БАЛАНС  TH1/TH2-КЛЕТОК  ПРИ  ХРОНИЧЕСКОЙ  ОБСТРУКТИВНОЙ  БОЛЕЗНИ  ЛЕГКИХ

Давыдова  Каролина  Андреевна

студент  3  курса,  кафедра  клеточной  биологии  и  генетики  ДВФУ,  РФ,  г.  Владивосток

E-mail:  d-karolina-a@mail.ru

Виткина  Татьяна  Исааковна

научный  руководитель,  д-р  биол.  наук,  ведущий  научный  сотрудник  лаборатории  биомедицинских  исследований  Владивостокского  филиала  ФГБУ  ДНЦ  ФПД  СО  РАМН-НИИ  МКВЛ,  РФ,  г.  Владивосток

Токмакова  Наталья  Павловна

научный  руководитель,  доцент  кафедры  клеточной  биологии  и  генетики  ДВФУ,  кандидат  биологических  наук,  РФ,  г.  Владивосток

Проведенные  в  разных  странах  мира  эпидемиологические  исследования  свидетельствуют  об  устойчивом  росте  заболеваемости  хроническими  неспецифическими  заболеваниями  легких  (ХНЗЛ),  в  частности  хронической  обструктивной  болезнью  легких  (ХОБЛ).  ХОБЛ  наряду  с  артериальной  гипертонией,  ишемической  болезнью  сердца  и  сахарным  диабетом  составляют  ведущую  группу  хронических  заболеваний:  на  их  долю  приходится  более  30  %  среди  всех  других  форм  патологии  человека  [5,  с.  5].

Ключевая  роль  в  реализации  воспалительной  реакции  при  ХОБЛ  принадлежит  Т-хелперам.  Популяция  Т-хелперов  включает  в  себя  несколько  субпопуляций,  из  которых  наиболее  важными  являются  T-хелперы  1  и  2  типов  [1,  с.  3].  Т-хелперы  способны  оказывать  отрицательное  влияние  друг  на  друга  посредством  цитокинов.  С  другой  стороны,  характерные  цитокины  оказывают  позитивное,  активирующее  действие  на  «свою»  субпопуляцию  Т-хелперов  [4,  c.  183].

Т-хелперы  играют  важную  роль  в  развитии  воспаления,  так  как  являются  индукторами  адаптивного  иммунного  ответа.  Дисбаланс  Т-хелперов  1  и  2  типа  является  основой  для  развития  хронических  воспалительных  заболеваний,  в  том  числе  и  заболеваний  бронхо-легочной  системы,  таких  как  ХОБЛ  [2,  c.  30].  Кроме  того,  баланс  этих  клеток  в  воспалительный  период  определяет  последующую  форму  иммунного  ответа,  будет  ли  это  преимущественно  клеточный  или  гуморальный  иммунный  ответ  [6,  с.  223].  Поэтому  важно  знать  Th1/Th2-баланс,  для  того  чтобы  прогнозировать  течение  болезни  и  выбрать  правильное  лечение.

Цель  данной  работы  —  определение  баланса  Т-хелперов  1  и  2  типа  при  хронической  обструктивной  болезни  легких  (ХОБЛ)  разной  степени  тяжести.

Материалы  и  методы

Исследование  осуществлялось  на  базе  Владивостокского  филиала  ФГБУ  ДНЦ  ФПД  СО  РАМН-НИИ  МКВЛ.  В  исследование  были  включены  73  пациента.  Из  них  45  пациентов  —  с  диагнозом  ХОБЛ  в  возрасте  от  46  до  58  лет  (32  мужчины  и  13  женщин).  В  контрольную  группу  вошли  28  практически  здоровых  лиц  (19  мужчин  и  9  женщин),  не  курящих,  с  нормальной  функцией  внешнего  дыхания,  возраст  —  от  50  до  62  лет.  Пациенты  были  разделены  на  3  группы:  1  группа  —  контрольная  группа  (28  человек),  2  группа  —  пациенты  с  диагнозом  ХОБЛ  легкой  (1)  степени  тяжести  (21  человек),  3  группа  —  пациенты  с  диагнозом  ХОБЛ  средней  (2)  степени  тяжести  (24  человека).  Все  пациенты  на  момент  обследования  находились  в  стадии  ремиссии.  Из  исследования  были  исключены  больные,  имеющие  сопутствующие  хронические  заболевания  в  фазе  обострения.  Все  исследования  выполнены  с  информативного  согласия  пациентов  и  в  соответствии  с  этическими  нормами  Хельсинской  Декларации  (2006).

