Введение
При хроническом риносинусите (ХРС) выделяют два основных фенотипа заболевания: ХРС с полипами (ХРСсП) и ХРС без полипов (ХРСбП) [1, 2]. В свою очередь, ХРСбП также имеет различные клинические варианты, этиопатогенез которых остается недостаточно изученным, несмотря на то что 80% пациентов с ХРС имеют этот фенотип [3].
Современные взгляды на гетерогенную природу ХРС сформулированы в трех тезисах: 1) воспалительный процесс при ХРС запускается дисфункциональным взаимодействием между экзогенными агентами, вдыхаемыми через нос, и иммунной системой человека; 2) важность конкретных причинных факторов неодинакова у отдельных пациентов, что приводит к формированию различных типов воспаления тканей (эндотипов); 3) клинические характеристики (фенотипы) заболевания и реакция на лечение будут зависеть от первых двух пунктов [4, 5]. В зависимости от преобладающего типа воспаления выявлены следующие эндотипы ХРС: воспаление типа Т2, воспаление типа не-Т2 и эпителиальный эндотип. Каждый тип воспаления характеризуется составом и активированных клеточных элементов, и принимающих в нем участие цитокинов — биологически активных веществ, представляющих собой регуляторные пептиды, продуцируемые клетками организма и оказывающие иммуномодулирующее и регуляторное действие на клетки организма как на местном, так и на системном уровнях. К настоящему моменту известно более 200 полипептидных веществ, относящихся к цитокинам. Из-за перекреста биологических функций многих молекул и особенностей строения их рецепторов классификация цитокинов является сложной задачей. Согласно структурно-функциональной классификации цитокинов, предложенной А.С. Симбирцевым (2004), выделяют 13 семейств цитокинов, отличающихся основными биологическими функциями: интерфероны: INF-α, INF-β, INF-γ и т.д. (противовирусная активность, антипролиферативное, иммуномодулирующее действие); суперсемейство интерлейкина 1-го типа и фактора роста фибробластов: IL-1α, IL-1β, IL-18, IL-33 и др. (провоспалительное действие, активация специфического иммунитета); хемокины: СС, СХС (IL-8), СХЗС, С (регуляция хемотаксиса различных типов лейкоцитов); цитокины Т-хелперных клонов и регулирующие функции лимфоцитов: Т-хелперы 1-го типа (IL-2, IL-15, IL-21, INF-γ, TNF) (активация мононуклеарного воспаления и клеточного иммунитета), Т-хелперы 2-го типа (IL-4, IL-5, IL-10, IL-13) (активация аллергического воспаления и гуморального иммунитета), Т-хелперы 17-го типа (IL-17A, IL-22) (активация нейтрофильного воспаления и иммунитета против грибов) и др. [6].
Как правило, у здоровых людей в биологических жидкостях и тканях организма цитокины определяются в чрезвычайно малых концентрациях, часто недоступных для регистрации. Развитие и прогрессирование патологического процесса приводит к изменению уровня отдельных цитокинов, необходимых для формирования воспалительного ответа, благодаря чему обеспечивается процесс блокирования и элиминации патогена из организма [6].
Цель исследования — определить особенности цитокинового профиля в сыворотке крови у пациентов с ХРСбП.
Материал и методы
Проведено обследование 75 пациентов, которым проводилось хирургическое вмешательство в полости носа. Из них 32 пациентам (основная группа) проведено оперативное лечение по поводу ХРСбП, 43 пациентам (группа сравнения) выполнена плановая хирургическая коррекция перегородки носа (септопластика).
В группу с ХРСбП включены пациенты с длительностью заболевания более 3 мес (от 3 до 18 мес). Большинство пациентов обратились к оториноларингологу самостоятельно по поводу периодической или постоянной заложенности носа (28 человек), у 2 из них были жалобы на головную боль, периодические слизистые выделения из носа отмечали все пациенты; 4 человека направлены стоматологом-ортопедом, так как при обследовании выявлены изменения в верхнечелюстных пазухах (кисты). Критерии исключения: 1) наличие полипов, установленное эндоскопически и (или) рентгенологически; 2) системное или местное противовоспалительное лечение за 6 мес до обследования в связи с сопутствующей одонтогенной и (или) соматической патологией (бронхиальная астма, сахарный диабет, атопия и проч.); 3) операции в полости носа в анамнезе; 4) одонтогенная патология.
Пациенты распределены по группам на основании данных компьютерной томографии околоносовых пазух (КТ ОНП). У пациентов группы сравнения признаков нарушения пневматизации околоносовых пазух не было. Пациенты с ХРСбП разделены на две группы: 1-я группа («киста») — 17 человек, у которых отмечалось утолщение слизистой оболочки верхнечелюстных пазух с четким, ровным, выпуклым верхним контуром, однородной структуры; 2-я группа («отек») — 15 человек, у которых отмечалось снижение пневматизации верхнечелюстных пазух за счет пристеночного утолщения слизистой оболочки. Группы сопоставимы по полу и возрасту: медиана возраста пациентов 1-й группы составила 24 года (от 21 до 23 лет), 2-й группы — 29 лет (от 22 до 45 лет), группы сравнения — 24 года (от 22 до 33 лет), мужчин в группах больше, чем женщин, — 82%, 87%, 81% соответственно.
Все пациенты подписали форму информированного добровольного согласия на обследование.
Для исследования концентрации цитокинов проведен забор венозной крови из кубитальной вены утром натощак. Кровь доставляли в лабораторию в течение 20 мин, центрифугировали, полученный образец сыворотки замораживали и хранили при температуре –80°C. Длительность хранения образцов до исследования составила не более 6 мес. Содержание цитокинов определяли с помощью мультиплексного иммунофлуоресцентного анализа на базе платформы xMap (Luminex) с использованием панели HCYTOMAG-60K (Merck Millipore), диапазон количественного определения метода — 1—10 000 пг/мл. В эксперименте использовали замороженные образцы сыворотки крови. Подготовку и анализ проб проводили согласно инструкции производителя. Измерены уровни цитокинов: IL-1α, IL-1RA, IL-1β, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12р40, IL-12р70, IL-13, IL-15, IL-17, IFN-α2, IFN-γ, GM-CSF.
Статистическая обработка полученных данных проведена с помощью программ Microsoft Excel и R Statistics с использованием методов описательной статистики номинальных переменных. Определены частотные и количественные характеристики биомаркеров у пациентов всех групп. Полученные данные представлены в виде медианы, межквартильного размаха. Попарное сравнение групп выполнено с помощью U-критерия Манна—Уитни. Статистически значимыми считали различия при p<0,05.
Результаты
По данным КТ ОНП, у пациентов 1-й группы («киста») процесс чаще был односторонним — 12 (71%) случаев, двусторонним он был у 5 (29%) человек. Процесс носил односторонний характер у 5 (33%) человек 2-й группы («отек»), двусторонний — у 10 (67%) человек.
По своей локализации кисты находились на нижнелатеральной и задненижней стенке у 8 (47%) человек, в альвеолярной бухте — у 6 (35%), на медиальной стенке — у 3 (18%). Размеры кист (при замере максимального диаметра коронарной проекции) были от 15 до 28 мм. Пациентам выполняли эндоскопическое удаление кисты через естественное соустье с использованием шейверной системы. Показанием к оперативному вмешательству были: санация верхнечелюстной пазухи перед дентальной имплантацией — у 4 (23%) человек, жалобы на головную боль, выраженную заложенность носа — у 2 (12%) человек, требования к состоянию здоровья для некоторых профессий — у 11 (65%) человек. Интраоперационно киста в пазухе представляла собой округлое образование с выраженным сосудистым рисунком на поверхности, содержащее жидкость желтоватого цвета. По результатам гистологического исследования операционный материал представлен фрагментами соединительной ткани, выстланной респираторным эпителием, — 12 случаев, в 3 случаях он охарактеризован как хронический синусит с кистозной трансформацией, в 2 случаях материал не получен (затянут в хирургический аспиратор).
Установлено, что частота обнаружения цитокинов у пациентов обследованных групп различается (таблица).
