Системные воспалительные маркеры при возрастном когнитивном снижении и болезни Альцгеймера

За последнее десятилетие накоплено достаточное количество данных [1—5] свидетельствующих о том, что активация системных воспалительных реакций, имеющая место, как ранее полагали, лишь при различных инфекционных заболеваниях или повреждениях тканей организма, имеет отношение также к деменциям позднего возраста и прежде всего к деменции при болезни Альцгеймера (БА), а также мягком когнитивном снижении на додементной стадии этого заболевания.

Связанное с пожилым возрастом когнитивное снижение характеризуется ухудшением когнитивных способностей, касающихся прежде всего функции памяти и нарушений запоминания, хранения, способности воспроизведения, а также восприятия информации, обработки и анализа данных, способности к разработке и реализации программы действий. Постепенное прогрессирование ухудшения когнитивных функций является повышенным риском развития деменции и в том числе БА [6].

В настоящее время среди множества предрасполагающих к развитию БА факторов (оксидативный стресс и свободнорадикальное повреждение, снижение гормонального уровня, эндотелиальная дисфункция, резистентность к инсулину, неправильное питание, обедненное социальное общение и т. д.) значительное место отводится хроническому воспалению [6—12].

Острое воспаление рассматривается как защитная неспецифическая реакция организма, направленная на восстановление нарушенного гомеостаза, однако в ряде случаев воспаление становится хроническим и приобретает деструктивный характер. Причинами этого могут быть генетические факторы и/или персистирующие длительное время и стимулирующие иммунную систему факторы инфекционной или неинфекционной природы [13].

Воспалительные реакции являются многокомпонентными. В них участвуют прежде всего медиаторные молекулы — провоспалительные цитокины, такие как интерлейкины (ИЛ)-1β, -6, -18, а также фактор некроза опухолей α (ФНО-α). Их роль заключается в передаче сигналов между клетками. В воспалении также принимают участие острофазные белки, к которым относится С-реактивный белок (СРБ), и транспортные — альбумин, церулоплазмин, трансферрин. Отдельные классы острофазных белков составляют ингибиторы протеаз — α1-протеазный ингибитор (α1-ПИ), α1-макроглобулин [14], а также факторы свертывания крови и фибринолиза (фибриноген), комплемент. Цитокининдуцированный синтез острофазных белков происходит в печени, они участвуют в осуществлении комплекса реакций, направленных на удаление повреждающего фактора, локализацию очага повреждения, восстановление нарушенной структуры и функции. Ряд белков острой фазы обладает антипротеазной активностью — α1-антитрипсин, антихимотрипсин, α2-макроглобулин. Их важная функция состоит в ингибировании активности протеаз, поступающих из гранулоцитов в воспалительные экссудаты. Эти протеазы, среди которых лейкоцитарная эластаза (ЛЭ), могут быть отнесены к третьей группе молекул, принимающих участие в воспалении. Их роль заключается в увеличении проницаемости сосудистой стенки (в случае заболеваний мозга — сосудов гематоэнцефалического барьера) для проникновения фагоцитов в очаг воспаления.

На экспериментальном и клиническом материале показано [15], что при когнитивной дисфункции и БА в крови наблюдается увеличение содержания ИЛ-1β, -6 и -18 и ФНО-α. Имеет место также повышение уровня СРБ в сыворотке крови пациентов [16].

По мнению ряда авторов [15, 16], повышение активности ИЛ-6 и СРБ можно рассматривать в качестве молекулярных маркеров когнитивного снижения и Б.А. Вместе с тем неожиданными оказались результаты наших предыдущих исследований [17—19], в которых наряду с повышением уровня ИЛ-6, СРБ и α1-ПИ было выявлено не повышение, а достоверное снижение активности ЛЭ в крови пациентов с БА, при этом снижение активности этой протеазы коррелировало со степенью снижения когнитивных функций.

Следует отметить, что при других неинфекционных хронических заболеваниях мозга, ассоциированных с воспалением (расстройства шизофренического спектра, аутистические и аффективные), выявлено повышение активности ЛЭ и других маркеров воспаления. В настоящее время причина снижения активности ЛЭ у пациентов с БА остается неизвестной. Однако эта особенность маркеров воспаления уже сейчас может служить основой иммунобиохимической тест-системы для ранней диагностики БА и использоваться в мониторинге пациентов с когнитивным снижением.

