Diagnostic value of disorders in the innate immune system in patients with microbial eczema

Abstract

Full Text

Микробная экзема наблюдается у 12-27% больных экземой и является наиболее распространенной клинической формой после истинной экземы. Отмечающийся в последние десятилетия рост частоты тяжелых, хронических форм микробной экземы, склонных к рецидивированию, обусловлен нарушением иммунологической реактивности вследствие длительного персистирования микробных аллергенов. Поэтому на современном этапе изучение патогенеза микробной экземы акцентируется на определении роли иммунной системы, изучении функционирования клеточных и молекулярных механизмов врожденного иммунитета. Цель исследования: выявление особенностей экспрессии TLRs, синтеза антимикробных пептидов и цитокинового профиля у больных микробной экземой. Материалы и методы. Изучение экспрессии TLRs на мононуклеарных лейкоцитах периферической крови и на клетках кожи проводили методом проточной цитометрии с применением мАТ к TLR2, TLR3, TLR4, TLR7, TLR8, TLR9 (“Caltag Laboratories”, США) с помощью проточного цитометра FC-500 (“Beckman Culter”, США). Определение уровней экспрессии генов TLRs и цитокинов в биоптатах определяли с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Определение концентрации а-дефенсинов HNP1-3 и лактоферрина в сыворотке крови определяли c помощью твердофазной ИФА тест-системы (HNP1-3, LF, Elisa Kit, “Hycult Biotech”, Нидерланды; SerazymR Human IgA, IgM, Германия). Определение содержания цитокинов в сыворотках/плазме крови больных проводили методом твердофазного ИФА с использованием тест- систем фирмы “Biosource” (Австрия). Результаты. Под наблюдением находились 126 пациентов с микробной экземой: 48 больных с типичным вариантом дерматоза, 54 - нумулярной экземой, 11 - варикозной экземой, 5 - паратравматической, 4 - сикозиформной, 4 больных - экземой сосков. Группа больных микробной экземой в целом характеризовалась повышенными уровнями экспрессии TLR4 на МЛПК (11,51 ± 3,57%), что указывает на наличие инфекционных агентов и распознавание ЛПС грамотрицательных бактерий. Однако при высокой тяжести течения микробной экземы отмечено выраженное снижение экспрессии TLR2, TLR4 (до 2,56 ± 0,22 и 2,92 ± 0,19)% и TLR9 на клетках крови (4,85 ± 1,27)%, что может приводить к нарушению распознавания пептидо- гликанов, липопротеинов бактериальной клеточной стенки, ЛПС грамотрицательных бактерий, липотейхоевых кислот грамположительных бактерий, неметилированных CpG-мотивов бактериальной ДНК, а также дрожжеподобных грибов. Выявлена обратная корреляционная связь между тяжестью микробной экземы и уровнями экспрессии TLR2 (г = -0,592), TLR4 (г = -0,612) и TLR9 (г = -0,781) на клетках крови (р < 0,05), что указывает на важную роль нарушений в системе врожденного распознавания патоген-ассоциированных молекулярных структур в формировании тяжелых рецидивирующих форм микробной экземы. В очагах микробной экземы выявлена повышенная экспрессия TLR2 (4,5 ± 0,9)% и TLR4 (5 ± 1,3)%, а также TLR7, TLR8 и TLR9 на клетках кожи (12 ± 1,7%, 12,5 ± 2,8% и 9,5 ± 1,1% соответственно) по сравнению с группой здоровых лиц (1,6 ± 0,3%; 1,9 ± 0,7%; 3,3 ± 1,1%; 3,7 ± 1,9%; 1,4 ± 1,1% соответственно). Надо отметить, что уровни экспрессии TLR2 и TLR9 на клетках кожи из очагов были сопоставимы с уровнями экспрессии этих рецепторов на клетках крови. Для острого течения микробной экземы были характерны наиболее высокие уровни экспрессии TLR2, TLR4, TLR9, в то время как при длительном хроническом течении дерматоза в очагах зарегистрированы наиболее высокие уровни экспрессии TLR8. У больных микробной экземой выявлена высокая прямая корреляционная связь между длительностью заболевания и экспрессией TLR8 на клетках кожи. Вероятно, гиперэкспрессия TLR8 в коже отражает хронизацию воспалительного процесса. В результате изучения уровней экспрессии генов TLR2, TLR4, TLR6, TLR7, TLR8, TLR9 клетками кожи в очагах микробной экземы выявлена наиболее выраженная экспрессия TLR6 (0,012 ± 0,02) усл.ед., TLR7 (0,122 ± 0,149) усл.ед., TLR9 (0,051 ± 0,012) усл.ед., причем максимальные уровни TLR6 и TLR9 экспрессировались у больных нумулярной и паратравматической формами экземы, что указывает на распознавание в очагах у этой группы больных пептидогликанов, зимозана и неметилированных CpG-мотивов бактериальной ДНК. Выявленное увеличение экспрессии TLR2 и гена TLR2 на клетках кожи в очагах микробной экземы может быть связано с прямым действием патогенов или быть следствием действия провос- палительных цитокинов, продуцируемых в ответ на инфекционные лиганды. Полученные данные указывают на индукцию воспалительной реакции в коже в области очагов, что обеспечивает защиту от патогенов. Выявлена обратная корреляционная связь между экспрессией гена TLR2 в очагах у больных микробной экземой и степенью тяжести дерматоза. При анализе дополнительных показателей было выявлено, что минимальные значения экспрессии гена TLR2 наблюдались в случаях хронических форм микробной экземы с высокой степенью тяжести. Определение а-дефенсинов HNP1-3 и лак- тоферрина в сыворотке периферической крови показало снижение концентрации антимикробных пептидов у больных микробной экземой (20,11 ± 2,81) нг/мл и (52,7 ± 5,01) нг/мл по сравнению с группой здоровых доноров (43,14 ± 2,98) и (208,5 ± 12,4) нг/мл соответственно, что указывает на недостаточную активацию гуморальных компонентов врожденного иммунитета на системном уровне при микробной экземе. Выявленная высокая обратная корреляционная зависимость между длительностью заболевания и уровнями антимикробных пептидов в сыворотке крови, а также между тяжестью течения экзематозного процесса и сывороточными уровнями антимикробных пептидов позволяет указать на прогностическую роль снижения уровней антимикробных пептидов у больных микробной экземой. Важнейшими факторами клеточного взаимодействия являются цитокины, участвующие в регуляции защитных реакций организма. Изучение цитокинового профиля у больных микробной экземой выявило повышенную продукцию провос- палительного IL-1P (21,3 ± 4,4) пг/мл, противовоспалительного IL-4 (19,8 ± 2,6) пг/мл на фоне сниженных значений IL-10 (8,6 ± 4,2) пг/мл по сравнению с группой здоровых лиц (12 ± 3,1; 11 ± 4,3; 16,1 ± 2,8) пг/мл соответственно. В результате проведения корреляционного анализа выявили высокую прямую связь между тяжестью микробной экземы и уровнем IL-4 в сыворотке крови (г = 0,672; р < 0,05). Анализ полученных данных о повышении уровня противовоспалительного IL-4 позволяет предполагать у больных микробной экземой активацию Т-лимфоцитов по Th-2 пути. Повышенное содержание IL-1P, вероятно объясняется наличием бактериальной контаминации у больных микробной экземой, что можно также рассматривать в качестве факторов, способствующих либерации гистамина из тучных клеток и базофилов. Результаты определения экспрессии генов отдельных цитокинов в клетках кожи в очагах микробной экземы показали значительное снижение экспрессии генов GM-CSF2 (0,0007 ± 0,0005) усл.ед. и TNFa (0,001 ± 0,001) усл.ед. по сравнению с группой здоровых лиц (0,002 ± 0,002 усл.ед. и 0,014 ± 0,04 усл.ед. соответственно) в 2,8 и 14 раз соответственно. GM-CSF оказывает иммуномодулирующий эффект, включающий активацию и усиление множества функций нейтрофилов, моноцитов, макрофагов и ДК, индуцирует клеточный и гуморальный иммунный ответ с усилением защитных механизмов хозяина против широкого спектра микроорганизмов. Исходя из вышесказанного, снижение экспрессии гранулоцитарно- макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF) у больных микробной экземой отражает снижение активации защитных механизмов хозяина против широкого спектра патогенов. Таким образом, возможно, с одной стороны, в процессе хронизации кожного процесса при микробной экземе происходит нарушение распознавания компонентов микробных клеток PRRs, что приводит к формированию тяжелых рецидивирующих форм. С другой стороны, нарушение врожденного распознавания TLRs различных лигандов способствует прогрессированию инфекционного процесса и формированию хронических затяжных форм микробной экземы. Низкие уровни экспрессии TLR2, TLR4 и TLR9 не включают защитные механизмы врожденного иммунитета, такие как выработка противомикробных пептидов, провоспалительных цитокинов и другие, что может способствовать развитию тяжелого патологического процесса. Заключение. Развитие микробной экземы происходит на фоне выраженных нарушений функционирования врожденного иммунитета. С целью прогнозирования характера течения микробной экземы целесообразно определение уровней экспрессии TLR2, TLR4, TLR7, TLR8, TLR9 на МЛПК и клетках кожи в очагах, изучение уровней антимикробныхпептидов и цитокиновогопрофиля. Учитывая выявленные у больных микробной экземой нарушения иммунного ответа на фоне бактериальной колонизации, разработка эффективных лечебно-профилактических мероприятий с учетом особенностей функционирования иммунной системы наряду с санацией хронических очагов инфекции и снижением сенсибилизации является актуальной задачей повышения качества оказания медицинской помощи больным микробной экземой и решения вопроса снижения заболеваемости этим дерматозом.