Автореферат и диссертация по медицине (14.01.09) на тему:Клинико-патогенетическое значение формирования антитоксических иммунных комплексов при острых кишечных инфекциях

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПЕРВЫЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И.М.СЕЧЕНОВА

На правах рукописи

04201450446

Андрекайте Наталья Алексеевна

«Клинико-патогенетическое значение формирования антитоксических иммунных комплексов при острых кишечных инфекциях»

14.01.09 - инфекционные болезни

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Белая Ольга Федоровна

Москва - 2013 г.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БПОН - бактериальное пищевое отравление неуточненное

Д.б. - дни болезни

ОКИ - острые кишечные инфекции

ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы

РКА - реакция коагглютинации

Холерн. - холерный энтеротоксин

ШТ - Шига токсин

ДифА - энтеротоксин А С. difficile

ДифВ - цитотоксин В С.difficile

Перфр. - энтеротоксин типа A C.perfringens

ФНОа - фактор некроза опухоли а

ИЛ 1(3 - интерлейкин 1 (3

ИЛ4 - интерлейкин 4

ИЛ 10 - интерлейкин 10

PAMPs - патоген-ассоциированные молекулярные структуры

ЦК - цитокины

КФ - копрофильтрат

ЛПС - липополисахарид

ЛИИ - лейкоцитарный индекс интоксикации

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ ..........................................................................6

ЧАСТЬ I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Современные представления о клинико-патогенетическом

значении иммунных комплексов, сформированных с участием экзотоксинов возбудителей кишечных инфекций.............................. 13

Глава 2. Роль экзотоксинов возбудителей в патогенезе бактериальных кишечных инфекционных заболеваний.......................................... 19

ЧАСТЬ II. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава 3. Клиническая характеристика обследованных больных............35

3.1. Общая характеристика больных...............................................................35

3.2. Клинико-лабораторная характеристика больных

бактериологически подтвержденным сальмонеллезом........................37

3.3. Клинико-лабораторная характеристика больных

бактериологически подтвержденным шигеллезом..............................39

3.4.Клинико-лабораторная характеристика больных бактериальным пищевым отравлением

неустановленной этиологии.........................................................41

Глава 4. Материалы и методы исследований......................................46

Глава 5. Этиологическая структура заболеваний

у обследованных больных...........................................................52

Глава 6. Частота выявления и уровни маркеров экзотоксинов возбудителей в составе циркулирующих иммунных комплексов сыворотки крови у больных острыми кишечными инфекциями

в динамике заболевания...............................................................54

6.1. Частота встречаемости маркеров токсинов в циркулирующих иммунных комплексах сыворотки крови у больных острыми

кишечными инфекциями.............................................................54

6.2. Средние значения уровней маркеров токсинов возбудителей в составе циркулирующих иммунных комплексов сыворотки крови больных острыми кишечными инфекциями

в динамике заболевания................................................................56

6.3. Средние уровни маркеров токсинов возбудителей кишечных инфекций в копрофильтратах больных острыми кишечными и.нфекциями в динамике заболевания.............................................60

6.4.Сопоставление динамики изменения уровней маркеров отдельных токсинов в копрофильтратах и циркулирующих

иммунных комплексах в общей группе больных................................63

Глава 7. Частота выявления и уровни ФНОа, ИЛ1Р, ИЛ4 и ИЛ 10 в сыворотке крови в динамике заболевания у больных

острыми кишечными инфекциями .................................................68

Глава 8. Особенности уровня и динамики 1§0-иммунных комплексов, выявления маркеров токсинов в составе циркулирующих иммунных комплексов и копрофильтратах, клинико-лабо-раторные показатели у больных острыми кишечными инфекциями с разными уровнями и спектром выявляемых провоспалительных

(ФНОа, ИЛ1Р) и противовоспалительных (ИЛ4, ИЛ 10) цитокинов...........73

8.1. Уровни в динамике заболевания и спектр изученных цитокинов в 5 группах больных острыми кишечными инфекциями, сформированных в зависимости от уровня ИЛ4 в разгар заболевания....................74

8.2. Динамика уровней маркеров токсинов возбудителей в составе циркулирующих иммунных комплексов сыворотки крови у больных острыми кишечными инфекциями в группах, сформированных

