Цитокины и их роль в диагностике внутриутробной инфекции

Классификация и основные свойства цитокинов

Изучение цитокинов началось с 1957 г., после открытия А.Айзексом и Д.Линдеманом противовирусного агента ИФН. Некоторые эффекты действия ИФН оказались следствием присутствия других цитокинов в недостаточно хорошо очищенных препаратах ИФН. С тех пор проблема цитокинов находит­ся в центре внимания фундаментальной и клинической иммунологии. Цито­кины — это класс растворимых пептидных медиаторов иммунной системы, необходимых для ее развития, функционирования и взаимодействия с другими системами организма (Ковальчук Л.В., Ганковская Л.В., Рыбакова Э.И., 2000; CaiZ. etal, 2000).

В настоящее время сложилось представление о системе цитокинов, вклю­чающей: клетки-продуценты, цитокины, клетки-мишени с рецепторами, спе­цифичными для конкретных цитокинов, и, в ряде случаев, антагонисты цито­кинов или их рецепторов.

Эти биорегуляторные молекулы определяют тип и длительность иммунного ответа, контролируют пролиферацию клеток, ангиогенез, гемопоэз, заживле­ние, воспаление и многие другие процессы. Среди показателей, характеризую­щих состояние иммунной защиты организма, большое значение имеют прово-спалительные цитокины, которые выполняют роль медиаторов иммунных Реакций (Гашенко О.В., 2000; Ковальчук Л.В., Чередиев А.А., 1991; Тетруашви-ли Н.К., 2000; Bessler H. et al., 1999).

В настоящее время выделяют следующие группы цитокинов:

280____________________________________________________________________________ Глава IV

1. Интерлейкины (ИЛ) — секреторные регуляторные белки иммунной сис­темы, обеспечивающие медиаторные взаимодействия в иммунной системе и ее связь с другими системами организма.

2. Интерфероны (ИФН) — противовирусные агенты с выраженным имму-норегуляторным действием (ИФН-а, ИФН-(3, ИФН-у).

3. Факторы некроза опухоли (ФИО) — цитокины с цитотоксическим и регу-ляторным действиями: ФНО-а и ФНО-(3 (лимфотоксин).

4. Колониестимулирующие факторы (КСФ) - стимуляторы роста и диффе-ренцировки гемопоэтических клеток — гранулоцитов (Г) и макрофагов (М): ГМ-КСФ, Г-КСФ, М-КСФ.

5. Хемокины — хемоаттрактанты для лейкоцитов.

6. Факторы роста — регуляторы роста, дифференцировки и функциональ­ной активности клеток различной тканевой принадлежности (фактор роста фибробластов, фактор роста эндотелиальных клеток, фактор роста эпидерми­са) и трансформирующий фактор роста (Ковальчук Л.В., Ганковская Л.В., Рыбакова Э.И., 2000).

Цитокины различаются по строению, биологической активности и другим свойствам. Однако, наряду с различиями, цитокины обладают общими свой­ствами, характерными для данного класса биорегуляторных молекул (Стой­ко Р.С., 1995; Bona E. et ad., 1999; Cai Z. et al., 2000).

Цитокины вырабатываются клетками иммунной системы и некоторыми другими клетками в ответ на активирующий стимул и участвуют в иммунных и воспалительных реакциях, регулируя их силу и продолжительность (Коваль­чук Л.В., Ганковская Л. В., Рыбакова Э.И., 2000; MosmanT., FongT., 1989). Одни и те же цитокины вырабатываются клетками различных типов. Это свойство называется избыточностью.

Одни и те же цитокины могут действовать на различные клетки-мишени, регулируя их функцию. Это свойство называется плейотропностью.

Цитокины функционируют по принципу сети. Они могут действовать согласованно. Многие функции, приписываемые первоначально одному цито-кину, как оказалось, обусловлены согласованным действием нескольких цито-кинов (синергизм действия).

Одни цитокины индуцируют действие других цитокинов (каскад). Каскад -ность действия цитокинов необходима для развития воспалительных и иммун­ных реакций. Способность одних цитокинов усиливать или ослаблять продук­цию других обусловливает важные позитивные и негативные регуляторные механизмы.

