Роль цитокинов и факторов роста в формировании и прогрессировании рефлюкс-нефропатии у детей

В последнее десятилетие пристальное внимание в механизмах прогрессирования хронических заболеваний почек уделяется цитокинам и факторам роста [1–7].

Цитокины — это продуцируемые клетками белково-пептидные факторы, осуществляющие короткодистантную регуляцию межклеточных и межсистемных взаимодействий. Цитокины определяют выживаемость клеток, стимуляцию или ингибирование их роста, дифференцировку, функциональную активацию и апоптоз клеток [8, 9]. Цитокины — гормоноподобные молекулы, действие которых на клетку-мишень опосредуется высокоспецифичными высокоаффинными мембранными рецепторами [10]. В отличие от классических гормонов большинство цитокинов является молекулами локального (паракринного) действия. Они продуцируются и утилизируются клетками, находящимися в тесной близости. Возможно и аутокринное действие цитокинов, т. е. действие на ту же клетку, которая секретировала данный цитокин. После выделения клетками-продуцентами цитокины имеют короткий период полувыведения из кровотока. До 50% циркулирующих цитокинов интернализуется в течение 30 минут. Выведение катаболизированных цитокинов из организма осуществляется печенью и почками [11].

К системе цитокинов в настоящее время относят около 200 индивидуальных полипептидных веществ [12]. Среди всех известных к настоящему времени секретируемых клетками регуляторных факторов две группы цитокинов являются наиболее хорошо изученными и в связи с этим наиболее часто используемыми в диагностических целях. Это факторы роста и цитокины иммунной системы [13].

Действие цитокинов и факторов роста тесно связано с физиологическими и патофизиологическими реакциями организма. При этом происходит модуляция как локальных, так и системных механизмов защиты. Одной из важнейших функций системы цитокинов и факторов роста является обеспечение согласованного действия иммунной, эндокринной и нервной систем в ответ на стресс [14]. Усиление продукции определенных цитокинов воспаления или факторов, стимулирующих рост лимфоцитов, может лежать в основе некоторых заболеваний. В то же время снижение уровня ряда цитокинов и факторов роста также способно провоцировать заболевание [15–18].

Поскольку цитокины и факторы роста являются локальными медиаторами, более целесообразно измерять их уровни в соответствующих тканях после экстракции тканевых протеинов или в естественных жидкостях, например, в слезе, смывах из полостей, моче, спинномозговой жидкости и т. д. Уровни цитокинов и факторов роста в сыворотке или других биологических жидкостях отражают текущее состояние работы иммунной системы, т. е. синтез цитокинов клетками организма in vivo [19–22].

При оценке уровней цитокинов и факторов роста необходимо помнить, что цитокины являются антигеннеспецифическими факторами. Поэтому специфическая диагностика инфекционных, аутоиммунных и аллергических заболеваний с помощью определения уровня тех или иных цитокинов невозможна [1]. Тем не менее, изучение уровней цитокинов и факторов роста позволяет получить информацию о функциональной активности различных типов иммунокомпетентных клеток; о тяжести воспалительного процесса, его переходе на системный уровень и прогнозе; о соотношении процессов активации Т-хелперов 1-го и 2-го типов, что очень важно при дифференциальной диагностике ряда инфекционных и иммунопатологических процессов; о стадии развития ряда аллергических и аутоиммунных заболеваний [2, 8, 12]. Кроме того, определение уровней цитокинов и факторов роста используется при применении новых иммуномодулирующих препаратов на основе рекомбинантнных цитокинов и их антагонистов для изучения фармакокинетики этих препаратов, а также их способности индуцировать синтез других цитокинов [23, 24].

Материалы и методы исследования

Цель исследования — оценить роль цитокинов и факторов роста в формировании и прогрессировании рефлюкс-нефропатии (РН) у детей.

Проведено обследование 188 детей, в том числе 118 детей с РН на разных стадиях интерстициального фиброза; 40 пациентов с пузырно-мочеточниковым рефлюксом (ПМР) без признаков тубулоинтерстициального поражения почек (ТИПП), 30 детей контрольной группы (табл. 1).

Критерии включения пациентов в клиническое обследование:

• добровольное информированное согласие родителей ребенка на участие в клиническом обследовании;
• возраст пациентов от 1 года до 17 лет включительно;
• наличие верифицированных диагнозов по международным критериям: ПМР (комитет по интернациональному изучению пузырно-мочеточникового рефлюкса, 1981), РН (J. M. Smellie, 1985) [25].

Критерии исключения больных из исследования:

• отказ родителей от участия в клиническом обследовании;
• двусторонняя РН;
• двусторонний ПМР;
• ХБП III–V (С3-С5).

В результате проведенного обследования выделены следующие группы клинического наблюдения:

1) дети с ПМР без признаков ТИПП (n = 40);
2) дети с рефлюкс-нефропатией А (n = 30);
3) дети с рефлюкс-нефропатией В (n = 30);
4) дети с рефлюкс-нефропатией С (n = 30);
5) дети с рефлюкс-нефропатией D (n = 28).

Контрольную группу составили условно здоровые дети (n = 30).

При постановке диагноза РН использована классификация, предложенная J. M. Smellie, основанная на степени нефросклероза, верифицированная по результатам проведенной нефросцинтиграфии:

• А — наличие не более 2 очагов нефросклероза;
• В — выявление более 2 очагов нефросклероза с сохранением участков неизмененной паренхимы;
• С — генерализованные изменения почечной паренхимы, уменьшение почки в размерах;
• D — конечная стадия сморщивания почки, с сохранением менее 10% функционирующей паренхимы [25].

Диагноз ПМР верифицировался на основании критериев, разработанных Комитетом по интернациональному изучению пузырно-мочеточникового рефлюкса в 1981 г. по степени заброса рентгеноконтрастного вещества и дилатации чашечно-лоханочной системы почек [25].

Клинико-параклиническое обследование детей проводилось в ГБУЗ ГКБ № 6 г. Оренбурга.

Нефросцинтиграфия, позволившая верифицировать степени рефлюкс-нефропатии, проводилась на базе отделений радиоизотопной диагностики ГБУЗ Оренбургская ОКБ.

Всем детям проводилось определение в моче, экскретируемой за 24 часа, цитокинов интерлейкина-1 (ИЛ-1), интерлейкина-6 (ИЛ-6), интерлейкина-8 (ИЛ-8), интерлейкина-10 (ИЛ-10), факторов роста: фактора некроза опухоли-α (ФНО-α), трансформирующего фактора роста-β (ТФР-β). Сбор мочи проводился на общем режиме в течение суток; забор образцов, по 15 мл каждый, осуществляется из общего объема после измерения суточного диуреза. Образцы мочи хранились при –20 °C до проведения анализа. Для измерения уровней изучаемых цитокинов и факторов роста использовались наборы для иммуноферментного анализа: «The BioSource Human IL-1α ELISA», «The BioSource Human IL-6 ELISA», «The BioSource Human IL-8/NAP-1 ELISA», «The BioSource Human IL-10 ELISA», «The BioSource Human TNF-α ELISA», «The BioSource Human TGF-β1 ELISA» (Biosource, США). Выполнение исследований методом иммуноферментного анализа (ИФА) проводилось на многофункциональном анализаторе «Clima» (Финляндия).

Всем детям проведена оценка функционального состояния почек по пробам Реберга с поправкой по формуле Шварца, Зимницкого, суточной экскреции с мочой титруемых кислот, аммиака. Верификация хронической болезни почек (ХБП) проводилась на основании критериев NKF/КDOQI (National Kidney Foundation/Kidney Disease Outcomes Quality Initiative) [26, 27].

Статистическая обработка материала произведена путем вычисления средней арифметической (М), ошибки средней (m) с помощью биометрических методов анализа, коэффициента Стьюдента (t) с последующим нахождением уровня достоверности различий (р) по таблицам. Достоверным считали различие при р < 0,05.

Результаты исследования

При сравнении результатов суточной экскреции с мочой цитокинов и факторов роста больных с ПМР без признаков нефросклероза, детей с рефлюкс-нефропатией на разных стадиях ТИПП установлены существенные различия и тенденции выделения интерлейкинов у пациентов всех сравниваемых групп (рис.).

Нами доказаны существенные различия (p < 0,001) суточной экскреции с мочой ИЛ-1 у детей с ПМР без признаков нефросклероза и у пациентов на разных стадиях прогрессирования РН. По мере формирования РН происходит снижение суточной экскреции с мочой ИЛ-1. Так, у пациентов с ПМР без признаков склерозирования тубулоинтерстициальной ткани почек уровень суточной экскреции с мочой ИЛ-1 составил 17,09 ± 0,29 пг/мл, в то время как у больных с РН А он был 8,53 ± 0,32 пг/мл. По мере прогрессирования РН происходит увеличение суточной экскреции с мочой ИЛ-1, составляя у детей с РН D 25,39 ± 0,42 пг/мл.

Нами установлены различия (p < 0,001) суточной экскреции с мочой ИЛ-6 у детей с ПМР без признаков нефросклероза и пациентов с РН на разных стадиях ТИПП. При формировании склеротических изменений в почках у детей с ПМР происходит увеличение продукции ИЛ-6, что доказывается результатами суточной экскреции с мочой этого интерлейкина у детей с ПМР (9,52 ± 0,1 пг/мл) и РН А (10,04 ± 0,08 пг/мл). По мере прогрессирования ТИПП доказано увеличение продукции ИЛ-6 у пациентов с РН.

Установлено, что у детей из группы с ПМР без признаков нефросклероза уровень суточной экскреции с мочой ИЛ-8 был ниже (14,38 ± 0,49 пг/мл), чем у пациентов с начальными признаками ТИПП (РН А — 16,55 ± 0,78 пг/мл). По мере прогрессирования ТИПП, что соответствует стадиям РН, установлено дальнейшее увеличение суточной экскреции с мочой ИЛ-8.

Доказано, что по мере формирования склеротических изменений в почках у пациентов с ПМР происходит увеличение продукции и экскреции с мочой ИЛ-10. Так, у детей с ПМР уровень суточной экскреции с мочой ИЛ-10 составлял 11,98 ± 0,24 пг/мл, в то время как у пациентов с РН А, то есть начальной стадией ТИПП, он составлял 19,23 ± 0,32 пг/мл. По мере прогрессирования ТИПП отмечалось снижение экскреции в суточном объеме мочи ИЛ-10.

При сравнении результатов суточной экскреции с мочой факторов роста больных с ПМР без признаков ТИПП, детей с РН на разных стадиях ТИПП установлены статистически значимые различия экскреции факторов роста у пациентов сравниваемых групп.

Нами доказаны существенные различия (p < 0,001) суточной экскреции с ФНО-α у детей с ПМР без признаков нефросклероза и у пациентов на разных стадиях прогрессирования РН. По мере формирования, а затем прогрессирования ТИПП происходит увеличение суточной экскреции с мочой ФНО-α. Так, у пациентов с ПМР без признаков ТИПП уровень суточной экскреции с мочой ФНО-α составил 11,48 ± 0,31 пг/мл, в то время как у больных с начальными признаками ТИПП (РН А) он был 16,69 ± 0,59 пг/мл. По мере прогрессирования ТИПП у пациентов с РН показатели суточной экскреции с мочой ФНО-α существенно увеличивались и составляли у детей с РН D 28,9 ± 0,93 пг/мл.

