Clinical and immunological features of inflammation in lyme borreliosis

Full Text

Иксодовый клещевой боррелиоз (ИКБ) относится к одному из наиболее распространенных природно-очаговых заболеваний [1]. Случаи ИКБ регистрируются в 68 субъектах РФ, в 2012-2015 гг. уровень заболеваемости колебался в пределах 4,0- 5,8 на 100 тыс. населения. Ежегодно регистрируется от 5 до 8 тыс. случаев заболевших. По сравнению с 2014 г. в январе-декабре 2015 г. наблюдался рост заболеваемости на 13,3% [2]. На территории Краснодарского края природные очаги ИКБ сформировались в начале 2000-х гг. [3, 4] . В последние годы распространение ИКБ в крае имеет тенденцию к возрастанию: в 2012 г. оно составило 1,1 на 100 тыс. населения, в 2013-2014 гг. - 1,45-1,33 на 100 тыс. населения [5]. ИКБ, регистрируемый в Краснодаре, протекает как в эритемной, так и в безэритемной форме. Заболевание имеет преимущественно острое, у части больных - подо- строе и хроническое течение. У некоторых пациентов при этом наблюдаются патологические изменения со стороны опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой и нервной систем [3, 4]. Хотя изучение ИКБ ведется с момента идентификации заболевания, до настоящего времени четко не определены причины его перехода в хроническую форму. Известно, что центральным звеном иммунных реакций при инфекционном процессе являются мононуклеары и вырабатываемые ими провоспалительные и противовоспалительные ци- токины. В целом функциональное состояние этих клеток при спирохетозах во многом определяет исход заболевания, что было детально продемонстрировано нами на примере лептоспироза [6], однако в случае боррелиоза роль мононуклеаров не столь однозначна. Позднее появление специфических антител к боррелиям, характерное для ИКБ, затрудняет своевременную диагностику, особенно в случае безэритемных форм заболевания. Также нуждаются в уточнении критерии прогнозирования исходов ИКБ с точки зрения вероятности персистенции возбудителя и развития иммунопатологических реакций. Очевидно, это должно существенно влиять на выбор схемы и длительности этиотропной терапии. Материалы и методы Исследован цитокиновый статус 46 пациентов, госпитализированных в ГБУЗ СКИБ в 2013-2014 гг. Острое течение ИКБ наблюдалось у 41 (89%) человека, подострое - у 2 (4%), хроническое - у 3 (7%). Среди заболевших преобладали женщины - 63%, мужчин было 37%. Больные с острым и подострым течением поступали в разные периоды заболевания - с 3-го по 120-й день болезни, в среднем на 16,6±2,82 день. Диагноз эритемной формы ИКБ выставлен на основании клиникоэпидемиологических данных (наличие эритемы у всех больных и присасывание клеща) и подтвержден серологически методом ИФА с определением IgM и IgG к боррелиям. Все больные получали антибактериальную терапию цефтриаксоном и/или доксициклином. Содержание цитокинов (ИЛ-1Р, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-10, ИФН-у) в сыворотке крови определяли методом твердофазного ИФА с использованием реактивов НПО «Цито- кин» (Санкт-Петербург) с чувствительностью 1 пикограмм на миллилитр (пг/мл). Исследование проводилось в первый день госпитализации, что соответствовало разным срокам заболевания, и в динамике на 5-й и 12-й дни проведения антибактериальной монотерапии доксициклином или цефтриаксоном. Контрольную группу составили 10 практически здоровых лиц. Все клинические и лабораторные данные обрабатывались методами вариационной статистики с оценкой достоверности различий сравниваемых показателей при помощи критерия Стьюдента и коэффициента ассоциации (q). Различия считались достоверными при p < 0,05. Результаты Таблица 1 Показатели цитокинового статуса при эритемной форме клещевого боррелиоза в зависимости от длительности заболевания Группа обследованных ИЛ-1р ИЛ-2 ИЛ-4 ИЛ-10 ИФН-у Норма 1,6±0,05 10,5±0,42 3,24±0,29 16,1±2,10 6,9±2,70 1-я неделя 17,3±2,59*** 6,09±0,69*** 7,76±1,78* 7,05±1,31*** 31,65±3,91*** 2-я неделя 18,7±4,45*** 14,1±3,42 9,2±2,38* 13,9±4,40 37,16±10,96* 3-я неделя 14,9±2,66*** 18,7±7,9 9,1±2,31* 9,1±1,54* 25,03±4,28** 4-я неделя 16,4±2,05*** 11,2±2,44 8,0±2,87 7,1±0,88** 36,4±12,45* Подострый и хронический 13,8±1,37*** 19,7±6,06 5,3±2,49 7,4+1,04** 38,8±6,32* Примечание. Отличие от нормы: * - p < 0,05; ** - p < 0,01; *** - p < 0,001. ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Клинически у обследованных больных лихорадочный синдром присутствовал в 24,5% случаев. Размер эритемы варьировал от 4 до 30 см, в среднем составлял 14,7±3,39 см, эритема сохранялась в течение 12,8±1,44 дня. У 31,1% пациентов наблюдались симптомы поражения нервной системы, при этом астеновегетативный синдром выявлен у трети больных (28,6%), цефалгия - у 42,9%, цервикобрахиоалгия, цервикокраниалгия, миофасцилярный синдром, полинейропатия конечностей и вестибулопатия наблюдались соответственно у 7,1%, у 1 больного имел место ме- нингизм. Уже в первый месяц заболевания у 82,2% обследуемых наблюдались изменения со стороны сердечно-сосудистой системы: признаки вагото- нии - у 31,1%, нарушения проводимости - у 4%, неспецифические нарушения реполяризации миокарда - у 35,6%, аритмия - у 11,1% больных. Результаты изучения цитокинового статуса у больных эритемной формой ИКБ, определенного при разной длительности сохранения воспалительного процесса, в зависимости от времени обращения за медицинской помощью, и во всех случаях - до начала этиотропной терапии (см. табл. 1). Изучаемый нами ИЛ-1Р, продуцируемый главным образом макрофагами покровных тканей в ответ на прямое раздражение микробными продуктами, относится к медиаторам доиммунно- го воспаления. ИЛ-1Р существенно превышал норму во все периоды заболевания и принимал максимальные значения при поступлении больных в поздние сроки на 2-4-й неделе болезни - 18,7±4,45 и 16,4±2,05 пг/мл. В то же время ассоциативная связь между повышением ИЛ-1Р и наличием лихорадки, интоксикационного и суставного синдрома отсутствовала. Тем не менее длительное повышение уровня ИЛ-1Р в отсутствие этиотропного лечения свидетельствует о течении инфекционного процесса без тенденции к выздоровлению. Известно, что ИЛ-2, продуцируемый Т-хел- перами, необходим для пролиферации преакти- вированных антигеном Т- и В-лимфоцитов, макрофагов, а также усиливает функциональную активацию Т-хелперов и стимулирует выработку цитокинов для всех популяций лимфоцитов. При остром ИКБ у большинства обследованных уровень ИЛ-2 не превышал норму: у 70,6% больных в 1-ю неделю заболевания был даже ниже нормы (6,09±0,69 пг/мл, p < 0,001). Только у 30% пациентов наблюдалось повышение уровня ИЛ-2 на 2- 3-й неделе болезни в 2,8-2,6 раза. При длительности заболевания 3 мес и более ИЛ-2 достоверно от нормы не отличался (p > 0,05). Повышение уровня ИЛ-2 было достоверно связано с наличием лихорадки и признаками поражения сердечно-сосудистой системы: брадикар- дия, аритмия, блокады (q = 1). Связь повышения уровня ИЛ-2 с поражением нервной системы была умеренной (q = 0,5). У больных с нормальными показателями ИЛ-2 чаще регистрируется ускорение СОЭ (Q = 0,92), умеренная связь отмечена с лим- фоцитозом (q = 0,44), а также повышением уровня СРБ (q = 0,40) и КФК (q = 0,43). Низкий уровень ИЛ-2 наблюдался у больных с нормальной температурой тела и сохраняющейся эритемой. Отсутствие повышенного уровня ИЛ-2 на фоне воспалительного процесса ведет к несостоятельности клеточного и гуморального иммунитета. Известно, что большинство цитолитических и супрессорных Т-лимфоцитов не продуцирует ИЛ-2, но отвечают на его действие пролиферацией. В НК-клетках