Особенности показателей врождённого и адаптивного иммунитета у пациентов с болезнью Паркинсона
- Авторы: Красаков И.В.1,2, Давыдова Н.И.1, Калашникова А.А.1, Литвиненко И.В.2, Алексанин С.С.1, Макарова Н.В.1
-
Учреждения:
- ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова»
- ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова»
- Выпуск: Том 16, № 1 (2022)
- Страницы: 14-23
- Раздел: Оригинальные статьи
- Дата подачи: 26.03.2022
- Дата принятия к публикации: 26.03.2022
- Дата публикации: 15.01.2022
- URL: https://annaly-nevrologii.com/journal/pathID/article/view/832
- DOI: https://doi.org/10.54101/ACEN.2022.1.2
- ID: 832
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Т-клеточное звено играет существенную роль в нейровоспалении при болезни Паркинсона (БП). γδТ-клетки являются малоизученной «минорной» субпопуляцией Т-лимфоцитов. Оценка состояния иммунной системы у пациентов с БП с фокусом на γδТ-лимфоцитах позволяет получить новые данные о патогенезе нейродегенеративных заболеваний.
Цель исследования — изучение субпопуляций лимфоцитов, неклассических γδТ-лимфоцитов и продукции цитокинов у пациентов с 3 стадией БП, осложнённой моторными флуктуациями.
Материалы и методы. Обследованы 20 пациентов с 3 стадией БП, получающих комбинированную дофаминергическую терапию (основная группа) и 20 пациентов с хроническими цереброваскулярными заболеваниями сопоставимого возраста (группа сравнения). С учётом предполагаемой роли хронического запора в поддержании у пациентов с БП дисбиотических состояний и хронического воспаления наличие запоров являлось критерием включения пациента в исследование. Проведена оценка субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови методом проточной цитофлуориметрии, а также уровня цитокинов методом иммуноферментного анализа.
Результаты. Установлено, что количество зрелых CD3+-Т-лимфоцитов, Т-клеточный рецептор (T-cell receptor, TCR) которых представлен αβ- или γδ-цепями, в популяции лимфоцитов в группе пациентов с БП было значимо ниже (медиана 74% (57,3–83,5), чем в группе сравнения — 80% (73,0–86,0); р = 0,014. Также выявлено достоверное снижение количества CD3+CD56+-натуральных киллеров (NK) в группе пациентов с БП — 4,7% (1,3–7,7), тогда как в группе сравнения — 7,8% (0,8–24); р = 0,036. При этом в группе пациентов с БП количество CD3–CD56+-NK-клеток было значимо выше — 16,4% (9–34), чем в группе сравнения — 8,7% (5–15); р = 0,001. Кроме того, в основной группе выявлено достоверное повышение количества активированных CD3–CD8+-NK-клеток — 7% (4,5–13,5), в группе сравнения — 3,5% (0,86–4,9); р < 0,001. Среди общего количества γδТ-клеток субпопуляция Т-хелперов CD4+CD8–-TCRγδ была достоверно ниже в группе пациентов с БП — 13,6% (6,2–27,0), чем в группе сравнения — 29,8% (4,0–52,1); р = 0,016. При исследовании уровней цитокинов в группе пациентов с БП выявлено значимое повышение индуцированной продукции интерлейкина (ИЛ)-1β, а также высокая (аберрантная) спонтанная продукция ИЛ-10, которая в группе пациентов с БП составила 227,5 пг/мл при норме 0–23 пг/мл. В результате корреляционного анализа субпопуляции Т-хелперов CD4+CD8–-TCRγδ и цитокинов в группе пациентов с БП выявлена достоверная (p = 0,048) обратная взаимосвязь с индуцированной продукцией ИЛ-10 (r = –0,745) и значимая (p = 0,042) прямая связь с индуцированной продукцией провоспалительного цитокина ИЛ-1β (r = 0,648). Выявлена тенденция к повышению спонтанной продукции ИЛ-10 (r = –0,602; p = 0,0506) при снижении уровня Т-хелперов CD4+CD8–-TCRγδ.
Заключение. В крови пациентов с БП выявлены изменения, свидетельствующие о наличии хронического воспалительного процесса: увеличение количества NK-клеток CD3–CD56+, в том числе активированных CD3–CD8+, повышение продукции провоспалительного цитокина ИЛ-1β и противовоспалительного цитокина ИЛ-10. Определено снижение содержания минорной субпопуляции γδT-клеток CD4+CD8–-TCRγδ. Выявленная взаимосвязь этой субпопуляции с продукцией про- и противовоспалительных цитокинов позволяет предположить ее роль в регуляции хронического воспаления при БП.
Ключевые слова
Полный текст
Введение
Болезнь Паркинсона (БП) является одной из значимых медицинских проблем XXI в. С целью разработки новых методов лечения предлагаются теории, объясняющие патогенез заболевания, основанные на изучении показателей как локального, так и системного воспаления, в том числе иммунологических. Исследование патогенеза БП выявило дисфункцию иммунной системы, в частности, врождённый нейровоспалительный ответ как потенциальный фактор предрасположенности к заболеванию [1–3].
В нейровоспалительной активности при БП существенную роль играет Т-клеточное звено иммунной системы [4]. В настоящее время активно изучается гетерогенная субпопуляция γδТ-лимфоцитов, доминирующая в слизистых оболочках и коже, сочетающая свойства и функции клеток как врождённого, так и адаптивного иммунитета.
Закладка эпителия тимуса происходит на 6-й неделе развития плода. Клетки-предшественники, мигрирующие в тимус из фетальной печени на 8-й неделе эмбрионального развития, созревают в γδТ-клетки с ограниченной вариабельностью Т-клеточного рецептора (T-cell receptor, TCR), эмигрируют из тимуса в эмбриональном периоде в кожу, слизистые оболочки языка и репродуктивную систему, в последующем самостоятельно поддерживаются локально. Потомки клеток-предшественников второй волны миграции из фетальной печени в тимус не покидают его, образуя резерв для срочной регенерации (при стрессе, воздействии повреждающих факторов). Позже в тимусе формируются γδТ-лимфоциты с более широким спектром специфичностей TCR, покидающие тимус после рождения (до 13 сут) и заселяющие слизистые оболочки различных органов.
