Введение к работе
Актуальность проблемы
ВИЧ-инфекция и вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) являются наиболее интенсивно изучаемыми в истории биомедицинских исследований [Покровский В.И., 1989, 1994; Рахманова А.Г., 1992; Хаитов P.M., 1992; Сизякина Л.П., 1994.; Пинегин Б.В., 1994; Fauci, 1991; Matsuyama, 1991; Levy J.A., 1993 и другие]. Хотя течение инфекции, вызываемой ВИЧ, может варьировать - общая направленность развития болезни неизменна [Хаитов P.M., 1992; Покровский В.И., 1994; Blattner W., 1988, Freed Е.О., 1990; Fauci А., 1991; Habeshaw Т.А., 1994; Bentwich Z., 1995,]. Первичная инфекция ВИЧ характеризуется развитием выраженного гуморального и клеточного ответа на вирус и последующим наступлением клинически латентного периода (медиана 10 лет), в течение которого у пациентов не обнаруживается никаких симптомов заболевания [Покровский В.В. с соавт., 1990; Amadori А., 1991; Hoffman G., 1991; Nindall В., 1991; Levy J., 1993, Mahalingam M., 1993; Fust G., 1995]. Клинические проявления болезни возникают в период сформировавшегося синдрома приобретенного иммунодефицита, когда отсутствие реактивности иммунной системы приводит к множеству энпортунистических инфекций, поражению органов и смерти [Tersmenne М., 1990; Rosenberg Z.E., 1991; Ulich T.R., 1993].
Все исследователи единогласны в мнении, что ВИЧ играет первую золь в инициации и развитии патологического процесса [Blattner W., 1988; Bagasra О., 1992; Michael N.L., 1992]. Тем не менее немало шжных спорных вопросов, касающихся патогенеза ВИЧ-инфекции, с шмунологической и вирусологической точки зрения остаются іерешелньїми. Как показано многими авторами [Schnittman S.M., 1989; lozenberg Z., 1990; Daar E., 1991; Graciosi C, 1992; Plantalco G., 1993], іисло инфицированных ВИЧ периферических мононуклеарных клеток івляется низким, хотя прн этом абсолютное количество CD4 шмфоцитов прогрессивно снижается в циркуляции и необратимо іарушаются функции иммунной системы у большинства пациентов Rinaldo С, 1989; Moore J., 1991; Micali S., 1993; Miedema F., 1994]. вышесказанное стимулирует поиск механизмов иммунных нарушений, іссопиированньїх с ВИЧ-инфекцией, вызывающих дисфункцию и
разрушение иммуноцитов и приводящих в конечном счете к гибели больного.
Как известно, вирусы (и особенно ВИЧ) для своего существования и репликации не только нарушают, но и используют защитные механизмы хозяина [Fauci А., 1988; Kim S., 1990; Hoffman G., 1991; Fauci A., 1992; Butera, 1993; Hadeshaw T.A., 1994]. Это касается в полной мере взаимодейстия между ВИЧ и цитокиновой сетью: увеличение синтеза и продукции ряда цитокинов способствует экспрессии вируса [Matsuyama Т., 1988, 1991; Kobayashi N.. 1991; Emilie D., 1993; Poli G., 1993]. ВИЧ использует- активацию синтеза цитокинов для регуляции своей экспрессии в клетке, находясь в "дремлющем" состоянии до тех пор, пока не появятся соответствующие внеклеточные условия [Matsuyama Т., 1989; Kobayashi N.. 1991; Mabondzo А., 1991; Butera S.T., 1993]. ВИЧ в свою очередь играет активную роль в регуляции синтеза и продукции цитокинов [Nakajima К., 1989; Kobayashi N.. 1990; Merril J.E., 1991; Scott-Algara D., 1991; Rautonen J., 1991; Clouse K., 1991; Buonaguro L., 1992]. В настоящее время известно, что ВИЧ ингабирует продукцию ИЛ-2 и ИФН-у, относящихся к цитокинам, синтезирующихся первым типом Т-хелперов (Txl), тогда как продукция цитокинов, синтезируемых Т-хелперами второго типа (Тх2), не ингибируется вирусом [Klas С, 1990; Allouche М., 1990; Lafeuillade L, 1991; Maza О., 1993; Montaner L., 1994; Mosmann N.R., 1994]. Нарушения в синтезе цитокинов при ВИЧ-инфекции инициирует переключение иммунного ответа с Txl типа на Т-2, способствуя стимуляции гуморального звена иммунитета [Clerici М., 1993; Mannetti R., 1994; Montaner L., 1994; Del Prete G., 1994; Graziosi C, 1994; Maggi E, 1994].
