Калинина н м травма воспаление и иммунитет

Ключевые слова: политравма, иммунореактивность, цитокиновый статус

ольные с множественными и сочетанными травмами представляют крайне тяжелый кон­тингент с летальностью 40-50%. Поэтому лю­бые диагностические критерии играют важное значение для выявления нарушений виталь­ных функций организма в максимально корот­кие сроки, особенно в отделениях интенсивной терапии (ОИТ). Одним из таких критериев, к сожалению мало применяемых на практике, является иммунореактивность организма.

С точки зрения адаптивных реакций им­муни­тета, политравма сопровождается тяже­лыми иммунными дисфункциями. Последние служат ранним и надежным признаком син­дро­ма полиорганной недостаточности (ПОН), провоцируя его возникновение и дальнейшее прогрессирование [2,3,20]. Определяющую роль в пролиферации и дифференцировании клеток иммунной системы играют цитокины [1], которые обеспечивают информационный обмен между клетками, вовлеченными в воспалительный процесс [4]. Реакция орга­низ­ма на травму контролируется провоспалитель­ными медиаторами, а также их эндогенными антагонистами — интерлейкинами (IL-8,11,15), растворимыми рецепторами к TNF и др., получившими название противовоспалитель­ных медиаторов [14]. При этом как провоспа­ли­тель­ные, так и противовоспалительные ци­то­кины, оказывая метаболическое воздействие на организм, могут приводить к дисбалансу иммунитета, формированию сопутствующих патологий и прогрессированию основного забо­левания [9,19,21].

Современные клинические и экспери­мен­таль­ные данные о развитии иммунной недоста­точ­ности при множественной травме сви­детель­ствуют об аномальной выработке раз­лич­ных медиаторов. Это приводит к тор­мож­ению обеих форм иммунного ответа и к пос­ледующему развитию иммунного паралича [6].

По данным ряда авторов [5,12,22], за­ме­длен­ное восстановление клеточного и гу­мораль­ного иммунитета служит предпосылкой для развития осложнений воспалительного и гнойно-септического характера. Транзиторная клеточная и гуморальная иммуносупрессии, нейрогенная иммунодисфункция, развива­ющиеся при сочетанной травме, диктуют необходимость создания алгоритма монито­рин­га и коррекции нарушенных звеньев им­муно­генеза.

Цель работы заключается в поиске наи­более информативных параметров иммуно­реак­тивности организма путем изучения ци­токинового баланса на фоне развернутой им­мунограммы у больных с множественной и сочетанной травмой, госпитализированных в ОИТ.

Материал и методы. Материалом пред­став­лен­ной работы являются результаты клиничес­кого обследования и лечения 29 больных–27,6% женщин (n=8) и 72,4% мужчин (n=21), с политравмой, госпитализированных в ОИТ Медицинского центра Эребуни в период с июля по август 2006 г. Средний возраст пациентов колебался в пределах 41,2±18,3 лет (11-76), продолжительность госпитализации в ОИТ – 12,6±20,0 суток, уровень сознания по GCS – 10,6±4,3. Общая летальность составила 43,9%. Всем больным была проведена искус­ствен­ная ветиляция легких продол­жи­тель­ностью 28±6,9 дней (1-31), инфузионная тера­пия изотоническими, коллоидными раствора­ми и адреномиметики, а также антибактериаль­ная терапия цефалоспоринами 3, 4 поколения в комбинации с метронидазолом.

В исследование включены пострадавшие с политравмой и сочетанными повреждениями различных частей тела: черепно — мозговая травма (ЧМТ) + конечности (n=9); ЧМТ + грудная клетка (n=5); ЧМТ+грудная клетка+ таз (n=3); ЧМТ + грудная клетка + конеч­нос­ти (n=3); ЧМТ+конечности+таз (n=3); ЧМТ+брюшная полость + таз (n=2); ЧМТ + ключица + конечности (n=1); ЧМТ+грудная клетка+брюшная полость (n=1); ЧМТ + грудная клетка+конечности+таз (n=1); ЧМТ + грудная клетка+брюшная полость+конечности (n=1).

У исследуемых больных изучена способ­ность к продукции in vitro, спонтанный и сыво­роточ­ный уровни основных медиаторов I и II типа, обеспечивающих развитие иммун­ного ответа по клеточному или гуморальному пути – гамма-ИФН, ФНО-альфа, ИЛ-4 и ИФН-альфа, одновременно с основными показа­теля­ми иммунореактивности – количества лимфоцитов, Т-лимфоцитов – CD3+, Т-хелперов/индукторов – CD4+, Т-супрес­со­ров/цито­­токсичес­ких клеток – CD8+, иммуно­ре­гуля­торного индекса CD4+/CD8+, сыворо­точ­ных IgG, IgM, IgA, числа B- лимфоцитов — CD19+, и субпопуляции естественных клеток-киллеров – CD56+.

Количество субпопуляций Т-лимфоцитов – CD3+, CD4+, CD8+ учитывалось посредством моноклональных антител (Dynabeads M-450 Dynal, Norway), количество CD20+ и CD56+ определяли иммунофлуоресцентным методом (МедБиоСпектр, Москва).

Сывороточные иммуноглобулины классов G, M, A человека определяли методом ра­диаль­ной иммунодиффузии с помощью на­бо­ров фирмы Orgenics.

Сывороточный, спонтанный и индуци­ро­ван­ный уровни цитокинов в сыворотках крови и в культуральной жидкости оценивали методом твердофазного ИФА посредством наборов Diaclone (France) и ЗАО Вектор-Бест, Новосибирск.

Для определения способности к продукции изучаемых цитокинов выделенные из перифе­ри­ческой крови лимфоциты в концентрации 2 млн/мл культивировали в среде RPMY-1640 с 10% эмбриональной телячьей сывороткой и фитогемагглютинином (ФГА) в дозе 10 мкг/мл в течение 72 часов Полученные супернатанты хранили при – 200С до тестирования.

Этапы проводимых исследований со­ответство­вали стадиям развития иммунного ответа: I – 1-4 суток – фаза индукции, II – 5-10 суток – иммунорегуляторная (пролифератив­ная) фаза, III – 11- 24 суток – эффекторная (продуктивная) фаза.

Результаты и обсуждение. В представлен­ном исследовании иммунологический статус большинства больных (88%) с множественной травмой в фазе индукции (I стадия) со­ответст­вовал гипореактивному типу ответа (лимфопе­ния, снижение показателей Т-и/или В-клеточ­но­го иммунитета, концентрации сывороточных Ig). Лишь в 12% случаев наблюдалось состо­яние гиперреактивности, когда в реактивной фазе заболевания наблюдалось восстановление большинства параметров иммунного ответа. У больных с гипореактивным типом состояние ранней иммунодепрессии продолжало углу­блять­ся в течение всей пролиферативной фазы. Возможно, это обусловлено тем, что при развитии генерализованной воспалитель­ной реакции проявления гиперреактивности иммунной системы в некоторой степени ее компенсируют, тогда как при гипореактив­нос­ти общая иммунодепрессия прогрессивно нарастает (рис. 1).

Рис. 1. Показатели Т-лимфоцитов (А) и сывороточных Ig (В) у больных с гипер-и гипореактивным типом иммунного ответа в динамике

По мнению ряда исследователей, главной причиной вторичного иммунодефицита при по­ли­травме является нарушение взаи­мо­действия между основными иммунорегулятор­ными субпопуляциями Т-лимфоцитов. Так, у больных с множественной и сочетанной трав­мой в критическом состоянии, не ослож­нен­ном гнойно-воспалительным процессом, изначально отмечается снижение числа Т-лим­фо­цитов за счет СD4+ и CD8+ субпопуляций, сохраняющееся в течение недели [11].

Соотношение CD4+/CD8+ Т-клеток у таких пациентов существенно не отличается от контрольных значений [13], а для пострадав­ших с развитием инфекционных осложнений отмечается сильно выраженное снижение содержания CD4+ субпопуляции (в 5, 9 раза – при летальных исходах) и иммунорегулятор­но­го индекса — CD4+/CD8+, которые пре­дшествуют развитию ПОН.

