VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Сепсис – это неспецифическое заболевание нециклического типа, которое характеризуется различными нарушениями реактивности организма на фоне периодического или постоянного поступления в кровь микробов или их токсинов из очага инфекции. Сепсису подвержены абсолютно все слои населения не зависимо от возраста, пола, расы или других признаков. Сегодня проблема сепсиса является одной из самых значимых проблем современной медицины. Каждую минуту от сепсиса умирает около 14 человек на планете. Сепсис характеризуется очень высокой степенью летальности – от 36,9% (выраженный сепсис) до 55,9% (латентный сепсис). Безусловно, как актуальная проблема, природа сепсиса изучается уже довольно много лет, ученые достигли довольно больших результатов в этой области, но все же, сепсис и сегодня является одной из самых часто встречающихся причин смерти больных [26].

В основе развития сепсиса лежит так называемый синдром системного воспалительного ответа (systemic inflammatory response syndrome, SIRS) [7]. SIRS – это ответ организма на разные повреждающие воздействия (ожоги, травмы, разные хирургические вмешательства) вследствие выброса в кровь медиаторов воспаления, в первую очередь, провоспалительных цитокинов. Сепсис развивается в ответ на поступление в кровь бактерий или их токсинов. Диагностируется сепсис наличию двух и более из четырех клинико-лабораторных критериев SIRS:

• температура выше 38°С или ниже 36°С;

• тахикардия свыше 90 ударов в минуту;

• тахипное выше 20 дыхательных движений в минуту;

• лейкоцитоз более 12х10⁹/л или менее 4х10⁹/л при наличии очага инфекции.

Провоспалительные цитокины являются ключевыми медиаторами противоинфекционной защиты, однако их системная продукция не означает высокую эффективность противоинфекционного иммунитета. Напротив, избыточная и генерализованная продукция провоспалительных цитокинов ведет к развитию бактериально-токсического шока и органных дисфункций, что является причиной летального исхода на ранних этапах септического процесса. В организме человека для избежания такого исхода включается механизм синтеза противовоспалительных цитокинов и растворимых ингибиторов провоспалительных цитокинов. R. Bone в 1996 г. предложил для этого феномена термин компенсаторного противовоспалительного ответа - CARS (compensatory anti-inflammatory response syndrome) [8]. CARS подавляет системную воспалительную реакцию и приводит к восстановлению гомеостаза. В то же время, CARS при чрезмерной выраженности или длительном течении угнетает иммунитета. Соответственно эта иммунодепрессия способствует персистенции (сохранению) бактериального патогена, присоединению внутрибольничной инфекции, и формированию полиорганной недостаточности (причины формирования ниже), что в совокупности предопределяет летальный исход на поздних этапах септического процесса [3,10]. Для эффективного лечения сепсиса рассмотрим подробнее SIRS и CARS.

SIRS

Провоспалительные цитокины SIRS, продуцируемые моноцитами и Т-клетками в ответ на стимуляцию бактериальными антигенами (эндотоксин грамотрицательных бактерий или растворимые продукты (в первую очередь суперантигены) грамположительных бактерий). Липополисахарид (антиген бактерий) взаимодействуя с моноцитами и нейтрофилами стимулируют продукцию TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8, IL-12. Суперантигены грамположительных бактерий, связываясь с HLA-DR антигеном на антиген-презентирующих клетках и Vβ рецептором Т-лимфоцитов, активируют Т-клетки и моноциты, что приводит к синтезу IL-1, IL-2, IFN-γ, TNF-α [12,18,21].

Действие провоспалительных цитокинов (TNF-α, IFN-γ, IL-1, IL-6, IL-8, IL-12) при их локальной продукции ведет к тому, что в очаг инфекции дополнительно направляются эффекторные клетки и активируется их фагоцитарная и бактерицидная активность, что, безусловно, способствует элиминации патогена. При системной же активации провоспалительных цитокинов мишенью становятся многие ткани и органы, которые ранее не были вовлечены в инфекционный процесс. Провоспалительные цитокины вместо защитной функции оказывают повреждающее действие, что приводит на раннем этапе сепсиса к развитию сердечно-сосудистых патологий и позже – развитию полиорганной недостаточности.