Возникновение лихорадки, кахексии, церебральных нарушений, анемии, воспалительных процессов на коже и слизистых, саркомы Капоши, диарреи и других клинических проявлений опосредовано в определенной мере гиперпродукцией провоспалительных цитокинов -ФНО-а, ИЛ-ір, ИЛ-б [Blatteis СМ., 1990; Kluger M.J., 1991; Kolias G., 1993; Remick D.G., 1993; Ulich T.R., 1993].
Вышеизложенное определяет актуальность изучения продукции медиаторов иммунитета - цитокинов при ВИЧ-инфекции и особенно тех, которые непосредственно принимают участие в репликации ВИЧ.
Цель работы
Обосновать роль нарушений в цитокиновой сети иммунной системы в патогенезе и клинических проявлениях ВИЧ-инфекции.
Основные задачи исследования
1. Изучить характер взаимодействия ВИЧ и клеток иммунной системы хозяина с помощью синтетических пептидов, гомологичных структуре гликопротеина gpl20, и определить способность этих пептидов индуцировать синтез цитокинов.
2. Выявить маркеры генетической детерминированности особенностей продукции цитокинов и показать взаимосвязь нарушений в синтезе изучаемых цитокинов и изменений других показателей иммунной системы с продукцией белка р24 и клиническими проявлениями ВИЧ-инфеклии.
3. Определить критерии нарушения функциональной активности клеток иммунной системы на основании изучения спонтанной и индуцированной продукции цитокинов и представить взаимосвязь характера этих изменений с показателями клеточного иммунитета в динамике развития ВИЧ-инфекции.
4. Установить взаимосвязь между нарушением продукции цитокинов, клиническими проявлениями ВИЧ-инфекции и прогрессией заболевания.
Научная новизна
На основании комплексных клинико-иммунологических исследований сформулирована научно обоснованная концепция, определяющая роль цитокинов в иммупопатогенезе и клинических проявлениях ВИЧ-инфекции.
Доказана генетическая детерминированность уровня продукции ФНО-а, одного из патогенетических факторов, способствующего репликации вируса, определяющего множественные изменения в иммунной системе, характер течения и скорость прогрессирования ВИЧ-инфекции.
Сформулированы иммунологические и иммуногенетические критерии прогнозирования темпов прогрессирования ВИЧ-инфекции.
На модели с использованием синтетических пептидов, гомологичных структуре белка gpl20, показан механизм взаимодействия между белками ВИЧ и клетками иммунной системы.
Показано, что прогрессирующее снижение уровня индуцированной продукции ИЛ-2 in vitro у больных ВИЧ-инфекцией не коррелирует со снижением относительного и абсолютного числа клеток, несущих ИЛ-2 рецептор (CD25) in vivo.
Установлено, что соотношение между спонтанной и индуцированной продукцией воспалительных цитокинов отражает степень декомпенсации функции клеток иммунной системы в ходе ВИЧ-инфекции.
Показано, что уровень антигенемии в ходе ВИЧ-инфекции положительно коррелирует с уровнем ФНО-а и отрицательно с уровнем интерферона-а в сыворотке крови.
Практическая значимость работы
1. В результате проведенных исследований обоснована необходимость включения определения спонтанной и индуцированной продукции цитокинов (ИЛ-ір, ФНО-а, ИЛ-2, ИЛ-6, ИНФ-а) в клинический мониторшп- больных ВИЧ-инфекцией с целью оценки характера течения заболевания и проведения адекватной терапии.
2. На основании данных HLA типирования и определения маркеров активации иммунной системы выявлены и охарактеризованы "группы риска" со злокачественным течением заболевания, требующие раннего назначения этиотропных препаратов.
3. Выявленная высокая степень положительной корреляции между уровнями продукции белка ВИЧ р24 и ФНО-а позволяет использовать каждый из этих показателей для оценки эффективности противовирусной терапии.
Положения, выносимые на защиту
Обосновано положение о наличии генетически детерминированной продукции ФНО-а, цитокииа, инициирующего экспрессию генов ВИЧ и определяющего темпы прогрессировать ВИЧ-инфекции.