Мы рассчитывали усредненные показатели иммунного статуса на разных стадиях форми­рования иммунного ответа (табл. 1)

Показатели иммунологического статуса в динамике

* разница между полученными показателями достоверна (p<0,005)

** разница между показателями I и III стадий исследования достоверна (p<0,005)

*** тенденция к снижению между показателями I и III стадий исследования (p<0,1)

Согласно полученным данным, на I стадии исследования в 81% случаев был диагнос­ти­рован вторичный иммунодефицит комбини­ро­ван­ного типа, в 50% – сочетанное нарушение гуморального и клеточного иммунитета, в 25% случаев – недостаточность лишь клеточного звена. Следует отметить, что дефекты Т-кле­точной системы чаще проявлялись недоста­точ­ностью Т-хелперов, реже наблюдалось снижение показателей В-лимфоцитов (23%), в меньшей степени страдала популяция естествен­ных клеток-киллеров (11%).

При изучении показателей гуморального иммунитета (IgG, IgM, IgA) нами установлено значительное снижение уровней 2 сывороточ­ных иммуноглобулинов на I стадии исследо­­вания (62% случаев), что на фоне уменьшения количества Т-хелперов, возможно, является признаком анэргии гуморального иммунитета (табл. 2).

Таблица 2

Показатели сывороточных иммуноглобулинов у больных c угнетением гуморального иммунитета

Однако у большинства обследованных к концу лечения эти показатели достигали нор­мы. Лишь у четырех пострадавших с леталь­ным исходом сохранялись изначально низкие уровни IgG и IgM.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при политравме основными компонен­та­ми депрессии специфического иммунитета являю­тся недостаточность зрелых эффектор­ных и регуляторных клеток адаптивного им­мунитета (Т-лимфоцитов и Т-хелперов) в сочетании со специфичными эффекторными молекулами (IgG и IgM).

В аспекте выявленных нарушений клеточ­ного и гуморального иммунитета особое значе­ние приобретает оценка цитокинов, ответ­ствен­ных за направление дифференцировки Т-лим­фо­цитов в норме и при развитии иммуно­пато­логии.

Проспективными исследованиями установ­ле­но, что подавление Th1- и активация Th2- субпо­пуляций Т-хелперов приводят к пони­же­нию выработки провоспалительных цитокинов и к затяжному течению воспалительной реак­ции, а превалирование Th1- над Th2- соп­ровож­дается усилением продукции провоспа­ли­тель­ных цитокинов и вероятным развитием септического шока [5,15–17].

В этом аспекте особое значение приобретает оценка цитоки­нов, ответственных за направление дифферен­ци­рования Т-хелперов в норме и при развитии иммунопатологии. Известно, что главными секретируемыми медиаторами для Th1- являю­тся провоспалительные молекулы – ИФН-гамма, IL-2, а для Th2 — IL-4,5,6,10. При этом IL-4, продуцируемый активированными Т-хелперами 11 типа, является антагонистом ИФН-гамма и TNF-альфа. Системные эффекты IL-6 включают индуцирование лихо­ра­дки, влияние на продукцию белков острой фазы, таких как С-реактивный белок, и регуляцию иммунного статуса [6].

Не менее важны для развития воспалитель­ной реакции медиаторы доиммунного воспале­ния — ИФН-альфа и TNF-альфа. Предполага­ется, что постоянная активация иммунокомпе­тент­ных клеток может привести к возрастанию продукции IL-4 и, в свою очередь, к преобла­данию Th2-пути иммунного ответа. Существу­ют данные, что полиморфноядерные нейтро­фи­лы у пациентов с травмой продуцируют достоверно больше IL-10, чем клетки здоро­вых доноров, что способствует активному развитию иммуносупрессии. При этом они секретируют меньше растворимых рецепторов к IL-1 и больше TNF-альфа и IL-8, который является мощным и эффективным аттрак­тан­том для полиморфноядерных лейкоцитов [6].

