Русский English

Мироманов А.М., Миронова О.Б., Усков С.А., Трубицын М.В., Гусев К.А.

Полиморфизм гена интерлейкина-4 (С 589Т) у больных с осложненным течением переломов длинных костей конечностей

Читинская государственная медицинская академия

Введение. В современных условиях травматизм является одной из самых острых социальных проблем. Среди всех повреждений переломы конечностей встречаются достаточно часто, составляя 18,6% [17], и даже несмотря на постоянное совершенствование консервативных и оперативных методов лечения, сопровождаются развитием разнообразных осложнений, не имеющих тенденции к снижению [5].

Так, по разным данным, частота гнойных осложнений при переломах длинных костей конечностей составляет от 21 до 63,9% от всех травм опорно-двигательного аппарата. Хронический остеомиелит развивается в 21–46,2% случаев после оперативного лечения открытых и в 7,6-13,2% - закрытых переломов [2, 11, 14, 20]. Рецидивы травматического остеомиелита отмечаются у 20-30% пациентов, что приводит к выраженным нарушениям функции конечности в 10-57% [18].

Нарушение консолидации переломов длинных костей составляет от 15 до 50% от всех травм опорно-двигательной системы, а частота развития ложных суставов даже при применении современных медицинских технологий варьирует от 4,7 до 33,2% [8, 15], а образующиеся при этом анатомо-функциональные нарушения конечности являются причиной стойкой инвалидности у 11,6-44,9% больных [13].

Течение многих заболеваний и осложнений в последние десятилетия значительно изменилось и приобрело скрытый характер, что представляет значительные сложности, как в диагностике, так и в лечении [6].

Доказано, что к одним из основных факторов, определяющих особенности исхода при переломах, относится иммунная система, нарушение которой может приводить к развитию различных осложнений [6, 16].

Иммунные клетки секретируют многочисленные растворимые медиаторы (цитокины) играющие важнейшую роль в различных физиологических и патологических процессах организма [3, 16]. Одним из таких клеточных медиаторов, обладающим широким спектром действия, является противовоспалительный цитокин – интерлейкин-4 (IL-4), который вызывает активацию, пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, участвует в активации тучных клеток, препятствует окислительному взрыву в макрофагах и т.д. [3, 16]. Также IL-4 ингибирует функции моноцитов, макрофагов и естественных киллерных клеток (NK-клетки), блокируя спонтанную и стимулированную продукцию провоспалительных цитокинов, в частности – IL-1, IL-6, IL-8, фактора некроза опухолей α (TNFα), трансформирующего ростового фактора β (TGFβ), повышая одновременно продукцию колониестимулирующего фактора для гранулоцитов (G-CSF) и колониестимулирующего фактора для моноцитов/макрофагов (M-CSF). Многие иммуномодулирующие эффекты IL-4 опосредованы его влиянием на продукцию других цитокинов [3].

Согласно исследованиям последних лет, определенная роль в развитии осложнений отводится наследственным факторам. Генетически запрограммированный повышенный или пониженный синтез IL-4 сказывается на способности иммунной системы человека реагировать на разные виды патогенов и на развитии целого ряда иммунопатологических процессов [3, 4]. Однако, несмотря на широкомасштабные исследования генетического полиморфизма регуляторных и адгезивных молекул при различных заболеваниях почти не коснулись проблем травматологии, в которой патогенез осложнений при травме имеет свои особенности [10].

В связи с вышесказанным, изучение генетического полиморфизма цитокинов, принимающих участие в механизмах регуляции межклеточных взаимодействий у больных при травме, а также поиски генетических маркеров развития осложнений представляется перспективным как в теоретическом, так и практическом отношениях.

Целью исследования явилось изучение распределения генотипов полиморфного маркера гена IL-4 (С 589Т) у больных с осложненным течением переломов длинных костей конечностей, проживающих в Забайкальском крае.

Материалы и методы. В работе с обследуемыми лицами соблюдались этические принципы, предъявляемые Хельсинкской Декларацией Всемирной Медицинской Ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki (1964, 2000 - поправки) и Правилами клинической практики в Российской Федерации", утвержденными Приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 г. № 266 [7].

Нами проведено обследование 239 пациентов в возрасте от 18 до 58 лет с переломами длинных костей конечностей. Первую группу составили 100 пациентов (63 мужчины, 37 женщин) с неосложненным течением переломов (группа клинического сравнения). Вторую группу составили 139 больных с осложненным течением, из них: А - 71 пациент (59 мужчин, 12 женщин) с развитием хронического травматического остеомиелита в позднем периоде травмы; Б - 68 больных (57 мужчин, 11 женщин) с нарушением консолидации по типу замедленной консолидации. Полученные данные сравнивались с результатами исследований, проведенных у 130 практически здоровых доноров в возрасте от 18 до 35 лет.

В работе с закрытыми и открытыми переломами использовалась классификация М.Е. Mюллера и соавт. (табл. 1) [19].

Таблица 1. Распределение больных по характеру и локализации переломов, (%)

Таблица 1. Распределение больных по характеру и локализации переломов, (%)

Всем пациентам с закрытыми переломами проводилась открытая репозиция отломков, с последующим металлоостеосинтезом пластинами или штифтами. Больным с открытыми переломами при поступлении выполнялась первичная хирургическая обработка и наложение аппаратов наружной фиксации. В дальнейшем применялась традиционная консервативная терапия (антибактериальные средства, дезагреганты, местное медикаментозное лечение и др.).

Сформированные группы являлись относительно однородными как по возрасту, полу, характеру и локализации переломов, так и по проводимому лечению. Из групп исключались пациенты, с какой-либо сопутствующей патологией.

Материалом для молекулярно-генетического анализа служили образцы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), выделенные из периферической крови поступивших больных. Для исследования выбрана точковая мутация IL-4 в позиции 589 (С>Т).

Амплификацию фрагмента гена IL-4 проводили в термоцикле (модель Ре «Бис» - М111 (ООО «Бис-Н», Новосибирск). В работе использовались стандартные наборы праймеров научно-производственной фирмы «Литех»-«SNP» (Москва). Визуализация продуктов амплификации выполнена с помощью электрофореза в 3% агарозном геле с добавлением бромистого этидия проходящем в ультрафиолетовом свете [9].

Полученные данные обработаны с помощью программы «BIOSTAT». Статистически анализ полученных данных проведен с использованием критерия χ2. Различия считались статистически значимыми при p<0,05 [1]. Для определения частот аллельных вариантов генов применялся закон Харди-Вайнберга. Для оценки ассоциаций аллелей с генотипом рассчитывали относительный риск (ОР) и отношение шансов (ОШ) [12].

Результаты исследования и их обсуждение. Распределение распространенности генотипов полиморфного локуса С 589Т гена IL-4 в группе больных и контрольной группе соответствовало ожидаемому равновесию Харди-Вайнберга.

Установлено, что при сравнении полученных результатов исследования пациентов с осложненным и неосложненным течением переломов длинных костей конечностей выявлены достоверные различия по частотам распределения генотипов полиморфизма С 589Т гена IL-4. Так, в группе с осложненным течением переломов, на долю гомозиготного генотипа (С/С) приходилось 47,5%, тогда как в группе с неосложненным течением – 76% (р<0,0001). Гетерозиготный генотип встречался в 45,3% у пациентов второй группы, против 23% в первой (р<0,0001). В группе с осложненным течением переломов длинных костей выявлено 10 (7,2%) пациентов с гомозиготным генотипом Т/Т, против 1 (1%) группы клинического сравнения (р<0,0001) (табл. 2).

Частота С-аллели у больных группы клинического сравнения составила 0,87, Т-аллели 0,13, а в группе с осложненным течением – 0,7 и 0,3, соответственно (р<0,006), (табл. 3).

Таблица 2. Распределение генотипов IL-4 (С 589Т) среди резидентов Забайкальского края

Таблица 2. Распределение генотипов IL-4 (С 589Т) среди резидентов Забайкальского края

Примечание: здесь и далее * - статистическая значимость различий с контролем; ** - статистическая значимость различий с группой клинического сравнения

Таблица 3. Частота аллельных вариантов в гене IL-4 полиморфизма С 589Т среди резидентов Забайкальского края, (Р)

Таблица 3. Частота аллельных вариантов в гене IL-4 полиморфизма С 589Т среди резидентов Забайкальского края, (Р)

В группе контроля С/С генотип выявлен у 96 (73,9%) лиц, С/Т генотип у 32 (24,6%), Т/Т генотип у 2 (1,5%) человек (табл. 2). Встречаемость С-аллели в данной группе зарегистрирована в 0,86, а аномальной аллели в 0,14. Таким образом, статистически значимая разница в частоте генотипов и аллелей установлена только между группой контроля и осложненного течения (р<0,01) (табл. 3).

Однако, при более детальном рассмотрении частоты генотипов полиморфизма IL-4 (С 589Т) в группе с осложненным течением, зарегистрировано статистически значимое различие гомозигот по нормальной аллели (С), гетерозигот и гомозигот по аномальной аллели (Т) у больных с травматическим остеомиелитом, группой клинического сравнения и контроля (р<0,0001), тогда как у пациентов с нарушением консолидации переломов, группой контроля и больными с неосложненным течением достоверных различий не выявлено (табл. 4).

Таблица 4. Распределение генотипов IL-4 (С 589Т) у пациентов с неосложненным и осложненным течением переломов длинных костей конечностей

Таблица 4. Распределение генотипов IL-4 (С 589Т) у пациентов с неосложненным и осложненным течением переломов длинных костей конечностей

Примечание: здесь и далее *** - статистическая значимость различий с травматическим остеомиелитом

Аналогичная картина выявлена и при определении частоты аллелей в данных группах (табл. 5).

Таблица 5. Частота аллельных вариантов в гене IL-4 полиморфизма С 589Т у пациентов с неосложненным и осложненным течением переломов длинных костей конечностей, (Р)

Таблица 5. Частота аллельных вариантов в гене IL-4 полиморфизма С 589Т у пациентов с неосложненным и осложненным течением переломов длинных костей конечностей, (Р)

Расчет ОР и ОШ между группой клинического сравнения и осложненным течением переломов длинных костей выявил положительную ассоциацию (высокий риск) аллеля Т с развитием травматического остеомиелита в позднем периоде травмы (ОР=3,66, ДИ [2,42; 4,64]; ОШ=5,91, ДИ [3,38; 6,28]).

Клиническая картина у пациентов-носителей Т/Т генотипа с развитием травматического остеомиелита отмечалась более тяжелым и длительным течением раневой инфекции, что свидетельствует о возможной ассоциативной связи между повышенной частотой аллеля IL-4 589Т и тяжелым течением травматического остеомиелита при переломах длинных костей конечностей. Данный факт указывает на важный вклад аллельного полиморфизма генов цитокинов в индивидуальные различия больных по характеру течения инфекционного процесса и эффективности механизмов протективного иммунитета [3].

Можно предположить, что наличие гомозиготного Т/Т генотипа IL-4 С 589Т сопровождается сниженной продукцией цитокина IL-4, что в свою очередь способствует длительному сохранению повышенного содержания провоспалительных цитокинов, тем самым содействует не только прогрессированию деструктивных процессов в зоне перелома, но и хронизации воспалительного процесса [16].

Таким образом, определение полиморфизма гена IL-4 (С 589Т) при переломах длинных костей конечностей делает возможным осуществление долгосрочного индивидуального прогноза для конкретного лица, что позволит при необходимости выполнить профилактические мероприятия для предотвращения развития различных осложнений или снизить тяжесть их протекания.

Выводы

1. При травматическом остеомиелите выявлена более низкая распространенность генотипа С/С, С/Т IL-4 (С 589Т) в сравнении с группой контроля, клинического сравнения и нарушения консолидации переломов длинных костей конечностей.

2. Распространенность генотипов С/С, С/Т и Т/Т IL-4 (С 589Т) у пациентов с нарушением консолидации переломов не отличалась от группы контроля.

3. Аллель Т IL-4 (С 589Т) в два раза повышает вероятность развития воспалительных осложнений при переломах.

4. Выявление Т/Т генотипа IL-4 (С 589Т) может использоваться в качестве неблагоприятного прогностического критерия в развитии травматического остеомиелита в позднем периоде травмы.


