Features of cytokine profile in patients with local and generalized soft tissue infections

Full Text

В течение последних двух десятилетий в России в клиническую практику внедряется современная классификация сепсиса, которая была впервые принята на Международной согласительной конференции в Чикаго в 1991 г., а позднее признана и отечественными клиницистами на Всероссийских конференциях в 2004 и 2007 гг. [1, 2, 5, 6]. Использование современных диагностических критериев сепсиса потребовало пересмотра ранее устоявшихся в отечественной гнойной хирургии постулатов патофизиологии, клиники и диагностики сепсиса [1, 3, 5]. По данным отечественных и зарубежных исследователей, при хирургической инфекции мягких тканей сепсис выявляют в 50-77,6% случаев, при этом доля тяжёлого сепсиса составляет от 2 до 18% [2, 5]. Несмотря на современные достижения клинической медицины, при тяжёлом сепсисе и септическом шоке показатель летальности остаётся на высоком уровне, составляя от 12 до 60% [1, 3, 4]. Именно эти обстоятельства определяют необходимость дальнейшего всестороннего изучения особенностей генерализованной формы инфекции мягких тканей и поиска достоверных маркёров сепсиса, а также потребность в разработке рациональной тактики лечения данной патологии. Целью настоящего исследования было определение особенностей системной цитокинемии при локальной и генерализованной формах хирургической инфекции мягких тканей. Проведён анализ результатов лечения 2350 больных с гнойно-некротическими инфекциями мягких тканей, которые получали стационарное лечение в период с 1998 по 2012 гг. в условиях гнойного хирургического отделения городской клинической больницы №1 г. Челябинска. Диагностику сепсиса у данных больных проводили согласно классификации, принятой в Чикаго в 1991 г. [6]. Для подтверждения диагноза проводили комплексное клинико-лабораторное обследование. У 300 случайно выбранных больных дополнительно исследовали динамику концентрации фактора некроза опухоли альфа (ФНОα) и рецепторного антагониста интерлейкина-1 (ИЛ-1РА) в крови. Исследования проводили методом иммуноферментного анализа с моноклональными антителами. Первоначальное исследование уровня цитокинов проводили до выполнения оперативного вмешательства или в первые 10-12 ч после него (табл. 1). Основную группу составили 225 человек с генерализованной формой инфекции, у которых регистрировали синдром системной воспалительной реакции различной степени тяжести (СВР2-4) в течение 5,7±0,12 сут. В группу сравнения вошли 75 пациентов с локальной формой инфекции, при которой отмечали не более одного симптома системной воспалительной реакции (СВР0-1). Статистический анализ данных проводили с использованием непараметрических методов статистики и подсчётом критериев Крускала-Уоллеса, χ2 с поправкой Йейтса. Полученные данные указывают на наличие прямой зависимости между исходным содержанием цитокинов и степенью тяжести синдрома системной воспалительной реакции. При генерализованной форме инфекции уровень ФНОα увеличивался при синдроме лёгкой степени (СВР2) в 1,5 раза, средней степени (СВР3) - в 3,5 раза, тяжёлой степени (СВР4) - в 6,7 раза по сравнению с нормой (р <0,01). При локальной форме инфекции (СВР0-1) концентрация ФНОα оставалась в пределах нормы. Увеличение уровня ИЛ-1РА также было связано с наличием системного воспалительного ответа, но максимальное повышение показателя (в 2 раза) мы наблюдали при синдроме системной воспалительной реакции средней степени (СВР3), а при лёгкой (СВР2) и тяжёлой (СВР4) степени системного ответа содержание ИЛ-1РА увеличивалось на 30-40% (р <0,01). Определяя взаимосвязь между исходным уровнем цитокинов и особенностями клинических проявлений инфекции мягких тканей, мы учитывали тот факт, что исследуемые регуляторные цитокины являются функциональными антагонистами. ФНОα - провоспалительный цитокин, а ИЛ-1РА - противовоспалительный. ФНОα выделяют макрофаги и моноциты, доля которых в клеточном составе периферической крови незначительна, при этом истинным биологическим действием обладает не свободная, а связанная с клетками-мишенями фракция ФНОα [5]. ИЛ-1РА синтезируют активированные нейтрофилы, циркулирующие в крови. Доля нейтрофилов среди клеток крови значительна, а эффект действия данного цитокина напрямую связан с его концентрацией в системном кровотоке. Максимальное увеличение концентрации ИЛ-1РА наблюдали в острой фазе воспаления, что вполне объясняет развитие компенсаторной противовоспалительной реакции организма. Анализируя полученные данные, мы учитывали тот факт, что увеличение концентрации провоспалительных цитокинов приводит к развитию аутоагрессии в отношении собственных тканей и органов и определяет развитие синдрома системного воспалительного ответа, септического шока и ранней полиорганнной недостаточности. В то же время чрезмерная активность противовоспалительной системы может стать причиной развития гипоэргической ответной воспалительной реакции с вялым течением раневого процесса, а при наличии высокопатогенной флоры - стойкой бактериемии на фоне вторичной иммуносупрессии [6]. Проведённый анализ полученных данных позволяет говорить о том, что наибольшее клиническое и прогностическое значение имеет уровень ИЛ-1РА. Его повышенная или нормальная концентрация при любых отклонениях от нормы провоспалительного цитокина (ФНОα) определяет низкий риск развития системной воспалительной реакции, а при манифестации системного воспалительного ответа увеличивает вероятность быстрого купирования синдрома системной воспалительной реакции. В то же время относительно низкий уровень ИЛ-1РА на фоне провоспалительной цитокинемии значительно повышает риск быстрой генерализации инфекционного процесса с развитием сепсиса, септического шока и нередко сопровождает формирование вторичных очагов инфекции на фоне несостоятельности ответных компенсаторных противовоспалительных механизмов. Следует отметить, что у больных в зависимости от формы инфекции и продолжительности синдрома системной воспалительной реакции отмечали различные сроки нормализации этих показателей. Выявлена достоверная разница концентрации этих показателей у пациентов с продолжительностью синдрома системного воспалительного ответа менее и более 72 ч от начала адекватного комплексного лечения и санации очага инфекции. При этом внутри каждой из этих подгрупп уровень показателей значимо не различался (табл. 2). При локальной форме инфекции (СВР0-1) уровень цитокинов оставался в пределах нормы, причём концентрация ФНОα не превышала 1 пг/мл, а содержание ИЛ-1РА было ниже 650 пг/мл. При кратковременном сохранении синдрома системного воспалительного ответа (СВР2-4 <72 ч) исходно концентрация ФНОα не превышала 3 пг/мл, а содержание ИЛ-1РА было выше 1500 пг/мл в первые 5 сут лечения. В последующем в этой подгруппе количество ФНОα с 3-х суток возвращалось к норме, а содержание ИЛ-1РА достигало нормы лишь к 10-14-м суткам. При продолжительном сохранении синдрома системного воспалительного ответа (СВР2-4 >72 ч), которое мы расценили как диагностический критерий сепсиса, уровень ФНОα был выше 6 пг/мл в течение первых 10 сут лечения, а показатель ИЛ-1РА не превышал 1400 пг/мл в первые 3 сут стационарного лечения или сохранялся в пределах нормы. В последующем нормализация количества ФНОα происходила к 15-20-м суткам, а ИЛ-1РА соответствовал норме у всех больных данной подгруппы уже со 2-3-х суток. Максимальные отклонения содержания всех исследуемых цитокинов были отмечены в первые 3 сут с момента госпитализации, их концентрация была связана с продолжительностью сохранения синдрома системной воспалительной реакции. Так, увеличение концентрации ИЛ-1РА выше 1500 нг/мл при уровне ФНО не более 3 пг/мл чаще всего сопровождалось кратковременным (<72 ч) сохранением синдрома системной воспалительной реакции за счёт выраженной компенсаторной реакции противовоспалительной системы. В то же время при уровне ИЛ-1РА менее 1500 пг/мл в сочетании с увеличением концентрации ФНОα более 6 пг/мл, как правило, наблюдалось продолжительное (более 72 ч) сохранение клинической картины системной воспалительной реакции, несмотря на адекватную санацию очага инфекции и комплексную консервативную терапию. Сроки нормализации уровня ФНОα при любых вариантах течения генерализованной инфекции, как правило, совпадали с динамикой локальной и общей клинической симптоматики. При кратковременном (<72 ч) сохранении синдрома системной воспалительной реакции количество ИЛ-1РА оставалось повышенным до 8-10 сут после санации очага инфекции, а при сепсисе нормализацию данного цитокина отмечали в течение первых 2-3 сут острой фазы воспаления после адекватного оперативного вмешательства. Сопоставление этих данных и особенностей клинической картины позволило выдвинуть гипотезу о том, что сохранение синдрома системной воспалительной реакции менее 72 ч после адекватной хирургической санации очага инфекции является проявлением остаточного системного действия медиаторов воспаления, поступивших в системный кровоток из очага воспаления в острой фазе воспаления, на фоне незавершённого процесса их метаболизма. Такую реакцию организма мы предлагаем назвать синдромом компенсированной системной воспалительной реакции. Сохранение синдрома системной воспалительной реакции более 72 ч после адекватной санации очага инфекции свидетельствует о развитии независимой от состояния первичного очага и трудно управляемой вторичной системной провоспалительной цитокинемии, обусловленной неспецифической генерализованной активацией иммунокомпетентных клеток вне первичного очага бактериальной инвазии. Это вполне соответствует синдрому декомпенсированной системной воспалительной реакции с развитием клинической картины различных форм сепсиса. При локальной форме инфекции уровень цитокинов в крови изменяется незначительно или остаётся в пределах нормы, что определяет отсутствие системных проявлений воспалительной реакции или быстрое купирование отдельных её симптомов. ВЫВОДЫ 1. Клиническую картину генерализованной формы инфекции сопровождает увеличение концентрации фактора некроза опухоли альфа и рецепторного антагониста интерлейкина-1 от 1,5 до 7 раз, что позволяет использовать данные лабораторные маркёры для её ранней диагностики. При локальной форме инфекции уровень системной цитокинемии остаётся в пределах нормы. 2. Тяжесть системного воспалительного ответа и клинический вариант течения генерализованной формы инфекции зависят не столько от степени выраженности системной цитокинемии, сколько от дисбаланса уровней исследуемых провоспалительных (фактор некроза опухоли альфа) и противовоспалительных (рецепторный антагонист интерлейкина-1) цитокинов. 3. Диагностическим критерием синдрома компенсированной системной воспалительной реакции служит быстрая нормализация уровня фактора некроза опухоли альфа в сочетании с продолжительным сохранением повышенной концентрации рецепторного антагониста интерлейкина-1. 4. Значительное повышение количества провоспалительного цитокина (фактор некроза опухоли альфа) при нормальной или сниженной концентрации противовоспалительного цитокина (рецепторный антагонист интерлейкина-1) подтверждает диагноз различных форм сепсиса. Таблица 1 Исходная концентрация фактора некроза опухоли альфа (ФНОα) и рецепторного антагониста интерлейкина-1 (ИЛ-1РА) в крови при локальной и генерализованной формах инфекции мягких тканей Форма инфекции Тяжесть СВР Число больных в подгруппе Средняя концентрация цитокинов, пг/мл ФНОα ИЛ-1РА Локальная форма (n=75) СВР0 30 0,2±0,03*# 321,22±45,1* СВР1 45 1,4±0,15* 412,16±61,5* Генерализованная форма (n=225) СВР2 78 3,5±0,25*## 1292,3±37,3*## СВР3 81 8,6±0,68* 2009,9±60,6* СВР4 66 16,7±0,72* 1419,9±46,5* Примечание: СВР - системная воспалительная реакция, подстрочный индекс обозначает степень тяжести СВР (0 - минимальная, 4 - максимальная); выделенные жирным шрифтом значения показателей превышают норму; *р <0,05 - статистически значимое различие показателей между подгруппами с различной степенью тяжести СВР (СВР0-4); #р <0,05 - статистически значимое различие показателей между подгруппами с локальной формой инфекции (СВР0-1); ##р <0,05 - статистически значимое различие показателей между подгруппами (СВР2,3,4) с генерализованной формой инфекции (критерий Крускала-Уоллеса). Таблица 2 Динамика уровня фактора некроза опухоли альфа и рецепторного антагониста интерлейкина-1 при локальной и генерализованной формах инфекции мягких тканей Группа Срок после хирургической санации очага инфекции 1-2 сут 3-4 сут 5-9 сут 10-14 сут 15-20 сут Фактор некроза опухоли альфа (норма 0-2,5 пг/мл) Сравнения (n=75) 0,72±0,04 0,5±0,06 0,2±0,02 0 - Основная (n=225) 7,8±0,7* 6,2±0,5* 4,1±0,4* 2,3±0,2* 1,3±0,7 СВР2-4 <72 ч (n=81) 2,7±0,083# 2,1±0,06# 1,3±0,08# 0,4±0,08# 0 СВР2-4 >72 ч (n=144) 10,6±0,6 9,7±0,3 6,2±0,3 3,4±0,1 1,3±0,1 Рецепторный антагонист интерлейкина-1 (норма 50-1000 пг/мл) Сравнения (n=75) 386±51 343±32 287±24 275±25 258±21 Основная (n=225) 1432±43* 1437±37* 1032±45* 784,6±30* 537±12* СВР2-4 <72 ч (n=81) 1706±40# 1645±34# 1325±30# 976±23# 520±16 СВР2-4 >72 ч (n=144) 1280±23 1211±19 894±18 503±11 576±12 Примечание: выделенные жирным шрифтом показатели превышают норму; СВР2 - синдром системной воспалительной реакции лёгкой степени, СВР3 - средней степени, СВР4 - тяжёлой степени; *р <0,01 - статистически значимое различие показателей между группами с локальной и генерализованной инфекцией; #р <0,05 - статистически значимое различие показателей между подгруппами (СВР2-4 <72 ч и СВР2-4 >72 ч) с различной продолжительностью синдрома системного воспалительного ответа (критерий Крускала-Уоллеса).

About the authors

N A Barkhatova

South Ural State Medical University, Chelyabinsk, Russia

Email: knib2009@rambler.ru

References

Supplementary files