Study of the effectiveness of interferon gamma therapy and evaluation of its effect on the level of cytokines in patients with chronic polypous rhinosinusitis

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Background. Chronic polyposis rhinosinusitis is characterized by an immune-dependent type of polyp formation with a defect in local protective factors. The use of local immunomodulators will improve immune protection in the nasal cavity.

Aim. To study cytokine levels in nasal secretion and blood serum in patients with chronic polyposis rhinosinusitis after therapy with interferon gamma.

Material and methods. To study immunological indices, 32 patients with chronic polyposis rhinosinusitis, who were treated with intranasal interferon gamma, and 30 healthy people (control group) were examined. In the group of patients with the disease, the levels of interleukins-4, -10 and -18, tumor necrosis factor α, and secretory immunoglobulin A were determined in the nasal secretion and blood serum before treatment and 1 month after it. Statistical analysis of the results was performed using the Statistica 12.0 software package. The test for normality of distribution in the sample was carried out using the Shapiro–Wilk test. Most of the parameters did not have a normal distribution; therefore, nonparametric statistical methods were used for further analysis. The description of the results obtained in the study was carried out by calculating the median (Me) and the interquantile range in the form of the 25th and 75th percentiles (Q0.25 and Q0.75). Comparative analysis of quantitative signs in independent groups was performed according to the Mann–Whitney test, in dependent groups — using the Wilcoxon method. Differences were considered significant at p <0.05.

Results. Clinical efficacy was assessed according to a 4-point scale: excellent treatment result, good result, satisfactory and unsatisfactory. A good effect of the therapy was 78.1% (25 patients). Unsatisfactory effect was registered in 7 (21.9%) patients. After treatment, a decrease in the content of interleukin-4 (p2=0.000034), interleukin-18 (p2=0.000075), an increase in the level of interleukin-10 (p2=0.033), a decrease in the amount of secretory immunoglobulin A in the nasal secretion (p2=0.0001) took place. The levels of tumor necrosis factor α in blood serum were reduced both before treatment compared with the control group (p1=0.005) and after therapy (p2=0.000075).

Conclusion. An increase in the content of interleukin-10 in the nasal secretion and a decrease in the level of proinflammatory cytokines — interleukin-18, tumor necrosis factor α and interleukin-4 — in the blood serum after treatment with interferon gamma in patients with chronic polyposis rhinosinusitis may indicate a decrease in the activity of immune inflammation in the nasal cavity.

Full Text

Актуальность

Хронический полипозный риносинусит (ХПРС) представляет собой проблему современного общества, и по статистическим данным его распространённость у взрослого населения составляет в среднем 1–4% [1, 2]. Заболевание характеризуется непрерывным рецидивирующим течением и плохо поддаётся различным терапевтическим и хирургическим методам лечения [3].

Доказано, что среди многочисленных пусковых механизмов развития ХПРС иммунозависимый тип формирования полипов бывает доминирующим [4]. Причём иммунные нарушения в слизистой оболочке ­сопровождаются дефектом как местного, так и системного иммунитета. Неоспорим также факт наличия в носу и околоносовых пазухах хронического Th2-эозинофильного воспаления, приводящего к ремоделированию слизистой оболочки носа с формированием полипа [5]. Однако появляются данные о смешанном типе воспаления с участием Th1-типа иммунного ответа [6].

Кроме того, есть попытки деления ХПРС на фенотипы с определением эндотипов заболевания, что свидетельствует о поиске персонализированной терапии [7, 8]. Тем не менее, отсутствие до настоящего времени единой точки зрения на патогенетические механизмы формирования полипов и стандартных подходов к выбору методов лечения указанных больных затрудняет прогноз заболевания, что негативно сказывается на эффективности лечения [9].

К настоящему времени накоплен довольно значительный опыт использования различных иммуномодуляторов системного и местного действия для лечения больных ХПРС [10–12]. Однако далеко не всегда их применяют с учётом всех фенотипов и эндотипов болезни, что, разумеется, отражается на результатах лечения [13]. Считаем, что при назначении иммуномодуляторов пациентам с ХПРС следует, в первую очередь, учитывать показатели местного иммунитета и отдавать предпочтение тем препаратам, которые оказывают влияние на местный иммунитет.