К полиорганной недостаточности ведут циркуляторные расстройства кровяного русла, приводящие к ишемии тканей и органов. Пусковой момент развития всех расстройств при этом запускается не без участия провоспалительных цитокинов. Например, главным медиатором вазодилятации при сепсисе является нитрооксид (продукция которого увеличивается вследствие действия эндотоксина и провоспалительных цитокинов на макрофаги, гладкомышечные клетки, гепатоциты, эндотелий). Кроме того, IL-8, являясь мощным хемоаттрактантом нейтрофилов, приводит к скоплению нейтрофилов в ткани и в совокупности с другими провоспалительными цитокинами - TNF-α, IFN-γ, IL-1 - стимулируют прооксидантную и протеолитическую активность нейтрофилов. Продуцируемые при этом активные радикалы кислорода (например, 0₂^-, ОН^-), продукты их взаимодействия с нитрооксидом (пероксинитрит) и протеолитические ферменты нейтрофилов оказывают деструктивное действие на окружающие ткани. Развитие микро-сосудистых тромбозов при сепсисе обусловлено прокоагулянтной активностью TNF-α и IL-6. Кроме того, TNF-α подавляет активность тромбомодулина, что ведет к ослаблению антикоагулянтной активности [15,16,17,24].

CARS

R.Bone сформулировал понятие о компенсаторном противовоспалительном синдроме (CARS) [6]. Суть CARS в том, что в ответ на SIRS в организме включаются механизмы feed-back (обратная связь) регуляции, в основе которых лежит синтез противовоспалительных медиаторов, в том числе противовоспалительных цитокинов (IL-4, IL-10, IL-11, IL-13, TGF-β), простагландин Е₂ (РGЕ₂), глюкокортикоиды, растворимые рецепторы провоспалительных цитокинов. Действие противовоспалительных цитокинов направлено на угнетение активности Т-клеток и подавление продукции TNF-α, IL-1 и IL-12 макрофагами [1,2,13,14].

Включение CARS направлено на ограничение избыточных проявлений SIRS, при этом CARS приводит к развитию иммуносупрессии [5,14]. Механизм иммуносупрессии при CARS связан с нарушением взаимодействия моноцитов (макрофагов) и Т-клеток. В результате чрезмерной активации эндо- и экзотоксинами, компонентами системы комплемента, продуктами распада тканей, моноциты продуцируют PGE₂ - сильный иммунодепрессант, который подавляет пролиферацию Т-клеток, синтез IL-2 и экспрессию IL-2 рецепторов [3,10]. Так же PGE₂ является кофактором, способствующим дифференцировке Т-клеток в сторону Th2, продуцирующих цитокины с иммунодепрессивной активностью - IL-4 и IL-10 [9,11]. Еще одним признаком иммуносупрессии при CARS является состояние анергии (отсутствие реакции) моноцитов, что проявляется снижением экспрессии HLA-DR молекул, костимуляторных молекул CD86, CD56, продукции IL-1, IL-6, IL-12, TNF-α. подверженные анергии моноциты характеризуются измененной костимуляторной и антигенпрезентирующей функцией и не способны обеспечить антигенспецифический ответ Т-клеток. Угнетение синтеза IL-12 является еще одной причиной смещения баланса в сторону Th2 клеток [9, 20], а синтезируемые моноцитами IL-10 и TGF-β оказывают прямое супрессорное действие на Т-клетки [2,17, 23].

Функциональная активность моноцитов при сепсисе угнетается вследствие снижения синтеза ГМ-КСФ (гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор), который защищает клетки моноцитарно-макрофагального ряда от апоптоза. Соответственно организм человека при сепсисе подвержен явлению программированной гибели клеток иммунной защиты организма (например, моноциты, Т-клетки), в будущем возникает лимфопения [4,19,22].

Таким образом, у человека неблагоприятное течение сепсиса обусловлено не только и не столько чрезмерными проявлениями SIRS, сколько сопряженной с CARS иммунодепрессией, что обосновывает целесообразность использования в лечении сепсиса цитокинов с провоспалительной активностью.

В условиях иммунодефицита при сепсисе, учитывая устойчивость микроорганизмов к антибактериальным химиопрепаратам, одним из актуальных вариантов лечения является использование рекомбинантного интерлейкина-2, обладающего антиоксидантной и противовоспалительной активностью, снижающего цитокиновую агрессию, оказывающего иммунокорригирующее действие и повышающих репаративные процессы в организме, ведь при сепсисе на фоне вторичного иммунодефицита снижается синтез в организме IL-2, гемопоэтинов, иммуноглобулинов, уменьшается количество Т-клеток, B-клеток, NК-клеток.

Роль интерлейкина-2 в организме человека.

IL-2 относится к семейству цитокинов-гемопоэтинов, которое включаеттакже соматотропный гормон, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-9, IL-10, IL-11, IL-13, IL-15, ГМ-КСФ и др.

Существует восстановленная и окисленная формы молекулы IL-2, при этом первая имеет полный набор сульфгидрильных групп. Приобретение молекулой IL-2 третичной структуры в организме приводит к переходу восстановленной формы IL-2 в окисленную, биологически активную форму.

В организме человека IL-2 синтезируют активированные CD4⁺и CD8⁺ лимфоциты. IL-2 действует на активированные Т-, В-лимфоциты и NK-клетки, для которых он является фактором роста и дифференцировки; действует и на моноциты, у которых усиливается синтез активных форм кислорода и перекисей.

Т-лимфоциты. Основная роль IL-2 для активированных CD4⁺и CD8⁺ лимфоцитов - это стимуляция их пролиферации. IL-2 влияет на секрецию многих цитокинов и экспрессию соответствующих рецепторов на мембранах клеток, способствует реализации функции CD4⁺лимфоцитов, усиливая выработку IFNg. IL-2 предохраняет активированные Т-клетки от апоптоза. ИЛ-2 служит ростовым и дифференцировочным фактором для CD8+ лимфоцитов, стимулирует их цитотоксическую активность. Оказывая аутокринное воздействие на Th1 клетки и паракринное на субпопуляцию Th2, IL-2 оказывает влияния на Th1/Th2 баланс. Под действием IL-2 формируется популяция Т-клеток памяти после первичного иммунитета.

В-лимфоциты.Активированные В-лимфоциты экспрессируют высокоаффинный IL-2R и отвечают на IL-2. IL-2 может повышать синтез IgА, IgМ, IgG плазматическими клетками. Ответ В-лимфоцитов на IL-2 зависит от характера стимуляции. Например, ЛПС - мощный стимулятор, а IL-4, IL-5 не оказывают влияния на выбор изотипа иммуноглобулинов.

NK-клетки.NK-клетки выполняют главную роль в защите организма от вирусов и опухолевых клеток. IL-2 при воздействии на NK-клетки увеличивает и расширяет спектр их цитотоксической активности, но не влияет на их пролиферацию. Впрочем, отдельные NK-клетки, экспрессирующие высокоафинный IL-2R (LAK-клетки) отвечают на стимуляцию IL-2 как повышением цитотоксичности, так и усилением пролиферации.

Моноциты. IL-2 при воздействии на моноциты стимулирует их способность уничтожать опухолевые клетки и бактерии. В результате стимуляции IL-2 моноциты вырабатывают большое количество биологически активных веществ и медиаторов воспаления: свободные формы кислорода, H₂O₂, PGЕ₂, тромбоксан В₂, TNF-α.

Нейтрофильные гранулоциты.IL-2 значительно повышает противогрибковую активность нейтрофилов за счет стимуляции у нейтрофилов синтеза TNF-α и лактоферрина.

Воздействие IL-2 на другие виды клеток.

IL-2 и его рекомбинантные препараты активируют процессы репарации и регенерации тканей.

IL-2 повышает синтез эозинофилов и тромбоцитов, но уменьшает синтез эритроцитов, способствует развитию экстрамедуллярных очагов кроветворения. IL-2 увеличивает проницаемость гематоэнцефалического барьера и влияет на структурную целостность эндотелия сосудов мозга.

IL-2 способствует регенерации нейронов после их повреждения. IL-2 оказывает влияние на электрофизиологические функции нейронов, активирует парасимпатический отдел вегетативной нервной системы,регулирует экспрессию генов в клетках гипофиза.

В целом IL-2 обеспечивает сопряжённую работу интегративных биологических систем: иммунной, нервной и эндокринной систем.

Что касается препарата с IL-2, то примером может служить лекарственный препарат отечественного производства - Ронколейкин®. Ронколейкин^® - рекомбинантный интерлейкин-2, структурный и функциональный аналог эндогенного интерлейкина-2, выделен из клеток непатогенных пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae, в генетический аппарат которых встроен ген IL-2 человека. Данный препарат, как можно уже понять из всего выше сказанного, компенсирует дефицит эндогенного IL-2. Соответственно все эффекты являются следствием влияния интерлейкина-2 на организм. Сюда относят: действие на клетки иммунной системы: Т-клетки, B-лимфоциты, NK-клетки, моноциты, являясь для них фактором активации, дифференцировки и пролиферации. Регулирует баланс Th1/Th2. Защищает активированные Т-клетки от апоптоза. Обладает противоинфекционным и противоопухолевым действием, активирует процессы репарации тканей, способствует адекватному взаимодействию иммунной, эндокринной и нервной систем.

Ронколейкин® имеет широкий спектр способов введения. Возможно внутривеннокапельное введение, подкожное, ингаляционное, пероральное, внутриполостное, местное и эндолимфатическое введение.

Показания к применению:

Хирургия: сепсис, перитонит, остеомиелит, абсцессы и флегмоны, раненияи травмы, ожоги, панкреатит, коррекция вторичного иммунодефицита послеоперативных вмешательств.

Внутренние болезни: пневмония, бронхиальная астма, пиелонефрит, саркоидоз.Туберкулёз.Инфекционные болезни: псевдотуберкулёз, острые кишечные инфекции,рожистое воспаление, бруцеллёз, менингит, герпетическая инфекция, вирусные гепатиты гемоконтактной группы, боррелиоз, клещевой энцефалит, ГЛПС (геморрагическая лихорадка с почечным синдромом).

Кардиология: инфекционный эндокардит.

Оториноларингология: гнойный синусит, отит.

Онкология: коррекция вторичного иммунодефицита при проведении лучевой и химиотерапии.

И это далеко не полный перечень показаний к применению препарата.

Противопоказания к применению препарата: острая и декомпенсированная хроническая сердечная, дыхательная, почечная недостаточность, ДВС-синдром, несанированный гнойный очаг, некупированный инфекционно-токсический шок, метастазы в головной мозг, аллергия к дрожжам, индивидуальная непереносимость препарата [25].

Клинический пример с применением Ронколейкина^®

Пациентка Б., 35 лет, проживает в г. Воткинск, неработающая, находилась на стационарном лечении в хирургическом отделении Первой РКБ с 3.01.2016 по 3.02.2016 (22 койко-дней) с диагнозом: гнойный эндометрит. Двусторонний сальпингит. Осложнения: Сепсис. Стафилококковая септикопиемия очагами в виде абсцесса левой ягодичной области, флегмоны правого бедра, деструктивного псоита с формированием забрюшинной флегмоны слева. При поступлении в полном анализе крови лейкоцитоз до 19,6 *10⁹/л, Er- 4.32*10¹²/л, Hb-121 г/л, СОЭ-45 мм/ч. В полном анализе мочи: лейкоцитурия - 25, гематурия - 50, билирубин - 0,5, рH - 5.5.

