гепатитами В и С получены количественные критерии стадий фиброзного процесса -интегральные показатели цитокиновых профилей для каждого из указанных заболеваний.
Показано, что в патогенезе и диагностике фиброзных изменений печени у больных хроническими гепатитами В и С определенное значение могут иметь уровень серотонина сыворотки крови и содержание этого моноамина в соста