в зависимости от присутствия ИЛ4 и других цитокинов........................77

8.3.Средние уровни маркеров токсинов возбудителей в копрофильтратах у больных острыми кишечными инфекциями в группах, сформированных в зависимости от присутствия ИЛ4 и других цитокинов......92

8.4. Средние уровни ^в-иммунных комплексов в сыворотке

крови и копрофильтратах больных острыми кишечными

инфекциями и корреляции этих показателей...................................103

8.5. Показатели токсической нагрузки у больных острыми кишечными инфекциями в копрофильтратах и её связь с уровнями IgG-иммунных комплексов в сыворотке крови....................................106

8.6. Соответствие специфичности маркеров токсинов, выявленных в составе циркулирующих иммунных комплексов сыворотки

крови и в копрофильтрате.........................................................110

8.7. Клинико-лабораторные показатели в 5 группах больных острыми кишечными инфекциями с различными уровнями

ИЛ 4 в разгар заболевания...........................................................113

Глава 9. Влияние проводимой антибактериальной терапии на уровни антитоксических циркулирующих иммунных комплексов в связи с клинико-лабораторными показателями............................................117

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................123

ВЫВОДЫ................................................................................141

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ........................................143

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................144

ВВЕДЕНИЕ.

В структуре инфекционной патологии острые кишечные инфекции занимают одно из ведущих мест. Проблема ОКИ остается одной из наиболее актуальных в современной инфекционной патологии человека и практического здравоохранения [18, 19, 26, 42, 50, 56, 57, 58, 59, 67, 70, 71, 73, 74, 80, 83, 86]. Среди ОКИ значительный удельный вес принадлежит бактериальной дизентерии, сальмонеллезу, пищевым токсикоинфекциям, а также инфекциям, вызываемым условно-патогенными бактериями. Верификация диагноза ОКИ до настоящего времени трудна, недостаточно разработана и не всегда убедительна [8,9,26,27,31,88].

Основным показателем, позволяющим оценивать степень тяжести ОКИ, является выраженность синдрома интоксикации (СИ), который в свою очередь оценивается по совокупности клинических наблюдений и лабораторных данных. Тяжесть течения и продолжительность СИ определяется уровнем и сроками циркуляции в кровотоке специфических эндотоксинов возбудителей (липополисахаридов), тейхоевых и липотейхоевых кислот, пептидогликанов и других структурных компонентов клеточной стенки микробов и другими РАМРб, способными взаимодействовать с различными ТТЛ клеток хозяина. СИ имеет типичные клинические проявления и встречается практически при всех инфекционных заболеваниях [24,34, 52,53,60,62].

Специфические белковые токсины возбудителей кишечных инфекций также имеют несомненное значение в развитии синдрома интоксикации. Однако, методы их выявления у возбудителей и в организме больного немногочисленны, трудны в постановке и используются редко [3, 4, 12, 34, 38, 39, 266]. Токсин-опосредованная обусловленность патогенеза инфекционных заболеваний находит все больше подтверждений в экспериментальных и клинических исследованиях [23,153].

При изучении межклеточных взаимодействий в иммунной системе в норме и при инфекционном заболевании, сопровождающемся синдромом интоксикации, широко используются качественные и количественные характеристики цитокинов, продуцируемых клетками в ответ на активацию [54].

ЛПС вызывает выработку ряда цитокинов. Прежде всего ФНОа и ИЛ1 и ИЛ6.

Эти цитокины активируют каскад вторичных медиаторов воспаления, последовательно ведущий к повреждению эндотелия, гемодинамическим и метаболическим нарушениям. В то же время индуцируется экспрессия противовоспалительных цитокинов - ИЛ4 и ИЛ10 [25, 38, 40, 41, 43, 60, 61, 62, 110, 127,133,257,269,397].

В результате продукции специфических антител к антигенам возбудителя в организме больных ОКИ местно (в кишечнике) и в циркуляции наблюдается формирование иммунных комплексов [4, 11, 21, 87, 117, 244, 356]. Эти комплексы связывают токсины, что снижает интоксикацию и способствует их поглощению макрофагами, с другой стороны, они могут оказывать патогенное действие при определенных заболеваниях [37, 69, 82,99, 109, 111,114, 178, 180, 187, 192, 193,256, 270,281 ]. Интерес к их изучению поддерживается установленными возможностями их исследования в целях модуляции иммунного ответа и в терапевтических и профилактических целях [62,90,95,120,210,222,308].

