Введение
Одной из актуальных проблем современного здравоохранения стал рост заболеваемости ВИЧ-инфекцией [1, 2]. Часть ВИЧ-инфицированных пациентов характеризуется низкой комплаентностью относительно приема высокоактивной антиретровирусной терапии (ВААР, АРТ или АРВТ), что сопровождается увеличением числа пациентов с терминальной стадией ВИЧ-инфекции — синдромом приобретенного иммунодефицита (СПИД) [3, 4].
Вирус иммунодефицита человека 1-го типа (ВИЧ-1) характеризуется высокой тропностью не только к лимфоцитам, но и к клеткам нервной ткани (нейронам и глиальным клеткам) [5—7]. Это обуславливает разнообразные неврологические проявления при данной инфекции [8, 9]. При этом ранние неврологические проявления, обусловленные прямым нейроцитопатогенным действием ВИЧ, могут наблюдаться уже в остром периоде инфекции [10, 11]. Поздние проявления поражения нервной системы имеют сложный патогенез и являются не только результатом непосредственного поражения клеток вирусом, но и активацией различных инфекционных агентов, которые при нормальном состоянии иммунитета, как правило, не вызывают клинически значимого поражения центральной нервной системы (ЦНС) [12—14].
Одним из таких инфекционных агентов является Toxoplasma gondii — возбудитель токсоплазмоза — заболевания, для которого в подавляющем большинстве случаев характерно латентное течение. Данный возбудитель представляет наибольшую опасность для плода и новорожденных родившихся у женщин, инфицирование которых произошло во время беременности [15, 16]. У взрослых инфицирование токсоплазмозом протекает, как правило, бессимптомно и является актуальным лишь для лиц с резко сниженным иммунитетом. У ВИЧ-позитивных пациентов в стадии СПИД чаще наблюдается реактивация скрытой инфекции [17, 18], при этом именно токсоплазмоз ЦНС является основной причиной тяжелой неврологической патологии у пациентов на поздней стадии ВИЧ-инфекции на территории Российской Федерации [19, 20].
Количество публикаций, приводящих результаты исследования состава ликвора у пациентов с токсоплазменным поражением ЦНС в отечественной литературе, явно недостаточно. Поиск по ключевым словам «токсоплазмоз ЦНС» и «исследование ликвора человека» в научной электронной базе https://www.elibrary.ru/ на 25.04.21 отразил данные лишь о 25 публикациях, ни в одной из которых не представлены данные об исследовании индивидуальных белков, пептидов или метаболитов в ликворе.
Неоптерин представляет собой продукт катаболизма гуанозинтрифосфата — пуринового нуклеотида, принадлежащего к группе птеридинов [21—23]. Его способны синтезировать многие клетки, но наиболее часто рассматривается синтез различными клетками при цитокиновой стимуляции [24, 25]. Предполагается его участие в регуляции процессов воспаления, в частности при формировании клеточного иммунитета при различных инфекциях [26—28]. Традиционно исследование неоптерина выполняется в сыворотке крови или моче. Данных о его содержании в биологических жидкостях человека, получение которых сопряжено со сложностью, значительно меньше. Так, нами обнаружены лишь единичные публикации, посвященные результатам анализа неоптерина в ликворе [29]. Интерес к исследованию неоптерина у пациентов с неврологическими заболеваниями обусловлен еще и рядом данных, свидетельствующих о цитопротективном эффекте этого соединения в отношении клеток головного мозга [30].
Цель исследования — изучить содержание неоптерина в ликворе пациентов с различным течением токсоплазмоза ЦНС у ВИЧ-инфицированных пациентов в стадии СПИД.
Материал и методы
Проведено одномоментное обсервационное исследование типа «случай—контроль», выполненное с соблюдением этических принципов проведения медицинских исследований с участием людей в качестве субъектов, изложенных в Хельсинкской декларации Всемирной организации здравоохранения. На его проведение получено одобрение этического комитета ФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера» Минздрава России (прокол №4 заседания этического комитета от 2021 г.).
