Автореферат и диссертация по медицине (14.03.09) на тему:Особенности формирования у взрослых гуморального иммунитета к вирусу Varizella zoster

ДИССЕРТАЦИЯ
Особенности формирования у взрослых гуморального иммунитета к вирусу Varizella zoster - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Особенности формирования у взрослых гуморального иммунитета к вирусу Varizella zoster - тема автореферата по медицине
Казанова, Александра Сергеевна Москва 2013 г.
Ученая степень
кандидата медицинских наук
ВАК РФ
14.03.09
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Особенности формирования у взрослых гуморального иммунитета к вирусу Varizella zoster

КАЗАНОВА АЛЕКСАНДРА СЕРГЕЕВНА

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ У ВЗРОСЛЫХ ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА К ВИРУСУ VARICELLA

ZOSTER

14.03.09 —Клиническая иммунология, аллергология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

16 МАЙ 2013

005058708 Москва-2013

005058708

Работа выполнена в ФГБУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» РАМН

Официальные оппоненты:

Урываев Леонид Викторович, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАМН, заместитель директора по научной работе ФГБУ «НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского» Минздрава России

Семенков Виктор Фадеевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией возрастной иммунологии и аллергологии филиала РНИИМУ им. Н.И. Пирогова НКЦ геронтологии Минздрава России

Ведущая организация: ФГБУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Защита диссертации состоится 23 мая 2013 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 001.035.01 при ФГБУ «НИИВС им. И.И. Мечникова» РАМН по адресу: 105064, Москва, Малый Казеный пер., д_5а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «НИИВС им. И.И. Мечникова» РАМН.

Автореферат разослан апреля 2013г. Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук Яковлева Ирина Владимировна

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Лавров Вячеслав Федорович

доктор медицинских наук, профессор Кузин Станислав Николаевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Вирус ветряной оспы и опоясывающего герпеса (Varicella zoster virus - VZV) вызывает у человека, чаще в детском возрасте, заболевание ветряной оспой, а затем пожизненно персистирует в организме хозяина, иммунная система которого вынуждена постоянно адаптироваться к возбудителю. По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) 99,6% взрослого населения инфицированы VZV [Kilgore P.E., 2003]. С учетом стабильно высокой заболеваемости (554,8 случая на 100000 населения в год в РФ, 2011), а также неврологических и офтальмологических осложнений ветряную оспу относят к опасным заболеваниям [Guess НА, 1986]. Ведущую роль в защите от ветряной оспы играет гуморальное звено иммунитета [Michalik D.E., 2008; Gershon А., 2008], ряд аспектов которого нуждается в изучении. VZV высоко консервативен, в мире циркулирует один серотип вируса [Kinchin gton P.R., 1995]. Таким образом, особенности иммунных реакций к VZV при повторных контактах с вирусом, в большей степени отражают изменения в иммунной системе хозяина, чем реакцию на смену антигенной структуры вируса. Благодаря этому, VZV-инфекция оптимальна для изучения особенностей формирования гуморального адаптивного иммунитета при хронических инфекциях человека.

Включение в иммунизационные программы многих стран профилактики ветряной оспы живой вакциной привело к значительному снижению заболеваемости и смертности от этой инфекции [Roush S.W., 2007]. В России вакцинопрофилакгика ветряной оспы осуществляется на региональном уровне. При этом известно, что у части привитых или ранее переболевших ветряной оспой лиц возникает повторное заболевание, факторы риска развития которого до настоящего времени не установлены.

С возрастом у человека, ранее инфицированного диким или вакцинным штаммом VZV, увеличивается опасность реактивации вируса и развития опоясывающего герпеса. Отмечено, что в ряде случаев иммунный ответ подавляет

кожные проявления VZV-инфекции, возникает Zoster Sine Herpete (опоясывающий герпес без высыпаний) {Gilden D.H., 2010]. Диагностика болезни в этом случае затруднена, что требует разработки новых подходов к верификации VZV-инфекции. Без сыпи может протекать и вирусиндуцированное поражение сосудов головного мозга - VZV-васкулопатия [Gilden DJ!., 2002], что также актуализирует лабораторную диагностику атипичной VZV-инфекции у больных с поражениями ЦНС. Результаты подобных исследований позволят улучшить контроль над VZV-инфекциями и оптимизировать их вакцинопрофилактику.

Цель исследования: изучение особенностей формирования гуморального иммунного ответа при первичном заражении вирусом Varicella zoster, реактивации вируса и вакцинопрофилактике ветряной оспы.

Задачи исследования:

1. Провести анализ эффективности серологической и ГЩР-диагностики инфекции, возникающей вследствие реактивации вируса Varicella zoster, и разработать новый подход к ее выявлению, основанный на анализе продукции анти-VZV IgG в культуре мононуклеаров периферической крови (МПК).

2. Определить наличие специфичных к VZV IgG-антител и степень их авидности у здоровых добровольцев разных возрастных групп.

3. Оценить эффективность вакцинопрофилактики ветряной оспы в эпидемическом очаге и влияние исходного гуморального иммунитета к VZV на поствакцинальный иммунный ответ.

4. Изучить роль факторов, влияющих на противовирусный иммунитет (продукцию у-интерферона и уровень кортизола), в развитии реактивации VZV.

5. Провести анализ частоты возникновения субклинической Varicella zoster вирусной инфекции среди больных с признаками поражения ЦНС (с ишемическим инсультом и психической патологией) и здоровых доноров.

Научная новизна

Разработан высокоэффективный (97,4%) подход к диагностике вторичной VZV-инфекции, основанный на анализе спонтанной продукции специфичных антител в культуре МПК. Дана оценка эффективности (59%) выявления

серологических маркеров УгУ-инфекции к гликопротеину Е и к У2У) у больных опоясывающим герпесом.

Исследованы показатели авидности анамнестических ^О-антител к У2М у здоровых добровольцев разных возрастных групп.

Определен фактор риска повторного заболевания ветряной оспой, проявляющийся циркуляцией в крови постинфекционных анти-У2У 1§М, двукратно превышающих уровень низкоавидных (ИА<35%) анти-УгУ 1£0.

Выявлена зависимость типа гуморального иммунного ответа у людей, вакцинированных против ветряной оспы, от исходного ИА анти-УгУ ^О в сыворотке крови.

Установлено, что субклиническая инфекция вследствие реактивации развивается достоверно чаще у лиц с патологией ЦНС, чем у практически здоровых людей.

Показано, что реактивация УХУ у взрослых ассоциирована с повышением уровня кортизола в сыворотке крови и снижением продукции у-интерферона в культуре МПК.

Установлено, что у людей при реактивации УгУ развивается перекрестная реактивность продуцируемых антител к вирусу простого герпеса 1 и 2 типов.

Практическая значимость Новый подход, основанный на анализе продукции анти-У2У в культуре МПК, позволит улучшить диагностику атипичных форм У2У-инфекции.

Выявление в сыворотке крови анти-УгУ превышающих по титру анамнестические низкоавидные анти-УгУ позволит определить контингент лиц, нуждающихся в вакцинации для профилактики повторной ветряной оспы.

Полученные данные о частоте субклинической У2У-инфекции у лиц с поражениями ЦНС расширяют представления о патогенезе этих заболеваний и могут быть использованы для коррекции их терапии.

Положения, выносимые на защиту 1. Разработан новый подход к диагностике острой УгУ-инфекции, основанный на анализе спонтанной продукции анти-УгУ 1§0 в культуре МПК, эффективность

которого превосходит серологический (ИФА) и молекулярно-генетический (ПЦР) методы диагностики.

2. Преимущественный тип гуморального иммунного ответа у лиц, вакцинированных против ветряной оспы, зависит от исходного индекса авидности (ИА) анамнестических анти-У2У ^ Наличие антител с ИА<50% предполагает реализацию иммунного ответа по вторичному ДО-типу, а с ИА>50% -преимущественно по первичному типу.

3. Гуморальный иммунитет после первичного инфицирования УгУ, включающий циркуляцию анш-УгУ Ш, двукратно и более превышающих по уровню низкоавидные ДО антитела, связан с риском развития повторной ветряной оспы.

4. Повышение концентрации кортизола в сыворотке крови и снижение продукции 7-интерферона в культуре МПК, ассоциировано с развитием инфекции вследствие реактивации УгУ.

5. Субклиническая форма инфекции вследствие реактивации достоверно чаще развивается у лиц с сосудистыми нарушениями ЦНС и больных психической патологией, чем у практически здоровых людей.

