Значение сывороточных уровней и генетических особенностей противовоспалительных цитокинов у больных атопическим дерматитом

Значение сывороточных уровней и генетических особенностей противовоспалительных цитокинов у больных атопическим дерматитом

В статье представлены результаты исследования уровней ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 в сыворотке крови у пациентов с атопическим дерматитом (АтД) и у здоровых добровольцев без АтД, проведена оценка соотношений полученных значений со встречаемостью некоторых полиморф




The importance of serum levels and genetic characteristics of anti-inflammatory cytokines in patients with atopic dermatitis I. V. Kosheleva, A. R. Khasanova, I. S. Belyakov

The article presents the results of the IL-4, IL-10 and IL-13 serum level study in patients with atopic dermatitis and evaluation of the ratio between the obtained values and the occurrence of the genotypes of the selected polymorphisms in the encoding genes. The results showed higher concentrations of IL-10 and IL-13 in patients with atopic dermatitis. There were no significant changes in serum levels of IL-4 in patients with atopic dermatitis and healthy volunteers.

Атопический дерматит (АтД) — хроническое заболевание, начинающееся в раннем детском возрасте, нередко продолжающееся в течение всей жизни и характеризующееся стадийностью развития воспалительного процесса кожи. Атопия, в частности АтД у родителей, является фактором риска проявления и тяжести течения АтД у детей [1]. АтД развивается у 80% детей, оба родителя которых страдают этим заболеванием, и более чем у 50% детей — когда болен только один родитель, при этом риск развития заболевания увеличивается в полтора раза, если больна мать [2].

При АтД отмечается сдвиг иммунологических реакций в сторону Тh2-звена [3]. Генетически детерминированная особенность иммунного ответа организма в начальной фазе воспаления характеризуется гиперактивностью Т-хелперов с их дифференциацией в Th2-лимфоциты, что сопровождается резким повышением ИЛ-4, ИЛ-13 и гиперпродукцией общего IgE [4]. Одновременно происходит снижение продукции интерферона-γ, модулирующего иммунный ответ и подавляющего рост кератиноцитов [5].

В развитии аллергического воспаления ключевую роль играют ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13. Данные цитокины взаимодействуют со своими рецепторами на В-клетках и активируют синтез IgE [6].

ИЛ-4 является ключевым цитокином, необходимым для дифференцировки Th2-клеток и продукции IgE. ИЛ-4 подавляет продукцию гамма-интерферона и иммунный ответ по Th1-типу, способствует синтезу IgЕ. Кроме того, он стимулирует экспрессию сосудистых молекул адгезии-1, которые обеспечивают миграцию эозинофилов и моноцитов в очаг воспаления, т. е. клеточную инфильтрацию, характерную для развития поздней фазы атопической реакции [7]. При наличии островоспалительных изменений в участках кожного поражения определялось повышение продукции ИЛ-4.

ИЛ-13 функционально и структурно сходен с ИЛ-4 и опосредует ряд физиологических изменений (повышение уровня IgE, увеличение числа эозинофилов, тучных клеток и др.), которые происходят в тканях при аллергическом воспалении. ИЛ-13 индуцирует пролиферацию В-лимфоцитов в процессе иммунного ответа на антигенное воздействие и переключает синтез IgG4 на IgE. ИЛ-13 принимает участие в дифференцировке ThO-лимфоцитов в Th2-лимфоциты в период развития эффективной фазы аллергического воспаления. Эффекторная функция ИЛ-13 состоит в индуцировании аллергического воспаления [8]. ИЛ-13 тормозит продукцию провоспалительных медиаторов макрофагами и моноцитами, таких как простагландины, реактивные формы кислорода, оксид азота. ИЛ-13 усиливает процесс экспрессии молекул адгезии из эндотелиальных клеток [9]. Таким образом, исследование сывороточных уровней ИЛ-4 и функционально и структурно сходного с ним ИЛ-13 может способствовать пониманию их роли в патогенезе АтД, особенно у больных с различными иммунологическими вариантами дерматоза — в первую очередь IgE-зависимыми.

Основной функцией ИЛ-10 является защита ткани от повреждения при воспалении. Данный цитокин имеет иммунорегуляторные свойства и относится к числу противовоспалительных. ИЛ-10 подавляет секрецию цитокинов Т-хелперами 1-го типа, контролируя, таким образом, баланс Тh1/Тh2 и осуществляя регуляцию воспалительного ответа по принципу отрицательной обратной связи. ИЛ-10 индуцирует терминальную дифференцировку В-клеток в плазмоциты, обусловливая аллергическую реактивность организма [10]. У больных АтД уровень ИЛ-10 в коже повышен и избыток его ведет к ослаблению противоинфекционной защиты вследствие снижения содержания антимикробных пептидов [11].

Продукция генов цитокинов кодируется генами, в которых часто определяются однонуклеотидные замены. Эти генетические вариации вносят важный вклад в индивидуальные особенности иммунного ответа и течение иммунозависимых заболеваний. Гены, кодирующие белки цитокиновой сети, активно исследуются. Показано, что полиморфизм в различных участках генов рецепторов для цитокинов оказывает влияние на продукцию соответствующего белка, что может обуславливать изменение действия цитокинов [9]. В ряде исследований, проведенных в различных популяциях, выявлено сцепление аллергических заболеваний с хромосомной областью 5q31–33, в которой локализован кластер Th2, в том числе гены ИЛ-4 и ИЛ-13, участвующие в развитии IgE-опосредованного воспаления [12].

Ген ИЛ-4 локализуется на длинном плече хромосомы 5q31.1 в локусе генов МНС II класса [13]. Обнаружено несколько точечных полиморфизмов в промоторной области гена ИЛ-4. Полиморфизм 33 С/Т выявляет ассоциацию с увеличенным синтезом ИЛ-4 и уровнем общего IgE в российской популяции [14].

Ген ИЛ-13 картирован на хромосоме 5q31.1. Замены в промоторной области гена ИЛ-13 в позиции C-10ЗТ ассоциированы с бронхиальной астмой и атопией. Кроме того, в кодирующей части гена ИЛ-13 обнаружен полиморфизм, приводящий к замене аргинина на глутамин в позиции 30 на хромосоме 1.30, что ассоциировано с общим изменением IgE в сыворотке крови. Указанные изменения в гене ИЛ-13 изменяют связывание его с рецептором [9].

Ген ИЛ-10 локализован в области 1q32.1 и состоит из 5 экзонов [15]. В ряде работ, например в исследовании пациентов с АтД в Германии, ассоциации полиморфных вариантов гена ИЛ-10 с развитием АтД обнаружено не было [12], в то время как M. N. Sohn с соавт. в 2007 г. выявили ассоциацию полиморфизмов в промоторной области данного гена (rs1800894 и rs56299498) с развитием АтД у детей из Кореи, что, по мнению авторов, могло быть связано с повышенной продукцией ИЛ-10 [16, 17].

Материалы и методы исследования

В исследование были включены 80 больных АтД — 53 женщины и 27 мужчин в возрасте от 19 до 80 лет. Степень тяжести АтД устанавливалась в соответствии с клиническими критериями — «scoring atopic dermatitis» (SCORAD). У 54 человек, включенных в исследование, диагностировано среднетяжелое течение АтД, тяжелое течение АтД диагностировано у 25 человек, и у 1 пациента отмечено легкое течение заболевания. Все пациенты находились на стационарном лечении и получали стандартную терапию, адекватную обострению АтД, согласно Федеральным клиническим рекомендациям по ведению больных с атопическим дерматитом от 2015 г. [2]. Контрольную группу составили 80 практически здоровых добровольцев (без АтД), 62 мужчины и 18 женщин в возрасте от 18 до 45 лет.

Все обследованные были проинформированы о целях и задачах исследования, после чего подписали бланк-форму информированного согласия на участие в нем.

Лабораторные методы исследования

Определение концентраций сывороточных уровней ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 проводилось методом ELISA на аппарате MULTISKANGO («ThermoFisherScientific», США) с помощью отечественных тест-систем («Вектор-Бест», Россия).

Молекулярно-генетические исследования полиморфизмов промоторной области генов цитокинов ИЛ-4 (–589C/T, rs2243250), ИЛ-10 (–592 С/А, rs1800872; –819C/T, rs1800871), ИЛ-13 (–1512 C/A, rs1881457; –1112 C/T, rs1800925) выполняли наборами для полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени («ThermoFisherScientific», США) и аллель-специфического ПЦР с детекцией в агарозном геле (НПФ «Литех», Россия) в соответствии с рекомендациями производителей.

Статистический анализ

Для статистической оценки количественных параметров использованы параметрические статистические показатели: среднее арифметическое (М), расчет стандартной ошибки среднего (m). Для установления достоверности различий между группами применялись критерии Стьюдента, Колмогорова–Смирнова, Манна–Уитни. Определение связи между параметрами осуществлялось с использованием коэффициента корреляции Пирсона. Различие статистических показателей считается достоверно значимым при величине р < 0,05.

