Многофакторный анализ клинико-лабораторных показателей, уровней IL-17a, IL-23, IL-33, IL-35 и cпецифических антител в сыворотке крови у больных безэритемной формой иксодового клещевого боррелиоза | Сапожникова В.В., Бондаренко А.Л.

Введение

Иксодовый клещевой боррелиоз (боррелиозная инфекция, Лайм-боррелиоз) является природноочаговым трансмиссивным заболеванием, вызываемым грам­отрицательными бактериями Borrelia burgdorferi sensu lato, передающимися клещами рода Ixodes. Боррелиозная инфекция характеризуется полиморфизмом клинических проявлений. Безэритемная форма Лайм-боррелиоза протекает в виде интоксикационного синдрома и остается труднодиагностируемой, т. к. в месте присасывания клеща у больных отсутствует патогномоничный маркер заболевания — мигрирующая эритема [1–10]. Установлено, что клинические проявления у пациентов с Лайм-боррелиозом определяются особенностями иммунного ответа макроорганизма [1–14]. Множество современных научных исследований, в т. ч. в области изучения боррелиозной инфекции, включают изучение иммунологических особенностей и критериев неблагоприятного течения заболевания, а также системный анализ показателей [12–15]. Многофакторный анализ (метод главных компонент) позволяет выявить воздействие отдельных факторов на изменение совокупности показателей и определить связь между исследуемыми признаками [15].

Цель исследования: выявление взаимосвязи клинических, лабораторных особенностей, выработки специфических антител и цитокинов (интерлейкинов IL-17A, -23, -33, -35) у больных с безэритемной формой Лайм-боррелиоза с применением метода многофакторного анализа.

Материал и методы

С 2012 по 2014 г. проведено обследование госпита-лизированных в КОГБУЗ «Инфекционная клиническая больница» 30 пациентов с безэритемной формой Лайм-боррелиоза в возрасте от 15 до 75 лет (средний возраст больных — 45,5±15,73 года), из них мужчины составили 53,3%. Исследование было одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО Кировский ГМУ Мин­здрава России. Диагноз боррелиозной инфекции был поставлен на основании анамнестических, клинико-лабораторных данных и результатов специфической диагностики. Диагноз у пациентов с безэритемной формой Лайм-боррелиоза был установлен в соответствии с классификацией E. Asbring (1988 г.) и Н.Н. Воробьевой (2013 г.) [1–4]. Специфическая серологическая диагностика боррелиозной инфекции у пациентов включала выявление специфических иммуноглобулинов IgM и IgG к антигенным структурам Borrelia afzelii, Borrelia garinii методом иммуночипа в ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора. Определение уровней цитокинов (IL-17A, -23, -33, -35) сыворотки крови у пациентов проведено в период разгара заболевания и реконвалесценции. В контрольную группу были включены 30 здоровых доноров, по полу и возрасту соответствовавшие группе пациентов. Группа контроля состояла из лиц в возрасте от 15 до 75 лет (средний возраст — 45,6±12,27 года), из них мужчин — 53,3%. Уровни цитокинов в сыворотке крови исследуемых лиц определены в ФГБОУ ВО Кировский ГМУ Минздрава России с применением реактивов Вender Med Systems
(Австрия), Uscscn Life Science Ins. Wuhan (Китай).

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с применением Statistica v 10.0 (StatSoft Inc., США). Качественные данные представлены в виде относительных показателей (%). Распределение количественных данных оценено по построенным гистограммам и критерию Шапиро — Уилка. При нормальном распределении количественных показателей вычислялось среднее арифметическое значение со среднеквадратичным отклонением (М±σ) и проведено сравнение по t-критерию Стьюдента. Медиана, а также нижний и верхний квартили (Me (Q₂₅; Q₇₅)) вычислялись при наличии отличного от нормального распределения показателей. Критерий Манна — Уитни вычислялся для определения достоверных различий при сравнении независимых выборок; критерий Вилкоксона использовался для определения достоверных различий при сравнении зависимых выборок. Коэффициент Спирмена определялся при изучении связи между двумя рядами количественных данных. Достоверность различий значений была установлена при критическом уровне значимости более 95% (р<0,05).