Апробация материалов диссертации и публикации Основные положения и результаты работа доложены на IV Ежегодном всероссийском конгрессе по инфекционным болезням (Москва, 2012), X съезде ВНПОЭМП «Итоги и перспективы обеспечения эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации» (Москва, 2012), Юбилейной всероссийской научной конференции «Отечественная эпидемиология в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2012), ХУП Всероссийской научно-практической конференции «Интеграция в лабораторной медицине» - 3 место в конкурсе работ молодых ученых (Москва, 2012), П Всероссийской научной конференции молодых ученых «Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия» (Санкт-Петербург, 2012), научной конференции молодых ученых ФГБУ «НИИВС им. ИЛ.Мечникова» РАМН (Москва, 2011, 2012), ХУШ Всероссийской научно-практической конференции

«Аналитическая надежность и диагностическая значимость лабораторной медицины» (Москва, 2013) - 2 место в конкурсе работ молодых ученых

По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 157 страницах, иллюстрирована 12 таблицами, 5 рисунками, состоит из введения, обзора литературы, главы материалов и методов исследования, трех глав результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов и списка литературы, содержащего 140 источников (4 - отечественных, 136 — зарубежных).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Клиническое обследование пациентов проводили на базе лаборатории диагностики вирусных инфекций НИИВС им И.И.Мечникова РАМН, в КИБ №1, ГКБ №4, в клинике Научного Центра Психического Здоровья РАМН, в центре «МИАЛ-Олимп» и в Медицинской службе МВД РФ.

Пациенты, принимавшие участие в исследовании:

1. Больные опоясывающим герпесом (N=72) обследовались однократно: 33 пациента серологически, ещё 39 пациентов обследовались комплексно (серология, ПЦР, оценка продукции антител в культуре МПК).

2. Здоровые доноры (N=65) комплексно обследованы однократно.

3. Военнослужащие (N=68) срочной службы во внутренних войсках МВД РФ. Из них 36 солдат, вакцинированных против ветряной оспы, обследованы серологически в динамике, а 32 невакцинированных солдата - однократно.

4. Беременные (N=91) серологически обследованы однократно.

5. Пациенты с острым нарушением мозгового кровообращения (N=32). 18 человек с ишемическим инсультом серологически обследованы в динамике: в 1—3 дня от ишемии, через 1 и 3 месяца. Еще 14 пациентов в первые 24 часа острого нарушения мозгового кровообращения однократно обследованы комплексно (ПЦР, ИФА сыворотки крови и супернатанта культуры МПК).

6. Больные депрессией или эндогенным психозам (N=38) однократно обследованы комплексно (ПЦР, ИФА в сыворотке крови и в культуре МПК).

Вакцинный препарат. 36 солдатам однократно проведена профилактика ветряной оспы живой вакциной «Окавакс» (Aventis-Pasteur, Франция).

Иммуноферментный анализ. Концентрацию анти-VZV IgG, IgM и IgG к гликопротеину Е (gE) VZV в сыворотке крови и в супернатаите культуры МПК определяли с помощью иммуноферментных тест-систем (ИФТС) производства ЗАО «Векторбест» (РФ): «Веето VZV - IgG», «Векто VZV - IgM» и «Векто gE-VZV -IgG», а также ИФТС производства «Эколаб» (РФ): «ИФА-Ветряная ocna-IgG» и «ИФА-Ветряная ocna-IgM». IgG-антитела к вирусу простого герпеса 1 и 2 типов (ВПГ-1 и -2) и индекс их авидности в сыворотке крови и супернатаите культуры МПК определяли на ИФТС «ВПГ1-диагност», «ВПГ2-диагност» (Биосервис). Специфичные к ВПГ-1 и ВПГ-2 IgM антитела выявляли с помощью лабораторного варианта ИФТС, включающего ВПГ-1 и ВПГ-2 иммуносорбент (ЗАО «Биосервис») и конъюгат меченных пероксидазой хрена мышиных антител к человеческому IgM (ЗАО «Эколаб»). Данные, полученные на ИФТС производства «Векторбест» и «Биосервис», выражали в единицах оптической плотности (ед. ОП), на ИФТС производства «Эколаб» - в ед.ОП и титрах, определенных по калибровочному графику ИФТС.

Концентрацию кортизола в сыворотке крови определяли методом конкурентного ИФА на «ИммуноФА-КОРТИЗОЛ» (НВО «Иммунотех», Москва) и оценивали по калибровочному графику, построенному по внутренним образцам ИФТС с известной концентрацией кортизола в нмоль/л. Уровень кортизола >638 нмоль/л считали повышенным.

Уровень у-интерферона и интерлейкина-4 оценивали в надосадочной жидкости культуры МПК сэндвич вариантом ИФА на ИФТС «РгоСоп IF gamma», «ProCon IL4» (Протеиновый контур, Санкт-Петербург). По кривой зависимости оптической плотности от концентрации цитокинов в референтных образцах ИФТС определяли их уровень в исследуемом образце (в пг/мл). Анализ проводили в соответствии с методическими рекомендациями производителей тест-систем.

Оценку авидности IgG-антител к VZV осуществляли по методу, предложенному Kneitz R и соавт., 2004. Сыворотку крови инкубировали в двух лунках, после чего одну лунку отмывали 3 минуты 4М раствором гидроперита, под воздействием которого антитела с меньшим сродством к антигенам VZV диссоциировали из комплекса VZV-IgG, а вторую лунку фосфатно-солевым буфером (ФСБ). Индекс авидности (ИА) анти-VZV IgG определяли как отношение оптической плотности (ОП) среды в лунке с гидроперитом к ОП лунки с ФСБ и выражали в %. Авидность считали низкой при ИА менее 35%, переходной при 3665%, свыше 66% - высокой.

Для выделения мононуклеаров периферической крови (МПК) венозную кровь гепаринизировали (20 единиц/мл). Клетки выделяли на градиенте плотности Фиколл-Верографин (р=1,077). Отобранное лимфоцитарное кольцо трижды отмывали раствором Хенкса при 4°С.

Культивирование клеток МПК доводили до концентрации 1х106 кл/мл и культивировали в стерильных стеклянных пробирках при 37°С в полной питательной среде RPMI-1640, содержащей 10% эмбриональной телячьей сыворотки крови, 4 мМ L-глутамина и гентамицин (80 мг/л). Через 48 часов МПК осаждали центрифугированием, а полученную над осадочную жидкость хранили до проведения ИФА при -18°С. Для определения индуцированной митогеном продукции цитокинов клетки культивировали в аналогичных условиях с добавлением в среду конканавалина А из расчета 5 мг/л.

Определение жизнеспособности клеток проводили с 0,1% раствором трипанового синего (Serva, США) на культуральной среде по стандартному протоколу. Клетки подсчитывали в камере Горяева. Приемлемым считали уровень жизнеспособности клеток > 95%.

Ингибирование синтеза белка в культуре МПК больных опоясывающим герпесом проводили с помощью инкубации клеток в питательной среде с 20 мкг/мл циклогексимида (ингибитора синтеза белка) в течение 30 минут (Calbiochem, США) [Vendrel J.P, 1991]. Затем клетки отмывали раствором Хенкса, проверяли жизнеспособность и культивировали в течение 48 часов как описано выше.

Инкубация в течение 30 минут МПК данных больных в питательной среде без добавления циклогексимида с последующей отмывкой служила контролем.

Выделение тотальной клеточной ДНК проводили по стандартному протоколу: фенолом, смесью фенола и хлороформа (1:1), смесью хлороформа и изоамилового спирта (24:1) (Маниатис Т, 1984). Пробы ДНК хранили до проведения исследования при -20°С. Также для выделения нуклеиновых кислот использовали набор DIAtom PreplOO (Izogen, Москва).

Амплификацию маркерного фрагмента проводили с помощью «двойной» полимеразной цепной реакции (ПЦР). Маркером присутствия ДНК VZV в образце был фрагмент гена гликопротеина I (gl) длиной 447 пар нуклеогид (п.н.) (Ito et al., 1994). Положительный контроль - вакцинный штамм VZV. Для получения указанного фрагмента использовали две пары праймеров. Получали первый продукт длиной 677 п.н., который очищали с помощью QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN) и синтезировали второй ПЦР-продукт дайной 447 п.н. гена gl VZV. Программа амплификации включала этап денатурации ДНК; +94°С -10 минут; 30 циклов синтеза фрагмента: +90°С -1 минута, +60°С -2 минуты, 72°С -2 минуты и этап достройки концов: +72°С - 5 минут. ПЦР-продукт выявляли с помощью электрофореза 10 мкл амплификата в 1,6% агарозном геле с добавлением для визуализации в ультрафиолете (А,=312 нм) бромистого этидия.