В этом плане для лечения больных ХПРС был назначен отечественный препарат — интерферон гамма человеческий рекомбинантный для интраназального применения (ингарон, ООО «НПП «Фармаклон», Россия). Данный препарат обладает противовирусным и иммуностимулирующим действием. Его применяют у взрослых и детей для профилактики и лечения вирусных инфекций [14]. Как известно, вирусы обладают токсическим действием на клетки иммунной системы, а также не исключена их роль в развитии ХПРС [15].

Цель

Цель работы — изучить уровень цитокинов в назальном секрете и сыворотке крови у больных ХПРС после терапии интерфероном гамма.

Материал и методы исследования

Было проведено клиническое исследование с ноября 2020 г. по сентябрь 2021 г. на базе Пензенского института усовершенствования врачей — филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России. Под наблюдением находились 32 пациента (12 мужчин и 20 женщин) в возрасте от 19 до 71 года (средний возраст 47,6±10,5 года) с ХПРС. В качестве контрольной группы были обследованы 30 здоровых человек в возрасте от 22 до 60 лет (средний возраст 41,6±5,1 года): 11 мужчин и 19 женщин.

Диагноз ХПРС устанавливали согласно Европейским рекомендациям по лечению риносинусита и назальных полипов (EPOS 2020). Больные получали амбулаторно лечение интерфероном гамма рекомбинантного для интраназального применения по данной схеме: 2 капли в обе половины носа 3 раза в день в течение 14 дней.

Клиническую эффективность оценивали по 4-балльной шкале: отличный результат лечения, хороший результат, удовлетворительный и неудовлетворительный [16]. Оценивали следующие клинические критерии: снижение количества респираторных вирусных инфекций в течение года, восстановление обоняния, прекращение роста полипов, улучшение носового дыхания.

Иммунологические исследования были выполнены на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории Пензенского института усовершенствования врачей — филиала ­ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России.

Назальный секрет для исследования подготавливали согласно методике Ю.Н. Емелиной и соавт. [17]. Перед началом лечения у больных проводили оценку гуморальных факторов иммунной защиты — интерлейкина-18 (ИЛ-18), фактора некроза опухоли α (ФНОα), ИЛ-4, ИЛ-10 и секреторного иммуноглобулина А (SIgA) — в назальном секрете и сыворотке крови методом иммуноферментного анализа. Повторное обследование по тем же параметрам проводили через 1 мес после лечения.

Забор крови для получения сыворотки осуществляли у пациентов и здоровых людей натощак в объёме 5 мл, из кубитальной вены, в вакуумные пробирки «Vacuette» с активатором свёртывания крови. В изучаемых группах больных и контрольной группе в сыворотке крови иммуноферментным методом определяли уровни ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-18, ФНОα и SIgA (ЗАО «Вектор-Бест», Новосибирск). Для измерения концентрации цитокинов использовали иммуноферментный анализатор Stat Fax 3200, полученные величины выражали в пикограммах на миллилитр (пг/мл).

Исследование одобрено локальным этическим комитетом Пензенского института усовершенствования врачей (протокол №4 от 08.12.2020).

Статистический анализ результатов проведён с использованием пакета прикладных программ Statistica 12.0 (StatSoft Inc., США). Проверка на нормальность распределения по выборке осуществлена при помощи критерия Шапиро–Уилка. Большинство параметров не имело нормального распределения, поэтому для дальнейшего анализа применяли непараметрические методы статистики. Описание полученных в исследовании результатов производили с помощью подсчёта медианы (Ме) и интерквантильного размаха в виде 25-го и 75-го перцентилей (Q0,25 и Q0,75). Сравнительный анализ количественных признаков в независимых группах выполнен по критерию Манна–Уитни, в зависимых группах — по методу Уилкоксона. Достоверно значимыми считали различия при р <0,05.

Результаты и обсуждение

У 25 (78,1%) пациентов длительность заболевания составляла от 3 до 8 лет, при этом каждые 2 года все больные подвергались операции по поводу удаления полипов, после чего им назначали местно глюкокортикоиды, но без эффекта. У 7 (21,9%) пациентов длительность заболевания составляла от 9 до 15 лет.

