Иммунологические особенности вирусных кишечных инфекций у детей


К.Д. Ермоленко (1, 2), Л.Б. Куляшова (1), Н.Г. Рощина (1), Д.К. Ермоленко (1), И.В. Раздьяконова (1), Н.В. Гончар (1, 3)

1) ФБУН «Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера» МЗ РФ, Санкт-Петербург; 2) ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней» Федерального медико-биологического агентства, Санкт-Петербург; 3) Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова, Санкт-Петербург
Представлены результаты исследования особенностей иммунологических показателей 41 ребенка в острый период и в период реконвалесценции норовирусной, ротавирусной, а также сочетанной рота-норовирусной инфекций. Показано, что в иммунном ответе при вирусных кишечных инфекциях принимают участие различные звенья иммунного ответа, роль каждого из которых меняется в зависимости от периода инфекционного процесса. Острый период кишечной инфекции характеризуется повышением уровня интерферона-γ, а также снижением среднего содержания Т-лимфоцитов хелперов и цитотоксических лимфоцитов, более выраженным при ротавирусной, чем при норовирусной, инфекции. В период реконвалесценции отмечается нормализация уровня основных субпопуляций лимфоцитов и показателей интерферонового статуса на фоне умеренного повышения зрелых В-лимфоцитов и сывороточного уровня иммуноглобулина A, что отражает вовлечение в противовирусный ответ гуморального звена иммунной системы.

Вирусные кишечные инфекции (ВКИ) – одна из актуальных проблем здравоохранения, наносящая значительный экономический ущерб как нашей стране, так и всему миру [1, 2]. Уровень заболеваемости ВКИ среди детей значительно выше, чем среди взрослых, а наибольшее число регистрируемых случаев приходится на детей в возрасте до 7 лет [3, 4]. Среди возбудителей ВКИ у детей не менее половины всех случаев приходится на ротавирусную инфекцию (РВИ), около четверти – на норовирусную [5, 6]. Значительна также доля сочетанной рота-норовирусной инфекции (РНВИ) [7], приводящей к развитию не менее 3–8% верифицированных эпизодов острых кишечных инфекций (ОКИ) у детей [8].

Накопленный к сегодняшнему дню объем знаний в области клинической иммунологии показал, что необходимым условием для понимания манифестации, развития и исхода любого инфекционного процесса служит описание его иммунопатогенеза с учетом механизмов защитных реакций организма. Однако, несмотря на массу публикаций, посвященных эпидемиологии, клиническому течению и лечению ОКИ ротавирусной этиологии, особенности иммунного ответа при РВИ изучены недостаточно и носят фрагментарный характер. Иммунологические особенности норовирусной инфекции (НВИ), а также сочетанной с РНВИ освещены в единичных публикациях и представляют несомненный научный интерес для дальнейшего исследования.

Целью работы стало изучение особенностей параметров иммунограмм у детей с ВКИ, вызванной рота- и норовирусами в острый период заболевания и в период реконвалесценции.

Материал и методы

Было проведено иммунологическое исследование 41 ребенка в возрасте от 1 года до 7 лет: c РВИ (n=20), НВИ (n=11) и РНВИ (n=10), проходивших лечение в 2015–2016 гг. в отделе кишечных инфекции ДНКЦИБ ФМБА России. У 8 (19,5%) детей имела место тяжелая форма ВКИ, у 33 (80,5%) – средней тяжести. Группы были сопоставимыми по полу (U-тест: p=0,97), возрасту (H=0,69; p=0,71) и тяжести инфекции (H=5,03; p=0,18).

Параметры оценивались в динамике дважды: в разгар заболевания (3–5-е сутки болезни, период I) а также в период реконвалесценции (18–21-й день болезни, период II). Принимая во внимание наличие общих закономерностей в иммунном реагировании при вирусных инфекциях различной этиологии [9], результаты иммунологического исследования оценивались с учетом не только этиологии, но и суммарно – без учета таковой.

Иммунологическое исследование включало:

  • изучение лейкограммы с определением уровня основных субпопуляций лейкоцитов;
  • определение концентрации сывороточных иммуноглобулинов классов иммуноглобулин А (IgА), IgМ, IgG;
  • определение интерферонового статуса.

Изучение параметров иммунного статуса больных проведено на базе лаборатории иммунологии ФГБУН НИИ ЭМ им. Пастера.

Исследование лейкограммы крови осуществлено стандартным методом. Фенотипирование лимфоцитов проведено в лимфоцитотоксическом тесте с использованием МКАТ серии ИКО (НГЩ «Медбиоспектр», Москва): анти-CD3, анти-СD4, анти-СD8, анти-СD16, анти-СD20, анти-СD25, анти-СD5, путем сравнения их с референсными значениями [10].

Оценка концентрации сывороточных иммуноглобулинов классов IgА, IgМ, IgG осуществлено методом радиальной иммунодиффузии по G. Manchini с использованием моноспецифических антисывороток производства НИИ особо чистых биопрепаратов.

Уровень индуцированной вирусами продукции интерферона-α (ИФН-α) и ИФН-β лейкоцитами, а также продукцию ИФН-γ, индуцированного фосфоглицериновым альдегидом, определен по методу С. Григорян [11].

Результаты исследования

При оценке уровня субпопуляций лимфоцитов в острый период инфекционного процесса вне зависимости от этиологии ОКИ отмечена отчетливая тенденция к снижению относительного и общего числа зрелых CD3+-лимфоцитов: CD3+-, CD4+-Т-хелперов и цитотоксических CD3+-, CD8+-Т-лимфоцитов по сравнению с референсными значениями. Указанные изменения большинство исследователей объясняют способностью рота- и норовирусов индуцировать апоптоз лимфоцитов [12, 13]. Результаты определения уровня лимфоцитов различных фенотипических классов представлены на рис. 1.

В I период средний уровень CD16+-натуральных киллеров, CD19+ зрелых В-лимфоцитов и CD25+-активированных лимфоцитов с рецептором интерлейкина-2 находился в пределах референсных значений, однако при детальном анализе показателей иммунограмм отдельных пациентов обращало на себя внимание наличие большого разброса значений относительных уровней субпопуляций лимфоцитов, более заметное в отношении CD19+- и CD25+-лимфоцитов, вероятно связанное с индивидуальными особенностями иммунного реагирования детей.

Сопоставление результатов фенотипирования лимфоцитов при ВКИ различной этиологии не позволило выявить значимых отличий в уровне CD4+-Т-хелперов (H=0,77; p=0,68), CD16+-натуральных киллеров (H=1,457; p=0,68), CD19+-В-лимфоцитов (H=2,89; p=0,24) и CD25+-лимфоцитов (H=0,15; p=0,92) в I периоде исследования. Отмечена тенденция к снижению CD8+ зрелых Т-лимфоцитов у пациентов с РНВИ и РВИ по сравнению с нормальными значениями и отсутствие подобных изменений у пациентов с НВИ (H=4,5; p=0,11), что совпадает с результатами, полученными другими авторами [14], и могут быть объяснены как прямым цитопатическим воздействием вирусов, так и интенсификацией механизмов апоптоза лимфоцитов. Стоит заметить, что более выраженное уменьшение числа цитотоксических CD8+-лимфоцитов (0,15±0,04×109 клеток/л) было выявлено у детей с РНВИ (рис. 2).

Во II периоде отмечена нормализация показателей абсолютного и относительного содержания основных субпопуляций лимфоцитов. Уровень CD19+ зрелых В-лимфоцитов демонстрировал тенденцию к умеренному повышению по сравнению с референсными значениями, что, вероятно, свидетельствует о поляризации иммунного ответа и об активизации синтеза защитных антител во II периоде исследования.

При анализе результатов фенотипирования лимфоцитов у детей в зависимости от тяжести ОКИ установлено, что у пациентов с тяжелой формой ВКИ в I периоде имело место достоверное снижение уровня зрелых CD3+-лимфоцитов по сравнению с пациентами со среднетяжелой формой заболевания (0,76±0,19×109 и 0,94±0,13×109 клеток/л соответственно; p=0,02) и CD3+, CD8+ эффекторных лимфоцитов (0,46±0,11×109 и 0,54±0,09×109 клеток/л соответственно; p=0,04). Во II периоде у детей с тяжелой ВКИ отмечен более высокий уровень CD16+ натуральных киллеров, чем у детей со среднетяжелой формой (0,46±0,11×109/л и 0,32±0,09×109/л соответственно; p=0,01), одновременно со сниженными показателями содержания зрелых B-лимфоцитов (0,33±0,09×109/л и -0,53±0,11×109/л соответственно; p=0,009).

Косвенным подтверждением важной роли механизмов программируемой клеточной гибели в снижении уровня иммунных клеток служит сочетание у пациентов с выраженным снижением эффекторных Т-лимфоцитов низкого уровня ИФН-γ, служащего одним из ключевых цитокинов, обеспечивающих выживание иммунных клеток за счет стимуляции пролиферации и устойчивости лимфоцитов [15].

При оценке антителообразования в I периоде не было выявлено отличий среднего уровня сывороточных иммуноглобулинов всех исследуемых классов от референсных значений.

У части детей (n=7; 17,1%) имело место умеренное снижение уровня IgG. Содержание сывороточных иммуноглобулинов в I и II периодах исследования представлено на рис. 3.

Во II периоде наблюдалось повышение среднего уровня иммуноглобулинов, статистически значимое для IgA. Данные результаты подтверждают, что окончательное выздоровление от ВКИ связано с влиянием факторов гуморального иммунитета, в частности с действием IgA. Отмечена статистически незначимая тенденция к менее выраженной продукции IgA и IgG при НВИ по сравнению с РВИ и РНВИ (H=12,7; p=0,1). Анализ показателей уровней IgG и IgM также не позволил выявить статистически значимых отличий между пациентами с ВКИ различной этиологии.

Тяжесть ВКИ не оказывала влияния на средний уровень IgM и IgG ни в I, ни во II периодах. В то же время из 9 (22,0%) детей, у которых уровень IgA во II периоде не был повышен, 5 (12,2%) страдали тяжелой формой ВКИ. Средний уровень IgA при тяжелой форме заболевания был достоверно ниже, чем при среднетяжелой (2,31±0,35 и 4,23±1,32 г/л соответственно; p=0,01). В литературе найдены данные, свидетельствующие о важной роли IgA, в частности его секреторной фракции в противовирусном иммунитете [16]. Несмотря на то что определение уровня секреторного IgA в данном исследовании не проводилось, выявленные особенности изменения концентрации сывороточного IgA свидетельствуют о важной роли антител данной группы в противовирусной защите при ВКИ.

Изменения интерферонового статуса у детей с ВКИ в I периоде исследования характеризовались повышением уровня сывороточного ИФН-γ, а также продукции ИФН по сравнению с референсными значениями. Наиболее выраженное изменение отмечено в отношении митогениндуцированной продукции ИФН-γ (средний уровень более чем в 3 раза превысил максимальное значение референсных показателей). Результаты оценки интерферонового статуса пациентов в динамике наблюдения представлены в таблице.

Во II периоде наблюдалось статистически значимое снижение всех показателей интерферонового статуса до нормальных значений (для митогениндуцированной и вирусиндуцированной продукции ИФН).

Среднее содержание ИФН-γ в сыворотке как в I, так и во II периоде достоверно не отличалось у детей с ВКИ различной этиологии (H=10,01; p=0,07 и H=0,77 соответственно; p=0,17). Выявить корреляцию между средней продукцией ИФН-γ и тяжестью ВКИ в I периоде не удалось. При среднетяжелых формах ВКИ имело место большое разнообразие значений сывороточного ИФН-γ, по-видимому отразившее индивидуальные особенности иммунного реагирования детей.

В то же время при сопоставлении уровня сывороточного ИФН-γ во II периоде было выявлено значимое повышение данного показателя у детей с тяжелой формой заболевания (рис. 4).

Сохранение повышенного уровня ИФН-γ как в I, так и во II периодах, характерное для тяжелых форм ВКИ у большей части детей (n=6; 75%), контрастировало с данными, полученными для ВКИ средней тяжести, при которых наблюдалось высокое содержание ИФН-γ в I периоде и его полная нормализация во II периоде у всех пациентов.

Таким образом, в иммунном ответе при ВКИ принимают участие различные звенья иммунного ответа, роль каждого из которых меняется в зависимости от периода инфекционного процесса. В острый период ВКИ отмечается повышение сывороточного уровня ИФН-γ, а также снижение уровней CD3+-, CD4+-Т-хелперов и цитотоксических CD3+-, CD8+-лимфоцитов, более выраженное при РВИ и РНВИ, чем при НВИ, причем для CD3+-лимфоцитов и CD8+-лимфоцитов выявленное снижение количества коррелировало с тяжестью инфекционного процесса. В период реконвалесценции отмечается нормализация уровня основных субпопуляций лимфоцитов и умеренное повышение числа зрелых В-лимфоцитов, отражающих активное вовлечение гуморального звена иммунной системы на поздних этапах противовирусного иммунного ответа.


Литература


1. Lobzin, Y.V., Kharit, S.M., Goveia, M.G., O’Brian, M.A., Podkolzin, A.T., Blokhin, B.M., Tikunova, N.V. Burden of Childhood Rotavirus Disease in the Outpatient Setting of the Russian Federation. Pediatr. Inf. Dis. J. 2017.

2. Shin M., Salamanca B.V., Kristiansen I.S., Flem E. Healthcare Costs of Rotavirus and Other Types of Gastroenteritis in Children in Norway. Pediatr. Inf. Dis. J. 2016;35(4):e97–e101.

3. Тихомирова О.В., Бехтерева М.К., Раздьяконова И.В., Ныркова О.И. Вирусные диареи у детей: особенности клинической картины и тактика диетической коррекции Вопр. современ. педиатрии. 2009;8(1).

4. Малеев В.В., Горелов А.В., Усенко Д.В., Кулешов К.В. Актуальные проблемы, итоги и перспективы изучения острых кишечных инфекций. Эпидемиол. и инфекц. бол. Актуальн. вопросы. 2014;1:4–8.

5. Маянский Н.А., Маянский А.Н., Ротавирусная инфекция: эпидемиология, патология, вакцинопрофилактика Вестник Рос. академии мед. наук. 2015;1.

6. Горелов А.В., Плоскирева А.А., Дорошина Е.А., Подколзин А.Т., Тхакушинова Н.Х. Норовирусная инфекция на современном этапе: клинические проявления и терапевтические подходы. Инф. болезни. 2011;9(2):100–5.

7. Friesema I.H., De Boer R.F., Duizer E., Kortbeek L.M., Notermans D.W., Norbruis O.F., Bezemer D.D., van Heerbeek H., van Andel R., van Enk J.G., Fraaij P., Koopmans M.P., Kooistra-Smid A.M. Etiology of acute gastroenteritis in children requiring hospitalization in the Netherlands. Eur. J. Clin. Microbial. & Inf. Ectious Diss. 2012;31(4):405–15.

8. Лукьянова А.М., Бехтерева М.К., Птичникова Н.Н. Клинико-эпидемиологическая характеристика вирусных диарей у детей. Журн. инфектологии. 2014;6(1):60–6.

9. Щеплягина Л.А., Круглова И.В. Возрастные особенности иммунитета у детей. РМЖ. 2009;17(23): 1564–69.

10. Медицинские лабораторные технологии и диагностика: Справочник. Медицинские лабораторные технологии Том 1 / Под ред. А.И. Карпищенко. СПб., 2002. 408 с.

11. Тотолян А.А. Современные подходы к диагностике иммунопатологических состояний. Мед. иммунология. 1999;1(1–2): 75–108.

12. Holloway G., Coulson B.S. In nоte cellular responses to rota virus infection. J. General Virology. 2013;94(6):1151–60.

13. Angel J., Franco M.A., Greenberg H.B. Rotavirus immune responses and correlates of protection. Current opinion in virology. 2012;2(4):419–25.

14. Бабик Р.К., Корнеева Е.В. Клинико-иммунологические особенности ротавирусной инфекции у детей. Человек. Спорт. Медицина. 2011;26 (243): 52–7.

15. Железникова Г.Ф., Раздъяконова И.В., Тихомирова О.В., Бехтерева М.К., Монахова Н.Е. Калицивирусная инфекция и цитокиновый статус у детей. Рос. вест. перинатологии и педиатрии. 2009;54(6):82–7.

16. Кветная А.С., Железова Л.И. Этиопатогенетические механизмы формирования дисбиоза просвета толстой кишки при острых кишечных инфекциях у детей. Профилактич. и клинич. мед. 2008;3:41–3.


Об авторах / Для корреспонденции


Автор для связи: К.Д. Ермоленко – очный аспирант, мл. науч. сотр. отдела идентификации патогенов ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней» Федерального медико-биологического агентства, ФБУН «Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера» МЗ РФ, Санкт-Петербург; e-mail: ermolenko.kd@yandex.ru


Похожие статьи


Бионика Медиа