ПЦР в режиме реального времени (ПЦР-РВ) проводили с помощью набора «ВПГ-ГЕН. Комплект реагентов для ПЦР-амплификации ДНК вируса простого герпеса человека 1, 2 типа в режиме реального временю) (НПО ДНК-Технология, Москва) согласно рекомендациям производителя в детектирующем термоциклере ДГ-96 (НПО ДНК-Технология).

Ревматоидный фактор (RF) в сыворотке крови определяли с помощью прямого теста агглютинации латексных частиц (RF-Direct Latex reagent test, VedaLab, Франция) для исключения ложноположительной анти-VZV IgM детекции и определения выраженности воспалительного процесса у больных опоясывающим герпесом. Минимальная чувствительность теста равна 8 МЕ/мл, что позволяет при разведении сыворотки оценить RF количественно.

Статистический анализ проводился в соответствии с общепринятыми методами статистики с помощью программы Statistics 8.0 (StatSoft).

Результаты исследований

Сравнительная оценка информативности методов диагностики острой инфекции вследствие реактивации вируса Varicella zoster

При использовании серологического метода (ИФА), полимеразной цепной реакции (ПЦР) и метода оценки продукции антител в культуре мононуклеаров периферической крови (МПК) проведена диагностика манифестной инфекции вследствие реактивации вируса Varicella zoster (VZV) у 39 больных опоясывающим герпесом в среднем на 6 день болезни. Группа контроля состояла из 26 доноров без везикулярной сыпи, участники которой более чем за год до исследования перенесли VZV-инфекцию (ветряная оспа — 21 человек, опоясывающий герпес - 5). Половозрастной состав групп не различался (Табл. 1.).

Таблица 1. Характеристика групп, участвовавших в исследовании эффективности лабораторных методов диагностики острой Varicella zoster вирусной инфекции

Признак Больные опоясывающим герпесом Здоровые доноры

Количество, человек 39 26

Возраст, лет (М±о) 63,7±18,1 49,4 ± 15,4

Тендерный состав (с?:$) (29:71)% (25 :75)%

Давность VZV-инфекции 6 дней (3 - 22 дня) более 1 года назад

Доля лиц серопозитивных по анти-VZV IgG 100% 100%

IgG к VZV в сыворотке крови, ед.ОП (М±а) 3,43±1,05 2,47 ± 1,43*

Максимальный уровень анти-VZV IgG в сыворотке крови, ед.ОП 4,365 4,047

Примечание: *- достоверность различий между больными опоясывающим герпесом и здоровыми донорами, р<0,05.

Средний уровень к УХУ в сыворотке крови у больных опоясывающим герпесом превышал таковой в группе контроля, тем не менее, определенный уровень анти-УгУ в сыворотке крови не может являться маркером УХУ-

инфекции, так как максимальные его значения у больных опоясывающим герпесом и доноров были сопоставимы.

Серологическая диагностика ЮУ-инфекции включала определение в сыворотке крови маркеров острой инфекции: к гликопротеину Е (§Е) V2У и анти-УгУ ^ (Табл. 2).

Таблица 2. Частота выявления серологических маркеров острой Varicella zoster вирусной инфекции у больных опоясывающим герпесом и здоровых доноров_

Маркеры острой УгУ-инфекции Больные опоясывающим герпесом (%±ш) Здоровые доноры (%±т)

Анти-УгУ 1йМ, 67±7,6* 3,8±3,8

Анти-йЕ УЖ 67±7,6* 7,7±5,3

Анти-УгУ 1§М или анти-§Е УгУ 74±7,1* 11,5±6,4

Анти-УгУ 1§М одновременно с анти-йЕ УгУ ДО 59±7,9* 0

Отсутствие обоих маркеров 26±7,1 89,5±6,4*

Примечание: * - достоверные различия частот между группой больных опоясывающим герпесом и здоровыми донорами, р<0,001.

У 67% больных опоясывающим герпесом в сыворотке крови детектировали анти-УгУ 1$»М, с такой же частотой определяли к gE УЖ, при этом у 26% больных опоясывающим герпесом в сыворотке крови не определялся ни один из маркеров. В группе контроля выявление 1§М к УгУ и анти-§Е УгУ в сыворотке крови у 3,8% и 7,7% человек, соответственно, существенно снижало специфичность серологической диагностики. Однако при симультанном выявлении анти-УгУ 1§М и к У2У, что наблюдалось у 59% пациентов с опоясывающим герпесом, специфичность серологической диагностики достигала 100%. Таким образом, диагностическая значимость симультанного выявления в сыворотке крови маркеров острой УгУ-инфекции составила 59%.

ПЦР-диагностика. Мононуклеары периферической крови (МПК) 35 больных опоясывающим герпесом исследовали на наличие ДНК У7М с помощью двух последовательных амплификаций с двумя парами праймеров к гену гликопротеина I (§1) УгУ, ее обнаружили в образцах 17 больных. Чувствительность двойной ПЦР составила 45Ш?,6%.

Оценка спонтанной продукции специфичных антител в культуре МП К.

При культивировании МПК in vitro у 97,4% больных опоясывающим герпесом определялась спонтанная продукция анти-VZV IgG. Образование IgM к VZV в культуре МПК зафиксировано у 10,3% больных опоясывающим герпесом. Вероятно, в образовании антител в культуре МПК в основном участвуют В-клетки памяти, и анализ продукции в культуре МПК анти-VZV IgM мало информативен в диагностике реактивации вируса. После обработки циклогексимидом МПК больных опоясывающим герпесом продукция IgG к VZV снижалась, что подтверждает их синтез в культуре.

У здоровых доноров в культуральной жидкости IgG и IgM к VZV не обнаружены, что, в виду их 100% серопозитивности (Табл. 2) и данных о перенесенной ранее VZV-инфекции, указывает на латентную персистенцию у них VZV. Чувствительность анализа спонтанной продукции анти-VZV IgG в культуре МПК в диагностике реактивации VZV, таким образом, составила 97,4±2,6% при 100% специфичности.

110% 100% 90% 80% 70% 60% 60% 40% 30% 20% 10% 0%

т

i о

о I

Т

а Среднее □ Ошибка среднего 195% ингерзап

Рисунок 1. Сравнение частоты подтверждения Varicella zoster вирусной инфекции вследствие реактивации вируса при использовании разных методов диагностики

Примечание: 1 - ПЦР-диагностика; 2 - выявление серологических маркеров; 3 - ПЦР н серологическая диагностика; 4 - анализ продукции анти-VZV IgG в культуре МПК. Достоверные различия между 4 и 1,2,3, р<0,001.

Серологическая и ПЦР-диагностика не различалась по эффективности. При сочетании ПЦР и серологического метода получали подтверждение лишь 77%

случаев опоясывающего герпеса. Авалю продукции антител к VZV в культуре МПК был эффективнее последних методов самих по себе и в сочетании (Рис. 1).

Мы определили временные рамки действия методов диагностики острой

VZV-инфекции. Выявление серологических маркеров продолжается до 6 месяцев с

момента реактивации VZV, но не эффективно в первые дни болезни. ПЦР

эффективна в первые дни ОГ, после 11 дня болезни ДНК VZV у больных не

выявлялась. Продукция антител в культуре МПК бальных ОГ обнаруживалась с 3

дня болезни и продолжалась до 4 месяцев с момента реактивации VZV.

Изучение гуморального иммунного ответа на заражение вирусом Varicella zoster у

здоровых доноров

Оценка анамнестического гуморального иммунитета к VZV

Мы обследовали 224 практически здоровых испытуемых, разделенных в зависимости от возраста на 4 группы. В первую группу вошли 112 человек моложе 25 лет. Вторая группа включала 83 человека 26 - 40 лет; третья - 21 донор 41 - 65 лет. Последняя группа включала 8 человек старше 65 лет.

Серопозитивность оценивали по анти-VZV IgG в сыворотке крови. В тех же возрастных группах определяли средний индекс авндности (ИА) анти-VZV IgG в сыворотке крови и долю лиц с преобладанием анти-VZV IgG с высокой и переходной авидностью (ИА>35%) (Табл. 3).

Таблица 3. Характеристика гуморального иммунитета к вирусу Varicella zoster в различных возрастных группах здоровых доноров___

Возрастная ^^-\группа Признак <25 лет (п=112) 25-40 лет (п=83) 41-65 лет (п=21) >65 лет (п=8)

1 2 3 4

Серопозитивность по анти-VZV IgG (%±m) 83±4,0 96,4±2,3* 90,5±6,6 100

Индекс авидности (HA)aHra-VZV IgG (М±о) 50,3±15,6 45,7±12,6 58,6±22,9** 67,7±18,2**

Доля лиц с ИА анти-VZV IgG более 35% (%±щ%) 83±4,3 85±4,6 90±7,2 100

Примечание: * - достоверные различия между 1 и 2 группами, р<0,01 по Фишеру; **- между 1-2 и 3-4 возрастными группами, р<0,01.

