Значение сывороточных уровней и генетических особенностей противовоспалительных цитокинов у больных атопическим дерматитом

Атопический дерматит (АтД) — хроническое заболевание, начинающееся в раннем детском возрасте, нередко продолжающееся в течение всей жизни и характеризующееся стадийностью развития воспалительного процесса кожи. Атопия, в частности АтД у родителей, является фактором риска проявления и тяжести течения АтД у детей [1]. АтД развивается у 80% детей, оба родителя которых страдают этим заболеванием, и более чем у 50% детей — когда болен только один родитель, при этом риск развития заболевания увеличивается в полтора раза, если больна мать [2].

При АтД отмечается сдвиг иммунологических реакций в сторону Тh2-звена [3]. Генетически детерминированная особенность иммунного ответа организма в начальной фазе воспаления характеризуется гиперактивностью Т-хелперов с их дифференциацией в Th2-лимфоциты, что сопровождается резким повышением ИЛ-4, ИЛ-13 и гиперпродукцией общего IgE [4]. Одновременно происходит снижение продукции интерферона-γ, модулирующего иммунный ответ и подавляющего рост кератиноцитов [5].

В развитии аллергического воспаления ключевую роль играют ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13. Данные цитокины взаимодействуют со своими рецепторами на В-клетках и активируют синтез IgE [6].

ИЛ-4 является ключевым цитокином, необходимым для дифференцировки Th2-клеток и продукции IgE. ИЛ-4 подавляет продукцию гамма-интерферона и иммунный ответ по Th1-типу, способствует синтезу IgЕ. Кроме того, он стимулирует экспрессию сосудистых молекул адгезии-1, которые обеспечивают миграцию эозинофилов и моноцитов в очаг воспаления, т. е. клеточную инфильтрацию, характерную для развития поздней фазы атопической реакции [7]. При наличии островоспалительных изменений в участках кожного поражения определялось повышение продукции ИЛ-4.

ИЛ-13 функционально и структурно сходен с ИЛ-4 и опосредует ряд физиологических изменений (повышение уровня IgE, увеличение числа эозинофилов, тучных клеток и др.), которые происходят в тканях при аллергическом воспалении. ИЛ-13 индуцирует пролиферацию В-лимфоцитов в процессе иммунного ответа на антигенное воздействие и переключает синтез IgG4 на IgE. ИЛ-13 принимает участие в дифференцировке ThO-лимфоцитов в Th2-лимфоциты в период развития эффективной фазы аллергического воспаления. Эффекторная функция ИЛ-13 состоит в индуцировании аллергического воспаления [8]. ИЛ-13 тормозит продукцию провоспалительных медиаторов макрофагами и моноцитами, таких как простагландины, реактивные формы кислорода, оксид азота. ИЛ-13 усиливает процесс экспрессии молекул адгезии из эндотелиальных клеток [9]. Таким образом, исследование сывороточных уровней ИЛ-4 и функционально и структурно сходного с ним ИЛ-13 может способствовать пониманию их роли в патогенезе АтД, особенно у больных с различными иммунологическими вариантами дерматоза — в первую очередь IgE-зависимыми.

Основной функцией ИЛ-10 является защита ткани от повреждения при воспалении. Данный цитокин имеет иммунорегуляторные свойства и относится к числу противовоспалительных. ИЛ-10 подавляет секрецию цитокинов Т-хелперами 1-го типа, контролируя, таким образом, баланс Тh1/Тh2 и осуществляя регуляцию воспалительного ответа по принципу отрицательной обратной связи. ИЛ-10 индуцирует терминальную дифференцировку В-клеток в плазмоциты, обусловливая аллергическую реактивность организма [10]. У больных АтД уровень ИЛ-10 в коже повышен и избыток его ведет к ослаблению противоинфекционной защиты вследствие снижения содержания антимикробных пептидов [11].