Вопросы выявления специфических токсинов возбудителей в организме больных (Л ПС различной специфичности и истинных токсинов), продукции антитоксических антител к истинным токсинам, скорости и интенсивности формирования специфических комплексов антиген - антитело (ЦИК) изучены недостаточно [31, 214,269].

В этой связи представляет несомненный интерес изучение динамики формирования специфических антитоксических иммунных комплексов, их уровня, присутствия в их составе маркеров ряда наиболее важных токсинов возбудителей кишечных инфекций (Шига токсина, токсинов А и В С. difficile, энтеротоксина типа А С.perfringens, холерного энтеротоксина) у больных бактериальными ОКИ.

Цель работы - изучить клинико-патогенетическое значение антитоксических иммунных комплексов в крови больных острыми кишечными инфекциями в зависимости от уровней маркеров токсинов в кале и особенностей спектра про- и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови.

Задачи исследования

1. Установить частоту встречаемости и уровни маркеров токсинов возбудителей кишечных инфекций в составе циркулирующих иммунных комплексах сыворотки крови в динамике заболевания ОКИ.

2. Определить зависимость уровней антитоксических ЦИК в сыворотке крови от уровней маркеров токсинов в копрофильтратах и суммарной токсической нагрузки (О-антигенами и экзотоксинами) на организм у больных ОКИ.

3. Исследовать уровень и динамику средне-молекулярных ^О-иммунных комплексов в копрофильтратах и сыворотке крови, включающие антитоксические специфические иммунные комплексы.

4. Определить частоту выявления, спектр и уровни провоспалительных (ФНОа и ИЛ 1(3) и противовоспалительных (ИЛ4 и ИЛ 10) цитокинов в сыворотке крови больных в динамике заболевания.

5. Выявить особенности формирования антитоксических ЦИК у больных ОКИ с различным спектром и уровнями цитокинов ФНОа, ИЛ1(3, ИЛ4 и ИЛ10.

6. Изучить особенности клинической картины и воспалительных изменений в крови у больных с различным уровнем антитоксического иммунного ответа.

7. Установить клинико-патогенетическое значение антитоксических ЦИК, включающих маркеры бактериальных токсинов, с учетом показателей цитокинов, токсической нагрузки и клинико-лабораторных данных.

Научная новизна

ч Впервые проведены комплексные исследования антитоксических ЦИК и

наряду с исследованием О-антигенов и маркеров токсинов в кале, определением токсической нагрузки, спектром и уровнями провоспалительных ФНОа и ИЛ 1(3 и противовоспалительных ИЛ4 и ИЛ 10

цитокинов в сыворотке крови, а также анализом клинико-лабораторных показателей, характеризующих интоксикационный синдром, воспаление и диарейный синдром у больных острыми кишечными инфекциями.

Получены новые научные данные, дополняющие представления о патогенезе бактериальных ОКИ, в частности, частоте, динамике и специфичности формирующихся ЦИК, влиянии на этот процесс токсической нагрузки организма со стороны ЛПС/О-антигенов и особенностей цитокинового ответа при острых кишечных инфекциях.

Установлено, что при равной тяжести интоксикации и показателей воспаления (воспалительной реакции крови) больные с циклически благоприятным течением ОКИ значительно различаются иммунологически (формированием ЦИК, в том числе антитоксических) и цитокиновым ответом, что отражает, по-видимому, уровень и характер компенсаторных реакций организма: на уровне местного воспалительного процесса в кишечнике или с привлечением элементов системного ответа.

Установлена достаточно высокая частота выявления в ЦИК сыворотки крови маркеров Шига токсина, токсинов А и В С.difficile, энтеротоксина типа A C.perfringens (59,33%, 57,33%, 37,33% и 34,66% проб, соответственно). В разгар заболевания уровни маркеров всех токсинов превышали таковые в контроле, наиболее высокими были уровни токсинов А и В С. difficile, несколько ниже - Шига и перфрингенс энтеротоксина, самым низким - уровень холерного энтеротоксина. В динамике заболевания уровни в ЦИК маркеров токсина Шига и C.perfringens токсина достоверно нарастали, а маркеров токсинов А и В С. difficile снижались.