Таким образом, впервые показано, что у лиц старше 40 лет средний ИА IgG к VZV превышает таковой у лиц более молодого возраста.

Изучение специфичного гуморального иммунного ответа на вакцинацию живой вакциной против ветряной оспы

В воинской части со вспышкой ветряной оспы с целью предупреждения заболевания 200 солдат нового пополнения вакцинировали живой вакциной против ветряной оспы. Еще 97 солдат прививки не получали. Всех прибывших в часть после обследования и/или вакцинации изолировали от старослужащих на 14 дней. Мы обследовали 68 солдат, прибывших в данную воинскую часть: 36 солдат были случайным образом отобраны из группы привитых, они серологически обследованы трижды (в день вакцинации, через 11-21 день и, в среднем, через 62 дня после вакцинации), а 32 не привитых солдата вошли в группу сравнения. Средний возраст в обеих группах составлял 20 (19,7±2,28) лет.

В сыворотке крови методом ИФА определяли IgM и IgG к VZV, с учетом их ИА (Табл. 4). Во всех сыворотках, содержащих IgM к VZV, для исключения ложноположительного результата определяли ревматоидный фактор (RF). Для исключения у солдат скрытой VZV-инфекции на момент обследования сыворотки крови исследовали на IgG к gE-VZV.

Таблица 4. Характеристика напряженности гуморального иммунитета к вирусу Varicella zoster в группах обследованных военнослужащих в очаге ветряной оспы до вакцинации

Характеристика Основная группа п=36 абс.(%) Группа сравнения п=32 абс.(%) В обеих группах п=68 абс.(%)

Серопозитивность по анти-У2У 1вО 25 (69%) 25 (78%) 50 (74%)

Низкая авидность анти-У2У (ИА < 35%) 8 (32%) 5 (20%) 13 (26%)

Анти-УгУ IgM в сыворотке крови 6 (24%) 8 (32%) 14 (28%)

Анти-УгУ и низкий титр анти-угу с ИА < 35% 1 (4%) 2 (8%) 3 (6%)

Ветряная оспа в анамнезе 12 (33,3%) 9(28,1%) 21 (31%)

Выявление в сыворотке крови к УХУ не сопровождалось детекцией к ¡тЕ УХУ, что вкупе с данными анамнеза солдат исключает у них острую УХУ-инфекцию на момент прибытия в часть.

Вероятно, антитела в сыворотке крови военнослужащих были анамнестическими, продуцируемыми длительно живущими плазматическими клетками (ДПК), и у части солдат ДПК продуцировали 1{>М к УХУ.

Практически у каждого четвертого солдата после первичного заражения УХУ в сыворотке крови преобладали низкоавидные к УХУ. В сыворотке крови 6% солдат в обеих группах низкоавидные анта-УгУ сочетались с анти-УгУ 1{?М, что, возможно, было следствием нарушения у них переключения изотипа и созревания аффинности специфичных после заражения УХУ.

Иммупогетюсть ватины оценивали через 62 дня после вакцинации по наличию в сыворотке крови: 1) положительного уровня ангиЛ^У у ранее серонегативных лиц; 2) ^М к УХУ; 3) нарастания титра анти-УгУ 1§С; 4) увеличения суммарного ИА анти-У2У 1§С более чем на 10%. Иммуногенность вакцины у 11 исходно серонегативных к УХУ лиц составила 55%. Поствакцинальный ответ наблюдался у 72% из 25 исходно серопозитивных к УХУ военнослужащих. У исходно серопозитивных солдат 1^3-ответ регистрировался уже в сыворотке крови второго забора (11-21 день после вакцинации).

Тип поствакцинального ответа зависел от ИА анти-У2^У в сыворотке крови на момент вакцинации (Табл. 5). Оказалось, что иммунная система солдат, исходный ИА к УгУ которых был <50%, реагировала на вакцину по типу вторичного ¡^-ответа: в сыворотке крови уровень анти-У2У 1§С достоверно повышался с 1,03±0,31 до2,53±0,97ед.ОП,аИА-сЗЗ±7%до53±10%,р<0,01.

У испытуемых с исходным ИА анти-УгУ > 50% реакция на вакцинацию в большинстве случаев протекала по типу первичного иммунного ответа с появлением анти-УгУ 1£М и снижением суммарного ИА анти-УТУ 1§0 в сыворотке крови с 58±5% до 45±12%, р=0,056; без нарастания анти-УгУ (исходно 1,55±0,51, после вакцинации 1,19±0,82 ед.ОП).

Таблица 5. Иммунный ответ на введение вакцины у военнослужащих в эпидемическом очаге ветряной оспы в зависимости от исходного индекса авидности (ИА) анта-УгУ в сыворотке крови__

Исходный индекс авидности (ИА) анти-в сыворотке крови Гуморальный иммунный ответ на вакцинацию, п(%) Преимущественный тип иммунного ответа, п(%)

Нет Есть 1|гМ-ответ 1§0-ответ

50-100% (п=9) 4 (44,4%) 5 (55,6%) 4 (80%)* 1 (20%)

1-49% (п= 16) 3 (18,8%) 13 (81,3%) 1 (7,7%) 12 (92,3%)*

Примечание: * - достоверность различий между лицами с ИА анти-УгУ 1§0=1-49% и 50-100%, р<0,01.

Эффективность вакцинации. За 6 месяцев медицинского наблюдения за солдатами обеих групп, находящимися в эпидемическом очаге ветряной оспы,

зафиксировано 4 случая этого заболевания (Табл. 6).

Таблица б. Случаи заболевания ветряной оспой у солдат, находящихся в эпидемическом очаге. _____

Основная группа Группа сравнения

п=36 п=32

абс.(%) абс.(%)

Всего заболевших 1 (2,8%) 3 (9,4%)

Из них:

Первичной ветряной оспой - 1 (3,1%)

Повторной ветряной оспой 1 (2,8%) 2 (6,3%)

В опытной группе ветряной оспой заболел один исходно серопозитивный к солдат. В контрольной группе наблюдались три случая ветряной оспы. Один -типичная первичная ветряная оспа у ранее не болевшего серонегативного к ~ЧХУ солдата. В двух случаях ветряная оспа развилась у исходно серопозитивных по анти-УгУ Хцв солдат, что следует рассматривать как повторное заражение. Значимых различий заболеваемости ветряной оспой в основной и контрольной группах не выявлено.

Факторы восприимчивости к заражению УГУ, известные на сегодняшний день, мы оценили по результатам наблюдения за солдатами в эпидемическом очаге ветряной оспы. Отсутствие ветряной оспы в анамнезе по рекомендациям ВОЗ является показанием к вакцинопрофилакгике, однако, в нашем исследовании этот

фактор не являлся абсолютным предиктором неиммунности к VZV, у 70% не болевших ВО в сыворотке крови определялись анти-VZV IgG.

Серонегативность по анти-VZV IgG. За время наблюдения 8,3% серонегативных по анти-VZV IgG солдат заболели ветряной оспой, что подтверждает их относительную восприимчивость к заражению VZV.

Низкие титры низкоавидных анамнестических анти-VZV IgG рассматриваются как фактор риска развития повторной ветряной оспы. В очаге VZV-инфекции ни один солдат из обеих групп, в сыворотке крови которых циркулировали IgG к VZV с ИА<35% в татре менее 1:120, не заболел ветряной оспой. Иммунный ответ на вакцинацию у 80% таких солдат происходил по вторичному IgG-типу. Таким образом мы не нашли подтверждения [LHuillier AG 2012, Junker АК 1994], что этот фактор связан с риском повторного заражения VZV или с нарушением VZV-специфичной памяти В-клеток.

Нам впервые удалось выявить ассоциацию особенностей гуморального иммунитета после первичного заражения VZV с развитием повторной ветряной оспы. У заболевших повторной ветряной оспой исходно в сыворотке крови анти-VZV IgG с ИА < 35% сочетались с превалирующими по титру анти-VZV IgM. На нарушение ответа В-клеток памяти при циркуляции в сыворотке крови IgM к VZV и анти-VZV IgG с ИА < 35% указывает и ответ на вакцинацию по первичному типу с продукцией исключительно IgM.

Для выявления восприимчивых к первичной и повторной ветряной оспе и для их вакцинации кроме сбора анамнеза мы рекомендуем определение в сыворотке крови IgM к VZV, а также анти-VZV IgG и их индекса авидности (ИА).