Результаты исследования

Сывороточные уровни ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 у пациентов с АтД и у здоровых добровольцев, ассоциация их концентраций с генотипами ИЛ-4, ИЛ-13 и ИЛ-10 представлены в табл. 1. Результаты молекулярно-генетических исследований полиморфизмов генов цитокинов ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 представлены в табл. 2.

Сывороточные уровни ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 у пациентов с АтД и у здоровых добровольцев и ассоциация их концентраций с генотипами ИЛ-4

Полученные результаты выявили статистически более высокие концентрации ИЛ-10 и ИЛ-13 в сыворотке крови у пациентов с АтД по сравнению со здоровыми добровольцами (17,32 пг/мл против 13,2 пг/мл для ИЛ-10 и 15,8 пг/мл против 11,46 пг/мл для ИЛ-13). Несмотря на то, что в ряде научных работ были отмечены более высокие уровни ИЛ-4 у пациентов с АтД [12, 18], в нашем исследовании сывороточные уровни ИЛ-4 у пациентов с АтД существенно не отличались от таковых у здоровых доноров: 0,06 пг/мл против 0,05 пг/мл (табл. 1).

Анализ полиморфизма генов противовоспалительных цитокинов показал преобладание частоты гомозиготы мажорного аллеля С/С в промоторной области гена ИЛ-4 в позиции –589 С/Т у больных с АтД, чем у здоровых доноров. Гетерозиготный вариант С/Т, наоборот, чаще встречался у здоровых добровольцев, чем у больных Ат Д. При аналогичном анализе полиморфизма промоторного региона гена ИЛ-10 в позиции –592 С/А не было выявлено существенных отличий в отношении гомозигот минорного и мажорного аллелей (С/С, А/А) и гетерозиготных (С/А) вариантов. Анализ промоторного региона ИЛ-10 в позиции –819 С/Т выявил преобладание гомозиготных вариантов как у пациентов с АтД, так и у здоровых добровольцев. Преобладание гомозиготных вариантов также было выявлено и в отношении промоторных регионов ИЛ-13 –1512 С/А и ИЛ-13 –1112 С/Т (табл. 2).

Полиморфизм генов противовоспалительных интерлейкинов у пациентов с АтД в сравнении со здоровыми добровольцами

При определении взаимосвязи между уровнями изучаемых цитокинов и полиморфизмом их генов ИЛ-4 (–589C/T), ИЛ-13 (–1512 C/A, –1112 C/T) и ИЛ-10 (–592 С/А, –819C/T) был выявлен статистически более высокий уровень ИЛ-13 у больных с тяжелой формой АтД и генотипом С/А полиморфизма –1512 С/А в промоторной области гена ИЛ-13, а также генотипом С/Т полиморфизма –1112 С/Т. Анализ полиморфизма промоторного региона гена ИЛ-4 в позиции –589 С/Т показал преобладание частоты гомозиготного варианта С/С у больных АтД — 63,75%, преимущественно у пациентов со среднетяжелым течением АтД; среди здоровых добровольцев гомозиготный вариант наблюдался в 28,75%.

Заключение

Распространенность АтД значительно возросла за последние десятилетия. Так как АтД является сложным мультифакторным заболеванием, многочисленные научные исследования направлены на изучение взаимодействия генетических и средовых факторов. Согласно текущим знаниям, АтД считается Th2-зависимым заболеванием и ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13 играют значительную роль в его развитии. В проведенном исследовании анализ сывороточных уровней ИЛ-10 и ИЛ-13 у пациентов с АтД показал их повышение примерно на 20% и 17% соответственно, по сравнению с таковыми у здоровых добровольцев контрольной группы, что свидетельствует о значимости данных интерлейкинов в механизмах регуляции иммунопатологических состояний, ведущих к развитию АтД. Также статистически достоверно чаще встречались пациенты с тяжелым течением АтД с более высоким уровнем ИЛ-13 и гетерозиготным вариантом С/А в положении –1512 С/А или С/Т в положении –1112 С/Т промоторных областей гена ИЛ-13. Выявлена ассоциация развития АтД у пациентов с генотипом С/С в позиции –598 С/Т промоторной области гена ИЛ-4 (полиморфизм rs2243250). Проведенное исследование не выявило положительной корреляции полиморфизма С/С с уровнем ИЛ-4 в сыворотке крови, что указывает на то, что данный полиморфизм не является ключевым, и можно предположить, что на сывороточные уровни данного интерлейкина влияют другие факторы, которые требуют дальнейшего изучения.