в ответ на действие ИЛ-2 помимо усиления пролиферации происходит увеличение продукции ИФН-у и усиливается НК-опосредованный цитолизис. Секреция ИФН-у клетками, участвующими в реализации врожденных иммунных реакций, играет важную роль на ранних этапах защиты организма от инфекции. На этапе развития адаптивного иммунного ответа главными источниками ИФН-у служат Т-лимфоциты. Антагонистами ИФН-у являются ИЛ-4 и ИЛ-10. Известно, что интерферон-гамма активирует дифференцировку Т-клеток в сторону Th-1 и ингибирует ТИ-2 [7]. У всех обследованных больных эритемной формой острого клещевого боррелиоза уровень ИНФ-у был достоверно повышен. На 1-й неделе его значения составляли в среднем 31,65±3,91 пг/мл (p < 0,001) при норме 6,9±2,70 пг/мл. На 2-3-й неделе заболевания показатели имели значительный разброс: у 60% он был повышен до 27,11±5,15 пг/ мл (p < 0,01), а у 40% имелось значительное увеличение, в десятки и сотни раз превышающее норму. У 77,78% пациентов при длительности заболе- Таблица 2 Цитокиновый статус у больных эритемной формой острого клещевого боррелиоза при лечении цефтриаксоном Показатель Цефтриаксон до лечения после лечения р ИЛ-1р 21,42±3,42 19,85±3,34 > 0,05 ИЛ-2 19,88±3,47 9,66±1,9 < 0,05 ИЛ-4 7,34±1,47 9,13±2,43 > 0,05 ИЛ-10 7,36±2,22 7,75±1,02 > 0,05 ИНФ-у 34,41±4,40 33,56±3,58 > 0,05 вания месяц и более ИНФ-у сохранялся высоким, составляя в среднем 53,4±12,42 пг/мл, у 2 больных был повышен значительно - 146,24 и 82,79 пг/мл. Нами также изучен ИЛ-4, который является регулятором пролиферативного ответа В-лимфоцитов, продуцирующих IgE, играющего решающую роль в патогенезе реакций немедленной гиперчувствительности. Уровень противовоспалительного ци- токина ИЛ-4 был достоверно повышен на 1-3-й неделях заболевания. В первую неделю заболевания ИЛ-4 превышал норму в 2,5 раза, при поступлении на 2-й и 3-й неделе от начала заболевания был выше нормы в 3,5 и 3,4 раза и составлял соответственно 9,2±2,38 пг/мл и 9,1±2,31 пг/мл (р < 0,01). В группе больных с подострым и хроническим течением ИКБ достоверного повышения уровня ИЛ-4 не наблюдалось (5,3±2,49 пг/мл), при этом у пациентов с хроническим течением заболевания обнаружено его снижение до 2,6±0,9 пг/мл (р < 0,05). ИЛ-10, продуцируемый макрофагами и Th-2, ингибирует активность макрофагов, в том числе их антиген-презентирующую функцию, синтез лимфокинов. Он подавляет гиперчувствительный ответ замедленного типа Th-1 клетками и стимулирует ответ Th-2 клеток, что опосредует повышение продукции антител класса IgG [8, 9]. Уровень противовоспалительного ИЛ-10 при норме 16,1±2,10 пг/мл у обследованных больных повышался лишь в единичных случаях. У большинства больных при поступлении во все периоды заболевания ИЛ-10 был достоверно ниже нормы и соответственно составил на 1-й неделе 7,05±1,31 пг/ мл (р < 0,001), на 3-й неделе - 9,1±1,54 пг/мл (р < 0,05), на 4-й неделе - 7,1±0,88 пг/мл (р < 0,01). Только на 2-й неделе болезни ИЛ-10 не отличался от нормы - 13,9±4,40 пг/мл (р > 0,05). Изучение цитокинового статуса при подостром и хроническом течении выявило следующие тенденции: у всех наблюдавшихся больных были повышены провоспалительные цитокины: ИЛ-1Р - 13,8±1,37 пг/мл и ИНФ-у - 38,8±6,32 пг/мл (р < 0,001), при этом они достоверно не отличались ORIGINAL INVESTIGATIONS от уровня показателей у больных, госпитализированных в ранний период (р > 0,05) острого клещевого боррелиоза. Противовоспалительные цитокины оставались на низком уровне: ИЛ-10 был достоверно ниже нормы - 7,4+1,04 пг/мл (р < 0,01) и также достоверно не отличался от показателей в ранний период острого боррелиза (р > 0,05). Уровни ИЛ-4 и ИЛ-2 не отличались от нормы. Сопоставление уровня цитокинов у больных, поступивших в 1-ю неделю заболевания, с группой хронического