Список использованных источников:

1. Гланц С. Медико-биологическая статистика. – М.: Практика, 1998. – 459 с.

2. Зайцев А.Б. Реконструктивно-восстановительное лечение больных остеомиелитом голени: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. – Нижний Новгород, 2009. – 32 с.

3. Цитокины/ С.А. Кетлинский, А.С. Симбирцев. – СПб.: Фолиант, 2008. – 552 с.

4. Структурные основы и функциональная значимость аллельного полиморфизма генов цитокинов человека и их рецепторов/ В.И. Коненков, М.В. Смольников// Медицинская иммунология. - 2003. - T. 5. - № 1-2. - С. 11-28.

5. Травматическая болезнь// Г.П. Котельников, И.Г. Труханова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 272 с.

6. Современные подходы к классификации переломов длинных костей конечностей/ А.М. Мироманов, А.А. Герасимов, Е.В. Намоконов// Вестник экспериментальной и клинической хирургии. – 2011. - № 4. – С. 760-763.

7. Об утверждении Правил клинической практики в Российской Федерации: приказ Минздрава РФ от 19.06.2003 №266// Российская газета. – 2003. – №135. 10 июля.

8. Интрамедуллярный остеосинтез при лечении несросшихся переломов и ложных суставов большеберцовой кости/ Д.В. Павлов, А.Е. Новиков// Травматология и ортопедия России. – 2009. - № 2. – С. 106-111.

9. Полиморфизм гена IL-10 (C819T) у больных с воспалительными заболеваниями пародонта в Забайкальском крае/ Н.Э. Доржиева и др.// Забайкальский медицинский вестник. - 2011. - №1. -С. 44-48.

10. Мироманов А.М., Миронова О.Б., Трубицын М.В., Витковский Ю.А. Полиморфизм гена TNF-α (G-308А) у больных с гнойно-воспалительными осложнениями при переломах длинных костей конечностей в Забайкальском крае// Забайкальский медицинский вестник. – 2013. – № 1. – С. 41-45.

11. Принципы хирургического лечения переломов длинных костей, осложненных гнойной инфекцией/ Ю.А. Амираланов и др.// Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. - 2011. - № 4. – С. 53-59.

12. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладнвх программ STATISTICA. – М.: МедиаСфера, 2002. – 312.

13. Решетников А.Н. Оптимизация лечения больных с ложными суставами и дефектами длинных костей нижних конечностей (клинико-экспериментальное исследование): Автореф. дис. … д-ра мед. наук. – Самара, 2005. – 41 с.

14. Современные принципы лечения хронического остеомиелита/ С.А. Линник, П.П. Ромашов, А.Г. Кравцов и др.// II съезд травматологов-ортопедов СФО. - СПб.: Альта Астра, 2011. – С. 19-20.

15. Сочетанное применение обогащенной тромбоцитами аутоплазмы и биокомпозиционного материала Коллапан в комплексном лечении больных с длительно несрастающими переломами и ложными суставами длинных костей конечностей/ Г.А. Кесян и др.// Вестник травматологии и ортопедии. – 2011. - № 2. – С. 26-32.

16. Теоретические и клинические аспекты биорегулирующей терапии в хирургии и травматологии/ Б.И. Кузник и др. – Новосибирск: Наука, 2008. - 311 с.

17. Травматизм, ортопедическая заболеваемость, состояние травматолого-ортопедической помощи населению России в 2009 году: сборник/ под ред. С.П. Миронова. – М.: Телер, 2010. – 86 с.

18. Long-term quality of life in trauma patients following the full spectrum of tibial injury (fasciotomy, closed fracture, grade IIIB/IIIC open fracture and amputation)/ P.V. Giannoudis et al.// Injury. – 2009. – Vol. 40, N 2. – P. 213-219.

19. The Comprehensive Classifi cation of Fractures of Long Bones/ M.E. Muller, S. Nazarian, P. Koch, J. Schtzker// Springer-Verlag Heidelberg - New York, 1996. – 32 p.

20. Reconstruction of osteomyelitis defects/ P. Dinh et al.// Sem. Plast. Surg. – 2009. – Vol. 23, N 2. – P. 108-118.


04.09.2013 18:23:00