После рождения прекоммитированные к развитию в Т-клетки лимфоциты, покидая костный мозг, мигрируют в тимус, где проходят основные этапы развития [5]. Этапы дифференцировки в тимусе включают стадию дубль-негативных CD4–CD8–-клеток (DN), более зрелая популяция имеет фенотип CD4+CD8+ — дубль-позитивные клетки, они слабо экспрессируют на мембране CD3. Зрелые тимоциты, как и периферические Т-клетки, экспрессируют один из корецепторов: CD3+CD4+CD8–-хелперы, CD3+CD4–CD8+-цитотоксические Т-лимфоциты. На стадии DN происходит дивергенция тимоцитов к дифференцировке в различные линии αβ или γδ, запускается основное событие дифференцировки Т-лимфоцитов — реаранжировка V-генов TCR в последовательности δ, γ, β [6]. Уже на стадии DN3 тимоцит экспрессирует γδTCR и быстро эмигрирует из тимуса. У человека вариабельные домены γδTCR кодируются тремя основными Vδ-генами и не менее чем шестью Vγ-генами, что обусловливает высокий полиморфизм γδTCR, большой потенциал к формированию разно-образных лиганд-связывающих участков [7]. Не более 5% от общего числа покинувших тимус Т-лимфоцитов составляют γδT-клетки. Большинство Т-клеток имеют TCR, которые содержат α- и β-цепи, взаимодействуют с пептидными антигенами, представляемыми в комплексе с молекулами системы HLA антигенпрезентирующими клетками (классические Т-лимфоциты). Популяция γδТ-лимфоцитов экспрессирует уникальный Т-клеточный рецептор, способный распознавать собственные и чужеродные антигены непептидной природы в отсутствие необходимых для презентации молекул I или II классов системы HLA [8].
γδТ-лимфоциты впервые были описаны в середине 1980-х гг. [9, 10]. В периферической крови взрослого человека γδТ-клетки составляют около 5% общего числа CD3+-Т-лимфоцитов. Во всех лимфоидных органах (тимус, селезенка, лимфатические узлы, миндалины), в эпителии репродуктивных органов, респираторного тракта, языка общее содержание γδТ-клеток также составляет менее 5% зрелых Т-лимфоцитов [11, 12]. Существуют корреляции экспрессии γδTCR с определёнными анатомическими зонами. Так, резидентные γδT-клетки с вариантами CD3+Vδ1+-TCR или CD3+Vδ3+-TCR доминируют в слизистых оболочках желудочно-кишечного, респираторного и урогенитального трактов, в крови основная субпопуляция Т-лимфоцитов имеет Vγ9Vδ2-TCR [13].
Активация и функциональная активность γδT-клеток определяется экспрессией на мембране различных рецепторов, в том числе рецепторов клеток врождённого иммунитета. Так, γδT-клетки экспрессируют активационные рецепторы натуральных клеток-киллеров NKG2D, которые при взаимодействии с лигандами — белковыми молекулами, «инфицированных» внутриклеточными возбудителями и опухолевых клеток, реализуют цитотоксическую функцию, т.е. противовирусную, противоопухолевую защиту. Киллинг этих клеток-мишеней γδT-лимфоцитами через индукцию апоптоза, опосредованный перфорин–гранзим, Fas–Fas-лиганд, TNF–TNFR1 (tumor necrosis factor receptor superfamily, member 1A) взаимодействием — особенность этой субпопуляции лимфоцитов. Активация супрессирую-щих рецепторов CD94/NKG2A и CD94/NKG2C на мембране γδT-клеток подавляет киллинг клеток-мишеней [14].
На мембране γδT-клеток определены рецепторы, распоз-нающие патоген-ассоциированные молекулярные паттерны (общие структурные особенности, свойственные группам молекул чужеродных и опасных микроорганизмов): Толл-подобные рецепторы (TLR), рецепторы к полисахаридам бактерий, грибам, CD36, скэвенджер-рецепторы, обусловливающие участие этих клеток в антибактериальной защите. При контактах с бактериями эта субпопуляция может менять регуляторную функцию (продукция цитокинов) на антигенпрезентирующую, т.к. экспрессирует антигены НLAII класса, необходимые для эффективной презентации антигенов классическим СD4+-Т-хелперам, что свидетельствует о функциональной пластичности γδT-клеток. Популяция Vγ9Vδ2 Т-лимфоцитов распознает фосфатные антигены pAgs, которые имеют микробное происхождение или являются эндогенными промежуточными продуктами мевалонатного пути (изопренилпирофосфат) и накапливаются в клетках, «инфицированных» вирусами, и опухолевых клетках. Vγ9Vδ2 Т-лимфоциты осуществляют иммунный надзор, инициируя поликлональные ответы на pAgs после взаимодействия TCR с экспрессированным на клетке-мишени бутирофилином — членом семейства BTN3A1/CD277 [15].
γδТ-клетки экспрессируют на мембране рецепторы цитокинов интерлейкинов (ИЛ) -2R, -15R, -23R и др., которые активируют и способствуют реализации функциональной активности или супрессируют эффекторные функции этих клеток, в том числе пролиферативную и регуляторную [8]. Активация γδT-клеток через TCR стимулирует продукцию интерферона-γ (ИФН-γ), ИЛ-17, фактора некроза опухоли (ФНО), CCL3/4, CCL5, которые являются промоторами активации и миграции других клеток иммунной системы в зону воспаления; активация через костимуляторные молекулы CD27, CD30 способствует продукции ИФН-γ и ИЛ-4. Функциональные фенотипы γδ: γδT1-клетки, продуцирующие ИФН-γ, и γδT17-клетки, синтезирующие ИЛ-17, генерируются в течение пренатального тимического развития.