В исследовании участвовали 44 ВИЧ-инфицированных пациента (27 мужчин и 17 женщин), госпитализированные в краевую клиническую инфекционную больницу Перми с клиническими проявлениями поражения ЦНС. Пациенты были разделены на три группы. Основную группу (1-ю) составили ВИЧ-инфицированные пациенты с клиникой токсоплазменного поражения ЦНС [n=22 (50%) от 44], группу сравнения (2-ю) — ВИЧ-инфицированные пациенты с грибковыми поражениями ЦНС (криптококкозом ЦНС) [n=15(34%) от 44]. Контрольная группа (без явного инфекционного агента) была представлена пациентами, госпитализированными с клинической картиной ВИЧ-ассоциированной энцефалопатии [n=7 (16%) от 44]. Характеристика пациентов представлена в табл. 1.
Таблица 1. Характеристика обследованных
| Характеристика пациентов | 1-я группа (основная) | 2-я группа (сравнения) | 3-я группа (контрольная) | p | |
| 1 | Число | 22 | 15 | 7 | — |
| 2 | Пол, муж/жен | 18/4* | 7/8 | 2/5 | — |
| 3 | Средний возраст, годы (M±SD) | 38,73±6,25 | 36,93±6,76 | 39,29±6,8 | — |
| 3 | Медиана возраста (Ме) и интерквартильный диапазон (25-й и 75-й квартили), годы | 39; 34—44 | 37; 32—43 | 39; 34—43 | Н=0,6499231 (p=0,7226)** |
| 4 | Минимальный и максимальный возраст, годы | 28—48 | 25—47 | 31—52 | — |
Примечание. В числителе количество мужчин, в знаменателе — женщин; различие по критерию: * — χ2; ** — H — Краскела—Уоллиса.
Выполнение люмбальной пункции проводилось строго по медицинским показаниям и после получения информированного согласия пациентов на 1—2-е сутки после госпитализации и на 8—12-е сутки. Одновременно у пациентов забирали образцы крови для лабораторных исследований. Ликвор собирали в сухие чистые пробирки, после выполнения всех необходимых исследований, обезличенные остатки ликвора были использованы для определения концентрации неоптерина. Образцы ликвора и крови центрифугировали на центрифуге Элекон ЦЛМН-Р-10-02 (Россия) в течение 15 мин при 3000 об/мин, аликвотировали в пробирки типа Эппендорф (по 1,0 мл) и до выполнения исследований хранили при температуре –20 °C.
Концентрацию неоптерина определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием набора Neopterin ELISA (кат. №RE 59321; лот ENO230) («IBL», Германия) с чувствительностью 0,7 нмоль/л. Правильность измерений контролировали по результатам измерения двух контрольных образцов: первый — 5,48 нмоль/л (допустимый предел 3,5—8,1 нмоль/л); второй — 23,34 нмоль/л (допустимый предел 13,6—28,2 нмоль/л).
Оптическую плотность проб регистрировали на вертикальном фотометре StatFax 3200 («Awareness», США).
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ Statistica v. 7 («StatSoft Inc.», США). Для каждого массива данных рассчитывали параметры описательной статистики: среднюю арифметическую (M), стандартное отклонение (SD), а также медиану (Me) и интерквартильный диапазон (25—75 перцентилей). С помощью критерия Шапиро—Уилка оценивали распределение результатов внутри выборки, на основании этих расчетов, для дальнейшей статистической обработки применяли методы непараметрической статистики. Для сравнения концентрации неоптерина между связанными группами использовали критерий Вилкоксона, а для несвязанных групп (n>3) — Н-критерий Краскела—Уоллиса с последующим расчетом межгрупповых различий с помощью медианного теста. Количественную оценку линейной связи между двумя случайными величинами определяли с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена (R). Оценку корреляционной взаимосвязи между содержанием неоптерина в ликворе и сыворотке крови осуществляли с помощью однофакторного линейного регрессионного анализа и построения уравнения линейной регрессии.
