Features of the immune status in patients with traumatic brain injury of varying severity

Abstract

.

Full Text

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является одной из наиболее распространенных патологий центральной нервной системы в мире. При этом ее удельный вес составляет 25-40% от всех видов травм (1). Применение рутинных методов структурной нейровизуализации, таких как компьютерная и магнитно-резонансная томография (КТ и МРТ), проводимая в стандартных режимах, зачастую не позволяют своевременно оценить тяжесть произошедших нарушений на клеточном уровне. Это характерно, в первую очередь, для ЧМТ легкой степени тяжести, при которой наблюдается субмикроскопический уровень повреждения (2). Данное положение предопределяет необходимость поиска новых приемов дифференциальной диагностики тяжести ЧМТ и прогнозирования риска развития последствий. В настоящее время большое внимание уделяется поиску биологических маркеров, которые бы отражали протекающие в травмированном мозге патохимические и патофизиологические процессы. Их обнаружение будет способствовать более информативной оценке имеющихся повреждений и правильному подбору терапевтической стратегии. Одним из таких перспективных 110 Российский Аллергологический ^^урнал 2019 том 16 № 1 направлений является исследование иммунного статуса или субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови пациентов в остром периоде травмы. На основании имеющихся в литературе сведений известно, что в ответ на повреждение головного мозга запускается реакция со стороны иммунной системы, однако ее роль в формировании отдельных клинических проявлений, в особенности с учетом последних данных в области нейробиологии, до настоящего времени остается малоизученной проблемой (3,4). Реакции со стороны иммунной системы, которые развиваются после травмы мозга и, возможно, направлены против собственных антигенов, в раннем периоде заболевания имеют отношение к повреждению нервной ткани. Так посредством эндогенных молекул (HSPs, ATP, HMGB1), образующиеся в результате повреждения нервной ткани, активируются клетки иммунной системы. Однако по последним имеющимся данным, реакции со стороны иммунной системы впоследствии способны стимулировать процессы репарации и регенерации в мозговой ткани. (7). Современные научные исследования указывают, что Т-клетки клетки, играют роль как в формирование вторичных повреждений, так и в механизмах восстановления. Они обеспечивают протекцию нейронов посредством продукции ряда нейротрофических факторов, в частности такого как нейротрофический фактор мозга (BDNF), который стимулирует рост нейронов, формирование синапсов (7). Кроме того, Т-клетки способны потенцировать выживание нейронов, влияя на фенотип миелоидных клеток в месте повреждения, участвуя в процессах поляризации в М2-клетки через продукцию интерлейкина-4 (IL-4) и IL-13. В дальнейшем M2-клетки организуют стимуляцию нейропротекции посредством продукции нейропротекторных молекул, таких как трансформирующий фактор роста b (TGF-b), инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF1), IL-10 и ряд других (5). Целью нашего исследования являлся анализ характера изменений субпопуляций Т-клеток у больных с травмой мозга, протекающей как на фоне ультраструк-турных изменений (сотрясение головного мозга), так и имеющих макроструктурные повреждения (ушиб головного мозга различной степени тяжести). Материалы и методы. Нами было обследовано 38 пациентов с диагнозом ЧМТ, находившихся на стационарном лечении и обследовании в городской больнице № 26 города Санкт-Петербурга. Из них сотрясение головного мозга установлено у 22 человек, ушиб головного мозга - у 16 человек. Контрольную группу составили 40 относительно-здоровых лиц. Все обследованные пациенты были сопоставимы по полу, возрасту. Диагноз черепно-мозговая травма устанавливался в соответствии с принятыми критериями диагностики, включающими данные анамнеза, клинической картины, результатов дополнительных методов исследования (КТ/МРТ). Также проводилось комплексное нейропси-хологическое тестирование, позволившее оценить различные составляющие когнитивных функций. Критериями