PREDICTING THE RISKS OF MANIFESTATION OF CMV-INFECTIONIN TRANSPLANTATION OF THE ALLOGENEIC KIDNEY ON THE BASIS OF MATHEMATICAL MODELINGOF THE RECIPIENTS’S IMMUNE SYSTEM

Full Text

Цитомегаловирусная (ЦМВ) инфекция является одним из основных инфекционных осложнений при трансплантации почки [1, 7]. Несмотря на достижения в лабораторной диагностике ЦМВ-инфекции и возможность проведения превентивной противовирусной терапии, у реципиентов часто возникают случаи манифестации ЦМВ-инфекций в постоперационном периоде. [5, 6]. Учитывая, что ЦМВ-инфекция повышает риски отторжения трансплантата и смерти реципиента [4], а также высокую стоимость современных противовирусных препаратов, является актуальным поиск персонифицированных подходов для разработки превентивных стратегий на основе объективной оценки состояния иммунной системы пациента с применением математического моделирования. Цель исследования: разработка математической модели состояния иммунной системы реципиентов для прогнозирования рисков манифестации ЦМВ-инфекции в раннем и промежуточном постоперационном периодах после трансплантации аллогенной почки. Для реализации цели была проведена оценка особенностей клинико-иммунологического статуса реципиентов почечного трансплантата с ЦМВ-инфекцией до операции и в течение 2-х месяцев после трансплантации с последующим проведением системного многофакторного анализа с математическим моделированием, выявлены диагностические и прогностические маркеры риска манифестации ЦМВ-инфекции, построена рабочая математическая модель. Материалы и методы В ходе выполнения работы были проанализированы истории болезней 340 пар донор-реципиентов Самарского центра трансплантации органов и тканей, а также результаты дополнительных иммунологических исследований, проведённых на базе института экспериментальной медицины и биотехнологий в период 2006-2015 гг. Всем реципиентам были проведены стандартные клинико-лабораторные исследования, включающие и HLA-типирование по A, B, DRB1-локусам. Дополнительные иммунологические исследования осуществлялись непосредственно перед трансплантацией, а также через 1, 3, 7, 14 и 21 сутки после операции. Анализировали относительное и абсолютное содержание CD3+CD4+,CD3+CD8+,CD3-CD16+56+, CD3+CD16+56+,CD19+,CD3+CD25+,CD3+CD95+,CD3+HLA-DR+ лимфоцитов и HLA-DR+моноцитов методом лазерной проточной цитофлюориметрии на проточном цитометре Becton Dickinson FACS Calibur (США). Уровень цитокинов ИЛ-1β, ИЛ-6 и хемокина МСР-1 в сыворотке крови определяли методом ИФА (тест-системы Вектор Бест, Россия). Статистическую обработку полученных количественных данных проводили с помощью стандартного пакета прикладных статистических программ Microsoft Office-Excel 7.0, Statistika 6.0. Для оценки общей направленности изменения активности иммунной системы реципиентов аллопочки в зависимости от манифестации ЦМВ-инфекции в постоперационном периоде был проведён системный многофакторный анализ с расчётом интегральных показателей, оценкой весовых коэффициентов и построением математических моделей по методике Б.А. Углова и соавт. [3], адаптированной для Excel. Результаты и их обсуждение В исследование были включены реципиенты аллогенной трупной почки, средний возраст которых составил 37,8±9,5 лет. Специфические IgG-антитела к ЦМВ перед трансплантацией выявлялись у 88,3% реципиентов, 10,9% из них были позитивными по ЦМВ-IgM без клинических проявлений. В сыворотке крови состоявшихся доноров ЦМВ-IgM не выявлялись, а IgG-антитела к ЦМВ присутствовали в 99% случаев. Клинические признаки ЦМВ-инфекции в первые 2 месяца нахождения в стационаре после трансплантации были зарегистрированы у 23,6% реципиентов. Оценка иммунного статуса больных в терминальной стадии хронической почечной недостаточности (ТПХН) непосредственно перед трансплантацией аллогенной почки и в динамике после операции показала, что развитие ТПХН сопровождается статистически значимым (р < 0,001), по сравнению с группой здоровых доноров, повышением содержания лейкоцитов в крови (7,11±0,3 кл.х109/л), снижением доли лимфоцитов (24,7±1,06%), при их увеличенном абсолютном содержании (1,8±0,1 кл.х109/л). При этом не выявлено изменений в относительном содержании В-лимфоцитов, зрелых Т-лимфоцитов и их субпопуляций, отмечено снижение (р<0,01) абсолютного содержания зрелых Т-лимфоцитов (до 1,39±0,09 кл.х109/л) в крови. Относительное и абсолютное содержание натуральных киллеров по сравнению с группой здоровых доноров снижено (р< 0,001) до 12,6±0,98% и 0,25±0,03 кл.х109/л соответственно. Соотношение CD3+CD4+/ CD3+CD8+ не претерпевало изменений. Для реципиентов с анти ЦМВ IgM было характерно увеличение содержания Т-лимфоцитов с функцией натуральных киллеров (CD3+CD16+56+-клетки). Анализ изменения уровней цитокинов и хемокинов в сыворотке пациентов с ТПХН, получающих заместительную почечную терапию в виде диализа (таб. 1), выявил, что у пациентов с ТПХН уровень МСР-1 в моче коррелирует с уровнями креатинина и мочевины в сыворотке крови (связь сильная, положительная, r=0,7, р<0,001). При сравнительном анализе изменения иммунного статуса реципиентов в первые три недели после трансплантации были выявлены значительные отличия у пациентов в зависимости от наличия или отсутствия манифестации ЦМВ-инфекции в постоперационном периоде (рис.1). Для оценки общей направленности изменения активности иммунной системы реципиентов аллогенной почки в зависимости от манифестации ЦМВ-инфекции в раннем и промежуточном постоперационном периоде нами был проведён системный многофакторный анализ с расчётом интегральных показателей, оценкой весовых коэффициентов и построением математических моделей. Анализ математических моделей выявил наличие выраженных изменений со стороны иммунной системы реципиентов с волнообразными отклонениями интегральных покзателей на 3-и, 7-е, 14-е и 21-е сутки после трансплантации аллопочки (рис. 2). Максимальное отклонение интегральных показателей от нормы и отсутствие нормализации общего состояния иммунной системы наблюдались у пациентов с последующей манифестацией ЦМВ-инфекции во все сроки наблюдения. Ранее нами было показано [2], что с проявления ЦМВ-инфекции у реципиентов аллопочки в постоперационном периоде выявлена положительная ассоциация для В49(21), В55, 56(22), В35, В41, DRB1*08 и DRB1*15 антигенов. Оказалось, что наибольшие отклонения от нормативных показателей наблюдались у реципиентов-носителей данных антигенов (аллелей генов). С целью получения рабочей математической модели для использования в клинической практике в качестве иммунологического алгоритма прогнозирования рисков развития ЦМВ-инфекции нами был проведён расчёт интегральных показателей иммунной системы с учётом иммунологических параметров, имеющих наибольшие значения весовых коэффициентов в конкретные сроки наблюдения (таб. 2). Для определения группы риска в рабочую модель подставляются значения единичного показателя обследуемого пациента, рассчитывается интегральный показатель и определяется группа риска по максимальному приближению к диагностическим значениям интегральных показателей системы. Реципиентам данной группы рекомендуется увеличить кратность лабораторных обследований на ЦМВ-инфекцию. В случае носительства генов HLA, ассоциированных с высоким риском развития ЦМВ-инфекции, рекомендуется обязательная превентивная противовирусная терапия. В целом, комплексная, на основе системного многофакторного анализа, сравнительная оценка состояния иммунной системы больных ТПХН до и после трансплантации аллогенной почки выявила особенности реагирования иммунной системы на трансплантацию и иммуносупрессивную терапию у реципиентов с развившейся в дальнейшем ЦМВ-инфекцией. Анализ весовых показателей конкретных клинико-иммунологических параметров выявил наиболее значимые из них в различные сроки наблюдения. Это, прежде всего, содержание минорных популяций лимфоцитов и наличие активационных антигенов на поверхности клеток, а также уровень моноцитов, экспрессирующих молекулы HLA-DR и содержание МСР-1 в моче. Рабочая математическая модель состояния иммунной системы реципиента позволяет сократить до оптимального количество иммунологических исследований в конкретный срок наблюдения и прогнозировать риски развития ЦМВ-инфекции у конкретного реципиента в раннем и промежуточном постоперационном периоде. Всё это способствует своевременному персонифицированному назначению превентивной противовирусной терапии и улучшает результаты трансплантации почки.

About the authors

A A AVDEEVA

Email: alevtina-a@mail.ru

V V BOGUSH

Email: bog.vanda@mail.ru

E V PARABINA

Email: parabinaev@mail.ru

References

Supplementary files