Забор  крови  осуществляли  натощак  в  утренние  часы.  Полученную  сыворотку  крови  хранили  при  -80  ºС  до  проведения  анализа.  Цитокиновой  профиль  оценивали  по  содержанию  про-  и  противовоспалительных  цитокинов:  TNF-α,  IL-2,  IL-4,  IL-6,  IL-10,  IFN-γ.  Баланс  Th1-  и  Th2-клеток  оценивали  по  соотношению  продуцируемых  ими  цитокинов:  для  Th1  -  TNF-α,  IFN-γ,  IL-2,  для  Th2  -  IL-4,  IL-6,  IL-10.  Уровень  цитокинов  определяли  методом  проточной  цитометрии  (тест-система  Cytometric  Bead  Array  фирмы  BD,  USA).  Обработку  данных  проводили  с  использованием  программы  FCAP  Array  BD,  USA.

Анализ  результатов  производили  с  использованием  программы  Statistica  6.0  [3].  Результаты  представляли  в  виде  медианы,  верхнего  и  нижнего  квартилей.  Статистическая  значимость  различий  уровня  цитокинов  между  группами  оценивали  с  помощью  критерия  Манна-Уитни.

Результаты  и  обсуждения

Результаты  исследования  цитокинового  профиля  контрольной  группы  и  больных  ХОБЛ  представлены  в  табл.  1

Таблица  1.

Уровень  цитокинов  у  больных  с  ХОБЛ  разной  степени  тяжести  и  обследуемых  контрольной  группы

Примечание:  р_1-2  —  уровень  значимости  различий  между  1  и  2  группой,  р_1-3  —  уровень  значимости  различий  между  1  и  3  группой,  р_2-3  —  уровень  значимости  различий  между  2  и  3  группой

В  результате  исследования  было  выявлено,  что  у  больных  ХОБЛ  наблюдается  значительное  повышение  уровня  таких  провоспалительных  цитокинов  как:  TNF-α,  IFN-γ,  IL-2,  IL-6  и  понижение  уровня  противоспалительных  цитокинов:  IL-4,  IL-10  в  сравнении  с  контрольной  группой. 

При  этом  концентрация  основного  провоспалительного  цитокина  —  TNF-α  при  ХОБЛ  1  степени  тяжести  увеличилась  на  73,4  %  (p_1-2<0,001)  относительно  значения  контрольной  группы;  концентрация  главного  макрофаг-активирующего  цитокина  IFN-γ  —  на  24,8  %  (p_1-2<0,05);  концентрация  IL-2,  обеспечивающего  пролиферацию  и  дифференцировку  Тh1-клеток  —  на  62  %  (p_1-2<0,01),  концентрация  плейотропного  цитокина  IL-6  —  на  133,3  %  (p_1-2<0,001).  Концентрация  противоспалительных  цитокинов  у  больных  ХОБЛ  1  ст.  снизилась:  IL-4  —  индуктора  Th2-клеток  —  на  34,8  %  (p_1-2<0,01),  IL-10  —  ингибитора  синтеза  провоспалительных  цитокинов  —  на  37,8  %  (p_1-2<0,001).

Концентрация  TNF-α  у  больных  ХОБЛ  2  ст.  относительно  его  содержания  у  больных  ХОБЛ  1  ст.  повысилась  на  36,3  %  (p_2-3<0,001),  IFN-γ  —  на  18,5  %  (p_2-3<0,05),  IL-2  —  на  51,9  %  (p_2-3<0,01),  IL-6  —  на  40,4  %  (p_2-3<0,001).  У  больных  ХОБЛ  2  ст.  наблюдалось  понижение  уровня  IL-4  на  30,3  %  (p_2-3<0,05)  и  IL-10  —  на  40,5  %  (p_2-3<0,001). 

