Введение
Воспаление играет важнейшую роль в возникновении и прогрессировании многих хронических состояний, таких как атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания и их осложнения, хронические поражения почек, легких, развитие сахарного диабета 2-го типа и др. [1—3]. При этом основными воспалительными биомолекулами являются цитокины и хемокины. Цитокины — это продуцируемые клетками молекулы, осуществляющие регуляцию межклеточных и межсистемных взаимодействий, определяющие выживаемость, стимуляцию/ингибирование их роста, дифференцировку, функциональную активацию и апоптоз клеток. Большинство цитокинов является молекулами локального (паракринного) действия. Способность регулировать перечисленные функции обусловлена тем, что после взаимодействия цитокинов с комплементарными рецепторами на поверхности клеток сигнал через элементы внутриклеточной трансдукции передается в ядро, где активируются соответствующие гены. Белки, продукты активированных цитокинами генов, синтезируются клетками и регулируют перечисленные выше процессы. Классификация цитокинов чаще всего проводится по их механизму действия с разделением их на провоспалительные (инициирующие воспалительный ответ), противовоспалительные (регулируют специфические иммунные реакции и ограничивают развитие воспаления). Хемокины являются членами суперсемейства G-протеиновых рецепторов, которые играют важную роль в качестве мощных хемоаттрактантов для активации и рекрутирования лейкоцитов. Хемокины и их рецепторы регулируют тканеспецифический и избирательный перенос иммунных клеток и удержание лейкоцитов в очаге воспаления, что способствует развитию и прогрессированию заболевания. Актуальным является накопление данных о ключевой роли цитокинов и хемокинов в развитии воспалительных реакций при различных терапевтических заболеваниях. Это, возможно, позволит разработать терапевтические стратегии, нацеленные на ослабление механизмов развития некоторых заболеваний путем ингибирования тех провоспалительных хемокинов и цитокинов, которые ассоциируются с их патогенезом, а также на стимуляцию тех противовоспалительных цитокинов, которые сопутствуют замедлению процесса формирования этих болезней.
Следует отметить, что в работе выявлена лишь некоторая ассоциация между повышенным уровнем ряда цитокинов и частотой выявления отдельных терапевтических заболеваний, а не прямое влияние цитокинов на их патогенез.
Цель исследования — изучить распространенность терапевтических заболеваний у молодых людей трудоспособного и детородного возраста в зависимости от уровней некоторых цитокинов/хемокинов.
Материал и методы
Исследование проведено на базе популяционной выборки жителей Новосибирска (возраст 25—44 года), сформированной в период 2013—2017 гг. в НИИ терапии и профилактической медицины — филиале ФГБНУ «ИЦИГ СО РАН». Для построения выборки использована база Территориального фонда обязательного медицинского страхования Новосибирской области, из которой с помощью генератора случайных чисел отобраны лица обоих полов в возрасте 25—44 лет. За весь период в рамках одномоментного популяционного скрининга обследованы 1512 человек, забран биологический материал, создана база данных. Все пациенты подписали информированное добровольное согласие на обследование и обработку персональных данных. Исследование одобрено локальным Этическим комитетом (протокол № 16 от 26.11.2019). В данное исследование включены 1340 человек (618 мужчин, 720 женщин) — все лица, у которых на момент проведения исследования в биоколлекции НИИ терапии и профилактической медицины — филиала ФГБНУ «ИЦИГ СО РАН» имелись образцы биологического материала. Два человека не заполнили анкету, включающую демографические и социальные данные, но их сыворотка крови включена в работу.
Клиническое обследование пациентов проводили в НИИ терапии и профилактической медицины — филиале ФГБНУ «ИЦИГ СО РАН». В программу обследования входили сбор демографических и социальных данных, опрос о привычке курения, двукратное измерение уровня артериального давления (АД), спирометрия, антропометрия (измерение роста, массы тела, окружности талии (ОТ), окружности бедер (ОБ)), функциональные методы обследования и др.
В сыворотке крови определяли содержание общего холестерина (ХС), триглицеридов, ХС липопротеинов высокой плотности (ХС ЛВП) и глюкозы энзиматическим методом с использованием набора реагентов (Thermo Fisher Scientific Oy, Финляндия) на биохимическом анализаторе Konelab Prime 30i (Thermo Fisher Scientific Oy, Финляндия). Вычисление значений концентрации ХС липопротеинов низкой плотности (ХС ЛНП) проводили по формуле Фридвальда. Пересчет уровня глюкозы сыворотки крови в уровень глюкозы плазмы крови натощак (ГПН) осуществлялся по формуле (EASD, 2005 г.):
ГПН (ммоль/л) = –0,137+1,047· ·глюкоза сыворотки (ммоль/л).
