Lipid peroxidation and oxidative modification of proteins in tick-borne encephalitis and ixodic tick-borne borreliosis

Full Text

Обоснование

Ведущее значение в структуре природно-очаговых трансмиссивных инфекций на различных эндемичных территориях Евро-Азиатского ареала занимают этиологически недифференцированные иксодовые клещевые боррелиозы (ИКБ) и клещевой энцефалит (КЭ), представляя серьёзную научную, социально-экономическую проблему для общественного здравоохранения Российской Федерации. При этом самый высокий показатель заболеваемости в структуре инфекций, экологически связанных с иксодовыми клещами, принадлежит ИКБ или Лайм-боррелиозу. Ежегодно в течение последних 10 лет регистрируется от 6,8 до 8,7 тыс. случаев заболевания ИКБ на территории 72 субъектов Российской Федерации [1–6].

Челябинская область является эндемичной территорией по КЭ и ИКБ. По данным энтомологических наблюдений, выполненных в 2020 г., пик активности таёжных клещей Ixodes persulcatus отмечен 26.05.2019 ― 54 особи в 1 фемтолитре на километр площади (фл./км), луговых клещей Dermacentor reticulatus ― 05.05.2020 ― 56 особей в 1 фл./км. Численность клещей I. persulcatus на стационарном маршруте в сравнении с 2019 г. выросла в 7,9 раза, а D. reticulatus ― в 4,2 раза. Уход в диапаузу в июне I. persulcatus и D. reticulatus отмечен раньше (2-я декада июня), чем в 2019 г. (1-я декада июля). В 2020 г. на вирусоформность исследовано 9750 имаго клещей, доставленных населением после факта инокуляции. В 0,6% суспензий клещей обнаружен антиген вируса клещевого вирусного энцефалита. На спонтанную инфицированность боррелиями исследовано 9364 особи клещей: в 21,0% проб обнаружены возбудители клещевого боррелиоза [7]. По итогам 2020 г. заболеваемость клещевым энцефалитом ниже уровня 2019 г. на 34% (2020 г. — 56 случаев, показатель на 100 тыс. населения 1,71; 2019 г. — 75 случаев, показатель на 100 тыс. населения 2,29; 2018 г. — 78 случаев, показатель на 100 тыс. населения 2,37), но в 2,5 раза выше показателя по Российской Федерации (0,67). Заболеваемость ИКБ в сравнении с 2019 г. снизилась в 2,01 раза: зарегистрированы 52 случая, показатель на 100 тыс. населения 1,59 (в 2019 г. — 105 случаев, показатель 3,20 на 100 тыс. населения), что ниже показателя по Российской Федерации в 1,8 раза (2,85) [7].

Молекулярно-генетические исследования боррелий патогенного комплекса Borrelia burgdorferi sensu lato (B. burgdorferi s.l.) в природных биотопах эндемичных территорий за последние десятилетия выявили их значительную генетическую вариабельность. В настоящее время особую актуальность прибрели исследования, направленные на изучение эпидемиологии, патогенеза, клиники и исходов боррелиоза, вызванного геновидом Borrelia miyamotoi из группы клещевых возвратных лихорадок [8–10].

На современном этапе наблюдается экспоненциальный рост исследований по изучению неспецифических патологических биохимических процессов, определяющих степень окислительного повреждения клеточных мембран и мембран органелл, реактивность организма, его резервно-адаптационный потенциал под действием целого ряда эндогенных и экзогенных факторов. Наиболее значимыми метаболическими процессами подобного рода являются перекисное окисление липидов (ПОЛ) и окислительная модификация белков (ОМБ) [11, 12]. Вместе с тем оптимальное течение свободнорадикальных процессов является одним из важнейших звеньев адаптации организма на клеточном уровне [13].

Цель исследования ― дать клинико-эпидемиологическую характеристику и изучить роль окислительного стресса в патогенезе различных клинических форм клещевых инфекций (иксодовые клещевые боррелиозы, клещевой энцефалит, микст-инфекции) в эндемичном регионе (на примере Челябинской области).

Материал и методы

Дизайн исследования

Выполнено одномоментное сравнительное открытое контролируемое исследование с использованием клинических, молекулярно-биологических (полимеразная цепная реакция в режиме реального времени, ПЦР-РВ), серологических, иммунологических, лабораторных, биохимических, статистических методов.

Источниковая популяция ― 197 пациентов, находящихся на стационарном лечении в городском центре нейроинфекций г. Челябинска (МАУЗ ГКБ № 8).

Методом сплошной выборки с использованием критериев включения/исключения была сформирована изучаемая группа (n=105) с верифицированными нозоформами ΚЭ, ИΚБ, микст-инфекции. С помощью формулы Закса был рассчитан объём репрезентативной выборки для изучения процессов окислительной модификации белков и перекисного окисления липидов (n=52).

