Содержание провоспалительных цитокинов в слюне детей с хроническим тонзиллитом

Авторы:
  • Н. В. Бойко
    Кафедра болезней уха, горла, носа, ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России, Ростов-на-Дону, Россия, 344022
  • И. В. Стагниева
    Кафедра болезней уха, горла, носа, ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России, Ростов-на-Дону, Россия, 344022
  • А. С. Ким
    Кафедра болезней уха, горла, носа, ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России, Ростов-на-Дону, Россия, 344022
  • А. С. Симбирцев
    ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов» ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия, 197110
Журнал: Вестник оториноларингологии. 2019;84(3): 26-31
Просмотрено: 971 Скачано: 42

Хронический тонзиллит (ХТ) остается одной из самых актуальных проблем детской оториноларингологии. По результатам эпидемиологического исследования, общая распространенность ХТ среди детского населения составляет от 15 до 19,5% [1], причем в группе часто болеющих детей она достигает 33—42% [2]. Возрастание значимости данной патологии объясняется возможностью развития тяжелых постстрептококковых осложнений [3, 4]. Не может не настораживать и неуклонный рост числа гнойных осложнений ХТ у детей, в частности паратонзиллярных абсцессов, которые раньше считались казуистикой для детского возраста [5].

Одной из причин роста числа осложнений являются трудности диагностики ХТ у детей. Клиническая диагностика этого заболевания опирается, в основном, на данные анамнеза и результаты осмотра глотки. Между тем достоверно оценить характер воспалительных заболеваний глотки у ребенка по анамнестическим сведениям бывает очень сложно, а местные симптомы ХТ неспецифичны [6]. Кроме того, диагностика ХТ затруднена наличием его безангинных форм [7].

В последнее десятилетие было предложено много дополнительных методов исследования для диагностики ХТ: оценка функционального состояния небных миндалин на основании цитологического состава содержимого их крипт [8], определение ревматоидного фактора, С-реактивного белка, антистрептолизина О [9], лейкоцитарных индексов периферической крови [10], лизоцима слюны и антилизоцимной активности микроорганизмов — представителей биотопа миндалин [11], тонкоигольная биопсия небных миндалин [12], но эти методы применимы на практике лишь для прогноза течения заболевания, диагностическая значимость многих из них оказалась переоцененной [13, 14]. Отсутствие простых и надежных методов диагностики ХТ объясняет тот факт, что зачастую больных направляют на хирургическое лечение только после развития тяжелых осложнений [15].

В настоящее время ХТ рассматривается как инфекционно-аллергический процесс в виде стойкой воспалительной реакции в небных миндалинах, усугубляющий изначально имеющиеся нарушения клеточного и гуморального звеньев иммунитета [16, 17]. Роль связующего звена между лейкоцитами различных классов в реакциях как общего, так и местного иммунитета играют цитокины. В связи с этим особый интерес представляют исследования их роли в патогенезе заболеваний верхних дыхательных путей, где в максимальной степени представлена мукозоассоциированная лимфоидная ткань. Изучение цитокинового профиля больных является новым направлением диагностики воспалительных заболеваний ЛОР органов [18—21].

Цель нашего исследования — изучение диагностической значимости определения содержания провоспалительных цитокинов в слюне детей с ХТ.

Пациенты и методы

В исследование включены 92 ребенка с хроническим тонзиллитом в возрасте от 6 до 15 лет, госпитализированных в ЛОР-клинику РостГМУ для хирургического лечения. У 43 детей диагностирован ХТ токсико-аллергической формы I стадии; у 49 — ХТ токсико-аллергической формы II стадии.

Критерии включения: повторные ангины в анамнезе (3—5 эпизодов в год), изменения небных миндалин (казеозные массы и жидкий гной в лакунах, спаянность с небными дужками), увеличение регионарных шейных лимфатических узлов, быстрая утомляемость, слабость, функциональные нарушения сердечной деятельности в периоды обострения ХТ, артралгии, паратонзиллярный абсцесс в анамнезе.