Восприимчивость к заражению VZV беременных с последующим развитием тяжелых поражений у женщины (вирусная пневмония) и плода (синдром врожденной ветряной оспы) является актуальной проблемой. Решением может стать своевременное (на этапе планирования беременности) выявление факторов восприимчивости и проведение вакцинопрофилактики ветряной оспы. Мы оценили наличие анти-VZV IgM и IgG и их ИА в сыворотке крови у 91 женщины в среднем на 7 неделе беременности. Во всех анти-VZV IgM-положительных сыворотках

крови определяли IgG к gE VZV. Восприимчивыми к заражению VZV считали не болевших ветряной оспой серонегативных к VZV женщин, либо имеющих в сыворотке крови анти-VZV IgG с ИА < 35% в сочетании с превалирующими анти-

VZVIgM.

Только 3 (3,3%) обследованных нами беременных были серонегативны к VZV. В сыворотке крови беременных IgG к gE VZV не обнаружены. У одной беременной (1,1%), ранее переболевшей ветряной оспой, титр анти-VZV IgM значительно превышал татр анти-VZV IgG с ИА < 35%. Таким образом, восприимчивыми к заражению VZV оказались 4,4% беременных.

Исследование гуморального иммунного ответа на реактивацию VZV Манифестная инфекция вследствие реактивации VZV. Для исследования специфического иммунного ответа на манифестную реактивацию VZV мы анализировали сыворотки крови 72 больных опоясывающим герпесом. ИА анти-VZV IgG в сыворотке крови 93% больных был > 35%. Средний ИА анти-VZV IgG составлял 81 ±25%, что свидетельствует о вторичном иммунном ответе у большинства больных. При анализе авидности анти-VZV IgG в культуре МПК у 38 больных их ИА также был высоким (80-98%). Анти-VZV IgM в сыворотке крови выявляли у 65% больных. По-видимому, при повторном контакте с VZV наряду с ответом В-клеток памяти в большинстве случаев активируются новые клоны В-лимфоцитов. Интересно, что при обследовании 11 человек с субклинической VZV-инфекцией IgM к VZV определялись у 64%, то есть активация новых клонов В-лимфоцитов не зависела от манифестности заболевания.

Так как повторные контакта с антигеном за счет активации новых клонов В-лимфоцитов способствуют развитию перекрестной реактивности мы проанализировали реактивность антител сыворотки крови и супернатанта культуры МПК в отношении двух других а-герпесвирусов - вирусов простого герпеса 1и2 типов (ВПГ-1 и ВПГ-2) у 37 больных с манифестной формой инфекции при реактивации VZV (опоясывающий герпес) (Табл. 7).

Характерной для ВПГ-инфекции сыпи у больных не было. В сыворотках крови и супернатанте культуры МПК определяли IgG к ВПГ-1 и -2 и их ИА, а также IgM к

ВПГ. Для исключения микстинфекции в крови определяли ДНК ВПГ. Все больные опоясывающим герпесом были серопозитивны к ВПГ-1 и 2. Анти-ВПГ 1|»М в сыворотке крови всегда сопровождались обнаружением 1§М к VZV.

ДНК ВПГ (миксганфекция) в крови была выявлена лишь у 2,7% больных.

Таблица 7. Иммунореактивность к а-герпесвирусам пациентов с манифестной формой реактивации вируса Varicella zoster - опоясывающим герпесом

Параметр к ВПГ-1 кВПГ-2 к VZV

п %±т п %±т п %±т%

продукция в культуре МПК 7 19±6,5 10 27±7,0 36 97±2,7

1§М в сыворотке крови 17 46±8,0 24 65±7,9 28 76±7,1

ИА^в сыворотке крови менее 45% 3 8±4,5 6 16±6,1 5 14±5,7

Таким образом, мы впервые выявили иммунореактивность в отношении вирусов простого герпеса антител, продуцируемых в ответ на реактивацию УТЧ в культуре МПК части больных ОГ (19 и 27%), по-видимому, развивающуюся за счет перекрестной реактивности, а не вследствие микстинфекции.

Субклиническая инфекция вследствие реактивации КНУ. Частоту выявления субклинической У2У-инфекции оценивали у здоровых доноров, больных ишемическим инсультом и психической патологией (Табл. 8).

Таблица 8. Частота выявления субклинической УгУ-инфекции у здоровых доноров, больных ишемическим инсультом и психической патологией_

Группа N человек в группе Возраст, годы Метод диагностики VZV-инфекция

N %±т

Здоровые доноры 54 38±19 1) ДНК вируса в МПК 2) анти-УгУ 1§М и ^ к угу в сыворотке крови 3) анти-УгУ продукция в культуре МПК 1 1,94=1,9

Больные ишемическим инсультом 32 67±11 5 15,6±6,5*

Больные психической патологией 38 26±7 5 13,2±5,5*

Примечание: *- достоверные различия между группой здоровых доноров и больными психической патологией и ишемическим инсультом по Фишеру, р<0,05

Субклиническая VZV-инфекиия v здоровых доноров. С помощью серологического метода, ПЦР и анализа продукции антител в культуре МПК мы обследовали 54 здоровых донора.

У доноров не выявлялись IgG к gE VZV и анти-VZV IgM в сыворотке крови, ни один из образцов супернатанта культуры МПК анти-VZV IgG не содержал, то есть у них не детектировался гуморальный иммунный ответ на Varicella zoster вирус. В результате ПНР с праймерами к gl VZV в крови 53-летней женщины был получен ПЦР-продукт, что подтверждает реактивацию у нее VZV. При 14-дневном наблюдении за ней VZV-специфичной сыпи не обнаружено.

Частота субклинической реактивации VZV в группе здоровых доноров составила 1,9%, что, по-видимому, превышает известную частоту развития манифестной формы (опоясывающего герпеса) - 0,32% [Harpaz R, 2008].

У патентов с ишемическим инсультом. Всего обследовали 32 пациента с ишемическим инсультом. Из них в динамике обследовано 18 больных. Забор крови проводили триады: на 3 день ишемической атаки, через 4-5 недель и через 3 месяца. По нарастанию титра анти-VZV IgG более чем в 4 раза и определению маркеров VZV-инфекции - IgM с анти-gE-VZV IgG в сыворотках крови в этой подгруппе выявлено 5 случаев VZV-инфекции. У 2 пациенток в сыворотке крови первого забора выявлялись маркеры острой инфекции - у них, по-видимому, реактивация VZV предшествовала инсульту.

Мы определили ИА анти-VZV IgG в парных сыворотках пациентов: у 4 больных ишемическим инсультом ИА в динамике снижался (с 63±15% до 34±9%, р<0,01), в том числе у 3 больных с серологическими маркерами VZV-инфекции. Схожее снижение ИА мы наблюдали при ответе на вакцинацию у солдат с исходным ИА анти-VZV IgG более 50%.

Дополнительно обследовали 14 человек в первые сутки развития ишемического инсульта. При выявлении серологических маркеров в сыворотке крови, анализе образования антител в культуре МПК и ПЦР-исследовании на ДНК VZV признаков VZV-инфекции вследствие реактивации вируса у них не выявлено.

В итоге у 15,6% больных ишемическим инсультом выявлена субклиническая инфекция, вызванная частота которой достоверно превышала таковую у

обследованных нами здоровых испытуемых (Табл. 8).

У больных психической патологией. С целью выявления ассоциации психических нарушений с острой УгУ-инфекцией мы обследовали 38 больных психической патологией (9 с депрессией, 9 с шизоаффективным расстройством и 20 - шизофренией) и 22 здоровых донора. Дополнительно мы обследовали 7 врачей, контактировавших с данными психически больными. Половозрастной состав групп не различался.

Проведя серологическую диагностику острой У5ГУ-инфекции, анализ продукции антител в культуре МПК и ПЦР на ДНК У7М, в группе психически больных мы выявили 5 случаев субклинической У2У-инфекции. Различий в частоте субклинической реактивации УгУ в группах с разными психическими заболеваниями не было, что делает сомнительной роль в этиологии

конкретного психического заболевания.

ДНК УгУ у больных не обнаруживалась, по-видимому, реактивация УгУ предшествовала госпитализации. У доноров, в том числе врачей, контактировавших с данными больными, УгУ-инфекции не выявлено.

Частота субклинической УгУ-инфекции у психически больных составила 13,2%, что превышало таковую у здоровых доноров.