Коммитированная к продукции ИЛ-17 субпопуляция γδT-лимфоцитов характеризуется экспрессией ИЛ-23R, CCR6 и отсутствием CD27 на клеточной мембране. Супрессию нейроиммунного воспаления при БП реализует противовоспалительный цитокин ИЛ-10, в крови он продуцируется клетками врождённого иммунитета (дендритными, макрофагами, эозинофилами, нейтрофилами, тучными клетками, NK-клетками) и клетками адаптивного иммунитета — T-хелперами: Th1, T2, Th17, T- и B-регуляторными клетками [16, 17]. В центральной нервной системе ИЛ-10 экспрессируется клетками микроглии, астроцитами и нейронами [18, 19]. ИЛ-10 ингибирует продукцию ФНО, ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12 и ИЛ-23, пролиферацию и синтез цитокинов Th1 (ИЛ-2 и ИФН-γ), Th2 (ИЛ-4, ИЛ-5), но не супрессирует синтез ИЛ17 Th17 [20, 21].
Роль γδТ-клеток в иммунном ответе на чужеродные антигены, противоопухолевой защите, патогенезе аутоиммунных заболеваний характеризуется некоторыми особенностями. γδТ-клетки способны распознавать различные типы антигенов, спонтанно продуцировать цитокины, обладают различными и уникальными функциями, в том числе антигенпрезентирующей, привержены к определённой анатомической локализации. Им принадлежит решающая роль в защите от специфических патогенов, они способны к активации дендритных клеток.
Несмотря на то, что γδТ-клетки являются «минорной» субпопуляцией, между их количеством и вариантами течения/исходами заболеваний были выявлены значимые корреляции [22–24]. Так, содержание γδТ-клеток резко возрастает (до 60% от общего количества Т-клеток) в крови больных с различными инфекционными заболеваниями [25–27]. γδТ-лимфоциты первыми запускают иммунный ответ при острых инфекциях (сальмонеллез, туляремия, листериоз, токсоплазмоз). Внедрение возбудителей активирует γδТ-клетки, что сопровождается продукцией цитокинов: ИФН-γ при Listeria monocytogenes и ИЛ-4 при Nippostrongylus brasiliensis. На экспериментальных моделях инфекционных и аутоиммунных заболеваний было показано, что γδТ-клетки являются основными продуцентами ИЛ-17 [28], который инициирует воспалительные реакции, стимулируя созревание и рекрутирование нейтрофилов из костного мозга [29]. Кроме того, на ранних стадиях рассеянного склероза также описано повышенное содержание γδТ-клеток (до 20–30% общего количества Т-клеток) [30].
В 1994 г. U. Fiszer и соавт. впервые показали, что у пациентов с БП содержание γδТ-лимфоцитов как в периферической крови, так и в ликворе было выше, чем у пациентов с другими неврологическими заболеваниями [31]. Стимулом к изучению субпопуляций Т-лимфоцитов при БП послужили исследования, определившие важный вклад системного воспаления в патогенез БП.
Среди возможных «регуляторов» системного воспаления при БП кишечная микробиота в последние годы стала одним из самых популярных объектов исследования. Подробное изучение её состава стало возможным благодаря внедрению в практику современных методов лабораторной диагностики. Кишечная микробиота находится в тесном контакте с эпителиальным барьером кишечника, подавляющее число иммунных процессов происходит в барьерных тканях, которые подвергаются постоянной антигенной нагрузке. Эпителиальные клетки экспрессируют рецепторы, взаимодействие которых с микроорганизмами приводит к активации и продукции противомикробных пептидов, синтезу цитокинов, усилению экспрессии на эпителиоцитах корецепторов для клеток иммунной системы. М-клетки эпителиального слоя контролируют перенос через барьер чужеродного материала. Такой контролируемый «трафик» необходим для сигнализации иммунной системе о дисбалансе микробиоты. В подэпителиальной рыхлой соединительной ткани lamina propria (собственная пластинка) диффузно расположены клетки врождённого иммунитета, под эпителием в lamina propria — «изолированные лимфоидные фолликулы» с Т-, В-клеточными зонами и герминативным центром, где присутствуют αβТСR CD4+-Т-хелперы (Th1, Th2, Th17) и продуцирующие ИЛ-10 Т-регуляторные клетки, а также В-лимфоциты. Доставляемый М-клетками в фолликулы антигенный материал запускает адаптивный (специфический) иммунный ответ с участием региональных лимфатических образований (аппендикс, миндалины, пейеровы бляшки и др.), локальный иммунный ответ переходит на системный уровень [32].
Эволюция организма-хозяина проходила совместно с бактериями-комменсалами кишечника с целью реализации симбиотических отношений посредством синтеза и реагирования на некоторые общие медиаторы. Результатом совместной эволюции явилось расширение функций микробиоты: её участие в метаболизме нерасщепляемых углеводов, обеспечении хозяина энергоносителями (АТФ), жирными и желчными кислотами, в синтезе витаминов, конкуренции с патогенными микроорганизмами, предотвращении колонизации ими кишечного тракта хозяина и стимуляции его мукозального иммунитета. Кишечник стал местом синтеза веществ, способных влиять на секрецию гормонов, работу нервной и иммунной систем посредством синтеза нейромедиаторов, метаболитов и жирных кислот.
Для объяснения влияния микробиоты кишечника на физиологию хозяина были предложены три механизма [33]:
- секреция нейромедиаторов, нейропептидов и метаболитов, которые могут непосредственно стимулировать рецепторы в нейронах кишечной нервной системы, тем самым вызывая и/или модулируя нервные сигналы, непосредственно влияющие на физиологию кишечника, или мигрировать через блуждающий нерв в центральную нервную систему;
- возможность метаболитов и гормонов, производимых микробиотой в кишечном тракте, диффундировать через стенку кишечника в портальную систему и оказывать влияние дистантно;
- стимуляция медиаторами, продуцируемыми кишечной микробиотой (короткоцепочечными жирными кислотами), рецепторов, экспрессированных на мембране клеток иммунной системы, — таким образом, микробиота участвует в регуляции иммунного ответа как на локальном, так и на системном уровнях.
Ранее с использованием метода газовой хроматографии, совмещённого с масс-спектрометрией, нами было показано, что у пациентов с развёрнутой стадией БП в пристеночном слое кишечника отмечается увеличение общего количества микробных маркеров на 43% по сравнению с группой контроля [34]. Увеличение происходило за счет двукратного повышения количества маркеров условно-патогенной микрофлоры, что сопровождалось снижением вдвое количества микробных маркеров полезной микрофлоры.
В случае развития клинически значимых запоров у пациентов с БП количество бактерий в кишечнике увеличивается, приводя к развитию синдрома избыточного бактериального роста. Показано, что этот синдром коррелирует с тяжестью двигательных расстройств, нарушениями ходьбы, застываниями и выраженностью моторных флуктуаций [35]. Полученные корреляции, в первую очередь, объясняются снижением биодоступности (поступления из кишечника в кровь) противопаркинсонических препаратов на фоне синдрома избыточного бактериального роста [36]. Данная теория подтверждается результатами исследований, проведённых V. Maini Rekdal и соавт. [37]. Ими была продемонстрирована способность Enterococcus faecalis декарбоксилировать леводопу до дофамина, а также возможность дальнейшего дегидроксилирования дофамина до тирамина бактерией Eggerthella lenta.
Цель исследования — изучение субпопуляций лимфоцитов, неклассических γδТ-лимфоцитов и продукции цитокинов у пациентов с третьей стадией БП, испытывающих моторные флуктуации.
Материалы и методы
В исследование были включены 20 пациентов (11 мужчин и 9 женщин; средний возраст 69,0 ± 4,5 года) с БП, получающих комбинированную дофаминергическую терапию: препараты леводопы + агонисты дофаминовых рецепторов, средняя эквивалентная доза леводопы составила 730,4 ± 150,6 мг/сут. С учётом предполагаемой роли хронического запора у пациентов с БП в поддержании дисбиотических состояний и хронического воспаления наличие запоров являлось критерием включения пациента в исследование.
Критерии включения:
- 3 стадия по шкале Хен–Яра;
- наличие моторных флуктуаций;
- наличие симптомов хронического запора.
Наличие моторных флуктуаций определяли с помощью краткого опросника для выявления феномена истощения действия дозы леводопы (WOQ-9) [38].
Верификация хронического запора у пациентов с БП проводилась согласно клиническим рекомендациям Российской гастроэнтерологической ассоциации по диагностике и лечению взрослых пациентов с хроническим запором [39].
Группу контроля составили 20 пациентов (8 мужчин и 12 женщин; средний возраст 67,0 ± 2,5 года) с хроническими цереброваскулярными заболеваниями (дисциркуляторная энцефалопатия I и II стадий).
Критерии невключения:
- верифицированные заболевания крови, желудочно- кишечного тракта, эндокринных органов;
- больные, имеющие оценку по Монреальской когнитивной шкале менее 26 баллов.
У всех пациентов определяли субпопуляционный состав лимфоцитов периферической крови и уровень цитокинов. Кровь для исследования брали из локтевой вены, в качестве антикоагулянта использовали ЭДТА. Для визуализации субпопуляций лимфоцитов использовали моноклональные антитела: HLADR-FITC, CD4-PE, CD3-ECD, CD56-PC5.5, CD25-PC7, CD8-APC, CD19-APC-AF700, CD45-APC-AF750. В качестве лизирующего раствора использовали VersaLyse. Пробы анализировали на проточном цитофлюориметре «Navios» в многоцветном протоколе (прибор и реактивы «Beckman Coulter»). Популяцию лимфоцитов оценивали как CD45+brightSSdim-клетки. Анализ образцов проводили при наборе 5000 событий в лимфоцитарном регионе.
Субпопуляции B-лимфоцитов выявляли с использованием моноклональных антител CD19-FITC, CD27-PE, CD5-PC5. Пробы анализировали на проточном цитофлюориметре «Cytomics FC 500» в многоцветном протоколе (прибор и реактивы «Beckman Coulter»). Популяцию лимфоцитов оценивали как FSdimSSdim-клетки. Анализ образцов проводили при наборе 5000 событий в лимфоцитарном регионе.
При определении субпопуляций γδT-лимфоцитов использовали моноклональные антитела CD4-FITC, CD8-PE, CD3-ECD, TCRγδ-PC5, CD8-APC, CD45-APC-AF750. После лизиса эритроцитов пробы отмывали центрифугированием в фосфатно-солевом буфере при 1500 об/мин в течение 5 мин. Пробы анализировали на проточном цито-флюориметре «Navios» в многоцветном протоколе (прибор и реактивы «Beckman Coulter»). Популяцию лимфоцитов оценивали как CD45+brightSSdim-клетки. Анализ образцов проводили при наборе 5000 событий в лимфоцитарном регионе. В связи с отсутствием референсных значений для субпопуляций γδT-лимфоцитов оценку изменений проводили путём сравнения двух групп.
Уровни цитокинов ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО, ИЛ-10 в культуральных средах (спонтанная, индуцированная продукция) и в сыворотке определяли с использованием наборов реагентов для иммуноферментного анализа (АО «Вектор-Бест», Международный сертификат ISO 13485). Чувствительность набора для определения ИЛ-6 не превышает 0,5 пг/мл, для ИЛ-1β, ФНО, ИЛ-10 — 1,0 пг/мл.
Статистическую обработку проводили в программе «Statistica 8.0». Для выявления различий применяли непараметрический критерий Манна–Уитни, для выявления зависимости — коэффициент корреляции Спирмена. Результаты статистического анализа считали значимыми при р < 0,05. Результаты представлены в виде: медиана [1-й квартиль; 3-й квартиль].
Результаты
При исследовании лимфоцитов периферической крови выявлено, что количественные характеристики популяций лимфоцитов, определённых у пациентов с БП и у лиц группы сравнения, не выходили за границы референсного интервала. Однако общее количество зрелых CD3+-Т-лимфоцитов в группе пациентов с БП было значимо ниже, чем в группе сравнения (табл. 1). По количеству CD3+CD4+-Т-хелперов и CD3+CD8+-Т-цитотоксических лимфоцитов группы были сопоставимы. Количество CD3+CD56+-ТNK-клеток в группе пациентов с БП было достоверно ниже, чем в группе сравнения. При этом в группе пациентов с БП количество CD3–CD56+-NK-клеток было значимо выше, чем в группе сравнения. Кроме того, в основной группе выявлено значимое повышение количества активированных CD3–CD8+-NK-клеток. Общее количество В-лимфоцитов, количество В1-лимфоцитов было сопоставимо в обеих группах, однако у пациентов с БП значимо снижено количество CD19+CD27+-В-клеток памяти.
Таблица 1. Результаты иммунофенотипирования лимфоцитов периферической крови, % (Ме [Q1; Q3]) / Table 1. Results of immunophenotyping peripheral blood lymphocytes, % (Ме [Q1; Q3])
Лимфоциты Lymphocytes | Норма Normal | БП PD | Группа сравнения Comparison group | Критерий Манна–Уитни Mann—Whitney test |
CD3+ | 52–76 | 0,014 | ||
CD3+CD56+ | 0,1–8 | 0,038 | ||
CD3+CD4+ | 31–46 | 0,274 | ||
CD3+CD8+ | 23–40 | 0,722 | ||
CD4+CD8+ | 0,1–1,1 | 0,285 | ||
CD3–CD8+ | 1,5–6 | 0,001 | ||
CD3–CD56+ | 9–19 | 0,001 | ||
CD3+-TCRγδ | 2–7 | 0,602 | ||
CD19+ | 6–18 | 0,194 | ||
CD19+CD5+ | 0–3,5 | 0,451 | ||
CD19+CD27+ | 2–7 | 0,031 |
При оценке субпопуляций γδТ-лимфоцитов выявлено, что количество Т-хелперов CD4+CD8–-TCRγδ было достоверно меньше в группе пациентов с БП, чем в группе сравнения (табл. 2). В отношении остальных субпопуляций Т-лимфоцитов значимых различий между группами не выявлено.
Таблица 2. Результаты иммунофенотипирования γδТ-лимфоцитов, % (Ме [Q1; Q3]) / Table 2. Results of immunophenotyping γδТ cells, % (Ме [Q1; Q3])
Показатель Parameter | БП PD | Группа сравнения Comparison group | Критерий Манна–Уитни Mann—Whitney test |
CD4–СD8+ | 0,250 | ||
CD4–CD8+СD56+ | 0,052 | ||
CD4+CD8– | 0,016 | ||
CD4+CD8–CD56+ | 0,660 | ||
CD4–CD8– | 0,163 | ||
CD4–CD8–CD56+ | 0,827 | ||
CD3+CD56+ | 0,155 | ||
CD3+CD56– | 0,743 |
При исследовании уровней цитокинов в группе пациентов с БП обнаружено значимое повышение индуцированной продукции ИЛ-1β, а также высокая спонтанная продукция ИЛ-10 (табл. 3). Уровень медианы индуцированной продукции ИЛ-10 в исследуемой группе не выходил за границы референсных значений, однако следует отметить сильный разброс полученных результатов, что требует отдельного анализа и, возможно, определяет гетерогенность течения БП.
Таблица 3. Результаты оценки уровней цитокинов у пациентов с БП, пг/мл (Ме [Q1; Q3]) / Table 3. Results of measuring cytokine levels in patients with PD, pg/ml (Ме [Q1; Q3])
Показатель Parameter | Норма Normal | Результаты Results |
ИЛ-1β / IL-1β | ||
спонтанная продукция / spontaneous production | 0–107 | 2,3 [1; 8] |
индуцированная продукция / induced production | 50–1200 | 1796,0 [491; 3181] |
содержание в сыворотке / content in serum | 0–11 | 1,5 [1; 4] |
ИЛ-6 / IL-6 | ||
спонтанная продукция / spontaneous production | 30–280 | 1,0 [1; 1] |
индуцированная продукция / induced production | 11 450–42 200 | 11249,5 [8951; 14041] |
содержание в сыворотке / content in serum | 0–10 | 1,0 [1; 1] |
ФНО / Tumor necrosis factor | ||
спонтанная продукция / spontaneous production | 7–30 | 1,0 [1; 4] |
индуцированная продукция / induced production | 2810–5700 | 2532,5 [931; 10199] |
содержание в сыворотке / content in serum | 0–6 | 8,5 [1; 56] |
ИЛ-10 / IL-10 | ||
спонтанная продукция / spontaneous production | 0–23 | 227,5 [13; 482] |
индуцированная продукция / induced production | 66–335 | 241,0 [94; 447] |
содержание в сыворотке / content in serum | 0–31 | 2 [1; 5] |
Корреляционный анализ субпопуляции Т-хелперов CD4+CD8–-TCRγδ и цитокинов в группе пациентов с БП продемонстрировал наличие достоверной обратной зависимости этой субпопуляции Т-хелперов с индуцированной продукцией ИЛ-10 и достоверной прямой зависимости с содержанием провоспалительного цитокина ИЛ-1β (табл. 4). Кроме того, была выявлена тенденция к повышению спонтанной продукции ИЛ-10 при снижении Т-хелперов CD4+CD8–-TCRγδ.
Таблица 4. Результаты корреляционного анализа содержания CD4+CD8–-TCRγδ субпопуляции Т-хелперов и ИЛ-1β, ИЛ-10 / Table 4. Results of the correlation analysis between the TCRγδ CD4+CD8– subpopulation numbers and the IL-1β, IL-10 numbers
Показатель Parameter | CD4+CD8–-TCRγδ субпопуляция Т-хелперов TCRγδ CD4+CD8– subpopulation of T helper cells | |
r | p | |
ИЛ-1β IL-1β | 0,648 | 0,042 |
ИЛ-10, индуцированная продукция IL-10, induced production | –0,745 | 0,048 |
ИЛ-10, спонтанная продукция IL-10, spontaneous production | –0,602 | 0,0506 |
Обсуждение
Среди отечественных трудов, посвящённых изучению субпопуляционного состава лимфоцитов и клеток врождённого иммунитета у пациентов с БП, представляют интерес данные, изложенные Е.В. Бочаровым и соавт. [40]. Ими были выявлены следующие изменения: снижение общего числа Т-лимфоцитов (CD3+), преимущественно за счёт Т-хелперов (CD4+), CD4+/CD8+-иммунорегуляторного индекса, а также снижение В-лимфоцитов (CD20+) и количества лимфоцитов, экспрессирующих HLA-DR (антигены HLA II), что сочеталось с увеличением количества лимфоцитов с экспрессией рецептора к ИЛ-2 (CD25+) и количества клеток, несущих на мембране CD95+ — маркер готовности к апоптозу. Врождённый иммунитет характеризовался увеличением количества макрофагов (CD11b+ и СD18+) и натуральных киллеров (NK16+). Общими изменениями в субпопуляционном составе лимфоцитов крови, выявленными в исследовании цитируемых авторов и в нашей работе, являются снижение Т-лимфоцитов у пациентов с БП, увеличение в крови CD3–CD56+-NK-клеток, наличие параметров активности иммунного ответа: увеличение количества лимфоцитов, экспрессирующих маркер ранней активации в CD25+, а в нашей работе — увеличение количества активированных NK-клеток, значимое повышение индуцированной продукции провоспалительного цитокина ИЛ-1β.
Компоненты клеточной стенки и внутреннего содержания комменсалов и патогенов распознаются TLR эпителия и клетками врождённого иммунитета [41], а микробиота непрерывно сигнализирует мукозоассоциированной лимфоидной ткани и поддерживает барьерный иммунитет в состоянии хронической активации. Однако микробиота обладает и иммуносупрессивными/толерогенными свойствами. Bacteroides fragilis при взаимодействии с TLR2 на клетках врождённого иммунитета может блокировать их провоспалительную активность [32]. Микробиота может активировать комменсал-специфические Т-регуляторные клетки, что приводит к продукции ими противовоспалительного цитокина ИЛ-10 [42]. Таким образом, эти процессы обусловлены взаимодействием микробиоты, барьерного эпителия и клеток врождённого и адаптивного иммунитета в сайте воспаления.
C. Zhou и соавт. продемонстрировали снижение в крови пациентов с более тяжёлым течением БП (по шкале UPDRS) количества TNK и γδT-лимфоцитов в сравнении с этими показателями у здоровых лиц [43]. В нашем исследовании количество CD4+CD8–-TCRγδ в периферической крови было достоверно меньше в группе пациентов с БП и сочеталось с аберрантной спонтанной продукцией ИЛ-10. Спонтанная продукция цитокинов γδT-лимфоцитами участвует в поддержании баланса между воспалением и толерантностью [14]. Известно, что основными продуцентами ИЛ-10 являются Т-регуляторные клетки с TCR, представленным αβ- или γδ-цепями, а также В-регуляторные клетки. Вероятно, выраженная спонтанная продукция ИЛ-10 у пациентов с БП связана в том числе с повышенной активностью CD4+CD8–-TCRγδ клеток, а именно с регуляторной субпопуляцией.
Известны работы, в которых показано, что количество Т-лимфоцитов меняется в процессе прогрессирования нейродегенерации при БП. Более того, показана взаимосвязь уровня так называемых α-синуклеин-реактивных Т-лимфоцитов со стадией заболевания, возрастом пациента, а также дозой леводопы [44]. α-Синуклеин-реактивные Т-лимфоциты появляются на премоторной стадии БП, достигают максимума на этапе развития моторных симптомов и значительно снижаются на развёрнутых стадиях. Нельзя исключать, что уровень γδT-клеток также меняется в процессе прогрессирования БП, а принимая во внимание роль данных клеток в антибактериальной защите, можно предположить, что эти изменения могут быть связаны и с составом микробиоты.
Таким образом, полученные нами данные позволяют по-новому оценить вклад γδT-клеток в патогенез БП, указывают на их роль в прогрессировании заболевания, а также на взаимосвязь с изменениями (качественными и количественными) кишечной микробиоты при этой патологии.
Об авторах
Игорь Вячеславович Красаков
ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова»; ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова»
Автор, ответственный за переписку.
Email: annaly-nevrologii@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0001-6092-0659
к.м.н., рук. центра экстрапирамидных заболеваний, преподаватель каф. нервных болезней
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургНаталия Ивановна Давыдова
ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова»
Email: annaly-nevrologii@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0001-8644-905X
к.м.н., с.н.с., зав. лаб. клинической иммунологии отд. клинико-лабораторной диагностики
Россия, Санкт-ПетербургАнастасия Андреевна Калашникова
ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова»
Email: annaly-nevrologii@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0002-5338-0866
к.б.н., с.н.с. лаб. клинической иммунологии отд. клинико-лабораторной диагностики
Россия, Санкт-ПетербургИгорь Вячеславович Литвиненко
ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова»
Email: annaly-nevrologii@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0001-8988-3011
д.м.н., проф., нач. каф. нервных болезней
Россия, Санкт-ПетербургСергей Сергеевич Алексанин
ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова»
Email: annaly-nevrologii@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0001-6998-1669
д.м.н., проф., чл.-корр. РАН, директор
Россия, Санкт-ПетербургНаталия Васильевна Макарова
ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова»
Email: annaly-nevrologii@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0002-8697-0096
к.ф.-м.н., в.н.с. НИО «Медицинский регистр МЧС России»
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Литвиненко И.В., Красаков И.В., Бисага Г.Н. и др. Современная концепция патогенеза нейродегенеративных заболеваний и стратегия терапии. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2017;6-2:3–10. doi: 10.17116/jnevro2017117623-10.
- Członkowska A., Kurkowska-Jastrzebska I., Członkowski A. et al. Immune processes in the pathogenesis of Parkinson’s disease — a potential role for microglia and nitric oxide. Med Sci Monit. 2002;8(8):RA165–RA177. PMID: 12165754.
- Whitton P.S. Inflammation as a causative factor in the aetiology of Parkinson’s disease. Br J Pharmacol. 2007;150(8):963–976. doi: 10.1038/sj.bjp.0707167. PMID: 17339843.
- Chen Z., Chen S., Liu J. The role of T cells in the pathogenesis of Parkinson’s disease. Prog Neurobiol. 2018;169:1–23. doi: 10.1016/j.pneurobio.2018.08.002. PMID: 30114440.
- Ярилин А.А. Иммунология. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010.
- Janeway C.A. Jr., Travers P., Walport M., Shlomchik M.J. Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. New York: Garland Science, 2001.
- Нижегородова Д.Б., Зафранская М.М. γδТ-Лимфоциты: общая характеристика, субпопуляционный состав, биологическая роль и функциональные особенности. Медицинская иммунология. 2009;11(2–3):115–130. doi: 10.15789/1563-0625-2009-2-3-115-130.
- Hedges J.F., Jutila M.A. Harnessing γδ T cells as natural immune modulators. Mucosal Vaccines. 2020;773–787. doi: 10.1016/B978-0-12-811924-2.00046-8.
- Saito H., Kranz D.M., Takagaki Y. et al. Complete primary structure of a heterodimeric T-cell receptor deduced from cDNA sequences. Nature. 1984;309(5971):757–62. doi: 10.1038/309757a0. PMID: 6330561.
- Chien Y.H., Iwashima M., Kaplan K.B. et al. A new T-cell receptor gene located within the alpha locus and expressed early in T-cell differentiation. Nature. 1987;327(6124):677–682. doi: 10.1038/327677a0. PMID: 2439914.
- Groh V., Porcelli S., Fabbi M. et al. Human lymphocytes bearing T cell receptor gamma/delta are phenotypically diverse and evenly distributed throughout the lymphoid system. J Exp Med. 1989;169(4):1277–1294. doi: 10.1084/jem.169.4.1277. PMID: 2564416.
- Parker C.M., Groh V., Band H. et al. Evidence for extrathymic changes in the T cell receptor gamma/delta repertoire. J Exp Med. 1990;171(5):1597–1612. doi: 10.1084/jem.171.5.1597. PMID: 2185330.
- McCarthy N.E., Hedin C.R., Sanders T.J. Azathioprine therapy selectively ablates human Vδ2+ T cells in Crohn’s disease. J Clin Invest. 2015;125(8):3215–3225. doi: 10.1172/JCI80840. PMID: 26168223.
- Paul S., Singh A.K., Lal S., Lal G. Phenotypic and functional plasticity of gamma-delta (γδ) T cells in inflammation and tolerance. Int Rev Immunol. 2014;33(6):537–558. doi: 10.3109/08830185.2013.863306. PMID: 24354324.
- Harly C., Guillaume Y., Nedellec S. Key implication of CD277/butyrophilin-3 (BTN3A) in cellular stress sensing by a major human γδ T-cell subset. Blood. 2012;120(11):2269–2279. doi: 10.1182/blood-2012-05-430470. PMID: 22767497.
- Moore K.W., de Waal Malefyt R., Coffman R.L., O’Garra A. Interleukin-10 and the interleukin-10 receptor. Annu Rev Immunol. 2001;19:683–765. doi: 10.1146/annurev.immunol.19.1.683. PMID: 11244051.
- Saraiva M., O’Garra A. The regulation of IL-10 production by immune cells. Nat Rev Immunol. 2010;10(3):170–181. doi: 10.1038/nri2711. PMID: 20154735.
- Gutierrez J., Raju S., Riley J.P., Boulis N.M. Introduction to neuropathic pain syndromes. Neurosurg Clin N Am. 2014;25(4):639–662. DOI: 10.1016/ j.nec.2014.06.002. PMID: 25240654.
- Tarazi F.I., Sahli Z.T., Wolny M., Mousa S.A. Emerging therapies for Parkinson’s disease: from bench to bedside. Pharmacol Ther. 2014;144(2):123–133. doi: 10.1016/j.pharmthera.2014.05.010. PMID: 24854598.
- Naundorf S., Schröder M., Höflich C. et al. IL-10 interferes directly with TCR-induced IFN-gamma but not IL-17 production in memory T cells. Eur J Immunol. 2009;39(4):1066–1077. doi: 10.1002/eji.200838773. PMID: 19266486.
- Sabat R., Grütz G., Warszawska K. Biology of interleukin-10. Cytokine Growth Factor Rev. 2010;21(5):331–344. doi: 10.1016/j.cytogfr.2010.09.002. PMID: 21115385.
- Moore T.A., Moore B.B., Newstead M.W., Standiford T.J. Gamma delta-T cells are critical for survival and early proinflammatory cytokine gene expression during murine Klebsiella pneumonia. J Immunol. 2000;165(5):2643–2650. doi: 10.4049/jimmunol.165.5.2643. PMID: 10946293.
- Toth B., Alexander M., Daniel T. et al. The role of gammadelta T cells in the regulation of neutrophil-mediated tissue damage after thermal injury. J Leukoc Biol. 2004;76(3):545–552. doi: 10.1189/jlb.0404219. PMID: 15197233.
- Koohsari H., Tamaoka M., Campbell H.R., Martin J.G. The role of gamma delta T cells in airway epithelial injury and bronchial responsiveness after chlorine gas exposure in mice. Respir Res. 2007;8(1):21. doi: 10.1186/1465-9921-8-21. PMID: 17343743.
- Balbi B., Valle M.T., Oddera S. et al. T-lymphocytes with gamma delta+ V delta 2+ antigen receptors are present in increased proportions in a fraction of patients with tuberculosis or with sarcoidosis. Am Rev Respir Dis. 1993;148 (6 Pt 1):1685–1690. doi: 10.1164/ajrccm/148.6_Pt_1.1685. PMID: 8256920.
- Bertotto A., Gerli R., Spinozzi F. et al. Lymphocytes bearing the gamma delta T cell receptor in acute Brucella melitensis infection. Eur J Immunol. 1993;23(5):1177–1180. doi: 10.1002/eji.1830230531. PMID: 8477812.
- Caldwell C.W., Everett E.D., McDonald G. et al. Apoptosis of gamma/delta T cells in human ehrlichiosis. Am J Clin Pathol. 1996;105(5):640–646. doi: 10.1093/ajcp/105.5.640. PMID: 8623774.
- Chien Y.H., Meyer C., Bonneville M. γδ T cells: first line of defense and beyond. Annu Rev Immunol. 2014;32:121–155. doi: 10.1146/annurev-immunol-032713-120216. PMID: 24387714.
- Stark M.A., Huo Y., Burcin T.L. et al. Phagocytosis of apoptotic neutrophils regulates granulopoiesis via IL-23 and IL-17. Immunity. 2005;22(3):285–294. doi: 10.1016/j.immuni.2005.01.011. PMID: 15780986.
- Wucherpfennig K.W., Newcombe J., Li H. et al. Gamma delta T-cell receptor repertoire in acute multiple sclerosis lesions. Proc Natl Acad Sci U S A. 1992;89(10):4588–4592. doi: 10.1073/pnas.89.10.4588. PMID: 1374907.
- Fiszer U., Mix E., Fredrikson S. et al. Gamma delta+ T cells are increased in patients with Parkinson’s disease. J Neurol Sci. 1994;121(1):39–45. doi: 10.1016/0022-510x(94)90154-6. PMID: 8133310.
- Козлов И.Г. Микробиота, мукозальный иммунитет и антибиотики: тонкости взаимодействия. РМЖ. 2018;8(1):19–27.
- Campos-Acuña J., Elgueta D., Pacheco R. T-cell-driven inflammation as a mediator of the gut-brain axis involved in Parkinson’s disease. Front Immunol. 2019;10:239. doi: 10.3389/fimmu.2019.00239. PMID: 30828335.
- Красаков И.В., Литвиненко И.В., Родионов Г.Г. и др. Оценка микробиоты кишечника у пациентов с болезнью Паркинсона с помощью метода газовой хромато-масс-спектрометрии. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2018;12(4):23–29.
- Fasano A., Bove F., Gabrielli M. et al. The role of small intestinal bacterial overgrowth in Parkinson’s disease. Mov Disord. 2013;28(9):1241–1249. doi: 10.1002/mds.25522. PMID: 23712625.
- Fasano A., Visanji N.P., Liu L.W. et al. Gastrointestinal dysfunction in Parkinson’s disease. Lancet Neurol. 2015;14(6):625–639. doi: 10.1016/S1474-4422(15)00007-1. PMID: 25987282.
- Maini Rekdal V., Bess E.N., Bisanz J.E. et al. Discovery and inhibition of an interspecies gut bacterial pathway for Levodopa metabolism. Science. 2019;364(6445):eaau6323. doi: 10.1126/science.aau6323. PMID: 31196984.
- Stacy M., Bowron A., Guttman M. et al. Identification of motor and nonmotor wearing-off in Parkinson’s disease: comparison of a patient questionnaire versus a clinician assessment. Mov Disord. 2005;20(6):726–733. doi: 10.1002/mds.20383. PMID: 15719426.
- Ивашкин В.Т., Маев И.В., Шептулин А.А. и др. Клинические рекомендации Российской гастроэнтерологической ассоциации по диагностике и лечению взрослых пациентов с хроническим запором. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2017;27(3):75–83.
- Бочаров Е.В., Крыжановский Г.Н., Полещук В.В. и др. Нарушение иммунной и антиоксидантной защиты при болезни Паркинсона. Патогенез. 2012;10(1):34–38.
- Bouskra D., Brézillon C., Bérard M. et al. Lymphoid tissue genesis induced by commensals through NOD1 regulates intestinal homeostasis. Nature. 2008;456(7221):507–510. doi: 10.1038/nature07450. PMID: 18987631.
- Ubeda C., Pamer E.G. Antibiotics, microbiota, and immune defense. Trends Immunol. 2012;33(9):459–466. doi: 10.1016/j.it.2012.05.003. PMID: 22677185.
- Zhou C., Zhou X., He D. et al. Reduction of peripheral blood iNKT and γδT cells in patients with Parkinson’s disease: an observational study. Front Immunol. 2020;11:1329. doi: 10.3389/fimmu.2020.01329. PMID: 32670293.
- Lindestam Arlehamn C.S., Dhanwani R., Pham J. et al. α-Synuclein-specific T cell reactivity is associated with preclinical and early Parkinson’s disease. Nat Commun. 2020;11(1):1875. doi: 10.1038/s41467-020-15626-w. PMID: 32313102.