Таблица. Частота обнаружения и концентрация основных цитокинов в сыворотке крови пациентов с хроническим риносинуситом без полипов
| Показатель | Частота определения, % | Концентрация*, пг/мл | ||||
| 1-я группа («киста»)** (n=17) | 2-я группа («отек») ** (n=15) | группа сравнения (n=43) | 1-я группа («киста»)** (n=17) | 2-я группа («отек»)** (n=15) | группа сравнения (n=43) | |
| IL-1α | 82,4 | 33,3 | 55,8 | 12,0 (4,1—19,2) | 3,3 (0—10,2) | 8,0 (0,8—22,6) |
| IL-1β | 11,8 | 6,7 | 16,3 | 0,8 (0—4,1) | 0,2 (0—1,9) | 0,6 (0—2,5) |
| IL-1RA | 52,9 | 60 | 65,1 | 15,7 (0,9—90,5) | 19,8 (3,2—27) | 13,3 (1,4—147) |
| IL-2 | 29,4 | 13,3 | 37,2 | 1,3 (0—3,6) | 0,6 (0—2,8) | 1,8 (0—3,8) |
| IL-3 | 0 | 0 | 7 | 0 | 0 | 0,3 (0 — 2,7) |
| IL-4 | 94,1 | 100 | 95,3 | 20,3 (14—25) | 17 (8,9—28,1) | 16,5 (11,7—31) |
| IL-5 | 17,6 | 6,7 | 23,3 | 1,0 (0—3,7) | 0,9 (0—7,4) | 1,0 (0—3,2) |
| IL-6 | 29,4 | 20 | 30,2 | 1,5 (0—4) | 0,9 (0—3) | 1,4 (0—4,10) |
| IL-7 | 5,9 | 0 | 16,3 | 0,4 (0—3,8) | 0 | 0,8 (0—3,4) |
| IL-8 | 76,5 | 73,3 | 60,5 | 7,3 (4,4—12) | 4,3 (2,4—7,1) | 5,2 (0,8—22,3) |
| IL-9 | 11,8 | 13,3 | 18,6 | 1,3 (0—6,7) | 0,6 (0—2,7) | 0,9 (0—3,3) |
| IL-10 | 41,2 | 26,7 | 32,6 | 2,5 (0—6,3) | 1,2 (0—3,4) | 1,5 (0—4,1) |
| IL-12P40 | 41,2 | 26,7 | 32,6 | 4,4 (0—26) | 4,6 (0—13,1) | 2,2 (0—10,2) |
| IL-12P70 | 52,9 | 66,7 | 53,5 | 4,0 (0,2—14,4) | 7,1 (2,5—17) | 3,7 (0,2—10,6) |
| IL-13 | 52,9 | 20 | 30,2 | 7,2 (0,4—33,2) | 1,0 (0—3,4) | 4,3 (0—18,9) |
| IL-15 | 29,4 | 20 | 27,9 | 1,9 (0—5,1) | 0,8 (0—2,7) | 1,4 (0—4,2) |
| IL-17 | 76,5 | 80 | 65,1 | 10,4 (6,2—15,2) | 5,6 (3,6—15) | 6,4 (1,3—14,1) |
| IFN-α2 | 76,5 | 53,3 | 65,1 | 19,9 (5,2—37,6) | 3,2 (0,2—45) | 18,8 (2,3—63) |
| IFN-γ | 82,4 | 86,7 | 79,1 | 15,4 (4,7—25,9) | 11,8 (4—20,9) | 11,2 (4—23,2) |
| GM-CSF | 64,7 | 40 | 48,8 | 6,8 (1,5—14,2) | 4,3 (0—8,1) | 3,3 (0—12,1) |
Примечание. * — статистически значимых различий между группами нет (p>0,05); ** — разделение группы пациентов с хроническим риносинуситом без полипов выполнено на основании результатов компьютерной томографии околоносовых пазух: 1-я группа («киста») — клиническая картина у пациентов характеризовалась утолщением слизистой оболочки верхнечелюстных пазух с четким, ровным, выпуклым верхним контуром, однородной структуры; 2-я группа («отек») — пристеночным отеком слизистой оболочки верхнечелюстных пазух.
Практически у всех пациентов всех групп определены IL-4 (частота обнаружения 93,3—95,3%) и IFN-γ (79,1—86,7%). При этом существенных различий между группами нет. У 70% пациентов с ХРС выявлены IL-8 (73,3—76,5%) и IL-17 (76,5—80,0%). Частота выявления этих цитокинов у пациентов группы сравнения несколько ниже: 60,5% и 65,5% соответственно. С высокой частотой, но только у пациентов с наличием кистоподобных образований обнаружены цитокины IL-1α (82,4%) и IFN-α2 (76,5%). Сравнительно редко, менее чем у 30% пациентов всех групп, определяли IL-1β, IL-5, IL-7, IL-9, IL-15; у пациентов с кистоподобным образованием — IL-2 и IL-6; у пациентов с пристеночным отеком — IL-10, IL-12р40, IL-13. При количественном сравнении концентрации интерлейкинов статистически значимые различия между группами не установлены.