Активация генов цитокинов и их синтез обусловлен связыванием белка gpl20 ВИЧ с молекулой CD4.
Соотношение между спонтанной и индуцированной продукцией цитокинов отражает степень декомпенсации функции клеток иммунной системы при ВИЧ-инфекции, определяющих прогрессирование болезни. Установлено, что снижение коэффициентов соотношения спонтанной и индуцированной продукций ИЛ-ір, ФНО-а и ИЛ-б в динамике разития ВИЧ-инфекции сопровождается снижением продукции ИЛ-2 и уровня CD4 клеток.
Обосновывается положение о роли интерферона а в эндогенной противовирусной защите у пациентов с низким уровнем репликации ВИЧ, определяемого по содержанию белка р24 в сыворотке.
Активация иммунной системы, вызванная гиперпродукцией нровоспалительных цитокинов, способствует репликации вируса и вызывает каскад нарушений других медиаторов иммупитета. Совокупность этих изменений приводит к прогрессированию иммунодефицита и темпов развития ВИЧ-инфекции.
На защиту выносится положение о целесообразности включения на ранних сроках болезни в комплексную терапию пациентов с ВИЧ-инфекцией и генетически детерминированной высокой продукцией ФНО-а лекарственных средств, подавляющих синтез и продукцию провоспалительных цитокинов.
Многолетнее наблюдение (более 3 лет) за пациентами с
благоприятным течением болезни позволило выявить
иммуногенетическне н иммунологические критерии, характерные для пациентов - долгожителей; постоянное присутствие высокого уровня интерферона а и низкого уровня ФНО-а и р24 в сыворотке крови; низкий процент клеток с "активационными" маркерами; наличие антигенов-"протекторов" в HLA фенотипе.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседаниях: Кейстоунской международной конференции по молекулярной и клеточной биологии, 25 января - 8 февраля 1992 г. (США); 3-й Международной конференции по цитокинам во Флоренции, 28-30 марта 1994 г.. Италия; 5-го Международного конгресса по ФНО в Монтерее, Калифорния, 30 мая - 3 июня 1994 года, США; 1-го
Международного симпозиума по ВИЧ и цитокинам в Реймсе 14-17 марта 1995 г., Франция; Международной конференции "Медицинская биотехнология, иммунизация и СПИД" (Ленинград, 1991 г.); 1-й, 2-й и 3-й международных конференциях "СПИД, рак и ретровирусы человека" (С.Петербург, 1993, 1994, 1995 гг.), 1-го съезда иммунологов СССР (Дагомыс, 1990 г.), 1-го съезда иммунологов России (Новосибирск, 1992); Всесоюзной конференции "Молекулярные механизмы развития инфекционных заболеваний" (Звенигород, 1990 г.).
По теме исследования опубликовано 35 работ в международных, отечественных журналах и сборниках научных трудов.
Практическая реализация работы
В практику клинико-иммунологического мониторинга больных ВИЧ-инфекцией, находящихся на лечении в больнице N 30 им.С.П.Боткина и Республиканской инфекционной больнице клиническом центре СПИД включено определение продукции цитокинов (ИЛ-ір, ФНО-а, ИНФ-а) с целью оценки характера течения заболевания и проведения адекватной терапии. Определение уровней продукции белка ВИЧ р24 и ФНО-а в сыворотке крови больных ВИЧ-инфекцией используется для оценки эффективности противовирусной терапии. Материалы исследования используются в учебном процессе преподавателями кафедры инфекционных болезней Медицинской академии последипломного образования Санкт-Петербурга.
Структура и объем работы
![Клинико-эпидемиологическая характеристика ВИЧ-инфекции и поведенческих реакций у ВИЧ-инфицированных в Новгородской обл. [Электронный ресурс]](/i/i/4301/189413.png "Клинико-эпидемиологическая характеристика ВИЧ-инфекции и поведенческих реакций у ВИЧ-инфицированных в Новгородской обл. [Электронный ресурс] Ткаченко Татьяна Николаевна")
![Комплексное обследование больных ВИЧ-инфекцией с использованием современных методов лучевой диагностики [Электронный ресурс]](/i/i/4427/203696.png "Комплексное обследование больных ВИЧ-инфекцией с использованием современных методов лучевой диагностики [Электронный ресурс] Бурова Надежда Владимировна")