Експресія хемокінових рецепторів та продукція внутрішньоклітинних цитокінів Т-лімфоцитами-хелперами як єдина система в імунопатогенезі атопічного дерматиту та її зв’язок з клінічним перебігом захворювання

2 квітня 2009
3051
Резюме

Досліджували експресію хемокінових рецепторів і продукцію внутрішньоклітинних цитокінів у дітей з атопічним дерматитом, щоб перевірити баланс Th1-/ Th2-типу імунної відповіді у цій групі пацієнтів, оцінити значення показників, що досліджуються, як єдиної системи патогенезу атопічного дерматиту та визначити, які з цих показників мають найбільший зв’язок з клінічним перебігом дерматозу. Під наглядом перебували 36 дітей з атопічним дерматитом. У всіх визначали рівні експресії хемокінових рецепторів CXCR3 та CCR4 на Т-лімфоцитах-хелперах (CD4+), внутрішньоклітинну продукцію інтерферону гамма та інтерлейкіну-4 Т-лімфоцитами-хелперами (CD4+) за допомогою багатоколірної проточної цитометрії у периферичній крові. Як контроль використовували показники 12 дітей такого ж віку без ознак атопії. Встановлені вірогідно підвищені рівні внутрішньоклітинної продукції інтерлейкіну-4 у пацієнтів з атопічним дерматитом. Виявлено зворотну кореляцію між клінічним показником SCORAD (SCORing of Atopic Dermatitis) та рівнями експресії хемокінових рецепторів. Також встановлена кореляція між рівнями експресії хемокінових рецепторів та внутрішньоклітинною продукцією інтерферону гамма. Виявлені особливості функціонування системи «хемокінові рецептори — внутрішньоклітинні цитокіни» при атопічному дерматиті дозволяють розширити уяву щодо його патогенезу і можуть бути використані для формування «терапевтичного вікна» при розробці підходів до лікування пацієнтів з атопічним дерматитом.

ВСТУП

При багатьох хронічних захворюваннях шкіри, наявних у повсякденній практиці лікаря-дерматолога, нині вже встановлені такі ланки патогенезу, що дозволяють відносити їх до імунозалежних або імуноопосередкованих дерматозів. Найбільш поширені патології цієї групи захворювань — псоріаз та атопічний дерматит (Кочергин Н.Г. и соавт., 2003). На відміну від псоріазу, захворювання на атопічний дерматит у більшості випадків вперше виникає вже у ранньому дитячому віці. В Європі та Північній Америці останні дослідження виявили, що 16–17% дітей у цих країнах страждають від атопічного дерматиту і захворюваність неухильно зростає (Barrio V.R., Eichenfield L.F., 2006).

Типова патогенетична ознака атопічного дерматиту — підвищені рівні загального імуноглобуліну Е (IgE) та специфічних IgE антитіл, що виробляються В-лімфоцитами внаслідок стимуляції останніх інтерлейкіном-4. Головним джерелом продукції інтерлейкіну-4 є Т- лімфоцити-хелпери другого типу (Th2) (Abbas A., Lichtman A., 2003). Саме вибіркове залучення активованих Т-лімфоцитів до шкіри вважають центральною ланкою імунопатогенезу атопічного дерматиту. Раніше встановлено, що ці Т-лімфоцити проявляють властивості Th2-лімфоцитів (Vestergaard C. et al., 2003). Незважаючи на те що атопічний дерматит відносять до захворювань з Th2-типом імунної відповіді, сучасні дослідження показали, що Th1-цитокіни, такі як інтерферон гамма, також відіграють значну роль у патогенезі атопічного дерматиту (Shimada Y. et al., 2004). Властива для атопічного дерматиту міграція Т-лімфоцитів до місць запалення привернула увагу дослідників до хемокінів та їх рецепторів, що за сучасними уявленнями відіграють ключову роль у міграції лейкоцитів загалом (Kawada K. et al., 2004). Хемокіни та їх рецептори — важливі елементи у процесі вибіркового залучення та активації різноманітних субпопуляцій лейкоцитів. Експресія CXCR3 лігандів, індукована інтерфероном гамма, викликає переважне залучення Т-лімфоцитів-хелперів першого типу, в той час як ліганди CCR4 регулюють переважне залучення Th2-лімфоцитів (Shimada Y. et al., 2004). CXCR3 (CXC хемокіновий рецептор 3) зв’язаний із G протеїном рецептором для інтерферон гамма індуцибельних хемокінів CXCL9, CXCL10 та CXCL11. Експресія CXCR3 відбувається на активованих імунних клітинах (переважно на Т-лімфоцитах) та клітинах ендотелію, що проліферує (Colvin R.A. et al., 2004; Jiang D. et al., 2004). CCR4 (СС хемокіновий рецептор 4) є зв’ язаним з G протеїном трансмембранним рецептором для CCL2, CCL5, CCL17, CCL22, який переважно експресується на Th2-лімфоцитах (Maeda S. et al., 2002). Т-лімфоцити з експресією хемокінового рецептора CCR4 переважно продукують інтерлейкін-4, а Т-лімфоцити з експресією хемокінового рецептора CХCR3 — інтерферон гамма (Inaoki M. et al., 2003). Інтерферон гамма пригнічує викликану впливом інтерлейкіну-4 гіперпродукцію IgE В-лімфоцитами та перешкоджає проліферації Th2-клітин. Тобто існує антагонізм між ефектами інтерферону гамма та інтерлейкіну-4 (Abbas A., Lichtman A., 2003).

У роботі досліджували як експресію хемокінових рецепторів, так і продукцію внутрішньоклітинних цитокінів у дітей з атопічним дерматитом, щоб перевірити баланс Th1-/Th2-типу імунної відповіді у цій групі пацієнтів, оцінити значення показників, що досліджуються, як єдиної системи патогенезу атопічного дерматиту та визначити, які з цих показників мають найбільший зв’язок з клінічним перебігом дерматозу.

ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Під спостереженням перебували 36 дітей з атопічним дерматитом. Середній вік пацієнтів становив 20,43±2,55 міс. Діагноз атопічного дерматиту встановлювали за критеріями Hanifin і Rajka (Hanifin J., Rajka G., 1980). З метою оцінки тяжкості клінічних проявів захворювання проводили розрахунок клінічного показника SCORAD (SCORing of Atopic Dermatitis) (Severity scoring of atopic dermatitis: the SCORAD index, 1993). Обстеження проводили перед початком лікування. У всіх дітей визначали рівні експресії хемокінових рецепторів CXCR3 та CCR4 на Т-лімфоцитах-хелперах (CD4+), внутрішньоклітинну продукцію інтерферону гамма та інтерлейкіну-4 Т-лімфоцитами-хелперами (CD4+) за допомогою багатокольорової проточної цитометрії у периферичній крові. Як контроль використовували показники 12 дітей такого ж віку без ознак атопії. На обстеження дітей та використання результатів для аналізу і публікацій було отримано згоду батьків.

Результати досліджень обробляли за методами математичної статистики. Для оцінки вірогідності різниці показників дітей з атопічним дерматитом у групі контролю застосовували непарний t-тест з поправками Велча. Різницю показників вважали вірогідною при p<0,05. Кореляційні зв’язки визначали за допомогою непараметричного методу за Спірманом.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Середні значення показників експресії хемокінових рецепторів та продукції внутрішньоклітинних цитокінів Т-лімфоцитами-хелперами у дітей з атопічним дерматитом та їх порівняння з групою контролю наведено у табл. 1.

