Исследование уровня интегринов ITGA4 и ITGB7 в сыворотке крови у детей с атопическим дерматитом

В настоящее время атопический дерматит (АД) относят к мультифакториальным заболеваниям, патогенез которого определяется комплексом генетических и внешнесредовых факторов, приводящих к формированию аллергической патологии [1, 2]. Изучение патогенетических механизмов, приводящих к возникновению АД у детей, продолжается до настоящего времени.

Важным аспектом патогенеза АД является нарушение целостности и проницаемости рогового слоя, что во многом зависит от скорости десквамативных процессов в поверхностных слоях кожи [3, 4]. При дерматозах обнаруживают изменения эпидермального барьера, сопровождаемые сухостью кожи и нарушением десквамации кератиноцитов, что вызывает трансэпидермальную потерю влаги (ТЭПВ). При этом активируется выброс медиаторов воспаления, приводящий к дальнейшему повреждению эпидермиса и зуду [5—7].

Особую роль в становлении и поддержании целостности гистотипической структуры тканей играют интегрины — важнейший класс поверхностных рецепторов. Сигналы, поступающие от интегриновых рецепторов, запускают множество регуляторных каскадов. Связываясь с молекулами внеклеточного матрикса, интегриновые рецепторы, с одной стороны, обеспечивают адекватную реакцию клетки на сигналы окружающей среды, с другой — регулируя адгезию, формируют ее микроокружение [8—10].

Интегрины функционируют как тканеспецифичные рецепторы клеточной адгезии, способствующие привлечению лейкоцитов из крови почти во все участки ткани строго регулируемым образом и участвующие в транслокации лейкоцитов в здоровую ткань и в участки воспаления [11]. Молекулы интегринов имеют решающее значение в передаче сигналов к стволовым клеткам, регулируя, таким образом, их миграцию и пролиферацию [12].

Нарушение функционирования системы интегринов приводит к развитию различной патологии. При заживлении ран, дерматозах и опухолевых процессах интегрины экспрессируются супрабазальными кератиноцитами [13]. При нарушении кожного покрова увеличивается продукция цитокинов лейкоцитами, что обеспечивает хемотаксис необходимых типов клеток в очаг повреждения. Так, посредством интегринов фибронектин связывает клетки, обеспечивая их перемещение в поврежденные участки [8, 14—17].

В настоящее время известно 18 α- и 8 β-субъединиц интегринов позвоночных [8, 18]. Интегрины α-4/β-7 являются рецепторами фибронектина — одного из ключевых белков межклеточного матрикса, который способствует взаимодействию клеток, осуществляет контроль над дифференцировкой и поддержанием цитоскелета клеток, принимает участие в воспалительных и репаративных процессах [19].

Функциональное состояние кожи позволяет оценить метод корнеометрии, определяющий изменения диэлектрических свойств кожи в зависимости от увлажненности рогового слоя эпителия [20]. Данный метод отличает доступность, информативность и быстрота исполнения [21].

Существует ограниченное количество исследований о взаимосвязи интегринов и функционального состояния кожи, изучение этой проблемы важно для более детального понимания патогенеза аллергодерматозов [22—24].

Цель исследования — оценить уровни ITGA4 и ITGB7 в сыворотке крови у детей с АД и установить связь этих показателей с уровнем увлажненности кожи.

В исследование включены 96 детей с АД в возрасте от 1 мес до 12 лет, находившихся на лечении в Республиканском кожно-венерологическом диспансере. Все пациенты обследованы по единому протоколу с информированным согласием родителей.

Диагноз АД выставляли в соответствии с известными диагностическими критериями [25]. На момент исследования все пациенты находились в фазе обострения кожного процесса и жаловались на зуд и жжение кожи, нарушение сна, выраженные в различной степени. Объективизацию оценки клинических проявлений заболевания проводили путем подсчета индекса SCORAD. Пациенты разделены на 3 группы в зависимости от степени тяжести течения АД: у 32 (33,3%) детей отмечены легкие клинические проявления (оценка по SCORAD 12 (7; 15) баллов); у 36 (37,5%) — среднетяжелые (32 (26; 36) балла), у 28 (29,2%) — тяжелые (46 (41; 65) баллов). Контрольную группу составил 31 условно-здоровый ребенок.

Для определения уровня ITGA4 и ITGB7 использовали метод иммуноферментного анализа (ИФА) из единой пробы сыворотки крови в точном соответствии с инструкцией по применению, созданной производителем. Сущность анализа заключается в специфическом взаимодействии антитела и антигена с последующим присоединением к полученному комплексу конъюгата (антивидового иммуноглобулина, меченного ферментом). Фермент вызывает разложение хромогенного субстрата с образованием окрашенного продукта, который выявляется либо визуально, либо фотометрически.

Исследования проводили с помощью иммуноферментного комплекса, состоящего из вошера Проплан (Picon, Россия), шейкера ElmiSkyLine 13 (Эстония) и спектрофотометра Униплан (Picon, Россия). В качестве диагностических тест-систем использовали наборы реагентов: ИФА-набор Human Integrin alpha-4(ITGA4/CD49D) и ИФА-набор Human Integrin beta-7(ITGB7) ELISA Kit (CUSABIO, Корея).

Обработку данных осуществляли с построением калибровочных кривых путем применения программного пакета Ascent Software. Количество ITGA4 и ITGB7 выражали в нанограммах на 1 мл.

Для оценки увлажненности кожного покрова в очагах поражения применяли метод корнеометрии видеодермоскопом Kowa BS-888pro, показатели корнеометрии сканировали с помощью специальной программы. Корнеометрия относится к полуколичественным методам, результаты измерения выражаются в условных единицах. Величина ниже 30 усл. ед. характеризует очень сухую кожу, от 30 до 45 усл. ед. — сухую кожу, выше 45 усл. ед. — в разной степени увлажненную кожу [20].

В ходе работы оценивали изменение структурных параметров кожи (микрорельеф и микротопография) с помощью видеокамеры Labomicro Camera HD Pro (Dermotricos, Италия) [26].

Статистическая обработка полученных результатов проведена с использованием компьютерной программы Microsoft Excel, статистический анализ — с использованием методов непараметрической статистики. Описательная статистика групп включала среднее арифметическое отклонение соответствующего параметра и его стандартное отклонение (M±m). Для сравнения двух независимых групп по количественному признаку применяли критерий Манна—Уитни (U-тест); для сравнения трех независимых групп — критерий Краскела—Уоллиса и медианный тест.

В результате проведенного исследования выявлено, что индивидуальные значения уровня ITGA4 и ITGB7 располагаются в широком диапазоне, что более выражено в группе детей с АД, где разброс показателей ITGA4 составил от 0,1 до 21,22 нг/мл, ITGB7 — от 0,23 до 33,0 нг/мл. Средние значения показателей интегринов у детей с АД достоверно отличались от данных контрольной группы (табл. 1).

Таблица 1. Особенности содержания ITGA4 и ITGB7 в сыворотке крови у детей с атопическим дерматитом, нг/мл

Для углубленного клинико-иммунологического сопоставления клинической значимости показателей проведено сравнение уровня концентрации ITGA4 и ITGB7 в зависимости от тяжести течения АД (рис. 1).

Рис. 1. Средние уровни ITGA4 и ITGB7 у детей с различной степенью тяжести АД, нг/мл.

Средний уровень ITGA4 (M±m) в сыворотке крови у детей с АД 1-й группы составил 0,18±0,02 нг/мл, во 2-й группе показатель увеличился в 1,8 раза и составил 0,33±0,05 нг/мл. Отмечено резкое повышение содержание ITGA4 (в 25,3 раза — 4,60±2,34 нг/мл) при тяжелой степени заболевания (p<0,001).

Средний уровень содержания ITGB7 в сыворотке крови был резко повышен при среднетяжелой и тяжелой степени АД. Так, если у детей с АД легкой степени тяжести он составил 1,28±0,556 нг/мл, то при среднетяжелой степени повысился в 12,5 раза — 15,94±2,37 нг/мл (p<0,001), а при тяжелой степени — в 13,4 раза по сравнению с 1-й группой — 17,16±3,57 нг/мл (p<0,001).

Анализ уровня интегринов в сыворотке крови у детей с АД в зависимости от возраста выявил отсутствие различий в уровне ITGA4. В то же время показатель ITGB7 у детей возрастной группы от 3 до 6 лет был в 2,6 раза выше, чем у детей до 3-летнего возраста (p<0,05) (табл. 2).

Таблица 2. Уровни ITGA4 и ITGB7 у детей с АД в различных возрастных группах, нг/мл

Исследован уровень ITGA4 и ITGB7 в зависимости от степени увлажненности рогового слоя эпидермиса у детей с АД на основании корнеометрии (табл. 3).

Таблица 3. Уровни ITGA4 и ITGB7 у детей с АД в зависимости от степени увлажненности кожи (M±m)

Примечание. * — p<0,05 при сравнении с увлажненной кожей, ** — p<0,01 по сравнению с увлажненной кожей.

Анализ показателей в зависимости от степени гидратации кожи выявил достоверное повышение уровня интегринов при очень сухой (<30 усл. ед.) и сухой (от 31 до 45 усл. ед.) коже. Так, уровень ITGA4 при очень сухой коже в 26,3 раза превышал данный показатель при сухой коже и в 7 раз — при увлажненной коже. Уровень ITGB7 при очень сухой коже в 13,4 раза превышал данный показатель при сухой коже и в 10,1 раза — при увлажненной коже.

Корреляционный анализ показателей интегринов в зависимости от степени гидратации кожи выявил обратную корреляционную связь (с ITGA4 Ккор=0,53; с ITGB7 Ккор=0,37), т.е. чем выше уровень интегринов в сыворотке крови, тем ниже степень увлажненности кожи у детей с АД.

По результатам нашего исследования, при повышенном уровне интегринов микрорельеф кожи был представлен усилением кожного рисунка и избыточным шелушением, что подтверждало дезорганизацию липидных структур эпидермиса. У детей с низким уровнем интегринов отмечалось отсутствие шелушения кожи, сглаживание кожного рисунка, более ровная текстура кожи (рис. 2).

Рис. 2. Изображение микрорельефа кожи больных с АД.

а — больная Н., 4 года, ITGA4 3,28 нг/мл, ITGB7 16,14 нг/мл; б — больная А., 5 лет, ITGA4 0,17 нг/мл, ITGB7 1,82 нг/мл.

Таким образом установлено, что у детей с АД показатель ITGA4 резко повышался при заболевании тяжелой степени, а ITGB7 — при среднетяжелой и тяжелой степени. Это соответствует представлениям о резком усилении экспрессии интегринов у пациентов с АД [27], а также о повышенной экспрессии интегринов при тяжелой форме АД [28].

Выявленная отрицательная корреляционная связь между уровнем интегринов в сыворотке крови и степенью увлажненности кожи подтверждает, что строение рогового слоя эпидермиса, в котором большую роль играют интегрины, предотвращает ТЭПВ. Снижение содержания липидов в роговом слое эпителия приводит к уменьшению эластичности корнеоцитов и расширению межклеточных промежутков, открывает ворота для антигенных стимуляторов, что сопровождается развитием воспалительного процесса. Взаимосвязь уровня интегринов в сыворотке крови у детей с АД и состояния кожного покрова подтвердило и изучение микрорельефа кожи. Регулируя процессы миграции, роста, пролиферации, дифференцировки и апоптоза эпидермальных клеток, интегрины в конечном счете во многом определяют морфогенез кожи.

Наши данные свидетельствуют о том, что развитие АД сопровождается нарушением экспрессии интегринов, при этом уровни ITGA4 и ITGB7 могут рассматриваться как критерий оценки активности воспалительного процесса. Дальнейшие исследования механизмов развития АД у детей имеют научно-практическое значение с точки зрения патогенеза заболевания и прогнозирования тяжести течения дерматозов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Печкуров Д.В., Хисматуллина З.Р.

Сбор и обработка материала — Зайнуллина О.Н., Душина К.Ю.

Статистическая обработка данных — Зайнуллина О.Н., Душина К.Ю.

Написание текста — Зайнуллина О.Н., Печкуров Д.В.

Редактирование — Печкуров Д.В., Ганковская Л.В.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.