ИКБ выявило достоверные различия только по уровню ИЛ-4 (7,7±1,78 пг/мл на 1-й неделе и 2,55±0,90 пг/мл при хроническом ИКБ (р < 0,05). Полученные нами данные о низком уровне активности ИЛ-4 у больных хроническим боррелиозом согласуются с результатами исследования других авторов [10]. Изучение влияния антибактериальной терапии на показатели цитокинового статуса выявило, что в процессе лечения доксициклином не происходит нормализации ни одного из рассмотренных показателей (табл. 2). При лечении цефтриаксоном наблюдается достоверное снижение уровня ИЛ-2 (р < 0,05) уже через пять дней терапии, в то время как уровень ИЛ-1Р, ИЛ-4, ИЛ-10 и ИНФ-у достоверно не изменяется. Это свидетельствует о более выраженном положительном влиянии цеф- триаксона на воспалительный процесс у больных эритемной формой острого клещевого боррелио- за и возможности использовать в качестве критерия эффективности терапии определение уровня ИЛ-2. Обсуждение Известно, что первоначальное развитие воспалительного процесса связано с неспецифическими провоспалительными медиаторами, среди которых важное место занимает монокин ИЛ-1р. Бактериальный антиген захватывается антигенпрезенти- рующими клетками, прежде всего макрофагами и дендритными клетками лимфоузлов, селезенки, эпидермиса. Поглощая антиген, данные клетки подвергают его ферментативному расщеплению с представлением фрагментов на свою внешнюю мембрану в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости II типа, распознаваемого Т- и В-лимфоцитами. Одновременно инициируется синтез ИЛ-1 в виде внутриклеточной, секреторной и мембранной форм. Мембранная форма ИЛ-1 способствует распознаванию антигенного комплекса Т- и В-лимфоцитами и передаче сигнала от макрофагов [8]. Важнейшим свойством монокина ИЛ-1 является запуск пролиферации преактивированных антигеном Т- и В-лимфоцитов. При этом в зависимости от особенностей антигена происходит дифферен- цировка Т-хелперов в клетки 1-го или 2-го типа: ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Thx1 и Thx2. Активированные Т-хелперы переходят к синтезу последующей серии интерлейкинов - ИЛ-2, ИФН-у, ФНОа (ТИХ1) или ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-10 (Thx2), которые регулируют дальнейший ход иммунного ответа. В результате запускается преимущественно клеточный или гуморальный иммунитет с активацией Т-киллеров и В-лимфоцитов. Образуются клоны специфических Т-киллеров, способных разрушать клетки, поврежденные паразитом, и клоны антителопродуцирующих клеток, секретирующих иммуноглобулины (M, G, A), нейтрализующие бактериальные антигены. В ряде случаев уничтожение внутриклеточного паразита происходит за счет натуральных киллеров (НК) по средствам антителозависимой клеточноопосредованной цитотоксичности. НК способны поражать клетки-мишени, нагруженные антителами. При этом их активность повышается под влиянием ци- токинов Т-клеток, и в первую очередь интерферона- гамма. Как показывает проведенное нами исследование, иммунологический ответ при клещевом бор- релиозе характеризуется длительным сохранением острофазового ответа в виде повышенного уровня провоспалительных цитокинов - ИЛ-1Р и ИФН-у, сохраняющегося при переходе процесса в подо- строе и хроническое течение. С высоким уровнем ИЛ-1Р, как правило, связывают проявления интоксикационного синдрома и поражение опорнодвигательного аппарата - лайм-артриты [11]. Однако мы наблюдали высокий уровень ИЛ-1Р и у больных с отсутствием лихорадочного, интоксикационного и суставного синдромов. Длительная продукция макрофагами острофазового монокина ИЛ-1Р может быть следствием сохраняющегося антигенного раздражения и косвенно подтверждает персистенцию боррелий в организме. Известно влияние ИЛ-1Р на кератиноциты и фибробласты, приводящее к усилению их пролиферации [8]. В дальнейшем это может вести либо к репарации и восстановлению целостности тканей, либо к формированию очага хронического воспаления, что и наблюдается при клещевом боррелиозе. В то же время у большинства больных уровень регуляторных и противовоспалительных цитоки- нов (ИЛ-2, ИЛ-10) на протяжении всей болезни оставался незначительно повышенным, нормальным или даже снижался. Повышенный уровень ИЛ-2 коррелировал с лихорадкой и поражением сердечно-сосудистой системы, низкие значения, напротив, - с нормальной температурой тела при сохранении эритемы. Низкий уровень ИЛ-10 и нормальные значения ИЛ-2 не создают условий для перехода инфекционного процесса на стадию ограничения воспаления и способствуют затяжному течению процесса. Известно, что ИЛ-1 усиливает эффект ИЛ-4 по стимулированию пролиферации В-лимфоцитов и продукции антител. При клещевом боррелиозе мы наблюдали одновременное повышение уровня обоих цитокинов. Однако гуморальный ответ при ИКБ считается поздним и неэффективным [11, 12]. Повышенный уровень ИЛ-4, видимо, в основном обусловливает выработку IgE и отвечает за развитие и поддержание реакции гиперчувствительности немедленного типа, что клинически проявляется специфической эритемой. Ранее было показано, что выздоровление и гладкое течение ИКБ наблюдается при повышении ИНФ-у и ИЛ-4, низкий уровень интерлейкина-4 ассоциируется с отсутствием антител и хрониза- цией [10, 12]. Другие исследователи указывают на высокий уровень ИЛ-4 в период реконвалес- ценции как признак возможной хронизации заболевания [13]. Предполагают, что смешанный Тх1/ Тх2-ответ предотвращает хронизацию [10, 12], а мощный противовоспалительный ответ Тх1 может быть связан с благоприятным исходом [14]. Полученные нами данные позволяют предположить развитие иммунного ответа при ИКБ по типу антителозависимой клеточноопосредованной цитотоксичности с участием НК. Так, для эффективной элиминации внутри- клеточно персистирующих боррелий требуется активация клеточного иммунитета. Однако из- за низкого уровня ИЛ-2 активации Т-киллеров не происходит. В то же время высокий уровень ИФНу ведет к активации НК. Их роль в патогенезе хронического клещевого боррелиоза обсуждается в ряде исследований [15-17]. Работе НК способствует повышенное содержание иммунных комплексов, описанное ранее при ИКБ [18, 19]. За счет Fc-рецептора (CD16) НК связывают антитела, образовавшие иммунные комплексы с антигенами на поверхности клеток-мишеней, и запускают процесс лизиса или апоптоза инфицированной клетки. Выводы 1. Для острого течения эритемной формы клещевого боррелиоза характерно достоверное повышение уровня ИЛ-1Р, ИФН-у и ИЛ-4 при сохранении у большинства больных нормальных значений ИЛ-2 и низких значений ИЛ-10. 2. При подостром и хроническом течении сохраняется повышенный уровень ИЛ-1Р, ИФН-у, нормальные значения ИЛ-2 и низкие значения ИЛ-10, при этом уровень ИЛ-4 также снижен. 3. Повышение уровня ИЛ-2 при остром течении эритемной формы ИКБ ассоциировано с лихорадкой и поражением сердечно-сосудистой системы. Снижение повышенного уровня ИЛ-2 позволяет оценить эффективность этиотропной терапии. Выявленные изменения цитокинового статуса при остром течении клещевого боррелиоза соответствуют развитию иммунного ответа по типу антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности. Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

D. Yu Moshkova

Kuban State Medical University

4, Sedina str., Krasnodar, 350063, Russian Federation

Marina G. Avdeeva

Kuban State Medical University

Email: avdeevam@mail.ru
MD., PhD., DSci., professor, head of the Department of infectious disease and phthisiopulmonology 4, Sedina str., Krasnodar, 350063, Russian Federation

References

Supplementary files