Нами установлены различия (p < 0,001) суточной экскреции с мочой ТФР-β у детей с ПМР без признаков ТИПП и пациентов с РН на разных стадиях прогрессирования ТИПП. При формировании ТИПП у детей с ПМР происходит увеличение продукции ТФР-β, что доказывается результатами суточной экскреции с мочой этого фактора роста у детей с ПМР (7,62 ± 0,25 пг/мл) и РН А (8,57 ± 0,34 пг/мл). По мере прогрессирования ТИПП доказано увеличение продукции ТФР-β у пациентов с РН (табл. 2).

Обсуждение

В результате проведенного исследования нами установлен разнонаправленный характер экскреции цитокинов и факторов роста у детей с РН.

При формировании РН происходит увеличение продукции и экскреции таких цитокинов, как ИЛ-10, ИЛ-6, ИЛ-8, факторов роста ФНО-α, ТФР-β. В то же время установлено снижение выработки и экскреции с мочой ИЛ-1.

При прогрессировании РН происходит увеличение продукции и экскреции цитокинов ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, факторов роста ФНО-α, ТФР-β при снижении выработки и экскреции с мочой ИЛ-10.

Анализ суточной экскреции с мочой цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10) и факторов роста (ФНО-α, ТФР-β) свидетельствует о преобладании продукции и экскреции провоспалительных, просклеротических цитокинов и факторов роста над противовоспалительными, что подтверждает превалирование процесса фиброгенеза над воспалением по мере прогрессирования РН [28–32].

Литература

1. Ваганова Т. В. Клинико-диагностическое значение вазоактивных систем при нефропатиях у детей. Автореф. дис. … канд. мед. наук. Томск, 2007. 22 с.
2. Демьянов А. В., Котов А. Ю. Диагностическая ценность исследования уровней цитокинов в клинической практике // Цитокины и воспаление. 2003. № 3. С. 20–35.
3. Кальметьева Л. Р. Роль молекулярных медиаторов в патогенезе патологии почек у детей // Цитокины и воспаление. 2011. Т. 10. № 4. С. 130–135.
4. Маянский А. Н. Цитокины и медиаторные функции уроэпителия в воспалительных реакциях мочевыводящей системы // Цитокины и воспаление. 2003. № 4. С. 3–9.
5. Ратнер М. Я. Современные представления о значении медиаторов в патогенезе фиброза почечного интерстиция // Тер. архив. 1997. № 12. С. 87–88.
6. Fliser D., Kollerits В., Neyer U. et al. Fibroblast growth factor 23 (FGF23) predicts progression of chronic kidney disease: the Mild to Moderate Kidney Disease (MMKD) Study // J Am Soc Nephrol. 2007. Vol. 18. P. 2600–2608.
7. Klahr S., Morrissey J. J. The role of vasoactive compounds, growth factors and cytokines in the progression of renal disease // Kidney Int Suppl. 2000. V. 75. P. S7–14.
8. Кетлинский С. А., Симбирцев А. С. Цитокины. СПб: Фолиант, 2008. С. 23.
9. Козлов В. А. Некоторые аспекты проблемы цитокинов // Цитокины и воспаление. 2002. № 1. С. 5–8.
10. Симбирцев А. С. Цитокины: классификация и биологические функции // Цитокины и воспаление. 2004. № 2. С. 16–22.
11. The Cytokine Handbook/Ed. A. W. Thomson and M. T. Lotze. London, San Diego: Academic Press, 2003. 56 p.
12. Славянская Т. А., Сепиашвили Р. И. Роль цитокинов в иммунопатологии // Аллергология и иммунология. 2004. Т. 5, № 1. С. 42.
13. Burton C. Y., Combe C., Walls J., Harris K. P. Secreciуn of chemokins and cytokins by human tubular epithelial cells in response to proteins // Nephrol. Dial. Transplant. 1999. Vol. 14. № 11. P. 2628–2633.
14. MacRae V. E., Wong S. C., Farquharson C. Cytokine actions in growth disoders associated with pediatric chronic inflammatory diseases (review) // Int. J Mol Med. 2006. Vol. 18. P. 1011–1018.
15. Nairn J., Hodge G., Henning P. Intracellular cytokines in peripheral blood leucocytes in children with chronic renal failure // Pediatrics Nephrology. 2006. Vol. 21. P. 251–256.
16. Ninan G. K., Jutley R. S., Eremin O. Urinary cytokines as markers of reflux nephropathy // J Urol. 1999. V. 162, № 5. P. 1739–1742.
17. Кучеренко А. Г., Паунова С. С., Смирнов И. Е. и др. Цитокины при некоторых формах обструктивных уропатий у детей // Вопросы современной педиатрии. 2004. № 2. С. 82–83.
18. Маянский А. Н. Цитокины и медиаторные функции уроэпителия в воспалительных реакциях мочевыводящей системы // Цитокины и воспаление. 2003. № 4. С. 3–9.
19. Смирнов И. Е., Хворостов И. Н. Цитокины и апоптоз при обструктивных уропатиях у детей // Российский педиатрический журнал. 2007. № 6. С. 31–35.
20. Хворостов И. Н., Зоркин С. Н., Смирнов И. Е. Значение определения уровня цитокинов при обструктивных уропатиях у детей // Вестник Волгоградского медицинского университета. 2005. № 2 (14). С. 45–49.
21. Демьянов А. В., Котов А. Ю. Диагностическая ценность исследования уровней цитокинов в клинической практике // Цитокины и воспаление. 2003. № 3. С. 20–35.
22. Topaloglu Dr. R. Progression to renal failure // Turkish Journal of Pediatrics. 2005. Vol. 47. P. 3–8.
23. Segerer S., Nelson P. J., Schlondorff D. Chemokines, chemokine receptors, and renal disease: From basic science to pathophysiologic and therapeutic studies // J Am Soc Nephrol. 2000; 11, p. 152–176.
24. Wong W., Singh A. K. Urinary cytokines: clinically useful markers of chronic renal disease progression? // Current Opinion in nephrology and hypertension. 2001. V. 6. P. 807–811.
25. Smellie J., Normand C. Bacteriuria, reflux and renal scarring // Arch Dis Child. 1975. V. 50. P. 581–583.
26. K/DOQI Clinical Practice Guidelines for Chronic Kidney Disease: Evaluation Classification Stratification // A J K D. 2002. № 39 (2 Suppl. 1). P. 1–266.
27. National Kidney Foundation’s Kidney Disease Outcomes Quality Initiative clinical practice guidelines for chronic kidney disease in children and adolescents: evaluation, classification, and stratification // Pediatrics. 2003. Vol. 111. P. 1416–1421.
28. Паунова С. С., Кучеренко А. Г., Смирнов И. Е., Ольхова Е. Б. Интерлейкины и фактор некроза опухоли у детей с рефлюкс-нефропатией // Вопросы современной педиатрии. 2003. Т. 2, № 1. С. 267–268.
29. Паунова С. С., Кучеренко А. Г., Смирнов И. Е., Ольхова Е. Б., Ревенкова JI. A., Гольцова H. JI. Цитокины в формировании рефлюкс-нефропатии у детей // Нефрология и диализ. 2003. Т. 5, № 3. С. 207–211.
30. Паунова С. С., Кучеренко А. Г., Смирнов И. Е., Ольхова Е. Б., Цукерман Л. И., Хворостов И. Н. Факторы роста при рефлюкс-нефропатии у детей // Вопросы современной педиатрии. 2004. Т. 3, № 2. С. 85.
31. Паунова С. С. Патогенетические основы нефросклероза // Нефрология и диализ. 2005. № 2. С. 130–135.
32. Паунова С. С. Патогенетические основы формирования рефлюкс-нефропатии у детей. Автореф. дис. … докт. мед. наук. М., 2004. 25 с.

И. В. Зорин¹, доктор медицинских наук
А. А. Вялкова, доктор медицинских наук, профессор

ГБОУ ВПО ОрГМУ МЗ РФ, Оренбург

¹ Контактная информация: zorin2000@yandex.ru