Результаты исследования

За период с 2000 по 2019 г. показатели заболеваемости Лайм-боррелиозом в Кировской области превышали среднероссийские в 2,6–8,2 раза [16]. Среди обследованных пациентов с безэритемной формой достоверно чаще встречались трудоспособные лица, реже — пенсионеры (80,0% и 20,0%; р<0,001). Отрицали факт присасывания клеща, но находились на пригородных территориях в сроки 1–35 сут до заболевания 30,0% пациентов. У пациентов определена микст-инфекция B. garinii и B. afzelii (76,7%), моноинфекция B. garinii (20,0%), моноинфекция B. afzelii (3,3%). У 21 больного инкубационный период составил от 2 до 25 сут (в среднем 12,7±1,49 дня), у других 9 пациентов (30,0%) инкубационный период не установлен. Госпитализация проведена через 4,1±0,66 сут от манифестации интоксикационного синдрома с лихорадочными реакциями и общей слабостью у всех пациентов (100,0%). Пациенты жаловались на головную боль (83,3%), головокружение (46,7%), ознобы (43,3%), миалгии (46,7%), артралгии (16,7%), тошноту (36,7%), вялость и заторможенность (43,3%). Длительность лихорадки у больных составляла 8,3±1,27 сут. У большинства пациентов зарегистрирована средняя степень тяжести (90,0%). Тяжелая степень с синдромом менингизма (рвота, выраженная головная боль, боль в глазных яблоках, ригидность мышц затылка) выявлена у 10,0% пациентов с микст-инфекцией В. garinii, B. afzelii. Нарушение деятельности центральной нервной системы (беспокойство, бессонница, психомоторное возбуждение) отмечено у 30,0% больных, при этом определена микст-инфекция B. garinii, B. afzelii у 26,6%, моноинфекция В. garinii — у 3,3%. Ваго-инсулярные кризы были определены у 5 больных с микст-инфекцией B. garinii и B. afzelii (16,7%). Сенсорная нейропатия верхних и нижних конечностей (боли, судороги, покалывание, онемение) выявлена у пациентов в 26,7% случаев, среди которых микст-инфекция B. garinii, B. afzelii определена в 16,7% случаев, моноинфекция B. garinii — в 6,7%, моноинфекция B. afzelii — в 3,3%.

У больных в 40,0% случаев были установлены нарушения сердечного ритма и проводимости. В частности, у пациентов в 16,7% случаев определена синусовая брадикардия (54,2±2,03 удара в минуту), в 3,3% — синусовая тахикардия (98 ударов в минуту). Нарушения реполяризации миокарда установлены в 10,0% случаев, замедление внутрижелудочковой проводимости — в 6,7%, нарушения атриовентрикулярной проводимости — в 3,3%, редкие атриовентрикулярные экстрасистолы — в 3,3%. Жалобы на дискомфорт в области сердца и приглушенность сердечных тонов определены в 6,7% случаев. У больных с поражениями сердца установлена микст-инфекция B. garinii, B. afzelii (36,7%) и моноинфекция B. garinii (3,3%).

В 26,7% случаев у пациентов определен безжелтушный гепатит с повышением уровня аланинаминотрансферазы в 1,1–2,6 раза (в среднем — 66,5±7,51 Ед/л) в сочетании с микст-инфекцией B. garinii и B. afzelii.

В ходе курсового антибактериального лечения больных были использованы раствор цефтриаксона — у 80,0%, раствор цефотаксима — у 16,7%, раствор бензилпенициллина — у 3,3%.

Течение инфекционного процесса с выраженным интоксикационным синдромом у больных характеризовали изменения в общем анализе крови и уровни специфических IgM, IgG к антигенам B. garinii и B. afzelii (табл. 1). В процессе лечения у пациентов выявлено достоверное понижение уровней палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов, достоверное повышение содержания тромбоцитов, а также тенденция к повышению содержания специфических антител по сравнению с показателями при госпитализации.

Таким образом, в Кировской области безэритемная форма боррелиозной инфекции часто встречается у пациентов трудоспособного возраста (80,0%), в большинстве случаев определяется микст-инфекция B. garinii и B. afzelii (76,7%), при которой выявляются ЭКГ-изменения (40,0%) и синдром цитолиза (26,7%). У больных с безэритемной формой сдвиги показателей периферической крови отражают выраженность интоксикационного синдрома в разгар заболевания, восстановление показателей гемостаза, повышение активности гуморального иммунитета к периоду реконвалесценции.

В исследовании у больных изучались уровни провоспалительного IL-23, маркера выраженности клеточного звена иммунного ответа. Концентрации IL-23 в сыворотке крови у пациентов в разгар заболевания (Me 1267,95 (Q₂₅ 399,18; Q₇₅ 1518,27) пг/мл) и в период реконвалесценции (Me 1137,88 (Q₂₅ 553,42; Q₇₅ 1508,26) пг/мл) достоверно превышали значения здоровых доноров (Me 24,89 (Q₂₅ 17,56; Q₇₅ 40,20) пг/мл); р₁<0,001; р₂<0,001). Провоспалительный IL-33 является маркером выраженности гуморального звена иммунного ответа, стимулирует секрецию интерлейкинов Т-лимфоцитами хелперами (Th) 2 типа [11]. Концентрации IL-33 сыворотки крови у пациентов в разгаре заболевания (Me 84,68 (Q₂₅ 72,55; Q₇₅ 121,00) пг/мл) и в период реконвалесценции (Me 76,17 (Q₂₅ 57,97; Q₇₅ 99,22) пг/мл) были достоверно выше значений группы контроля (Me 6,79 (Q₂₅ 4,35; Q₇₅ 11,67) пг/мл; р₁<0,001; р₂<0,001). Следовательно, у больных с безэритемной формой Лайм-боррелиоза повышенные концентрации провоспалительных IL-23 и -33 определяли активность воспалительных процессов, необходимых для элиминации боррелий. Однако при исследовании корреляционной связи выработки IL-23 и -33 у больных не наблюдалось, что могло характеризовать отдельные сформировавшиеся направления реализации Th1- и Th2-типа иммунного ответа.

В исследовании у больных проведен анализ концентрации провоспалительного IL-17A, ответственного за выраженность аутоиммунных воспалительных реакций в соединительной и нервной ткани [11]. Уровни IL-17А у пациентов в разгар заболевания (Me 0,47 (Q₂₅ 0,26;
Q₇₅ 0,63) пг/мл) и в период реконвалесценции (Me 0,29 (Q₂₅ 0,17; Q₇₅ 0,63) пг/мл) были достоверно выше по сравнению с показателями контрольной группы (Me 0,10 (Q₂₅ 0,00; Q₇₅ 0,64) пг/мл; р₁<0,01; р₂<0,05), что могло указывать на выраженность аутоиммунных воспалительных реакций. IL-35 вырабатывается Т-лимфоцитами-супрессорами и является цитокином, подавляющим продукцию провоспалительного IL-17A [11]. Концентрации противовоспалительного IL-35 в сыворотке крови у больных в период разгара (Me 12,07 (Q₂₅ 2,03; Q₇₅19,92) пг/мл) и период реконвалесценции (Me 11,26 (Q₂₅ 2,03; Q₇₅ 20,65) пг/мл) были ниже показателей группы контроля (Me 21,24 (Q₂₅ 13,68; Q₇₅ 29,44) пг/мл; р₁<0,01; р₂<0,01), что характеризовало дефицит выработки противовоспалительного цитокина IL-35. При проведении анализа выработки IL-17A и -35 у больных корреляционная связь между ними отсутствовала, что свидетельствовало о дисбалансе воспалительных и противовоспалительных реакций.

Для выявления наиболее информативных факторов иммунопатогенеза безэритемной формы иксодового клещевого боррелиоза дополнительно проведен системный (многофакторный) анализ данных (рис. 1). При этом оценивалось взаимодействие всех клинико-лабораторных параметров и профиля IL-17A, -23, -33, -35 в сыворотке крови у пациентов с безэритемной формой Лайм-боррелиоза. Были выделены главные компоненты — «форма» и «лечение», определяющие изменчивость всей совокупности показателей. В ходе многофакторного анализа у больных с безэритемной формой были определены наиболее информативные иммунопатологические факторы: лихорадочные реакции, ЭКГ-нарушения, поражения печени, особенности уровней IL-23, -33, -35 и низкие уровни специфических антител в сыворотке крови. Определение повышенных уровней воспалительных цитокинов у больных с безэритемной формой боррелиозной инфекции на ранних сроках заболевания может указывать на возможное формирование органных поражений, замедленный антителогенез.

Обсуждение результатов

Кировская область ежегодно является одним из лидеров по заболеваемости иксодовым клещевым боррелиозом в России (относительные показатели заболеваемости достигали 55,90 случая на 100 000 населения, в последние годы — 15,03–16,88 случая на 100 000 населения), что связано с климатическими, географическими особенностями (область расположена в подзонах средней и южной тайги, в условиях умеренно-континентального климата). Высокая заболеваемость боррелиозной инфекцией также отмечается на территории Вологодской области (22,85–23,04 случая на 100 000 населения), Костромской области (11,33–17,39 случая на 100 000 населения), Республики Тыва (23,51–32,17 случая на 100 000 населения) [17]. Значительную часть пациентов составляли лица трудоспособного возраста, что отмечено в других отечественных исследованиях (в Московской области — 56%, в Приморском крае — 79,6%) [18, 19]. У большинства пациентов определялась микст-инфекция B. garinii, B. afzelii (86,7%). На высокую распространенность боррелиозной микст-инфекции указывают работы российских и зарубежных ученых [13, 18, 20, 22].

Средний инкубационный период у больных с безэритемной формой Лайм-боррелиоза в нашем исследовании составил 12,7 сут, в других отечественных исследованиях — от 11,6 до 11,9 сут [18, 21]. У больных определен выраженный интоксикационный синдром (100,0%), ЭКГ-изменения (40,0%), безжелтушный гепатит (26,7%). По результатам отечественных исследований, у большинства пациентов с безэритемной формой Лайм-боррелиоза также отмечаются лихорадка (51,9–100,0%), головная боль (50,0–85,2%) общая слабость (52,9–68,7%), артралгии (16,7–50,0%), поражения сердца (16,4–84,4%) и гепатиты (15–31,1%) [18, 21, 23, 25].

У больных в нашем исследовании определены сдвиги в общем анализе крови, что являлось отражением интоксикационно-воспалительного синдрома, нарушений системы гемостаза в результате генерализованного инфекционного процесса. Сходные изменения выделены у больных с безэритемной формой Лайм-боррелиоза в Пермском крае [3, 4]. Ограниченная тенденция к повышению активности гуморального иммунитета у больных заключалась в умеренном повышении уровней специфических антител (IgM и IgG). Антителогенез у больных Лайм-боррелиозом отмечается не ранее 2–3 нед. от начала болезни, что может быть связано с отсроченной и слабовыраженной спирохетемией, а также с применением антибактериальных средств на ранней стадии заболевания [9, 24, 26]. Важным звеном иммунопатогенеза боррелиозной инфекции являются изменения в цитокиновом профиле с нарушением баланса провоспалительных и противовоспалительных интерлейкинов [9, 10, 23–25, 27]. Отмечено, что для успешного исхода боррелиозной инфекции с элиминацией возбудителя необходим баланс раннего выраженного воспалительного Th1-типа иммунного ответа и более позднего Th2-типа иммунного ответа при наличии противовоспалительнымх реакций [24, 28]. В проведенном исследовании у пациентов определен выраженный Th1-/Th2-комбинированный иммунный ответ (повышенные концентрации провоспалительных IL-23 и -33 в сыворотке крови), необходимый для эффективной элиминации боррелий. Однако выявленный дефицит иммуносупрессивных реакций (пониженная выработка противовоспалительного IL-35) при высокой продукции медиатора аутоиммунного воспаления IL-17A свидетельствовал о возможном длительном сохранении иммунопатологических процессов.

Выводы

В Кировской области многолетняя заболеваемость боррелиозной инфекцией превышает среднероссийские показатели в 2,6–8,2 раза. Среди больных с безэритемной формой Лайм-боррелиоза преобладает трудоспособное население (80,0%), в большинстве случаев определяется микст-инфекция
B. garinii, B. afzelii (76,7%).

У пациентов с безэритемной формой Лайм-боррелиоза в период разгара и период реконвалесценции выражены нарушения в цитокиновом профиле: гиперпродукция воспалительных цитокинов IL-17A, -23 и -33 с дефицитом продукции иммуносупрессивного IL-35.

При многофакторном анализе у пациентов с безэритемной формой боррелиозной инфекции установлена взаимосвязь иммунопатологических сдвигов с лихорадочными реакциями, поражениями сердца и печени, высокими уровнями IL-23 и -33, а также с дефицитом выработки IL-35 и специфических антител IgM, IgG.

Сведения об авторах:

Сапожникова Вера Викторовна — к.м.н., ассистент кафедры инфекционных болезней ФГБОУ ВО Кировский ГМУ Минздрава России; 610027, Россия, г. Киров, ул. К. Маркса, д. 112; ORCID iD 0000-0002-3930-0460.

Бондаренко Алла Львовна — д.м.н., профессор, заведующая кафедрой инфекционных болезней ФГБОУ ВО Кировский ГМУ Минздрава России; 610027, Россия, г. Киров, ул. К. Маркса, д. 112; ORCID iD 0000-0002-9151-604X.

Контактная информация: Сапожникова Вера Викторовна, e-mail: v_v_sapozhnikova@mail.ru. Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует. Статья поступила 15.09.2019, поступила после рецензирования 03.10.2019, принята в печать 18.01.2020.

About the authors:

Vera V. Sapozhnikova — Cand. of Sci. (Med.), assistant of the Department of Infectious Diseases, Kirov State Medical University, 112, Karl Marx str., Kirov, 610027, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-3930-0460.

Alla L. Bondarenko — Doct. of Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Infectious Diseases, Kirov State Medical University, 112, Karl Marx str., Kirov, 610027, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-9151-604X.

Contact information: Vera V. Sapozhnikova, e-mail: v_v_sapozhnikova@mail.ru. Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned. There is no conflict of interests. Received 15.09.2019, revised 03.10.2019, accepted 18.01.2020.