Из 32 пациентов с ХПРС у 22 (68,7%) человек были коморбидные заболевания: бронхиальная астма — у 10 (31,2%) пациентов, у 6 (18,7%) она сочеталась с поллинозом, в 3 (9,4%) случаях сопровождалась непереносимостью ацетилсалициловой кислоты (аспирина), в 2 (6,2%) случаях у больных ХПРС диагностирован поллиноз, в 1 (3,1%) случае у больного была лекарственная аллергия. Лечение коморбидных заболеваний проводили согласно предписанию аллерголога-иммунолога. Наблюдение за больными с участием врача-оториноларинголога вели в течение 1 года.

На момент лечения интерфероном гамма пациенты не получали какую-либо базисную терапию. После проведённого курса лечения был отмечен хороший эффект: у 21 (65,6%) пациента произошло снижение количества простудных заболеваний в году с 5 эпизодов до 1. Также у 4 (12,5%) пациентов после курса лечения восстановилось обоняние. Следовательно, с учётом хороших результатов эффективность терапии была отмечена у 25 (78,1%) больных.

Были проанализированы 7 (21,9%) больных с неудовлетворительным результатом лечения — пациенты, у которых возник рецидив роста полипов в течение года наблюдения. Среди них 2 человека имели отягощённый анамнез — пациенты страдали бронхиальной астмой с непереносимостью ацетилсалициловой кислоты (аспирина). Кроме того, у 4 пациентов длительность заболевания составила от 9 до 15 лет. Лишь в 1 случае не было выявлено каких-либо коморбидных заболеваний, пациент постоянно занимался спортом, не был склонен к простудным заболеваниям.

Для оценки влияния терапии интерфероном гамма на уровень ключевых цитокинов (ИЛ-18, ФНОα, ИЛ-4, ИЛ-10, SIgA) в назальном секрете и сыворотке крови было проведено иммунологическое исследование по определению данных показателей у больных ХПРС до лечения и через 1 мес после лечения. Результаты обследования представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Динамика показателей цитокинов в назальном секрете и сыворотке крови у больных хроническим полипозным риносинуситом (ХПРС) в процессе проведения терапии интерфероном гамма

Показатели

Контрольная группа (n=30), Me (Q0,25–Q0,75)

Больные ХПРС до лечения (n=32), Me (Q0,25–Q0,75)

Больные ХПРС после лечения (n=32), Me (Q0,25–Q0,75)

ИЛ-18 (назальный ­секрет), пг/мл

13,75 (12,5–38,0)

14,0 (8,1–21,5)

10,1 (3,8–42,8)

ФНОα (назальный ­секрет), пг/мл

4,65 (3,65–4,85)

0,5 (0–1,4)*

р1=0,000082

1,4 (0,1–8,8)

ИЛ-4 (назальный секрет), пг/мл

2,0 (1,3–4,1)

2,45 (1,45–4,1)

1,3 (0,1–16,9)

ИЛ-10 (назальный ­секрет), пг/мл

0,05 (0,02–0,1)

1,25 (0,65–1,65)*

р1=0,0044

2,9 (1,9–8,2)**

р2=0,033

SIgA (назальный секрет), мг/мл

38,0 (20,0–56,5)

76,5 (48,5–88,5)*

р1=0,002

17,0 (14,0–23,0)**

р2=0,0001

ИЛ-18 (сыворотка), пг/мл

90,0 (81,0–97,0)

204,0 (197–235,3)*

р1=0,000032

158,3 (123,1–194,8)**

р2=0,000075

ФНОα (сыворотка), пг/мл

7,1 (5,75–13,5)

5,8 (0,7–9,9)*

р1=0,005

0,25 (0–1,2)**

р2=0,000075

ИЛ-4 (сыворотка), пг/мл

5,0 (5,0–5,15)

8,5 (4,9–21,4)*

р1=0,023

0,1 (0,05–0,15)**

р2=0,000034

ИЛ-10 (сыворотка), пг/мл

1,95 (1,8–2,3)

1,8 (0–3,4)

1,75 (1,1–2,8)

Примечание: *достоверно значимые различия при сравнении группы больных ХПРС и контрольной группы (р1); **достоверно значимые различия при сравнении групп больных до и после лечения (р2); ИЛ — интерлейкин; ФНОα — фактор некроза опухоли α; SIgA — секреторный иммуноглобулин А.

 

При сравнительном изучении в группе больных ХПРС по сравнению с контрольной группой в назальном секрете не было выявлено достоверно значимых изменений показателей ИЛ-18, как до, так и после лечения. Достоверное снижение было получено по содержанию ФНОα в назальном секрете у больных до лечения, уровень которого составил 0,5 (0–1,4) пг⁄мл по сравнению с показателями в контрольной группе — 4,65 (3,65–4,85) пг⁄мл (p1=0,000082). После лечения показатель хотя и увеличился, но остался значительно ниже нормы — 1,4 (0,1–8,8) пг⁄мл. Данное снижение провоспалительного цитокина ФНОα после лечения может свидетельствовать о снижении местного воспаления под действием лечения.

Анализ показателей ИЛ-4 в назальном секрете не показал достоверных различий в исследуемых группах. Достоверные отличия были получены по уровню ИЛ-10 у больных ХПРС в назальном секрете: содержание было повышено и составляло 1,25 (0,65–1,65) пг/мл по сравнению с данными контрольной группы — 0,05 (0,02–0,1) пг/мл (p1=0,0044). После лечения произошло дальнейшее повышение показателя до 2,9 (1,9–8,2) пг/мл по сравнению с данными до лечения (р2=0,033). Известно, что ИЛ-10 служит основным цитокином регуляторных клеток Th1, которые формируются в ходе иммунного ответа на периферии. Доказано, что они обладают супрессорными свойствами, обеспечивая поддержание иммунологической толерантности в организме [18].

Содержание SIgA в назальном секрете было повышено у пациентов с ХПРС до лечения по сравнению с контрольной группой и составляло 76,5 (48,5–88,5) мг/мл (p1=0,002), однако после лечения показатели SIgA снизились и составили 17,0 (14,0–23,0) мг/мл (р2=0,0001), что может указывать на снижение воспалительного и аллергического процесса.

Результаты исследования ИЛ-18, ФНОα, ИЛ-4 и ИЛ-10 в сыворотке крови в изучаемых группах были следующие. Установлено повышение количества ИЛ-18 у больных ХПРС до лечения — 204,0 (197–235,3) пг/мл по сравнению с 90,0 (81,0–97,0) пг/мл в контрольной группе (p1=0,000032). После лечения данный показатель снизился и составил 158,3 (123,1–194,8) пг/мл (р2=0,000075). Известно, что ИЛ-18 входит в семейство ИЛ-1 и выполняет провоспалительные функции [18]. Следовательно, снижение показателей ИЛ-18 можно рассматривать как результат снижения воспалительного процесса в целом после лечения.

Результаты исследований по показателям ФНОα в сыворотке крови были снижены до лечения и составили 5,8 (0,7–9,9) пг/мл по сравнению с контрольной группой (р1=0,005). После лечения отмечено дальнейшее снижение уровня ФНОα, он составил 0,25 (0–1,2) пг/мл по сравнению с 5,8 (0,7–9,9) пг/мл до лечения (р2=0,000075).

По ИЛ-4 было выявлено повышение его показателей у больных ХПРС до 8,5 (4,9–21,4) пг/мл по сравнению с контрольной группой — 5,0 (5,0–5,15) пг/мл (p1=0,023). После лечения произошло снижение содержания ИЛ-4 до 0,1 (0,05–0,15) пг/мл, по сравнению с больными до лечения (р2=0,000034). Учитывая тот факт, что ИЛ-4 продуцируется Th2-типом Т-клеток, участвующих в запуске аллергического процесса [18], можно предположить, что под влиянием лечения интерфероном гамма произошло снижение аллергического воспаления.

В настоящее время продолжается наблюдение за больными с целью изучения у них длительности ремиссии и необходимости проведения дополнительных курсов иммунотерапии.

Выводы

  1. Клиническая эффективность лечения интерфероном гамма для интраназального применения с учётом хороших результатов была отмечена у 25 (78,1%) больных.
  2. Неудовлетворительный эффект терапии был отмечен у 7 (21,9%) пациентов с бронхиальной астмой в сочетании с непереносимостью ацетилсалициловой кислоты (аспирина) в анамнезе и длительностью заболевания от 9 до 15 лет.
  3. Повышение показателей интерлейкина-10 и снижение количества секреторного иммуноглобулина A в назальном секрете после лечения интерфероном гамма у пациентов с хроническим полипозным риносинуситом может свидетельствовать об уменьшении уровня маркёров активации и иммунного воспаления в полости носа.
  4. Уменьшение содержания провоспалительных цитокинов (интерлейкина-18, фактора некроза опухоли α и интерлейкина-4) в сыворотке крови может указывать на снижение воспалительного и аллергического процессов в целом после лечения.

 

Участие авторов. Н.И.Б. — концепция и дизайн исследования, проведение исследования, написание текста, обзор литературы; Л.А.А. — анализ полученных данных, написание текста, обзор литературы; Н.А.Ш. и Б.А.М. — отбор больных на лечение, назначение иммунотерапии.
Источник финансирования. Исследование выполнено при финансовой поддержке государственного задания «Персонализированная диагностика и лечение пациентов с хроническим риносинуситом, ассоциированных коморбидной патологией на основе молекулярно-генетических и иммунологических биомаркёров», номер регистрации АААА-А20-120031090059-8 от 10.03.2020.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

×

About the authors

Nadezhda I. Baranova

Penza Institute for Postgraduate Medical Education, branch of the Russian Medical Academy of Continuing Professional Education

Email: baranova.nadezhda.2014@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2991-0898

D. Sci. (Biol.), Prof., Head, Central Research Laboratory

Russian Federation, Penza, Russia

Lyudmila A. Ashchina

Penza Institute for Postgraduate Medical Education, branch of the Russian Medical Academy of Continuing Professional Education

Author for correspondence.
Email: pushino2008@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4445-5619

Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher, Central Research Laboratory

Russian Federation, Penza, Russia

Natalia A. Shkurova

Penza Institute for Postgraduate Medical Education, branch of the Russian Medical Academy of Continuing Professional Education; Clinical Hospital No. 6 named after G.A. Zakharyin

Email: lor-dr@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0434-1972

M.D.; Assistant, Depart. of Otorhinolaryngology and Surdology-Otorhinolaryngology

Russian Federation, Penza, Russia; Penza, Russia

Boris A. Molotilov

Penza Institute for Postgraduate Medical Education, branch of the Russian Medical Academy of Continuing Professional Education

Email: borismolotilov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4129-2815

M.D., D. Sci. (Med.), Prof., Head of Depart., Depart. of Allergology and Immunology

Russian Federation, Penza, Russia

References

  1. Xu M, Chen D, Zhou H, Zhang W, Xu J, Chen L. The role of periostin in the occurrence and progression of eosi¬nophilic chronic sinusitis with nasal polyps. Sci Rep. 2017;7(1):9479. doi: 10.1038/s41598-017-08375-2.
  2. McCormick JP, Thompson HM, Cho DY, Woodworth BA, Grayson JW. Phenotypes in chronic rhinosinusitis. Curr Allergy Asthma Rep. 2020;20(7):20. doi: 10.1007/s11882-020-00916-6.
  3. Mokronosova MA. Triggering factors of chronic rhinosinusitis with nasal polyposis. Russian journal of allergy. 2011;(1):25–31. (In Russ.)
  4. Savlevich EL, Kurbacheva OM, Egorov VI, Dyneva ME, Shilovskiy IP, Khaitov MR. Gene expression levels of cytokines in different phenotypes of CRSwNP. Vestnik otorinolaringologii. 2019;84(6):42–47. (In Russ.) doi: 10.17116/otorino20198406142.
  5. Koennecke M, Klimek L, Mulloj J, Gevaert P, Wollenberg B. Subtyping of polyposis nasi: phenotypes, endotypes and comorbidities. Allergo J Int. 2018;27(2):56–65. doi: 10.1007/s40629-017-0048-5.
  6. Kozlov VS, Savlevich EL. Chro¬nic rhinosinusitis with nasal polyps. The recent trend in the studies of the pathogenesis, diagnosis and treatment of this disease. Vestnik otorinolaringologii. 2015;(4):95–99. (In Russ.) doi: 10.17116/otorino201580495-99.
  7. Brescia G, Zanotti C, Parrino D, Barion U, Mario¬ni G. Nasal polyposis pathophysiology: Endotype and phenotype open issues. Am J Otolaringol. 2018;39(4):441–444. doi: 10.1016/j.amjoto.2018.03.020.
  8. Koennecke M, Böscke R, Pfannerstill AC, Reers S, Elsner M, Fell B, Richter A, Bruchhage KL, Schumann S, Pries R. Neuronal differentiation capability of nasal polips of chronic rhinosinusitis. Arch Immunol Ther Exp. 2017;65(5):431–443.doi: 10.1007/s00005-017-0456-8.
  9. Krivopalov AA. Rhinosinusitis: Definitions, classifications, etiology and epidemiology (А review of literature). Rossiyskaya rinologiya. 2016;24(2):39–45. (In Russ.) doi: 10.17116/rosrino201624239-45.
  10. Ryazantsev SV, Budkovaya MA. Current view of the treatment of chronic rhinosinusitis with nasal polyps. Rossiyskaya rinologiya. 2017;25(1):54–59. (In Russ.) doi: 10.17116/rosrino201725154-59.
  11. Savlevich EL, Kurbacheva OM, Shachnev KN. The expediency of the application of the immunomodulatory medications for the treatment of chronic rhinosinusitis with nasal polyps. Rossiyskaya rinologiya. 2018;26(3):41–46. (In Russ.) doi: 10.17116/rosrino20182603141.
  12. Gevaert P, Omachi TA, Corren J, Mullol J, Han J, Lee SE. Efficacy and safety of omalizumab in nasal poly¬posis: 2 randomized phase 3 trials. J Allergy Clin Immunol. 2020;146(3):595–605. doi: 10.1016/j.jaci.2020.05.032.
  13. Stagnieva IV, Simbirtsev AS. Immunotherapy efficiency in rhinosinusitis patients. Meditsinskaya immunologiya. 2015;17(5):423–430. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-2015-5-423-430.
  14. Kuznetsova LV, Babadzhan VD, Kravchun PG, Elizarova TA, Shulyak MA, Sheykh Sadzhade Mokhammad Reza, Piletskiy AM., Litus VI, Nazarenko AP, Romanyuk LI, Bezdetko TV, Zaykov SV, Kurchenko AI, Osipova LS, Khomenko IM, Nazar OV, Kuznetsov AG, Bondarenko TN. Sovremennye predstavleniya ob etiologii i patogeneze polipoznykh rinosinusitov, protekayushchikh na fone kruglogodichnogo allergicheskogo rinita. (Modern ideas about the etio¬logy and pathogenesis of polypous rhinosinusitis occurring against the background of year-round allergic rhinitis.) Kiev: Aktavis Ukraina; 2015. 94 p. (In Russ.)
  15. Bohman A, Oscarsson M, Holmberg K, Johansson L, Millqvist E, Nasic S, Bende M. Relative frequencies of symptoms and risk factors among patients with chro¬nic rhinosinusitis with nasal polyps using a case-control study. Acta Otolaryngol. 2018;138(1):46–49. doi: 10.1080/00016489.2017.1366052.
  16. Sepiashvili RI. From immunotherapy to personalized targeted immunomodulatory therapy and immunorehabilitation. Allergologiya i immunologiya. 2015;16(4):323–327. (In Russ.)
  17. Emelina YuN, Zurochka AV. Cytokine profile of nasal secretions in children with combined forms of pollinosis. Tsitokiny i vospalenie. 2016;15(1):81–85. (In Russ.)
  18. Simbirtsev AS. Sitokiny v patogeneze i lechenii zabolevaniy cheloveka. (Cytokines in the pathogenesis and treatment of human diseases.) SPb.: Foliant. 2018. 512 p. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

© 2022 Eco-Vector