Особенности рентгенологической картины туберкулеза органов дыхания при полиморфизме гена HLA-DRB1 в зависимости от концентрации про- и противовоспалительных цитокинов

Полный текст

Введение

В России ведется большая работа по изучению значимости HLA-системы при заболевании туберкулезом в разных этнических группах [3, 5]. Наибольшее значение при этом имеет определение антигенов локуса HLA-DR, поскольку в этом локусе располагаются гены иммуного ответа (в ч. DRB1). В электронной базе данных Huge Net содержится информация более чем о 300 генах, исследованных на предмет ассоциаций с туберкулезом, его клинико-рентгенологическими особенностями [9]. Эффективность фагоцитоза при туберкулезе зависит от многих факторов – возраста, пола, различных индивидуальных факторов риска, наследственной резистентности или, наоборот, предрасположенности к туберкулезу. Повышенные концентрации интерлейкинов 1 (IL-1), 2, -интерферонов потенцируют воспалительную реакцию, повышают сосудистую проницаемость [6]. М. Tuberculosis стимулирует продукцию мононуклеарными фагоцитами интерлейкина-, фактора некроза опухоли-α и интерлейкина-6 [10]. Многостороннее действие TNF-, INF-, IL-1, IL-4, IL-10, IL-12, IL-18 обусловливает развитие иммунных реакций [4, 7, 8]. При различных клинических формах туберкулеза характерно сочетание высокого уровня продукции IL-1 и IL-8, как при инфильтративном туберкулезе, при фиброзно-кавернозном отмечается интенсивная выработка IL-2, максимально высокие концентрации TNF-α установлены при диссеминированном туберкулезе легких, максимально низкие концентрации TNF-, IL-1 и IL-2 – при казеозной пневмонии [1, 2].

Цель – изучить особенности рентгенологической картины туберкулеза органов дыхания у пациентов с полиморфными вариантами гена HLA-DRB1 в зависимости от концентрации про- и противовоспалительных цитокинов.

Материалы и методы исследования

В условиях стационара № 1 ГБУЗ АО «Областной клинический противотуберкулезный диспансер» г. Астрахани выполнено комплексное клинико-иммуногенетическое обследование 64 пациентов с туберкулезом органов дыхания. Мужчин 43 (67,2 %), женщин 21 (32,8 %). Возраст – от 18 до 58 лет. Жителей города Астрахани было 29 (45,3 %), сельских районов области – 35 (54,7 %). Выявлено по обращаемости 38 (59,4 %) пациентов, флюорографически – 19 (29,7 %), по контакту – 7 (10,9 %). При поступлении на стационарное лечение у лиц с клиническими формами туберкулеза легких преобладал инфильтративный – 54 (74 %). Диссеминированный туберкулез легких диагностирован в 10 (15,6 %) случаях, инфильтративный – в 40 (62,5 %), кавернозный – в 3 (4,7 %) и фиброзно-кавернозный – в 11 (17,2 %). Бактериовыделение установлено в 89,5 % случаев. В работе с больными соблюдались этические принципы, предъявляемые Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (1964, 2000 гг.). От всех пациентов было получено добровольное информированное согласие на проведение научного исследования. В качестве биологического материала использовалась цельная кровь, полученная из кубитальной вены, собранная в пробирки с ЭДТА. Определение полиморфизма гена HLA-DRB1 осуществляли методом полимеразной цепной реакции, предварительно выделив ДНК из образцов крови. Концентрацию цитокинов (фактор некроза опухоли (ФНО-a), гамма-интерферрон (g-ИНФ), интерлейкин-1b (ИЛ-1b), интерлейкин-2 (ИЛ-2), интерлейкин-10 (ИЛ-10)) определяли в периферической крови до начала специфического лечения, используя наборы реагентов фирмы ЗАО «Вектор-Бест» (Россия), на базе лаборатории клинической иммунологии и фармакотерапии Научно-исследовательского института краевой инфекционной патологии, ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет». В качестве контрольных значений цитокинов использовали данные, полученные при исследовании сыворотки крови 60 доноров Областного центра переливания крови г. Астрахани. Все пациенты получали лечение согласно основным положениям приказа МЗ РФ № 951 от 29.12.2014 г. «Об утверждении методических рекомендаций по совершенствованию диагностики и лечения туберкулеза органов дыхания». Статистическую обработку результатов проводили с использованием программ Statistica для Windows 7,0, применяя методы описательной статистики (среднее значение, коэффициент корреляции, t-критерий Стьюдента).