В  ходе  исследования  было  выявлено  преобладание  провоспалительных  цитокинов  над  противоспалительными  при  ХОБЛ  1  и  2  ст.,  что  свидетельствует  о  развитии  воспалительной  реакции.  При  ХОБЛ  1  ст.  наибольший  вклад  в  этот  процесс  вносит  провоспалительный  цитокин  IL-6,  содержание  которого  увеличивается  более  чем  в  2  раза  относительно  контрольной  группы.  Данный  цитокин  выделяется  как  лимфоидными,  так  и  нелимфоидными  клетками,  обладает  плейотропным  действием.  Одними  из  клеток-мишеней  для  его  действия  являются  Th1-,  Th2-клетки.  Воздействуя  на  Th1-клетки,  IL-6  вызывает  снижение  продукции  IFN-γ,  необходимого  для  активации  макрофагов,  а  через  регуляцию  Th2-клеток  —  повышение  уровня  IL-4,  осуществляющего  индукцию  Th2-клеток.

При  ХОБЛ  1  ст.  TNF-α  и  IL-2  являются  вторыми  цитокинами  после  IL-6  по  их  вкладу  в  развитие  воспаления.  Их  синтез  осуществляется  Th1-клетками.  TNF-α  является  синергистом  IFN-γ  в  активации  макрофагов  (оба  цитокина  оказывают  один  и  тот  же  эффект,  но  различаются  механизмом  действия).  Поверхностный  цитокин  TNF-α  индуцируется  к  экспрессии  после  распознавания  Th1-лимфоцитами  антигена  на  поверхности  макрофагов.  Т-хелперы  распознают  чужеродный  антиген  лишь  после  его  переработки  макрофагами,  соединения  с  антигенами  MHC  II  и  появления  этого  комплекса  на  поверхности  макрофага.  Содержание  IFN-γ  при  ХОБЛ  1  ст.  повышается  незначительно  в  сравнении  с  другими  цитокинами,  возможно  это  связано  с  высоким  содержанием  IL-6,  подавляющего  его  синтез.  Аутокринный  механизм  действия  IL-2  позволяет  ему  выполнять  одну  из  его  важнейших  функций  —  обеспечение  пролиферации  и  дифференцировки  Тh1-клеток,  активации  цитотоксических  лимфоцитов  и  макрофагов.

При  ХОБЛ  1  ст.  наблюдается  снижение  концентрации  IL-4  и  IL-10,  продуцируемых  Тh2-клетками,  в  сравнении  с  группой  контроля.  IL-4,  осуществляя  индукцию  Th2-клеток,  выступает  в  качестве  антагониста  IL-2.  IL-10  является  ключевым  противовоспалительным  цитокином,  осуществляющим  ингибирование  синтеза  провоспалительных  цитокинов.  Таким  образом,  при  ХОБЛ  происходит  нарушение  регуляции  воспалительного  процесса  вследствие  снижения  уровня  противовоспалительных  цитокинов.  Далее  воспалительный  процесс  закрепляется  и  самоподдерживается  за  счет  цитокиновых  каскадов  соответствующей  направленности.

Выявлено,  что  при  ХОБЛ  2  ст.  происходит  дальнейшее  увеличение  содержания  IL-2,  TNF-α,  IL-6  в  сыворотке  крови  и  незначительно  повышается  уровень  IFN-γ.  В  то  же  время  сохраняется  динамика  снижения  уровня  противовоспалительных  цитокинов  —  IL-4  и  IL-10.  Т.  е.  тенденция,  наблюдаемая  в  группе  с  ХОБЛ  1  ст.,  сохраняется  и  можно  говорить  о  дальнейшем  усугублении  нарушений  в  течение  воспалительного  процесса  при  ХОБЛ  2  степени  тяжести.

По  полученным  данным  были  рассчитаны  коэффициенты  баланса  Th1/Th2  у  больных  с  ХОБЛ  разной  степени  тяжести  и  обследуемых  контрольной  группы  (табл.  2).  Коэффициенты  рассчитывались  как  отношения  концентраций  Th1-и  Th2-цитокинов,  являющихся  антагонистами:  IFN-γ/IL-4,  IFN-γ/IL-10,  TNF-α/IL-10. 

Таблица  2.

Коэффициенты  баланса  Th1/Th2  у  больных  с  ХОБЛ  разной  степени  тяжести  и  обследуемых  контрольной  группы

Был  выявлен  дисбаланс  соотношения  двух  типов  клеток  иммунной  системы  —  Тh1  и  Тh2.  Из  табл.  2  видно,  что  значения  коэффициентов  баланса  Th1/Th2-клеток  при  ХОБЛ  1  ст.  увеличиваются  примерно  в  2  раза  в  сравнении  с  контрольной  группой,  а  значения  коэффициентов  IFN-γ/IL-4,  IFN-γ/IL-10,  TNF-α/IL-10  при  ХОБЛ  2  ст.  увеличиваются  в  3,  4  и  6  раз  соответственно  (в  сравнении  с  контрольной  группой).

Заключение

Полученные  результаты  свидетельствуют  о  смещении  цитокинового  баланса  в  сторону  провоспалительных  цитокинов  при  ХОБЛ  в  стадии  ремиссии.  Наибольший  вклад  в  этот  процесс  вносят  IL-6,  TNF-α,  IL-2.  Поддержание  эффективного  иммунного  ответа  в  такой  ситуации  становится  невозможным.  Увеличение  концентраций  данных  цитокинов  в  крови  пациентов  служит  основой  для  развития  воспалительной  реакции  при  ХОБЛ.  Преобладание  провоспалительных  цитокинов  в  дальнейшем  ведет  к  разрастанию  очага  воспаления  и  повреждению  тканей  организма,  усилению  перекисного  окисления  липидов  и  белков,  накоплению  свободных  радикалов,  стимуляции  апоптоза. 

Установлено,  что  с  увеличением  степени  тяжести  ХОБЛ  происходит  все  большее  смещение  Th1/Th2-баланса  в  сторону  превалирования  клеточного  звена  иммунитета  (Th1).  Перевес  в  сторону  Th1-цитокинов  свидетельствует  о  развитии  иммунной  реакции  по  пути  клеточного  иммунитета.

Список  литературы:

1. Кетлинский  С.А.  Тh17  —  новая  линия  дифференцировки  Т  хелперов  //  Цитокины  и  воспаление.  —  2009.  —  Т.  8.  —  №  2.  —  С.  3—15.
2. Кострова  Т.О.  Патогенетическая  значимость  нарушения  баланса  цитокинов  у  лиц  с  хроническими  неспецифическими  заболеваниями  легких  /  Т.О.  Кострова,  Г.В.  Лисаченко,  Л.Ф.  Коломендина  и  др.  //  Сибирский  медицинский  журнал.  —  2007.  —  Т.  22.  —  №  4.  —  С.  30—35.
3. Реброва  О.Ю.  Статистический  анализ  медицинских  данных.  Применение  пакета  прикладных  программ  STATISTICA.  М.:  МедиаСфера,  2002.  —  312  с.
4. Чурина  Е.Г.  Субпопуляционный  состав  регуляторных  Т-клеток  крови  у  больных  туберкулезом  легких  с  множественной  лекарственной  устойчивостью  /  Е.Г.  Чурина,  В.В.  Новицкий,  О.И.  Уразова  и  др.  //  Бюллетень  сибирской  медицины.  —  2011.  —  №  4.  —  С.  183—186.
5. Чучалин  А.Г.  Хроническая  обструктивная  болезнь  легких  и  сопутствующие  заболевания  //  Пульмонология.  —  2008.  —  №  2.  —  С.  5—14.
6. Kidd  P.М.  Th1/Th2  balance:  the  hypothesis,  its  limitations,  and  implications  for  health  and  disease  //  Alternative  medicine  review.  —  2003.  —  Vol.  8.  —  №  3.  —  P.  223—246.