Действие цитокинов может быть антагонистическим: ИФН-у тормозит выработку lgE В-лимфоцитами, продукция ИЛ-6 в ответ на увеличение кон­центрации ФНО может быть негативным регуляторным механизмом контроля за продукцией этого медиатора при воспалении.

Цитокиновая регуляция функций клеток-мишеней осуществляется по ауто-, пара- или эндокринному механизмам. Некоторые цитокины, а именно ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО и другие, могут обладать тремя механизмами действия (Gari-te Т., Freeman R., 1982). Ответ клетки на цитокин зависит от нескольких факто­ров: типа клеток и их исходной функциональной активности; локальной кон­центрации цитокина; присутствия других медиаторных молекул.

Таким образом, клетки-продуценты, цитокины и специфические для них рецепторы на клетках-мишенях формируют единую рецепторно-медиаторную цепь. Именно набор регуляторных петидов, а не индивидуальные цитокины определяют окончательный ответ клетки-мишени.

Внутриутробная инфекция 281

Значение определения уровня различных цитокинов при ВУИ плода

Результаты исследований, проведенных за последнее десятилетие, дают достаточно веские основания считать, что ряд цитокинов, продуцируемых в фетоплацентарном комплексе, играют существенную роль в регуляции множе­ства процессов, протекающих в организмах матери и плода при беременности и родах (Сухих Г.Т., Ванько Л.В., 2003; Romero R. et al., 1989; Romero R. et al., 1993).

Физиологическое течение беременности обеспечивается соотношением иммуномодулирующих и иммуносупрессивных эффектов в организме матери, в реализации которых не последнюю роль играет система фагоцитарных клеток (Павлов О.В., Сельков С.А., 2004; Lockwood С, Wein R., Casal D., 1994; Patric S., Larkin M, 1995). С одной стороны, фагоцитарные клетки осуществляют защит­ную функцию в условиях функциональной перестройки всех органов и систем организма посредством выработки цитотоксических агентов. С другой сторо­ны, фагоциты выполняют важную регуляторную функцию, секретируя универ­сальные медиаторы межклеточных взаимодействий — цитокины (Benitz W. et al., 1998; Bodeus M. et al., 1999).

Нормальное течение беременности является результатом преобладания ТЪ2-типа иммунного ответа в эндометрии, благодаря которому становится воз­можной продукция блокирующих антител, скрывающих антигены трофоблас-та от распознавания иммунной системой матери. Иммунные ответы типов ТЫ (цитотоксического) и Th2 (гуморального) находятся в антагонистических отношениях. Это объясняет наличие высокого уровня ТЪ2 при физиологичес­ки протекающей беременности. Гиперфункция ТЫ может привести к воспали­тельным реакциям в эндометрии даже в условиях низкой концентрации, осо­бенно при персистенции инфекционного агента, что нарушает адекватные межклеточные взаимодействия и может явиться причиной прерывания бере­менности.

Генерализованный характер высвобождения цитокинов всегда свидетель­ствует о патологическом процессе. Персистенция бактерий и вирусов характе­ризуется привлечением в очаг хронического воспаления мононуклеарных фагоцитов, естественных киллеров, Т-хелперов, синтезирующих провоспали-тельные цитокины — ФНОа, ИЛ-1в, ИЛ-6. Так, в работах J.Berarde и соавт. (1995) на поздних этапах беременности изучалось взаимодействие бактериаль­ной инвазии и синтеза провоспалительных цитокинов клетками амниона, хориона, плодными тканями с последующим высвобождением простагланди-нов и преждевременным развитием родовой деятельности. При этом у всех обследованных женщин с привычным невынашиванием и высоким риском развития ВУИ процесс персистенции микробных агентов был интенсивным. Это выражалось высоким уровнем цитокинов в сыворотке крови: ФНО-а (54,3%), ИФН-у (43%), ИЛ-1в (60%), ИЛ-6 (74%). Кроме того, анализ показа­телей у 8 беременных с хориоамнионитом показал повышенный уровень про­воспалительных цитокинов за 2—3 нед. до появления клинической симптома­тики. Представляет интерес факт достоверного повышения уровня ИЛ-6 в 111 триместре у беременных, дети которых страдали внутриутробной пневмо­нией. Однако под действием соответствующей терапии у беременных происхо­дило снижение уровня провоспалительных цитокинов, причем нормализация Читокинового статуса коррелировала с пролонгированием беременности.

ИФН, ФИО и ИЛ, входящие в систему цитокинов, регулируют продолжи­тельность и силу иммунных реакций, а также реакции воспаления (Малиновская В., Ершов Ф.И., 1990; Kelly R., Leask R., Calder A., 1992). Они секретируются локально и действуют как паракринные или аутокринные факторы. Поступая в

Главам

микроокружение в пикомолярных концентрациях, они взаимодействуют с высо­коаффинными рецепторами, которые экспрессируются на мембране клетки и приводят к изменению ее «поведения» (Савельева Г.М., Чехонин В.П., Павло­ва Т.А., 1991; Самсыгина Г.А., Буслаева Г.Н., Непокульчицкая Н.В., 1996).

Известно, что система ИФН включает в себя широкие контрольно-регуля-торные функции, вызывая иммуномодулирующий, противовирусный, антими­кробный, антипролиферативный и другие эффекты (Ковальчук Л.В., Чере-диев А.А., 1991). Поэтому система ИФН имеет важное значение в становлении клеточного и гуморального иммунитета, особенно у новорожденных. Некото­рые авторы (Бикбулатов P.M., Фарбер Н.А., Босгажан Л.Р., 1982) связывают высокую чувствительность новорожденных и детей раннего возраста к инфек­циям с дефицитом иммунного ИФН-у в организме.

Другой цитокин — ФНО, являющийся плейотропным медиатором клеточ­ного иммунитета и взаимодействующий с системами ИФН и ИЛ, также играет важную роль в воспалительных и иммунных реакциях организма. Основными продуцентами ИФН и ФНО являются макрофаги, активированные микробны­ми патогенами (вирусами, бактериями). Повышенную чувствительность ново­рожденных к инфекциям связывают с дефектами некоторых функций макро­фагов (фагоцитоз, участие в иммунном ответе, регуляция кроветворения и гемостаза) (Пустотина О.А., Бубнова Н.И., 1999).

Г.А.Самсыгина и соавт. (1996) изучили особенности ИФН-статуса и уровни продукции ФНО у 102 новорожденных (гестационный возраст 28—35 нед.). Обследование недоношенных детей с ВУИ показало, что у 42% новорожден­ных уровень сывороточного ИФН был в пределах физиологической нормы, у 50% детей данный показатель превышал нормальные значения и у 7,8% ново­рожденных был сниженным. Способность клеток к продукции иммунного ИФН-у у 68% новорожденных с ВУИ была понижена. При этом наиболее высокие уровни ФНО и сывороточного ИФН определялись у новорожденных с инфекционно-септическим шоком, язвенно-некротическим энтероколитом, тяжелой анемией, перинатальными повреждениями ЦНС, а также с респира­торными расстройствами.

В исследованиях разных авторов доказано, что размножение патогенных микроорганизмов в АЖ приводит к повышению уровня липополисахаридов (ЛПС), которые, активизируя деятельность клеток фетального трофобласта, приводят к усиленному синтезу ими цитокинов. Они, в свою очередь, создавая условия для увеличения метаболизма циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), выступают посредниками в развитии воспалительных и иммунных реакций в системе мать — плацента — плод (Бубнова Н.И. и др., 2000; Сидоро­ва И.С., Матвиенко Н.А., 1999; Черниенко И.Н., Сидорова И.С, 1999). Вслед­ствие установления этих взаимосвязей многие исследователи в своих работах пытались применить определение уровней цитокинов в АЖ при доношенной и особенно недоношенной беременности для диагностики ВУИ, но результаты их исследований в настоящее время являются разрозненными и противоречивыми.