Complex assessment of clinical features and role of interleukin-10 g-1082a gene polymorphism in the development of slowly resolving clinical course of community-acquired pneumonia

Cover Page

Abstract

Aim. To perform a complex assessment of clinical, molecular and genetic factors in the development of slowly resolving pneumonia and to assess their diagnostic values. Methods. 95 patients with community-acquired pneumonia, of which 37 people had a prolonged clinical course of the disease, were examined. Interleukin-10 G-1082A gene polymorphism was evaluated in all patients by polymerase chain reaction. Logistic regression analysis was used for prognostic model construction. Results. Factors predisposing to the slowly resolving pneumonia were: concomitant chronic obstructive pulmonary disease, polymicrobial etiology, multilobar lung involvement, destructive lung lesions and presence of pleural effusion detected by X-Ray. The distribution of interleukin-10 G-1082A genotypes was consistent with Hardy-Weinberg equilibrium (χ2=3.62, p=0.057). There was a significant difference found in the symptoms and laboratory changes severity associated with interleukin-10 G-1082A gene polymorphism: patients carrying GA and AA genotypes had a milder clinical and laboratory changes and a milder course of the disease with fewer complications. Interleukin-10 -1082 GG genotype prevailed among patients with slowly resolving pneumonia. The complex use of clinical data, X-Ray findings and results of molecular and genetic typing allowed to reliably predict the course of the disease. Conclusion. The complex approach considering clinical and genetic features was the most successful for prognosis of slowly resolving pneumonia. The gained data can be used to predict the duration of community-acquired pneumonia course.