Методом мультиплексного анализа с использованием наборов реагентов Human Metabolic Hormone V3 (США) и Human Adipokine Panel 1 (США) на проточном флуориметре Luminex MAGPIX (Luminex Corporation, США) определяли уровни интерлейкина-6 (ИЛ-6), фактора некроза опухоли альфа (ФНО-α), моноцитарного хемотаксического протеина-1 (MCP-1). Концентрации выражены в пг/мл.
ГиперХС ЛНП устанавливали при уровне ХС ЛНП >3,0 ммоль/л [4]. Диагноз «ишемическая болезнь сердца» (ИБС) устанавливали по эпидемиологическим критериям («Определенная ИБС») при наличии перенесенного крупноочагового инфаркта миокарда (ЭКГ), стенокардии напряжения (опросник Роуза), ишемических изменений на ЭКГ без гипертрофии левого желудочка, нарушения ритма и проводимости (ЭКГ). Сахарный диабет 2-го типа устанавливали при наличии уровня глюкозы плазмы крови натощак ≥7 ммоль/л [5]. Артериальную гипертензию (АГ) констатировали при среднем систолическом АД (САД) ≥140 мм рт.ст. и/или диастолическом АД (ДАД) ≥90 мм рт.ст. согласно клиническим рекомендациям «Артериальная гипертензия у взрослых», утвержденным Минздравом России в 2020 г. [6]. Наличие почечной дисфункции регистрировали при скорости клубочковой фильтрации (СКФ) <90 мл/мин/1,73 см2. СКФ рассчитывали по формуле CKD-EPI. Диагноз «хронический бронхит» (ХБ) устанавливали на основании анамнеза: кашель с выделением мокроты в течение 3 мес в году и чаще на протяжении 2 лет и более, отсутствие признаков бронхиальной обструкции [7].
Статистическая обработка результатов проведена в программе SPSS 20.0. Проверка на нормальность распределения непрерывных признаков выполнена методом Колмогорова—Смирнова. Количественные признаки, распределение которых было отличным от нормального, представлены в виде медиан (Me), 25-го и 75-го процентилей (Q1; Q4). Категориальные показатели представлены в виде относительных значений (%). Для сравнения долей использовали критерий χ2 Пирсона. Для анализа применили коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Ассоциативные связи изучены с помощью многофакторной логистической регрессионной модели. Результаты представлены как отношение шансов (ОШ) и 95% доверительный интервал (ДИ) для ОШ. Статистически значимым различие считали при p<0,05.
Результаты
Для изучения распространенности терапевтических заболеваний в зависимости от концентраций в крови изучаемых хемокинов/цитокинов вся популяционная выборка распределена на квартили изучаемых показателей. Уровни изучаемых хемокинов/цитокинов в квартилях представлены в табл. 1.
Таблица 1. Уровни изучаемых цитокинов/хемокинов в квартилях
| Группа | MCP-1, пг/мл | ФНО-α, пг/мл | ИЛ-6, пг/мл |
| Вся выборка | 237,06 [161,48; 319,55] | 4,65 [2,95; 7,25] | 1,25 [0,63; 2,47] |
| Q1 | 116,75 [92,35;137,79] | 2,16 [1,53; 2,62] | 0,34 [0,18; 0,52] |
| Q2 | 204,77 [187,82; 220,48] | 3,78 [3,34; 4,17] | 0,89 [0,75; 0,01] |
| Q3 | 277,48 [256,37; 301,02] | 5,94 [5,38; 6,6] | 1,58 [1,43; 1,87] |
| Q4 | 370,90 [343,21; 430,12] | 8,84 [7,92; 10,43] | 6,04 [5,06; 8,40] |
Примечание. Данные представлены в виде медианы с указанием 25-го и 75-го процентилей — Me [25; 75]. MCP-1 — моноцитарный хемотаксический протеин-1; ФНО-α — фактор некроза опухоли альфа; ИЛ-6 — интерлейкин-6.
Распространенность изучаемых заболеваний в квартилях хемокинов/цитокинов представлена в табл. 2—4. Результаты исследования показали, что с увеличением уровня МСР-1 изменение распространенности изучаемых терапевтических заболеваний не имеет статистически значимой разницы.
Таблица 2. Распространенность изучаемых заболеваний (%), клинико-анамнестическая и биохимическая характеристика пациентов в квартилях MCP-1
| Группа | Q1 | Q4 | p |
| ГиперХС ЛНП | 58,7 | 55,8 | 0,454 |
| ИБС | 2,3 | 2,0 | 0,793 |
| СД2 | 31,4 | 38,1 | 0,610 |
| ХБ | 54,2 | 37,1 | 0,125 |
| АГ | 9,0 | 9,6 | 0,791 |
| Почечная дисфункция | 22,3 | 25,5 | 0,400 |
| Возраст, лет | 37,08 [31,58; 41,71] | 36,54 [31,83; 41,67] | 0,977 |
| САД, мм рт.ст. | 119,0 [109,38; 129,0] | 120,5 [111,75; 130,0] | 0,073 |
| ДАД, мм рт.ст. | 78,5 [71,38; 86,5] | 79,5 [72,5; 87,75] | 0,179 |
| ИМТ | 25,17 [22,05; 28,79] | 25,73 [22,68; 29,36] | 0,142 |
| Глюкоза плазмы крови натощак, ммоль/л | 5,73 [5,31; 6,15] | 5,73 [5,39; 6,15] | 0,952 |
| ОХС, ммоль/л | 5,4 [4,13; 6,29] | 4,91 [4,44; 5,45] | 0,002 |
| ХС ЛВП, ммоль/л | 1,29 [1,06; 1,52] | 1,24 [1,06; 1,42] | 0,024 |
| ХС ЛНП, ммоль/л | 3,44 [2,18; 4,35] | 3,1 [2,6; 3,54] | 0,001 |
| ТГ, ммоль/л | 0,97 [0,63; 1,45] | 1,04 [0,73; 1,59] | 0,027 |
| Креатинин, мкмоль/л | 74,0 [67,0; 82,0] | 75,0 [68,0; 81,0] | 0,497 |
| СКФ | 101,7 [90,6; 110,26] | 103,8 [89,9; 111,0] | 0,428 |
Примечание. Здесь и в табл. 3, 4: данные представлены в виде медианы с указанием 25-го и 75-го процентилей — Me [25; 75]. ГиперХС ЛНП — гиперхолестеринемия липопротеинов низкой плотности; ИБС — ишемическая болезнь сердца; СД2 — сахарный диабет 2-го типа; ХБ — хронический бронхит; АГ — артериальная гипертензия; САД — систолическое артериальное давление; ДАД — диастолическое артериальное давление; ИМТ — индекс массы тела; ОХС — общий холестерин; ХС ЛНП — холестерин липопротеинов низкой плотности; ХС ЛВП — холестерин липопротеинов высокой плотности; ТГ — триглицериды; СКФ — скорость клубочковой фильтрации.
Таблица 3. Распространенность изучаемых заболеваний (%), клинико-анамнестическая и биохимическая характеристика пациентов в квартилях ФНО-α
| Группа | Q1 | Q4 | p |
| ГиперХС ЛНП | 56,3 | 61,3 | 0,197 |
| ИБС | 2,3 | 1,7 | 0,637 |
| СД2 | 26,9 | 33,3 | 0,589 |
| ХБ | 41,4 | 21,2 | 0,086 |
| АГ | 7,8 | 10,1 | 0,310 |
| Почечная дисфункция | 21,0 | 37,6 | <0,0001 |
| Возраст, лет | 37,33 [31,33; 41,83] | 38,58 [32,92; 42,33] | 0,036 |
| САД, мм рт.ст. | 117,5 [109,5; 128,5] | 123,0 [113,5; 133,5] | <0,0001 |
| ДАД, мм рт.ст. | 77,0 [70,5; 85,38] | 82,0 [74,0; 90,5] | <0,0001 |
| ИМТ | 24,54 [21,56; 27,76] | 27,11 [23,74; 30,64] | <0,0001 |
| Глюкоза плазмы крови натощак, ммоль/л | 5,73 [5,31; 6,04] | 5,83 [5,41; 6,15] | 0,204 |
| ОХС, ммоль/л | 5,03 [4,26; 6,04] | 5,07 [4,48; 5,55] | 0,336 |
| ХС ЛВП, ммоль/л | 1,37 [1,14; 1,60] | 1,24 [1,06; 1,43] | <0,0001 |
| ХС ЛНП, ммоль/л | 3,14 [2,44; 4,12] | 3,26 [2,69; 3,58] | 0,410 |
| ТГ, ммоль/л | 0,92 [0,64; 1,22] | 1,11 [0,77; 1,61] | <0,0001 |
| Креатинин, мкмоль/л | 72,0 [65,0; 81,0] | 76,0 [71,0; 1,61] | <0,0001 |
| СКФ | 101,62 [92,38; 110,5] | 97,5 [86,31; 108,18] | 0,005 |
Таблица 4. Распространенность изучаемых заболеваний (%), клинико-анамнестическая и биохимическая характеристика пациентов в квартилях ИЛ-6
| Группа | Q1 | Q4 | p |
| ГиперХС ЛНП | 50,9 | 61,6 | 0,015 |
| ИБС | 0,0 | 3,8 | 0,002 |
| СД2 | 20,0 | 38,7 | 0,204 |
| ХБ | 44,4 | 23,3 | 0,127 |
| АГ | 2,2 | 16,5 | <0,0001 |
| Почечная дисфункция | 16,3 | 26,9 | 0,010 |
| Возраст, лет | 34,08 [29,33; 39,42] | 39,92 [33,75; 43,10] | <0,0001 |
| САД, мм рт.ст. | 114,0 [106,5; 123,0] | 127,5 [117,5; 137,0] | <0,0001 |
| ДАД, мм рт.ст. | 74,5 [69,5; 80,5] | 86,0 [77,5; 92,5] | <0,0001 |
| ИМТ | 23,91 [21,4; 26,88] | 27,83 [23,96; 31,81] | <0,0001 |
| Глюкоза плазмы крови натощак, ммоль/л | 5,62 [5,2;5,94] | 5,83 [5,41; 6,15] | <0,0001 |
| ОХС, ммоль/л | 4,83 [4,34;5,51] | 5,17 [4,6; 5,63] | 0,005 |
| ХС ЛВП, ммоль/л | 1,37 [1,18; 1,59] | 1,24 [1,03; 1,45] | <0,0001 |
| ХС ЛНП, ммоль/л | 3,02 [2,51; 3,58] | 3,24 [2,73; 3,66] | 0,035 |
| ТГ, ммоль/л | 0,83 [0,61; 1,14] | 1,16 [0,81; 1,75] | <0,0001 |
| Креатинин, мкмоль/л | 72,0 [66,0; 79,5] | 76,0 [40,0; 82,0] | <0,0001 |
| СКФ | 101,37 [92,91; 110,83] | 101,85 [89,1; 108,36] | 0,079 |
Самый высокий квартиль уровня ФНО-α характеризуется увеличением распространенности почечной дисфункции на 16,6% по сравнению с самым низким квартилем по уровню данного показателя.
Наибольшее количество ассоциаций с распространенностью изучаемых терапевтических заболеваний получено для ИЛ-6. Наблюдается увеличение на 10,7% распространенности гиперХС ЛНП, на 14,3% — АГ, на 10,6% — почечной дисфункции и на 3,8% — ИБС в Q4 по сравнению с Q1. При этом в квартиле с самым низким значением ИЛ-6 не встречались лица с ИБС.
Далее мы исследовали корреляционные связи хемокинов/цитокинов с изучаемыми заболеваниями, результаты представлены в табл. 5.
Таблица 5. Корреляционные связи цитокинов/хемокинов с изучаемыми заболеваниями
| Показатель | МСР-1 | ФНО-α | ИЛ-6 | |||
| r | p | r | p | r | p | |
| АГ | 0,008 | 0,758 | 0,034 | 0,212 | 0,204 | <0,0001 |
| Почечная дисфункция | 0,031 | 0,335 | 0,152 | <0,0001 | 0,109 | 0,003 |
| ГиперХС ЛНП | –0,25 | 0,376 | 0,044 | 0,120 | 0,075 | 0,016 |
| ИБС | –0,005 | 0,866 | –0,024 | 0,412 | 0,077 | 0,016 |
| СД2 | 0,31 | 0,753 | 0,072 | 0,467 | 0,141 | 0,231 |
| ХБ | –0,128 | 0,124 | –0,146 | 0,079 | –0,224 | 0,015 |
Примечание. ГиперХС ЛНП — гиперхолестеринемия липопротеинов низкой плотности; ИБС — ишемическая болезнь сердца; СД2 — сахарный диабет 2-го типа; ХБ — хронический бронхит; АГ — артериальная гипертензия.
Корреляционная матрица подтвердила полученные результаты, а именно ассоциации уровня ФНО-α с почечной дисфункцией, ИЛ-6 с АГ, почечной дисфункцией, гиперХС ЛНП, ИБС и ХБ.