Рис. 2. Уровень сывороточных цитокинов в зависимости от стадий исследования иммунного ответа (норма: ИЛ-4 < 20 пг/мл, ФНО-альфа < 2,5 пг/мл, ИФН-альфа < 4,5 пг/мл)

Сравнительный анализ изучаемых сыворо­точ­ных цитокинов (рис. 2), проведенный с учетом стадий иммунного ответа, показал, что уровень сывороточного ИФН-альфа на протя­же­нии всех трех этапов исследования оставался в пределах нормы (низкие титры – от 8,2 до 23,9 пг/мл – 37% случаев). Не отме­чено также повышения как сывороточного, так и индуцированного уровней ИЛ-4 – лишь у шести пациентов (один с летальным исходом) на III стадии исследования наблюдали увели­че­ние концентрации сывороточного цитокина до 179,9 пг/мл (табл. 3). У обследуемых среднее содержание сывороточного TNF-альфа было достоверно выше, оставаясь, прак­ти­чески, на том же уровне до конца лечения (17,5(1,56 и 19,2(1,84 пг/мл).

Таблица 3

Продукция цитокинов в динамике лечения у больных с политравмой

* разница показателей по сравнению со здоровыми донорами достоверна (p<0,005)

** разница показателей достоверна по сравнению с I стадией исследования (p<0,005)

У большинства больных в I стадии иссле­до­ва­ния на фоне общего возрастания сыворо­точ­ной концентрации TNF-альфа, отмечался дос­та­точно высокий уровень индукции дан­ного цитокина, не снижающийся вплоть до III стадии (табл. 3). Лишь у двух больных с летальным исходом, начиная со II стадии наблю­да­лось понижение как ин­ду­цированного, так и спонтанного уровней TNF-альфа.

Согласно полученным данным, наиболее информативным показателем оказался ИФН-гамма. Его продукция на I стадии исследо­ва­ния у всех больных значительно превышала норму, снижалась к концу лечения более, чем в 3 раза, не достигая, однако, значений нормы (95,6(1,2 и 20,5(1,7 пг/мл, соответственно). Исключением являлись показатели у 4 обсле­дуемых с летальным исходом – у двух уровень ИФН-гамма повышался в 1,5 раза, у двух других – практически не претерпевал изме­не­ний.

Таким образом, по полученным нами ре­зуль­татам иммунолабораторного обследования больных ОИТ с тяжелой множественной трав­мой, наиболее информативными являются по­ка­за­тели СД3+ и СД4+ популяций лим­фо­цитов, а также сывороточных IgG и IgM. Дос­то­­верное повышение уровней индуцирован­ного ИФН-гамма и TNF-альфа (основных Th1-цитокинов) позволяет использовать их в качестве дополнительных критериев иммуно­диагностики.

Выводы.

1. Иммунные дисфункции при политравме являются одной из составляющих син­дро­ма системного воспалительного ответа (ССВО). Они формируются на фоне генерализации инфекции из местного очага воспаления, повышения концентра­ции антигенов в крови и истощения ада­п­тационных реакций организма на стресс.
2. Резкое снижение показателей Т-системы в фазе индукции иммунного ответа и низкий уровень сывороточных IgG и IgM на первом этапе исследования могут служить маркерами для динамического лаборатор­но­го контроля развивающейся гипореак­тив­­ности иммунной системы.
3. Одновременное повышение продукции сы­воро­точ­ных и индуцированных про­воспа­литель­ных медиаторов (ИФН-гамма и TNF-альфа) в большей степени отра­жа­ют уровень и стадию ССВО, чем напря­жен­ность неспецифического иммунитета. Диаг­нос­тическая и прогностическая ин­фо­рмативность этих показателей нуждаю­тся в дополнительном исследовании.

Таким образом, считаем перспективным соз­дание доступного для реализации прото­ко­ла иммунологической диагностики больных с тяжелой политравмой, госпитализированных в ОИТ. Это позволит проводить своевременное и адекватное выявление проявлений иммуно­дефицита максимально эффективными мето­дами.