Продукция генов цитокинов кодируется генами, в которых часто определяются однонуклеотидные замены. Эти генетические вариации вносят важный вклад в индивидуальные особенности иммунного ответа и течение иммунозависимых заболеваний. Гены, кодирующие белки цитокиновой сети, активно исследуются. Показано, что полиморфизм в различных участках генов рецепторов для цитокинов оказывает влияние на продукцию соответствующего белка, что может обуславливать изменение действия цитокинов [9]. В ряде исследований, проведенных в различных популяциях, выявлено сцепление аллергических заболеваний с хромосомной областью 5q31–33, в которой локализован кластер Th2, в том числе гены ИЛ-4 и ИЛ-13, участвующие в развитии IgE-опосредованного воспаления [12].

Ген ИЛ-4 локализуется на длинном плече хромосомы 5q31.1 в локусе генов МНС II класса [13]. Обнаружено несколько точечных полиморфизмов в промоторной области гена ИЛ-4. Полиморфизм 33 С/Т выявляет ассоциацию с увеличенным синтезом ИЛ-4 и уровнем общего IgE в российской популяции [14].

Ген ИЛ-13 картирован на хромосоме 5q31.1. Замены в промоторной области гена ИЛ-13 в позиции C-10ЗТ ассоциированы с бронхиальной астмой и атопией. Кроме того, в кодирующей части гена ИЛ-13 обнаружен полиморфизм, приводящий к замене аргинина на глутамин в позиции 30 на хромосоме 1.30, что ассоциировано с общим изменением IgE в сыворотке крови. Указанные изменения в гене ИЛ-13 изменяют связывание его с рецептором [9].

Ген ИЛ-10 локализован в области 1q32.1 и состоит из 5 экзонов [15]. В ряде работ, например в исследовании пациентов с АтД в Германии, ассоциации полиморфных вариантов гена ИЛ-10 с развитием АтД обнаружено не было [12], в то время как M. N. Sohn с соавт. в 2007 г. выявили ассоциацию полиморфизмов в промоторной области данного гена (rs1800894 и rs56299498) с развитием АтД у детей из Кореи, что, по мнению авторов, могло быть связано с повышенной продукцией ИЛ-10 [16, 17].

Материалы и методы исследования

В исследование были включены 80 больных АтД — 53 женщины и 27 мужчин в возрасте от 19 до 80 лет. Степень тяжести АтД устанавливалась в соответствии с клиническими критериями — «scoring atopic dermatitis» (SCORAD). У 54 человек, включенных в исследование, диагностировано среднетяжелое течение АтД, тяжелое течение АтД диагностировано у 25 человек, и у 1 пациента отмечено легкое течение заболевания. Все пациенты находились на стационарном лечении и получали стандартную терапию, адекватную обострению АтД, согласно Федеральным клиническим рекомендациям по ведению больных с атопическим дерматитом от 2015 г. [2]. Контрольную группу составили 80 практически здоровых добровольцев (без АтД), 62 мужчины и 18 женщин в возрасте от 18 до 45 лет.

Все обследованные были проинформированы о целях и задачах исследования, после чего подписали бланк-форму информированного согласия на участие в нем.

Лабораторные методы исследования

Определение концентраций сывороточных уровней ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 проводилось методом ELISA на аппарате MULTISKANGO («ThermoFisherScientific», США) с помощью отечественных тест-систем («Вектор-Бест», Россия).

Молекулярно-генетические исследования полиморфизмов промоторной области генов цитокинов ИЛ-4 (–589C/T, rs2243250), ИЛ-10 (–592 С/А, rs1800872; –819C/T, rs1800871), ИЛ-13 (–1512 C/A, rs1881457; –1112 C/T, rs1800925) выполняли наборами для полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени («ThermoFisherScientific», США) и аллель-специфического ПЦР с детекцией в агарозном геле (НПФ «Литех», Россия) в соответствии с рекомендациями производителей.

Статистический анализ

Для статистической оценки количественных параметров использованы параметрические статистические показатели: среднее арифметическое (М), расчет стандартной ошибки среднего (m). Для установления достоверности различий между группами применялись критерии Стьюдента, Колмогорова–Смирнова, Манна–Уитни. Определение связи между параметрами осуществлялось с использованием коэффициента корреляции Пирсона. Различие статистических показателей считается достоверно значимым при величине р < 0,05.

Результаты исследования

Сывороточные уровни ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 у пациентов с АтД и у здоровых добровольцев, ассоциация их концентраций с генотипами ИЛ-4, ИЛ-13 и ИЛ-10 представлены в табл. 1. Результаты молекулярно-генетических исследований полиморфизмов генов цитокинов ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 представлены в табл. 2.

Полученные результаты выявили статистически более высокие концентрации ИЛ-10 и ИЛ-13 в сыворотке крови у пациентов с АтД по сравнению со здоровыми добровольцами (17,32 пг/мл против 13,2 пг/мл для ИЛ-10 и 15,8 пг/мл против 11,46 пг/мл для ИЛ-13). Несмотря на то, что в ряде научных работ были отмечены более высокие уровни ИЛ-4 у пациентов с АтД [12, 18], в нашем исследовании сывороточные уровни ИЛ-4 у пациентов с АтД существенно не отличались от таковых у здоровых доноров: 0,06 пг/мл против 0,05 пг/мл (табл. 1).

Анализ полиморфизма генов противовоспалительных цитокинов показал преобладание частоты гомозиготы мажорного аллеля С/С в промоторной области гена ИЛ-4 в позиции –589 С/Т у больных с АтД, чем у здоровых доноров. Гетерозиготный вариант С/Т, наоборот, чаще встречался у здоровых добровольцев, чем у больных Ат Д. При аналогичном анализе полиморфизма промоторного региона гена ИЛ-10 в позиции –592 С/А не было выявлено существенных отличий в отношении гомозигот минорного и мажорного аллелей (С/С, А/А) и гетерозиготных (С/А) вариантов. Анализ промоторного региона ИЛ-10 в позиции –819 С/Т выявил преобладание гомозиготных вариантов как у пациентов с АтД, так и у здоровых добровольцев. Преобладание гомозиготных вариантов также было выявлено и в отношении промоторных регионов ИЛ-13 –1512 С/А и ИЛ-13 –1112 С/Т (табл. 2).

При определении взаимосвязи между уровнями изучаемых цитокинов и полиморфизмом их генов ИЛ-4 (–589C/T), ИЛ-13 (–1512 C/A, –1112 C/T) и ИЛ-10 (–592 С/А, –819C/T) был выявлен статистически более высокий уровень ИЛ-13 у больных с тяжелой формой АтД и генотипом С/А полиморфизма –1512 С/А в промоторной области гена ИЛ-13, а также генотипом С/Т полиморфизма –1112 С/Т. Анализ полиморфизма промоторного региона гена ИЛ-4 в позиции –589 С/Т показал преобладание частоты гомозиготного варианта С/С у больных АтД — 63,75%, преимущественно у пациентов со среднетяжелым течением АтД; среди здоровых добровольцев гомозиготный вариант наблюдался в 28,75%.

Заключение

Распространенность АтД значительно возросла за последние десятилетия. Так как АтД является сложным мультифакторным заболеванием, многочисленные научные исследования направлены на изучение взаимодействия генетических и средовых факторов. Согласно текущим знаниям, АтД считается Th2-зависимым заболеванием и ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13 играют значительную роль в его развитии. В проведенном исследовании анализ сывороточных уровней ИЛ-10 и ИЛ-13 у пациентов с АтД показал их повышение примерно на 20% и 17% соответственно, по сравнению с таковыми у здоровых добровольцев контрольной группы, что свидетельствует о значимости данных интерлейкинов в механизмах регуляции иммунопатологических состояний, ведущих к развитию АтД. Также статистически достоверно чаще встречались пациенты с тяжелым течением АтД с более высоким уровнем ИЛ-13 и гетерозиготным вариантом С/А в положении –1512 С/А или С/Т в положении –1112 С/Т промоторных областей гена ИЛ-13. Выявлена ассоциация развития АтД у пациентов с генотипом С/С в позиции –598 С/Т промоторной области гена ИЛ-4 (полиморфизм rs2243250). Проведенное исследование не выявило положительной корреляции полиморфизма С/С с уровнем ИЛ-4 в сыворотке крови, что указывает на то, что данный полиморфизм не является ключевым, и можно предположить, что на сывороточные уровни данного интерлейкина влияют другие факторы, которые требуют дальнейшего изучения.

Таким образом, исследование уровней интерлейкинов и их генотипов у больных с АтД позволит в дальнейшем прогнозировать тяжесть течения заболевания, осуществлять подбор соответствующей терапии и проводить адекватные профилактические мероприятия.

Литература

1. Волошина М. А. Клинико-иммунологическая эффективность наружного лечения при атопическом дерматите. Дисс. … к. м. н. Томск, 2014. С. 14.
2. Федеральные клинические рекомендации по ведению больных атопическим дерматитом. 2015. / Д. В. Прошутинская, В. В. Чикин, Л. Ф. Знаменская и др. [Электронный ресус]. Режим доступа: http://www.cnikvi.ru/docs/clinic_recs/bolezni-kozhi-i-pridatkovkozhi/atopicheskiy_dermatit.
3. Ярилин А. А. Иммунология: учебник. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 752 с.
4. Gour N., Wills-Karp M. IL-4 and IL-13 signaling in allergic airway disease // Cytokine. 2015. Vol. 75 (1). P. 68–78.
5. Асхаков М. С. Генетический фактор в развитии дерматозов // Вестник молодого ученого. 2013. № 2 (4). С. 59–61.
6. Яриллин А. А. Основы иммунологии. М.: Медицина, 1999. 608 с.
7. Сергеев А. Ю., Караулов А. В., Сергеев Ю. В. Иммунологические основы патогенеза главных воспалительных дерматозов человека // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2003. № 3. С. 10–23.
8. Виноградова Т. В., Чусляева А. А., Варламов Е. Е. Современная оценка цитокинового статуса детей при атопическом дерматите // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2014. Т. 59, № 1. С. 76–81.
9. Балаболкин И. И., Тюменцева Е. С. Влияние генетических факторов на развитие атопического дерматита у детей // Педиатрия. 2009. Т. 27. № 2. С. 125–129.
10. Чистова И. Я. Роль атопии в формировании профессиональных аллергодерматозов. Автореф. дис. … к. м. н. М., 2013. 17 с.
11. Ong P. Y., Leung D. Y. Immune dysregulation in atopic dermatitis // Curr Allergy Asthma Rep. 2006, Vol. 6. P. 384–389.
12. Kiyohara C., Tanaka K., Miyake Y. Genetic susceptibility to atopic dermatitis // Allergol. Int. 2008. Vol. 57 (1). P. 39–56.
13. Tanaka K., Sugiura H., Uehara M. et al. Lack of association between atopic eczema and genetic variants of interleukin-4 receptor R alpha chain gene: heterogeneity of genetic backgrounds on immunoglobulin E production in atopic eczema patients // Clin Exp Allergy. 2001. Vol. 31. P. 1522–1527.
14. Казначеев В. А., Гервазиев Ю. Б., Гервазиева В. Б. Частота встречаемости полиморфизма (с-33Т) в промоторе гена IL4 у больных атопической бронхиальной астмой в российской популяции // Астана. 2005; 6 (1–2): 18–22.
15. Johnson-Huang L. M. et al. Cytokine producing dendritic cells in the pathogenesis of inflammatory skin diseases // J. Clin. Immunol. 2009. Vol. 29, № 3. Р. 247–256.
16. Sohn M. N., Song J. S., Kim K. W. et al. Assotiation of interleukin — 10 gene promoter polymorphism in children with atopic dermatitis // J. Pediatr. 2007. Vol. 150 (1). P. 106–106.
17. Гималова Г. Ф., Карунас А. С., Хуснутдинова Э. К. Молекулярно-генетические аспекты атопического дерматита // Медицинская генетика. 2012. № 12. 19 с.
18. Luster A. D. Chemokines-chemotactic molecules that mediate inflammation // NewEngl J Med. 1998. № 338. Р. 427–439.

ФГБОУ ДПО РМАНПО МЗ РФ, Москва

¹ Контактная информация: irina@msk.org.ru

Значение сывороточных уровней и генетических особенностей противовоспалительных цитокинов у больных атопическим дерматитом/ И. В. Кошелева, А. Р. Хасанова, И. С. Беляков
Для цитирования: Лечащий врач № 1/2019; Номера страниц в выпуске: 53-55
Теги: кожа, противовоспалительные цитокины, иммунный ответ, дети