Таблиця 1

Порівняння показників експресії хемокінових рецепторів та продукції внутрішньоклітинних цитокінів Т-лімфоцитами-хелперами у дітей з атопічним дерматитом та у групі контролю

Показник

Хворі з атопічним
дерматитом (n=36), M±m

Група контролю
(n=12), M±m

СD3+CD4+–CXCR3

%

14,56±1,26

12,03±1,09

·109 клітин/л

301,21±29,18

226,17±25,17

СD3+CD4+–CCR4

%

16,90±1,24

15,69±2,50

·109 клітин/л

370,36±47,16

283,58±44,79

СD3+CD4+-інтерферон гамма

%

5,62±0,65

4,77±0,72

·109 клітин/л

118,68±18,10

93,50±16,52

СD3+CD4+-інтерлейкін-4

%

2,68±0,40

1,50±0,12**

·109 клітин/л

55,11±11,00

29,00±3,74*

*р<0,05; **р<0,01.

Рівні експресії хемокінових рецепторів CXCR3 та CCR4 на Т-лімфоцитах-хелперах добре корелювали між собою як за відсотковими, так і абсолютними показниками (r=0,52; р<0,01 в обох випадках). Рівні внутрішньоклітинної продукції інтерферону гамма вірогідно корелювали з експресією хемокінового рецептора CXCR3 (r=0,83 для відсоткових та r=0,77 для абсолютних значень; р<0,001 в обох випадках) та з абсолютними значеннями експресії іншого хемокінового рецептора CCR4 (r=0,39; р<0,05). Кореляція відсоткових значень цих показників не сягнула статистичної вірогідності. Не виявлено вірогідного кореляційного зв’ язку рівнів продукції інтерферону гамма з рівнями продукції інтерлейкіну-4 Т-лімфоцитами-хелперами. Невірогідно корелювали рівні продукції інтерлейкіну-4 з рівнями експресії хемокінових рецепторів CXCR3 та CCR4.

Значення клінічного показника SCORAD у обстежених було у межах від 9,4 до 69,6. Середнє значення показника SCORAD становило 31,22±2,71. Кореляційні зв’язки клінічного показника SCORAD з показниками експресії хемокінових рецепторів та продукції внутрішньоклітинних цитокінів Т-лімфоцитами-хелперами у пацієнтів з атопічним дерматитом наведено у табл. 2.

Таблиця 2

Кореляційні зв’язки між клінічним показником SCORAD, експресією хемокінових рецепторів та продукцією внутрішньоклітинних цитокінів Т-лімфоцитами-хелперами у дітей з атопічним дерматитом (n=36)

Показник

Коефіцієнт кореляції

(r за Спірманом)

СD3+CD4+–CXCR3

%

–0,44*

·109 клітин/л

0,10

СD3+CD4+–CCR4

%

–0,46*

·109 клітин/л

–0,04

СD3+CD4+-інтерферон гамма

%

–0,28

·109 клітин/л

0,04

СD3+CD4+-інтерлейкін-4

%

–0,14

·109 клітин/л

0,08

*р<0,05.

Вірогідно підвищені рівні внутрішньоклітинної продукції інтерлейкіну-4 Т-лімфоцитами-хелперами, виявлені у дітей з атопічним дерматитом, порівняно з групою контролю доводять превалююче значення Th2-типу імунної відповіді у підтриманні імунопатологічного процесу при атопічному дерматиті, оскільки саме інтерлейкін-4 є основним цитокіном, пов’язаним з цим типом імунної відповіді, і саме він стимулює вироблення IgE В-лімфоцитами. Водночас відсутність кореляційного зв’язку рівнів внутрішньоклітинної продукції інтерлейкіну-4 з тяжкістю клінічних проявів атопічного дерматиту (SCORAD) вказує на те, що гіперпродукція інтерлейкіну-4 є частиною загальної патологічно зміненої імунної відповіді пацієнтів внаслідок наявної в них атопії, але не є тісно пов’язаною з інтенсивністю клінічних проявів на шкірі. Тобто хворі з високим рівнем продукції інтерлейкіну-4 можуть мати помірно легкі прояви дерматозу і, навпаки, у пацієнтів з нижчим рівнем продукції інтерлейкіну-4 можлива набагато тяжча клінічна картина. Отже, якщо внутрішньоклітинна продукція інтерлейкіну-4 Т-лімфоцитами-хелперами є принадою загальної реакції, що притаманна атопії і не відображає тяжкість дерматозу, то повинні існувати інші патогенетичні ланки, що безпосередньо пов’язані з регуляцією інтенсивності патологічного процесу у шкірі, що у свою чергу зумовлює тяжкість захворювання. У цьому сенсі дуже важливими є встановлені статистично вірогідні зворотні кореляційні зв’ язки між тяжкістю клінічних проявів атопічного дерматиту (SCORAD) та рівнем експресії хемокінових рецепторів CXCR3 та CCR4 Т-лімфоцитами-хелперами. Таким чином, чим більша частка Т-лімфоцитів-хелперів з експресією цих хемокінових рецепторів, тим менш значні клінічні прояви на шкірі у пацієнтів. Те, що кореляція виявлена як з експресією CXCR3, так і з CCR4, свідчить про наявність взаємозв’язку між рівнями експресії обох цитокінів та активну участь у патогенетичних процесах атопічного дерматиту і Th2- і Th1-типів імунної відповіді, бо CCR4 є маркером Th2-, а CXCR3 — маркером Th1-типу імунної відповіді. Враховуючи той факт, що Т-лімфоцити з експресією хемокінового рецептора CCR4 переважно продукують інтерлейкін-4, а Т-лімфоцити з експресією хемокінового рецептора CХCR3 — інтерферон гамма, можна оцінювати значення експресій хемокінових рецепторів та продукції внутрішньоклітинних цитокінів Т-лімфоцитами-хелперами у патогенезі атопічного дерматиту як єдиної системи. Єдність цієї системи у патогенезі атопічного дерматиту підтверджують і встановлені статистично вірогідні кореляції рівнів експресії обох хемокінових рецепторів між собою та з рівнями продукції інтерферону гамма. Відсутність вірогідної кореляції зазначених показників з рівнями внутрішньоклітинної продукції інтерлейкіну-4  Т-лімфоцитами-хелперами у обстежених додатково підтверджує значення гіперпродукції останнього для процесів, викликаних наявною у пацієнтів схильністю до атопії, зокрема забезпечення гіперпродукції IgE B-лімфоцитами та стимуляції диференціювання Th2-клітин.

Наявність зворотної кореляції експресії хемокінових рецепторів з тяжкістю атопічного дерматиту і прямої кореляції з рівнями внутрішньоклітинної продукції інтерферону гамма Т-лімфоцитами-хелперами вказує на позитивний вплив цих імунологічних чинників на клінічний перебіг дерматозу. Цю думку підтверджують і дані літератури щодо антагонізму інтерферону гамма та інтерлейкіну-4 (Abbas A., Lichtman A., 2003). Для атопічного дерматиту найбільше значення має здатність інтерферону гамма пригнічувати викликану інтерлейкіном-4 гіперпродукцію IgE та диференціювання Th2-клітин. Той факт, що рівні продукції інтерферону гамма у обстежених з атопічним дерматитом не відрізнялися від показників групи контролю на фоні вірогідно підвищених рівнів продукції інтерлейкіну-4, вказує на особливості функціонування імунної системи хворих, що проявляється підсиленням Th2-типу імунної відповіді та неспроможністю організму забезпечити адекватну компенсаторну активацію Th1-імунної відповіді. Отже, інтерферон гамма виконує захисну функцію, пригнічуючи гіперпродукцію IgE та диференціювання Th2-клітин, але його дії виявляється недостатньо на фоні підсиленої при атопічному дерматиті продукції інтерлейкіну-4.

ВИСНОВКИ

Вірогідний зворотний зв’язок експресії хемокінових рецепторів з тяжкістю атопічного дерматиту та прямий зв’язок експресії цих рецепторів з продукцією інтерферону гамма дозволяє припустити захисну роль цієї системи (хемокінові рецептори — інтерферон гамма) в регуляції міграції лімфоцитів, зокрема до шкіри, при цій патології.

Виявлені нами особливості функціонування системи «хемокінові рецептори — внутрішньоклітинні цитокіни» при атопічному дерматиті дозволяють розширити уяву щодо його патогенезу та можуть бути використані для формування «терапевтичного вікна» при розробці підходів до лікування пацієнтів з атопічним дерматитом.

Адреса для листування:
Чернишов Павло Вікторович
01601, Київ, бульв. Тараса Шевченка, 13
Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця

Посилання

Экспрессия хемокиновых рецепторов и продукция внутриклеточных цитокинов Т-лимфоцитами-хелперами как единая система в иммунопатогенезе атопического дерматита и ее связь с клиническим течением заболевания

Чернышов Павел Викторович

Резюме. Исследовали экспрессию хемокиновых рецепторов и продукцию внутриклеточных цитокинов у детей с атопическим дерматитом, чтобы проверить баланс Th1-/Th2-типа иммунного ответа в данной группе пациентов, оценить значение исследуемых показателей как единой системы патогенеза атопического дерматита и определить, какие из этих показателей наиболее связаны с клиническим течением дерматоза. Под наблюдением находились 36 детей с атопическим дерматитом. У всех определяли уровни экспрессии хемокиновых рецепторов CXCR3 и CCR4 на Т-лимфоцитах-хелперах (CD4+), внутриклеточную продукцию интерферона гамма и интерлейкина-4 Т-лимфоцитами-хелперами (CD4+) с помощью многоцветной проточной цитометрии в периферической крови. В качестве контроля использовали показатели 12 детей такого же возраста без признаков атопии. Установлены достоверно повышенные уровни внутриклеточной продукции интерлейкина-4 у пациентов с атопическим дерматитом. Выявлена обратная корреляция между показателем SCORAD (SCORing of Atopic Dermatitis) и уровнями экспрессии хемокиновых рецепторов. Также установлена корреляция между уровнями экспрессии хемокиновых рецепторов и внутриклеточной продукцией интерферона гамма. Выявленные особенности функционирования системы «хемокиновые рецепторы — внутриклеточные цитокины» при атопическом дерматите позволяют расширить представление о его патогенезе и могут быть использованы для формирования «терапевтического окна» при разработке подходов к лечению пациентов с атопическим дерматитом.

Ключевые слова: атопический дерматит, CCR4, CXCR3, интерлейкин-4, интерферон гамма

Chemokine receptors expression and intracellular cytokines production by helper T-lymphocytes as one system in immunopathogenesis of atopic dermatitis and its connection with disease clinical course

Chernyshov P V

Summary. Expression of chemokine receptors and production of intracellular cytokines in children with atopic dermatitis was studied with aim to check up balance of Th1-/Th2-types of immune response in this group of patients, estimate value of studied indices as one system in pathogenesis of atopic dermatitis, and evaluate what indices which were studied are most connected with dermatosis clinical course. 36 children with atopic dermatitis were studied. Expression of CXCR3 and CCR4 on Т-lymphocytes-helpers (CD4+), intracellular interferon-gamma and interleukin-4 production by T-helpers(CD4+) was studied in peripheral blood by multicolor flow cytometry in all children. 12 children of same age without atopy were studied as a control. Significantly increased levels of intracellular interleukin-4 production were found in children with atopic dermatitis. Negative correlation between SCORAD (SCORing of Atopic Dermatitis) and levels of chemokine receptors expression was found. Correlation between levels of chemokine receptors expression and intracellular interferon-gamma production was found also. Peculiarities of functioning of system «chemokine receptors/intracellular cytokines» at atopic dermatitis, which were found in this study, allow to extend the opinion about pathogenesis of atopic dermatitis and can be used for establishing of «therapeutic window» during the design of approaches for treatment of patients with atopic dermatitis.

Key words: atopic dermatitis, CCR4, CXCR3, interleukin-4, interferon-gamma