Савлевич E.Л.

Кафедра оториноларингологии ФГБУ ДПО «Центральная государственная медицинская академия» Управления делами Президента РФ, Москва, Россия, 121359

Курбачева О.М.

Институт иммунологии ФМБА России, Москва, Россия, 115478

Егоров В.И.

Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Вторая городская больница, Чебоксары

Дынева М.Е.

ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России, Москва, Россия, 115522

Шиловский И.П.

ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России, Москва, Россия, 115522

Хаитов М.Р.

ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России, Москва, Россия, 115522

Уровень экспрессии генов цитокинов при разных фенотипах полипозного риносинусита

Журнал: Вестник оториноларингологии. 2019;84(6): 42-47

Просмотров : 183

Загрузок : 11

Как цитировать

Савлевич E. Л., Курбачева О. М., Егоров В. И., Дынева М. Е., Шиловский И. П., Хаитов М. Р. Уровень экспрессии генов цитокинов при разных фенотипах полипозного риносинусита. Вестник оториноларингологии. 2019;84(6):42-47. https://doi.org/10.17116/otorino20198406142

Авторы:

Савлевич E.Л.

Кафедра оториноларингологии ФГБУ ДПО «Центральная государственная медицинская академия» Управления делами Президента РФ, Москва, Россия, 121359

Все авторы (6)

Полипозный риносинусит (ПРС) является многофакторным заболеванием, объединяющим целый ряд гетерогенных патологических состояний, что выражается широким спектром разнообразных фенотипов и эндотипов. Фенотип ПРС — это совокупность клинических проявлений, таких как последовательность развития патологического процесса, степень тяжести, частота рецидивов, подверженность традиционной терапии, сочетание основного заболевания с определенным коморбидным фоном, данные лабораторных исследований. При эндотипировании определяются патофизиологический механизм формирования заболевания и ассоциации с разными воспалительными паттернами и соответствующими иммуногистологическими биомаркерами [1]. Сложность ПРС заключается в том, что у пациентов при одинаковой клинической картине в пораженной слизистой оболочке околоносовых пазух (ОНП) может иметь место продуктивное воспаление, в развитии которого участвует целый ряд разных клеток и молекул, что приводит к последующему ремоделированию слизистой оболочки. Это усложняет возможность определения степени тяжести и клинического прогноза заболевания и создает серьезные трудности в разработке унифицированных протоколов лечения ПРС, что способствует распространенности осложненных форм [2].

В условиях каждодневной практики не всегда есть необходимость определять эндотип ПРС. Это требует дорогостоящих и технически сложных лабораторных исследований. В случае, если ПРС протекает нестандартно, с торпидностью ответа на традиционную терапию, агрессивным ростом полипов и частыми рецидивами, становится актуальным определение характеристики воспалительного процесса для персонализированного подбора таргетной терапии. В России существует фенотипическая классификация ПРС, где рекомендовано подразделять пациентов на следующие подгруппы: ПРС в результате нарушения аэродинамики полости носа и ОНП, в результате хронического воспаления слизистой оболочки ОНП, грибкового поражения слизистой оболочки ОНП и нарушения метаболизма арахидоновой кислоты [3]. В то же время не выявлено прямой корреляции между ПРС и наличием аномалий строения средней носовой раковины, перегородки носа или крючковидного отростка [4, 5], поэтому единое доказательное решение о наличии причинно-следственной связи между анатомическими изменениями полости носа и развитием ПРС в настоящий момент отсутствует [6].