В дизайне исследования отсутствовали специфические факторы, влияющие на внешнюю обобщаемость результатов исследования и возможность их экстраполяции на генеральную совокупность аналогичных пациентов за пределами исследования.

Критерии соответствия

Пороговые значения исследуемых метаболитов биохимических процессов ОМБ и ПОЛ изучены у группы здоровых доноров (n=20). Изучаемые группы были сопоставимы по возрасту и гендерному составу.

Критерии включения: данные эпидемиологического анамнеза (факт инокуляции клеща, пребывание в лесных массивах и антропургических очагах Челябинской области); наличие общеинфекционного синдрома и характерной неврологической симтоматики (менингит, менингоэнцефалит, менингоэнцефалополиомиелит), клещевой мигрирующей эритемы; диагноз, подтверждённый методом иммуноферментного анализа (ИФА).

Критерий исключения: верифицированные методом рутинного ИФА современные риккетсиозы (гранулоцитарный анаплазмоз человека, моноцитарный эрлихиоз человека).

Условия проведения

Исследование проведено на клинической базе кафедры инфекционных болезней ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России (МАУЗ ГКБ № 8, Челябинск).

Продолжительность исследования

Исследование проводилось в течение двух последовательных эпидемических сезонов инфекций, экологически связанных с активностью иксодовых клещей в природных и антропургических очагах Челябинской области (май-октябрь 2018–2019 гг.). Больные находились под наблюдением в течение всего периода стационарного лечения, включая острый период и период ранней реконвалесценции.

Описание медицинского вмешательства

Диагноз ΚЭ или ИΚБ установлен с учётом клинической картины и лабораторного исследования (ИФА, ПЦР-РВ).

Материал для исследования: лейкоцитарная фракция и сыворотка крови.

Серологический скрининг проводили в динамике (при поступлении больных в стационар в первые сутки, через 10–14 дней и через 1 мес). Специфические ранние и поздние антитела к вирусу ΚЭ и возбудителям ИΚБ определяли методом ИФΑ с использованием коммерческих наборов тест-систем производства ΑО «Βектор-Бест» (Новосибирск). Комплексное исследование по выявлению генетических маркеров возбудителей инфекций, передаваемых клещами, проводили методом ПЦР-РВ с применением коммерческих тестов «РеалБест ДНК Borrelia burgdorferi s.l./РНК ВКЭ», «РеалБест ДНК Borrelia miyamotoi», «РеалБест ДНК Rickettsia species» согласно инструкциям производителя (Вектор-Бест, Новосибирск) [14–17].

Содержание карбонильных продуктов ОМБ оценивали по их реакции с 2,4-динитрофенилгидразином (2,4-ДHФΓ) с последующей спектрофотометрической регистрацией продуктов взаимодействия ― динитрофенилгидразонов (ДHФΓ). Сущность метода заключается в анализе площади под кривой спектра поглощения ДHФΓ-дериватов карбонильных производных белков. Данный методический подход позволяет:

Таким образом, данная методика позволяет сопоставить первичные и вторичные маркеры ΟΜБ и в результате этого выявить пути нарушения нативной конформации белков.

Регистрация карбонильных производных производилась параллельно в двух вариантах:

• оценка спонтанной окислительной модификации белков: реакция с 2,4-динитрофенилгидразином в нативной пробе биологического материала;
• оценка металлкатализируемой (металлзависимой, индуцированной) окислительной модификации белков, осуществляемой после предварительной in νitro-индукции окисления белков исследуемого материала компонентами реакционной смеси [18].

При определении содержания первичных и вторичных продуктов ПОЛ использован метод, основанный на явлении перегруппировки двойных связей в диеновые конъюгаты при переокислении полиненасыщенных жирных кислот с появлением максимума поглощения при 230–238 нм, что позволяет судить о содержании гидроперекисей в липидном экстракте по величине его оптической плотности при этих длинах волн.

Изложенные особенности ПΟЛ-индуцирован-ных сдвигов в спектре поглощения липидов позволяют осуществлять параллельную регистрацию как первичных, так и вторичных продуктов липопероксидации (т.е. диеновых конъюгатов и карбонильных производных соответственно). Результаты рассчитывают в виде индексов окисления (Е232/ Е220, Е278/Е220, Е400/Е220), которые отражают относительный уровень первичных, вторичных и конечных продуктов перекисного окисления липидов: соответственно, Е232/ Е220 ― относительное содержание диеновых конъюгатов; Е278/220 ― уровень кетодиенов и сопряжённых триенов; Е400/Е220 ― уровень шиффовых оснований [19, 20].

Исходы исследования

Основной исход исследования: анализ особенностей клинического течения КЭ и ИКБ, вызванного боррелиями патогенного комплекса B. burgdorferi s.l., и боррелиоза B. miyamotoi на территории эндемичного региона; определение степени окислительного повреждения клеточных мембран и мембран органелл при КЭ и ИКБ.

