SIGNS OF MICROBIAL SENSIBILIZATION IN PATIENTS WITH VARIOUS CARDIOVASCULAR DISEASES
- Authors: Karpunina N.S1, Bakhmetiev B.A2, Zaikina M.V.1
-
Affiliations:
- Perm State Medical Academy
- Research Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms
- Issue: Vol 92, No 1 (2015)
- Pages: 75-81
- Section: Articles
- Submitted: 13.06.2023
- Published: 15.02.2015
- URL: https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/14207
- ID: 14207
Cite item
Full Text
Abstract
Aim. Analysis of intensity of non-specific (level of sera cytokines) and specific (titers of antibodies against Chlamydophila pneumoniae) factors of humoral immunity in patients with arterial hypertension and various forms of ischemic heart diseases. Materials and methods. 282 individuals were the object of examination - 157 (55.7%) males. 8 groups were formed, comparable by age: 1 - 32 individuals with exertional angina pectoris of the III functional class; 2 - 20 individuals with healing Q-positive myocardial infarction (MI); 3 - 15 individuals with Q-negative healing MI; 4 - 15 individuals with unstable angina pectoris; 5 - 40 individuals with persisting atrium fibrillation; 6 - 35 individuals with clinically significant chronic heart failure; 7 - 92 patients with hypertension of the II stage; 33 conditionally healthy composed the control group. Class A and G immunoglobulins against C. pneumoniae, IL-ф, -6, -17, TNFa content in blood were determined. Results. The proportion of seropositive individuals in groups with IgG and IgA titer characteristics was determined. Data on the level of cytokines, taking into the account seropositivity, and titer increase are presented. Correlations between hemostasis system were established, that demonstrate increase of thrombophilia in the presence of persistent infection, mediated via induction of cytokine production. Significant differences by instrumental parameters depending on seropositivity were not obtained. Conclusion. Contribution of microbial sensibilization and latent inflammation in the development and destabilization of atherogenesis-associated diseases seems evident.
Full Text
ВВЕДЕНИЕ В последние десятилетия с учетом всеобщего признания атеросклероза воспалительным заболеванием обозначились новые, потенциально управляемые факторы риска его развития. Среди них особое внимание исследователей привлекают персистирующие инфекции, возбудители которых обладают тропностью к сосудистому эндотелию. Оказалось, что такие микроорганизмы способны взаимодействовать с классическими факторами сердечно-сосудистого риска, а также с другими провоспалительными триггерами, обусловливая системные и локальные эндоваскулярные воспалительные реакции, приводящие к прогрессированию атеросклероза [4, 9 - 12, 14]. Наиболее изученными и часто упоминаемыми в этом контексте являются бактерии Chlamydophila pneumoniae [2, 3, 5 - 8]. К настоящему времени накоплен и обобщен в литературе 20-летний опыт изучения возможной роли C. pneumoniae в инициации и прогрессировании атеросклероза, однако многие аспекты этой проблемы по-прежнему остаются предметом для дискуссий. Цель исследования - анализ уровня сывороточных цитокинов и титра антител к C.pneumoniae у больных артериальной гипертензией (АГ) и различными формами ишемической болезни сердца (ИБС). МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Объектом наблюдений были 282 человека, в том числе 249 пациентов Пермской краевой клинической больницы, мужчин - 157 (55,7%). Исследование было открытым, параллельным, одномоментным и неконтролируемым. К критериям исключения относили нарушения углеводного обмена и другую эндокринную патологию, бронхиальную астму, пороки сердца, злокачественные новообразования, острые воспалительные или обострение хронических воспалительных заболеваний в предшествующие 2 недели. После оформления информированного согласия на медицинское вмешательство и в соответствии с критериями