Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОСОБЕННОСТИ ЦИТОКИНОВОГО ПРОФИЛЯ У БОЛЬНЫХ ЯЗВЕННЫМ КОЛИТОМ

Третьякова Ю.И. 1 Антипова А.А. 1 Шулькина С.Г. 1
1 ФГБОУ ВО Пермский государственный медицинский университет им. ак. Е.А. Вагнера Минздрава России
Цель исследования: оценить уровень про- и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови у больных язвенным колитом (ЯК). Изучить взаимосвязи данных показателей с тяжестью атаки заболевания. Обследовано 100 пациентов (57 мужчин и 43 женщины) с ЯК в фазе обострения, средний возраст которых составил 34,34±11,47 года. 50 практически здоровых лиц составили группу сравнения. В сыворотке крови определяли концентрацию цитокинов: фактора некроза опухоли-альфа (TNF-α), интерлейкина-6 (IL-6), интерлейкина-4 (IL-4), моноцитарного хемоаттрактантного протеина-1 (MCP-1). В качестве маркера повреждения эндотелия исследовали уровень васкулоэндотелиального фактора роста (VEGF) в сыворотке крови. Определяли индекс клинической (ИКА) и эндоскопической активности (ИЭА) по В. Rachmilewits (1989). У больных ЯК выявлена гиперпродукция как про-, так и противовоспалительных цитокинов TNF-α, IL-6, MCP-1 и IL-4. Медиана концентрации VEGF в сыворотке крови пациентов с ЯК составила 256,65 (123,30-375,80) пг/мл и была в 3 раза выше уровня данного показателя у здоровых лиц (85,0 (4,20-187,40) пг/мл; р=0,0003). Выявлены достоверные прямые взаимосвязи концентрации цитокинов между собой. Также была выявлена прямая значимая взаимосвязь между уровнем VEGF и концентрацией цитокинов (р<0,05). Все медиаторы воспаления значимо коррелировали с тяжестью атаки ЯК, ИКА, ИЭА и локализацией процесса в толстой кишке. Ассоциация нарушений цитокинового профиля с маркерами дисфункции эндотелия и степенью тяжести атаки ЯК подтверждает тесную взаимосвязь процессов воспаления и ангиогенеза. Определение уровня цитокинов TNF-α, IL-6, MCP-1 и IL-4 и васкулоэндотелиального фактора роста VEGF в сыворотке крови может быть использовано в качестве неинвазивных методов оценки степени тяжести воспалительного процесса в стенке толстой кишки у больных ЯК.
язвенный колит
фактор некроза опухоли-альфа
интерлейкин-6
интерлейкин-4
моноцитарный хемоаттрактантный протеин -1
васкулоэндотелиальный фактор роста
эндотелиальная дисфункция.
1. Рахимова О.Ю., Пайзуллаева З.К., Александров В.Б. Нейроэндокринные изменения при воспалительных заболеваниях и раке толстой кишки // Клиническая медицина. - 2010. - № 4. – С. 56–60.
2. Cosnes J., Gower-Rousseau C., Seksik P. Epidemiology and natural history of inflammatory bowel diseases // Gastroenterology. – 2011. – Vol. 140. - № 6. – Р. 1785–94.
3. Ивашкин В.Т., Шелыгин Ю.А., Халиф И.Л. и др. Клинические рекомендации Российской гастроэнтерологической ассоциации и ассоциации колопроктологов России по диагностике и лечению язвенного колита. - 2017. – 31 с.
4. Неспецифические воспалительные заболевания кишечника / под ред. Г.И. Воробьева, И.Л. Халифа. - М.: Миклош, 2008. - 400 с.
5. Emmrish J. Monoclonal antibodies and interleukins // Falk Sympos. (Innovative concepts in inflammatory bowel disease). – 2002. - № 105. – Р. 74.
6. Бойко Т.И., Стойкевич М.В., Колбасина Е.В. Состояние функции сосудистого эндотелия у больных с хроническими воспалительными заболеваниями кишечника // Сучасна гастроентерология. - 2010. – Т. 51. - № 1. – С. 5-10.
7. Шевченко А.В., Коненков В.И. Функциональный полиморфизм генов семейства VEGF // Цитокины и воспаление. – 2012. - Т. 11. - № 4. – С. 14–20.
8. Никитина В.В., Захарова Н.Б. Значение MCP-1 как предиктора сосудистых нарушений // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2010. – Т. 6. - № 4. – С. 786-790.
9. Kopanakis N., Saiti A., D’Avgerinos E. et al. Serum VEGF and bFGF in patients with inflammatory bowel diseases // Ann. Ital. Chir. – 2014. – Vol. 85. - № 3. – Р. 203–206.
10. Стёпина Е.А., Хлынова О.В., Туев А.В. Диагностическая и прогностическая значимость маркеров эндотелиальной дисфункции у пациентов с язвенным колитом // Казанский медицинский журнал. – 2016. – Т. 97. - № 2. - С. 187-191.