Результаты и их обсуждение

Рентгенологическая картина туберкулеза органов дыхания пациентов с полиморфными аллелями HLA-DRB1 в генотипе в ассоциациях с концентрацией про- и противовоспалительных цитокинов представлена в табл. 1, из которой видно, что среди пациентов с объемом поражения легочной ткани туберкулезом в пределах двух сегментов концентрация ИЛ-1b у пациентов с *01, *03, *07, *08, *10, *11, *15 аллелями HLA-DRB1 не превышает нормальные значения, у больных с *04 и *13 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина незначительно повышена, тогда как у больных с *14 и *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина повышена более чем в 3 раза (r = 0,75; р = 0,019). У пациентов с распространенным туберкулезным воспалением легочной ткани, долевым, полисегментарным концентрация ИЛ-1b в пределах референсных значений установлена у больных с *01, *07 аллелями HLA-DRB1 в генотипе. Тогда как высокие показатели (более чем в 3 раза) обнаружены у пациентов с *03, *04, *11, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 (r = 0,58; р = 0,027).

Уровень ФНО-a у пациентов с инфильтрацией легочной ткани в пределах двух сегментов с полиморфными аллелями локуса HLA-DRB1 *01, * 03, *07, *08, *10, *11, *13, *15 не превышает нормальные значения, у больных с * 04, *14,*13 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина повышена более чем в 3 раза (r = 0,59; р = 0,417). У пациентов с распространенным туберкулезным поражением легочной ткани концентрация ФНО-a в пределах референсных значений установлена у больных с *01, *03, *07, *11, *13 аллелями HLA-DRB1 в генотипе. Тогда как высокие показатели (более чем в 3 раза) выявлены у пациентов с * 04, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 (r = 0,94; р = 0,001).

Концентрация g-ИНФ в сыворотке крови у пациентов с инфильтрацией легочной ткани в пределах двух сегментов с полиморфными аллелями локуса HLA-DRB1 *01, *03, *11 не превышает нормальные значения; у больных с *04, *14, *13, *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина снижена более чем в 2,5 раза, в то время как у пациентов с *07, *08, *10, *15 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина выше нормальных значений более чем в 1,5 раза (r = 0,49; р = 0,216). У пациентов с распространенным туберкулезным поражением легочной ткани концентрация g-ИНФ в пределах референсных значений установлена у больных с *01, *03, *11 аллелями HLA-DRB1 в генотипе. Ниже нормальных значений определена концентрация g-ИНФ у больных с *04, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1, а выше – у пациентов с *07 аллелью HLA-DRB1 (r = 0,72; р = 0,05).

Уровень ИЛ-2 у пациентов с поражением легочной ткани в пределах двух сегментов с полиморфными аллелями локуса HLA-DRB1 * 03, *07 не превышает нормальные значения; у больных с *01 аллелью HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина незначительно повышена, снижение концентрации ИЛ-2 не более чем в 1,5 раза установлено у больных с *08, *10, *11, *15 аллелями HLA-DRB1, а более чем в 2 раза – у больных с *04, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 (r = 0,79; р = 0,104). У пациентов с распространенным туберкулезным поражением легочной ткани концентрация ИЛ-2 в пределах референсных значений и выше таковых не установлена, тогда как низкие показатели (более чем в 1,5 раза) установлены у лиц с *01, *03, *07, *11 аллелями HLA-DRB1, максимально сниженная концентрация ИЛ-2 определена у пациентов с *04, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 (r = 0,96; р = 0,004).

Концентрация ИЛ-10 у пациентов с инфильтрацией легочной ткани в пределах двух сегментов с полиморфными аллелями локуса HLA-DRB1 *01, * 03, *07, *08, *10, *11, *14, *15 не превышает нормальные значения, у больных с * 04, *16,*13 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина снижена более чем в 2 раза (r = 0,39; р = 0,165). При распространенном туберкулезном поражении легочной ткани концентрация ИЛ-10 в пределах референсных значений установлена у больных с *01, *03, *07 аллелями HLA-DRB1 в генотипе, тогда как низкие показатели (более чем в 2,5 раза) обнаружены у пациентов с *04, *11, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 (r = 0,90; р = 0,02).

 

Таблица 1. Концентрация про- и противовоспалительных цитокинов (М ± m) у больных туберкулезом легких с разным объемом поражения легочной ткани и аллельными вариантами локуса HLA-DRB1, пг/мл

№ аллели DRB1	Инфильтрация легочной ткани
	1–2 сегмента					Более 2 сегментов
	ИЛ-1b	ИЛ-2	ИЛ-10	ФНО-a	g-ИНФ	ИЛ-1b	ИЛ-2	ИЛ-10	ФНО-a	g-ИНФ
HLA-DRB1*01 (n = 11)	0,94 ± 0,06	20,99 ± 1,71	7,31 ± 1,21	0,12 ± 0,05	11,81 ± 1,10	1,21 ± 0,02	14,81 ± 1,02	6,12 ± 0,36	0,94 ± 0,02	7,98 ± 1,25
HLA-DRB1*03 (n = 10)	4,11 ± 0,24	16,01 ± 1,01	4,07 ± 0,14	0,29 ± 0,11	9,17 ± 1,03	5,10 ± 0,03	12,11 ± 1,04	3,17 ± 0,04	1,18 ± 0,03	7,04 ± 1,01
HLA-DRB1*04 (n = 19)	5,31 ± 0,04	0,94 ± 0,13	0,99 ± 0,06	17,22 ± 1,03	3,88 ± 0,11	7,09 ± 0,78	0,19 ± 0,01	0,61 ± 0,01	18,10 ± 1,04	2,19 ± 0,21
HLA-DRB1*07 (n = 10)	1,74 ± 0,02	15,62 ± 1,02	12,21 ± 0,73	2,18 ± 0,08	18,00 ± 0,64	2,11 ± 0,03	11,93 ± 1,01	10,74 ± 0,81	4,11 ± 0,28	17,79 ± 0,86
HLA-DRB1*08 (n = 7)	3,21 ± 0,94	11,04 ± 0,03	18,14 ± 1,04	5,04 ± 0,32	19,17 ± 0,85	–	–	–	–	–
HLA-DRB1*10 (n = 8)	2,19 ± 0,25	10,15 ± 0,69	24,17 ± 1,15	1,03 ± 0,05	29,14 ± 1,03	–	–	–	–	–
HLA-DRB1*11 (n = 8)	4,71 ± 0,18	9,12 ± 1,04	3,00 ± 0,20	4,53 ± 0,51	9,10 ± 0,44	6,59 ± 0,20	8,10 ± 0,78	2,43 ± 0,34	6,00 ± 0,51	7,27 ± 0,54
HLA-DRB1*13 (n = 12)	6,11 ± 0,88	0,13 ± 0,02	1,14 ± 0,03	4,93 ± 0,01	3,97 ± 0,31	8,68 ± 0,09	0,10 ± 0,02	0,91 ± 0,04	5,11 ± 0,08	2,12 ± 0,03
HLA-DRB1*14 (n = 14)	16,94 ± 1,21	1,26 ± 0,07	3,07 ± 0,18	22,01 ± 0,98	2,99 ± 0,15	17,00 ± 1,02	0,91 ± 0,06	1,17 ± 0,10	24,00 ± 1,00	1,18 ± 0,02
HLA-DRB1*15 (n = 10)	3,12 ± 0,41	14,01 ± 1,36	8,19 ± 1,03	3,17 ± 0,38	27,08 ± 1,44	–	–	–	–	–
HLA-DRB1*16 (n = 18)	20,71 ± 1,21	2,54 ± 0,18	1,11 ± 0,04	17,00 ± 1,01	3,87 ± 0,12	21,01 ± 1,01	1,73 ± 0,09	0,61 ± 0,02	16,99 ± 0,41	1,94 ± 0,02

 

У больных туберкулезом с деструкцией легочной ткани в виде полостей распада, сформированных каверн, с *07, *08 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация ИЛ-1b не превышала нормальные значения, у больных с *04, *11, *13, *14 и *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина повышена более чем в 2,5 раза (табл. 2), тогда как у больных туберкулезом легких без деструктивных изменений с *01, *07, *08, *10, *11, *15 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина определена в диапазоне референсных значений, а у пациентов с * 03, *04, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе повышена более чем в 3 раза (r = 0,49; р = 0,039).

Уровень ФНО-a у пациентов, больных туберкулезом с деструкцией легочной ткани, с *07, *08, *11, *13 аллелями HLA-DRB1 в генотипе, концентрация ИЛ-1b не превышали нормальные значения, у больных с * 04,* 14 и * 16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина повышена более чем в 3 раза, тогда как у больных с туберкулезом легких без деструктивных изменений с *01, *03, *07, *08, *10, *11, *13, *15 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина определена в пределах нормальных значений, а у пациентов с *04, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 повышена более чем в 3 раза (r = 0,76; р = 0,153).

Концентрация g-ИНФ у пациентов с туберкулезом и распадом легочной ткани с *11 аллелью HLA-DRB1 в генотипе не превышала нормальные значения, у больных с *04, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе уровень g-ИНФ был ниже референсных значений, а у пациентов с * 07,* 08 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина имела незначительное повышение, тогда как у больных с туберкулезом легких без распада легочной ткани с *01, *03, *04, *11, *13, *15 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина определена в пределах нормальных значений; у пациентов с *07, *08, *10 аллелями HLA-DRB1 в генотипе повышена более чем в 2,5 раза и незначительно снижена у больных с *14, *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе (r = 0,81; р = 0,244). Концентрация ИЛ-2 у больных туберкулезом с распадом легочной ткани с *07, *08, *11 аллелями HLA-DRB1 в генотипе не превышала нормальные значения, у больных с *04, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе уровень ИЛ-2 был экстремально низким, тогда как у больных с туберкулезом легких без деструкции легочной ткани с *03, *07, *08, *10, *11, *15 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина определена в пределах нормальных значений, а у пациентов с *01 аллелью HLA-DRB1 в генотипе незначительно повышена и снижена более чем в 2,5 раза у больных с *04, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе (r = 0,89; р = 0,115).

Уровень ИЛ-10 у пациентов с туберкулезом и деструкцией легочной ткани с *07, *08 аллелями HLA-DRB1 в генотипе не превышал нормальные значения, у больных с * 04, *11, *13, *14 и *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина была снижена более чем в 3 раза, тогда как у больных с туберкулезом легких без распада легочной ткани с *01, *03, *07, *08, *10, *11, *14, *15 аллелями HLA-DRB1 в генотипе концентрация данного цитокина определена в пределах нормальных значений, а у пациентов с *04, *13, *16 аллелями HLA-DRB1 в генотипе снижена (r = 0,52; р = 0,048).

 

Таблица 2. Концентрация про- и противовоспалительных цитокинов (М ± m) у больных туберкулезом легких с аллельными вариантами локуса HLA-DRB1, пг/мл,в зависимости от наличия деструкции легочной ткани

№ аллели DRB1	Деструкция легочной ткани
	есть					нет
	ИЛ-1b	ИЛ-2	ИЛ-10	ФНО-a	g-ИНФ	ИЛ-1b	ИЛ-2	ИЛ-10	ФНО-a	g-ИНФ
HLA-DRB1*01 (n = 11)	–	–	–	–	–	1,29 ± 0,01	22,91 ± 2,14	7,49 ± 1,06	0,97 ± 0,04	11,84 ± 1,14
HLA-DRB1*03 (n = 10)	–	–	–	–	–	5,19 ± 0,09	16,11 ± 1,23	4,17 ± 0,54	1,19 ± 0,02	10,11 ± 1,32
HLA-DRB1*04 (n = 19)	7,14 ± 0,06	0,19 ± 0,07	0,28 ± 0,02	18,11 ± 1,09	1,71 ± 0,09	6,02 ± 0,71	1,08 ± 0,04	1,00 ± 0,02	16,02 ± 1,00	4,18 ± 0,17
HLA-DRB1*07 (n = 10)	2,11 ± 0,04	11,93 ± 1,00	10,74 ± 0,70	4,11 ± 0,07	17,79 ± 0,61	1,74 ± 0,04	15,62 ± 1,00	12,21 ± 0,74	2,18 ± 0,22	18,00 ± 0,81
HLA-DRB1*08 (n = 7)	3,18 ± 0,90	10,00 ± 0,04	16,18 ± 1,01	5,02 ± 0,30	17,29 ± 0,81	2,67 ± 0,87	11,00 ± 0,03	18,10 ± 1,03	3,60 ± 0,28	19,11 ± 0,78
HLA-DRB1*10 (n = 8)	–	–	–	–	–	2,19 ± 0,25	10,15 ± 0,69	24,17 ± 1,15	1,03 ± 0,05	29,14 ± 1,03
HLA-DRB1*11 (n = 8)	6,59 ± 0,15	8,10 ± 1,01	2,43 ± 0,17	6,00 ± 0,50	7,27 ± 0,40	4,71 ± 0,21	9,12 ± 0,84	3,00 ± 0,32	4,53 ± 0,50	9,10 ± 0,44
HLA-DRB1*13 (n = 12)	8,64 ± 0,84	0,07± 0,01	0,29 ± 0,02	5,12 ± 0,02	2,01 ± 0,28	6,36 ± 0,07	0,11 ± 0,01	1,24 ± 0,03	3,19 ± 0,08	4,00 ± 0,04
HLA-DRB1*14 (n = 14)	17,00 ± 1,18	0,34 ± 0,05	1,18 ± 0,15	24,09 ± 0,91	1,71 ± 0,14	16,69 ± 1,00	1,79 ± 0,08	3,08 ± 0,12	21,92 ± 0,95	3,01 ± 0,01
HLA-DRB1*15 (n = 10)	–	–	–	–	–	3,12 ± 0,41	14,01 ± 1,36	8,19 ± 1,03	3,17 ± 0,38	27,08 ± 1,44
HLA-DRB1*16 (n = 18)	21,01 ± 1,18	0,73 ± 0,11	0,61 ± 0,03	17,00 ± 1,01	1,92 ± 0,10	20,71 ± 1,00	2,74 ± 0,12	1,11 ± 0,04	16,14 ± 0,48	3,88 ± 0,05

 

Выводы

Проведя изучение полиморфизма гена системы HLA-DRB1 и концентрации про- и противовоспалительных цитокинов у больных туберкулезом органов дыхания, установили, что у пациентов, имеющих в гене HLA-DRB1 специфичности *01, *07, *08, *10, *15, ограниченный объем поражения легочной ткани, в большинстве случаев без деструкции, что, возможно, связано со сбалансированной выработкой про- и противовоспалительных цитокинов. Пациенты, у которых в гене HLA-DRB1 определены аллели *03, *11, тоже имеют ограниченный объем поражения легочной ткани, в большинстве случаев без деструкции. У них установлена сцепленность с незначительно повышенной концентрацией ИЛ-1b; ФНО-a, ИЛ-10, g-ИНФ – в диапазоне нормальных значений; ИЛ-2 – в низких значениях. Больные с *04, *13, *14, *16 аллелями HLA-DRB1 чаще остальных имели распространенное поражение легочной ткани, в большинстве случаев с ее распадом, где определена связь с концентрацией ИЛ-1b, ФНО-a, превышающих нормальные значения более чем в 3 раза (r = 0,88; р = 0,040), ИЛ-2, ИЛ-10, g-ИНФ – ниже нормальных значений, в концентрациях более чем в 4–5 раз (r = 0,75; р = 0,003), что характеризует дисбаланс цитокинового равновесия в сторону глубокого угнетения иммунитета.

Об авторах

Н. А. Степанова

Астраханский государственный медицинский университет; Научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: stepaniida@ya.ru

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник

Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, 121; 414011, Астрахань, Астраханская обл., ул. 2-я Загородная, 2А

Б. И. Кантемирова

Астраханский государственный медицинский университет; Научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии

Email: stepaniida@ya.ru

доктор медицинских наук, директор

Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, 121; 414011, Астрахань, Астраханская обл., ул. 2-я Загородная, 2А

Х. М. Галимзянов

Астраханский государственный медицинский университет

Email: stepaniida@ya.ru

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой инфекционных болезней, ректор

Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, 121

Список литературы

Дополнительные файлы