Обсуждение
При сравнении двух форм ХРСбП, первая из которых характеризуется подушкообразным утолщением слизистой оболочки верхнечелюстных пазух с формированием кистоподобных образований (1-я группа («киста»)), а вторая — пристеночным отеком слизистой оболочки верхнечелюстных пазух (2-я группа («отек»)), статистически значимых различий концентрации цитокинов не получено, но выявлены некоторые тенденции.
Так, у пациентов с формированием кистоподобного образования отмечены более высокие уровни IL-4 и IL-13, являющихся основными цитокинами Т2. Известно, что эти цитокины обычно рассматриваются как неспецифический маркер ХРСсП [7]. Вместе с тем обращает на себя внимание частое определение цитокинов IL-1α и IL-1β, имеющих провоспалительную активность. При этом IL-1α определялся в сыворотке крови у 82,4% пациентов, что, по имеющимся данным, происходит при более тяжелом течении заболеваний [8, 9], а сам этот цитокин рассматривается в качестве ключевого «тревожного сигнала» клетки, предупреждающего о ее повреждении [8—12].
Кроме этого, у пациентов 1-й группы («киста») выявлены более высокие показатели IL-8, который относится к семейству хемокинов, имеет многофакторную систему активации и является мощным аттрактантом и стимулятором нейтрофилов. IL-8 продуцируется моноцитами, макрофагами и эндотелиальными клетками под воздействием многочисленных стимулов как непосредственно различных патогенов и их структурных компонентов, так и других цитокинов, медиаторов воспаления (это IL-1, IL-6, TNF, компоненты системы комплемента и кинины) и при внутрисосудистом свертывании в области повреждения тканей. Считается, что IL-8 играет ключевую роль в эпителиальной и физиологической дисфункции [13].
Напротив, пациенты 2-й группы («отек») характеризуются низкими уровнями практически всех провоспалительных цитокинов, что, возможно, отражает более вялое течение воспалительного процесса. Данное предположение подкрепляется еще и тем, что у пациентов этой группы отмечена наибольшая продукция антагониста рецепторов IL-1 (IL-1Ra), который блокирует активность IL-1, модулируя его провоспалительные эффекты по принципу обратной связи [14].
У 76,5% пациентов 1-й группы («киста») в сыворотке крови определен IFN-α2, уровень данного цитокина в несколько раз выше, чем у пациентов 2-й группы («отек»). Следует отметить, что IFN-α оказывают плейотропное действие, которое включает в себя широкий спектр противовирусной активности, антипролиферативные и иммуномодулирующие эффекты, влияние на клеточную дифференцировку, регуляцию экспрессии основного антигена гистосовместимости на клеточной поверхности и индукцию ряда других цитокинов [15, 16].
Уровень IFN-α2 у пациентов группы «отек» значительно ниже, чем в двух остальных группах, что, возможно, также является свидетельством более слабого по интенсивности воспалительного процесса и делает необходимым исследование противовирусного иммунитета.
Заключение
Полученные данные указывают на то, что гетерогенность клинического течения хронического риносинусита без полипов подтверждается особенностями цитокинового профиля пациентов. Результаты исследования позволяют предполагать, что в случае хронического риносинусита, протекающего с формированием кист верхнечелюстных пазух, имеет место воспаление типа Т2, а при хроническом риносинусите с преобладанием отека слизистой оболочки — воспаление по смешанному типу.
Можно предположить, что формирование кист является признаком более высокой интенсивности воспаления и является результатом более выраженного повреждения тканей. При хроническом риносинусите без полипов с преобладанием отека слизистой оболочки с учетом низких уровней практически всех провоспалительных цитокинов воспалительный процесс характеризуется более вялым течением.
Полученные в настоящей работе данные показывают перспективность исследований цитокинового профиля отдельных форм хронических риносинуситов, что позволит выявить ключевые цитокины, которые формируют и поддерживают определенный фенотип хронического воспаления слизистой оболочки носа и околоносовых пазух.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.