Полный текст
УДК 612.017.11:616.61-002.3:616-053.37
Е.П. Батаева
Особенности клинического течения и содержания субклассов иммуноглобулинов G у детей с острым постстрептококковым гломерулонефритом, имеющих в генотипе полиморфизм С589Т гена IL-4
Читинская государственная медицинская академия, 672090, ул. Горького, д. 39а, тел.: 8-(3022)-32-00-85, e-mail: pochta@medakadem.chita.ru, г. Чита
Контактная информация: Е.П. Батаева, e-mail: Bataeva73@mail.ru
Резюме:
Мы обследовали 24 ребенка с острым постстрептококковым гломерулонефритом, у которых определен полиморфизм С589Т гена IL-4, а также выявлены содержание IL-4, субклассов иммуноглобулина G (G 1, G2, G3, G4) и отмечены особенности клинического течения заболевания у носителей полиморфизма. Установлено, что полиморфизм С589Т гена IL-4 обусловливает повышенный риск развития ОПГН у обладателей генотипа Т/Т. При ОПГН аллель С589Т оказал влияние на степень тяжести заболевания и способствовал высокому риску возникновения осложнений. У детей с ОПГН в начальном периоде наблюдений увеличена концентрация IgG3, снижено содержание IgG1. У больных, имеющих в генотипе полиморфизм С589Т гена IL-4, концентрация IgG1, IgG2 ниже, чем у детей, не имеющих полиморфных аллелей исследуемого гена, и сохраняется таковой в течение всего периода наблюдения.
Ключевые слова:
острый пострептококковый гломерулонефрит у детей, полиморфизм С589Т гена IL-4, иммуноглобулины, клинический индекс
E.Р. Batayeva
Clinical course characteristics and subclasses immunoglobulin G concentration in children with acute post-streptococcal glomerulonephritis with polymorphism of genotype C589T of IL 4 gene
Сhita state medical academy, Chita City
Summary:
We studied 24 children with acute post-streptococcal glomerulonephritis, with polymorphism of IL 4 gene, and concentration of IL-4, subclasses immunoglobulin G (G1, G2, G3, G4) and particular clinical disease progression in children with polymorphism. In acute post streptococcal glomerulonephritis polymorphism aggravates severity of the disease and risk of its development. It was found out that С589Т polymorphism of IL 4 gene increases the risk of development of acute post streptococcal glomerulonephritis in children with genotype T/T. In children with glomerulonepritis С589Т polymorphism of IL-4 IgG3 concentration increased, IgG1 - decreased. In children with APSG at the beginning of the study there was a higher concentration of IgG3, lower content of IgG1. In patients with genotype polymorphism С589Т gene IL-4, polymorphism alleles of the studied gene is observed, it remains stable throughout the period of the study.
Key words:
acute post streptococcal glomerulonephritis in children, polymorphism С589Т of IL-4 gene, immunoglobulins, clinical index
Введение
Одним из современных подходов к предупреждению развития той или иной иммунопатологии является генетическое прогнозирование риска ее формирования. Для всех иммунокомпетентных молекул показан полипептидный и, соответственно, генетический полиморфизм. Несмотря на то, что для расшифровки генетического детерминирования мультифакториальных заболеваний более правильно использовать изучение генетических цепей, ассоциированных с основными звеньями патогенеза исследуемой патологии, поиск отдельных маркеров болезни также имеет практическое значение [2, 3]. Знание механизмов, посредством которых на клеточном и биохимическом уровне реализуется патологический эффект различных мутаций, является необходимым условием для выбора оптимальной стратегии идентификации соответствующих генных дефектов, понимания особенностей иммунопатогенеза и проявлений заболеваний, а также для профилактики и разработки новых эффективных методов лечения.
Известно, что в пределах каждой популяции у индивидуумов имеются наследственные вариации в последовательности ДНК, называемые полиморфизмами, которые встречаются в человеческом геноме с частотой 1 на 1000 пар оснований. Несмотря на столь высокую распространенность, лишь небольшая из них является функционально значимой, т.е. приводит к изменению продукции белков, тем самым определяя индивидуальный ответ организма на повреждающие факторы [9, 10].
Патогенез острого постстрептококкового гломерулонефрита (ОПГН, ОГН) продолжает оставаться предметом постоянных исследований в детской нефрологии, и в настоящее время рассматривается ряд гипотез о ведущих механизмах развития болезни, одной из них является гипотеза об участии IgG Fc-рецепторах - стрептококков группы А, относящихся к семейству М-белков вирулентности [5, 6, 11]. Заболевание возникает далеко не у каждого ребенка, перенесшего ангину или пиодермию, при этом течение острого гломерулонефрита может отличаться у больных одинаковых возрастных групп [8].
Целью исследования явилось изучение влияния полиморфизма С589Т гена IL-4 на особенности течения и содержание подклассов иммуноглобулинов G (G1, G2, G3, G4) у детей с острым постстрептококковым гломерулонефритом.
Материалы и методы
Обследовано 24 ребенка с ОПГН в возрасте от 4 до 15 лет (11 девочек и 13 мальчиков). Средние сроки лечения в стационаре составили 23 койко-дня. Диагноз был выставлен на основании анамнеза, принятых клинических и лабораторных критериев. Все больные находились на стандартной медикаментозной терапии. Исследуемым материалом для анализа явились цельная венозная кровь и буккальный эпителий. Забор крови проводился при поступлении в стационар, то есть в период активных проявлений, а также к моменту выписки - период обратного развития. Контрольную группу составили 96 здоровых детей соответствующего возраста и пола.
Исследован экзонный полиморфизм гена интерлейкина 4, влияющий не на структуру, а на функциональную активность этой иммунокомпетентной клетки, причем мутантным является Т-аллель, а С - диким. Мутация С589Т в гене IL-4 является точковой и затрагивает регуляторные последовательности.
Выделение ДНК осуществлялось при помощи наборов "ДНК-экспресс кровь" (НПФ "Литех", Москва). Детекция продуктов амплификации осуществлялась электрофоретическим способом.
Для оценки степени тяжести болезни нами были разработаны клинические индексы (КИ), в основу которых легла балльная оценка выраженности синдромов заболевания: отечный, болевой, артериальной гипертензии, мочевой, а также степень нарушения почечных функций (НПФ).
Определение концентрации подклассов IgG проводили методом твердофазного ИФА с использованием наборов реагентов ЗАО "Вектор-Бест" (г. Новосибирск).
Статистическая обработка полученных данных осуществлена при помощи электронной программы (Microsoft Office 2003 for Windows XP Professional, STATISTICA 6.0 (Stat. Soft. Inc. США) и с определением достоверности различий при значении р<0,05. Для сравнения частот при нормальном распределении признака применялся критерий Стьюдента. Для оценки непараметрических не связанных между собой показателей использовали критерий Манна-Уитни, связанных - критерий Уилкоксона. При расчете корреляционных связей использовали коэффициент Пирсона. Соответствие наблюдаемых распределений частот генотипов, теоретически ожидаемым по уравнению Харди-Вайнберга, оценивали с использованием критерия χ2. Для оценки ассоциаций рассчитывали относительный риск (ОR).
Результаты и обсуждение
Исследования показали, что в группе больных ОПГН мутация С589Т в гене IL-4 выявлена в 7 случаях, из них 4 ребенка явились гетерозиготами и 3 - гомозиготами по данному аллелю. При оценке аллелей и генотипов у больных ОПГН и здоровых детей Забайкалья выявлен повышенный риск развития заболевания у обладателей генотипа Т/Т. В сравнении с группой контроля, встречаемость генотипа С/Т у больных оказалась существенно ниже, что расценено как фактор устойчивости к развитию данной патологии (табл. 1).
Таблица 1. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного маркера С-589Т гена IL-4 у больных с острым гломерулонефритом в сравнении с контрольной группой Генетический маркер Контроль (n=66) Больные ОПГН (n=23) Р OR
Аллель С 0,788 0,792 >0,05 1,02
Аллель Т 0,212 0,208 >0,05 0,07
Генотип С/С 0,64 0,71 >0,05 1,39
Генотип С/Т 0,3 0,17 >0,05 0,46
Генотип Т/Т 0,06 0,12 <0,05 2,21
Нами установлено, что у детей с острым гломерулонефритом концентрация IL-4 превышала нормальные значения, и к концу госпитализации отмечалась тенденция к повышению его уровня (50,6± 4,8 пкг/мл - при поступлении и 60,13,9 пкг/мл - к моменту выписки в сравнении с 34,3±2,8 пкг/мл у здоровых детей; р<0,001). Причем увеличение показателя осуществлялось за счет пациентов, не имеющих мутантного гена, в то время как уровень интерлейкина у его носителей в начале заболевания оставался нормальным, умеренно нарастая к концу лечения (40,5±7,0 и 45,0±2,9 пкг/мл соответственно).
Итак, наличие в промоторном регионе аллельного варианта С589Т не повлияло на активацию синтеза контрвоспалительного IL-4 в условиях иммунного повреждения почечной паренхимы постстрептококковой природы. Предположительно, это связано с локализацией мутантного аллеля в промоторной области гена и, как следствие, с нарушением экспрессии лимфокина с последующим изменением синтеза иммуноглобулинов, а также торможением чувствительности клеток-мишеней к действию IL-4.
При оценке клинического течения гломерулонефрита выяснилось, что значения клинических индексов прямо пропорциональны степени тяжести состояния. Все дети с С/Т полиморфизмом в гене IL-4 имели комбинированные нарушения почечных функций (фильтрационной, водовыделительной и концентрационной), сопровождающиеся отеками различной степени выраженности, артериальной гипертензией во всех случаях; больные с Т/Т полиморфизмом исследуемого интерлейкина - почечную недостаточность острого периода. У одного ребенка наблюдались клинические и рентгенологические симптомы отека легкого. Среди пациентов, не имеющих в своем генотипе каких-либо полиморфных аллелей из исследуемых, 4 детей не имели осложнений и НПФ, 7 - парциальные или комбинированные нарушения и 5 - почечную недостаточность острого периода. Балльная оценка состояния пациентов показала, что у детей-носителей исследуемого полиморфизма КИ составил 7,1±0,6, а у больных сравниваемой группы -5,4±0,5 (р=0,046).
Таким образом, идентификация наследственных предикторов, способствующих тяжелому течению заболевания, позволяет выделить среди больных группу высокого риска в возникновении осложнений ОПГН, что, вероятно, связано и с особенностями иммунологической реактивности таких пациентов. Являясь продуктом Т-лимфоцитов, IL-4 выступает в качестве антагониста Т-активирующих цитокинов, способствуя поляризации иммунного ответа в направлении гуморального типа реагирования.
Концентрация подкласса IgG1 при ОПГН отличалась от контроля на протяжении всего периода исследования, причем у больных, имеющих мутантный ген IL-4, выявлено уменьшение уровня IgG1 более чем в два раза в сравнении с группой, не отягощенной данным полиморфизмом. Сниженный показатель IgG1 в сравниваемой группе сохранялся до периода обратного развития (табл. 2).
Выявлено, что содержание IgG2 при ОПГН оставалось нормальным в течение всего периода госпитализации, составив 2,9±0,3 и 3,05±0,3 мг/мл соответственно (р 0,05), однако у носителей полиморфизма в гене IL-4 концентрация его оказалась ниже, чем у детей, не имеющих мутации (р<0,005). В конце наблюдения содержание IgG2 повышалось в указанной группе, но все же оставалось ниже, чем у пациентов-носителей полиморфного гена (р<0,05) (табл. 2). Данный подкласс имеет выраженную устойчивость к действию протеаз стрептококка в результате незначительного размера "шарнирной области". Больные, имеющие полиморфизм в гене IL-4, вероятно, отличались низкой способностью осуществления эффекторных функций IgG2 вследствие его низких значений.
Таблица 2. Содержание подклассов иммуноглобулина G у детей с ОПГН, имеющих и не имеющих полиморфизм С589Т в гене IL-4 Показатель Контроль (n=30) Больные ОПГН (n=24) Больные без мутаций (n=16) Мутация С589Т в гене IL-4 (n=7)
в начале лечения в конце лечения в начале лечения в конце лечения в начале лечения в конце лечения
IgG1 6,3±0,4 3,4±0,3 р1<0,05 3,9±0,5 р1<0,005 4,7±0,4 р1<0,05 5,0±0,5 р1>0,05 2,0±0,6 р1<0,005 р2<0,005 2,8±0,2 р1<0,005 р2<0,005
IgG2 3,6±0,3 2,9±0,2 3,05±0,3 3,8±0,3 р1>0,05 3,5±0,2 р1>0,05 1,9±0,1 р1<0,005 р2<0,005 2,4±0,2 р1<0,005 р2<0,05
IgG3 0,4±0,05 1,2±0,2 р1<0,001 0,75±0,1 р1<0,005 р2<0,05 1,3±0,2 р1<0,001 0,8±0,2 р1<0,05 р3<0,05 1,0±0,3 р1<0,001 0,7±0,2 р1<0,05 р3>0,05
IgG4 0,1±0,04 0,2±0,02 р1<0,05 0,08±0,01 0,2±0,07 р1<0,05 0,1±0,02 р1>0,05 р3<0,001 0,2±0,02 р1<0,05 0,1±0,01 р1>0,05 р3<0,001
Примечания. р1 - достоверность различий в сравнении с контролем; р2 - достоверность различий в сравнении с группой, не имеющей мутации; р3 - достоверность различий в сравнении с началом заболевания.
Уровень IgG3 в период активных проявлений повышался в три раза и снижался к моменту обратного развития симптомов заболевания в сравнении с показателем здоровых детей. IgG3 умеренно коррелировал со степенью нарушения почечных функций и с выраженностью клинических синдромов - самые низкие показатели отмечались у больных, имеющих только мочевой синдром и отсутствие нарушения почечных функций (r=0,53; р<0,04). Значимых различий в содержании IgG3 в зависимости от присутствия исследуемой мутации не обнаружено.
Уровень IgG4 у пациентов с ОПГН в начале лечения повышался в два раза в сравнении со здоровыми детьми и не отличался внутри исследуемых групп. Показатель IgG4 у всех пациентов в начале болезни повышался по сравнению с контрольным и не отличался внутри исследуемых групп. К концу заболевания уровень субкласса приходил к норме, что, вероятно, связано с необходимостью и способностью антител IgG4 защищать поверхность эпителия гломерул от повреждающих эффектов, вызываемых комплемент-фиксирущими субклассами IgG и токсинами патологического агента, которых в период активных проявлений значительно больше, чем в период обратного развития и выздоровления [1, 4]. Помимо антител-блокирующего, данный подкласс обладает анафилактическим действием, вызывая сенсибилизацию к антигенам, которая при завершении патологического процесса уменьшается [7].
Таким образом, ингибирующее влияние полиморфизма в гене IL-4 на концентрацию субклассов IgG в крови обследуемых пациентов можно считать результатом поляризации иммунного ответа в сторону клеточного звена. При этом снижение уровня IgG1 IgG3, возможно, является результатом снижения количества В-лимфоцитов, происходящего в результате недостаточной экспрессии противовоспалительного IL-4. Полученные данные свидетельствуют о влиянии полиморфизма С589Т в гене IL-4 на некоторые показатели иммунитета при ОПГН и особенности течения заболевания у детей.
Выводы
1.Полиморфизм С589Т гена IL-4 влияет на риск развития острого постстрептококкового гломерулонефрита, причем генотип Т/Т является фактором риска, а генотип С/Т - фактором устойчивости в развитии данного заболевания.
2.Мутация С589Т в гене IL-4 не изменяет концентрации в крови данного интерлейкина в период активных проявлений ОГН.
3.Полиморфизм С589Т гена IL-4 (генотипы С/Т и Т/Т) способствует более тяжелому течению и высокому риску возникновения осложнений при ОПГН.
4.У детей с ОПГН снижено содержание IgG1 и повышено - IgG3. У больных, имеющих в генотипе полиморфизм С589Т гена IL-4, концентрация IgG1, IgG2 ниже, чем у детей, не имеющих полиморфных аллелей исследуемого гена, и сохраняется таковой в течение всего периода наблюдения.
Литература
1. Андросова, М.В., Годков М.А. Свойства, клиническая значимость субклассов IgG // Лабораторная диагностика. - 2006. - № 5. - С. 12-18.
2. Белоусова А.И., Витковский Ю.А., Логунов Н.А. и др. Полиморфизм гена Р21 как фактор риска первичной открытоугольной глаукомы среди населения Забайкальского края // Забайкальский мед. вестник. - 2009. - № 3. - С 19-21.
3. Иллариошкин С.Н. ДНК-диагностика и медико-генетическое консультирование. - М.: Мед. информ. агентство, 2004. - 207 с.
4. Офицеров В.И. Подклассы иммуноглобулина G: возможности использования в диагностической практике: метод. пособие. - Кольцово: Вектор-Бест, 2005. - 25 с.
5. Папаян А.В., Савенкова Н.Д. Клиническая нефрология детского возраста: рук-во для врачей. - СПб.: Левша, 2008. - 600 с.
6. Тотолян А.А., Бурова Л.А. Критический анализ предполагаемых механизмов патогенеза постстрептококкового гломерулонефрита // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. - 2001. - Т. 3, № 4. - С. 316-323.
7. Чеботарева В.Д., Багдасарова И.В. Циркулирующие иммунные комплексы и показатели клеточного и гуморального иммунитета при пиело- и гломерулонефрите у детей // Педиатрия. - 2006. № 6. - С. 11-13.
8. Шишкин А.Н. Гломерулонефрит. Часть II. Острый постстрептококковый гломерулонефрит у детей // Новые Санкт-Петербургские врачебные ведомости. - 2005. - № 3. - С. 19-25.
9. Arcos-Burgos M. Genetics of population isolates // M. Arcos-Burgos, M. Muenke // Clin. Genet. - 2002. - Vol. 61. - P. 233-247.
10. Cytokine gene polymorphisms and the susceptibility to liver cirrhosis in patients with chronic hepatitis C / M. J. Bahr [et al.] // Liver Int. - 2003. - Vol. 23. - Р.420-425.
11. Pre-txisting glomerular immune complexes induce polimorphonuclear cell recruitmentthrough an Fc receptor-dependent respiratory burst: potential role in the perpetuation of immune nephritis / Y. Suzuki [et al.] // J. immunol. - 2003. - Vol. 170. - P. 3243-3253.
Мы обследовали 24 ребенка с острым постстрептококковым гломерулонефритом, у которых определен полиморфизм С589Т гена IL-4, а также выявлены содержание IL-4, субклассов иммуноглобулина G (Gj, G2, G3, G4) и отмечены особенности клинического течения заболевания у носителей полиморфизма. Установлено, что полиморфизм С589Т гена IL-4 обусловливает повышенный риск развития ОПГН у обладателей генотипа Т/Т. При ОПГН аллель С589Т оказал влияние на степень тяжести заболевания и способствовал высокому риску возникновения осложнений. У детей с ОПГН в начальном периоде наблюдений увеличена концентрация IgG3, снижено содержание IgG,. У больных, имеющих в генотипе полиморфизм С589Т гена IL-4, концентрация IgG,, IgG, ниже, чем у детей, не имеющих полиморфных аллелей исследуемого гена, и сохраняется таковой в течение всего периода наблюдения.
Добавить в коллекцию