При сравнении динамики колебаний уровней маркеров токсинов в КФ и ЦИК установлены индивидуальные особенности для разных токсинов: относительно позднее накопление антишигатоксических ЦИК, быстрое падение исходно высоких уровней в ЦИК маркеров токсинов А и В С. difficile (на фоне длительной циркуляции их в кале), постоянное

нарастание уровней маркера перфрингенс токсина в ЦИК (на фоне наиболее высоких его уровней в кале).

Частота выявления и уровни маркеров токсинов в составе ЦИК коррелировали с выраженностью синдрома интоксикации, в частности лихорадкой и диареей.

Представлена дополнительная диагностическая значимость определения маркеров токсинов в кале и ЦИК для оценки степени интоксикации, выявлении этиологии заболевания, контроля эффективности лечения и формированием специфического иммунного ответа.

Впервые обоснована важность выявления противовоспалительных ИЛ4 в высоких концентрациях и ИЛ 10, уровни которых в сыворотке крови в разгар заболевания могут служить показателем присутствия в сыворотке провоспалительных ФНОа и ИЛ 1(3, а также показателями высокой токсической нагрузки организма и определять динамику отсроченного (сниженного) формирования антитоксических ЦИК.

Впервые на основании определения маркеров токсинов в кале и ЦИК установлено нарастание уровней антишигатоксических ЦИК на фоне лечения ципрофлоксацином, в отличие от маркеров других токсинов, в то время как без приема данного препарата уровни маркера снижались.

Практическая значимость работы

Установлена высокая информативность диагностики и дифференциальной диагностики ОКИ: выявление О-антигенов основных возбудителей кишечных инфекций (шигелл, сальмонелл, иерсиний, кампилобактерий, маркеров токси-нов клостридий), а также в качестве поливалентных маркеров в раннем периоде заболевания - маркеры Шига токсина и холерного энтеротоксина.

Выявление в диагностическом титре (>1:8) маркеров Шига токсина, токсинов А и В клостридий диффициле, энтеротоксина типа А клостридий

перфрингенс и холерного энтеротоксина в реакции коагглютинации на планшетах представляет возможность оценки уровня антитоксического иммунного ответа при инфекционных заболеваниях, вакцинации, при научных исследованиях иммунного ответа.

Оценка результатов одновременного выявления маркеров в кале и составе ,, ЦИК чрезвычайно важна в случаях необходимости исключения присутствия

«анамнестических» антитоксических ЦИК при характеристике иммунного ответа у больных острыми кишечными инфекциями.

Соотношение уровней ИЛ4 и ИЛ 10 может служить косвенным признаком токсической нагрузки организма и присутствия в сыворотке крови других цитокинов - ФНОа и ИЛ 1(3.

Апробация работы

Диссертация апробирована на совместном заседании сотрудников кафедры инфекционных болезней МИФ и лаборатории по изучению токсических и септических состояний НИИ Молекулярной медицины ГБОУ ВПО Первого МГМУ им. И.М. Сеченова МЗ РФ, (заведующий кафедрой - д.м.н., профессор Е.В.Волчкова; зав. лабораторией д.м.н., профессор О.Ф. Белая) 28 июня 2012 года.

Тема диссертационной работы является фрагментом комплексной темы НИР «Совершенствование методов профилактики, диагностики, лечения и эпидемиологического надзора за паразитарными и инфекционными заболеваниями». Номер госрегистрации 01200907149.

Рекомендации, полученные в результате исследования, внедрены в практику преподавания курса инфекционных болезней на кафедре

ч ч

инфекционных болезней Первого Московского Государственного Медицинского Университета им. И.М.Сеченова МЗ РФ.

Материалы диссертационной работы были представлены и доложены: Шестнадцатая и Семнадцатая Российская гастроэнтерологическая неделя (Москва, 2010 и 2011 гг.); Первый Конгресс Евро-Азиатского общества по инфекционным болезням (Москва, 2010 г.); XVII Российский национальный Конгресс «Человек и лекарство» (Москва, 2010 г.); Международная конференция «Развитие научных исследований и надзор за инфекционными заболеваниями» (Санкт-Петербург, 2010 г.); П-У Ежегодных Всероссийских Конгре