Суррогатная конечная точка: оценка карбонилирования белков на базальном и металлкатализируемом уровне; оценка содержания первичных (диеновые конъюгаты) и вторичных (кетодиены и сопряжённые триены) гептан- и изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ.

Дополнительные исходы исследования: определить статистически значимые параметры изучения ОМБ и ПОЛ для оценки резервно-адаптационного потенциала организма при КЭ и ИКБ в условиях реальной клинической практики.

Анализ в подгруппах

Из 105 пациентов основной группы мужчин было 60 (57,1%), женщин ― 45 (42,9%). Средний возраст участников исследования 43,6±2,1 года. Постэкспозиционная серопрофилактика КЭ проводилась в 48% случаев специфическим низкотитражным иммуноглобулином против клещевого энцефалита (1:80) в стандартной профилактической дозе; с целью профилактики ИКБ в 13,8% случаев пациенты принимали антибактериальные препараты тетрациклиновой/пенициллиновой группы.

В рандомном порядке все пациенты (n=105) были разделены на 3 группы:

• 1-я (n=47) ― больные КЭ;
• 2-я (n=53) ― больные ИКБ;
• 3-я (n=5) ― больные микст-инфекциями (КЭ + ИКБ); табл. 1.

Таблица 1. Сравнительная характеристика клинических проявлений различных форм клещевого энцефалита, иксодового клещевого боррелиоза и микст-инфекции

Table 1. Comparative characteristics of clinical manifestations of various forms of tick-borne encephalitis, ixodic tick-borne borreliosis and mixed infection (TBE+ITTB)

Клинический симптом	Форма заболевания, абс. (%)
	КЭ Лихорадочная форма n=25	КЭ Менингеальная форма n=14	КЭ Очаговая форма n=8	ИКБ Эритемная форма n=35	ИКБ Безэритемная форма n=18	Микст-инфекция (КЭ+ИКБ) n=5
Температура тела 37–38°С	13 (52%)	7 (50%)	-	29 (82,8%)*	13 (72,2%)*	2 (40%)
Температура тела >38°С	12 (48%)	7 (50%)	8 (100%)*	6 (17,1%)	5 (27,8%)	3 (60%)
Общая слабость	14 (56%)	14 (100%)*	8 (100%)*	16 (45,7%)	14 (77,8%)	5 (100%)*
Головная боль	7 (28%)	14 (100%)*	8 (100%)*	7 (20%)	5 (27,8%)	3 (33,3%)
Рвота	1 (4%)	2 (14,2%)	1 (12,5%)	1 (2,86%)	1 (5,56%)	1 (20%)
Артралгии	3 (12%)	1 (7,14%)	2 (25%)	4 (11,4%)	-	1 (20%)
Миалгии	1 (4%)	1 (7,14%)	2 (25%)	2 (5,71%)	2 (11,1%)	1 (20%)
Менингеальный симптомокомплекс	1 (4%)	11 (78,5%)*	8 (100%)*	1 (2,86%)	-	-

Примечание. * Различия показателей статистически значимы (p <0,05). КЭ ― клещевой энцефалит; ИКБ ― иксодовый клещевой боррелиоз.

 

При исследовании показателей ПОЛ и ОМБ пациенты были распределены следующим образом: 1-я группа ― контроль (n=20); 2-я группа ― больные КЭ (n=19); 3-я группа ― больные ИКБ (n=33).

Методы регистрации исходов

Клинические методы. Клиническое обследование включало сбор анамнестических данных, полный физикальный осмотр пациента с обязательной динамической оценкой неврологического статуса (общемозговая симптоматика, ригидность затылочных мышц, симптомы Кернига, Брудзинского, очаговая неврологическая симптоматика).

Инструментальные методы. На основании информированного согласия пациентов по клиническим показаниям производили люмбальную пункцию (44 исследования). Для уточнения характера органной патологии всем больным ИКБ и микст-инфекцией проводилось динамическое электрокардиографическое исследование (197 исследований).

Рутинные лабораторные методы. В стандартную процедуру обследования входили общий анализ крови и мочи, биохимические исследования (содержание билирубина и его фракций, активность аспартат- и аланинаминотрансфераз (197 исследований).

Серологические методы. ИФА образцов проводили при поступлении больных в стационар в первые сутки, через 10–14 дней и спустя 1 мес (197 исследований).

Молекулярно-биологические методы. Для ПЦР-РВ использовали образцы суммарных нуклеиновых кислот, выделенных из цельной и лейкоцитарной фракции крови. Комплексное исследование с помощью ПЦР-РВ по выявлению генетических маркеров возбудителей инфекций, передаваемых клещами, проводили с применением коммерческих тестов «РеалБест ДНК Borrelia burgdorferi s.l./РНК ВКЭ», «РеалБест ДНК Borrelia miyamotoi» (197 исследований).

Биохимические методы: определение карбонильных продуктов окислительной модификации белков (АДHФΓ, КДHФΓ, резервно-адаптационный потенциал) и содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ (диеновые конъюгаты и карбонильные производные) (52 исследования).

Этическая экспертиза

Исследование проведено в рамках научно-исследовательской работы кафедры инфекционных болезней ФГБОУ ВО ЮУГМУ, утверждено протоколом заседания кафедры № 9 от 16.05.2018.

Статистический анализ

Определение объёма репрезентативной выборки производилось с помощью формулы Закса: n = N/(1+λ2N), где n ― численность выборочной совокупности, N ― численность генеральной совокупности, λ ― предельно допустимая ошибка. При N=105, λ=10% (0,1) объём репрезентативной выборки составил ~52 человека:

105 / (1 + 0,1 × 0,1 × 105) = 51,2.

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета прикладных компьютерных программ Statistica 8.0 for Windows. Для оценки межгрупповых различий использовали непараметрический статистический U-критерий Μанна–Уитни. При проверке статистических гипотез критический уровень значимости (р) принимался равным 0,05.

Результаты

Объекты (участники) исследования

Проведён анализ нозоформ инфекций, передаваемых иксодовыми клещами, среди госпитализированных больных ГКБ № 8 (Челябинск) за период 2018–2019 гг. Чаще всего регистрировался ИКБ (50,5%), КЭ наблюдался в 44,8% случаев, микст-инфекция (КЭ+ИКБ) ― в 4,7%. В структуре клинических форм КЭ (2018–2019 гг.) превалировали лихорадочные формы ― 53,2%, менингеальные и очаговые формы встречались реже ― в 29,8 и 17% соответственно. В структуре этиологически недифференцированных ИКБ преобладали эритемные формы заболевания (66%), безэритемные формы составили 34%.

Основные результаты исследования

1-я группа (больные КЭ; n=47). В группе больных КЭ неочаговые формы наблюдались в 82,8% случаев, из них лихорадочная форма у 25 пациентов (53,2%), менингеальная ― у 14 (29,8%), очаговая ― у 8 (17,0%); см. табл. 1. Продолжительность инкубационного периода в этой группе составила 10,2±5,9 дня.

Менингельный симптомокомплекс наблюдался у пациентов с менингеальной (78,5%) и очаговой (100%) формами. При цитологическом исследовании спинномозговой жидкости в 69,5% случаев отмечался умеренный лимфоцитарный или смешанный плеоцитоз ― до 200 кл./мм³, у 30,5% больных был выявлен высокий плеоцитоз ― более 400 кл./мм³. При биохимическом исследовании аналита в 31% случаев детектирован высокий уровень белка, который в среднем составил 380 мг/л (Ме) с интерквартильным размахом 330–880 мг/л. Максимальная выраженность менингеального синдрома наблюдалась на 3,4±1,2 день заболевания.

Очаговая форма КЭ была верифицирована у 8 (17,0%) пациентов, определялась поражением центральной нервной системы и была представлена многоуровневой менингоэнцефалополиомиелитической и менингоэнцефалитической формами. Клиническая картина при очаговых формах КЭ характеризовалась более тяжёлым течением с развитием различных неврологических синдромов и симптомов: нарушением сознания, поражением черепно-мозговых нервов, бульбарным синдромом, развитием вялых параличей верхних и нижних конечностей, развитием отёка-набухания головного мозга (как правило, на фоне менингоэнцефалитической формы КЭ). У 59% больных отмечалось раннее образование иммуноглобулинов класса M (IgM) к вирусу КЭ в первой паре сывороток, взятых в момент поступления больного в стационар.

2-я группа (больные ИКБ; n=53). У 35 (66,0%) пациентов наблюдались эритемные, у 18 (34,0%) ― безэритемные формы ИКБ. Продолжительность инкубационного периода в этой группе больных составила 10,06±5,03 дня. При анализе эритемных форм заболевания в 85,7% случаев регистрировалась кольцевидная клещевая мигрирующая эритема, в 14,3% ― сплошная (гомогенная) эритема. Мигрирующая эритема в 97,4% случаев сочеталась с первичным аффектом в месте инокуляции клеща [21]. Ранних диссеминированных форм с образованием вторичных «дочерних» мигрирующих эритем в исследуемой группе больных мы не наблюдали. Обратное развитие мигрирующих эритем (элиминация) наблюдалось через 5–7 дней от начала антибактериальной терапии. В клинической картине 42 (79,2%) больных ИКБ регистрировалась субфебрильная лихорадка, у 11 (20,8%) ― фебрильная. В структуре общеинфекционного синдрома наиболее частыми клиническими симптомами были общая слабость (56,7%), головная боль (22,7%), а также жалобы на кратковременные суставные и мышечные боли (15%). Ранняя детекция специфических IgM в первой паре сывороток наблюдалась в 41,5% случаев.