Исследование факторов, ассоииированных с реактивацией У7У. С целью выявления ассоциации с реактивацией факторов, влияющих на

противовирусный иммунитет, мы исследовали продукцию уинтеРФеР°на и интерлейкина-4 (ИЛ-4) в культуре МПК и уровень кортизола в сыворотке крови у пациентов с ОГ, субклинической реактивацией У7М и здоровых доноров (Табл. 9)

Спонтанная продукция у-интерферона (у-ИФН) в культуре МПК больных опоясывающим герпесом и здоровых доноров была незначительной и статистически не различалась. Индуцированная конканавалином А продукция у-ИФН в культуре МПК у них была в 1,8 раз ниже, чем в группе здоровых доноров (при исключении из группы доноров лиц, ранее перенесших опоясывающий герпес). Продукция

интеряейкина-4 у больных опоясывающим герпесом не отличалась от таковой у доноров.

Таблица 9. Продукция цитокинов в культуре мононуклеаров периферической крови (МПК) и уровень кортизола в сыворотке крови у здоровых доноров и больных манифестной и субклинической Varicella zoster вирусной инфекцией

Группа Фактор Здоровые доноры (п=29) Больные опоясывающим герпесом (п=39) Больные субклинической VZV-инфекцией (п=11)

Индуцированная продукция у-интерферона в культуре МПК, пг/мл 8136 lg 3,73±0,44 4412 lg 2,84±1,39* Н/о

Продукция интерлейкина-4 в культуре МПК, пг/мл 54±23 53±11 Н/о

Частота повышения кортизола в сыворотке крови, более 638 нмоль/л 3,4±3,4% 64±7,8%** 55±15,7%**

Примечание: н/о - не определяли; * - различия между больными опоясывающим герпесом и здоровыми донорами, р<0,05, ** - различия р<0,01 между здоровыми донорами и больными опоясывающим герпесом и субклинической УгУ-инфекцией.

Уровень кортизола в сыворотке крови был повышен у большинства больных опоясывающим герпесом — 940±292 нмоль/л, и лиц с субклинической \2М-инфекцией - 978±295 нмоль/л. Различий в частоте повышения кортизола у больных опоясывающим герпесом, сопровождающимся выраженным болевым синдромом, и субклинической УгУ-инфекцией не было. По-видимому, высокий уровень кортизола является провоцирующим реактивацию У2У фактором, а не следствием болевого синдрома.

При исследовании кортизола в сыворотке крови его уровень был повышен у одного здорового донора (3,4%) - 900 нмоль/л. Прицельное обследование данного «здорового» донора выявило у него признаки ВПГ-инфекции без клинических проявлений: продукцию анти-ВПГ в культуре МПК в сочетании с анти-ВПГ IgM в сыворотке крови. По сравнению с донорами частота повышения кортизола в сыворотке крови была достоверно выше у лиц с У2У-инфекцией.

Использование полученных нами данных об эффективности разных методов диагностики VZV-инфекции и особенностях гуморального ответа при заражении VZV и вакцинации против ветряной оспы поможет повысить эффективность вакцинопрофилактики ветряной оспы и контроля над VZV-инфекциями.

ВЫВОДЫ

1) Разработан новый подход к диагностике инфекции, вызываемой вирусом Varicella zoster, основанный на анализе спонтанной продукции анти-VZV IgG в культуре МГЖ, показавший большую эффективность, чем серологический и мсшекулярно-генетический (ПЦР) методы лабораторной диагностики VZV-инфекции.

2) В группе обследованных здоровых добровольцев моложе 25 лет доля лиц с индексом авидности (ИА) анамнестических анти-VZV IgG>35% составляет 83%, в группе 26-40 лет -85%, в группе 41- 65 лет - 90%, старше 65 лет - 100%. Средний ИА IgG к VZV в сыворотке крови увеличивается от 50% у добровольцев моложе 25 лет до 68% у лиц старше 65 лет.

3) Тип иммунного ответа на введение вакцины против ветряной оспы зависит от исходной авидности анти-VZV IgG в сыворотке крови: преимущественно вторичный иммунный ответ развивается у лиц с исходным ИА < 50% , первичный ответ - у лиц с ИА > 50%.

4) Одним из факторов риска повторного заражения VZV является одновременная циркуляция в крови после первичного инфицирования анти-VZV IgM и низкоавидных анти-VZV IgG в низких татрах.

5) При реактивации VZV у взрослых развивается перекрестная иммунореактивность: у 19 и 27% больных опоясывающим герпесом IgG-антитела перекрестно реагируют с вирусом простого герпеса 1 и 2 типов, соответственно.

6) Субклиническая VZV-инфекция возникает у больных ишемическим инсультом (15,6%) и психической патологией (13,2%) с достоверно большей частотой, чем у здоровых доноров (1,9%).

7) Повышение уровня кортизола в сыворотке крови и снижение продукции у-интерферона в культуре МПК связано с развитием манифестных и субклинических форм инфекции вследствие реактивации УгУ.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Казакова А.С., Лавров В.Ф. Вирус varicella zoster и его роль в развитии поражений сосудов центральной нервной системы // Актуальные вопросы эпидемиологии инфекционных болезней (сб. научных трудов, выпуск 10) - М.: ЗАО МП «ГИГИЕНА», 2011 - С. 211-215.

2. Казанова А.С., Лавров В.Ф., Дубоделов Д.В. и др. Ветряная оспа и опоясывающий лишай: история и перспективы вакцинопрофилактюси //Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. - 2011. — №2. -С. 36-41.

3. Лавров В.Ф., Казанова А.С., Кузин С.Н. и др.Ветряная оспа и опоясывающий лишай: особенности заболеваемости и клинических проявлений // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. — 2011. — №3. — С. 54-60.

4. Казанова А.С., Лавров В.Ф., Кузин С.Н. и др. Изучение роли герпесвирусных инфекций в патогенезе ишемического инсульта // Материалы IV Ежегодного Всероссийского Конгресса по инфекционным болезням. - Инфекционные болезни. - 2012. - Т.10. - Приложение 1. - С.168.

5. Дубоделов Д.В., Сабаннн ЮЗ., Каськов ОЗ., Рыбин В.В., Казанова А.С., Калашникова А.С. Превентивная вакцинопрофилактика ветряной оспы в организованном воинском коллективе // Материалы X съезда ВНПОЭМП. -Инфекции и иммунитет. - 2012. - Т2. -№1-2. - С. 100-101.

6. Казанова А.С., Лавров В.Ф., Малышев Н.А. и др. Новый метод диагностики инфекции вследствие реактивации вируса ветряной оспы/опоясывающего лишая // Материалы X съезда ВНПОЭМП. - Инфекции и иммунитет. - 2012. - Т.2. -№1-2. -С. 273.

7. Дубоделов Д.В., Сабанин Ю.В., Каськов О.В., Рыбин В.В., Казанова А.С., Калашникова А.С. Состояние иммунитета к возбудителю ветряной оспы у военнослужащих, прибывающих на комплектование внутренних войск МВД РФ // Материалы юбилейной Всероссийской научной конференции «Отечественная эпидемиология в XXI веке» Санкт-Петербург. 19-20 апреля 2012. - С. 51.

8. Дубоделов ДБ., Сабанин Ю.В., Каськов О.В., Рыбин В.В., Казанова А.С., Кузин С.Н. Вакцинопрофилактика ветряной оспы среди военнослужащих нового пополнения II Материалы IV Ежегодного Всероссийского Конгресса по инфекционным болезням - Инфекционные болезни. — 2012. - Т.10. С. 127.

9. Казанова А.С, Лавров В.Ф., Кузина СЛ. и др. Новый метод диагностики инфекции, возникающей вследствие реактивации вируса ветряной оспы и опоясывающего лишая // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. - 2012. - №4 (65).-С. 57-62.

Ю.Казаиова A.C., Боровикова Е.А., Лавров В.Ф. и др. Субклиническая реактивация вируса ветряной оспы и опоясывающего лишая у здоровых доноров // Материалы П всероссийской научной конференции молодых ученых «Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия» Санкт-Петербург. - Медицинский академический журнал. -2012.-С. 312-315.

И.Рыбин ВВ., Казанова A.C., Дубоделов Д.В. и др. Некоторые особенности эпидемического процесса ветряной оспы и иммунного статуса у военнослужащих по призыву внутренних войск МВД России // Военно-медицинский журнал. -2013. - №1. - С.55-58.

12.Кязанова A.C., Лавров В.Ф., Кузин С.Н. и др. Сравнительная оценка эффективности традиционного серологического и модифицированного метода диагностики опоясывающего герпеса // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2013. - №2. - С. 89-95.

13.Казанова A.C., Каира А.Н., ВедуноваСЛ. и др. Особенности иммунореактивности к а-герпесвирусам у больных опоясывающим герпесом // Санитарный врач. - 2013. - №3. - С. 19-23.

14. Казанова A.C. Субклиническая инфекция, вызванная вирусами семейства герпеса, у больных эндогенным психозом //Лаборатория. — 2013. - №1. - С 33.

15.Казанова A.C., Дубоделов ДБ., Рихтер В.В. и др. Особенности гуморального иммунитета к Varicella Zoster Virus у военнослужащих по призыву и его динамика после проведения специфической вакцинопрофилактики // Санитарный врач. -2013. -№ 4.-С.10-17.

КАЗАНОВА АЛЕКСАНДРА СЕРГЕЕВНА

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ У ВЗРОСЛЫХ ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА К ВИРУСУ VARICELLA ZOSTER

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.

ЛИЦЕНЗИЯ ПД № 00608 Формат 60x84/16 1,5усл.п.л. Бумага офсетная 80 гр. тираж 100 экз. Заказ №75 Отпечатано с готовых о/м в типо1рафии ООО «Медина-Принт» ул. Селезневская д. 11А стр. 1 (495) 943-26-80 www.medina-print.ru

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Казанова, Александра Сергеевна

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВАКЦИН И СЫВОРОТОК ИМ. И.И. МЕЧНИКОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ

МЕДИЦИНСКИХ НАУК

На правах рукописи

04201356339

Казанова Александра Сергеевна

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ У ВЗРОСЛЫХ ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА К ВИРУСУ VARICELLA

ZOSTER

14.03.09 - Клиническая иммунология, аллергология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научные руководители: Д.м.н., профессор В.Ф. Лавров Д.м.н., профессор С.Н. Кузин

Москва - 2013

Оглавление Страница

Оглавление....................................................................................2

Список сокращений.........................................................................7

Введение.......................................................................................9

Актуальность проблемы...................................................................9

Цели и задачи исследования.............................................................13

Научная новизна...........................................................................15

Практическая значимость................................................................17

Основные положения, выносимые на защиту......................................18

Часть 1. Обзор литературы...............................................................21

1.1 Характеристика вируса ветряной оспы и опоясывающего

герпеса.....................................................................................21

1.2. Ветряная оспа и ее осложнения................................................24

1.2.1 Ветряная оспа.........................................................24

1.2.2. Адаптивный иммунитет к VZV.................................27

1.2.3. Ветряная оспа у беременных.....................................29

1.3 Вакцинопрофилактика ветряной оспы.........................................31

1.4 Опоясывающий герпес (Herpes zoster).........................................40

1.4.1. Клиническая картина опоясывающего герпеса........42

1.4.2. Осложнения опоясывающего герпеса...................43

1.5. Субклиническая форма VZV-инфекции....................................48

Часть 2. Экспериментальные исследования...........................................50

Глава 2. Материалы и методы исследования.....................................50

2.1. Характеристика обследованных пациентов.................................50

2.2. Вакцинный препарат.............................................................52

2.3 Иммуноферментный анализ......................................................52

2.40ценка авидности VZV-специфичных IgG..................................54

2.5Выделение и культивирование мононуклеарных клеток периферической крови in vitro......................................................55

2.60пределение жизнеспособности клеток .....................................56

2.70ценка спонтанной и индуцированной продукции цитокинов в культуре МПК............................................................................56

2.8Выделение нуклеиновых кислот................................................56

2.9«Двойная» полимеразная цепная реакция....................................57

2.10 Полимеразная цепная реакция в режиме реального времени......59

2.11 Определение ревматоидного фактора..................................59

2.12 Статистический анализ...................................................60

Часть 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение..............61

Глава 3. Лабораторная диагностика инфекции, развивающейся вследствие реактивации VZV.........................................................61

3.1. Серологическая диагностика....................................................64

3.2. Эффективность двойной полимеразной цепной реакции (Double "nested" PCR)b диагностике VZV-инфекции.....................................67

3.3. Оценка спонтанной продукции в культуре МПК анти-VZV IgG......68

Глава 4. Изучение особенностей VZV-специфического гуморального иммунитета на заражение VZV и вакцинацию..................................78

4.1. Изучение особенностей гуморального иммунитета к VZV у здоровых доноров....................................................................................78

4.1.1. Наличие IgG-антител к VZV в сыворотке крови в разных возрастных группах................................................................79

4.1.2.Авидность анти-VZV IgG в сыворотке крови в различных возрастных группах..................................................................80

4.2.Изучение специфического гуморального иммунного ответа на вакцинацию против ветряной оспы................................................82

4.2.1. Иммуногенность вакцины против ветряной оспы................90

4.2.1.1. Наличие гуморального иммунного ответа на введение вакцины...........................................................90

4.2.1.2 Тип поствакцинального гуморального иммунного ответа исходно серопозитивных по анти-VZV IgG лиц...........92

4.2.1.3. Характер поствакцинального гуморального иммунного ответа серонегативных к VZV лиц......................95

4.3 Эффективность вакцинации......................................................95

4.4 Факторы восприимчивости военнослужащих к заражению VZV по результатам наблюдения в эпидемическом очаге ветряной оспы............98

4.5. Восприимчивость к заражению VZV беременных........................103

Глава 5. Исследование гуморального иммунного ответа на типичную и субклиническую инфекцию вследствие реактивации VZV..................107

5.1. Изучение иммунного ответа при манифестной форме инфекции вследствие реактивации VZV......................................................107

5.1.1. Иммунореактивность к а-герпесвирусам больных манифестной формой инфекции вследствие реактивации VZV.........109

5.3. Исследование субклинической формы инфекции вследствие реактивации VZV.....................................................................117

5.3.1. Субклиническая реактивация VZV у здоровых

доноров.....................................................................117

5.3.2. Субклиническая VZV-инфекция вследствие реактивации вируса у пациентов с поражениями ЦНС....................................121

5.3.2.1. Частота субклинической VZV-инфекции у пациентов с острым нарушением мозгового кровообращения по ишемическому типу......................................................121

5.3.2.2. Субклиническая инфекция вследствие реактивации VZV у больных с психической патологией..........................125

5.4. Исследование гуморальных факторов, ассоциированных с реактивацией VZ V.....................................................................132

5.4.1. Оценка продукция цитокинов в культуре МПК.............133

5.4.2. Определение ревматоидного фактора (RF) в сыворотке крови.................................................................................133

5.4.3. Определение кортизола в сыворотке крови..................134

Заключение..............................................................................137

Выводы...................................................................................141

Список литературы........................................................143

Список сокращений

БДА - белок диссоциирующий агент

БОЕ - бляшкообразующая единица

ВОЗ - Всемирная Организация Здравоохранения

ВПГ — вирус простого герпеса

ДПК — длительно живущая плазматическая клетка

ИА - индекс авидности антител

ИЛ - интерлейкин

ИФА - иммуноферментный анализ

ИФТС - иммуноферментная тест система

ИФН - интерферон

МПК - мононуклеарные клетки периферической крови

МРТ - магнитно-резонансная томография

ОГ - опоясывающий герпес

ОНС - острый некроз сетчатки

ОП — оптическая плотность

ОРС — открытая рамка считывания

ПГН — постгерпетическая невралгия ПНС — прогрессирующий некроз сетчатки

ПЦР-РВ - полимеразная цепная реакция в режиме реального времени

ФНО — фактор некроза опухоли

ФСБ — фосфатно-солевой буфер

ЦМВ — цитомегаловирус

ЦНС — центральная нервная система

ЭП - эндогенный психоз

CDC — Center for Disease Control and Prevention, Центр по контролю и профилактике заболеваний - орган санитарно-эпидемиологического надзора США

gE - гликопротеин Е

RF - ревматоидный фактор, аутоантитела преимущественно класса IgM к собственному гаммаглобулину.

vOka - аттенуированный вакцинный штамм вируса ветряной оспы и опоясывающего герпеса

VZV - вирус ветряной оспы и опоясывающего герпеса {Varicella Zoster Virus)

Введение

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Ряд патогенных вирусов вызывает хронические инфекции человека, (вирус иммунодефицита человека, вирусы семейства герпеса, вирусы гепатитов В и С, вирус папилломы человека), что требует от организма хозяина создания постоянного иммунного прессинга в отношении данного возбудителя [75, 116]. Специфичный иммунитет к данным возбудителям характеризуется пожизненной продолжающейся адаптацией к вирусу. Одним из таких патогенов является вирус герпеса человека третьего типа - вирус ветряной оспы и опоясывающего герпеса (Varicella Zoster Virus, VZV). Инфицированность населения данным возбудителем чрезвычайно велика, по данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) она составляет 99,6% в группе лиц 40-49 лет [69]. Известно, что VZV достаточно консервативен, и в большинстве стран циркулирует один серотип вируса [70]. Так же не установлено специфических иммуносупрессивных характеристик VZV, что делает заболевания, вызываемые этим патогеном, оптимальным объектом изучения формирования гуморального иммунитета при хронических инфекциях. Поскольку возрастная динамика иммунитета к VZV будет в большей степени отражать изменения в иммунной системе при многократном контакте с вирусом, чем реакцию на быструю смену

антигенной структуры возбудителя в сочетании с иммуносупрессивным действием вируса (как например при ВИЧ-инфекции).

Первичная У2У-инфекция протекает в виде ветряной оспы -заболевания сопровождаемого лихорадкой и характерными везикулярными диссеминированными высыпаниями на коже и слизистой оболочке. В большинстве случаев ветряная оспа имеет благоприятный прогноз, однако, с учетом стабильно высокой заболеваемости (554,8 случаев на 100000 населения в РФ, 2011) и неврологических и офтальмологических осложнений её причисляют к опасным инфекционным заболеваниям [47]. Считается, что ведущую роль в защите от ветряной оспы играет гуморальный иммунитет [33, 91]. Включение в национальные иммунизационные программы ряда стран вакцинопрофилактики ветряной оспы привело к значительному снижению заболеваемости и смертности от этого заболевания [46, 103]. В России специфическая профилактика ветряной оспы на федеральном уровне до настоящего времени не проводится, она осуществляется регионально, например, включена в календарь профилактических прививок г. Москвы и предусматривает иммунизацию детей старше 2 лет, не болевших ветряной оспой (Приказ департамента здравоохранения г. Москвы №271 от 31 марта 2011 г.).

Исследования показали, что живой аттенуированный штамм УХУ уОка, входящий в состав всех современных вакцин для профилактики

ветряной оспы, после попадания в организм, также как и дикий вирус, проникает в ганглии вегетативной нервной системы, черепно-мозговых и спинномозговых нервов, где в течение всей жизни хозяина персистирует в латентном состоянии [31]. Таким образом, в странах, где прививки против ветряной оспы закреплены законодательно, первичное инфицирование диким штаммом, по сути, заменяется введением ослабленного вируса, в результате чего в организме развивается вакцинная инфекция полностью соответствующая всем стадиям У2У-инфекции, вызываемой диким штаммом вируса, и формируется в большинстве случаев прочный адаптивный иммунитет. Тем не менее, у некоторых переболевших или вакцинированных против ветряной оспы возникает повторное заболевание. При этом какие-либо определенные факторы специфичного гуморального иммунитета, ассоциированные с повышенным риском развития повторной ветряной оспы, не установлены, что дает основание для проведения глубокого анализа иммунного ответа на МХУ у реконвалесцентов и лиц, вакцинированных против ветряной оспы.

Необходимо отметить, что полноценный гуморальный иммунитет к вирусу ветряной оспы, сформировавшийся после перенесенной болезни или вакцинации, не даёт гарантии того, что дикий или вакцинный штамм вируса с течением времени не реактивирует и не вызовет самостоятельное, часто тяжелое, изнуряющее человека заболевание - опоясывающий герпес (ОГ). К

относительным факторам риска развития опоясывающего герпеса относят пол (болезнь чаще развивается и тяжелее протекает у женщин), стресс и иммунодепрессивные состояния [50]. Абсолютные факторы риска развития ОГ до сих пор не известны. Тяжесть течения ОГ обусловлена частыми (до 50%) осложнениями заболевания, в том числе невралгиями, парезами, VZV-васкулопатиями, офтальмогерпесом. Основным фактором риска развития заболевания ОГ является ослабление иммунитета к вирусу у лиц пожилого возраста, (средневозрастная заболеваемость ОГ составляет 3,2 на 1000, а среди лиц старше 70 лет достигает 10 на 1000 человек в год). Таким образом, изучение характера и особенностей адаптивной, в том числе гуморальной иммунореактивности у больных ОГ является актуальной задачей современной медицинской науки.

Известно, что иммунный ответ способен подавлять кожные проявления VZV-инфекции, вплоть до полного их исчезновения. Репликация возбудителя в нервной ткани при этом продолжается, и возникает особая форма заболевания - zoster без высыпаний {Zoster Sine Herpete) [41]. Постановка правильного диагноза болезни в этих условиях существенно затруднена, что является основанием для разработки новых диагностических приемов, необходимых для верификации атипичных случаев VZV-инфекции.

После реактивации WZV из мест латенции трансаксонально проникает к адвентиции сосудов головного мозга, а далее трансмурально - в интиму артерий, где происходит его репликация [86, 87, 105]. Данный процесс -У2У-васкулопатия - сопровождается развитием инсультов и формированием сосудистых мальформаций [81]. Примечательно, что в 37% случаев У2У-васкулопатия не сопровождается везикулярными высыпаниями, что актуализирует обследование лиц с поражениями ЦНС, подозрительных на атипичную форму У7У-инфекции [40]. Особый интерес представляют исследования пациентов с сосудистой патологией ЦНС и поражениями психотического типа, которые часто сопровождаются выраженной стрессовой реакцией. Результаты этих исследований помогут оптимизировать контроль за инфекциями, возникающими вследствие первичного и повторного заражения, а также реактивации УХУ', улучшить вакцинопрофилактику ветряной оспы, определить ассоциативные связи между манифестными, субклиническими формами заболевания и патологическими процессами в ЦНС.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью настоящего исследования явилось изучение особенностей формирования гуморального иммунного ответа при первичном заражении У2У, реактивации вируса и вакцинопрофилактике ветряной оспы.

В задачи исследования входит:

- разработка нового подхода к лабораторной диагностике острой VZV-инфекции, в том числе возникающей вследствие реактивации вируса, основанного на анализе продукции VZV-специфичных IgG в культуре мононуклеаров периферической крови (МПК) in vitro, и его сравнение с серологическим — ИФА и молекулярно-генетическим - ПЦР методами диагностики.

- оценка и сравнение авидности специфичных IgG-антител к VZV у здоровых добровольцев разных возрастных групп.

- анализ эффективности вакцинопрофилактики ветряной оспы у добровольцев, находящихся в эпидемическом очаге ветряной оспы, и оценка влияния исходного гуморального иммунитета к VZV на тип иммунного ответа на введение вакцину.

- изучение роли факторов, влияющих на противовирусный иммунитет, таких как у-интерферон, продуцируемый в культуре МПК, и кортизол в сыворотке крови, в развитии реактивации VZV.

- выявление у больных с признаками поражения ЦНС (пациенты с ишемическим инсультом и психически больные) маркеров активно текущей VZV-инфекции, анализ возможности и частоты возникновения субклинической реактивации вируса ветряной оспы у здоровых

испытуемых, больных с острым нарушением мозгового кровообращения и психической патологией.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

- Впервые дана оценка чувствительности и специфичности серологического метода диагностики У7У-инфекции в следствие реактивации вируса, основанного на одновременном определении в сыворотке крови маркеров -

к гликопротеину Е ^Е) УХУ и анти-У2У ^М. Оба маркера выявлялись с 59% частотой. С помощью двойной ПЦР впервые в РФ определена частота выявления ДНК УХУ в МПК больных ОГ, она составила 49%.

- Разработан высокочувствительный (97,4%) и специфичный (100%) подход к диагностике вирусной инфекции вследствие эндогенной реактивации УХУ, основанный на выявлении продукции специфичных антител в культуре мононуклеаров периферической крови (МПК).

- Впервые дана оценка гуморального иммунитета к УХУ в популяции здоровых добровольцев разных возрастных групп. Средний индекс авидности (ИА) анамнестических У2У-специфичных в сыворотке крови нарастает с 50% в юношеском возрасте (до 25 лет) до 68% у лиц старше 65 лет. Доля лиц с преобладанием в сыворотке крови высокоавидных анамнестических анти-УгУ (ИА более 35%) повышается с 83% до 100%, соответственно.

- Определен фактор, ассоциированный с повышенной восприимчивостью к повторному заболеванию ветряной оспой. Им оказался измененный гуморальный иммунный ответ на первичное заражение, проявляющийся циркуляцией анамнестических анти-У2У антител в сыворотке крови, превышающих в 3 и более раза титр анти-У2У с низким индексом авидности (ИА<35%).

- Выявлена зависимость типа иммунного ответа на введение вакцины против ветряной оспы от исходного индекса авидности VZV-cпeцифичныx в сыворотке крови вакцинируемых лиц. При исходном индексе авидности (ИА) специфических антител менее 50% ответ реализовался преимущественно по типу вторичного ^в-ответа, а при исходном ИА > 50% - по типу первичного иммунного ответа с продукцией УЕУ-специфичных ^М.

- Впервые установлено, что у лиц с сос