The effect of pharmacological correction with vitamin D on the cytokine response in children with atopic bronchial asthma

Full Text

Одна из важнейших проблем современной медицины — аллергическая патология [1]. Среди различных причин, ответственных за увеличение распространённости аллергических заболеваний, в течение последних лет подчёркивают также роль недостаточности витамина D как потенциально важного патогенетического фактора аллергии [2–4]. Гиповитаминоз D представляет проблему не только в связи с метаболизмом костной ткани, но и из-за различных хронических состояний, включая респираторную аллергологическую патологию. Низкий сывороточный уровень 25(OH)D как имеет связь с развитием бронхолёгочных аллергических заболеваний, так и определяет более выраженные симптомы патологии, увеличение частоты и тяжести её обострений [5, 6].

В настоящее время доказана важная роль цитокинов в развитии аллергических реакций при бронхиальной астме (БА) [7, 8]. В рамках иммунной системы цитокины осуществляют взаимосвязь между неспецифическими защитными реакциями и специфическим иммунитетом, действуя в обоих направлениях. Примером цитокиновой регуляции ­специфического ­иммунитета служат дифференцировка и поддержание баланса между Th1 и Th2 [3, 7].

Наиболее значимая функция витамина D в иммунной системе — способность 1,25(OH)₂D модулировать пролиферацию Т-лимфоцитов. Ключевым иммуномодулирующим свойством 1,25(OH)₂D служит его способность ингибировать экспрессию цитокинов Th1, не подавляя экспрессии Th2, путём прямого воздействия на Т-лимфоциты либо косвенно, — воздействуя на антиген-презентирующие клетки [9]. Эти данные свидетельствуют о потенциальной роли витамина D в патогенезе заболеваний, в основе которых лежит нарушение функций иммунных клеток [4, 5].

Таким образом, влияние витамина D на течение БА обусловлено его способностью воздействовать на клеточное и гуморальное звенья иммунитета, тем самым уменьшая процесс воспаления [9]. Этот механизм обусловлен экспрессией генов и синтезом цитокинов.

В связи с вышеизложенным целью настоящей работы стало изучение цитокинового ответа у детей с атопической БА в динамике фармакологической коррекции витамином D.

Работа проведена на базе Учебно-терапевтической клиники Азербайджанского медицинского университета. Были обследованы 63 ребёнка (средний возраст 9,3±2,2 года), ­страдающих персистирующей формой атопической БА лёгкого (n=38) и среднетяжёлого (n=25) течения. Распределение по виду сенсибилизации было следующим: 31 (49,2%) пациент с пыльцевой сенсибилизацией, 19 (30,2%) — с пищевой, у 8 (12,7%) была выявлена бытовая, у 2 (3,2%) — грибковая, у 3 (4,8%) — поливалентная сенсибилизация. Возраст обследованных детей составил от 3 до 17 лет.

Диагноз был верифицирован на основании данных аллергологического анамнеза, результатов клинико-функциональных и иммунологических исследований. Длительность заболевания составляла от 2 до 5 лет. На момент обследования больные находились в стадии ремиссии.

В качестве контрольной группы были обследованы 10 практически здоровых детей сопоставимого возраста (средний возраст 9,1±1,8 года), у которых в анамнезе не было указаний на аллергические проявления и отсутствовала наследственная отягощённость.

Перед проведением работы было получено письменное согласие от обследуемых детей (как от здоровых, так и от больных) и их родителей, а также разрешение со стороны этического комитета.

Витамин D определяли методом иммуноферментного анализа на аппарате RОСН. В группе здоровых детей показатель 25(ОН)D₃ был в пределах нормы (30–100 нг/мл), у больных он колебался в пределах 10,4–24,2 нг/мл, что значительно ниже показателей нормы. Также определяли уровни интерлейкинов (ИЛ) — ИЛ-2, ИЛ-13 и ИЛ-17 — в сыворотке крови методом твердофазного иммуноферментного анализа по унифицированной методике.

Все больные получали базисную противовоспалительную терапию в соответствии со степенью тяжести БА. С целью оценки эффективности фармакологической коррекции гиповитаминоза при БА 30 детей получали витамин D-содержащий препарат тридроп из расчета 3 капли (1500 МЕД) в сутки на протяжении 1 мес.

Статистическая обработка данных проведена с расчётом среднего арифметического значения и ошибки среднего с использованием программы Microsoft Excel из комплекта Microsoft Office 2000.

В своей работе мы изучали базовый уровень цитокинов ИЛ-2, ИЛ-13 и ИЛ-17 у детей с атопической БА и гиповитаминозом D и их динамику после фармакологической коррекции. С этой целью все обследованные больные были разделены на две группы. Первую группу составили 33 (52,4%) ребёнка, которым было проведено стандартное базисное лечение (средний возраст 8,9±2,1 года). Во вторую группу вошли 30 (47,6%) детей (средний возраст 9,2±2,4 года), которые на фоне базисной терапии получали витамин D-содержащий препарат тридроп. Группы были сопоставимы по степени тяжести заболевания: в первую группу вошли 20 детей с БА лёгкого и 13 детей с БА среднетяжёлого течения, во вторую группу — 18 больных лёгкой и 12 больных среднетяжёлой БА.

Результаты лабораторных исследований уровня цитокинов в сыворотке крови больных в динамике лечения представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Содержание цитокинов в сыворотке крови больных в динамике лечения

Показатели, пг/мл	Первая группа. Базисное лечение (n=33)		Вторая группа. Базисное лечение + тридроп (n=30)		Контроль (n=10)
	до лечения	после лечения	до лечения	после лечения
Интерлейкин-2, пг/мл	2,7±0,68*** (n=33)	2,77±1,51*** (n=11)	2,58±0,4*** (n=21)	5,07±1,02***^^ (n=9)	10,75±0,68
Интерлейкин-13, пг/мл	9,7±0,9* (n=33)	13,0±2,0** (n=11)	16,6±2,9*# (n=21)	11,3±3,8^ (n=9)	5,3±0,7
Интерлейкин-17, пг/мл	6,4±0,7* (n=31)	7,4±0,4*** (n=6)	12,4±2,5**## (n=13)	4,8±1,6^^ (n=5)	3,0±0,4

Примечание: *р <0,05, **р <0,01, ***р <0,001 по отношению к контролю; ^р <0,05, ^^р <0,01, ^^^р <0,001 по отношению к состоянию до лечения; #р <0,05, ##р <0,01, ### р <0,001 по отношению к группе сравнения.

 

В результате проведённых исследований установлено, что базовый уровень ИЛ-2 в крови больных не превышал 3,0 пг/мл и не имел существенных различий в первой и второй группах (p >0,05).

У больных первой группы, получавших только базисное лечение, уровень ИЛ-2 в сыворотке крови до начала терапии составил 2,7±0,68 пг/мл. В этой группе базовый уровень ИЛ-2 в крови оказался понижен у 27 (81,8±6,7%) детей, значительно снижен — у 5 (15,2±6,2%), превышал среднюю норму — у 1 (3,0±3,0%) ­ребёнка.

Во второй группе больных, получавших фармакологическую коррекцию тридропом в ­составе комплексного лечения, средний уровень ИЛ-2 в сыворотке крови до начала лечения составил 2,58±0,4 пг/мл. По отношению к группе здоровых детей различия носили статистически значимый характер (10,75±0,68 пг/мл, р <0,001). В этой группе больных базовый уровень ИЛ-2 в крови оказался понижен у 20 (95,2±4,6%) детей, значительно снижен — у 1 (4,8±4,6%) ребёнка.

Как известно, основной биологический эффект ИЛ-2 — стимуляция клеточного деления Т-лимфоцитов, синтеза антител В-клетками, усиление синтеза провоспалительных цитокинов, стимуляция фагоцитоза. Сниженный базовый уровень ИЛ-2 у обследованных нами больных БА в определённой степени поддерживает гипотезу о роли данного цитокина. При дефиците ИЛ-2 отмечают повышенное содержание иммуноглобулинов классов E и G1 в сыворотке крови. Это может косвенно свидетельствовать об активации Тh2-лимфоцитов. Полученные нами данные свидетельствуют в пользу высказанного рядом авторов предположения о том, что при БА нарушается баланс между Th-клонами из-за недостатка ИЛ-2 [10].

Уровень ИЛ-13 у больных второй группы в 1,7 раза превысил аналогичный показатель в группе детей, не получающих витамин D, и составил соответственно 16,6±2,9 и 9,7±0,9 пг/мл (р <0,05). По отношению к группе здоровых детей различия носили статистически значимый характер (5,3±0,7 пг/мл, р <0,05). У 13 (39,4±8,5%) детей первой группы до лечения средние значения этого цитокина были значительно ниже нормы, а у 20 (60,6±8,5%) превышали среднюю норму. Во второй группе у 19 (90,5±6,4%) больных уровень ИЛ-13 был повышен и только у 2 (9,5±6,4%) детей значительно снижен.

Поскольку среди Тh2-цитокинов ИЛ-13 считают главным фактором в развитии гиперреактивности дыхательных путей, эозинофилии и гиперсекреции слизи, большинство исследователей придают его определению большое значение. Наши результаты совпадают с данными литературы о том, что у больных с БА уровень ИЛ-13, как правило, повышен [10].

Содержание ИЛ-17 также различалось в обеих группах наблюдения. Его максимальное значение было зафиксировано во второй группе (12,4±2,5 пг/мл) и было вдвое ниже в первой группе больных (6,4±0,7 пг/мл, р <0,01). По отношению к группе здоровых детей различия носили статистически достоверный характер (3,0±0,4 пг/мл, р <0,05-0,01). В первой группе уровень ИЛ-17 в крови был повышен у 22 (71,0±8,2%) и значительно снижен — у 9 (29,0±8,2%) детей. Во второй группе у всех наблюдаемых больных средний уровень ИЛ-17 в крови был повышен.

Синтез ИЛ-17 приводит к активации нейтрофилов и других антимикробных факторов. В литературе есть сведения о том, что высокое содержание ИЛ-17 характерно для БА, резистентной к терапии [11]. Базовый уровень ИЛ-17 был выше у большинства пациентов, что можно считать неблагоприятной тенденцией.

После исследования базового уровня цитокинов больным обеих групп было проведено лечение по вышеуказанным схемам. В результате изучения концентрации цитокинов в сыворотке крови после лечения были получены следующие результаты.

Средний уровень ИЛ-2 в первой группе практически не изменился, значение данного показателя составило 2,77±1,51 пг/мл (р >0,05). При обследовании в динамике уровень ИЛ-2 в крови был снижен у 10 (90,9±8,7%) детей и находился выше нормы у 1 (9,1±8,7%) ребёнка. Во второй группе прирост концентрации ИЛ-2 в крови составил 96,5%, а среднее значение возросло до 5,07±1,02 пг/мл (р <0,01). В динамике у 3 (33,3±15,7%) из 9 детей его содержание было снижено, а у 6 (66,7±15,7%) — повышено.

Средний уровень ИЛ-13 у больных первой группы в динамике лечения несколько повысился, но различия были статистически недостоверны по отношению к базовым показателям (13,0±2,0 пг/мл, р >0,05). Обследование больных в динамике выявило его значительное снижение у 3 (27,3±13,4%) и повышение у 8 (72,7±13,4%) из 11 наблюдаемых детей. Во второй группе ИЛ-13 отреагировал на проведённое лечение снижением показателей, среднее значение составило 11,3±3,8 пг/мл, что в 1,5 раза ниже исходного уровня (р <0,05). В этой группе в динамике зарегистрировано значительное его снижение у 5 (55,6±16,6%) и превышение средней нормы у 4 (44,4±16,6%) детей.

При анализе содержания ИЛ-17 получены данные о его снижении в 2,6 раза во второй группе с 12,4±2,5 до 4,8±1,6 пг/мл (р <0,01). В динамике лечения было отмечено значительное снижение уровня ИЛ-17 в крови у 2 (40,0±21,9%) и повышение у 3 (60,0±21,9%) больных. В первой группе достоверной динамики концентрации ИЛ-17 не отмечено, у всех детей она оставалась повышенной (р >0,05).

При сопоставлении динамики цитокинового статуса на фоне проведённой терапии с клинической эффективностью было выявлено, что в группе детей, получавших в дополнение к базисной терапии витамин D, зарегистрированы более длительные в сравнении со второй ­группой периоды ремиссии, меньшая выраженность приступов, значимое снижение частоты обострений заболевания, сокращение частоты госпитализаций. Кроме того, в данной группе отмечена также положительная динамика в виде сокращения потребности в дополнительном использовании бронхолитиков, улучшения переносимости физических нагрузок.

Выводы

1. Полученные нами результаты позволили уточнить изменения цитокинового спектра у больных атопической бронхиальной астмой в динамике заболевания и влияние на него фармакологической коррекции витамином D.

2. Можно предположить, что витамин D регулирует функции Th2 и в результате снижает синтез интерлейкинов-13 и -17, которые участвуют в патогенезе аллергии.

3. Полученные в ходе нашей работы данные позволяют рекомендовать использование витамина D наряду с базисной терапией для коррекции иммунного статуса и воздействия на основные патогенетические механизмы бронхиальной астмы.

 

Авторы заявляют об отсутствие конфликтов интересов по представленной статье.

About the authors

L I Allakhverdiyeva

Azerbaijan Medical University

Author for correspondence.
Email: mic_amu@mail.ru
Baku, Azerbaijan

N G Sultanova

Azerbaijan Medical University

Email: mic_amu@mail.ru
Baku, Azerbaijan

A O Dzhafarova

Azerbaijan Medical University

Email: mic_amu@mail.ru
Baku, Azerbaijan

References

Supplementary files