THE LEVELS OF IL-4 AND IL-8 IN SERUM OF PATIENTS WITH CHRONIC GASTRITIS AND ULCERATIVE DISEASE OF STOMACH AND DUODENUM



Cite item

Full Text

Abstract

Local inflammation in H. pylori infection is characterized by infiltration of the gastric mucosa by neutrophils and specific lymphocytes, an increase in the production of immunoregulatory, pro- and anti-inflammatory cytokines. IL-4 is the most important regulatory cytokine that plays a role in a huge number of immune and non-immune functions. IL-8 is a potent angiogenic factor and chemoattractant, its presence in the circulation can have a systemic pro-inflammatory effect on the body. IL-4 and IL-8 in H. pylori infection has been studied insufficiently. The goal is to establish serum levels of IL-4 and IL-8 in patients with chronic gastritis and peptic ulcer and duodenal ulcer. Materials and methods. 95 patients of the gastroenterological department were examined, of them 37 men and 58 women (mean age 59 years): 53 patients diagnosed with chronic active gastritis (CAG, including erosive gastroduodenitis) and 42 patients diagnosed with peptic ulcer (PU). Patients were conditionally divided into 4 subgroups: PU (without confirming the presence in patients with Hp according to generally accepted methods), PU + Hp (patients with the presence of Hp), CAG and CAG + Hp. Results. An increase in serum IL-4 levels (above 10 pg / ml) was observed in only 50.7% of patients, with approximately the same frequency in patients with CAG and PU, and an increase in serum IL-8 levels (above 0.062 ng / ml) - in most patients (90%), and the highest levels of IL8 were detected in patients with PU + Hp. In the first analysis, 31% of patients had elevated levels of IL-8 in the absence of IL-4, while in the second analysis - already 62% of patients (p ≤ 0.01). This indicated a sharp twofold decrease in the production of IL-4 in just a few days between the two analyzes. Conclusion. Considering that an increase in serum levels of IL-8 is found in a larger number of patients than IL-4, which, moreover, ceases to be detected in serum, it can be assumed that the production and anti-inflammatory effect of IL-4 are insufficient in some patients with gastritis and peptic ulcer disease. Against this background, elevated levels of IL-8 can help maintain inflammation in a significant number of patients, as well as reduce the effectiveness of eradication therapy.

Full Text

Введение H. pylori способна сохраняться в желудке человека на протяжении десятилетий и способствует развитию гастритов, пептических язв и рака желудка, которые связаны с развитием и последующим сохранением хронического воспаления желудка [1]. H. pylori обычно приобретается в детстве, инфицирование приводит к привлечению в желудок иммунных и воспалительных клеток [2]. Генетически разнообразные штаммы H. pylori обусловливают воспалительный ответ хозяина разной степени, что приводит к развитию различных патологических состояний [3-6]. Локальное воспаление при инфекции H. pylori характеризуется инфильтрацией слизистой желудка нейтрофилами и специфическими лимфоцитами, увеличением продукции иммунорегуляторных, про- и противовоспалительных цитокинов [7]. Обширная цитокиновая сеть запускает комплекс местных защитных реакций, вовлекает все типы клеток-эффекторов в элиминацию патогена и восстановление целостности клеток, регулирует в организме процессы пролиферации и дифференцировки [8, 9]. Интерлейкин-4 является многофункциональным цитокином, многие типы клеток отвечают на него [10]. История ИЛ-4 начинается с его способности усиливать пролиферативные ответы В-клеток на антииммуноглобулиновые антитела [11]. ИЛ-4 может действовать как фактор роста Т-клеток и тучных клеток [8, 9], ИЛ-4 является переключателем IgG1 [12] и IgE [13]. ИЛ-4 является наиболее важным регуляторным цитокином, играющим роль в огромном количестве иммунных и неиммунных функций [14]. Новые данные о его роли в энергетическом метаболизме, регенерации мышц, обучении и памяти [15] обусловливают необходимость его дальнейшего изучения. Кроме того, ИЛ-4 играет патологическую роль при внутриклеточных инфекциях и аллергических заболеваниях, таких как астма и экзема. Лейкоциты, включая эозинофилы, тучные клетки, базофилы, NKT-клетки и недавно описанные врожденные лимфоидные клетки группы 2 (ILC2) являются потенциальными источниками врожденного IL-4 in vivo [16]. В частности, эозинофилы сохраняют предварительно образованный IL-4 в внутриклеточных кристаллоидных гранулах, которые быстро секретируются при активации клеток [1]. Перепроизводство IL-4 усиливает восприимчивость к внутриклеточным микробным патогенам, нарушая у хозяина баланс TH1/ TH2 [16]. В супернатантах культур периферических мононуклеарных клеток людей, инфицированных H. pylori, выявляются значительные количества ФНО-a, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10. Комплексность иммунного ответа на H. pylori проявляется в том, что при инфицировании организма человеческие Т-клетки отвечают на панель из 90 пептидов, консервативных в геноме H.pylori, в сравнении с неинфицированными лицами [1]. Клеточно-опосредованный ответ (Th1) доминирует и большинство клонов CD4+ клеток, специфичных H. pylori, секретируют гамма интерферон (IFN-γ) в ответ на антигенную стимуляцию. Гуморальный ответ тоже наблюдается, большинство антител являются IgG типа, однако, эти антитела не защищают и не предупреждают новое инфицирование [17]. Такой аберрантный ответ хозяина может вызывать и поддерживать воспаление [18]. Многие типы клеток отвечают на ИЛ-4, но не все эти реакции хорошо изучены [10]. IL-8 является мощным ангиогенным фактором и хемоаттрактантом, ключевым медиатором Th1-типа иммунного ответа и сверхэкспрессируется в эпителиальных клетках желудка, подвергшихся воздействию H. pylori [19, 20]. ИЛ-8 еще активнее секретируется H. pylori-инфицированными эндотелиальными клетками [21]. Поэтому его присутствие в циркуляции может оказывать системное провоспалительное действие на организм. По-видимому, еще не весь спектр функций ИЛ-4 известен, так как распределение рецепторов к ИЛ-4 чрезвычайно широко. Не полностью изучен механизм стимуляции ИЛ-8 при воздействии H. pylori [22]. Данные об уровнях ИЛ-8 при различных заболеваниях немногочисленны и порой противоречивы [22-27]. Цель работы - установить сывороточные уровни ИЛ-4 и ИЛ-8 у больных хроническими гастритами и язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки. Материалы и методы Всего наблюдалось 95 пациентов гастроэнтерологического отделения, из них мужчин - 37, женщин - 58 человек (средний возраст 59 лет). Из них обследовано 53 пациента с диагнозом хронического активного гастрита (ХАГ), в том числе эрозивного гастродуоденита (код по МКБ - К29); в том числе мужчин - 17, женщин - 36 человека, Кроме того, обследовано 42 пациента с диагнозом язвенной болезни (ЯБ, код по МКБ - К25.7, К26.7) в том числе мужчин - 20, женщин - 22 человека. Для подтверждения диагноза у пациентов проводились следующие лабораторные и инструментальные методы исследования: клинический и биохимический анализы крови, группа крови и резус фактор, копрологическое исследование кала, исследование кала на скрытую кровь, ХЕЛПИЛ (бланк) в биоптате (ООО «АМА», Россия), дыхательный уреазный тест, фиброгастродуоденоскопия (Olympus xq40, Япония) с цитологическим исследованием биопсийного материала, ультразвуковое исследование органов брюшной полости (Sonoscape s8, КНР, GE Vivid 7, США). В результате проведенного комплексного обследования пациентов подтверждено присутствие H. pylori у 15 пациентов с ХАГ (33,3%) и у 29 пациентов с ЯБ (61,7%). Присутствие и уровень ИЛ-4 и ИЛ-8 устанавливали методом ИФА (ООО «Цитокин»). Терапия заболеваний проводилась с применением ингибиторов протонной помпы (ИПП), антацидов, блокаторов Н2-гистаминовых рецепторов, при подтверждении H. pylori инфекции - эрадикационная терапия согласно Национальным рекомендациям по диагностике и лечению кислотозависимых и ассоциированных с H. pylori заболеваний (VI Московское соглашение) от 24-25 ноября 2016 г. [28]. В общей сложности исследовано 152 пробы сыворотки крови для определения частоты выявления и уровней ИЛ-4 и ИЛ-8 методом ИФА с использованием тест-систем ООО «Цитокин». Парные пробы крови были получены от пациентов с ХАГ и ЯБ при поступлении в стационар и в динамике через 3-4 сут от взятия первого анализа крови. Все пациенты, включенные в исследование, дали информированное согласие на обследование в период нахождения в стационаре. Конфиденциальность данных была сохранена. Статистическая обработка цифрового материала проведена общепринятыми методами вариационной статистики с расчетом t критерия Стьюдента и χ2 с использованием программ Microsoft Word и Microsoft Excel. Результаты Все больные были условно разделены на 4 подгруппы: ЯБ (без подтверждения присутствия у больных H. pylori по данным общепринятых методов), ЯБ+Нр (больные с присутствием Нр по данным общепринятых методов), ХАГ (без подтверждения присутствия у больных H. pylori по данным общепринятых методов) и ХАГ+Нр (больные с присутствием H. pylori по данным общепринятых методов. В результате проведенных исследований установлено, что повышение в сыворотке крови уровней ИЛ-4 (выше 10 пг/мл) отмечается всего у 50,7% больных, приблизительно с одинаковой частотой у больных ХАГ (54,5%) и ЯБ (45,6%). В отдельных подгруппах больных частота выявления ИЛ-4 колебалась от 33% до 64%, без достоверных различий по полу и вне зависимости от присутствия Нр. В целом, средние уровни сывороточного ИЛ-4 у мужчин (14,08±2,17) и женщин (19,47±2,64) были одинаковыми. Также практически не различались средние уровни ИЛ-4 в подгруппах больных ХАГ и ЯБ, как у мужчин, так и у женщин, вне зависимости от ассоциации заболевания с Нр по данным общепринятых методов. Следует отметить лишь тенденцию к более высоким средним уровням ИЛ-4 у мужчин с ЯБ+Нр в сравнении с подгруппами мужчин с ЯБ, ХАГ и ХАГ+Нр, а также тенденцию к более высоким средним уровням ИЛ-4 у женщин в подгруппе ЯБ и ХАГ в сравнении с подгруппами женщин с ЯБ+Нр и ХАГ+Нр (табл. 1). В динамике обследования больных во втором анализе сыворотки крови отмечалась тенденция к снижению средних уровней ИЛ-4 (р ≥ 0,05) во всех подгруппах больных (табл. 2). В противоположность ИЛ-4, повышенные уровни сывороточного IL-8 (выше 0,062 нг/мл) отмечены у большинства больных (90%). Наиболее высокие уровни сывороточного ИЛ8 выявлены у больных ЯБ+Нр (в том числе, в первом анализе кала), в сравнении с другими подгруппами больных (р≤0,05), что соответствовало тенденциям ИЛ-4. Наиболее низкие уровни ИЛ-8 выявлены у больных ХАГ (без обнаружения Нр общепринятыми методами), в то время как ИЛ-4 - в подгруппе ХАГ+Нр (табл. 3). В первом и во втором анализах кала средние уровни ИЛ-8 в разных подгруппах больных достоверно не различались, видимо, в связи с малым интервалом времени между ними (3-4 сут), отмечалась лишь слабая недостоверная тенденция к более низким уровням IL-8 во втором анализе (табл. 4), что соответствовало динамике уровней ИЛ-4 (табл. 2). В первом анализе сыворотки крови 31% больных имели повышенные уровни ИЛ-8 при отсутствии ИЛ-4, в то время как во втором анализе - уже 62% больных (р ≤ 0,01). Это свидетельствовало о резком двукратном снижении продукции ИЛ-4 всего за несколько дней между двумя анализами. Обсуждение В целом, полученные данные о средних уровнях сывороточных ИЛ-4 и ИЛ-8 свидетельствуют о том, что они были повышены у многих больных хроническими гастритами и язвенной болезнью - у 50% и 90% больных соответственно. ИЛ-8 обнаруживался в два раза чаще, чем ИЛ-4. Соотношение средних уровней этих цитокинов в разных подгруппах больных было похожим, но было ярче выражено у ИЛ-8, для средних уровней которого отмечены достоверные различия в некоторых подгруппах, в частности, установлены достоверно более высокие уровни ИЛ-8 в подгруппе больных с ЯБ+Нр. В динамике обследования больных средние уровни ИЛ-4 и ИЛ-8 имели тенденцию к снижению. При этом в динамике обследования, всего за несколько дней, вдвое увеличивалось число больных, у которых не определялся ИЛ-4, а выявлялись только повышенные уровни ИЛ-8. Учитывая то, что повышение уровней ИЛ-8 в сыворотке крови найдено у большего числа больных, чем ИЛ-4, который, кроме того, раньше перестает определяться в сыворотке, можно полагать, что продукция и противовоспалительный эффект ИЛ-4 являются недостаточными у части больных гастритами и язвенной болезнью. Это может поддерживать воспаление, обусловленное действием повышенных уровней ИЛ-8, у большинства пациентов, а также снижать эффективность эрадикационной терапии.
×

About the authors

Olga Fedorovna Belaia

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Health Ministry (Sechenov University)

Email: ofbelaya@mail.ru
Doctor of Medical Sciences, Professor, Professor of the Department of Infectious Diseases of I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); 119991, Moscow, ul. Trubetskaya, 8, bld. 2, Russia 119991, Moscow, ul. Trubetskaya, 8, bld. 2, Russia

D. C Gutkin

Penza OKB im. N.N. Burdenko

Email: daniilgutkin@mail.ru
440026, Penza, ul. Lermontova, 28, Russia

E. V Volchkova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Health Ministry (Sechenov University)

Email: infection.mma@mail.ru
119991, Moscow, ul. Trubetskaya, 8, bld. 2, Russia

A. N Sundukova

Penza OKB im. N.N. Burdenko

Email: bur39pnz@mail.ru
440026, Penza, ul. Lermontova, 28, Russia

E. N Kareva

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Health Ministry (Sechenov University); The Russian National Research Medical University n.a. N.I. Pirogov

Email: elenakareva@mail.ru
119991, Moscow, ul. Trubetskaya, 8, bld. 2, Russia; ul. Ostrovityanova, 1, Moscow, Russia, 117997

N. A Kochina

The Russian National Research Medical University n.a. N.I. Pirogov

Email: rsmu@rsmu.ru
ul. Ostrovityanova, 1, Moscow, Russia, 117997

E. V Krasnoshchok

The Russian National Research Medical University n.a. N.I. Pirogov

Email: atherinekamagina@gmail.com
ul. Ostrovityanova, 1, Moscow, Russia, 117997

N. V Maloletneva

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Health Ministry (Sechenov University)

Email: infection.mma@mail.ru
119991, Moscow, ul. Trubetskaya, 8, bld. 2, Russia

O. Y Shabalina

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Health Ministry (Sechenov University)

Email: infection.mma@mail.ru
119991, Moscow, ul. Trubetskaya, 8, bld. 2, Russia

A. O Tuaeva

GBUZ IKB № 2

Email: ala-tuaeva@yandex.ru
105275, Moscow, Building 15-1, 8 Sokolinoy Gory str., Russia

References

  1. S. Zhang, Joseph Desrosiers, Jose R. Aponte-Pieras, Kristen DaSilva, Loren D. Fast, Frances Terry, et al. Human Immune Responses to H. pylori HLA Class II Epitopes Identified by Immunoinformatic Methods. PLOS ONE. 2014; 9 (4): e94974.
  2. McColl KE (2010) Clinical practice. Helicobacter pylori infection. N Engl J Med. 362: 1597-1604. PMID: 20427808.
  3. Vinagre R.M.D.F., Vinagre I.D.F., Vilar-e-Silva A., Fecury A.A. and Martins L.C. Helicobacter pylori infection and immune profile of patients with different gastroduodenal diseases. Arq Gastroenterol. 2018; 55 (2): 122-7. dx.doi.org/10.1590/S0004-2803.201800000-21.
  4. Nomura M, Lee J, Temmermann GN, Nomura RY, Perez-Perez GI, Blaser MJ.Helicobacter pylori CagA seropositivity and gastric carcinoma risk in a Japanese American population. J Infect Dis. 2002; 186: 1138-44.
  5. Higashi H, Nakaya A, Tsutsumi R, Yokoyama K, Fujii Y, Ishikawa S, et al. Helicobacter pylori CagA induces Ras-independent morphogenetic response through SHP-2 recruitment and activation. J Biol Chem. 2004; 23:17205-16.
  6. Serrano C, Diaz MI, Valdivia A, Godoy A, Pena A, Rollan A, et al. Relationship between Helicobacter pylori virulence factors and regulatory cytokines as predictors of clinical outcome. Microbes Infect. 2007; 9:428-3.
  7. Sommer F, Faller G, Konturek P, Kirchner T, Hahn EG, Zeus J, et al. Antrum and corpus mucosa-infiltrating CD4+ lymphocytes in Helicobacter pylori gastritis display a Th1 phenotype. Infect Immun. 1998; 6: 5543-46).
  8. Симбирцев А.С. Цитокины в патогенезе и лечении заболеваний человека. Сиб: Фолиант. 2018.
  9. Ярилин А.А. Иммунология: учебник. М.; ГЭОТАР-Медиа, 2010.
  10. Ohara J, Paul WE. Receptors for B-cell stimulatory factor-1 expressed on cells of haematopoietic lineage. Nature. 1987a; 325:537-540. [PubMed: 3100961]
  11. Howard M, Farrar J, Hilfiker M, Johnson B, Takatsu K, Hamaoka T, Paul WE. Identification of a T cell-derived B cell growth factor distinct from interleukin 2. J Exp Med. 1982; 155:914-923. [PubMed: 6977612]
  12. Sideras P, Bergstedt-Lindqvist S, Severinson E. Partial biochemical characterization of IgG1-inducing factor. Eur J Immunol. 1985; 15: 593-8. [PubMed: 3874072]
  13. Coffman RL, Ohara J, Bond MW, Carty J, Zlotnik A, Paul WE. B cell stimulatory factor-1 enhances the IgE response of lipopolysaccharide-activated B cells. J Immunol. 1986; 136: 4538-41. [PubMed: 3486902].
  14. Wenzel S, Ford L, Pearlman D, Spector S, Sher L, Skobieranda F, et al. Dupilumab in persistent asthma with elevated eosinophil levels. N Engl J Med. 2013; 368: 2455-66. [PubMed: 23688323].
  15. William E. Paul History of Interleukin-4 Cytokine. 2015 September ; 75(1): 3-7. doi: 10.1016/j.cyto.2015.01.038.
  16. Akash H. Verma, Chelsea L. Bueter, Marc E. Rothenberg, and George S. Deepe Jr. Eosinophils Subvert Host Resistance to an Intracellular Pathogen by Instigating Non-Protective IL-4 in CCR2-/- Mice. Mucosal Immunol. 2017 January; 10(1): 194-204. doi: 10.1038/mi.2016.26.
  17. Suerbaum S, Michetti P. Helicobacter pylori infection. N Engl J Med. 2002; 347:1175-86.
  18. Israel DA, Peek RM. Review article: pathogenesis of Helicobacter pylori-induced gastric inflammation. Aliment Pharmacol Ther. 2001; 15:1271-90.
  19. Crabtree, 1996; Crabtree, J.E. (1996). Gastric mucosal inflammatory responses to Helicobacter pylori. Aliment Pharmacol. Ther. Suppl. 10, 29-37. PMID: 8730257. doi: 10.1046/j.1365-2036.1996.22164003.x
  20. Naumann and Crabtree, 2004 Naumann, M., and Crabtree, J. E. (2004). Helicobacter pylori-induced epithelial cell signalling in gastric carcinogenesis. Trends Microbiol. 2004. 12, 29-36. PMID: 14700549. doi: 10.1016/j.tim. 2003.11.005).
  21. Tafreshi M., Guan J., Gorrell R.J., Chew N., Xin Y., Deswaerte V., et al. Helicobacter pylori Type IV Secretion System and Its Adhesin Subunit, Cag L, Mediate Potent Inflammatory Responses in Primary Human Endothelial Cells. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2018. 8:22. PMID: 29468142. doi: 10.3389/fcimb.2018.00022.
  22. Kusters et al., 2006 Kusters, J. G., van Vliet, A. H., and Kuipers, E. J. (2006). Pathogenesis of Helicobacter pylori infection. Clin. Microbiol. Rev. 19, 449-490. PMID: 16847081. doi: 10.1128/CMR.00054-05.
  23. Кононов А.В. Воспаление как основа Helicobacter pylori-ассоциированных болезней. Архив патологии. 2006; 68 (5): 3-10.
  24. Bayraktaroglu T, Aras AS, Aydemir S, et al. Serum levels of tumor necrosis factor-a, interleukin-6 and interleukin-8 are not increased in dyspeptic patients with Helicobacter pylori-associated gastritis. Mediators Inflamm. 2004; 13: 25-8. PMID: 15203561. doi: 10.1080/09629350410001664789.
  25. Siregar G.A., Halim S., Sitepu R.R. Serum TNF-α, IL-8, VEGF Levels in Helicobacter pylori Infection and Their Association with Degree of Gastritis. Acta Medica Indonesiana, 2015; 47(2): 120-6.
  26. Nagashima H., Iwatani S., Cruz M., Abreu J.A.J., Tronilo L., Rodríguez E. et al. Differences in interleukin-8 expression in Helicobacter pylori-infected gastric mucosa tissues from patients in Bhutan and the Dominican Republic Hum Pathol. 2015 January; 46(1): 129-36. PMID: 25454482. doi: 10.1016/j.humpath.2014.10.006.
  27. Циммерман Я.С. Язвенная болезнь: критический анализ современного состояния проблемы. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2018; 149(1): 80-9.
  28. Национальные рекомендации по диагностике и лечению кислотозависимых и ассоциированных с Helicobacter pylori заболеваний (VI Московское соглашение) от 24-25 ноября 2016 г. http://www.nogr.org/images/Article/2017/G_02_2017_in_-1_003-021.pdf

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Eco-vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 014448 от 08.02.1996. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 80652 от 15.03.2021 .


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies