Роль функционального полиморфизма генов IL-1[B] и IL-1RA в иммунопатогенезе и лечении хронического гнойного риносинусита

Актуальность проблемы. Самыми распространёнными заболеваниями ЛОР-органов как среди взрослых так и детей считаются риносинуситы (Т.И.Гаращенко, 1996; М. Р. Богомильский, 2001; В. Т. Пальчун, 2002; Г. З. Пискунов, С. З. Пискунов, 2006). В настоящее время изучены основные механизмы развития и разработаны схемы лечения риносинуситов, однако удельный вес больных, госпитализированных по поводу риносинуситов, увеличивается ежегодно на 1,5−2% (А.А.Седикин, М. Н. Шубин, 2000). От 5 до 15% всего населения страдают различными формами риносинуситов (А.И.Крюков, М. Н. Шубин, 2001). Воспалительные заболевания околоносовых пазух нередко являются причиной тяжелых опасных для жизни осложнений. Отмечается постоянное увеличение хронических форм заболевания (А.С.Лопатин, 2002; Г. З. Пискунов, С. З. Пискунов 2006). Стандартная антибактериальная терапия зачастую неэффективна при хронических заболеваниях околоносовых пазух (H.S.Gold, H.S.Moellering, 1996; А. И. Крюков, М. Н. Шубин, 2001; Klossek et all, 2001).

Особенности течения воспалительных заболеваний в околоносовых пазухах определяются во многом формированием иммунной системы уже в детском возрасте под воздействием генной регуляции (Д.В.Стефани, Ю. Е. Вельтищев, 1996). Поэтому лечение и профилактика воспаления в околоносовых пазухах является одной из важных проблем уже в детском возрасте (М.С.Плужников, Г. В. Лавренова, 1990; Б. В. Шеврыгин, 1998; Л. М. Ковалёва, 2001; Э. А. Цветков, 2005;). Большое значение уделяется изучению системного и местного иммунитета при этой патологии. Одним из факторов, определяющих иммунопатогенез хронического гнойного риносинусита (ХГРС), является несостоятельность местных факторов защиты в очаге воспаления (P.Brandtzaeg et al., 1998; И. С. Фрейдлин, 1999; Л. Ф. Азнабаева, 2002; С. В. Рязанцев, 2005;).

Как известно, равновесие между продукцией, экспрессией и ингибицией синтеза белков семейства интерлейкина-1 (IL-1) играет одну из ключевых ролей в развитии, регуляции и исходе воспалительного процесса (С.А.Кетлинский, 1988). При ХГРС возникает дисбаланс продукции цитокинов семейства IL-1 и нарушение соотношения продукции IL-lp и рецепторного антагониста IL-ip (IL-lRA) в сторону увеличения доли последнего в очаге воспаления (Л.Ф.Азнабаева, 2002). Изменение соотношения продукции IL-1|3 и IL-1RA в сторону увеличения доли IL-1RA на системном уровне и в очаге воспаления способствует торможению эффектов IL-ip и может служить признаком хронизации воспалительного процесса.

В настоящее время показано — приводить к дисбалансу биологического действия IL-1 может функциональный полиморфизм генов, кодирующих белки семейства IL-1, несущих небольшие мутационные изменения (точечные замены нуклеотидов, тандемные повторы частей гена). Дисбаланс в продукции белков семейства IL-1 может влиять на характер протекания воспалительных заболеваний и являться одним из пусковых моментов для генерации патологических процессов.

В России применение рекомбинантных аналогов цитокинов в клинической практике стало возможным благодаря клонированию генов семейства IL-1 (С.А.Кетлинский, В. Г. Конусова, А. С. Симбирцев и др., 1988; А. С. Симбирцев, В. Г. Конусова, Е. А. Варюшина и др., 1995). Рекомбинантный IL-ip под коммерческим названием Беталейкин (БЛ) разрешен Минздравом РФ к клиническому применению (№ 97/51/6). Применение БЛ в комплексном лечении ЛОР-больных показало, что этот препарат высокоэффективен как при системном, так и местном его применении (Н.А.Арефьева, 1997; И. И. Чернушевич, 2000; Л. Ф. Азнабаева, 2002; О. Б. Бродовская, 2004 и др.). Терапия рекомбинантным IL-ip оказывает стимулирующее воздействие на функции иммунной системы больных хроническим гнойным риносинуситом, регулирует соотношение IL-1RA и IL-lp, активирует функциональное состояние иммунного ответа непосредственно в очаге воспаления и способствует ускоренному завершению воспалительного процесса. Однако степень эффективности лечения этим препаратом у больных различается. Остаётся не выясненным вопрос о низкой способности лейкоцитов периферической крови продуцировать эндогенный IL-lp и о высокой продукции рецепторного антагониста IL-1 (IL-1RA) у больных ХГРС (Л.Ф.Азнабаева, 2002).

Цель исследования. Изучение влияния полиморфизма генов цитокинов семейства IL-1 на предрасположенность к хроническому гнойному риносинуситу, а также на эффективность местной терапии рекомбинантным IL-ip.

Задачи исследования:

1. Проанализировать распределение аллельных вариантов генов IL-1Р (+3953) и IL-1RA*2 у больных ХГРС и здоровых доноров.

2. Оценить влияние полиморфизма генов IL-ip (+3953) и IL-1RA*2 на предрасположенность к ХГРС.

3. Изучить влияние рекомбинантного IL-1 Р (БЛ) при местном введении на показатели системного и местного иммунитета.

4. Исследовать влияние функционального полиморфизма генов семейства IL-1 на эффективность терапии рекомбинантным IL-1 р.

Научная новизна исследования.

Согласно проведенному генетическому скринингу, ХГРС ассоциируется с полиморфизмом гена IL-1RA*2(VNTR), а также с сочетаниями вариантов генов «l/l"IL-ip+"2/2"IL-lRA и «l/2"IL-ip+"2/2"IL-lRA, ответственными за функционирование системы IL-1.

Установлено, что наличие полиморфизма гена «2/2"IL-lRA статистически достоверно (р<0,05) влияло на уровень спонтанной и индуцированной продукции IL-ip, а также на индуцированную продукцию IL-8 клетками периферической крови и уровень IL-1RA в сыворотке крови больных хроническим гнойным риносинуситом.

Дисрегуляция продукции IL-ip/IL-IRA у больных ХГРС на системном уровне приводит к более продолжительному воспалительному ответу и его хронизации на местном уровне — в околоносовых пазухах, где соотношение экспрессии IL-lf3/IL-lRA существенно сдвинуто в сторону выработки IL-1RA.

У носителей генотипов «1 /2"IL-1 P+"2/2"IL-1RA воспаление, более продолжительное, и более интенсивное, что соответствует полученным результатам тестирования спонтанной и индуцированной продукции IL-1 Р клетками крови у больных хроническим гнойным риносинуситом, являющихся носителями таких генотипов.

Генетически обусловленная дисрегуляция воспаления может являться причиной иммуно-опосредованной хронизации риносинусита вследствие изменения уровня продукции и соотношения белков семейства IL-1.

Применение рекомбинантного IL-ip в лечении больных хроническим гнойным риносинуситом, резистентным к терапии антибиотиками, показало, что препарат высокоэффективен для больных с генотипом IL-1RA*2. Следует отметить, что 73,2% обследованных пациентов являлись его носителями.

Данная работа представляет собой первое сообщение о том, что ХГРС значительно ассоциируется с определенным генотипом, влияющим на предрасположенность и характер течения этого заболевания.

Научная новизна исследования♦

Согласно проведенному генетическому скринингу, ХГРС ассоциируется с полиморфизмом гена IL-1RA*2(VNTR), а также с сочетаниями вариантов генов «l/l"IL-ip+"2/2"IL-lRA и «1 /2"IL-1 p+"2/2"IL-1 RA, ответственными за функционирование системы IL-1.

Установлено, что наличие полиморфизма гена «2/2"IL-lRA статистически достоверно (р<0,05) влияло на уровень спонтанной и индуцированной продукции IL-lp, а также на индуцированную продукцию IL-8 клетками периферической крови и уровень IL-1RA в сыворотке крови больных хроническим гнойным риносинуситом.

Дисрегуляция продукции IL-1 p/IL-1RA у больных ХГРС на системном уровне приводит к более продолжительному воспалительному ответу и его хронизации на местном уровне — в околоносовых пазухах, где соотношение экспрессии IL-lf3/IL-lRA существенно сдвинуто в сторону выработки IL-1RA.

У носителей генотипов «l/2"IL-ip+"2/2"IL-lRA воспаление, более продолжительное, и более интенсивное, что соответствует полученным результатам тестирования спонтанной и индуцированной продукции IL-1J3 клетками крови у больных хроническим гнойным риносинуситом, являющихся носителями таких генотипов.

Генетически обусловленная дисрегуляция воспаления может являться причиной иммуноопосредованной хронизации риносинусита вследствие изменения уровня продукции и соотношения белков семейства IL-1.

Применение рекомбинантного LL-1 (3 в лечении больных хроническим гнойным риносинуситом, резистентным к терапии антибиотиками, показало, что препарат высокоэффективен для больных с генотипом IL-1RA*2. Следует отметить, что 73,2% обследованных пациентов являлись его носителями.