Таким образом, исследование уровней интерлейкинов и их генотипов у больных с АтД позволит в дальнейшем прогнозировать тяжесть течения заболевания, осуществлять подбор соответствующей терапии и проводить адекватные профилактические мероприятия.

Литература

  1. Волошина М. А. Клинико-иммунологическая эффективность наружного лечения при атопическом дерматите. Дисс. … к. м. н. Томск, 2014. С. 14.
  2. Федеральные клинические рекомендации по ведению больных атопическим дерматитом. 2015. / Д. В. Прошутинская, В. В. Чикин, Л. Ф. Знаменская и др. [Электронный ресус]. Режим доступа: http://www.cnikvi.ru/docs/clinic_recs/bolezni-kozhi-i-pridatkovkozhi/atopicheskiy_dermatit.
  3. Ярилин А. А. Иммунология: учебник. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 752 с.
  4. Gour N., Wills-Karp M. IL-4 and IL-13 signaling in allergic airway disease // Cytokine. 2015. Vol. 75 (1). P. 68–78.
  5. Асхаков М. С. Генетический фактор в развитии дерматозов // Вестник молодого ученого. 2013. № 2 (4). С. 59–61.
  6. Яриллин А. А. Основы иммунологии. М.: Медицина, 1999. 608 с.
  7. Сергеев А. Ю., Караулов А. В., Сергеев Ю. В. Иммунологические основы патогенеза главных воспалительных дерматозов человека // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2003. № 3. С. 10–23.
  8. Виноградова Т. В., Чусляева А. А., Варламов Е. Е. Современная оценка цитокинового статуса детей при атопическом дерматите // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2014. Т. 59, № 1. С. 76–81.
  9. Балаболкин И. И., Тюменцева Е. С. Влияние генетических факторов на развитие атопического дерматита у детей // Педиатрия. 2009. Т. 27. № 2. С. 125–129.
  10. Чистова И. Я. Роль атопии в формировании профессиональных аллергодерматозов. Автореф. дис. … к. м. н. М., 2013. 17 с.
  11. Ong P. Y., Leung D. Y. Immune dysregulation in atopic dermatitis // Curr Allergy Asthma Rep. 2006, Vol. 6. P. 384–389.
  12. Kiyohara C., Tanaka K., Miyake Y. Genetic susceptibility to atopic dermatitis // Allergol. Int. 2008. Vol. 57 (1). P. 39–56.
  13. Tanaka K., Sugiura H., Uehara M. et al. Lack of association between atopic eczema and genetic variants of interleukin-4 receptor R alpha chain gene: heterogeneity of genetic backgrounds on immunoglobulin E production in atopic eczema patients // Clin Exp Allergy. 2001. Vol. 31. P. 1522–1527.
  14. Казначеев В. А., Гервазиев Ю. Б., Гервазиева В. Б. Частота встречаемости полиморфизма (с-33Т) в промоторе гена IL4 у больных атопической бронхиальной астмой в российской популяции // Астана. 2005; 6 (1–2): 18–22.
  15. Johnson-Huang L. M. et al. Cytokine producing dendritic cells in the pathogenesis of inflammatory skin diseases // J. Clin. Immunol. 2009. Vol. 29, № 3. Р. 247–256.
  16. Sohn M. N., Song J. S., Kim K. W. et al. Assotiation of interleukin — 10 gene promoter polymorphism in children with atopic dermatitis // J. Pediatr. 2007. Vol. 150 (1). P. 106–106.
  17. Гималова Г. Ф., Карунас А. С., Хуснутдинова Э. К. Молекулярно-генетические аспекты атопического дерматита // Медицинская генетика. 2012. № 12. 19 с.
  18. Luster A. D. Chemokines-chemotactic molecules that mediate inflammation // NewEngl J Med. 1998. № 338. Р. 427–439.

И. В. Кошелева1, доктор медицинских наук, профессор
А. Р. Хасанова
И. С. Беляков, кандидат медицинских наук

ФГБОУ ДПО РМАНПО МЗ РФ, Москва

1 Контактная информация: irina@msk.org.ru

 

Значение сывороточных уровней и генетических особенностей противовоспалительных цитокинов у больных атопическим дерматитом/ И. В. Кошелева, А. Р. Хасанова, И. С. Беляков
Для цитирования:  Лечащий врач № 1/2019; Номера страниц в выпуске: 53-55
Теги: кожа, противовоспалительные цитокины, иммунный ответ, дети

Купить номер с этой статьей в pdf

Все новости и обзоры - в нашем канале на «Яндекс.Дзене». Подписывайтесь

Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий: