Влияние уровня сывороточных антител к эндотоксину на фоне системного воспаления на прогноз выживаемости больных с хронической болезнью почек в терминальной стадии

Факт повышенного уровня системного воспаления среди больных хронической болезнью почек на гемодиализе общеизвестен, как и высокий уровень эндотоксинемии среди этих больных. Важную роль в нейтрализации эффектов эндотоксина играют специфические антитела. В связи с этим целью нашего исследования явилось изучение и анализ трехлетней динамики состояния гуморального звена антиэндотоксиного иммунного ответа и уровня С-реактивного белка у больных хронической болезнью почек на заместительной почечной терапии. В исследовании участвовало 62 больных хронической болезнью почек на гемодиализе в два этапа с интервалом три года. Все обследованные пациенты разделены на две клинические группы: группа из 9 больных с летальным исходом в течение 1 года после начала первого этапа исследования и группа из 41 больного, продолжающих лечение в настоящее время. Был отмечен высокий уровень С-реактивного белка у всех пациентов, а через три года наблюдалось увеличение этого показателя. В группе больных без летального исхода отмечался высокий уровень антител к эндотоксину класса G. Среди пациентов группы с летальным исходом выявлен повышенный уровень С-реактивного белка, а уровни антител к эндотоксину не отличались от показателей здоровых лиц и были ниже, чем в группе продолжающих лечение в настоящее время, что можно считать депрессией гуморального ответа на эндотоксин и предиктором неблагоприятного исхода .

Ключевые слова: хроническая болезнь почек, системное воспаление, диализ, эндотоксин, С-реактивный белок, СРБ, гуморальный иммунитет.

Системное хроническое воспаление и неадекватный иммунный ответ на бактериальную инфекцию являются характерными для больных в терминальной стадии хронической болезни почек (ХБП) [1]. Основные причины смерти больных на диализе: сердечно-сосудистые и инфекционные заболевания тесно взаимосвязаны с иммунной дисфункцией. [2,3,4,6]. В связи с этим дальнейшее раскрытие патогенетических механизмов формирования системного хронического воспаления в терминальной стадии хронической болезни почек создаст реальные перспективы для увеличений продолжительности и улучшения качества жизни больных ХБП на заместительной почечной терапии.

Эндотоксин (ЭТ) грамотрицательной микрофлоры является мощным провоспалительным фактором [7,8]. Патологические эффекты ЭТ связаны с его чрезмерным воздействием на организм и/или дисбалансом эндотоксинсвязывающих систем, среди которых важнейшее место занимают естественные антительные гуморальные системы [9,10]. У больных ХБП, находящихся на программном гемодиализе (ГД), причинами повышенного поступления ЭТ в организм могут быть очаги грамотрицательной инфекции, контаминация ЭТ диализата, бактериальная транслокация вследствие мукозальной и мезентеральной ишемии, которая развивается под влиянием ультрафильтрации во время гемодиализа (ГД) [11,12,13].

Системная реакция организма на поступивший ЭТ зависит не только от его количества, но и от состояния иммунных механизмов, участвующих в его нейтрализации. На фоне нарушений иммунного ответа чрезмерное поступление ЭТ в системный кровоток сопровождается, как правило, развитием широкого спектра воспалительных реакций, способных отягощать течение основного заболевания. В тоже время в целом ряде исследований было показано, что антитела к ЭТ могут предотвращать развитие эндотоксинового шока, а их содержание коррелирует с выраженностью эндотоксинемии [14,15] .

В связи с этим целью данной работы являлось изучение динамики показателей гуморального звена антиэндотоксиного иммунного ответа и уровня С-реактивного белка (СРБ) у больных ХБП на ГД за трехлетний период заместительной почечной терапии.

Материалы и методы исследования

В условиях отделения интенсивной нефрологии и диализа Государственного Бюджетного Учреждения Здравоохранения Республики Крым «Республиканская Клиническая больница имени Н. А. Семашко» было обследовано 62 больных (32 женщины и 30 мужчины, возраст от 28 до 69 лет) с ХБП 5 стадии, пролонгированной ГД. При этом 29 человек (46,7 % от указанного числа больных) находились на ГД более 10 лет. Все пациенты получали сеансы программного гемодиализа 3 раза в неделю, длительность сеанса составляла 4–5 часов. Диализ проводился на аппаратах «искусственная почка» АК-95 (Швеция) и TINA (США) с использованием бикарбонатного буфера. Использовался диализатор GFS-16, мембрана — гемофан фирмы Gambro (Швеция).

За три года наблюдения из 62 обследованных пациентов умер 21 человек (33,9 %). Причинами смерти 12 (57 %) больных явилась острая сердечно-сосудистая недостаточность, у 7 (33 %) — сепсис, у 2 (10 %) — полиорганная недостаточность.

Из всех умерших 9 (14,5 %) пациентов умерли в первый год наблюдения, из них 5 человек находилось на гемодиализе более 10 лет.

Кровь для исследования у всех пациентов брали непосредственно перед проведением процедуры ГД. Исследовали уровни сывороточных антител к эндотоксину классов А, М и G (IgA, IgM и IgG) и концентрацию С-реактивного белка (СРБ) в крови. Показатели определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа. В контрольную группу вошли 40 практически здоровых лиц, сопоставимых по полу и возрасту с обследуемыми больными.

Статистическая обработка проводилась с помощью лицензионной программы Statistica10. Данные проверялись на нормальность, рассчитывались по параметрическим и непараметрическим показателям. Параметрические показатели выражались с помощью среднеарифметического (M±m), непараметрические — с помощью медианы (Me (25 %-75 %)). Достоверность различия между результатами 1 и 2 этапов исследования рассчитывалось с помощью Т-критерий Вилкоксана для непараметрических показателей, критерия Стьюдента — для параметрических.

Результаты и обсуждение

Как видно из данных приведенных в таблице 1, в 1 клинической группе уровни сывороточных антител к эндтоксину: IgA, IgM и IgG достоверно не отличались от диапазона нормы, а показатель СРБ был достоверно выше, чем в группе здоровых лиц в 8 раза (p<0,001).

Таблица 1

Уровни сывороточных антител к эндотоксину классов А, М, G и СРБ в крови у больных ХБП на гемодиализе 1 клинической группы

Примечание: р — достоверность различий с нормой, n — количество обследуемых.

Результаты исследований 2-й клинической группы представлены в таблице 2. Как видно из представленных результатов в данной группе больных на 1 этапе обследования содержание в крови IgG и СРБ были выше соответственно в 2,6 раза (p<0,001 ) и в 4,2 раза ( p<0,001 ) посравнению с группой клинически здоровых лиц . IgA и IgM не отличались от диапазона нормы. На втором этапе обследования во 2 клинической группе достоверной динамики основных классов антиэндотоксиновых антител по сравнению с первым этапом не зарегистрировано. Сохранился высокий уровень IgG — уже в 3 раза выше нормы ( p<0,001 ), вто время как содержаниеIgA и IgM достоверно не отличались от соответствующих показателей группы здоровых лиц. Обращает на себя внимание зарегистрированный нами факт повышения концентрации СРБ во 2 группе больных ХБП 5 стадии, на гемодиализе, который вырос за три года наблюдения в 3 раза (p<0,001).

Таблица 2

Уровни сывороточных антител к эндотоксину классов А, М, G и СРБ в крови у больных ХБП на гемодиализе 2-й клинической группы

Проведенный сравнительный межгрупповой анализ изучаемых показателей представленный в таблице 3 продемонстрировал, что в 1 клинической группе зарегистрированы более низкие концентраций в крови сывороточных антител к эндотоксину: IgG в 1,7 раза (р=0,03) и IgM в 2 раза (p=0,046 ) ниже показателей 2 клинической группы.Кроме этого, у больных 1 клинической группы концентрация СРБ в крови была достоверно выше, чем у больных 2 группы — в 2раза (р=0,017).

Таблица 3

Сравнение уровней сывороточных антител к эндотоксину классов А, М, G и СРБ в крови у больных ХБП на гемодиализе 1-й и 2-й клинической групп на 1 этапе исследования

Примечание: р — достоверность различий с нормой; р ₁ – достоверность различий между соответствующим показателем 1 и 2 клинических групп, n — количество обследуемых.

Известно, что ЭТ является наиболее сильным провоспалительным стимулом бактериального происхождения. Попадая в кровь, ЭТ связывается с липополисахаридсвязывающим белком и образовывавшийся комплекс взаимодействует с рецепторным комплексом TLR4/CD14 на клетках моноцитарно-макрофагального ряда, что ведет к их активации и синтезу разнообразных медиаторов воспаления, включая провоспалительные цитокины TNF-α и IL-1. Даже небольшое количество ЭТ может приводить к воспалительному ответу, активируя иммунную систему и поддерживая состояние хронического воспаления [16]. В настоящее время доказано, что развитие системного воспаления у больных ХБП играет важную роль в развитии кардиоваскулярной патологии и смертности данной категории больных. [17,18]. Проводимые ранее исследования концентрации ЭТ и СРБ у больных ХБП находившихся на программном гемодиализе, установили существование тесной корреляционной взаимосвязи между уровнем ЭТ и СРБ (R = 0.595, P = 0.0103) и позволили авторам сделать вывод о том, что даже низкий уровень эндотоксиемии может поддерживать системное воспаление у этих больных [19,20,21,13].