ПРС часто сопровождается рядом коморбидных состояний, при этом неизвестно, могут ли эти состояния (например, IgE-зависимая аллергия) стать причиной развития полипозного риносинусита или ухудшить течение уже существующего патологического процесса, или это в соответствии с концепцией единства дыхательных путей является общим системным заболеванием с разными клиническими проявлениями, когда воспалительный ответ в одном из участков дыхательной системы вызывает распространенный патологический процесс на протяжении всей слизистой оболочки дыхательного тракта. ПРС часто ассоциируется с бронхиальной астмой (БА) или аллергическим ринитом (АР), но их совместные молекулярные механизмы, связывающие эти патологические состояния, не изучены. Считается, что ПРС является фактором риска формирования тяжелой, плохо контролируемой БА, с частой потребностью в госпитализации в связи с ее обострением, длительным периодом лечения и способствует формированию стероидозависимого фенотипа заболевания [7]. У этих больных чаще возникает необходимость в проведении хирургического вмешательства на ОНП, более высокая частота рецидивов в пределах 5 лет после операции и более тяжелый прогноз заболевания, чем при отсутствии коморбидной патологии [8]. Ряд исследований показывает, что астма предшествует ПРС в 45% наблюдений, в 22,3% случаев изначально был дебют ПРС, а в 32% эти состояния развивались одновременно [8]. Средний возраст группы пациентов с ПРС+БА ниже, чем при ПРС без коморбидной патологии. Сочетание ПРС с БА у женщин встречается в 1,6 раза чаще, чем у мужчин. Среди пациентов с ПРС без БА женщины составляли 32%, а при сочетании с БА — 50%. У пациентов с БА в 70—88% случаев присутствуют назальные симптомы, а в 84—88% случаев при БА при компьютерной томографии (КТ) ОНП наблюдаются патологические изменения слизистой оболочки, аналогичные тем, которые присутствуют при хроническом риносинусите [9]. Правильное лечение пациентов с ПРС одновременно положительно влияет на симптомы как ПРС, так и БА, отмечается увеличение объема форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1), снижение потребности в использовании системных и ингаляционных кортикостероидов, снижается частота приступов астмы, уменьшается необходимость вызова бригады скорой помощи [10]. После операции у пациентов с ПРС+БА отмечается субъективное улучшение самочувствия в 40—90% случаев, хотя положительная динамика ФВД регистрируется крайне редко. К сожалению, нельзя не отметить, что периодически отмечается дебют БА после оперативного лечения ПРС [8].

Роль атопии в патогенезе ПРС неясна. По одним данным, аллергический фон не влиял на тяжесть заболевания или сложность терапевтического подхода по сравнению с таковыми у пациентов с ПРС и без аллергии, другие авторы показывают, что при атопии ПРС протекает более тяжело [11, 12]. У этих больных во время сезона цветения часто отмечается обострение ПРС, определяется более низкий уровень качества жизни по сравнению с пациентами с ПРС без атопии. В некоторых исследованиях сообщается, что по данным КТ и эндоскопии полости носа распространенность полипозного процесса значительно выше у пациентов, сенсибилизированных к ингаляционным аллергенам, наблюдается более высокая частота рецидивов в течение 1 года после операции [12, 13], в то время как другие исследователи не выявили этого различия [14]. У пациентов с ПРС отмечаются положительные кожные тесты как к круглогодичным, так и к сезонным аллергенам намного чаще, чем в здоровой популяции. Сенсибилизированы по меньшей мере к одному аэроаллергену 51—86% пациентов с ПРС [12]. Поскольку в имеющихся публикациях по связи ПРС и атопии имеется большое разнообразие в дизайне исследований, критериях включения, наборах проведенных тестов, приводятся противоречивые данные, которые в совокупности свидетельствуют о том, что ингаляционная аллергия может быть фактором, изменяющим течение ПРС, при ее недоказанности в качестве этиологического аспекта. Поэтому логично рассматривать сочетание ПРС с одновременным наличием атопии к ингаляционным аллергенам как взаимно модифицирующие в негативном аспекте состояния, и выделять таких пациентов в отдельный фенотип ПРС.

Поскольку ПРС является результатом воздействия нескольких сложных иммунологических механизмов, воспалительный эндотип имеет большое значение для определения направления течения патологического процесса, возможности предсказать ответ на ту или иную терапию и составления схемы ведения каждого конкретного пациента. В настоящее время предпринимаются попытки классификации ПРС на основе разных иммунологических биомаркеров [15—18], но практическое применение этих идей ограничено, так как каждый коллектив авторов анализирует разные показатели и клинические параметры. Также одновременно в исследование включены пациенты с ПРС и хроническим риносинуситом (ХРС) без полипов. Эти состояния являются разными патологическими процессами и в свою очередь требуют своей внутренней дифференцировки на подгруппы. Идеальный биомаркер должен легко определяться в реальных практических условиях, обладать высокой специфичностью и чувствительностью. Наиболее часто используемыми средами для получения биомаркеров при ПРС являются периферическая кровь, выделения из носа, биопсия тканей из пазух.

С целью оптимизации подходов к ведению пациентов с ПРС для определения объема стартовых лечебных процедур после проведения диагностических мероприятий мы разделили всех больных на фенотипические группы в зависимости от наличия или отсутствия коморбидных патологических заболеваний.

Цель работы — исследовать уровень экспрессии генов цитокинов, потенциально участвующих в развитии воспаления, в полипах полости носа при разных фенотипах ПРС.

Материал и методы

За период с 2016 по 2018 г. в Московском областном научно-исследовательском клиническом институте им. М.Ф. Владимирского (МОНИКИ) были обследованы 108 человек с полипозным риносинуситом, средний возраст 51±13,1 года, из них 72 женщины и 36 мужчин. Наличие двустороннего ПРС было подтверждено эндоскопическим исследованием полости носа и данными КТ ОНП. Критериями исключения служили односторонний процесс, наличие онкологической, аутоиммунной патологии, генетических синдромов (муковисцидоз, аллергический гранулематозный или эозинофильный ангиит, синдром Чарльза—Стросса). Пациенты с ПРС были разделены на три фенотипические группы по 36 человек в каждой: в 1-ю группу вошли пациенты c ПРС без коморбидной патологии, во 2-ю группу — пациенты с ПРС с подтвержденной атопией с клиническими проявлениями в виде АР или БА, в 3-ю — пациенты с ПРС с сопутствующей неаллергической БА (нБА). В качестве контрольной группы были обследованы 36 человек с диагнозом «гипертрофический ринит без атопии и БА», которые были направлены на оперативное лечение в объеме подслизистой дезинтеграции нижних носовых раковин. Аллергологическое обследование, включающее сбор информации и скарификационные кожные пробы с аллергенами, проводилось в отделении бронхиальной астмы ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России. Всем пациентам с ПРС была проведена эндовидеоскопическая полипотомия носа, после чего ткань полипа помещалась в отдельную пробирку и замораживалась при температуре –25 °С. У пациентов контрольной группы после аллергологического обследования и исключения БА, атопии и непереносимости нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП) была выполнена резекция задних концов нижних носовых раковин, ткань которых также была заморожена. В момент взятия биоматериала все пациенты были вне стадии обострения заболеваний.

Методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР РВ) выполнили исследование уровня экспрессии мРНК генов, кодирующих следующие белки: IL-1β, IL-4, IL-5, IL-13, IL-17 °F, IL-25, IFN-γ, TSLP с предварительным проведением реакции обратной транскрипции мРНК соответствующих генов на амплификаторе IQ5 («BioRad», США) с набором лабораторных реагентов для выделения общей РНК («QIAGEN», Германия), набором реагентов ОТ-1 для обратной транскрипции (ООО «НПФ Синтол», Россия) и набором реагентов для проведения РТ-ПЦР (ООО «НПФ Синтол», Россия). Образцы полипов и задних концов нижних носовых раковин после размораживания гомогенизировались в 2 мл RLT буфера. Отбирали 350 мкл лизата в отдельные пробирки. К лизату добавляли 350 мкл 70% этанола, пипетировали, и весь объем (700 мкл) переносили на колонку. Уровень экспрессии генов представлен в виде относительной экспрессии генов в единицах относительно контрольной группы. Значения RQ для группы контроля принимали за 1 и относительно его рассчитывали экспрессию генов в других экспериментальных группах.

Статистические расчеты выполнены при помощи программы IBM SPSS Statistics 23.0. При определении средних единиц уровня экспрессии генов использовали методы непараметрической статистики, показатели указывали в виде медианы (Ме) и границ межквартильных 25-го и 75-го интервалов в скобках. При сравнении двух групп между собой использовали критерий Манна—Уитни, при множественном сравнении — Краскела—Уоллиса. Значения р<0,05 рассматривались как статистически значимые.