Было проведено оперативное лечение: 3.01.16. Вскрытие, санация, дренирование абсцесса левой ягодичной области; 11.01.16 вскрытие, дренирование забрюшинной флегмоны; вскрытие,дренирование флегмоны правого бедра; 13.01.16. Экстирпация матки.

Для лечения применялись следующие лекарственные препараты:

ванкомицин 1 мл 2р/д в/в;

физ р-р 250мл 2р/д в/в;

метрогил 100 3 р/д в/в;

кеторол 1мл в/м;

фраксипарин 0.3п/к;

глюкоза 5% 500 мл, р-р Рингера 500 мл;

преднизолон 30 мг в/м;

ронколейкин 0,5 мг п/к в день через день 3 инъекции.

На момент выписки в полном анализе крови: анемия – Er – 4.93х10¹²/л,Hb – 118 г/л, СОЭ – 25 мм/ч. В полном анализе мочи: лейкоцитурия – Lei – 18, гематурия – Er -50, pH – 5,5. Выписана в удовлетворительном состоянии.

Список литературы:

1. Abraham E„ Marshal J.С. Sepsis and mediator- directed therapy: rethinking the target populations. // Mol. Med. Today.- 1999.- N2,- P.56-58.

2. Ahmad S., Choudhry M.A., Shankar R., Sayeed M.M. Transforming growth factor-beta negatively modulates T-cell responses in sepsis. // FEBS Lett-1997.- Vol.402, N.2-3.-P.213-218.

3. Astiz М., Saha D., Lustbader D., Lin R., Rackow E. Monocyte response to bacterial toxins, expression of cell surface receptors, and release of anti-inflammatory cytokines during sepsis. //J. Lab. Clin. Med.-1996.- Vol.128, N.6.- P.594-600.

4. Ayala A., Urbanich M.A., Herdon C.D. Is sepsis induced apoptosis associated with macrophage 1 dysfunction? // J. Trauma- 1996.-Vol. 40.- P.568-73.

5. Ayala Л., Deol Z.K., Lehman D.L., Herdon C.D., Chaudry I.H. Polymicrobial sepsis but not low-dose endotoxin infusion causes decreased splenocyte IL-2/ IFN-gamma release while increasing IL-4/IL-10 production. //]. Surg. Res.- 1994.- Vol.56, N.6.- P.579- 585.

6. Bone R.C. Sir Isaac Newton, sepsis, SIRS, and CARS. // Crit. Care. Med.- 1996.- Vol.24.- P.1125- 1129.

7. Bone R.C., Balk R.A., Cerra F.B., Dellinger R.P., Fein C.A.M., Knaus W.A., Schein Sibbald W.J. ACCP/SCCM consensus conference. Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis. // Chest.- 1992,- Vol.101.- P.1644-1655.

8. Bone R.C., Godzin C.J., Balk R.A. Sepsis: a new hypothesis for pathogenesis of the disease process. // Chest.- 1997,- Vol.112.- P.235-243.

9. Brandtzaeg P., Osnes L., Ovstebo R., Joo G.B., Westvik A.B., Kierulf P. Net inflammatory capacity of human septic shock plasma evaluated by a monocyte-based target cell assay: identification of interleukin-10 as a major functional deactivator of human monocytes. //J. Exp. Med.- 1996,- Vol.184, N.I.- P.51-60.

10. Choudhry M.A., Ahmad S., Ahmed Z., Sayeed M.M. Prostaglandin E2 down-regulation of T cell IL-2 production is independent of IL-10 during gram- negative sepsis. // Immunol. Lett.- 1999.- Vol.67, N.2.- P. 125-130. 31

11. Faist E., Schinkel C., Zimmer S. Update on the mechanisms of immune suppression of injury and immune modulation. //World J Surg .-1996.-Vol.20, N.4.-P.454-459.

12. Fraser J.,Arcus V.,Baker E.,Proft T.Superantigens-powerful modifiers of the immune system.//Mol.Med.Today .-2000.-Vol.6,N2.-P.125-132.

13. Gogus С.A., Drosou E., Bassaris H.P., Skoutelis A. Pro-versus anti-inflammattory cytokine profile in patients with severe sepsis: a marker for prognosis and future therapeutic options. // J. Infec. Dis.- 2000.- Vol.181, N1.-P.176-180.

14. Hotchkiss R.C., Swanson P.E., Freeman B.D. Apoptotic cell death in patients with sepsis, shock and multiple organ dysfunction. // Crit. Care Med.- 1999.- Vol.27.- P. 1230-1250.

15. Karima R., Matsumoto S., Higashi H., Matsushima K. The molecular pathogenesis of endotoxic shock and organ failure. // Molecular Medicine today.- 1999.- N3.- P.123-132.

16. Levi М., van der Poll, Cate Т.Н., van Deventer S. The cytokine-mediated imbalance between coagulant and anti-coagulant mechanisms in sepsis and endotoximia.//Eur.J. Clin. Invest.- 1997.-Vol.27,N1.- P.3-9.

17. Randow F., Syrbe U„ Meisel C. Mechanism of endotoxin desensitization: involvement of interleukin 10 and transforming growth factor beta. // J. Exp. Med.-1995,- Vol. 181.-P. 1887-1892.

18. Sfeir Т., Saha D.C., Astiz М., Rackow E.C. Role of interleukin-10 in monocyte hyporesponsiveness associated with septic shock. // Crit. Care Med.- 2001 Vol.29, N.I.- P.129-133.

19. Song G.Y., Cluing C.S., Chaudry I.H., Ayala A. IL-4-induced activation of the Stat6 pathway contributes to the suppression of cell-mediated immunity and death in sepsis. // Surgery.- 2000.-Vol. 128, N.2.-P.133-138.

20. Standiford T.J. Anti-inflammatory cytokines and cytokine antagonists. // Curr. Pharm. Des.- 2000.-Vol.6, N.6.- P.633-649.

21. Szabo С. Alterations of nitric oxide production in various forms of circulatory shock. // New Horiz.- 1995.- Vol.3, N.I.- P. 2-32.

22. Van der Poll T., van Deventer S.J.H. Bacterial sepsis and septic shock. Cytokines and anticytokines in the pathogenesis of sepsis.// Infection Disease clinics of North America.- 1999 .–Vol. 13, N.2.– P.413-426.

23. Williams M.A., Withington S., Newland A.C., Kelsey S.M. Monocyte anergy in septic shock is associated with a predilection to apoptosis and is reversed by granulocyte-macrophage colony-stimulating factor ex vivo. //J. Infect. Dis.- 1998.-Vol.178, N.5.-P.1421-1433.

24. Wolk K., Docke W„ von Baehr V., Volk H., Sabat R. Comparison of monocyte functions after LPS-or IL-10-induced reorientation: importance in clinical immunoparalysis. // Pathobiology.-1999.- Vol.67, N.5-6,- P.253-256.

25. Егорова В.Н., Бабаченко И.В., Дегтярева М.В., Попович А.М. Интерлейкин-2: опыт клинического применения в педиатрической практике. – СПб.:Издательство «Новая альтернативная полиграфия», 2008.- стр.: ил.

26. Способ лечения иммуносупрессии при сепсисе у человека // NTPO.COM: Независимый научно-технический портал 2003. 17 июня URL: http://www.ntpo.com/patents_medicine/medicine_13/medicine_27.shtml (дата обращения 2.03.2016г.)

10

Код для цитирования: Скопировать