Full Text

Медленно разрешающаяся (затяжная) внебольничная пневмония (ВП) занимает особое место в современной клинике внутренних болезней, так как в последнее время значительно возросла тенденция к вялому разрешению воспалительного процесса в лёгких [5, 7]. Неправильная трактовка медленно разрешающейся пневмонии у конкретного пациента влечёт за собой необходимость дополнительного обследования для исключения сходных заболеваний и повторных курсов антибактериальной терапии, что способствует не только более длительному пребыванию больных в стационаре, но и значительно увеличивает стоимость их лечения [6]. Особый интерес представляет изучение генетической предрасположенности к различной реализации воспалительного ответа [3, 7, 15]. Есть данные об увеличении риска тяжёлой пневмонии и летального исхода при наличии генотипа GG гена интерлейкина-10 (ИЛ-10) -1082 [7, 9, 13, 14]. Однако данных о связи данного полиморфизма гена ИЛ-10 с развитием медленно разрешающегося течения ВП нет. Также отсутствует комплексный подход к прогнозированию затяжного течения ВП с учётом клинических и генетических особенностей. Цель исследования - комплексная оценка роли клинических и молекулярно-генетических факторов в развитии медленно разрешающейся пневмонии и обоснование их диагностической значимости. Обследованы 95 пациентов [мужчин 53, женщин 42, средний возраст 50 (33; 59) лет], находившихся на лечении в пульмонологическом отделении областной клинической больницы г. Омска в 2008-2010 гг. Для подтверждения диагноза «пневмония» использовали стандартные клинико-рентгенологические и лабораторные критерии [7]. Все пациенты дали письменное добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Работа одобрена этическим комитетом. Из исследования были исключены пациенты с подтверждённым инфицированием вирусом иммунодефицита человека, больные, получавшие терапию иммунодепрессантами, беременные. Медленный регресс рентгенологических изменений с уменьшением размеров пневмонической инфильтрации менее чем на 50% к исходу 2-й недели и неполным разрешением к исходу 4-й недели от начала заболевания при улучшении клинической картины на фоне проводимой антибактериальной терапии [5, 6, 11] позволил диагностировать медленно разрешающуюся пневмонию (вторая группа, n=37). Пациенты с разрешением пневмонической инфильтрации до 4 нед был отнесены в первую группу (n=58). Определение полиморфизма генов ИЛ-10 G-1082A (n=95) проведено методом полимеразной цепной реакции на базе лаборатории молекулярной генетики микроорганизмов и человека в составе центральной научно-исследовательской лаборатории Омской государственной медицинской академии. Использовали олигонуклеотидные праймеры, синтезированные в институте химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск). Распределение частот генотипов соответствовало закону Харди-Вайнберга (χ2=3,62, р=0,057). Количественные данные представлены в виде Ме (Q25; Q75), где Ме - медиана, Q25 и Q75 - верхний и нижний квартили. Для оценки статистически значимых различий полученных данных использовали непараметрический критерий Манна-Уитни, χ2, расчёт отношения шансов с определением доверительного интервала. За критический уровень значимости принимали р=0,05. При построении моделей прогнозирования затяжного течения ВП использовали метод логистической регрессии с построением ROC-кривых (от англ. Receiver Operating Characteristic - операционная характеристика приёмника) и оценкой предсказательной ценности моделей. Жалобы и физикальные данные у наблюдаемых больных были типичными для пневмонии. Вместе с тем у 10 (10,5%) пациентов отмечена стёртость клинической симптоматики в виде слабовыраженной лихорадочной реакции или её отсутствия, скудных явлений интоксикации. Во всех группах преобладали мужчины в возрасте 41-60 лет. Часть пациентов (26,3%) начали лечиться самостоятельно, но в связи с неэффективностью терапии были госпитализированы в стационар. Статистически значимо в группах различалась предшествующая антибактериальная терапия: она была неадекватной (ципрофлоксацин, цефазолин) у 29,7% пациентов второй группы против 8,6% в первой группе (р=0,007). Средние сроки от момента появления первых симптомов заболевания до поступления в стационар составили 3 (1; 4) сут и 4 (2; 5) сут в первой и второй группах соответственно (р >0,05). Среди пациентов с медленно разрешающимся течением отмечена тенденция к увеличению доли больных, обратившихся к врачу позднее 3 дней от начала заболевания (48,6 против 34,5%, р >0,05). Существенное влияние на течение ВП оказывали сопутствующая бронхолёгочная патология и курение. Хроническая обструктивная болезнь лёгких среднетяжёлого и тяжёлого течения присутствовала у 47,4% пациентов, статистически значимо чаще у больных с медленно разрешающейся пневмонией (68,9 против 36,2% у пациентов с обычным течением, р=0,006; табл. 1). Пациенты с индексом курения больше 10 пачко-лет превалировали в группе с длительным течением пневмонии (21,6 против 6,9%, р=0,035). Изменения лабораторных показателей соответствовали тяжести ВП. Значительно различалась в группах скорость оседания эритроцитов (46 мм/ч у пациентов второй группы против 31,5 мм/ч в первой группе, р=0,002). Для оценки тяжести ВП у пациентов и назначения эмпирической антибактериальной терапии использовали рекомендации Российского респираторного общества [7]. Тяжёлая ВП статистически значимо чаще приводила к медленному разрешению заболевания (64,9% у пациентов второй группы против 27,6% у больных первой группы, р <0,001). Возбудитель ВП выделен у 51,6% обследованных больных. Актуальным возбудителем был Streptococcus pneumoniae, обнаруженный в 33,8% случаев. У пациентов с медленно разрешающейся пневмонией ведущая роль принадлежала Staphylococcus aureus (11,8 против 5,9%, р >0,05), удельный вес грамотрицательной флоры (Klebsiella pneumoniae, Haemophilus influenzae, Pseudomonas aeruginosa) статистически значимо не различался (табл. 2), в 82,4% случаев эти бактерии встречались в ассоциации с грамположительным кокками. Также обращал на себя внимание тот факт, что во второй группе ассоциации микроорганизмов обнаруживали у 24,3% пациентов, тогда как при обычном течении заболевания - лишь у 8,6% (р=0,034). У 11,6% пациентов в высоких титрах определялась грибковая флора Candida spp., что мы связываем с частым и зачастую нерациональным использованием антибактериальных препаратов на амбулаторном этапе. Не выявлено различий при анализе клинико-рентгенологических проявлений ВП в зависимости от этиологии заболевания. При анализе рентгенограмм лёгких обследуемых больных были обнаружены существенные различия степени распространённости инфильтративного процесса. У большинства пациентов первой группы инфильтрация носила сегментарный характер поражения (20,7 против 5,4%, p=0,045), а во второй группе больных превалировали мультилобарные (37,8 против 12,1%, р=0,003) и двусторонние (21,6 против 10,3%, р <0,05) изменения. Наиболее частым осложнением пневмонии был плевральный выпот (27,6% больных первой группы и 51,4% пациентов второй группы, р=0,019). Особенностью рентгенологической картины медленно разрешающейся ВП явилось статистически значимое увеличение доли пациентов с деструктивными изменениями в лёгких (18,9 против 3,4%, р=0,012; рис. 1). Таким образом, клиническими особенностями медленно разрешающейся ВП были следующие: развитие заболевания на фоне хронической обструктивной болезни лёгких у пожилых больных, курение, полимикробная этиология заболевания, неадекватная антибактериальная терапия в начале заболевания, преобладание полисегментарных, деструктивных изменений в лёгких и плеврального выпота по рентгенологическим данным, тяжёлое течение заболевания. Определение полиморфизма гена ИЛ-10 G-1082A показало, что больные-носители различных генотипов различались по клиническим, лабораторным и рентгенологическим проявлениям заболевания (табл. 3). У пациентов, несущих генотипы GA и AA, реже отмечали высокую лихорадку (28,1 против 48,4%, р=0,041) и нарушения гемодинамики (частота сердечных сокращений 96 против 100 в минуту, р=0,020) в сравнении с пациентами-носителями генотипа GG. Были обнаружены статистически значимые различия между содержанием натрия и гемоглобина у носителей различных генотипов (140,5 против 142 ммоль/л, р=0,003; 114 против 128 г/л, р=0,004 соответственно). У больных с генотипами GA и АА в сравнении в пациентами-носителями генотипа GG ВП реже осложнялась развитием плеврального выпота [29,7 против 54,8%, отношение шансов (ОШ) = 0,34 (0,14-0,83), р=0,018, χ2=5,61]. Эти изменения приводили к статистически значимо более ранним срокам нормализации температуры тела и разрешению инфильтрации лёгочной ткани у пациентов-носителей генотипа GA и AA. В целом у таких больных реже встречалось затяжное течение заболевания [29,7%, а у пациентов с генотипом GG - 58,1%, ОШ=0,30 (0,12-0,73), р=0,008, χ2=7,07] и развитие пневмофиброза на месте инфильтрации лёгочной ткани - 42,1 против 64,5%, [ОШ=0,39 (0,16-0,95), р=0,036, χ2=4,43]. При сравнении частот генотипов между пациентами первой и второй групп выявлялось статистически значимое повышение частоты генотипа GG у больных с медленно разрешающейся пневмонией - 48,6 против 22,4% [ОШ=3,28 (1,34-8,0), р=0,008, χ2=7,07]. Генотип GA статистически значимо чаще регистрировали у пациентов с обычным течением - 69 против 37,8% [ОШ=0,27 (0,12-0,65), р=0,003, χ2=8,92]. Различий частот аллелей гена G-1082A ИЛ-10 обнаружено не было (рис. 2). Таким образом, проведение клинико-генетических сопоставлений показало, что группы больных достоверно различались по выраженности клинических симптомов и лабораторных данных в зависимости от носительства отдельных генотипов. Носители мутантных генотипов имели склонность к более лёгкому течению пневмонии. Среди пациентов с медленным разрешением ВП чаще выявлялись генотипы GG гена ИЛ-10 -1082. Для определения риска развития медленно разрешающейся пневмонии был проведён многофакторный анализ с вычислением формулы логистической регрессии с пошаговым исключением незначимых переменных. Наиболее значимыми в определении прогноза медленно разрешающейся пневмонии оказались мультилобарность поражения лёгких, хроническая обструктивная болезнь лёгких, наличие осложнений в виде выпота и деструкции, генотип GG гена ИЛ-10 -1082. На основании выбранных переменных построена модель для прогнозирования затяжной пневмонии. ROC-кривая для модели по прогнозированию медленного разрешения ВП представлена на рис. 3. Ниже представлена функция логистического распределения для модели. Вероятность медленного разрешения ВП = =1 - LOGIT(u), где LOGIT(u) - функция логистического распределения: exp(u) / [exp(u) + 1]; u=-2,451+1,657×Мл+1,026×Осл+1,513×ХОБЛ+ +1,18×ИЛ-10; Мл: 1 - наличие мультилобарного поражения лёгких, 0 - его отсутсвие; Осл: 1 - наличие осложнений в виде плеврального выпота и деструкции лёгких, 0 - их отсутствие; ХОБЛ: 1 - наличие хронической обструктивной болезни лёгких, 0 - её отсутствие; ИЛ-10: 1 - носительство генотипа GG гена ИЛ-10, 2 - носительство генотипов GA или AA гена ИЛ-10 -1082. Подставив в формулу логистической регрессии значения переменной пациента, мы получили возможность более точного прогнозирования развития медленно разрешающейся пневмонии у данного больного. Точность модели при значениях вероятности 0,5, рассчитанной в соответствии с функцией логистического распределения, составила 76,8% (положительная прогностическая ценность 71,4%, отрицательная прогностическая ценность 80%). Таким образом, комплексное использование клинико-рентгенологических данных и результатов молекулярно-генетического исследования позволило достоверно прогнозировать медленно разрешающееся течение пневмонии. Медленно разрешающееся течение ВП отражает несостоятельность механизмов иммунной защиты органов дыхания и ослабление репаративных процессов в лёгочной ткани при воспалении [5, 7]. Факторы риска длительного течения пневмонии включают возраст старше 55 лет, алкоголизм, наличие сопутствующих заболеваний и высоковирулентных возбудителей, тяжёлое течение ВП, многодолевую инфильтрацию, курение [7]. Из клинических наблюдений известно, что реализация воспалительного ответа может различаться по интенсивности и продолжительности: у одних больных он развивается остро, агрессивно и сопровождается высокой лихорадкой, у других имеет затяжной характер [4]. Один из аспектов изучения воспаления - анализ показателей цитокинов, в частности их противовоспалительного пула. При сбалансированном течении они подавляют избыточную системную воспалительную реакцию, препятствуя цитокин-опосредованному повреждению лёгочной ткани [1, 2]. Ранний синтез противовоспалительных цитокинов, в частности ИЛ-10, приводит к подавлению воспаления и усугубляющему действию микроорганизмов и их токсинов, способствуя неблагоприятному течению инфекционных заболеваний [2]. Ген ИЛ-10 кодируется одним экзоном и расположен на хромосоме 1 (1q32) [12, 15]. Известно несколько полиморфных точек в гене ИЛ-10, включая три мутации в промоторе гена, которые через повышение матричной рибонуклеиновой кислоты оказывают влияние на образование конечного продукта [3, 12, 15]. Наиболее значимо на секрецию ИЛ-10 оказывает действие полиморфизм гена ИЛ-10 G-1082A [10, 15], который определяет более низкий уровень кодируемого цитокина у пациентов-носителей аллеля А. В нашем исследовании пациенты с генотипами GA и АА имели более лёгкое клиническое течение, менее выраженные лабораторные сдвиги, реже возникали осложнения заболевания, в то время как у пациентов-носителей генотипа GG изучаемого полиморфизма чаще регистрировали медленное разрешение ВП. Нами проведена оценка клинических и молекулярно-генетических признаков длительного течения заболевания. Медленно разрешающаяся пневмония чаще развивалась у пациентов с коинфекцией, на фоне хронической обструктивной болезни лёгких, курения, неадекватной антибактериальной терапии в начале заболевания, мультилобарного поражения лёгких, тяжёлого и осложнённого течения заболевания. Клинические характеристики стали основными факторами в оценке риска медленного разрешения ВП. Вместе с тем преимущество генетического исследования состоит в том, что его проводят однократно в течение жизни, и при наличии у пациента известного генотипа ИЛ-10 G-1082A целесообразно его использование в комплексе с другими факторами риска для определения дальнейшей тактики ведения. Предполагается, что выявление связи определённых генотипов с различным течением пневмонии позволит перейти от массовой терапии к индивидуальной [8]. Многофакторный анализ показал, что наиболее значимым в оценке прогноза медленного разрешения ВП является комплексное исследование клинико-рентгенологических и молекулярно-генетических факторов. ВЫВОДЫ 1. Характер патологии, на фоне которой формируется внебольничная пневмония, её возбудители, клинические и рентгенологические особенности - основные факторы, позволяющие прогнозировать развитие медленно разрешающегося течения заболевания. 2. Течение воспалительного процесса при внебольничной пневмонии ассоциировалось с полиморфизмом гена ИЛ-10 G-1082A, что находило отражение в склонности к более лёгкому течению заболевания у пациентов-носителей генотипов GA и АА ИЛ-10 -1082. 3. В прогнозировании медленного разрешения внебольничной пневмонии наибольшее значение имела комплексная оценка клинических, рентгенологических и генетических особенностей. Таблица 1 Структура сопутствующей патологии Заболевания Первая группа, абс. (%), n=58 Вторая группа, абс. (%), n=37 р Хроническая обструктивная болезнь лёгких средней и тяжёлой степени 21 (36,2) 24 (68,9) 0,006 Ишемическая болезнь сердца II-III функционального класса 16 (27,6) 12 (32,4) >0,05 Гипертоническая болезнь 20 (34,5) 13 (35,1) >0,05 Ожирение 12 (20,7) 5 (13,5) >0,05 Хроническая сердечная недостаточность 2-3-й стадии 10 (17,2) 6 (16,2) >0,05 Онкологические заболевания 4 (6,9) 2 (5,4) >0,05 Сахарный диабет 2-го типа 3 (5,2) 2 (5,4) >0,05 Хроническая почечная недостаточность 2 (3,4) 0 >0,05 Таблица 2 Этиологическая структура внебольничной пневмонии Микроорганизм Первая группа, Вторая группа, абс. (%) абс. (%) Всего штаммов микроорганизмов 34 (100) 34 (100) Грамположительная флора 23 (67,6) 17 (50) Streptococcus pneumoniae 15 (44,1) 8 (23,5) Staphylococcus aureus 2 (5,8) 4 (11,8) Enterococcus spp. 5 (14,7) 5 (14,7) Другие кокки 2 (5,8) - Грамотрицательная флора 7 (20,6) 10 (29,4) Pseudomonas aeruginosa 2 (5,9) 3 (8,9) Klebsiella pneumoniae 2 (5,9) 3(8,9) Haemophilus influenzae 2 (5,9) 4 (11,8) Грибковая флора Candida spp. 4 (11,8) 7 (20,6) Примечание: статистически значимых различий в группах не отмечено. Рис. 1. Рентгенологические признаки у больных внебольничной пневмонией (%). Совалкин_1.tif Таблица 3 Клинические и лабораторные параметры больных с внебольничной пневмонией в зависимости от полиморфизма гена ИЛ-10 G-1082A Показатели Генотип GG (n=31) Генотипы GA+АА (n=65) р Время до обращения к врачу, дни Возраст, годы ХОБЛ средней и тяжёлой степени, абс. (%) 3 (1; 5) 48 (31; 63) 14 (45,2) 3 (2; 5) 50 (38; 57) 31 (48,4) >0,05 >0,05 >0,05 Клиника начала заболевания: - температура тела выше 39 °C, абс. (%) - ЧД более 25 в минуту, абс. (%) - ЧСС, в минуту 15 (48,4) 14 (45,1) 100 (92; 110) 18 (28,1) 14 (21,9) 96 (85; 100) 0,041 >0,05 0,02 Лабораторные показатели: - гемоглобин, г/л - лейкоциты, ×109/л - СОЭ, мм/ч - натрий, ммоль/л 114 (100; 127) 8,8 (6; 11,7) 40 (30; 55) 140,5 (138; 142,5) 128 (118; 137) 8,8 (5,9; 12,4) 39 (24; 46) 142 (140; 144) 0,004 >0,05 >0,05 0,009 Нормализация температуры тела, дни 9 (6; 15) 6,5 (4; 11) 0,03 Разрешение инфильтрации лёгких, дни 29 (13; 31) 16 (12; 29) 0,039 Затяжная ВП, абс. (%) Тяжёлая ВП, абс. (%) Плевральный выпот, абс. (%) Деструкция лёгких, абс. (%) Пневмофиброз, абс. (%) 18 (58,1) 16 (51,6) 17 (54,8) 2 (6,5) 20 (64,5) 19 (29,7) 24 (37,5) 19 (29,7) 7 (10,9) 27 (42,1) 0,008 >0,05 0,018 >0,05 0,041 Примечание: ХОБЛ - хроническая обструктивная болезнь лёгких; ЧД - частота дыхания; ЧСС - частота сердечных сокращений; СОЭ - скорость оседания эритроцитов; ВП - внебольничная пневмония. Рис. 2. Распределение генотипов гена G-1082A гена интерлейкина-10 у больных с различным течением внебольничной пневмонии. Совалкин_2.tif Совалкин_3.tif Рис. 3. ROC-кривая для модели прогнозирования риска затяжной пневмонии. Площадь под кривой 0,809.
×

About the authors

V I Sovalkin

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

E G Pomorgaylo

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

O N Sabitova

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

Email: olleus@mail.ru

E P Podgurskaya

Regional Clinical Hospital, Omsk, Russia

References

  1. Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. - СПб.: Фолиант, 2008. - 552 с.
  2. Маркелова Е.В., Костюшко А.В., Красникова В.Е. Патогенетическая роль нарушений в системе цитокинов при инфекционно-воспалительных заболеваниях // Тихоокеан. мед. ж. - 2008. - №3. - С. 24-29.
  3. Пальцев М.А. Введение в молекулярную диагностику. - М.: Медицина, 2011. - Т. 2. - 503 с.
  4. Симбирцев А.С., Громова А.Ю. Функциональный полиморфизм регуляторных молекул воспаления // Цитокины и воспаление. - 2005. - №4. - С. 3-10.
  5. Синопальников А.И., Зайцев А.А. Медленно разрешаюшаяся/неразрешающаяся внебольничная пневмонии // Рос. мед. ж. - 2009. - №5. - С. 361-368.
  6. Синопальников А.И., Зайцев А.А. «Трудная» пневмония. - М.: Москва, 2010. - 56 с.
  7. Чучалин А.Г. Респираторная медицина. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - Т. 1. - 797 с.
  8. Arcaroli J., Feesler M.B., Abraham E. Genetic polymorphisms and sepsis // Shock. - 2005. - Vol. 24. - P. 300-312.
  9. Gallagher P.M., Lowe G., Fitzgerald T. et al. Association of IL-10 polymorphism with severity of illness in community acquired pneumonia // Thorax. - 2003. - Vol. 58. - P. 154-156.
  10. Iyer S.S., Cheng G. Role of interleukin 10 transcriptional regulation in inflammation and autoimmune disease // Crit. Rev. Imm. - 2012. - Vol. 32. - P. 23-63.
  11. Kurtland S.H., Winterbauer R.H. Slowly resolving, chronic and recurrent pneumonia // Clin. Chest Med. - 1991. - Vol. 12. - Р. 18.
  12. Mege J.L., Meghari S., Honstettre A. et al. The two faces of interleukin 10 in human infectious diseases // Lancet Infect. Dis. - 2006. - Vol. 6. - P. 557-569.
  13. Schaaf B.M., Boehmke F., Esnaashari H. et al. Pneumococcal septic shock is associated with the interleukin-10 -1082 gene promoter polymorphism // Am. J. Resp. Crit. Care Med. - 2003. - Vol. 168. - P. 476-480.
  14. Wattanathum A., Manocha S., Groshaus H. et al. Interleukin-10 haplotype associated with increased mortality in critically ill patients with sepsis from pneumonia but not in patients with extrapulmonary sepsis // Chest. - 2005. - Vol. 128. - P. 1690-1698.
  15. Wunderink R.G., Waterer G.W. Community-acquired pneumonia: pathophysiology and host factors with focus on possible new approaches to management of lower respiratory tract infections // Infect. Dis. Clin. North Am. - 2004. - Vol. 18. - P. 743-759.

Statistics

Views

Abstract: 296

PDF (Russian): 168

Dimensions

Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX


© 2013 Sovalkin V.I., Pomorgaylo E.G., Sabitova O.N., Podgurskaya E.P.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies