4 курс / Акушерство и гинекология / Ботвиньева_И_А_Иммунорегуляторные_белки_и_цитокины_при_беременности
.pdfГосударственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования
«Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей» Министерства здравоохранения России
На правах рукописи
Ботвиньева Ирина Анатольевна
Иммунорегуляторные белки и цитокины при беременности на фоне носительства антител к Chlamydia trachomatis
14.03.09 – Клиническая иммунология, аллергология
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Научный руководитель: д.б.н. Зорина В.Н.
Новокузнецк – 2014
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ |
5 |
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ |
11 |
1.1. Chlamydia trachomatis – распространенность, особенности |
11 |
патогенеза |
|
1.2. Современные представления о патогенезе и диагностике |
18 |
внутриутробной инфекции плода у носительниц Chlamydia |
|
trachomatis |
|
1.3. Роль белковых компонентов врожденного иммунитета в |
30 |
патогенной инвазии |
|
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ |
38 |
2.1. Характеристика групп обследованных женщин |
38 |
2.2. Методы получения образцов биологического материала |
41 |
2.3. Алгоритм лабораторного исследования |
42 |
2.4. Биохимические и иммунохимические методы исследований |
43 |
2.5. Метод твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) |
44 |
2.6. Методы иммунопреципитации (иммуноэлектрофореза) |
44 |
2.7. Методы статистической обработки данных |
45 |
ГЛАВА 3. Иммунорегуляторные белки и цитокины в крови |
46 |
рожениц–носительниц IgG АТ к Chlamydia trachomatis |
|
3.1. Иммунорегуляторные белки в сыворотке крови рожениц с |
46 |
антителами к Chlamydia trachomatis |
53 |
3.2. Уровень иммунокомплексов а2-МГ-IgG в сыворотке крови |
|
рожениц с антителами к Chlamydia trachomatis и возможность |
|
прямого взаимодействия а2-МГ и ЛФ с возбудителем |
|
3.3. Уровни некоторых реактантов острой фазы в сыворотке |
57 |
крови рожениц с IgG антителами к Chlamydia trachomatis |
|
3.4. Про-, противовоспалительные и иммунорегуляторные |
59 |
цитокины в сыворотке крови рожениц с циркулирующими |
|
IgG антителами к Chlamydia trachomatis |
|
ГЛАВА 4. Иммунорегуляторные белки и цитокины в |
63 |
пуповинной сыворотке при родах, осложненных носительством |
|
IgG антител к Chlamydia trachomatis |
|
4.1. Иммунорегуляторные белки пуповинной сыворотки при |
63 |
наличии IgG антител к Chlamydia trachomatis при |
|
беременности |
|
4.2. Уровни альбумина и С-реактивного белка в пуповинной |
67 |
крови ребенка, рожденного от матери имеющей IgG антитела |
|
к Chlamydia trachomatis |
|
3 |
|
4.3. Про-и противовоспалительные цитокины в пуповинной |
69 |
крови новорожденных, рожденных от матерей с |
|
циркулирующими IgG антителами к Chlamydia trachomatis |
|
ГЛАВА 5. Иммунорегуляторные белки и цитокины в |
75 |
околоплодных водах при родах, осложненных носительством |
|
IgG антител к Chlamydia trachomatis |
|
5.1. Концентрации белков в околоплодных водах при |
76 |
антителоносительстве к Chlamydia trachomatis |
|
5.2. Содержание специфических иммунокомплексов а2-МГ-IgG |
80 |
в околоплодных водах у рожениц, имеющих IgG антитела к |
|
Chlamydia trachomatis |
|
5.3. Уровни некоторых цитокинов в околоплодных водах в |
82 |
группах рожениц с IgG антителами к Chlamydia trachomatis |
|
ГЛАВА 6. Соотношение содержания изученных показателей в |
86 |
различных биологических жидкостях в норме и на фоне |
|
носительства антител к Chlamydia trachomatis |
|
Глава 7. ОБСУЖДЕНИЕ |
101 |
ВЫВОДЫ |
110 |
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ |
112 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ |
113 |
4
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АБГ - ассоциированный с беременностью альфа-2-гликопротеин АТ - антитела а2-МГ - альфа-2-макроглобулин
ВАК – высшая аттестационная комиссия ВОЗ – всемирная организация здравоохранения ВС – венозная сыворотка ВУИ – внутриутробная инфекция
ИППП – инфекции, передающиеся половым путем ИФА – иммуноферментный анализ
ЛРП – низкоплотностный липопротеин рецептор-ассоциированный протеин (Low-Density Lipoprotein Receptor-Related Protein) или основной рецептор эндоцитоза
ЛФ - лактоферрин ОВ – околоплодные воды
ПВИ – признаки внутриутробного инфицирования ПС – пуповинная сыворотка
РТ – ретикулярные тельца Chlamydia trachomatis
СРБ – С-реактивный белок
ЭТ – элементарные тельца Chlamydia trachomatis Chl. tr. – Chlamydia trachomatis
HSP – белок теплового шока
IFN-γ – интерферон - гамма
IgG, IgM, IgA - иммуноглобулины класса G, M, A ILинтерлейкины
MAPK – mitogen-activated proteinkinase каскад
МОМР - Mayor Outer Membrane Protein (белок клеточной стенки) NFκB – ядерный транскрипционный фактор
PAMP – pathogen-associated molecular patterns TGF – трансформирующий фактор роста TNF-α - фактор некроза опухоли - альфа
5
ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы
Особенности жизненного цикла Chlamydia trachomatis (способность длительно персистировать в неактивной форме, низкая иммуногенность и стертость клинических проявлений), вкупе с увеличением количества врожденных и функциональных иммунодефицитов и изменениями сексуального поведения в популяциях (Taylor B.D., et. al., 2011) привели к широкому распространению заболевания во всем мире. Диагностика хламидиоза при беременности затруднена, поскольку повышает риск выкидыша, и не является достаточным критерием для прогноза состояния новорожденного - инфицированные женщины нередко рожают здорового ребенка. В то же время, наличие антител к Chlamydia trachomatis во время беременности, при отсутствии клинических признаков инфекции и отрицательных результатах ПЦР, не являются показанием для проведения специфической терапии, однако нередко приводит к рождению ребенка с признаками внутриутробной инфекции. Более того, антитела к антигенам хламидии (в т.ч. к гомологичному человеческому HPS-60 по данным Stephens A.J., et. al., 2011) могут оказать негативное влияние на плод и при отсутствии активного возбудителя. Поскольку при беременности адаптивный иммунитет подвержен супрессии, актуальным является изучение роли компонентов врожденного иммунитета в патогенетических механизмах (Макаров О.В. и др., 2008), приводящих к рождению антителоносительницами детей с осложненным течением раннего неонатального периода. В их числе полифункциональные белковые компоненты врожденного иммунитета - лактоферрин (ЛФ) и альфа-2- макроглобулин (а2-МГ). Эти белки принимают активное участие в оплодотворении и развитии плода, задействованы в воспалительных и аутоиммунных реакциях, участвуют в распознавании и элиминации патогенов, оказывают модулирующее воздействие на синтез цитокинов, транспортируют
6
цитокины, металлы, гормоны и другие биологически-активные вещества к клеткам-мишеням.
Цель исследования состояла в сравнительном изучении содержания иммунорегуляторных белков (а2-МГ, ЛФ), иммунокомплексов а2-МГ-IgG, белков острой фазы (СРБ и альбумина), а также цитокинов (TNF-α, IL-6, IL-8, IL-10, INF-γ, IL-18, IL-1RА) в сыворотке венозной и пуповинной крови, в околоплодных водах рожениц – носительниц IgG антител к Chlamydia trachomatis для уточнения их роли в иммунопатогенезе процессов, оказывающих негативное влияние на плод.
Задачи исследования:
1.Оценить содержание ЛФ и а2-МГ в сыворотке венозной и пуповинной крови, а также в околоплодных водах рожениц - носительниц IgG антител к Chlamydia trachomatis в зависимости от состояния новорожденного в раннем неонатальном периоде.
2.Изучить уровень иммунокомплекса а2-МГ-IgG в сыворотке венозной и пуповинной крови, в околоплодных водах рожениц, а также наличие антител к HSP-60 к Chlamydia trachomatis в сыворотке крови во II триместре беременности
уантителоносительниц. Исследовать взаимодействие а2-МГ и ЛФ с антигенами
Chlamydia trachomatis in vitro.
3.Исследовать в вышеперечисленных биожидкостях рожениц - антителоносительниц (Ch. trachomatis) содержание цитокинов (TNF-α, IL-6, IL- 8, IL-10, INF-γ IL-18, IL-1RА) в зависимости от состояния новорожденного.
4.Определить концентрации острофазовых белков – альбумина и СРБ в сыворотке венозной и пуповинной крови у рожениц - носительниц IgG антител
кChlamydia trachomatis, а также альбумина в околоплодных водах.
5.Провести коррелятивный анализ полученных результатов для уточнения роли ЛФ и а2-МГ в патогенезе процессов, оказывающих негативное влияние на
7
плод. Определить их диагностическую и прогностическую значимость в оценке состояния новорожденного.
Научная новизна
Впервые получены данные по сравнительному содержанию ЛФ, а2-МГ и иммунокомплексов а2-МГ-IgG в сопоставлении с уровнями различных цитокинов, С-реактивного белка и альбумина в сыворотке венозной крови, пуповинной крови и в околоплодных водах женщин, имеющих антитела класса
G к Chlamydia trachomatis и к МОМР+pgp3 Ch. tr., позволяющие уточнить роль ЛФ и а2-МГ в иммунопатогенезе процессов, приводящих к рождению ребенка с признаками внутриутробного инфицирования и осложненным течением раннего неонатального периода. Впервые установлено, что повышенные сывороточные концентрации ЛФ и а2-МГ у рожениц-антителоносительниц без клинических проявлений заболевания, достоверно взаимосвязаны с рождением детей с признаками внутриутробного инфицирования. При этом оценка содержания ЛФ в крови во II триместре беременности не имеет диагностической либо прогностической ценности. Повышение уровней ЛФ и а2-МГ сопровождается статистически значимым увеличением сывороточных концентраций TNF-α, IL-6 и IL-8 и снижением альбумина, в группе женщин, родивших детей с осложнениями в раннем неонатальном периоде. Установлено, что повышенные концентрации СРБ, в сыворотке крови при антителоносительстве, не зависят от состояния новорожденного. Впервые обнаружено повышение сывороточных концентраций иммунокомплексов а2-МГ-IgG, в дополнение к появлению аутоантител к HSP-60 Ch. trachomatis, у трети беременных антителоносительниц. Продемонстрировано в эксперименте in vitro, что ЛФ и а2-МГ дозозависимо связываются с антигенами Chlamydia trachomatis. Установлено, что повышение содержания ЛФ, IL-6, IL-8 и IL-10 в пуповинной сыворотке при антителоносительстве не зависит от состояния новорожденного.
8
Впервые выявлено, что, помимо статистически значимого увеличения содержания TNF-α, IL-8 и IL-18 в околоплодных водах рожениц - носительниц IgG антител к Chlamydia trachomatis, родивших детей с признаками внутриутробного инфицирования, значительно повышены концентрации а2-МГ, его иммунокомплекса с IgG и альбумина, а также снижен уровень ЛФ, что свидетельствует как о нарушении проницаемости барьерных функций фетоплацентарного комплекса, так и о том, что изменение уровней иммунорегуляторных белков способствует развитию клинических проявлений внутриутробного инфицирования. Активное участие а2-МГ и ЛФ в развитии локальных иммунопатогенетических процессов подтверждается результатами корреляционного анализа, выявившего наибольшее количество значимых взаимосвязей между содержанием а2-МГ и ЛФ с цитокинами в околоплодных водах.
Практическая значимость
Выявленные изменения свидетельствуют об участии иммунорегуляторных ЛФ и а2-МГ в процессах, приводящих к повреждению фетоплацентарного барьера и плода у женщин-носительниц антител к Chlamydia trachomatis: локальный дефицит ЛФ, заброс а2-МГ в околоплодные воды с локальным повышением количества иммунокомплексов а2-МГ-IgG, а также гиперсинтез ЛФ и накопление а2-МГ в сыворотке крови беременной, способны не только оказать прямое негативное влияние на плод, но и влиять на синтез цитокинов. Полученные данные могут быть использованы в качестве лекционного материала для студентов биологических и медицинских ВУЗов.
Определение повышенных концентраций а2-МГ, ЛФ и сниженных концентраций альбумина в венозной крови беременных носительниц антител к Chlamydia trachomatis в III триместре, а также высоких уровней а2-МГ, альбумина и сниженного содержания ЛФ в околоплодных водах (в родах)
9
может быть использовано в прогнозе состояния новорожденного в раннем неонатальном периоде.
Положения, выносимые на защиту:
1.В сыворотке венозной крови рожениц, имеющих антитела к Chlamydia trachomatis и родивших детей с признаками внутриутробного инфицирования, статистически значимо повышены уровни лактоферрина и альфа-2- макроглобулина, а также С-реактивного белка, цитокинов TNF-α, IL-6, IL-8 и снижено содержание альбумина, что свидетельствует о наличии воспалительных процессов с аутоиммунными проявлениями в III триместре, при отсутствии клинических проявлений заболевания, и может быть использовано для прогнозирования состояния новорожденного. При этом определение содержания ЛФ во II триместре не имеет диагностической либо прогностической значимости. Повышенные уровни иммунокомплексов а2-МГ- IgG и наличие IgG антител к HSP-60 Chlamydia trachomatis обнаруживаются в крови у трети антителоносительниц. Экспериментально (in vitro) установлено дозозависимое взаимодействие высокоочищенных препаратов а2-МГ и лактоферрина с антигенами Chlamydia trachomatis.
2.В сыворотке пуповинной крови рожениц с антителами к Ch. trachomatis, статистически значимо увеличены концентрации ЛФ, IL-6, IL-10, вне зависимости от состояния ребенка в раннем неонатальном периоде. При этом содержание а2-МГ, его иммунокомплексов с IgG и острофазового альбумина при антителоносительстве не отличается от контроля.
3.В околоплодных водах женщин, имеющих антитела к Chlamydia trachomatis
иродивших детей с признаками внутриутробного инфицирования, значительно увеличено содержание а2-МГ и альбумина, что свидетельствует о нарушении проницаемости фетоплацентарного барьера, а также статистически значимо
10
увеличены концентрации TNF-α, IL-8, IL-18 и иммунокомплекса а2-МГ-IgG на фоне снижения уровней IFN-γ и ЛФ, что способствует развитию локальных воспалительных и аутоиммунных процессов, негативно влияющих на плод. Данные изменения цитокинового профиля взаимосвязаны и зависят от изменений локальных уровней иммунорегуляторных а2-МГ и ЛФ - наибольшее количество значимых коррелятивных взаимосвязей между содержанием этих белков и других изученных показателей было выявлено в околоплодных водах, что подтверждает участие а2-МГ и ЛФ в развитии процессов, приводящих к рождению ребенка с осложнениями в раннем неонатальном периоде.
Апробация работы: Основные результаты работы доложены на XVII международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации, (Нью-Йорк, США, 2012); Объединенном иммунологическом форуме (Нижний Новгород, 2013).
Диссертационная работа обсуждена на межкафедральном заседании апробационной комиссии ГБОУ ДПО «Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей» МЗ РФ 21.01.2014г., протокол № 1.
Публикации: По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 5 в рецензионных журналах списка ВАК РФ и 2 патента РФ.
Объем и структура диссертации: Диссертационная работа изложена на 126 страницах и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, самостоятельных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Материалы диссертации иллюстрированы 25 таблицами и 13 рисунками. Список цитируемой литературы включает 115 источников, в т.ч. 81 зарубежных авторов.