Учитывая вышеизложенное, повышение концентрации IgG у больных ХБП, находящихся на программном гемодиализе во 2 клинической группе следует считать реакцией гуморального звена эндотоксинсвязывающих систем на повышение концентрации ЭТ, зарегистрированного рядом авторов у этой категории больных [22]. Учитывая достаточно высокий уровень СРБ и его достоверное увеличение в процессе динамического наблюдения за данным контингентом больных при неизменяемости показателей специфических антител к эндотоксину, нельзя считать гуморальный ответ на эндотоксин во 2 клинической группе полностью адекватным. В условиях патологии ответ данного звена специфического иммунитета не позволяет в полной мере привести к полной нейтрализации эндотоксина.

Нормальные уровни специфических антител к эндотоксину в крови больных ХБП 5 стадии на гемодиализе в 1 клинической группе в условиях эндотоксинемии можно считать проявлением глубокой депрессии гуморального звена иммунитета к эндотоксину, что в сочетании с высоким уровнем СРБ может являться предиктором неблагоприятного исхода.

Выводы

1. У больных ХБП 5 стадии, находящихся на программном гемодиализе за три года наблюдения выявлено стабильное повышение уровней антител к эндотоксину класса G и СРБ.
2. У больных ХБП 5 стадии накануне летального исхода уровень СРБ был повышен и превышал показатели пациентов, продолжающих лечение. Эти изменения сочеталось с не отличающимися от нормы уровнями основных классов антител к эндотоксину и были значительно ниже, чем у пациентов ХБП 5 стадии, продолжающих лечение. Такое сочетание показателей гуморального звена эндотоксинсвязывающих систем и уровня системного воспаления можно считать проявлением депрессии иммунного ответа на эндотоксин в условиях хронического системного воспаления и считать предиктором неблагоприятного исхода.
3. Прогрессирование показателя системного воспаления на фоне стабильно высокого уровня антител к эндотоксину класса G у больных ХБП, находящихся на программном ГД, выявленное нами за три года наблюдения за этими пациентами, возможно,свидетельствует о дисфункции эндотоксинсвязывающих систем у этой категории больных и требует дальнейшего их изучения и разработки методов коррекции.

Литература:

1. Sharif MR, Chitsazian Z, Moosavian M, Raygan F, Nikoueinejad H, Sharif AR, Einollahi B. Immune disorders in hemodialysis patients. J Kidney Dis. 2015 Mar;9(2):p.84–96. PMID: 25851286
2. Hassan MO, Duarte R, Dickens C, Dix-Peek T, Naidoo S, Vachiat A, Grinter S, Manga P, Naicker S. Interleukin-6 gene polymorhisms and interleukin-6 levels are associated with atherosclerosis in CKD patients. Clin Nephrol. 2020 Supplement-Jan;93(1):p.82–86. DOI: 10.5414/CNP92S114.PMID: 31426909
3. Ueda N, Takasawa K. Impact of Inflammation on Ferritin, Hepcidin and the Management of Iron Deficiency Anemia in Chronic Kidney Disease. Nutrients. 2018 Aug 27;10(9):1173. DOI:10.3390/nu10091173.PMID: 30150549
4. Zoccali C, Vanholder R, Massy ZA, Ortiz A, Sarafidis P, [et al.]. The systemic nature of CKD. Nat Rev Nephrol. 2017 Jun;13(6): p.344–358. DOI: 10.1038/nrneph.2017.52. Epub 2017 Apr 24. PMID: 28435157
5. Rapa SF, Di Iorio BR, Campiglia P, Heidland A, Marzocco S. Inflammation and Oxidative Stress in Chronic Kidney Disease-Potential Therapeutic Role of Minerals, Vitamins and Plant-Derived Metabolites..Int J Mol Sci. 2019 Dec 30;21(1): p.263. DOI: 10.3390/ijms21010263. PMID: 31906008
6. Christopher W. McIntyre, Laura E. A. Harrison, M. Tarek Eldehni [et al.]. Circulating Endotoxemia: A Novel Factor in Systemic Inflammation and Cardiovascular Disease in Chronic Kidney Disease. Clin J Am Soc Nephrol. 2011. V.6. P.133–141. PMID: 20876680 PMCID: PMC3022234 DOI: 10.2215/CJN.04610510
7. Wong J, Vilar E, Farrington K. Endotoxemia in end-stage kidney disease. Semin Dial. 2015 Jan-Feb;28(1):59–67. DOI: 10.1111/sdi.12280. Epub 2014 Jul 13.PMID: 25040340
8. Crespo-Salgado J, Vehaskari VM, Stewart T, Ferris M, Zhang Q, Wang G, Blanchard EE, Taylor CM, Kallash M, Greenbaum LA, Aviles DH. Intestinal microbiota in pediatric patients with end stage renal disease: a Midwest Pediatric Nephrology Consortium study. Microbiome. 2016 Sep 17;4(1):50. DOI: 10.1186/s40168–016–0195–9. PMID: 27640125
9. Aline B. Hauser, Andréa E. M. Stinghen, Simone M. Goncalves [et al.]. A gut feeling on endotoxemia: causes and consequences in chronic kidney disease. Nephron Clin Pract. 2011. Vol.118. c165-c172. PMID: 21160227 DOI: 10.1159/000321438
10. Didier Heumann, Thierry Roger. Initial responses to endotoxins and Gram-negative bacteria. Clin Chim Acta. 2002. Vol. 323. P. 59–72. PMID: 12135807 DOI: 10.1016/s0009–8981(02)00180–8
11. Michael Maes, Marta Kubera, Jean-Claude Leunis, Michael Berk. Increased IgA and IgM responses against gut commensals in chronic depression: further evidence for increased bacterial translocation or leaky gut. J Affect Disord. 2012. Vol. 141. № 1. P.55–62. PMID: 22410503 DOI: 10.1016/j.jad.2012.02.023
12. Michael Maes, Frank N M Twisk, Marta Kubera, Karl Ringel, Jean-Claude Leunis, Michel Geffard. Increased IgA responses to the LPS of commensal bacteria is associated with inflammation and activation of cell-mediated immunity in chronic fatigue syndrome. J Affect Disord. 2012. Vol. 136(3). P.909–917. PMID: 21967891 DOI: 10.1016/j.jad.2011.09.010
13. Hiroyuki Terawaki, Keitaro Yokoyama, Yukiko Yamada, Yukio Maruyama, Rinako Iida, Kazushige Hanaoka, Hiroyasu Yamamoto, Toru Obata, Tatsuo Hosoya. Low-grade endotoxemia contributes to chronic inflammation in hemodialysis patients: examination with a novel lipopolysaccharide detection method. Ther Apher Dial. 2010. № 5. P.477–482. PMID: 21175546 DOI: 10.1111/j.1744–9987.2010.00815.x
14. Kaconis Y., Kowalski I., Howe J. [et al.]. Biophysical Mechanisms of Endotoxin Neutralization by Cationic Amphiphilic Peptides. Biophys J. 2011. Vol.100. № 11. P. 2652–2661. PMID: 21641310 PMCID: PMC3117184 DOI: 10.1016/j.bpj.2011.04.041
15. Gutsmann T., Razquin-Olazara´ I., Kowalski I.,m Kaconis Y. [et al]. New antiseptic peptides to protect against endotoxin-mediated shock. Antimicrobial agents and chemotherapy. 2010. Vol. 54, No. 9. P.3817–3824. PMID: 20606063 PMCID: PMC2934961 DOI: 10.1128/AAC.00534–10
16. Grant C, Harrison L, Hoad C, Marciani L, Cox E, Buchanan C, Costigan C, Francis S, Lai KB, Szeto CC, Gowland P, McIntyre C. Endotoxemia in Peritoneal Dialysis Patients: A Pilot Study to Examine the Role of Intestinal Perfusion and Congestion. Perit Dial Int. 2017 1–2;37(1):111–115. DOI: 10.3747/pdi.2016.00079.PMID: 28153967
17. Nowak KL, Chonchol M. Inflammation affect outcomes in dialysis patients? Semin Dial. 2018 Jul;31(4): p388–397. DOI: 10.1111/sdi.12686. Epub 2018 Mar 7.PMID: 29513906
18. Li PK, Ng JK, Mcintyre CW. Inflammation and Peritoneal Dialysis. Semin Nephrol. 2017 Jan;37(1):54–65. DOI: 10.1016/j.semnephrol.2016.10.007.PMID: 28153195
19. Cunha RS, Stinghen AEM. The intricate relationship between gut and kidney. J Bras Nefrol. 2018 Jul-Sep;40(3):215–216. DOI: 10.1590/1678–4685-jbn-2018–00020001. Epub 2018 Jun 21.PMID: 29958303
20. Pisano A, D'Arrigo G, Coppolino G, Bolignano D. Biotic Supplements for Renal Patients: A Systematic Review and Meta-Analysis. Nutrients. 2018 Sep 4;10(9):1224. DOI: 10.3390/nu10091224.PMID: 30181461
21. Noce A, Marrone G, Di Daniele F, Ottaviani E, Wilson Jones G, Bernini R, Romani A, Rovella V. Impact of Gut Microbiota Composition on Onset and Progression of Chronic Non-Communicable Diseases. Nutrients. 2019 May 14;11(5):1073. DOI: 10.3390/nu11051073.PMID: 31091761