Критерии исключения: острые воспалительные изменения в глотке (паратонзиллярный абсцесс), метатонзиллярные осложнения ХТ (постстрептококковый артрит, гломерулонефрит, острая ревматическая лихорадка), тяжелые соматические заболевания, гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ), кариес.

Перед операцией всем детям произведено исследование содержания фактора некроза опухоли (TNF-α) и интерлейкинов 1β и 6 (IL-1β и IL-6) в слюне. Контрольную группу составили 17 здоровых детей той же возрастной группы. У детей, включенных в контрольную группу, отмечены редкие острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) в анамнезе, при осмотре небные миндалины не спаяны с небными дужками, патологическое содержимое в лакунах отсутствует, регионарные шейные лимфатические узлы не увеличены.

Забор слюны производили утром, натощак, без стимуляции. Содержание цитокинов определяли с помощью наборов для иммуноферментного анализа фирмы ЗАО «Вектор-Бест» (Россия) методом твердофазного иммуноферментного анализа количественного определения цитокинов в слюне.

Статистический анализ и обработку собранных данных выполняли с помощью пакета стандартных программ для статистического анализа (версия 3.2, R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria). Соответствие анализируемых показателей нормальному распределению проверяли с помощью критерия Шапиро—Уилка.

В качестве описательных статистик использовали медианы и квартильный размах (Me [Q1; Q3]). Сравнение медиан в группах проводили с помощью теста Манна—Уитни.

Для проведения многофакторного анализа и построения диагностических моделей использовали логистическую регрессию. Анализировали значимость коэффициентов регрессии, для значимых регрессоров оценивали отношение шансов (OR) и 95% доверительный интервал для него.

Для сравнения качества прогноза и выбора лучших моделей проводили ROC-анализ. Для каждой модели строили ROC-кривую и выбирали пороговый уровень, соответствующий лучшему сочетанию чувствительности и специфичности. Далее модели сравнивали по уровню AUC, а также чувствительности и специфичности для выбранного порогового уровня.

Дополнительно анализировали матрицу ошибок классификации с определением числа ложноположительных, ложноотрицательных, истинно положительных и истинно отрицательных случаев.

Критическое значение уровня статистической значимости при проверке нулевых гипотез принимали равным 0,05.

Результаты

Содержание цитокинов TNF-α, IL-1β, IL-6 в слюне детей с ХТ было повышено по сравнению со здоровыми, но статистически значимые отличия у больных ХТ и здоровых детей были зафиксированы только для IL-6. Уровни статистической значимости различий между группами здоровых детей и больных ХТ приведены в табл. 1.

Таблица 1. Сравнение медиан количественных показателей содержания цитокинов у детей с хроническим тонзиллитом и контрольной группы

Наибольшая значимость отличий от контрольной группы (соответствующая уровню p=0,01) наблюдалась в отношении содержания в слюне IL-6: в группе детей с ХТ медианное значение данного показателя (12,5) было значимо выше, чем у детей контрольной группы (6,72). В связи с этим IL-6 был выбран как основной фактор для создания математической модели и рассмотрены модели его комбинации с TNF-α и IL-1β в форме многофакторной логистической регрессии.

Среди трех возможных моделей только одна имела все статистически значимо отличные от нуля коэффициенты (TNF-α — IL-6). Она была выбрана в качестве основной диагностической модели ХТ. В модели определяется вероятность диагностики заболевания при различных уровнях содержания изучаемых цитокинов в слюне. Результаты оценок коэффициентов регрессии, а также соответствующие отношения шансов в логистической модели представлены в табл. 2.