Цель настоящего исследования — определение комплекса иммунных маркеров, отражающих различные звенья многокомпонентных воспалительных реакций (ИЛ-6, СРБ, α1-ПИ и ЛЭ) при мягком когнитивном снижении по сравнению с БА.

Обследовали пациентов амбулаторно-поликлинического отделения Альцгеймеровского центра Научного центра психического здоровья и психогериатрических отделений клиники этого центра, а также Московской городской психиатрической больницы № 15.

Все обследуемые дали информированное письменное согласие на участие в исследовании.

Проведение данной работы соответствовало Хельсинкской декларации 1975 г., ее пересмотренного варианта 2000 г. и этическим стандартам Комитета по экспериментам на человеке, входящего в структуру Научного центра психического здоровья.

В исследование были включены две группы пациентов — с синдромом мягкого когнитивного снижения амнестического типа (аМКС) и деменцией при БА.

Диагностическую оценку болезни проводили врачи Отдела гериатрической психиатрии (зав. отделом — проф. С.И. Гаврилова) Научного центра психического здоровья. Диагноз устанавливали на основании данных клинического наблюдения с использованием результатов мультидисциплинарного обследования методом нейровизуализации (МРТ головного мозга), психометрических методик оценки когнитивного функционирования с применением краткой шкалы оценки психического состояния (Mini-mental state examination, MMSE), батареи различных тестов, включая Монреальский тест (MoCA) и др.

Критерии включения больных в исследование были следующими: наличие признаков когнитивного снижения в виде аМКС или деменции; возраст обследования лиц обоего пола 55 лет и старше.

Критериями исключения являлись: клинические и/или лабораторные признаки воспаления инфекционной или аутоиммунной патологии в течение 2 мес до обследования.

Группу пациентов с синдромом аМКС составили 67 человек, 24 мужчины и 43 женщины, в возрасте 72 [63; 77] лет. 64 пациента наблюдались и обследовались амбулаторно, 3 — на момент обследования находились в стационаре. Синдром аМКС диагностировали в соответствии с критериями R. Petersen и соавт. [20] и B. Dubois и соавт. [21, 22].

В группу больных с деменцией при БА вошел 91 человек, 56 мужчин и 35 женщин, в возрасте 74 [68; 79] лет. Среди них 62 больных наблюдались в стационаре, 29 — амбулаторно. 63 пациента на момент обследования не получали лечения, 28 — находились на терапии ингибиторами ацетилхолинэстеразы (ИХЭ) или мемантином, в ряде случаев в сочетании с нейротрофическими/нейропротективными, сосудистыми и психотропными препаратами. Диагноз Б.А. устанавливали в соответствии с критериями МКБ-10 и NINCDS-ADRDA [23]. Степень тяжести деменции (мягкая, умеренная и тяжелая) определяли по клиническим признакам с использованием шкалы CDR (Clinical Dementia Rating) [24] и суммарного балла краткой шкалы психического состояния — MMSE [25].

Как было видно из сказанного выше, сравниваемые группы пациентов с аМКС и деменцией при БА были сопоставимы по возрасту, но несколько отличались в распределении по полу. Преобладание мужчин среди больных с деменцией при БА объясняется преимущественным отбором клинического материала из мужского отделения. Распределение по полу в группах аМКС и контрольной соответствует популяционному соотношению с преобладанием женщин среди лиц пожилого и старческого возраста.

В контрольную группу вошли 38 психически и соматически здоровых лиц, 18 мужчин и 20 женщин, в возрасте 64,5 [60; 70] года; колебания от 55 до 79 лет.

Иммунобиохимические показатели определяли в плазме крови, которую получали стандартным методом, используя вакутейнеры с напылением ЭДТА (К3Е, К₃ЕDТА).

Энзиматическую активность ЛЭ определяли ферментативным спектрофотометрическим методом с использованием специфического субстрата N-терт-бутокси-карбонил-аланин-β-нитрофенилового эфира (BOC-Ala-ONp) и оценивали в нмоль/мин·мл (чувствительность метода 40 нмоль/мин·мл) [26].

Функциональную активность α1-ПИ определяли спектрофотометрическим методом и оценивали в ингибиторных единицах/мл — ИЕ/мл (чувствительность метода 5 ИЕ/мл) [27].

Концентрацию ИЛ-6 (пг/мл) и уровень СРБ (мг/л) определяли с помощью ИФА (ВЕКТОР-БЕСТ, Россия; чувствительность метода 0,5 пг/мл и 1 мг/л соответственно).

Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью программы Statistica-8 для Windows («StatSoft. Inc.», США), достоверность различий средних величин оценивали с применением критерия Манна—Уитни, принимая различия достоверности на уровне значимости p<0,05. Коэффициенты корреляции рассчитывали по методу Спирмана (r). Результаты представлены как медиана [25-й и 75-й перцентили].

Результаты определения иммунобиохимических показателей в плазме крови в группах обследованных приведены в табл. 1. Из нее видно, что в группе больных БА наблюдалось достоверное снижение энзиматической активности ЛЭ и повышение активности/уровня острофазных белков (α1-ПИ и СРБ), а также уровня цитокина ИЛ-6, что подтверждает наши предыдущие исследования [17—19], которые проводились на меньшей выборке больных, преимущественно находившихся в стационаре.

Были установлены клинико-биохимические корреляционные связи (табл. 2) между тяжестью деменции, которая клинически оценивалась по СDR и суммарному баллу MMSE, и энзиматической активностью ЛЭ (r= –0,38, r=0,31, р<0,05). Показано, что чем более выражены когнитивное снижение и степень деменции, тем ниже активность ЛЭ.

Помимо этого, выявлены корреляционные связи между активностью ЛЭ и уровнем СРБ (r= –0,373, p<0,05), а также активностью α1-ПИ и уровнем СРБ (r=0,319, p<0,05); уровнем ИЛ-6 и значением СРБ (r=0,51, p<0,05). Эти данные демонстрируют взаимосвязь ИЛ-6, медиатора воспаления, и острофазного белка СРБ при болезни Альцгеймера.

Выявленные клинико-биохимические корреляции с тяжестью деменции, а также корреляционные связи между изученными воспалительными маркерами позволяют предположить, что сниженная активность ЛЭ, сопровождающаяся повышением активности острофазных белков и провоспалительного цитокина (ИЛ-6), может рассматриваться в качестве потенциального маркера прогрессирования БА.

В общей группе пациентов с синдромом аМКС (см. табл. 1) активность ЛЭ не отличалась от контроля, однако было выявлено достоверное повышение функциональной активности α1-ПИ и уровня ИЛ-6. Повышение концентрации СРБ не достигало уровня значимости, хотя имелась положительная корреляция между СРБ и α1-ПИ, ИЛ-6 (r=0,406, r=0,333 соответственно) (см. табл. 2). В этой группе отмечалась отрицательная корреляционная связь между активностью ЛЭ и уровнем СРБ (r= –0,374).

В связи с тем, что наблюдался значительный разброс значений активности ЛЭ у пациентов с аМКС, они были распределены на три группы (см. табл. 1): 1-я группа (28 пациентов) — активность ЛЭ находилась в диапазоне контрольных значений (214,4 [197,6; 225,7]); 2-я группа (20) — значения активности ЛЭ были ниже 25-го перцентиля контрольной группы; 3-я группа (19) — значения активности ЛЭ были выше 75-го перцентиля контрольной группы.

Обращает на себя внимание, что у 30% обследованных с аМКС определялся спектр воспалительных маркеров, характерный для больных БА. В то же время в 42% активность ЛЭ в группе пациентов с аМКС не отличалась от контрольной группы. В остальных случаях (28%) этот спектр не отличался от значений воспалительных маркеров при других хронических (неинфекционные) заболеваниях.

Из клинико-психопатологических исследований известно, что синдром МКС является промежуточной стадией между возрастной нормой и деменцией и имеет повышенный риск перехода в деменцию в течение последующих лет: у 3—15% лиц с МКС в последующие 1—3 года устанавливается диагноз БА, а за 6 лет — до 80% [28].

На основании результатов проведенного сравнительного анализа спектра воспалительных маркеров у пациентов с аМКС и БА можно предположить, что около 1/3 пациентов с аМКС представляют собой группу ультравысокого риска развития БА и нуждаются в динамическом наблюдении с регулярной оценкой состояния когнитивных функций и, возможно, проведении превентивной терапии.

Новым в данной работе является использование панели иммунологических показателей для характеристики вклада системного воспаления в патогенез заболеваний позднего возраста с когнитивным снижением разной степени выраженности — от мягкого когнитивного снижения до деменции. Достаточно большой объем выборки пациентов с аМКС и деменцией при БА позволил получить убедительные данные о зависимости исследуемых показателей иммунитета от степени тяжести расстройств, соответствующих разным стадиям заболевания — от додементных проявлений когнитивных дисфункций до клинических симптомов деменции. Полученные данные о сходстве спектра иммунологических показателей у части пациентов с МКС подтверждают обоснованность отнесения таких нарушений к додементной стадии заболевания и правомерность выделения этих пациентов в группу высокого риска по развитию БА, что является основанием для проведения лонгитудинального мониторинга динамики клинических и иммунологических показателей. Результаты проспективного исследования могут подтвердить их значимость в качестве диагностических и прогностических маркеров заболевания и обосновать показания к превентивному вмешательству.

Имеющиеся в работе ограничения касаются неполной сопоставимости групп сравнения вследствие различий в соотношении по полу обследованных. Кроме того, использование шкалы MMSE для оценки когнитивного функционирования пациентов с аМКС не вполне адекватно. Однако оно было необходимо для соблюдения единого подхода при сопоставлении с оценкой когнитивного снижения у больных с деменцией при Б.А. Вряд ли иммунологические маркеры окажутся единственно надежными, однако они имеют известное преимущество, являясь одним из неинвазивных и доступных методов. Велика вероятность, что они обоснованно займут место в комплексе клинических, биологических и нейровизуализационных маркеров деменций позднего возраста, прежде всего БА.

Причина выявляемой недостаточной активности ЛЭ в крови пациентов с БА в настоящее время неизвестна. Предположительно она может быть связана с нарушением функционального состояния нейтрофилов при этом заболевании. В связи с этим уместно напомнить, что ряд авторов связывают нарушение клиренса β-амилоида (Аβ) с иммунологической недостаточностью и вовлеченностью периферических нейтрофилов в этот процесс. Так, в работе A. Le Page и соавт. [29] методом проточной флюориметрии был проведен функциональный анализ нейтрофилов крови пациентов с БА, МКС и здоровых, и было выявлено снижение фагоцитоза опсонизированных бактерий нейтрофилами пациентов с БА и МКС по сравнению с нормой. Снижение фагоцитарной активности было ассоциировано со снижением экспрессии СD33-рецептора и рецептора комплемента С5А на нейтрофилах пациентов с МКС, а также экспрессии CD14 (паттернузнающий рецептор), CD15 (рецептор адгезии) и CD16 (FcγRIII) на нейтрофилах пациентов с мягкой стадией БА [29]. Другой причиной может быть повышенное проникновение нейтрофилов в паренхиму мозга при БА, что и определяет снижение активности ЛЭ в кровяном русле. Так, на посмертно взятых образцах мозга пациентов с БА и экспериментальной модели этого заболевания было показано, что периферические нейтрофилы проникают в мозг к местам агрегации Аβ. На экспериментальных моделях блокада рецепторов нейтрофилов предотвращала избыточное проникновение этих клеток в паренхиму мозга, что сопровождалось снижением количества β-амилоидных бляшек, а также улучшением долговременной памяти у экспериментальных животных [30—32].

Таким образом, в настоящем исследовании была подтверждена выявленная ранее особенность спектра периферических воспалительных маркеров при БА: повышение уровня активности ИЛ-6 и острофазных белков СРБ и α1-ПИ, сочетающееся со снижением энзиматической активности Л.Э. Выявлена гетерогенность группы пациентов с аМКС по спектру исследуемых воспалительных маркеров: в 30% случаев определены изменения, характерные для БА, что позволяет отнести этих пациентов к группе ультравысокого риска развития данного заболевания.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.