За максимально приемлемую вероятность ошибки первого рода (p) принималась величина уровня статистической значимости, равная или меньшая 0,05.
Результаты и их обсуждение
Среднее содержание неоптерина во всех исследованных образцах ликвора в 7,53 раза превысило его средний уровень в сыворотке крови (рис. 1). Средняя концентрация неоптерина в ликворе составила 68,56±39,39 нмоль/л, медиана и интерквартильный диапазон — 67,65 (35,78; 100,2) нмоль/л, при колебании результатов в диапазоне от 10,89 до 138,56 нмоль/л. Эти значения статистически достоверно (p<0,000001) превышали аналогичные результаты для сыворотки крови, где содержание неоптерина составило 9,84±4,17 нмоль/л; медиана и интерквартильный диапазон — 8,98 (7,91; 9,77) нмоль/л, при колебании результатов в диапазоне 5,84—27,53 нмоль/л.
Рис. 1. Концентрация неоптерина (нмоль/л) в сыворотке крови и ликворе обследованных пациентов.
При оценке зависимости концентрации неоптерина между биологическими жидкостями установлено отсутствие значимой зависимости между ликвором и сывороткой крови. Коэффициент корреляции Спирмена (R) между образцами составил 0,234117, что указывает на отсутствие значимой зависимости и подтверждается результатами регрессионного анализа (рис. 2).
Рис. 2. Диаграмма рассеивания результатов параллельного исследования неоптерина (нмоль/л) в образцах ликвора и сыворотки крови.
Значительно более высокий уровень неоптерина в ликворе в сравнении с сывороткой крови свидетельствует в пользу гипотезы о его локальной продукции клетками ЦНС как основного источника данного метаболита в цереброспинальной жидкости и слабой зависимости его концентрации в ликворе от сывороточного уровня неоптерина.
При анализе концентрации неоптерина в группах обследованных пациентов получены данные, представленные на рис. 3. Наиболее высокая концентрация неоптерина обнаружена в ликворе ВИЧ-инфицированных пациентов с криптококкозом, более низкая — у пациентов с токсоплазмозом и наиболее низкая — у ВИЧ-инфицированных пациентов, госпитализированных с энцефалопатией при отсутствии идентифицированного микроорганизма.
Рис. 3. Диаграмма рассеивания результатов исследования неоптерина (нмоль/л) в образцах ликвора ВИЧ-инфицированных пациентов, госпитализированных с различным диагнозом.
Анализ содержания неоптерина в ликворе и сыворотке крови ВИЧ-инфицированных пациентов с различной этиологией поражения ЦНС продемонстрировал статистически значимые различия между исследованными группами для образцов ликвора (p=0,0185), но не для сыворотки крови (p=0,1993) (табл. 2).
Таблица 2. Содержание неоптерина (нмоль/л) в сыворотке крови и ликворе ВИЧ-инфицированных пациентов
| Биологическая жидкость | 1-я группа (основная группа — токсоплазмоз) n=22 | 2-я группа (группа сравнения — криптококкоз) n=15 | 3-я группа (контрольная группа — энцефалопатия) n 7 | p* |
| Ликвор | 63,84±41,45
65,35 (29,13—90,96) 10,89—137,88 | 88,68±32,1
94,46 (60,36—108,55) 35,24—138,56 | 40,27±25,96
31,65 (18,23—74,48) 12,36—74,48 | Н (критерий Краскела— Уоллиса)=7,98271 p=0,0185 р1, 3=0,642918 р1, 2=0,129528 р2, 3=0,023693 |
| Сыворотка крови | 9,1±2,64
8,98 (7,92—9,52) 5,84—19,31 | 11,51±5,97
9,03 (8,19—10,64) 7,26—27,53 | 8,59±2,46
7,66 (7,24—9,68) 6,47—13,7 | Н (критерий Краскела—Уоллиса)=3,226340 p=0,1993 р1, 3=0,992955 р1, 2=0,774898 р2, 3=0,241114 |
| p** | 0,0006555 | 0,000070 | 0,017961 | |
| Коэффициент корреляции Спирмена (R) | 0,909462 | 0,698539 | 0,071344 |
Примечание. В числителе: среднее значение±стандартное отклонение (M±SD), в знаменателе: медиана и интерквартильный диапазон Me; 25% квартиль — 75% квартиль, под дробью минимальное — максимальное значение ; * — различие между группами по Н-критерию Краскела—Уоллиса; ** — различие между группами по критерию Вилкоксона.