исключения были сформированы группы, сопоставимые по возрасту: 1 - пациенты со стенокардией напряжения (СН) III функционального класса (ФК) - 32 человека; 2 - 20 человек с заживающим Q-позитивным инфарктом миокарда (ИМ); 3 - 15 человек с Q-негативным заживающим ИМ; 4 - 15 человек с нестабильной стенокардией (НС); 5 - 40 человек с персистирующей фибрилляцией предсердий (ПРФП); в 6 группу вошли 35 пациентов с клинически значимой хронической сердечной недостаточностью (ХСН) ишемического генеза 3ФК по NYHA; 7 группа была представлена 92 пациентами с гипертонической болезнью II стадии; контрольную группу составили 33 условно здоровых, не имеющих признаков сердечно-сосудистых заболеваний, вошедших в исследование по результатам планового профосмотра. Значимые отличия по полу получены лишь между пациентами с нестабильной стенокардией и Q-негативным инфарктом миокарда, а также между пациентами с ПРФП и Q-позитивным ИМ. Основанием для распределения пациентов по группам служили данные суточного мониторирования АД (СМАД) и ЭКГ (ДМ-ЭКГ, «Astrocard» ЗАО «Медитек», Россия), эхокардиографии (Эхо-КГ) на аппарате «Hewlett-Packard, Sonos-4500» в модальном и двухмерном режимах. Q-позитивный ИМ верифицировали при наличии соответствующей клинической картины в сочетании с типичными изменениями на ЭКГ и их закономерной динамикой, реакцией кардиоселективных ферментов (КФК-МВ, тропонин T). Для лабораторных тестов забирали кровь из кубитальной вены в 1 день госпитализации. Анализ сывороток для выявления антител к C.pneumoniae проводили с помощью наборов реагентов для иммуноферментного выявления иммуноглобулинов класса А и G к C.pneumoniae производства ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск). В соответствии с инструкцией титр 1:5 расценивали как сомнительный; 1:10 - слабоположительный; 1:20 - положительный; 1:40 или 1:80 - резкоположительный результат. Для определения концентрации сывороточных цитокинов кровь центрифугировали, супернатант замораживали при -70°С. Далее определяли содержание в сыворотке крови ИЛ-ф, -6, -17, ФНО-а методом иммуноферментного анализа при помощи тест-систем ЗАО «Вектор-Бест», Новосибирск. Уровень ФНО-а считали нормальным, если он не превышал 2,5 пг/мл, ИЛ-ф - 15 пг/мл, ИЛ-6 - 30 пг/мл, ИЛ-17 - 50 пг/мл. Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета Statistica 6.0. Учитывая ненормальное распределение, в случае проведения множественных сравнений использовали метод Kruskal-Wallis с поправкой Бонферрони. Различия между двумя независимыми группами определяли с использованием U-критерия Манна-Уитни и двухвыборочного критерия Колмогорова-Смирнова, для исследования связи двух признаков вычисляли критерий Спирмена. Статистически значимыми считали различия при р<0,05. Полученные данные представлены в виде М±с. РЕЗУЛЬТАТЫ Распределение числа серопозитивных к C.pneumoniae лиц в группах представлено на рис. Все группы значимо отличались от контрольной по частоте встречаемости противохламидийных антител обоих классов. Максимальное количество положительных результатов наблюдали у пациентов с инфарктом миокарда и стабильной стенокардией, минимум - у лиц с клинически значимой ХСН, IgA-позитивных в группе контроля не было вообще. Сравнительный анализ показал, что достоверно отличались друг от друга группы 1 и 2: рц2=0,02, 1 и 5: р1-5 =0,001, 1 и 6, 7: р1-6 =0,01, р1-7=0,03, а также 3, 4 и 6, 7: р3-6=0,006, р4-6 =0,001, р3-7=0,01, р4-7=0,01. Доля IgG- и IgA-позитивных к C.pneumoniae лиц в изучаемых группах. По оси абсцисс - нозологии, по оси ординат - процент серопозитивных. СтСТ - стабильная стенокардия, ИМQ+ инфаркт миокарда с зубцом Q, ИМQ- инфаркт миокарда без зубца Q, НС - нестабильная стенокардия, ПРФП - персистирующая фибрилляция предсердий, ХСН - хроническая сердечная недостаточность, АГ - артериальная гипертензия. Таблица 1. Маркеры воспаления в зависимости от серопозитивности с определением IgG к C.pneumoniae в группах Группы СРП, мг/л M±5 ФНО-а, пг/мл M±5 ИЛ-1р, пг/мл M±5 ИЛ-6, пг/мл, M±5 ИЛ-17, пг/мл M±5 ИЛ-4, пг/мл M±5 СН серо «+» 4,8±2,21* 5,7±9,14 2,2±2,55 8,1±5,42 0±0,0 1,9±3,47 серо «-» 2,2±0,82* 3,2±1,68 1,7±0,73 4,7±1,95 0,01±0,06 1,8±2,35 ОКС серо «+» 4,6±3,23 7,7±3,36 4,1±3,26 9,9±4,66* 0,4±1,57 2,0±2,17 серо «-» 3,9±1,06 6,1±1,93 4,8±2,77 6,3±3,11* 0,6±1,36 1,9±1,47 ПРФП серо «+» 5,0±1,13* 6,6±4,47* 2,2±1,17* 9,8±3,53* 0±0,0* 2,3±3,82 серо «-» 3,3±2,13* 2,9±1,22* 1,1±0,62* 3,9±1,99* 8,7±9,53* 2,1±3,48 ХСН серо «+» 4,2±0,64 5,4±1,32 2,3±1,08 8,6±1,92 0±0,0 2,0±1,12 серо «-» 4,9±1,22 5,8±1,79 2,4±1,09 8,4±1,76 0±0,0 2,2±0,57 АГ серо «+» 3,2±2,65 2,1±2,05 0,0±0,83 3,2±3,24 0±0,0 2,6±3,78 серо «-» 3,9±4,23 3,9±4,39 1,4±1,26 5,6±5,40 1,6±5,0 2,5±3,07 При мечание. * р<0,05. Таблица 2. Маркеры воспаления в зависимости от серопозитивности с определением IgА к C.pneumoniae в группах Группы СРП, мг/л ФНО-а, пг/мл ИЛ-1р, пг/мл ИЛ-6, пг/мл, ИЛ-17, пг/мл ИЛ-4, пг/мл M±5 M±5 M±5 M±5 M±5 M±5 СН серо «+» 4,3±3,33 2,8±3,45 1,3±1,69 6,2±1,76 0±0,0 2,0±4,47 серо «-» 3,6±1,55 4,5±6,57 2,1±1,83 6,2±4,50 0,01±0,05 1,8±1,38 ОКС серо «+» 4,0±1,62 7,3±3,9 4,2±3,34 9,8±5,83 0,1±0,20 2,1±3,29 серо «-» 4,4±2,53 6,7±2,35 4,7±2,89 7,3±3,49 0,6±1,57 2,0±1,36 ПРФП серо «+» 4,8±0,82 6,6±4,56* 2,0±1,08 10,0±3,48* 0±0,0* 2,2±4,21 серо «-» 3,7±2,11 3,7±2,80* 1,4±0,93 5,3±3,52* 8,7±9,53* 2,0±2,87 ХСН серо «+» 3,7±0,39* 5,7±1,21 2,2±1,22 8,1±1,98 0±0,0 2,1±2,42 серо «-» 4,9±1,12* 5,7±1,75 2,4±1,07 8,5±1,78 0±0,0 2,1±1,27 АГ серо «+» 3,0±2,82 1,7±1,90* 0,6±0,67* 2,4±2,18* 0±0,0 2,5±3,67 серо «-» 3,8±3,94 3,7±4,06* 1,4±1,20* 5,4±5,18* 1,3±4,59 2,5±2,19 П римечание. * р<0,05. При суммации всех вариантов ИБС распространенность специфических антител класса G составила 36,3%, A - 17,8%. Процент сочетанного выявления антител обоих классов в группах с НС и Q-негативным ИМ был высоким, причем у одного больного с НС уровень IgG в сыворотке был ниже, чем IgA. Такие результаты могут свидетельствовать в пользу возможного влияния обострения инфекции на течение ИБС. В одном случае в первой группе и в 8 случаях в 7 группе выявлены IgA в отсутствии IgG. Мы посчитали, что это связано либо с диагностической ошибкой, либо с небольшим сроком от начала обострения инфекции, когда секреция IgG еще не достигала регистрируемых значений. Нельзя не отметить высокую распространенность положительных результатов с высоким титром - 1:40 и 1:80 при различных кардиоваскулярных заболеваниях, особенно при острых формах ИБС, тогда как в группе контроля лиц с титром IgG >1:40 не выявлено. На следующем этапе мы проанализировали уровень изучаемых цитокинов в группах с учетом наличия у больных противохламидийных антител классов G и A (табл. 1, 2). У пациентов с АГ достоверных отличий по уровню цитокинов в зависимости от наличия IgG не получено (табл. 1), однако вопреки большинству литературных данных прослеживается тенденция к более высокому содержанию всех исследованных цитокинов и СРП у серонегативных лиц. Одним из объяснений такого факта мы считаем возможность снижения уровня медиаторов воспаления в ситуации с длительной персистенцией возбудителя. С другой стороны, известно, что для элиминации C.pneumoniae требуется достаточное количество ИФН-у и ФНО-а [6]. И с этой точки зрения ситуацию у серопозитивных пациентов с АГ можно рассматривать как неблагоприятную в смысле предрасположенности к формированию персистирующей инфекции [2]. Аналогичная ситуация, вероятно, складывается и у пациентов с клинически выраженной ХСН, хотя в этом случае практически при равнозначных величинах можно скорее предполагать незначимость фактора инфицирования с точки зрения наступающего финала сердечнососудистого континуума. Другой вариант прослеживается у всех остальных пациентов с ИБС: серопозитивность всегда сопровождается увеличением концентрации СРП и провоспалительных цитокинов в сыворотке крови с достижением значимости отличий по СРП у пациентов с СН (р=0,002), по ИЛ-6 при ОКС (р=0,005) и по всем параметрам, кроме ИЛ-17, при ПРФП (табл.1, 2). При этом ИЛ-4 достоверных отличий в группах с учетом выявления противохламидийных антител не имел. В ходе сравнения концентрации сывороточных цитокинов с учетом наличия IgA к C.pneumoniae сохранялась выявленная ранее тенденция в группе гипертоников (табл. 1), причем для ФНО-а, ИЛ-1Р и ИЛ-6 различия были статистически значимы (табл. 2). У пациентов с ХСН достоверные различия наблюдались только по уровню СРП (р=0,003). Серопозитивные лица с ПРФП вновь продемонстрировали более высокий уровень цитокинов, за исключением ИЛ-17, однако статистической разницы достигли только ФНО-а и ИЛ-6. Несмотря на отсутствие достоверности, лица с острыми формами ИБС отличались более высокими показателями ФНО-а и ИЛ-6, что также позволяет предполагать вероятное влияние обострения хламидийной инфекции на дестабилизацию коронарной болезни сердца. Группа пациентов с СН, относительно стабильным течением ИБС, характеризовалась одинаковой продукцией медиаторов воспаления как в случае выявления, так и в случае отсутствия IgA к C.pneumoniae. Уровень ИЛ-4 по-прежнему не имел межгрупповых расхождений. С учетом выявленных достоверных отличий по некоторым показателям у серопозитивных к C.pneumoniae больных в группах в дальнейшем мы попытались оценить влияние степени выраженности иммунного ответа (по титру антител) на содержание провоспалительных цитокинов. Сравнительный анализ выявил достоверно разный уровень СРП в крови у пациентов со стенокардией напряжения при сопоставлении между титрами 0 и 1:10, 1:10 и 1:20: P1-2 - 0,01, P2-3 - 0,00017. Следует отметить, что у 1 пациента с титром 1:80 СРП составил 10 мг/л. У пациентов с ПРФП увеличение выраженности иммунного ответа также ассоциировалось со статистически значимым ростом концентрации маркеров воспаления, что особенно наглядно проявилось в связи с увеличением титра IgA. Ввиду отсутствия достаточного для статистического сравнения числа наблюдений по всем градациям титра в группе ОКС возможность сравнения уровня ИЛ-6 была только между титрами IgG 1:20 и 1:40 (отмечен достоверный рост, р=0,04) и между титрами IgA 1:10 и 1:20 (отмечено достоверное снижение, р=0,047). ОБСУЖДЕНИЕ Несмотря на установленные закономерности, мы практически не получили статистически значимых отличий по инструментальным параметрам в зависимости от серопозитивности пациентов к C.pneumoniae, объясняя это, в первую очередь, относительной изоляцией очага воспаления (бляшка) и его вялым течением, не вызывающим отклонения в исследуемых параметрах. Исключение составили больные с СН и АГ: лица с наличием противохламидийных антител в первом случае имели достоверно более низкий, чем у серонегативных, цветовой показатель (р=0,04), большее количество лимфоцитов (р=0,04) и размеры МЖП (р=0,01); серопозитивные пациенты с артериальной гипертензией отличались большими размерами левого предсердия (р=0,04). Тем не менее, у серопозитивных больных нами выявлен ряд корреляций между уровнем провоспалительных цитокинов и некоторыми показателями параклинического обследования. Во всех группах, за исключением лиц с клинически выраженной ХСН, вновь определяются корреляции высокой силы с теми или иными показателями системы гемостаза, демонстрирующие возможное нарастание тромбофилии в присутствии персистирующей инфекции, опосредованно, через индукцию выработки цитокинов. Складывается впечатление, что лица с ОКС и ПРФП с наличием противохламидийных антител находятся в менее благоприятной ситуации в отношении синтеза атерогенных липидов. Кроме того, у больных с нарушением ритма имеется еще и положительная связь средней силы ФНО-а с уровнем глюкозы (R=0,58, p=0,047), что было продемонстрировано и в ряде других исследований [1, 13]. По выявленным в группе ХСН корреляциям между ИЛ-6 и уровнем печеночных трансаминаз и общего белка (R=0,7, p=0,02, R=0,8, p=0,006, R=-0,89, p=0,006) можно судить о возможном