Язвенный колит (ЯК) занимает одну из лидирующих позиций среди болезней желудочно-кишечного тракта и продолжает оставаться серьезной проблемой гастроэнтерологии. Увеличение частоты заболеваемости ЯК, длительность и торпидность течения с периодически тяжелыми атаками, поражение лиц молодого возраста обусловливают важность углубленного изучения данной патологии [1].

Согласно зарубежным данным, заболеваемость ЯК составляет от 0,6 до 24,3, а распространенность достигает 505 на 100 000 человек [2]. Данные о распространенности ЯК в России ограниченны [3].

Исследования, проведенные в последние годы, убедительно доказали, что существенную роль в развитии ЯК играют цитокины, хемокины и факторы роста ангиогенеза, являющиеся медиаторами иммуновоспалительных реакций. При ЯК прослеживается дисбаланс между противовоспалительными и провоспалительными цитокинами в сторону повышения концентрации последних в крови и тканях [4]. Цитокины – низкомолекулярные вещества белковой природы, регулирующие разнообразные аспекты межклеточных взаимодействий. Провоспалительные цитокины – фактор некроза опухоли–альфа (tumor necrosis factor-α, TNF-α) и интерлейкин-6 (interleukin-6, IL-6) являются наиболее активными цитокинами и играют ключевую роль в процессе воспаления. TNF-α стимулирует выработку IL-6, поэтому функции и биологические эффекты IL-6 совпадают с функциями его активатора. Оба цитокина опосредуют воспалительные реакции: симптомы эндотоксемии, лихорадку, лейкоцитоз и индукцию острофазных белков [5].

Одним из цитокинов с противовоспалительной активностью является интерлейкин-4 (interleukin-4, IL-4). Иммунорегуляторная и противовоспалительная активность IL-4 является общепризнанной, однако его роль в развитии воспалительных заболеваний кишечника изучена недостаточно. Научными исследованиями последних лет показано, что развитие ряда заболеваний кишечника связано с эндотелиальной дисфункцией (ЭД). Сосудистый эндотелий является высокоспецифичным метаболическим активным монослоем клеток, выстилающим все сосуды организма [6]. На фоне поражения эндотелия усиливается выработка васкулоэндотелиального фактора роста (vascular endothelial growth factor, VEGF), который способствует развитию новых кровеносных сосудов (ангиогенез), выживанию незрелых кровеносных сосудов и является маркером ЭД и показателем активности регенераторного компонента воспалительной реакции [7].

Синтез моноцитарного хемоаттрактантного протеина-1 (monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1), являющегося хемокином, индуцируется TNF-α, IL-6, 4 и т.д. Под воздействием данного хемокина происходит также пролиферация гладкомышечных клеток сосудов, что приводит к сосудистому повреждению и прогрессии заболевания. Показано, что инкубация различных эндотелиальных клеток в присутствии VEGF вызывает в них усиление продукции MCP-1 [8]. На сегодняшний день существует ряд работ, посвящённых изучению роли ангиогенеза в развитии и прогрессировании воспалительных заболеваний кишечника, в частности ЯК [9]. Показано, что высокие сывороточные концентрации VEGF коррелируют с активностью заболевания, наличием системных проявлений и осложнений ЯК, а также с поздним ответом на консервативную терапию [10].

Однако у специалистов пока нет единого мнения о характере и степени изменений цитокинового профиля, а также о взаимосвязи процессов ангиогенеза и воспаления у больных ЯК и их влиянии на тяжесть и прогрессирование воспаления в кишечнике.

В связи с изложенными выше фактами дальнейшее изучение цитокинов, хемокинов и факторов роста при данной нозологии необходимо для уточнения механизмов патогенеза, определения прогностических критериев ответа на терапию и ее совершенствования.

Цель исследования – оценить уровень про- и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови у пациентов с ЯК. Изучить взаимосвязи данных показателей с тяжестью воспалительного процесса в толстой кишке.

Материал и методы исследования. Обследовано 100 пациентов с ЯК в фазе активного воспаления. Средний возраст составил 34,34±11,47 года, 57 мужчин и 43 женщины. Пациенты обследованы на базе отделений гастроэнтерологии и хирургии ГБУЗ «КМСЧ № 1», ГКБ № 2 (г. Пермь). Диагноз ЯК устанавливали на основании клинических рекомендаций по диагностике и лечению пациентов с ЯК [3]. Для определения тяжести атаки ЯК использовали критерии Truelove, Witts, переработанные Левитаном М.Х.; индексы клинической и эндоскопической активности (ИКА и ИЭА) по В. Rachmilewits (1989).

При оценке тяжести атаки у больных ЯК выявлено следующее распределение: легкая атака – была отмечена у 27 человек (27%), средняя – у 34 (34%) и тяжелая - у 39 человек (39%).

В соответствии с локализацией патологического процесса проктит диагностирован у 26 пациентов (26%), левосторонний колит – у 31 пациента (31%), и тотальное поражение – у 43 больных (43%).

Также были обследованы 50 практически здоровых лиц, аналогичных по полу и возрасту.

Концентрацию TNF-α, IL-6, IL-4, MCP-1 и VEGF в венозной крови определяли методом иммуноферментного анализа с применением одноименных наборов реагентов ЗАО «Вектор-Бест» (г. Новосибирск) и планшетного фотометра Star-Fax-2100 (Awareness Technology Inc., США).

Статистическую обработку результатов осуществляли с применением программных пакетов Statistica 6.1 и использованием методов вариационной статистики и непараметрических критериев. Для описания полученных количественных признаков данные представляли в виде медианы (Ме) и 25 и 75 перцентиля. Для оценки значимости различий независимых групп применяли критерий Манна-Уитни. Количественную оценку линейной зависимости между двумя случайными величинами определяли с использованием коэффициента ранговой корреляции по Спирмену (RS). Различия считались достоверными при р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведенного исследования было выявлено значимое повышение концентрации провоспалительных цитокинов TNF-α и IL-6 в сыворотке крови у пациентов с ЯК по сравнению с практически здоровыми лицами (3,38 (0,85-4,90) и 2,05 (0,00-5,40) пг/мл; р=0,02 и 0,0001 соответственно) (табл. 1). Содержание IL-4 составило 1,90 (1,60-2,50) пг/мл, что было в 1,4 раза выше, чем в контрольной группе (р=0,04). Уровень МСР-1 был повышен в 1,2 раза у пациентов с ЯК по сравнению со здоровыми лицами (188,90 (123,70-283,10) и 168,25 (133,20-184,70) соответственно; р=0,04) (табл. 1). Гиперпродукция как про-, так и противовоспалительных цитокинов у пациентов с ЯК свидетельствует о нарушении иммунорегуляции и контроля над процессами воспаления.

Таблица 1

Концентрация цитокинов и васкулоэндотелиального фактора роста в сыворотке крови больных язвенным колитом и практически здоровых лиц, медиана (25; 75 перцентиль)

Показатель

Больные ЯК (n=100)

Контрольная группа (n=50)

р

TNF-α, пг/мл

3,38 (0,85-4,90)

0,00 (0,00-0,00)

0,02

IL-6, пг/мл

2,05 (0,00-5,40)

0,00 (0,00-0,00)

0,0001

IL-4, пг/мл

1,90 (1,60-2,50)

1,40 (1,00-1,40)

0,04

MCP-1, пг/мл

188,90 (123,70-283,10)

168,25 (133,20-184,70)

0,04

VEGF, пг/мл

256,65 (123,30-375,80)

85,0 (4,20-187,40)

0,0003

р – достоверность различий между группами, критерий Манна-Уитни.

У больных ЯК было отмечено значимое увеличение фактора роста VEGF, концентрация которого составила 256,65 (123,30-375,80) пг/мл и в 3 раза превышала уровень данного показателя в контрольной группе (р=0,0003) (табл. 1). У 81% (81 чел.) больных был повышен средний показатель данного фактора по сравнению с референсными значениями (рисунок).

Структура концентрации VEGF у больных ЯК

Стимуляция продукции васкулоэндотелиального фактора роста, по-видимому, обусловлена повреждением эндотелия кишечника с развитием микроциркуляторных нарушений в виде ишемии, ведущей к усилению процессов ангиогенеза.

При сравнительном анализе уровней цитокинов в зависимости от тяжести атаки ЯК наиболее высокие значения были получены при тяжелых формах заболевания. При обострении ЯК легкой и средней степени тяжести концентрация данных показателей была значимо ниже (табл. 2). Так, уровень TNF-α при тяжелой атаке ЯК составил 8,70 (7,10-12,00) пг/мл, тогда как при атаке легкой и средней степени тяжести уровень данного показателя был достоверно ниже (табл. 2). Содержание IL-6 было максимальным при тяжелом обострении (11,00 (7,10-17,00)), в отличие от обострения средней и легкой тяжести (2,05 (1,40-3,25) и 0,40 (0,00-0,80) соответственно; р< 0,05). Также были отмечены значимо более высокие уровни IL-4 и MCP-1 при тяжелом течении ЯК (2,65 (2,00-3,00) и 456,00 (293,50-657,10) соответственно; р< 0,05).

Уровень VEGF в сыворотке крови также нарастал по мере увеличения тяжести атаки ЯК и при тяжелой форме составил 622,80 (526,80-717,90) пг/мл. При обострении ЯК легкой степени уровень фактора роста сосудов был значимо ниже (р=0,0000) (табл. 2).

Таблица 2

Уровень цитокинов в сыворотке крови в зависимости от тяжести атаки ЯК, медиана (25; 75 перцентиль)

Показатели

Тяжесть атаки ЯК

р

Легкая

Средняя

Тяжелая

TNF-α, пг/мл

 

0,20 (0,00-0,50)

2,55 (1,20-5,10)

 

8,70 (7,10-12,00)

р1-2=0,0000

р 2-3=0,00003

р 1-3=0,0000

IL-6, пг/мл

 

0,40 (0,00-0,80)

2,05 (1,40-3,25)

 

11,00 (7,10-17,00)

р1-2=0,02

р 2-3=0,0003

р 1-3=0,00004

IL-4, пг/мл

1,20 (1,00-1,40)

1,80 (1,60-1,90)

2,65 (2,00-3,00)

р1,2,3=0,0000

 

MCP-1, пг/мл

113,85 (84,00-127,50)

193,40 (178,00-205,80)

456,00 (293,50-657,10)

р1,2,3=0,0000

 

VEGF, пг/мл

96,75 (57,00-150,00)

230,30 (200,0-306,80)

622,80 (526,80-717,90)

р1,2,3=0,0000

 

 

Примечание: р - статистически значимые результаты.

При корреляционном анализе выявлены значимые прямые взаимосвязи концентрации про- и противовоспалительных цитокинов между собой, а также с тяжестью патологических изменений в кишечнике (табл. 3). Наиболее высокие корреляционные связи были отмечены между TNF-α и IL-6 (r=0,6, р=0,0000) и TNF-α и степенью тяжести ЯК (r= 0,7; р=0,000). Полученные результаты подтверждают тот факт, что данные провоспалительные цитокины являются наиболее активными и играют ключевую роль в процессе иммунного воспаления при ЯК.

Также была выявлена прямая взаимосвязь между уровнем VEGF и концентрацией цитокинов (r=0,34; 0,3; 0,53; 0,3 для TNF-α; IL-6, IL-4, MCP-1 соответственно), степенью тяжести атаки ЯК, индексом клинической и эндоскопической активности и локализацией эрозивно-язвенного процесса в кишечнике (r=0,39; 0,37; 0,45; 0,4) (табл. 3).

Таблица 3

Корреляционные взаимосвязи цитокинов и VEGF со степенью тяжести атаки ЯК, ИКА, ИЭА и локализацией процесса в толстой кишке

Показатели

RS

P

TNF-α и IL-6

0,6

0,0000

IL-6 и IL-41, MCP-12

0,411; 0,32

0,00021; 0,042

VEGF и TNF-α1; IL-62, IL-43, MCP-14

0,341; 0,32; 0,533; 0,34

0,041; 0,022; 0,043; 0,024

TNF-α и степень тяжести ЯК1, индекс клинической активности2, индекс эндоскопической активности3, локализация процесса*4

0,71; 0,42; 0,313; 0,34

0,0001; 0,042; 0,013; 0,044

IL-6 и степень тяжести атаки ЯК1, индекс клинической активности2, индекс эндоскопической активности3, локализация процесса*4

0,31; 0,322; 0,453; 0,34

0,041; 0,042; 0,013; 0,044

IL-4 и степень тяжести атаки ЯК1, индекс клинической активности2, индекс эндоскопической активности3, локализация процесса*4

0,41; 0,312; 0,33; 0,324

0,041; 0,042; 0,013; 0,044

VEGF и степень тяжести атаки ЯК1, индекс клинической активности2, индекс эндоскопической активности3, локализация процесса*4

0,391; 0,372; 0,453; 0,44

0,00031; 0,0062; 0,0023; 0,044

Примечание: RS – коэффициент корреляции Спирмена; Р – достоверность корреляции связей; *проктит, левосторонний колит (включая проктосигмоидит), тотальный колит.

Таким образом, чем больше распространенность поражения и тяжелее течение ЯК, тем выше уровень цитокинов и более выражена эндотелиальная дисфункция.

В результате исследования показано, что у больных ЯК выявлены нарушения функции иммунной системы в виде повышения продукции провоспалительных цитокинов: TNF-α, IL-6, MCP-1 и противовоспалительного IL-4. Это способствует поддержанию и прогрессированию воспалительного процесса в стенке толстой кишки и приводит к ее деструкции. Повышение уровня VEGF в сыворотке крови приводит к микроциркуляторным нарушениям с усугублением ишемии и повреждению эндотелиальной выстилки сосудов кишечника. Ассоциация нарушений цитокинового профиля с маркерами дисфункции эндотелия и степенью тяжести ЯК подтверждает тесную взаимосвязь процессов воспаления и ангиогенеза. В связи с изложенными выше фактами представляется необходимым дальнейшее изучение цитокинов, хемокинов и факторов роста при язвенном колите для определения прогностических критериев ответа на терапию и ее совершенствования.

Выводы

1. У больных язвенным колитом выявлено значимое повышение концентрации в сыворотке крови как про-, так и противовоспалительных цитокинов TNF-α, IL-6, MCP-1 и IL-4, а также повышение васкулоэндотелиального фактора роста VEGF, являющегося маркером повреждения эндотелия сосудов.

2. У пациентов с тяжелой атакой заболевания выявлены достоверно более высокие уровни всех исследуемых цитокинов. При обострении ЯК легкой и средней степени тяжести концентрация данных показателей была значимо ниже.

3. Выявлена значимая взаимосвязь цитокинов между собой, а также с тяжестью атаки язвенного колита, индексом клинической и эндоскопической активности и распространенностью патологического процесса в стенке толстой кишки. Наиболее высокие корреляционные связи были отмечены между TNF-α и IL-6 и TNF-α и степенью тяжести ЯК.

4. Наличие достоверных взаимосвязей уровней цитокинов и васкулоэндотелиального фактора роста и их влияния на тяжесть атаки у больных язвенным колитом подтверждает патогенетическую роль ангиогенеза в развитии и прогрессировании иммуновоспалительного процесса в кишечнике при данной нозологии.

5. Полученные данные позволяют использовать определение уровня цитокинов TNF-α, IL-6, MCP-1 и IL-4 и васкулоэндотелиального фактора роста VEGF в сыворотке крови в качестве доступных, нетравматичных методов оценки степени тяжести воспалительно-деструктивного процесса у пациентов с язвенным колитом.


Библиографическая ссылка

Третьякова Ю.И., Антипова А.А., Шулькина С.Г. ОСОБЕННОСТИ ЦИТОКИНОВОГО ПРОФИЛЯ У БОЛЬНЫХ ЯЗВЕННЫМ КОЛИТОМ // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=27276 (дата обращения: 17.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074