исключения являлись: имеющиеся ЧМТ любой степени тяжести в анамнезе, врожденные дефекты иммунной системы, наличие острых и хронических инфекционных заболеваний, сопутствующая соматическая патология в стадии обострения и требующая лечения, иная патология центральной нервной системы, экзогенная интоксикация, пожилой возраст. Все исследования проводились в день взятия крови. Подготовку образцов периферической крови и настройку проточного цитофлуориметра проводили в соответствии с рекомендациями производителей антител. Для выявления Т-хелперов использовали антитела против CD3 и CD4, для разделения CD3+CD4+ лимфоцитов на отдельные субпопуляции применяли антитела против CD45RA и CD62L производства Beckman Coulter, США. На всех указанных выше субпопуляциях CD3+CD4+ лимфоцитов, находящихся на разных стадиях дифференцировки, при помощи моноклональных антител анализировали уровень экспрессии хемокиновых рецепторов: CCR4 (CD194, клон L291H4), CCR6 (CD196, клон G034E3), CXCR3 (CD183, клон G025H7) и CXCR5 (CD185, клон J252D4) производства Biolegend, США. Удаление эритроцитов из образцов проводили с использованием лизирующего раствора VersaLyse (Beckman Coulter, США), к 975 мкл которого ex tempera добавляли 25 мкл фиксирующего раствора IOTest 3 Fixative Solution (Beckman Coulter, США). Анализ образцов проводили на проточном ци-тофлуориметре Navios TM (Beckman Coulter, США). Цитофлуориметрических данных выполняли при помощи программы GraphPad Prism. Результаты выражали в виде % позитивных клеток от искомой популяции, а также представляли их средние значения и среднюю ошибку (M±m). Статистическую значимость различий между выборками выявляли при помощи t-критерия Стьюдента с использованием непараметрических метода Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при р<0,05. Результаты исследования и обсуждение. Мы проанализировали CD45RA-негативную популяцию CD3 + CD4 + клеток у пациентов c ЧМТ различной степени тяжести в остром периоде заболевания в сравнение с контрольной группой на основание эксппрессии хемокиновых рецепторов CXCR5, CXCR3, CCR6, CCR4. Этот подход позволил нам определить фенотип Th1 (CXCR5-CXCR3+CCR6-CCR4-), Российский Аллергологический ^^урнал 2019 том 16 № 1 111 Th2 (CXCR5-CXCR3-CCR6-CCR4+), Th17/Th22 (CXCR5-CXCR3-CCR6+CCR4+), Th1/Th17 (CXCR5-CXCR3+CCR6+CCR4-), Tfh1 (CXCR5+CXCR3+CCR6-CCR4-) и Th17 (CXCR5-CXCR3-CCR6+CCR4-) клеток. Сравнение этих субпопуляций Th между пациентами и контрольной группой показало значительно более низкое значение Th1 (р <0,001), у пациентов с ушибом головного мозга и значительно более высокое значение Th17 (р <0,001; р <0,001) у пациентов с ушибом и сотрясением головного мозга в сравнение с группой контроля. Кроме того, мы наблюдали значительное повышение количества Th17/Th22 (р <0,0001) у пациентов с ушибом головного мозга и повышение количества Th1/Th17 (р <0,001) у пациентов с сотрясением головного мозга в сравнение со здоровыми лицами. Что касается Tfh1-клеток, их количественные изменения незначительны в сравнение со здоровыми лицами, однако установлены существенные изменения (р <0,001) между группами больных с ЧМТ, при этом выявлены разнонаправленные изменения, так у пациентов с сотрясение головного мозга происходит увеличения количества Tfh1 (3,8±0,25) и снижение их количества у пациентов с ушибом головного мозга (1,7 ±0,15) в сравнение со здоровыми лицами (3,5 ±0,2). Кроме того в субпопуляции Th2 клеток нет достоверных различий между пациентами с травмой мозга и контрольной группой. Заключение. Таким образом, сотрясение и ушиб головного мозга оказывают воздействие на клеточный иммунный ответ, вызывая снижение или повышение определенных субпопуляций клеток в CD45RA-негативной популяции CD3 + CD4 + лимфоцитов. Было выявлено, что при ушибе головного мозга происходит более сильная активация клеток, участвующих в воспаление наряду с клетками, участвующих в репаративных процессах. Возможно эти изменения могут быть предиктором формирования клинической картины посттравматиче-ской энцефалопатии в отдаленном периоде, что требует усовершенствования лечебного и реабилитационного алгоритмов у данной категории больных.