Методом ПЦР-РВ в 8,6% биологических проб (сыворотка крови, лейкоцитарная фракция) была детектирована ДНК B. miyamotoi. Клиническая картина боррелиоза, вызванного геновидом B. miyamotoi, характеризовалась развитием безэритемных форм заболевания с выраженным интоксикационным синдром продолжительностью в среднем 5,3±3,4 дня, с повышением температуры тела до 38,7±1,3°С, выраженной цефалгией, миалгиями. При рутинном лабораторном скрининге часто регистрировалась тромбоцитопения (107±3,4×10⁹) и лимфопения (16±2,6×10⁹). Для пациентов с ИКБ, вызванным B. miyamotoi, характерным был замедленный антителогенез; специфические IgМ верифицировали через 1 мес от манифестации клинических проявлений.

Как следует из представленных данных (см. табл. 1), у больных с безэритемными и эритемными формами ИКБ имелись определённые различия в частоте регистрации ряда клинических симптомов: так, безэритемная форма характеризовалась более выраженным интоксикационным синдромом, общей слабостью и миалгиями.

3-я группа (больные микст-инфекциями, КЭ+ИКБ; n=5). В 3 случаях микст-инфекция была представлена сочетанием эритемной формы ИКБ и лихорадочной формы КЭ; у 2 пациентов наблюдалось сочетание безэритемной формы ИКБ и лихорадочной формы КЭ. Следует отметить, что у пациентов с микст-инфекциями был более выраженный и продолжительный общеинтоксикационный синдром, чем у больных с моноинфекцией ИКБ.

Статистически достоверно субфебрильная температура наблюдалась у больных ИКБ, а температура свыше 38°С ― у пациентов с КЭ, преимущественно с очаговой формой (100%). Статистически значимо выраженная общемозговая симптоматика и менингеальный синдром регистрировались при менингеальной (78,5%) и очаговых (100%) формах КЭ (p <0,05). При этом наибольшая продолжительность менингеального симптомокомплекса регистрировалась при очаговых формах КЭ ― до 13,7±4,2 дней, при менингеальной форме ― 8,2±4,4 дня (р <0,05).

Анализируя полученные данные (табл. 2, 3), у пациентов с КЭ и ИКБ в сравнении с группой контроля достоверно наблюдается картина окислительного стресса.

 

Таблица 2. Окислительная модификация белков у больных с клещевыми инфекциями

Table 2. Oxidative modification of proteins in patients with tick-borne infections

Группа Показатель	Контроль n=20	КЭ n=19	ИКБ n=33
S АДНФГ uν, ЕД/г белка	27,480 [24, 123–28, 434]	26,418 [21, 705–27, 882]	23,329*, ** [17, 290–26, 480]
S АДНФГ νs, ЕД/г белка	0,658 [0, 450–0, 985]	0,956 [0, 712–1, 637]	0,770 [0, 509–1, 116]
S КДНФГ uν, ЕД/г белка	0,991 [0, 905–1, 115]	1,284* [1, 063–1, 829]	1,093 [0, 908–1, 409]
S КДНФГ νs, ЕД/г белка	0,071 [0, 042–0, 140]	0,127 [0, 089–0, 207]	0,092 [0, 058–0, 141]
S АДНФГ, ЕД/г белка	28,058 [25, 025–29, 485]	27,511 [23, 030–29, 900]	23,679*, ** [18, 200–26, 878]
S КДНФГ, ЕД/г белка	1,065 [1, 000–1, 234]	1,374* [1, 165–2, 036]	1,185* [0, 964–1, 550]
S общ., ЕД/г белка	29,129 [26, 069–30, 994]	29,131 [24, 598–32, 109]	24,563*, ** [19, 404–28, 283]
S АДНФГ uν ΜКО, ЕД/г белка	42,761 [39, 017–46, 091]	42,768 [38, 670–45, 911]	36,336* [26, 343–43, 045]
S АДНФГ νs ΜКО, ЕД/г белка	3,714 [3, 252–4, 015]	3,085* [2, 680–3, 729]	2,568*, ** [1, 578–3, 086]
S КДНФГ uν ΜКО, ЕД/г белка	4,022 [5, 450–7, 086]	4,571* [3, 893–5, 480]	3,591* [2, 008–4, 907]
S КДНФГ νs ΜКО, ЕД/г белка	0,368 [0, 328–0, 407]	0,317* [0, 253–0, 358]	0,284*, ** [0, 184–0, 320]
PАП, %	47,375 [43, 098–50, 495]	41,027* [25, 188–45, 937]	40,870* [31, 708–45, 533]

Примечание. * Статистически значимые различия между показателями групп 2 и 1, 3 и 1; *^, ** статистически значимые различия между показателями групп 3 и 2. КЭ ― клещевой энцефалит; ИКБ ― иксодовый клещевой боррелиоз; МКО ― металлкатализируемое окисление.

S АДНФГ uv ― альдегиддинитрофенилгидразоны (ультрафиолетовая область спектра);

S АДНФГ vs ― альдегиддинитрофенилгидразоны (видимая область спектра);

S КДНФГ uv ― кетондинитрофенилгидразоны (ультрафиолетовая область спектра);

S КДНФГ vs ― кетондинитрофенилгидразоны (видимая область спектра);

S общ. ― общий уровень окислительной модификации белков;

S АДНФ ― общий уровень альдегиддинитрофенилгидразонов;

S КДНФГ ― общий уровень кетондинитрофенилгидразонов;

ΜКО — металлкатализируемое окисление;

S АДНФГ uv МКО ― альдегиддинитрофенилгидразоны (ультрафиолетовая область спектра);

S АДНФГ vs МКО ― альдегиддинитрофенилгидразоны (видимая область спектра);

S КДНФГ uv МКО ― кетондинитрофенилгидразоны (ультрафиолетовая область спектра);

S КДНФГ vs МКО ― кетондинитрофенилгидразоны (видимая область спектра);

РАП, % ― резервно-адаптационный потенциал.

Note. * Statistically significant differences between the indicators of groups 2 and 1, 3 and 1; *^, ** statistically significant differences between the indicators of groups 3 and 2. КЭ ― tick-borne encephalitis; ИКБ ― ixodic tick-borne borreliosis.

S АДНФГ uv ― aldehyde dinitrophenylhydrazones (ultraviolet region of the spectrum);

S АДНФГ vs ― aldehyde dinitrophenylhydrazones (visible region of the spectrum);

S КДНФГ uv ― ketondinitrophenylhydrazones (ultraviolet region of the spectrum);

S КДНФГ vs ― ketondinitrophenylhydrazones (visible region of the spectrum);

S общ. ― general level of OMB;

S АДНФ ― total level of aldehyde-dinyrophenylhydrazones;

S КДНФГ ― total level of ketondinyrophenylhydrazones;

ΜКО ― metal-catalyzed oxidation;

S АДНФГ uv МКО ― aldehyde dinitrophenylhydrazones (ultraviolet region of the spectrum);

S АДНФГ vs МКО ― aldehyde dinitrophenylhydrazones (visible spectral region);

S КДНФГ uv МКО ― ketondinitrophenylhydrazones (ultraviolet region of the spectrum);

S КДНФГ vs МКО ― ketondinitrophenylhydrazones (visible region of the spectrum);

РАП, % ― reserve-adaptive potential.

 

При анализе ОМБ у пациентов 2-й (КЭ) и 3-й (ИКБ) групп по сравнению с группой контроля отмечается статистически значимое ограничение карбонилирования белков как на базальном, так и металлкатализируемом уровне, в большей степени выраженное у пациентов с ИКБ, что в свою очередь указывает на наличие редуктивного стресса. Известно, что не только превышение уровня свободных радикалов ведёт к неблагоприятным последствиям для клетки, но и снижение их уровня также негативно влияет на клеточную пролиферацию, антимикробную активность и вазодилатацию [22]. Уменьшение уровня ОМБ может являться причиной перераспределения субстратов для свободнорадикального окисления в пользу липидов (см. табл. 3), что отражается в существенном повышении содержания первичных (диеновые конъюгаты) и вторичных (кетодиены и сопряжённые триены) гептан- и изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ.

Дополнительные результаты исследования

При сопоставлении характера окислительного стресса при КЭ и ИКБ качественные изменения схожи, но количественные изменения при ИКБ более выражены, а следовательно, окислительный стресс у пациентов с ИКБ имеет бо`льшую выраженность.

Нежелательные явления

Нежелательные явления в ходе исследования не выявлены.

 

Таблица 3. Перекисное окисление липидов у пациентов с клещевыми инфекциями

Table 3. Lipid peroxidation in patients with tick-borne infections

Группа Показатель	Контроль n=20	КЭ n=19	ИКБ n=33
Первичные гептанрастворимые продукты ПОЛ (диеновые конъюгаты)	0,650 [0, 580–0, 832]	0,969* [0, 736–0, 993]	0,950* [0, 825–0, 959]
Вторичные гептанрастворимые продукты ПОЛ (кетодиены и сопряжённые триены)	0,119 [0, 098–0, 140]	0,126 [0, 111–0, 164]	0,149* [0, 120–0, 165]
Конечные гептанрастворимые продукты ПОЛ (шиффовы основания)	0,065 [0, 043–0, 100]	0,047 [0, 036–0, 073]	0,080** [0, 043–0, 099]
Первичные изопропанолрастворимые продукты ПОЛ (диеновые конъюгаты)	0,527 [0, 475–0, 589]	0,876* [0, 740–0, 899]	0,892* [0, 743–0, 919]
Вторичные изопропанолрастворимые продукты ПОЛ (кетодиены и сопряжённые триены)	0,357 [0, 333–0, 408]	0,639* [0, 527–0, 697]	0,644* [0, 524–0, 753]
Конечные изопропанолрастворимые продукты ПОЛ (шиффовы основания)	0,034 [0, 023–0, 045]	0,038 [0, 007–0, 063]	0,036 [0, 010–0, 065]

Примечание. * Статистически значимые различия между показателями групп 2 и 1, 3 и 1; ** статистически значимые различия между показателями групп 3 и 1. КЭ ― клещевой энцефалит; ИКБ ― иксодовый клещевой боррелиоз; ПОЛ ― перекисное окисление липидов.

Note. * Statistically significant differences between the performance of groups 2 and 1, 3 and 1; ** statistically significant differences between the performance of groups 3 and 1. КЭ ― tick-borne encephalitis; ИКБ ― ixodic tick-borne borreliosis; POL — lipid peroxidation.

 

Обсуждение

Достоинством настоящего исследования является комплексный методологический подход, позволяющий изучить региональные особенности клинического течения клещевых инфекций на эндемичной территории, а также дифференциально-диагностические аспекты клиники и патогенеза ИКБ, вызванного боррелиями патогенного комплекса B. burgdorferi s.l. и боррелиоза B. miyamotoi. Впервые проведено многофакторное исследование процессов ПОЛ и ОМБ (18 показателей) при КЭ и ИКБ, определены наиболее значимые параметры оценки окислительного стресса и резервно-адаптационного потенциала организма. Возможным недостатком исследования является большой разброс изучаемых биохимических показателей, который может привести к риску систематических ошибок и эффектам смешивания.

Резюме основного результата исследования

При анализе показателей ОМБ и ПОЛ у пациентов с верифицированными нозоформами клещевых инфекций наблюдался окислительный стресс. У больных КЭ и ИКБ в остром периоде инфекционного процесса наблюдается активация процессов липопероксидации и, как следствие, угнетение состояния системы антиоксидантов, в большей степени выраженное у пациентов с ИКБ.

Обсуждение основного результата исследования

Клинико-эпидемиологический анализ инфекций, передающихся иксодовыми клещами, показал, что ведущее ранговое положение в структуре инфекционной заболеваемости на Южном Урале занимают ИКБ, реже встречается КЭ, что согласуется с данными авторов, изучающих эти же нозоформы на других эндемичных территориях Евро-Азиатского нозоарела вируса КЭ [23–25].

В настоящее время большинство авторов, описывающих явление патоморфоза КЭ, связывают его с молекулярно-генетическими особенностями циркулирующих на отдельных эндемичных территориях генотипов и субгенотипов вируса КЭ, в том числе со свойственной им вирулентностью и нейроинвазивностью. Многолетние динамические исследования на Южном Урале выявили изменения тяжести течения ВКЭ со временем, которые определяют как клинические, так и патоморфологические особенности заболевания [26]. Так, в структуре очаговых форм КЭ превалирует менингоэнцефалитическая форма КЭ, которая часто сочетается с развитием отёка-набухания головного мозга (по нашим исследованиям ― 17%), реже встречается многоуровневое поражение структур головного мозга, ствола и спинного мозга, которые, в отличие от одноуровневых, сопровождаются сочетанным поражением центральной нервной системы [27, 28]. По данным авторов, изучающих молекулярную эпидемиологию КЭ на Южном Урале, абсолютно доминирующим генотипом вирусов КЭ является субгенотип Заусаев, который, несмотря на умеренную вирулентность и замедленное развитие инфекционного процесса, не отличается по своей нейроинвазивности от дальневосточного генотипа. Следует отметить, что данный генотип превалирует и на соседних эндемичных территориях (в Свердловской и Курганской областях), где он составляет 95–100% вирусной популяции [27, 28].

Отдельного внимания заслуживают клинические и патогенетические аспекты ИКБ, вызванных боррелиями патогенного комплекса B. burgdorferi s.l. и боррелиоза B. miyamotoi. Так, в структуре нозологического диагноза превалируют эритемные формы заболевания (66%). Вместе с тем боррелиоз из группы клещевых возвратных лихорадок характеризуется развитием безэритемных форм заболевания, выраженным интоксикационным синдром, повышением температуры тела до 38,7±1,3°С, выраженной цефалгией, миалгиями. При рутинном лабораторном скрининге часто регистрировалась тромбоцитопения (107±3,4×10⁹) и лимфопения (16±2,6×10⁹), что согласуется с данными других авторов [8, 25].

Все доступные на сегодняшний день исследования процессов пероксидации липидов носят весьма разрозненный характер. Имеются фундаментальные работы по изучению ПОЛ у больных с зоонозными трансмиссивными инфекциями, в частности коксиеллёзом и астраханской пятнистой лихорадкой: так, описаны процессы липопероксидации при клещевом энцефалите, подробно изучены процессы ПОЛ и состояние антиоксидантной системы при Лайм-боррелиозе, где также отмечено усиление активации процессов липопероксидации [29–31].

Вместе с тем отдельного внимания заслуживают исследования, направленные на изучение неспецифических патологических биохимических процессов, реактивность организма, его резервно-адаптационный потенциал, при этом наиболее значимыми метаболическими процессами являются ПОЛ и ОМБ [11, 12]. Перекисное окисление белков при инфекционных заболеваниях изучено в единичных работах. Проведённый нами сравнительный анализ показателей ПОЛ у больных с клещевыми инфекциями, в частности диеновых конъюгатов (первичные продукты ПОЛ), кетодиенов (вторичные продукты) и шиффовых оснований (конечные продукты), показал, что наиболее выраженный окислительный стресс наблюдается при ИКБ. Анализ показателей окислительной модификации белков (карбонильные производные ― альдегид- и кетогруппы) выявил значимое ограничение карбонилирования белков, также более выраженное у пациентов с ИКБ.

Ограничения исследования

При планировании и проведении исследования размер выборки для достижения требуемой статистической мощности результатов рассчитывался только по формуле Закса. В связи с этим полученная в ходе исследования выборка участников не может считаться в достаточной степени репрезентативной, что не позволяет экстраполировать полученные результаты и их интерпретацию на генеральную совокупность аналогичных пациентов за пределами исследования.

Заключение

Таким образом, ведущее место среди природно-очаговых трансмиссивных инфекций в Челябинской области занимают ИКБ, реже встречается КЭ.

В структуре клинических форм КЭ (2018–2019 гг.) превалируют лихорадочные ― 53,2%, менингеальные и очаговые формы встречались реже ― в 29,8 и 17% соответственно. В структуре этиологически недифференцированных ИКБ преобладают эритемные формы заболевания (66%), безэритемные формы составили 34%. Боррелиоз, вызванный B. miyamotoi, составил 8,6%.

У больных КЭ и ИКБ наблюдается картина окислительного редуктивного стресса, в большей степени выраженная у больных ИКБ. Выявленные изменения при изучении окислительного стресса у больных КЭ и ИКБ не только указывают на перспективность разработки новых подходов к патогенетической терапии клещевых инфекций с применением антиоксидантов в комплексной терапии, но и позволяют предположить большую эффективность липофильных антиоксидантов прямого действия, ограничивающих диеновую конъюгацию и тем самым препятствующих накоплению вторичных цитотоксических продуктов ПОЛ.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. А.Б. Конькова-Рейдман, Д.Н. Барсукова ― концепция и дизайн исследования; Д.Н. Барсукова, А.А. Минасова, Е.И. Бондаренко ― сбор и обработка материала; А.И. Синицкий, Д.Н. Барсукова ― статистическая обработка; Д.Н. Барсукова ― написание текста; А.Б. Конькова-Рейдман ― редактирование. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Authors' contribution. A.B. Konkova-Reidman, D.N. Barsukova ― concept and design of the study; D.N. Barsukova, A.A. Minasova, E.I. Bondarenko ― collection and processing of the material; A.I. Sinitsky, D.N. Barsukova ― statistical processing; D.N. Barsukova ― writing the text; A.B. Konkova-Reidman ― editing. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

About the authors

Alyona B. Konkova-Reidman

South Ural State Medical University

Email: konkova-reidman@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6058-0997
SPIN-code: 2580-8467

MD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, 64 Vorovsky street, 454092, Chelyabinsk

Darya N. Barsukova

South Ural State Medical University Russia

Email: 79085733794@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1807-1934
SPIN-code: 9290-6635

MD

Russian Federation, 64 Vorovsky street, 454092, Chelyabinsk

Anton I. Sinitskiy

South Ural State Medical University

Email: sinitskiyai@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5687-3976
SPIN-code: 3681-1816

MD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, 64 Vorovsky street, 454092, Chelyabinsk

Anna A. Minasova

South Ural State Medical University

Email: pandora_anna@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9084-0577
SPIN-code: 1816-9391

MD

Russian Federation, 64 Vorovsky street, 454092, Chelyabinsk

Evgeny I. Bondarenko

AO «Vector-Best»

Author for correspondence.
Email: bondarenko_e@vector-best.ru
ORCID iD: 0000-0002-4699-9548
SPIN-code: 2302-9058

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Koltsovo

References

Supplementary files