Таблица 2. Коэффициенты модели логистической регрессии

Данные табл. 2 подтверждают, что существует значимая связь высоких значений уровня концентрации IL-6 в слюне с увеличением наличия у больного ХТ, а именно увеличение уровня IL-6 в слюне на 1 пг/мл в среднем связано с увеличением шансов наличия ХТ на 19%. В то же время содержание TNF-α связано с пониженной вероятностью заболевания: увеличение содержания TNF-α на 1 пг/мл ассоциировано со снижением шансов в среднем на 8%.

Формула модели:

Вероятность диагноза хронического тонзиллита = logistic (1,51711047 – 0,0878913596× TNF-α + 0,168645437× IL-6).

Для оценки качества созданной модели был проведен ROC-анализ. График ROC-кривой представлен на рисунке.

Чувствительность и специфичность логистической модели диагностики ХТ на основании ROC-анализа.
Как видно на рисунке, полученная площадь под кривой (AUC) составляет 85%, что говорит о высокой прогностической силе модели.

Поскольку логистическая модель оценивает вероятность выявления ХТ, то клиницисту необходимо определить пороговый уровень: при вероятности выше какого значения можно говорить о наличии болезни у пациента? Выбор порогового уровня определяется предпочтением чувствительности (важнее здоровых не отнести к группе больных) или специфичности (важнее больных не отнести к здоровым). Все сочетания чувствительности и специфичности для разных пороговых уровней представлены на ROC-кривой (см. рисунок).

Чувствительность созданной модели составляет 80,4%, специфичность — 82,4%.

Для данной ROC-кривой оптимальный баланс чувствительности и специфичности достигается при пороговом уровне в 81,3%, который обеспечивает наивысшую диагностическую точность в 80,7%.

Таким образом, созданная модель позволяет оценить величину риска наличия ХТ.

Обсуждение результатов

Небные миндалины осуществляют первую линию защиты организма от патогенных агентов при аэрогенном и алиментарном пути их проникновения. В миндалинах представлены эффекторы системного гуморального и клеточного иммунитета. В лимфоидной ткани глотки присутствуют как TH-1-, так и TH-2-лимфоциты. Как показывают иммуногистохимические исследования, продукция каждого цитокина ассоциирована со специфическим компартментом небной миндалины. Локусы продукции иммунорегуляторных цитокинов (IL-2, IL-3, IL-4, G-CSF, GM-CSF, TGFβ) расположены в экстрафолликулярной зоне миндалин [22], в то время как продукция IFN-γ, IL-4, TNF-α, IL-6 сосредоточена в субэпителиальной зоне и в герминативных центрах лимфоидных фолликулов [23].

Начальный ответ небных миндалин на появление инфекционного агента характеризуется доминированием TH-1-ответа с выработкой INF-γ и TNF-α, продукция цитокинов TH-2 ответа (IL-4, IL-6 и др.) увеличивается в более поздние стадии воспаления, причем наиболее значимо возрастает уровень TNF-α и IL-6 [22]. Характерно, что изолированные в культуре тканей мононуклеары небных миндалин продуцируют в основном IL-8, продукция других цитокинов резко возрастает только после антигенной стимуляции [22, 24]. Эти данные определили наш выбор цитокинов для исследования.

Несмотря на значительные морфологические изменения, присущие хроническим воспалительным процессам в лимфоэпителиальном глоточном кольце, миндалины длительно сохраняют свои иммунокомпетентные свойства, реагируя изменением продукции цитокинов на инфекционные антигены, причем характер этих изменений при вирусной и бактериальной инфекции различается.

В работе М.В. Дроздовой и соавт. [25] проведена оценка местной продукции провоспалительных цитокинов (ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-1β, ИЛ-1α) в ткани глоточной миндалины у детей с лимфопролиферативным синдромом. Обнаружены существенные различия в уровне изучаемых цитокинов при лимфоидной пролиферации вирусной и бактериальной этиологии. Стрептококковая инфекция характеризуется наиболее высокими показателями продукции провоспалительных цитокинов в ткани глоточной миндалины.

D. Passáli и соавт. [26] отметили повышение концентрации TNF-α, IL-1β и IL-6 в лимфаденоидной ткани глотки у детей, перенесших плановую аденотонзиллотомию. Авторы объяснили эту гиперпродукцию цитокинов моноцитарно-макрофагальной активацией вследствие повторной стимуляции патогенными агентами.

Наше исследование также выявило увеличение содержания TNF-α, IL-1β и IL-6 в слюне детей с ХТ, однако достоверные отличия по сравнению с контрольной группой обнаружены только по содержанию IL-6. Этот показатель был положен в основу создания логистической модели для диагностики Х.Т. Проведенный ROC-анализ показал высокую чувствительность и специфичность данной модели, что позволило нам рекомендовать определение IL-6 в слюне детей с ХТ в качестве дополнительного диагностического критерия. Данный способ диагностики ХТ защищен патентом РФ [27].

Выявленное нами доминирование IL-6 в слюне при ХТ можно объяснить постоянной антигенной стимуляцией, характерной для токсико-аллергической формы ХТ, поскольку с помощью радиографического метода было установлено, что при ХТ в тканях небных миндалин и их кровеносных и лимфатических сосудах присутствуют живые размножающиеся микроорганизмы [28].

Повышение продукции IL-6 объясняет и частоту гипертрофии небных миндалин при ХТ у детей ввиду наличия корреляционной связи продукции IL-6 и сосудисто-эндотелиального фактора роста (vascular endothelial growth factor — VEGF), выявленной у детей с гипертрофией глоточной миндалины [29]. VEGF является ключевым регулятором ангиогенеза, участвующим в формировании хронических воспалительных и опухолевых процессов [30]. Экспрессия VEGF и содержание IL-6 в секрете носоглотки при значительной гипертрофии глоточной миндалины достоверно выше, чем при ее умеренном увеличении при наличии корреляционной зависимости между исследуемыми цитокинами [29]. Кроме того, при инкубации клеток глоточной миндалины в присутствии рекомбинантного человеческого IL-6 in vitro отмечено достоверное дозо- и времязависимое увеличение экспрессии VEGF. Эти данные свидетельствуют об участии оси VEGF — IL-6 в развитии гипертрофии лимфоидной ткани носоглотки и объясняют связь увеличения аденоидов с хроническим воспалением.

Заключение

У детей с хроническим тонзиллитом обнаружено повышение содержания в слюне провоспалительных цитокинов: фактора некроза опухолей (TNF-α), интерлейкинов 1β и 6 (IL-1β и IL-6) и интерлейкинов 1β и 6 (IL-1β и IL-6), однако статистически значимые отличия были зафиксированы только для IL-6 (p=0,01 в оценке по Манну—Уитни). Изменения IL-6 положены в основу создания математической модели на основе многофакторной логистической регрессии. Чувствительность созданной модели составляет 80,4%, специфичность — 82,4%. Таким образом, определение содержания IL-6 в слюне у детей с хроническим тонзиллитом может быть использовано в качестве дополнительного диагностического критерия данного заболевания.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Бойко Н.В. — д.м.н., проф. кафедры болезней уха, горла, носа Ростовского государственного медицинского университета, Ростов-на-Дону, Россия; е-mail: nvboiko@gmail.com; https://orcid.org/0000-0002-1316-5061

Симбирцев А.С. — д.м.н., проф., член-корреспондент РАН, научный руководитель ФГУП «ГосНИИ ОЧБ» ФМБА России, Санкт-Петербург, Россия; е-mail: simbirtsev@hpb-spb.com; https://orcid.org/0000-0002-8228-4240

Стагниева И.В. — д.м.н., проф., доцент, проф. кафедры болезней уха, горла, носа Ростовского государственного медицинского университета, Ростов-на-Дону, Россия; е-mail: irinastagnieva@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-2894-2062

Ким А.С. — аспирант кафедры болезней уха, горла, носа Ростовского государственного медицинского университета, Ростов-на-Дону, Россия; е-mail: anastasiya.bachurina@inbox.ru; https://orcid.org/0000-0001-7358-7912

Как цитировать:

Бойко Н.В., Стагниева И.В., Ким А.С., Симбирцев А.С. Содержание провоспалительных цитокинов в слюне детей с хроническим тонзиллитом. Вестник оториноларингологии. 2019;84(3):26-31. https:/doi.org//otorino201984031

Список литературы:

  1. Белов В.А., Воропаева Я.В. Распространенность хронического тонзиллита у детей по данным всероссийской диспансеризации. Российский вестник перинаталогии и педиатрии. 2012;57(1):85-89.
  2. Карпова Е.П. Современные возможности антибактериальной терапии у детей с хроническим тонзиллитом. Русский медицинский журнал. 2010;1:8-10.
  3. Мальцева Г.С., Бурова Л.А. О роли β-гемолитических стрептококков в этиологии хронического тонзиллита. Медицинский совет. 2014;15:48-51. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2014-15-48-51
  4. Салтанова Ж.Е. Хронический тонзиллит, этиологические и патогенетические аспекты развития метатонзиллярных осложнений. Вестник оториноларингологии. 2015;80(3):65-70. https://doi.org/10.17116/otorino201580365-70
  5. Затолока П.А., Дембицкая Е.Л., Мазаник О.А., Родионова О.И., Неборская Н.И. Тренд числа случаев паратонзиллярных абсцессов среди детского населения Минска. Оториноларингология. Восточная Европа. 2018;2:149-156.
  6. Мирзоева Е.З. Способ отбора информационно-значимых симптомов хронического тонзиллита и хронического фарингита. Российская оториноларингология. 2015;75(2):60-63.
  7. Гофман В.В. Диагностика безангинной формы хронического тонзиллита. Российская оториноларингология. 2014;70(3):28-34.
  8. Волгина И.Е., Гавриленко Ю.В. Значимость исследования цитологического состава содержимого крипт небных миндалин для определения их функционального состояния. Лабораторная диагностика. Оториноларингология. Восточная Европа. 2017;4:535-546.
  9. Мальцева Г.С., Уханова М.А. Тырнова Е.В. Клиническое значение определения ревматоидного фактора, С-реактивного белка, антистрептолизина-О у больных с хроническим тонзиллитом. Российская оториноларингология. 2010;4:45-51.
  10. Извин А.И., Туманов А.А. Лейкоцитарные индексы периферической крови и их значение в оценке тяжести и прогнозе при хроническом тонзиллите. Российская оториноларингология. 2016;81(2):40-43. https://doi.org/10.18692/1810-4800-2016-2-40-43
  11. Азнабаева Л.М., Федорова Т.О., Укубаева Д.Г., Михайлова Е.А., Киргизова С.Б., Фомина М.В. и др. Лизоцим слюны и антилизоцимная активность микроорганизмов — представителей биотопа миндалин больных хроническим тонзиллитом. Российский иммунологический журнал. 2017;11(2):238-240.
  12. Sarkar S, Sil A, Sarkar S, Sikder B. A comparison of tonsillar surface swabbing, fine-needle aspiration core sampling, and dissected tonsillar core biopsy culture in children with recurrent tonsillitis. ENT Journal. 2017;96(6):29-32. https://doi.org/10.1177/014556131709600606
  13. Савлевич Е.Л., Жарких М.А., Козлов В.С., Куркина А.И., Дородных Д.В. Неоднозначность диагностической ценности некоторых методов лабораторной диагностики при хроническом тонзиллите. Медицинский совет. 2016;9:54-57. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2016-9-54-57
  14. Бойко Н.В., Ким А.С., Стагниева И.В., Лодочкина О.Е., Филоненко Н.А. Значение показателей антистрептолизина O при определении показаний к тонзиллэктомии у детей. Вестник оториноларингологии. 2018.83(4):73-77. https://doi.org/10.17116/otorino201883473
  15. Рябова М.А., Пособило Е.Е., Агрба А.И., Шамкина П.А. К вопросу о показаниях к тонзиллэктомии. Folia Otorhinolaryngologiae et Pathologiae Respiratoriae. 2017;23(3):65-72.