Известно, что неоптерин синтезируется преимущественно клетками макрофагально-моноцитарного ряда под действием гамма-интерферона [21, 22]. В ряде публикаций указывается, что его содержание может характеризовать интенсивность синтеза интерферона [29]. Высокие концентрации неоптерина сопровождают цитотоксический иммунный ответ, особенно характерный для острых вирусных инфекций [21, 22, 25].
Наиболее высокий уровень данного соединения в ликворе больных с грибковым поражением ЦНС отражает интенсивность тканевой воспалительной реакции и может расцениваться как признак воспалительной реакции в этой ткани [21, 29]. Более низкий уровень неоптерина у пациентов основной группы, возможно, обусловлен не только развивающейся иммуносупрессией на фоне СПИД, но и дополнительным иммуносупрессивным воздействием паразита, так как известно, что Toxoplasma gondii обладает собственным иммуносупрессивным эффектом на ткани организма хозяина [15, 16]. Наименьший уровень неоптерина у пациентов 3-й группы больных, вероятно, связан с тем, что неврологическая симптоматика, послужившая причиной госпитализации и проведенного обследования, связана не столько с воспалительным поражением ЦНС каким-либо инфекционным агентом из группы возбудителей оппортунистических инфекций, а обусловлена гибелью клеток ЦНС в результате цитотоксического воздействия вируса ВИЧ.
Для более точной диагностической и прогностической клинико-диагностической оценки концентрации неоптерина у ВИЧ-инфицированных пациентов с поражением ЦНС необходимы дальнейшие исследования концентрации неоптерина в биологических жидкостях, в том числе в ликворе, в динамике при различном течении заболевания.
Выводы
1. У пациентов с ВИЧ-ассоциированным поражением ЦНС в стадии СПИД уровень неоптерина в ликворе в 7,53 раза выше его содержания в сыворотке крови, что свидетельствует об активной продукции данного соединения клетками ЦНС.
2. Отсутствие корреляции между концентрацией неоптерина в сыворотке крови и ликворе указывает на незначительную проницаемость гематоэнцефалического барьера ЦНС для данного соединения
3. Различия уровня неоптерина в ликворе пациентов с ВИЧ-ассоциированным поражением ЦНС в стадии СПИД могут быть обусловлены этиологическим фактором.
Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие финансовой поддержки/конфликта интересов, который необходимо обнародовать.
Финансирование. Исследование выполнено на средства гранта федерации лабораторной медицины (ФЛМ) по договору о предоставлении гранта от 11 декабря 2019 г. (протокол президиума ФЛМ от 25.06.19).
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.
Список литературы:
- Куклин А.А., Цветков А.И., Епанешникова Д.С., Коробков И.В. ВИЧ/СПИД как угроза демографической безопасности региона. Уровень жизни регионов России. 2019;4(214):106-116. https://doi.org/10.24411/1999-9836-2019-10086
- Беляков Н.А., Рассохин В.В., Розенталь В.В., Огурцова С.В., Степанова Е.В., Мельникова Т.Н., Курганова Т.Ю., Азовцева О.В., Симакина О.Е., Тотолян А.А. Эпидемиология ВИЧ-инфекции. Место мониторинга, научных и дозорных наблюдений, моделирования и прогнозирования обстановки. ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии. 2019;11(2):7-26. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2019-11-2-7-26
- Díaz YMS, Orlando-Narváez SA, Ballester-Arnal R. Risk behaviors for HIV infection. A review of emerging trends. Cien Saude Colet. 2019;24(4):1417-1426. https://doi.org/10.1590/1413-81232018244.02322017
- Nath A, Clements JE. Eradication of HIV from the brain: reasons for pause. AIDS. 2011;25(5):577-580. https://doi.org/10.1097/QAD.0b013e3283437d2f
- McArthur JC, Brew BJ. HIV-associated neurocognitive disorders: is there a hidden epidemic? AIDS. 2010;24(9):1367-1370. https://doi.org/10.1097/QAD.0b013e3283391d56
- Евзельман М.А., Снимщикова И.А., Королева Л.Я., Камчатнов П.Р. Неврологические осложнения ВИЧ-инфекции. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2015;115(3):89-93. https://doi.org/10.17116/jnevro20151153189-93
- Гаврилова Т.В., Шмагель Н.Г., Черешнева М.В. Поражение органа зрения у ВИЧ-инфицированных пациентов Пермского края. Пермский медицинский журнал. 2016;33:1:48-52.
- Letendre SL. Central Nervous System Complications in HIV Disease: HIV-Associated Neurocognitive Disorder. Topics in Antiviral Medicine. 2011;4:137-142.
- Беляков Н.А., Медведев С.В., Трофимова Т.Н., Рассохин В.В., Дементьева Н.Е., Шеломов С.А. Механизмы поражения головного мозга при ВИЧ-инфекции. Вестник Российской академии медицинских наук. 2012;67(9):4-12.
- Samikkannu T, Agudelo M, Gandhi N, Reddy PV, Saiyed ZM, Nwankwo D, Nair MP. Human immunodeficiency virus type 1 clade B and C gp120 differentially induce neurotoxin arachidonic acid in human astrocytes: implications for neuro AIDS. J Neurovirol. 2011;17(3):230-238. https://doi.org/10.1007/s13365-011-0026-5
- Цинзерлинг В.А. Поражения центральной нервной системы при ВИЧ-инфекции. ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии. 2014;6(1):40-45. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2014-6-1-40-45
- Bowen LN, Smith B, Reich D, Quezado M, Nath A. HIV-associated opportunistic CNS infections: pathophysiology, diagnosis and treatment. Nat Rev Neurol. 2016;12(11):662-674. https://doi.org/10.1038/nrneurol.2016.149
- UK Collaborative HIV Cohort (CHIC) Study Steering Committee, Garvey L, Winston A, Walsh J, Post F, Porter K, Gazzard B, Fisher M, Leen C, Pillay D, Hill T, Johnson M, Gilson R, Anderson J, Easterbrook P, Bansi L, Orkin C, Ainsworth J, Phillips AN, Sabin CA. HIV-associated central nervous system diseases in the recent combination antiretroviral therapy era. Eur J Neurol. 2011;3:527-534. https://doi.org/10.1111/j.1468-1331.2010.03291.x.
- Kolson D. Neurologic Complications in Persons with HIV Infection in the Era of Antiretroviral Therapy. Top Antivir Med. 2017;25(3):97-101.
- Репецкая М.Н., Чугайнова И.Н. Врожденный токсоплазмоз: особенности клинических проявлений и терапевтической практики в периоде новорожденности. Пермский медицинский журнал. 2011;28(2):12-15.
- Remington J, Mcleod R. Toxoplasmosis. In: Infectious Disease of the Fetus and Newborn Infant. Remington J., Klein J.O., Wilson C.B., Nizet V., Maldonado J. (Eds). WB Elsevier Saunders Company, PA, USA;. 2011;918-1041.
- Ермак Т.Н., Перегудова А.Б., Шахгильдян В.И., Гончаров Д.Б. Церебральный токсоплазмоз в структуре вторичных поражений ЦНС у больных ВИЧ-инфекцией в Российской Федерации. Клинико-диагностические особенности. Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 2013;1:3-7.
- Collazos J. Opportunistic infections of the CNS in patients with AIDS: diagnosis and management. CNS Drugs. 2003;17(12):869-887. https://doi.org/10.2165/00023210-200317120-00002
- Конькова-Рейдман А.Б., Рухтина О.Л., Буланьков Ю.И., Радзиховская М.В. Клинико-эпидемиологические аспекты инфекционных поражений центральной нервной системы у ВИЧ-позитивных пациентов. Журнал инфектологии. 2014;6(4):33-38. https://doi.org/10.22625/2072-6732-2014-6-4-33-38
- Шоломова Е.И., Ребров К.А., Шоломов И.И. Вторичные заболевания у пациентов с ВИЧ-обусловленной неврологической патологией. Саратовский научно-медицинский журнал. 2016;12(3):388-390.
- Свиридов Е.А., Телегина Т.А. Неоптерин и его восстановленные формы: биологическая роль и участие в клеточном иммунитете. Успехи биологической химии. 2005;45:355-390.
- Hamerlinck FF. Neopterin: a review. Exp Dermatol. 1999;8(3):167-176. https://doi.org/10.1111/j.1600-0625.1999.tb00367.x.
- Chadha S, Bhalla P, Gautam H, Chakravarti A, Saini S, Anuradha S, Dewan R. Utility of Serum Neopterin and Serum IL-2 Receptor Levels to Predict Absolute CD4 T Lymphocyte Count in HIV Infected Cases. Interdiscip Perspect Infect Dis. 2013;2013:143648. https://doi.org/10.1155/2013/143648
- Murr C, Widner B, Wirleitner B, Fuchs D. Neopterin as a Marker for Immune System Activation. Current Drug Metabolism. 2002;3:175-187. https://doi.org/10.2174/1389200024605082
- Uysal HK, Sohrabi P, Habip Z, Saribas S, Kocazeybek E, Seyhan F, Calışkan R, Bonabi E, Yuksel P, Birinci I, Uysa O, Kocazeybek B. Neopterin and Soluble CD14 Levels as Indicators of Immune Activation in Cases with Indeterminate Pattern and True Positive HIV-1 Infection. PLoS ONE. 2016;11(3):e0152258. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0152258
- Berdowska A, Zwirska-Korczala K. Neopterin measurement in clinical diagnosis. J Clin Pharm Ther. 2001;26(5):319-329. https://doi.org/10.1046/j.1365-2710.2001.00358.x
- Wirleitner B, Schroecksnadel K, Winkler C, Fuchs D. Neopterin in HIV-1 infection. Mol Immunol. 2005;42(2):183-194. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2004.06.017
- Huang K, Du G, Wei C, Gu S, Tang J. Elevated serum lactoferrin and neopterin are associated with postoperative infectious complications in patients with acute traumatic spinal cord injury. Arch Med Sci. 2013;9(5):865-871. https://doi.org/10.5114/aoms.2013.38680.
- Molero-Luis M, Casas-Alba D, Orellana G, Ormazabal A, Sierra C, Oliva C, Valls A, Velasco J, Launes C, Cuadras D, Pérez-Dueñas B, Jordan I, Cambra FJ, Ortigoza-Escobar JD, Muñoz-Almagro C, Garcia-Cazorla A, Armangué T, Artuch R. Cerebrospinal fluid neopterin as a biomarker of neuroinflammatory diseases. Sci Rep. 2020;10(1):18291. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75500-z
- Ghisoni K, Martins R de P, Barbeito L, Latini A. (2015). Neopterin as a potential cytoprotective brain molecule. Journal of Psychiatric Research. 2015;71:134-139. https://doi.org/doi:10.1016/j.jpsychires.2015.10.003