Литература

1. Афонин А.Н. Осложнения тяжелой соче­тан­ной травмы. Современное состояние пробле­мы. Новости анестезиологии и реаниматоло­гии, 2005, 2, с. 1-17.
2. Благовещенский С.В., Винницкий Л.И., Чере­па­хина Н.Е. с соавт. Интракраниальные гнойно-воспалительные процессы: особен­ности иммунопатологии и их патогенетическая и клиническая оценка Аллергология и им­му­но­логия, 2005, т. 6, 2, с.145.
3. Бунятян К.А., Инвияева Е.В., Винницкий Л.И. Проблема нарушений иммунной регуля­ции в хирургической клинике (диагностика и лечение) Аллергология и иммунология, 2005, т. 6, 2, с. 143.
4. Гусев Е.Ю., Юрченко Л.Н., Зотова Н.В., Копалова Ю.А. Критические состояния ка­чест­вен­ные уровни системной воспалительной реакции. Интенсивная терапия, 2006, 1, с.9-13.
5. Дранник Г.Н. Клиническая иммунология и аллергология. М., 2003, с.604.
6. Зубарев А.С. Системное воспаление при пневмонии. Журнал Интенсивная Тера­пия, 2003, с. 9-12.
7. Калинина Н. М., Сосюкин А. Е. с соавт. Трав­ма: Воспаление и иммунитет. Цитокины и воспаление, 2005, т. 4, 1, с. 28-35.
8. Козлов В.К. Иммунопатогенез и цитокиноте­ра­пия хирургического сепсиса. М.: Медици­на, 2002, с. 48.
9. Котельников Г.П., Труханова И.Г., Малыгина А.В., Тарасова С.В. Иммунологическая ха­рак­те­рис­тика острого периода травматической болезни головного мозга. Аллергология и иммунология, 2005, т.6, 2, с.282.
10. Левит Д.А., Лейдерман И.Н., Малкова О.Г. Выраженность цитокинемии и расстройств белкового обмена у больных с абдоминальным сепсисиом. Интенсивная терапия, 2006, 1, с.36-40.
11. Медуницын Н.В., Покровский В.И. Основы иммунопрофилактики и иммунотерапии ин­фек­ционных болезней, М., 2005, с. 525.
12. Петров Д.В., Франк М.А. Критерии синдрома системной воспалительной реакции в выборе лечебной тактики при гестационном пиело­неф­рите. Интенсивная терапия, 2006, 1, с.55-58.
13. Попов Д.А., Белобородова Н.В., Ярустовский М.Б. Системное воспаление после операций на открытом сердце: значение микробного фактора. Анестезиология и реаниматология, 2006, 3, с.79-86.
14. Руднов В.А. От локального воспаления к сис­тем­ному: выход на новые представления пато­генеза критических состояний и перспек­тивы терапии. Интенсивная терапия, 2006, 1(5), с. 4-8.
15. Сарвин А.Г., Колобов С.В., Ярыгин Н.В. Регионарная иммунотерапия в комплексном ле­че­нии открытых переломов костей конеч­нос­тей. Аллергология и иммунология, 2005, т.6, 3, с.377.
16. Справочник по иммунотерапии. М., 2002, с. 478.
17. Abbas A.K., Lichtman A.H. Les bases d’im­muno­logie fondamentale et clinique, Elsevier SAS, 2005, p. 299.
18. Belluca C., Nitti D., Franz M. e.al. IL-6 blood level is associated with circulated CEA and prognosis in patients with colon cancer, Ann. Surg. Oncol., 2000, 7, p. 133-138.
19. Blay J.Y. Multiple roles of endogenous cytokines in human cancer, Biologie de tumeurs, 2001, 250.
20. Bone R. Sepsis A new hypothesis for patho­ge­ne­sis of the disease process, Chest, 1997, 112:235-243.
21. Fuhrmann-Benzarein E.M., Rubbia-Brandt L.M. Elevated levels of angiogenic cytokine in the plasma of cancer, Intern. J. Cancer, 2000, 85, p. 40-45.
22. Fukao T., Matsuda S., Koyasu Sh. Synergistic effects of IL-4 and IL-18 on IL-12-dependent IFN-γ production by dendritic cells, The J. of Immunol., 1999, 164, 1, p. 64-72.
23. Oriss T.B., Mc Carthy S.A., Campana M. A.K., Morel P.A. Evidence of positive cross regulation on Th1 by Th2 and antigen-presenting cells: effects on Th1 induced by IL-4 and IL-12, The J. of Immunol., 1999, 162, 4, p. 1999-2008.
24. Perrin G.Q., Johnson H.M., Subramanian P.S. Mechanism of interleukin-10 inhibition of T-helper cell activation by superantigen at the level of the cell cycle, Blood, 1999, 93, 1, p. 208-217.
25. Revillard J.P. Immunologie De Boesk Univer­site. Bruxelles, 1994.