Данная работа представляет собой первое сообщение о том, что ХГРС значительно ассоциируется с определенным генотипом, влияющим на предрасположенность и характер течения этого заболевания.

Практическая значимость работы:

Полученные иммуногенетические данные позволяют прогнозировать характер течения и проводить коррекцию индивидуальных нарушений воспалительного ответа в околоносовых пазухах в результате мутаций в генах IL-lp и IL-1RA. Расшифровка механизмов влияния полиморфизма генов цитокинов на характер течения воспалительного ответа может позволить разработать новые методы иммунотерапии и иммунопрофилактики, направленные на коррекцию (компенсацию) непосредственной причины дисрегуляции.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Хронический гнойный риносинусит — самостоятельная нозологическая форма, ассоциирующаяся с вариантом гена IL-1RA*2 и сочетанием гетерозиготного полиморфного гена IL-ip (+3953) и гомозиготного полиморфного гена IL-1RA*2 (VNTR).

2. Полиморфизм генов IL-l (3(+3953) и IL-1RA*2(VNTR) является одной из главных причин дисрегуляции и хронизации воспалительного ответа на системном уровне и в очаге воспаления у больных ХГРС.

3. Полиморфизм генов семейства IL-1 определяет индивидуальную эффективность терапии препаратом рекомбинантного IL-ip (Б JI).

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 50-й и 52-й Всероссийских научно-практических конференциях молодых учёных-оториноларингологов (г. СПб, 2003, 2005), на VII Всероссийском научном форуме «Дни иммунологии» в Санкт-Петербурге, на Санкт-Петербургском медицинском обществе оториноларингологов (май, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, получен патент Российской Федерации на изобретение № 2 271 827 А61К 38/20 C12Q 1/68.

Реализация результатов исследования. Основные положения диссертации используются в практической работе клиник СПб НИИ ЛОР.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы содержащей описание использованных в работе материалов и методов, двух глав собственных исследований, обсуждения результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического списка использованной литературы. Работа изложена на 168 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу и 41 рисунок. Указатель литературы содержит 264 наименования источников, из них 140 работ на русском языке, 124 —на иностранных языках.

ВЫВОДЫ.

1. Хронический гнойный риносинусит ассоциируется с полиморфизмом гена IL-1RA, который встречался у больных ХГРС в 73,2%.

2. Полиморфизм генов IL-ip (+3953) и IL-1RA (VNTR) является одной из главных причин дисрегуляции воспалительного ответа в очаге воспаления у больных хроническим гнойным риносинуситом, т.к. у носителей генетически обусловленного перевеса в сторону выработки IL-1RA воспалительный ответ более продолжителен, что может являться причиной хронизации воспаления.

3. Генотипирование по признакам носительства полиморфных вариантов генов IL-ip (+3953)+ и IL-1RA*2 позволяет достоверно прогнозировать степень эффективности и выраженность побочных эффектов при терапии препаратом Беталейкин у больных хроническим гнойным риносинуситом (р<0,05).

4. Применение препарата БЛ в лечении больных хроническим гнойным рино-синуситом, резистентным к терапии антибиотиками, показало, что этот препарат высокоэффективен для больных с генотипом IL-1RA*2 (р<0,05).

Введение

экзогенного IL-ip оказывает стимулирующее воздействие на функции иммунной системы, регулирует соотношение продукции IL-1RA и IL-ip, активирует функциональное состояние иммунного ответа непосредственно в очаге воспаления и тем самым способствует ускоренному завершению воспалительного процесса.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Дисбаланс в иммунной системе у больных хроническим гнойным риносинуситом, является одним из факторов хронизации воспаления ц обязывает проводить иммунологические исследования этих пациентов для выявления этиологических причин индивидуально в каждом конкретном случае.

2. При оценке функционального состояния иммунной системы больных хроническим гнойным риносинуситом необходимо для определения тактики лечения проводить генотипирование с целью выявления полиморфизма генов IL-lp (+3953) и IL-IRA (VNTR), который является одной из главных причин дисрегуляции воспалительного ответа.

3. Основанием для применения препарата Беталейкин в терапии больных хроническим гнойным риносинуситом следует считать носительство варианта генов IL-ip (+3953)+и IL-1RA*2.

4. Местный способ введения препарата Беталейкин высокоэффективен и показан больным хроническим гнойным риносинуситом с вариантом гена IL-1RA*2 и сочетанием гетерозиготного полиморфного гена IL-ip (+3953) и гомозиготного полиморфного гена IL-1RA*2 (VNTR).