Результаты

При исследовании уровня экспрессии генов изучаемых цитокинов, обеспечивающих функционирование врожденного и адаптивного иммунитета в трех группах больных ПРС, между ними выявили ряд различий (см. рисунок).

Уровень экспрессии генов цитокинов при разных фенотипах ПРС (по оси ординат — кратность увеличения экспрессии генов цитокинов).
Во всех группах уровень экспрессии гена IL-4 был ниже уровня детекции, что не позволило повести сравнительную оценку. Уровень экспрессии генов провоспалительных цитокинов IL-1β и IFN-γ во всех группах ПРС был достоверно выше, чем в контрольной группе. Среди разных фенотипов ПРС различий в уровне экспрессии IL-1b не обнаружено, а уровень экспрессии IFN-γ был достоверно ниже при ПРС без коморбидной патологии, чем во 2-й и 3-й группах. Статистически значимой разницы между 2-й и 3-й группами в отношении этого цитокина получено не было. Уровень IL-5 в группе ПРС без сопутствующих заболеваний не отличался от контрольной группы и был достоверно ниже, чем во 2-й и 3-й группах, которые в свою очередь не показали достоверных отличий друг от друга по этому цитокину. Уровень экспрессии IL-13 во всех группах ПРС был достоверно выше, чем в контрольной группе. При наличии коморбидной патологии он также был достоверно выше по сравнению с 1-й группой, а различий между 2-й и 3-й группами не выявлено. Обнаружена достоверная разница среди всех групп в уровне экспрессии IL-17 °F, который был достоверно выше при всех фенотипах ПРС в отличие от контрольной группы. Внутри групп с ПРС самый высокий показатель был при атопии, на втором месте была группа с коморбидной нБА. Интересная ситуация была при изучении экспрессии эпителиального цитокина IL-25. Достоверная разница с контрольной группой была получена только во 2-й группе, где выявлен достоверно высокий уровень экспрессии этого цитокина, 1-я и 3-я группы достоверно отличались между собой. Уровень экспрессии другого эпителиального цитокина, TSLP, также достоверно был высоким в группе ПРС+атопия по сравнению со всеми другими группами, в 1-й и 3-й группах этот показатель не отличался от группы контроля.

Обсуждение

При анализе разных фенотипических групп с ПРС в отличие от проведенного ранее исследования показателей системного иммунитета [19] в уровне экспрессии генов изучаемых цитокинов получена достоверная разница. Поскольку субпопуляции Т-лимфоцитов определяют по продукции ими цитокинов и экспрессии транскрипционных факторов, чтобы доказать неодинаковую поляризацию местного иммунного ответа, при разных фенотипах ПРС необходимо определить в полипозной ткани экспрессию генов цитокинов, характеризующих разные кооперации Th-лимфоцитов. Th1-клетки синтезируют гамма-интерферон (IFN-γ), Th2 выделяют IL-4, IL-5 и IL-13, Th17 вырабатывают IL-17, а тимусный стромальный лимфопоэтин (TSLP), секретируемый эпителиальными клетками после воздействия триггеров окружающей среды, считается пусковым фактором Th2-воспалительного процесса в слизистой оболочке [20]. TSLP стимулирует mDC (моноцитоидные дендритные клетки), расположенные в собственной пластинке слизистой оболочки, которые, выступая как антигенпрезентирующие клетки, промотируют Th2-иммунный ответ, индуцируя дифференцировку «наивных» Т-клеток в Th2. IL-25, относящийся к семейству IL-17 встречается как при эозинофильном, так и при неэозинофильном ПРС, при Th2, Th1 и Th17 иммунном ответе, что может отражать прогрессирующее состояние смешанного воспаления слизистой оболочки ОНП [21]. Кроме того, TSLP и IL-25 вместе с IL-13, членом семейства цитокинов IL-1, являясь цитокинами врожденного иммунитета, активируют лимфоидные клетки врожденного иммунитета 2-го типа (ILC2), что вызывает индукцию эозинофильного воспаления слизистой оболочки, активирует и продлевает жизнь эозинофилам и усиливает продукцию IL-5 ILC2 клетками IL-4-зависимым способом [22]. По результатам нашего исследования, единственным цитокином, по которому не наблюдалось разницы между группами и уровень которого был выше, чем в контрольной группе, был IL-1β, что свидетельствует о персистирующем воспалительном процессе при ПРС, несмотря на то, что анализируемые полипы были взяты у пациентов, находившихся в состоянии ремиссии. При сочетании ПРС и атопии уровень экспрессии генов всех изучаемых нами цитокинов был достоверно выше, чем при ПРС без коморбидной патологии. Не было различий между пациентами с сопутствующей аллергией и сопутствующей БА относительно экспрессии гена цитокинов IFN-γ, IL-5 и IL-13, что говорит об одновременном сочетании Th1 и Th2 механизмов течения патологического процесса у этих больных. Также во 2-й группе обнаружено достоверное увеличение экспрессии гена IL-17 °F, являющегося ключевым цитокином, приводящим к преобладанию нейтрофилов в очаге воспаления, и относящегося к семейству IL-17, а также эпителиальных цитокинов IL-25 и TSLP по сравнению с группой ПРС+нБА. В группе ПРС+нБА не было выявлено отличий от нормы при изучении уровня экспрессии генов эпителиальных цитокинов IL-25 и TSLP, но по уровню IL-25 найдена достоверная разница с группой пациентов с ПРС без коморбидной патологии. Таким образом, наибольшее разнообразие экспрессируемых генов цитокинов, характерных для разных клеток-участников воспалительного ответа, обнаружено при сочетании ПРС с атопией. Фенотип ПРС+нБА отличается более стабильным набором цитокинов, в основном характерных для Th1 и Th2 иммунного ответа.

Выводы

1. При разных фенотипах ПРС выявлены разные воспалительные паттерны, что свидетельствует о разном характере течения патологического процесса у этих групп пациентов.

2. Повышенный уровень экспрессии генов цитокинов, являющихся маркерами эпителиального повреждения, IL-25 и TSLP, обнаружен только у больных ПРС при наличии атопии, что позволяет предположить, что формирование ПРС без сопутствующей атопии связано с другими патологическими механизмами, а не с повреждением эпителиального барьера.

3. При сочетании ПРС+нБА и ПРС+атопия отмечен более высокий уровень экспрессии генов IFN-γ, IL-5, IL-13 и IL-17 °F по сравнению с группой ПРС без коморбидной патологии.

4. У всех больных с ПРС необходимо проводить скрининг БА и аллергологическое обследование.

Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 17−04−01750 «а»).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

17. Liao B, Liu JX, Li ZY, Zhen Z, Cao PP, Yao Y, Long XB, Wang  H, Wang Y, Schleimer R, Liu Z. Multidimensional endotypes of chronic rhinosinusitis and their association with treatment outcomes. Allergy. 2018;73 (7):1459−1469.

https://doi.org/10.1111/all.13411

Сведения об авторах

Савлевич Е.Л. — e-mail: savllena@gmail.com; https://orcid.org/0000-0003-4031-308X

Курбачева О.М. — e-mail: kurbacheva@gmail.com; https://orcid.org/0000-0003-3250-0694

Егоров В.И. — e-mail: evi.lor-78@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-8825-5096

Дынева М.Е. — e-mail: amanturliva.miramgul@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-1965-8446

Шиловский И.П. — e-mail: ip.shilovsky@nrcii.ru; https://orcid.org/0000-0001-5343-4230

Хаитов М.Р. — e-mail: mr.khaitov@nrcii.ru; https://orcid.org/0000-0003-4961-9640

Автор, ответственный за переписку: Савлевич Е.Л. — e-mail: savllena@gmail.com

Савлевич Е.Л., Курбачева О.М., Егоров В.И., Дынева М.Е., Шиловский И.П., Хаитов М.Р. Уровень экспрессии генов цитокинов при разных фенотипах полипозного риносинусита. Вестник оториноларингологии. 2019;84(6):42-47.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail