Клинико-иммунологические взаимосвязи у пациентов на раннем этапе шизофрении

Вследствие существования нейроиммунных взаимосвязей цитокины периферической крови, а также микроглия при определенных условиях могут активировать клетки астроглии, что приводит к синтезу широкого спектра провоспалительных цитокинов и развитию каскада патофизиологических реакций, сопровождаемых астроглиозом, усилением фагоцитоза и повышением образования в мозге нейротоксических факторов (свободных радикалов кислорода, оксида азота и др.) [1]. Есть мнение, что хемокины могут представлять собой новые диагностические маркеры у пациентов с первым эпизодом шизофрении. Установлено, что цитокины, взаимодействуя с клетками микроглии, стимулируют ее к гиперпродукции провоспалительных молекул, таких как интерлейкины (IL-1, IL-6, IL-8, IL-12), фактор некроза опухоли-α (TNF-α); это в свою очередь приводит к дополнительной активации микроглии с последующим развитием нейродегенеративного и нейровоспалительного процессов [2].

Увеличение продукции цитокинов, обеспечивающих мобилизацию воспалительного ответа, может наблюдаться при острых психотических состояниях [3]. Метаанализ S. Potvin и соавт. [4], включающий обзор 62 исследований (2298 пациентов с шизофренией и 1858 испытуемых из группы контроля), показал значимое увеличение концентраций IL-1, IL-2 и IL-6 у лиц с первым эпизодом шизофрении. Результаты метаанализа B. Miller и соавт. [5] (обобщено 40 исследований) также указывают на наличие потенциальных маркеров первого эпизода, в частности увеличение содержания в крови IL-1β и IL-6. Важно отметить, что уровни данных цитокинов нормализуются после психофармакотерапии, в то время как IL-12, интерферон-γ (IFN-γ) и TNF-α оставались повышенными после антипсихотического лечения. M. Kunz и соавт. [6] выявили повышение концентрации IL-6 и IL-10 у пациентов с первым эпизодом по сравнению с контролем, при этом существенных различий уровней TNF-α между группами выявлено не было.

Кроме того, показано, что у хронических пациентов с шизофренией и биполярным аффективным расстройством IL-6, растворимый рецептор IL-2 и IL-1β были повышены по сравнению с группой контроля [7]. Эти данные свидетельствуют, что аффективные и неаффективные психозы могут демонстрировать схожие профили цитокинов (повышение концентраций IL-6, IL-1β, TNF-α, IL-2) с некоторыми фокусными различиями (IL-4 и IL-10 у биполярных пациентов).

Исследование связи между изменениями цитокинового профиля, структурными нарушениями мозга и динамикой клинической симптоматики позволит сформировать представление об их потенциальной роли в патогенезе психотических расстройств. Например, экспрессия генов IL-6 в лейкоцитах крови была связана со снижением объема гиппокампа у пациентов с шизофренией [8].

Совокупность высоких уровней провоспалительных цитокинов (IL-2, IFN-γ и TNF-α) отрицательно коррелировала с показателем префронтальной толщины коры головного мозга, особенно у лиц, подверженных риску, у которых в конечном итоге развилось психотическое расстройство. Прогрессивное уменьшение толщины коры головного мозга по мере развития психоза коррелировало с увеличением показателей TNF-α, IL-2, причем потеря ткани прогнозировалась исходными уровнями провоспалительных цитокинов в плазме крови и рассматривалась как цитотоксическая реакция микроглии (индекс цитокиновой сигнализации) [9].

Значительное количество исследований выявило повышенный уровень IL-6 у пациентов с первым психотическим эпизодом, большинство из которых получали терапию антипсихотиками [10]. Аналогичные результаты получены у пациентов и в остром состоянии, и на этапе хронического течения по сравнению со здоровыми лицами [11], а также у амбулаторных пациентов в период стабильной ремиссии [12]. В то же время есть данные об отсутствии существенных изменений уровня IL-6 у пациентов с шизофренией [13].

Повышенный уровень TNF-α у пациентов с первым психотическим эпизодом был описан в исследовании B. Miller и соавт. [5]. Более высокие уровни TNF-α также были зарегистрированы у хронических пациентов без признаков серьезного воспаления, принимающих атипичные антипсихотики [14, 15]. F. Zhu и соавт. [15] обнаружили снижение уровня TNF-α у пациентов с первым эпизодом шизофрении с продолжительностью заболевания менее 2 лет и хронических пациентов с продолжительностью заболевания более 5 лет, принимающих типичные и атипичные антипсихотики. Ряд исследований, включая несколько метаанализов, выявил повышенные уровни IL-1ß у пациентов с первым эпизодом шизофрении, большинство из которых принимали атипичные антипсихотики [12, 15].

В работе Т.П. Клюшник и соавт. [16] разработана новая клинико-биологическая модель шизофрении, базирующаяся на взаимосвязи между нарушениями биологических процессов, нейровоспалением и формированием основных процессуальных дименсий — позитивных и негативных расстройств в общем психопатологическом пространстве шизофрении.

Цель исследования — изучение клинико-иммунологических взаимосвязей у пациентов на раннем этапе шизофрении в период ремиссии.

Основную группу исследования составили 48 внебольничных пациентов (53% женщин и 47% мужчин, возраст 28,3±5,8 года) на начальном этапе шизофрении в период ремиссии. Длительность заболевания составила 2,7±1,3 года, средний возраст начала заболевания — 25,8±5,5 года. У 40% пациентов в анамнезе имелся один психотический эпизод, у 50% — два и у 10% — три. Среднее количество рецидивов достигло 1,77±0,69 случаев. Длительность настоящей ремиссии на момент осмотра составила 11,40±3,45 мес согласно клинико-функциональным критериям ремиссии при шизофрении [17].

Исследование соответствовало всем положениям Хельсинкской декларации и было одобрено локальным Этическим комитетом.

Все обследованные пациенты находились на этапе симптоматической медикаментозной ремиссии согласно клинико-функциональным критериям ремиссии при шизофрении (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика пациентов по шкале Positive and Negative Syndrome Scale (PANSS)

Большинство пациентов основной группы получали поддерживающую терапию преимущественно антипсихотиками второго поколения (82,3% случаев): рисперидон (в среднем 3,3 мг/сут), оланзапин (10 мг/сут), кветиапин (150—300 мг/сут), зуклопентиксол (депо-форма — 200 мг каждые 2—4 нед). В остальных случаях применяли терапию галоперидолом в среднем 3,9 мг/сут.

Критерии включения: верифицированный диагноз F20.0 «Шизофрения параноидная» (согласно диагностическим критериям МКБ-10), длительность заболевания не более 5 лет и количество госпитализаций не более 3.

Критерии исключения: органическое поражение головного мозга или тяжелые неврологические заболевания; обострение психоза, включая психомоторное возбуждение; обострение или острая стадия хронического соматического заболевания; злоупотребление психоактивными веществами.

В ходе анализа данных пациенты были поделены в зависимости от длительности заболевания на две группы: с продолжительностью заболевания менее 3 лет (n=21) и длительностью заболевания 3—5 лет (n=27).

Группой контроля явились мужчины и женщины в возрасте от 18 до 30 лет с отсутствием психических, аутоиммунных расстройств, обострением хронических соматических расстройств, в том числе воспалительных заболеваний (стандартная относительно здоровая группа, где уровень провоспалительных цитокинов стремится к нулю).

В исследовании использовали клинико-психопатологический метод и стандартизированную оценку с применением шкалы позитивных и негативных симптомов (Positive and Negative Syndrome Scale — PANSS). Взятие венозной крови проводили однократно в соответствии с общими правилами сбора материала для иммунологических исследований. Лабораторные методы (ELISA, Milliplex human Th17 magnetic bead panel — 25 аналитов) включали определение CCL20/MIP3, IL-10, IL-12P70, IL-13, IL-15, IL-17A, IL-17E/IL-25, IL-17F, IL-1-бэта, IL-2, IL-21, IL-22, IL-23, IL-27, IL-31, IL-33, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, TNF-α, TNF-β или лимфотоксин-альфа, IFN-γ, гранулоцито-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF).

Статистический анализ выполняли с применением критерия Манна—Уитни (U-статистика), критерия Краскела—Уоллиса, критерия Вилкоксона (V-статистка). Критерий Спирмена (r-статистика) использовали для выполнения корреляционного анализа. Коррекция на множественное тестирование гипотез осуществляли с поправкой Беньямини—Хохберга.

При иммунологическом обследовании в 70% случаев было выявлено достоверное повышение уровня цитокинов в крови по сравнению с группой контроля.

В наибольшей степени выражено повышение уровня IL-6, IL-9, IL-10, IL-13, IL-22, TNF-α, CCL20/MIP3α (табл. 2).

Таблица 2. Характеристика цитокинового профиля крови пациентов на раннем этапе шизофрении

Примечание. Здесь и в табл. 3—5: * — p≤0,05; ** — p<0,001.

Было проведено сравнение цитокинового состава сыворотки крови у больных с разной длительностью заболевания. Как следует из табл. 3, у пациентов с продолжительностью заболевания менее 3 лет уровни провоспалительных цитокинов IL-1β, IL-6, TNF-β и TNF-α были выше, чем у пациентов с большей длительностью заболевания. У пациентов с длительностью заболевания от 3 до 5 лет отмечались более высокие, чем у пациентов с меньшей длительностью заболевания, показатели IL-10 и IL-6 (см. табл. 3). У пациентов с большей длительностью заболевания значительно повышен GM-CSF, который воздействует на плюрипотентные клетки костного мозга на разных стадиях дифференциации и отвечает за иммунный ответ.

Таблица 3. Характеристика цитокинового профиля крови пациентов в зависимости от длительности заболевания на ранних этапах шизофрении

Корреляционный анализ подтвердил прямую связь длительности заболевания с уровнем IL-4 (r=0,45; p=0,023) и IL-9 (r=0,48; p=0,014). Количество рецидивов прямо коррелировало с уровнями IL-9 (r=0,43; p=0,032) и особенно IL-10 (r=0,61; p=0,001).

У пациентов после манифестного приступа наибольшие различия с группой контроля были получены по уровням цитокинов IL-10; IL-13; IL-6; IL-9 и TNF-α (табл. 4).

Таблица 4. Характеристика цитокинового профиля крови у пациентов после первого психотического приступа

У пациентов на раннем этапе шизофрении в ремиссии наибольшее количество корреляций цитокинов, особенно IL-22, получено для общепсихопатологической симптоматики PANSS. Композитный индекс PANSS (разница между суммой баллов позитивных и негативных симптомов) прямо коррелирует с уровнем IL-6 (r=0,46; p=0,022).

Несмотря на то что при поддерживающей терапии дозировки антипсихотиков не превышали рекомендованных средних терапевтических доз, относительно более высокие дозировки были ассоциированы с меньшей концентрацией IL-2 (p<0,025), IL-6 (p<0,001) и IL-10 (p<0,025). Выявлено, что именно уровень IL-6 был ниже у пациентов с большей длительностью терапии (p<0,025). Уровень ряда провоспалительных цитокинов крови был значительно выше у пациентов, получавших антипсихотики первой генерации, по сравнению с пациентами, получавшими антипсихотики второго поколения (табл. 5).

Таблица 5. Уровни интерлейкинов в крови в зависимости от вида антипсихотической терапии

В настоящее время общепринятым является представление о том, что иммунная система через регулируемые ею процессы системного воспаления вовлечена в патогенез психических расстройств [18].

С точки зрения лабораторной диагностики ценность тестирования цитокинов в крови остается не очень высокой. По нашему мнению, это связано с несколькими принципиальными вопросами. Во-первых, многие исследователи рассматривают цитокины как гормоны местного действия с невысокой специфичностью и высокой избыточностью действия [19]. Эффекты многих цитокинов на клетки одного типа схожи, что затрудняет понимание биологических эффектов каждого отдельного цитокина [20].

Во-вторых, физиологические эффекты цитокинов принципиально меняются в зависимости от их скорости поступления в кровоток. В организме условно здорового человека уровень провоспалительных цитокинов находится на границе чувствительности рутинных иммунохимических методов определения, а при септических состояниях возрастает в тысячи раз. Хорошо известный по новой коронавирусной инфекции «цитокиновый шторм» является не защитной реакцией организма человека, а причиной смерти пациента [21]. Именно поэтому «контрольным» анализом при любой воспалительной реакции является не уровень цитокинов в крови, а тест определения C-реактивного протеина высокочувствительным методом (hs-CRP). Когда исследователь проводит определение в крови любого аналита, в том числе цитокинов, всегда необходимо иметь в виду баланс между скоростью поступления/синтеза метаболита и скоростью его выведения. В случае с цитокинами анализ результатов затрудняется отсутствием информации о «загруженности» рецепторов данного цитокина.

В-третьих, сложность понимания всей картины действия цитокинов у больных шизофренией связана с наличием гематоэнцефалического барьера. Механизмы проникновения цитокинов из клеток головного мозга в системный кровоток недостаточно изучены, что затрудняет оценку влияния этих небольших по размеру молекул на работу центральной нервной системы в целом.

Кроме того, до сих пор отсутствуют удобные систематизация и классификация цитокинов, что затрудняет понимание врачами особенностей их действия. Одни молекулы называют исторически по их клеткам-мишеням, другие — по источнику поступления в кровоток. Невозможность изучения цитокинов in vivo у больных в тканях мозга еще больше затрудняет понимание патофизиологии процесса. И, наконец, поскольку все цитокины являются белково-пептидными молекулами, единственный доступный метод их определения — иммуноферментный анализ. Здесь исследователь сталкивается с проблемой отсутствия стандартизованных контрольных и калибровочных материалов для цитокинов, в отличие от классических гормонов, что приводит к необходимости набирать в каждом научном исследовании свои контрольные группы, что удорожает работу и снижает ее ценность. Большинство тестов на цитокины до сих пор не имеет разрешений в России для диагностического использования в государственных и коммерческих клинико-диагностических лабораториях, что повышает стоимость тестирования и снижает возможности использования результатов как для диагностики, так и в контроле лечения пациентов.

Дофаминергическая гиперфункция в лимбической системе и дофаминергическая гипофункция в лобной коре, возможно, являются основными нейротрансмиттерными нарушениями при шизофрении, а глутаматергическая гипофункция может быть причиной этой дофаминергической дисфункции [22, 23]. Функция глутаматергической системы тесно связана с иммунной системой и метаболизмом триптофана и кинуренина, которые играют ключевую роль в патофизиологии шизофрении. Именно иммунный ответ определяет риск развития шизофрении: иммуностимуляторы, такие как липополисахариды или poly I:C (полиинозиновая кислота: полицитидиловая кислота), имитирующие бактериальную или вирусную инфекцию, приводят к типичным изменениям поведения у потомков животных [23, 24]. Повышенный уровень провоспалительного цитокина IL-8 у матери во время беременности связан с повышенным риском развития шизофрении у потомства, независимо от причины увеличения IL-8 [25].

Уровень активации воспалительных реакций рассматривают в качестве индикатора активности текущего патологического процесса в головном мозге [26]. Активация воспалительных реакций сопровождает экзацербацию психоза, в то же время в ремиссии их выраженность снижается [27]. Высказано мнение, что разные этапы динамики эндогенных психических заболеваний могут отличаться характерным спектром выявляемых воспалительных маркеров, т.е. характеризуются определенными иммунотипами [28].

Результаты настоящего исследования подтверждают вовлеченность иммунной системы в патогенез шизофрении и свидетельствуют о том, что ранний (длительностью до 5 лет, не более трех перенесенных эпизодов) этап течения шизофрении у пациентов в ремиссии характеризуется повышением уровня цитокинов в крови по сравнению с контролем. Это согласуется с данными литературы о том, что и на этапе ремиссии активность воспалительного процесса не достигает референсных значений, что свидетельствует о пролонгированном течении патологического процесса в головном мозге, хотя и меньшей интенсивности [29].

В результате исследования установлены достоверные связи ряда иммунологических показателей с длительностью шизофрении. Так, у пациентов в период ремиссии с продолжительностью заболевания менее 3 лет уровни некоторых провоспалительных цитокинов оказались выше, чем у пациентов с большей длительностью заболевания, что свидетельствует об особой активности патологического процесса в первые 3 года течения шизофрении.

По нашим данным, повышенные уровни IL-4 и IL-9 связаны с длительностью заболевания. Полагают, что ослабленный ответ типа 1 преобладает на ранних стадиях шизофрении, тогда как хроническое воспаление с избыточным ответом типа 2, включая высокие уровни IL-6, может преобладать на более поздних стадиях. Поскольку IL-6 также индуцирует аутоиммунные реакции на более поздних стадиях, аутоиммунный процесс может играть важную дополнительную роль [29].

Шизофрения может быть связана с дисбалансом воспалительных цитокинов, что приводит к снижению секреции цитокинов Th1 и увеличению секреции цитокинов Th2. У некоторых пациентов с шизофренией в сыворотке крови повышено количество циркулирующих провоспалительных маркеров. Отмечено, что повышенные уровни IL-2 в сыворотке связаны с повышением общего балла и оценок по подшкале общей психопатологии по PANSS [30]. Показано, что при шизофрении происходит увеличение in vivo IL-1RA, растворимых рецепторов IL-2 и IL-6 и снижение in vitro IL-2 [4]. По нашим данным, цитокиновый профиль может варьировать в зависимости от клинической картины шизофрении и особенностей антипсихотической терапии. Уровни IL-4, IL-9 и IL-10, по-видимому, отражают прогредиентность шизофрении.

IL-6 является продуктом активированных моноцитов, и некоторые авторы называют его маркером иммунного ответа типа 2, хотя он также действует как провоспалительный цитокин. Наши данные свидетельствуют, что иммунный ответ при шизофрении определяется как факторами, характеризующими заболевание (например, длительность, преобладающие симптомы), так и особенностями антипсихотической терапии. Результаты нашего исследования демонстрируют, что уровень IL-6 отражает выраженность продуктивной симптоматики при неполной ремиссии. Это соответствует данным о взаимосвязи между уровнями растворимого IL-6 в сыворотке крови и галлюцинаторно-бредовыми симптомами шизофрении [31]. Среди провоспалительных цитокинов IL-6 является ключевым в процессе активации иммунного ответа, и именно его уровень был ниже у пациентов с большей длительностью терапии, что косвенно подтверждает значение длительной поддерживающей терапии шизофрении. В нескольких исследованиях отмечается, что антипсихотическая терапия сопровождается функциональным угнетением выброса IL-6 [32]. Эти данные свидетельствуют в пользу того, что антипсихотики оказывают «угнетающее» действие на воспалительный ответ организма.

Данные о взаимосвязи антипсихотической терапии и уровня цитокинов в сыворотке крови противоречивы [33]. Было показано, что под действием антипсихотических препаратов у больных шизофренией в ЦНС и крови могут изменяться концентрации цитокинов и другие показатели иммунитета [34]. Например, на фоне лечения рисперидоном, клозапином или галоперидолом снижался уровень провоспалительных цитокинов IL-2, IL-6, IL-18, IFN-γ и TNF-α, а уровень противовоспалительного IL-10 повышался [35]. Известно, что in vitro рисперидон тормозит индуцированную IFN-γ активацию микроглии, причем полагают, что его противовоспалительное действие связано с ингибированием активации макрофагов и микроглии [35]. Остается неясным влияние длительной антипсихотической терапии на иммунитет (препараты оказывают супрессивное действие на иммунитет в тестах и краткосрочных исследованиях терапии психозов) [36]. В нашем исследовании уровни цитокинов IL-2, IL-6 и IL-10 коррелировали с дозировкой антипсихотиков.

В проведенном исследовании продемонстрировано изменение концентраций провоспалительных и противовоспалительных интерлейкинов, которые вовлечены в формирование неспецифической иммунной реакции в рамках системного воспалительного ответа организма у больных на раннем этапе шизофрении в период ремиссии. Результаты позволяют предположить, что у пациентов с первым эпизодом шизофрении активация иммунного воспаления играет значимую роль в развитии заболевания, с течением времени такая активация может стабилизироваться и связана с большей выраженностью психопатологических симптомов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.