вкладе цитокинового каскада в прогрессирование кахексии и развитие ишемического гепатита на фоне клинически значимой сердечной недостаточности. Таким образом, по совокупности полученных данных возможный вклад сенсибилизации к C.pneumoniae и латентного воспаления в развитие и дестабилизацию атерогенез-ассоциированных заболеваний представляется вполне очевидным. Наличие персистирующей инфекции, тропной к сосудистому эндотелию, меняет профиль выработки провоспалительных цитокинов, способствуя поддержанию вялотекущей воспалительной реакции, а также нарастанию тромбофилии, стимулируя в итоге и фибропластические процессы в бляшке, и ее возможную дестабилизацию. Есть основания полагать, что регистрируемый в большинстве случаев у таких больных недостаточный для элиминации персистирующих патогенов уровень цитокинов может служить постоянным провоцирующим фактором неблагополучия эндотелия и способствовать развитию атеросклероза. Тот факт, что частота серопозитивных к C. pneumoniae среди кардиологических больных по нашим данным как минимум в два с половиной раза превосходила аналогичный показатель в популяции в целом, требует более углубленного изучения механизмов, реализующих возможный негативный эффект присутствия микробного агента, тропного к сосудистому эндотелию.×
About the authors
N. S Karpunina
Perm State Medical AcademyPerm, Russia
B. A Bakhmetiev
Research Institute of Ecology and Genetics of MicroorganismsPerm, Russia
M. V. Zaikina
Perm State Medical AcademyPerm, Russia
References
- Шапошникова А.И. Хламидийная инфекция и показатели воспаления при фибрилляции предсердий у больных ишемической болезнью сердца, их прогностическая значимость. Автореф. дис. канд. мед. наук. Пермь, 2005.
- Corrales-Medina V.F., Madjid M., Musher D.M. Role of acute infection in triggering acute coronary syndromes. Lancet Infect. Dis. 2010, 10 (2): 83-92.
- Elkind M.S. Infectious burden: a new risk factor and treatment target for atherosclerosis. Infect. Disord. Drug. Targets. 2010, 10 (2): 84-90.
- Epstein S.E., Zhu J., Najafi A.H. Insights into the role of infection in atherogenesis and in plaque rupture. Circulation. 2009, 119 (24): 3133-3141.
- Fong I.W New perspectives of infections in cardiovascular disease. Curr. Cardiol. Rev. 2009, 5 (2): 87-104.
- Honarmand H. Atherosclerosis induced by Chlamydophila pneumoniae: a controversial theory. interdisciplinary perspectives on infectious diseases. 2013, Article ID 941392, 11 pages.
- Kreutmayer S., Csordas A., Kern J. et al. Chlamydia pneumoniae infection acts as an endothelial stressor with the potential to initiate the earliest heat shock protein 60-dependent inflammatory stage of atherosclerosis. Cell. Stress Chaperones. 2013, 18: 259-268.
- Madjid M., Vfela D., Khalili-Tabrizi H. Systemic infections cause exaggerated local inflammation in atherosclerotic coronary arteries: clues to the triggering effect of acute infections on acute coronary syndromes. Tex. Heart. Inst. J. 2007, 34 (1): 11-18.
- Pietro M., Filardo S., Santis F. et al. Chlamydia pneumoniae infection in atherosclerotic lesion development through oxidative stress: a brief overview. Int. J. Mol. Sci. 2013, 14: 1510515120.
- Shah PK. Link between infection and atherosclerosis: who are the culprits: viruses, bacteria, both, or neither? Circulation. 2001, 103 (1): 5-6.
- Simanek A.M., Dowd J.B., Aiello A. Persistent pathogens linking socioeconomic position and cardiovascular disease in the US. Int. J. Epidemiol. 2009, 38 (3): 775-787.
- Steptoe A., Shamaei-Tousi A., Gylfe A. Socioeconomic status, pathogen burden and cardiovascular disease risk. Heart. 2007, 93 (12): 1567-1570.
- Wang Ch.-M., Kaltenboeck B. Exacerbation of chronic inflammatory diseases by infectious agents: fact or fiction? World J. Diabetes. 2010, 1 (2): 27-35.
- Wildgruber M., Swirski F.K., Zernecke A. Molecular imaging of inflammation in atherosclerosis. Theranostics. 2013, 11: 865-884.