  16. Свистушкин В.М. Применение иммуномодулятора Галавит в лечении хронического тонзиллита. Русский медицинский журнал. 2015;6:342-345.
  17. Рязанцев С.В., Еремина Н.В., Щербань К.Ю. Современные методы лечения хронического тонзиллита. Медицинский совет. 2017;19:68-72. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2017-19-68-72
  18. Деменков В.Р., Фролов В.М., Пересадин Н.А., Круглова О.В. Влияние циклоферона на цитокиновый профиль крови и продукцию провоспалительных цитокинов в культурах мононуклеаров периферической крови больных хроническим тонзиллитом. Вестник оториноларингологии. 2012;4:73-76.
  19. Белов В.А. Продукция провоспалительных цитокинов (интерлейкин-4, γ-интерферон) у детей с хроническим тонзиллитом и сопутствующей аллергической патологией. Детская оториноларингология. 2013;1:30-32.
  20. Бойко Н.В., Летифов Г.М., Ким А.С., Стагниева И.В. Оценка эффективности лечения острого тонзиллофарингита при острых респираторных вирусных инфекциях у детей. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2018;97(4):168-172.
  21. Бойко Н.В., Бачурина А.С., Оксенюк О.С., Колмакова Т.С. Лечение послеоперационного воспаления после тонзиллэктомии у детей. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2016;95(1):93-97.
  22. Agren K, Andersson U, Litton M, Funa K, Nordlander B, Andersson J. The production of immunoregulatory cytokines is localized to the extrafollicular area of human tonsils. Acta Otolaryngol. 1996;116(3):477-485. https://doi.org/10.3109/00016489609137876
  23. Todorovic MM, Zvrko EZ. Immunoregulatory cytokines and chronic tonsillitis. Bosn J Basic Med Sci. 2013;13(4):230-236. https://doi.org/10.17305/bjbms.2013.2330
  24. Komorowska A, Komorowski J, Banasik M, Lewkowicz P, Tchórzewski H. Cytokines locally produced by lymphocytes removed from the hypertrophic nasopharyngeal and palatine tonsils. Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 2005;69(7):937-941. https://doi.org/10.1016/j.ijporl.2005.01.035
  25. Дроздова М.В., Симбирцев А.С., Варюшина Е.А., Тырнова Е.В. Продукция провоспалительных цитокинов в ткани глоточной миндалины при хроническом лимфопролиферативном синдроме у детей. Российская оториноларингология. 2009;42(5):35-44.
  26. Passáli D, Damiani V, Passáli GC, Passáli FM, Boccay A, Bellussi L. Structural and immunological characteristics of chronically inflamed adenotonsillar tissue in chidhood. Clin Diagn Lab Immunol. 2004;11(6):1154-1157. https://doi.org/10.1128/cdli.11.6.1154-1157.2004
  27. Бойко Н.В., Бачурина А.С. Способ диагностики хронического тонзиллита. Патент на изобретение №2613147. Опубл. 15.03.17, бюл. №8. Список действует (последнее изменение статуса 17.08.18). http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet
  28. Пальчун В.Т. Очаговая инфекция в оториноларингологии. Вестник оториноларингологии. 2016;1:4-7. https://doi.org/10.17116/otorino20168114-7
  29. Wanga H, Bai J, Zhang J, Yang W, Zuo K, Li H. IL-6 promotes the expression of vascular endothelial growth factor through the signalling pathway in hypertrophied adenoids in children. International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology. 2013;77:205-209. https://doi.org/10.1016/j.ijporl.2012.09.040
  30. Carmeliet P, Jain RK. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis. Nature. 2011;473(7347):298-307. https://doi.org/10.1038/nature10144