На следующем этапе нашего исследования проведен логистический регрессионный анализ с включением в качестве зависимой переменной: 0 — отсутствие заболевания; 1 — наличие заболевания; в качестве независимых переменных — квартили исследуемых хемокинов/цитокинов, показавших статистически значимую разницу, пол и возраст, результаты представлены на рисунке.
Результаты многофакторного логистического регрессионного анализа (со стандартизацией по полу, возрасту).
Результаты многофакторного анализа показали, что шанс наличия почечной дисфункции ассоциирован с уровнем ФНО-α выше 7,26 пг/мл (ОШ=3,282; 95% ДИ 2,067—5,210; p<0,0001) и с ИЛ-6 (ОШ=2,292; 95% ДИ 1,330—3,951; p<0,003). Следует отметить, что шанс наличия почечной дисфункции повышается уже в Q3 ИЛ-6. Шанс наличия АГ увеличивается в 4 раза в Q3 ИЛ-6 по сравнению с Q1 (ОШ=3,799; 95% ДИ 1,531—9,428; p=0,004) и в 4 раза в Q4 ИЛ-6 (ОШ=4,037; 95% ДИ 1,622—10,046; p=0,003).
Обсуждение
ФНО-α и ИЛ-6 являются хорошо известными биомаркерами системного воспаления, которое ассоциируется со многими заболеваниями.
Исследования показывают, что существует значительная связь между снижением функции почек и повышенными уровнями провоспалительных цитокинов в крови у пациентов с хронической болезнью почек (ХБП) [8, 9]. Выявление воспаления у взрослых с ХБП обычно определяется при повышении уровня ФНО-α, ИЛ-6 и С-реактивного белка, выработка которого стимулируется ИЛ-6 [10—12]. Исследования И.Т. Муркамилова показали, что при ХБП существует значимая взаимосвязь между снижением расчетной СКФ и повышением уровней ИЛ-6, ИЛ-10, ФНО-α [13]. В нашем исследовании распространенность почечной дисфункции была выше в квартилях с наибольшими значениями уровней ФНО-α и ИЛ-6. При других изученных нами терапевтических заболеваниях разницы в квартилях ФНО-α не было, в отличие от ИЛ-6, который показал ассоциативные связи с АГ и ХБ, вместе с тем в литературе имеются данные о роли ИЛ-6 и ФНО-α в развитии СД2 и ИБС [14, 15].
Систематический анализ, проведенный A. Jayedi и соавт., показал, что высокие уровни ИЛ-6 повышают риск развития АГ [16]. В своем исследовании S. Gökaslan и соавт. продемонстрировали, что у пациентов молодого возраста с АГ уровни MCP-1 и ИЛ-6 в плазме крови были значительно выше, чем у нормотензивных пациентов [17]. Увеличение уровня ИЛ-6 в ответ на инфузию ангиотензина II у людей показывает прямую взаимосвязь между этими двумя факторами [18]. В дополнение к ИЛ-6 MCP-1, ключевой хемокин, участвующий в возникновении воспаления, может играть негативную роль в различных патофизиологических процессах, происходящих в сердечно-сосудистой системе, в том числе в развитии артериальной гипертензии [19]. В нашем исследовании распространенность изучаемых заболеваний не имела значимых различий в квартилях МСР-1.
Заключение
В настоящем исследовании мы изучали распространенность некоторых социально значимых терапевтических заболеваний (ИБС, артериальная гипертензия, СД2, хронический бронхит, почечная дисфункция) и такого фактора риска, как гиперхолестеринемия, у молодых людей в возрасте 25—44 лет в зависимости от уровней хемокинов/цитокинов. Наибольшая частота терапевтических заболеваний выявлена при повышенном уровне ИЛ-6. Распространенность почечной дисфункции ассоциирована с высокими значениями ИЛ-6 и ФНО-α, артериальная гипертензия встречалась чаще при высоких уровнях ИЛ-6.
Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Е.В. Каштанова, Я.В. Полонская; сбор и обработка материала — В.С. Шрамко, Е.В. Садовский, Д.В. Денисова; статистическая обработка — Л.В. Щербакова; написание текста — Е.В. Каштанова; редактирование — Ю.И. Рагино.
Статья подготовлена в рамках выполнения государственного задания «Изучение молекулярно-генетических и молекулярно-биологических механизмов развития распространенных терапевтических заболеваний в Сибири для совершенствования подходов к их ранней диагностике и профилактике», FWNR-2024-0004.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.