Актуальность. Острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) были и остаются одной из самых актуальных проблем здравоохранения не только в России, но и во всем мире. Это обусловлено стабильно высоким уровнем заболеваемости всех возрастных групп населения, особенно среди лиц с хроническими болезнями лёгких и других внутренних органов.
Среди ОРВИ наибольшую опасность представляет грипп, который характеризуется развитием пандемий, среднетяжёлым или тяжелым течением с возможным развитием ранних и поздних осложнений. В последнее время выяснено, что частота заболеваемости ОРВИ в популяции людей – наряду с патогенным действием вируса – связана также с определённым типом реагирования иммунной системы, основным звеном которой являются регуляторные белки – цитокины.
К цитокинам семейства интерлейкина-1 (IL-1) относятся, прежде всего, интерлейкин-1β (IL-1β) и рецепторный антагонист интерлейкина-1 (IL-1ra). Это кардинальные цитокины воспаления, входящие в состав важнейшей биологической мультисистемы – цитокиновой сети, играющей ключевую роль в осуществлении клеточного гомеостаза [1]. Эффекты цитокиновой сети проявляются уже при минимальных концентрациях входящих в неё белков-регуляторов и распространяются далеко за пределы очага воспаления [3, 6].
Исходя из ключевого влияния IL-1β в реализации противовирусного врождённого иммунитета, изучение его уровня было проведено при различных формах острых респираторных вирусных инфекциях (ОРВИ), однако оно носило достаточно фрагментарный характер. Так, повышенный уровень IL-1β и его антагониста IL-1ra был обнаружен в носоглоточной слизи детей раннего возраста с тяжёлым течением респираторно-синцитиальной вирусной инфекции (РСВИ) [10]. Повышение уровня IL-1β в периферической крови было определено также у больных с тяжелым течением гриппа A/H1N1/2009, но в подавляющем большинстве случаев протекавшим с благоприятным исходом (из 20 наблюдаемых пациентов выжило 17); у больных же со среднетяжёлым течением уровень исследуемого фактора достоверно не отличался от нормы. Однако у больных как среднетяжёлой, так и тяжёлой формой гриппа A/H1N1/2009 выявлено повышение уровня IL-1ra с прогрессивным увеличением при тяжелом течении болезни [11].
Целью настоящей работы явилось исследование уровня мощных медиаторов воспаления семейства IL-1 (IL-1β и IL-1ra) в крови больных с определением возможной патогенетической и прогностической роли цитокинов при ОРВИ, наиболее часто встречающихся в популяции.
Материалы и методы исследования. Под нашим наблюдением находилось 88 больных ОРВИ средней тяжести в возрасте 15-54 лет: гриппом A/H1N1/2009 (n=20), гриппом А/H3N2 (n=17), аденовирусной инфекцией (АДВИ) (n=17), парагриппом (n=21) и РСВИ (n=13). У исследуемых групп заболевание протекало благоприятно, без осложнений. Отдельную группу составили пациенты с тяжёлым течением A/H1N1/2009 и летальным исходом в возрасте 19-61 лет (n=10). Диагноз был подтверждён с помощью метода полимеразной цепной реакции или реакции непрямой гемагглютинации (выявлением специфических антител с ростом их титра в 4 и более раз). Забор крови для определения уровня цитокинов производили в остром периоде (1-2 день болезни) и периоде ранней реконвалесценции (на 7-9 день болезни). Уровень цитокинов определяли в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа коммерческими тест-системами "Вектор-Бест", Россия [5].
Результаты клинических и лабораторных исследований были внесены в специально разработанные карты индивидуального обследования пациентов с последующим представлением в виде электронных таблиц Microsoft Excel 2007. Статистическая обработка результатов исследований была проведена с использованием пакета StatGraphics 15.0. Соответствие закону Гаусса проверяли с помощью критериев согласия Колмогорова-Смирнова и Шапиро-Вилкса [2]. Между собой выборки сравнивали с помощью непараметрического критерия Вилкоксона-Манна-Уитни – рангового критерия, хорошо приспособленного для анализа малых выборок и робастного к виду закона их распределения, а также двухвыборочного критерия Колмогорова-Смирнова [2, 4]. Уровень значимости при проверке всех статистических гипотез – р ˂ 0,05 (доверительная вероятность > 0.95).
Контролем служила кровь 17 здоровых доноров в возрасте 19-40 лет, у которых IL-1β был равен Ме=0,8 пг/мл (0-6,0), IL-1ra был равен Ме=619,55 пг/мл (74,7-3000). Полученные нами значения контрольной группы лиц согласуются с показателями, полученными при обследовании сыворотки крови 68 здоровых доноров фирмой-производителем тест-систем "Вектор-Бест": выборочным средним IL-1β – 1,6 пг/мл (0-11), IL-1ra – 520 пг/мл (50-1000).
Результаты. Согласно полученным данным выявлен статистически значимый повышенный уровень IL-1β у больных со среднетяжёлой формой гриппа A/H1N1/2009 в остром периоде заболевания по сравнению с контролем (р≤0,05) (табл. 1). Отметим, что при тяжёлой форме гриппа A/H1N1/2009 (в сравнении со среднетяжёлой формой) уровень IL-1β в сыворотке крови больных был достоверно ниже (р≤0,01), к тому же он не отличался от контроля (р>0,05). Уровень IL-1β в остром периоде ОРВИ (за исключением гриппа A/H1N1/2009) достоверно не отличался от контроля (р>0,05). В периоде реконвалесценции концентрация IL-1β либо не отличалась от уровня здоровых лиц (грипп A/H1N1/2009, РСВИ, АДВИ), либо она была даже ниже контрольных цифр: при гриппе A/H3N2 (р≤0,05) и парагриппе (р≤0,01).
Таблица 1. Сравнительная характеристика уровня IL-1β и IL-1ra у больных ОРВИ
Примечания: *– достоверные различия показателей в динамике заболевания (р≤0,05); **– достоверные различия между группой больных с тяжёлым течением гриппа A/H1N1/2009 и другими ОРВИ, находящимися в остром периоде заболевания (р≤0,05); # – достоверное отличие от контроля (р≤0,05); n – число обследованных пациентов.
При сравнении динамики уровня IL-1β при гриппе A/H1N1/2009 и гриппе A/H3N2, отмечены следующие различия. При гриппе A/H1N1/2009 в остром периоде заболевания был зарегистрирован более высокий уровень IL-1β, который, хотя и также уменьшался к периоду реконвалесценции, но до достоверно более высокого уровня, чем при гриппе A/H3N2 (р≤0,05).
Выявлено достоверное повышение уровня IL-1ra в остром периоде заболевания вне зависимости от этиологии ОРВИ (р≤0,05) с быстрой нормализацией в большинстве исследуемых групп к периоду реконвалесценции по сравнению с контролем (р>0,05); в тоже время, при парагриппе уровень IL-1ra оставался повышенным (р≤0,05). Максимальная концентрация IL-1ra была зарегистрирована при тяжёлом течении гриппа A/H1N1/2009 с неблагоприятным исходом (Ме=2823,8 пг/мл), что практически в два раза превышало значение IL-1ra у больных среднетяжёлым течением A/H1N1/2009 (Ме=1640 пг/мл). Данный факт предполагает то, что при тяжёлой форме гриппа A/H1N1/2009 тенденцией к повышению уровня IL-1ra организм пытается ограничить всё возрастающее токсическое действие IL-1α и IL-1β. Отметим, что уровень IL-1ra у больных среднетяжёлой формой гриппа A/H1N1/2009 в остром периоде заболевания был статистически значимо выше соответствующего показателя, определённого при парагриппе (р≤0,05), но ниже, чем при АДВИ (р=0,052). Период реконвалесценции характеризовался нормализацией концентрации IL-1ra в сыворотке крови большинства больных ОРВИ по сравнению с контролем (р>0,05), кроме парагриппа. В последнем случае уровень IL-1ra сохранялся повышенным в сравнении с контролем (р≤0,05).
Выводы. В результате проведенного исследования, нами отмечена достаточно однотипная тенденция изменения уровня IL-1β в большинстве изученных нами групп больных ОРВИ (кроме АДВИ) в виде более высоких уровней IL-1β в остром периоде ОРВИ с последующим снижением его концентрации к периоду реконвалесценции. В тоже время, при среднетяжёлом течении гриппа A/H1N1/2009 концентрация IL-1β в сыворотке крови в остром периоде заболевания достоверно была повышена (в сравнении с контролем), что может свидетельствовать об усилении активности моноцитарно-фагоцитарного звена иммунитета, вырабатывающего данный цитокин. Особенностью же тяжёлого течения гриппа A/H1N1/2009 – по сравнению с его среднетяжёлой формой – является достоверно меньший уровень IL-1β, не отличающийся от нормальных значений, что может иметь прогностическое значение.
В связи с достоверным повышением уровня IL-1β в сыворотке крови больных среднетяжёлой формы гриппа A/H1N1/2009 в сравнении с контролем и сохранением более высокой концентрации данного фактора в крови больных к периоду реконвалесценции (в отличие от генетически близкого к нему гриппа A/H3N2), можно предположить, что в очаге воспаления функциональная активность моноцитарно-макрофагального звена иммунитета более выражена именно при гриппе A/H1N1/2009.
Что касается IL-1ra, то предполагается его важнейшая роль в патогенезе всех форм ОРВИ в остром периоде заболевания в качестве универсального ответа макроорганизма на внедрение и размножение вирусов, которая подтверждается повышенным уровнем фактора в сыворотке крови. В тоже время, максимальный уровень IL-1ra был выявлен при тяжёлом течении гриппа A/H1N1/2009, что может свидетельствовать о более высокой активности клеточных популяций крови по синтезу данного цитокина и, следовательно, о его более активном участии, в том числе и в реализации патогенетических механизмов так называемой "цитокиновой бури", приводящей к последующей гибели больного.
Особенностью парагриппа (в отличие от других среднетяжёлых ОРВИ) явилось сохранение высокого уровня IL-1ra к периоду реконвалесценции, что может свидетельствовать о продолжающейся стимуляции иммунокомпетентных клеток по выработке фактора при прямом/косвенном воздействии вируса парагриппа, т.е. о несовпадении наступления при данном ОРВИ клинической и лабораторной реконвалесценции.
Заключение. Снижение уровня IL-1β в сыворотке крови больных гриппом A/H1N1/2009 при сохранении или усилении симптомов интоксикации может свидетельствовать о переходе заболевания на новый уровень реагирования иммунной системы, характеризующийся утяжелением состояния с неблагоприятным прогнозом. В связи с тем, что чрезмерно повышенная продукция IL-1ra при тяжёлом течении гриппа A/H1N1/2009, возможно, связана с бесконтрольной активацией макрофагов, приводящей к цитокиновому шторму с последующим летальным исходом, высокий показатель IL-1ra у больных гриппом A/H1N1/2009 также может быть рекомендован в качестве одного из критериев прогноза гриппа А.
Полученные данные о состоянии основных факторов цитокиновой сети в норме и у больных ОРВИ различного генеза были использованы при разработке экспертных систем «Экспресс-диагностика и прогноз течения ОРВИ», «Нарушения функционирования цитокиновой сети у больных ОРВИ» и «Рекомендации по лечению больных ОРВИ» [7-9].