Зміни імунологічного статусу у ВІЛ-інфікованих осіб із хронічною токсоплазмозною інвазією та токсоплазмозним енцефалітом

Зміни імунологічного статусу у ВІЛ-інфікованих осіб із хронічною токсоплазмозною інвазією та токсоплазмозним енцефалітом

Грижак І.Г.

Актуальність. Інвазія Toxoplasma gondii у ВІЛ-інфікованих осіб може призвести до поглибленої імунопатології, що сприяє реактивації брадизоїтів та розвитку тяжких опортуністичних захворювань.

Мета дослідження: вивчити особливості імунологічного статусу ВІЛ-інфікованих пацієнтів, які інвазовані токсоплазмами, та визначити предиктори розвитку токсоплазмозу мозку. Матеріали та методи. Обстежено 61 ВІЛ-інфіковану особу (33 особи серопозитивні на токсоплазмоз і 28 -- серонегативні). Застосовували імуноферментний метод для визначення титрів специфічних протитоксоплазмозних IgG та IgМ; загальних IgM, IgA, IgG, а також IL-2, -4, -10, INF-y, TNF-2a. Статистичну обробку здійснювали в статистичному пакеті програми Exсel з використанням t-критерію Стьюдента, а також z-критерію Фішера. Методом Байєса та послідовного статистичного аналізу А. Вальда визначали діагностичну цінність окремих лабораторних показників. Результати. У ВІЛ-інфікованих осіб виявлено дисбаланс цито- кінів порівняно зі здоровими особами. У серонегативних на токсоплазмоз пацієнтів були підвищені рівні IL-4 (1,57 ± 0,30 пг/мл проти 0,81 ± 0,09 пг/мл, р < 0,001), IL-10 (9,81 ± 0,17 пг/мл проти 6,70 ± 0,13 пг/мл, р < 0,001), ТУҐ-2а (2,89 ± 0,08пг/мл проти 1,90 ± 0,04пг/мл, р < 0,001), INF-y (9,30 ± 0,47пг/мл проти 4,13 ± 0,12 пг/мл, р < 0,001), а також загальний IgG (20,63 ± 0,65г/л проти 16,30 ± 0,94 г/л, р < 0,001).

На відміну від серонегативних осіб у серопозитивних були вищими показники IL-10 (11,88 ± 0,50 пг/мл проти 9,81 ± 0,17пг/мл,р < 0,05) та INF-y (10,75 ± 0,44пг/мл проти 9,30 ± 0,47пг/мл, р < 0,05). Поєднання 2 ознак -- INF-y < 8,8 пг/мл та IL-4 < 0,77 пг/мл чи INF-y < 8,8 пг/мл та IL-10 > 11,8 пг/мл або 3 ознак -- IL-4 < 0,77 пг/мл, IL-10 > 11,8 пг/мл та IL-2 < 1,5 пг/мл є предиктором розвитку токсоплазмоз- ного енцефаліту. Висновки. Установлено, що у ВІЛ-інфікованих осіб відмічаються підвищені рівні деяких прозапальних (TNF-a, INF-y) та протизапальних (IL-4, -10) цитокінів, але порівняно із серонегативними в серопозитивних на токсоплазмоз осіб переважають показники INF-y і IL-10. Проявом поглибленої імунопатології та предиктором розвитку токсоплазмозного енцефаліту є зниження рівня INF-y, IL-4, -2 із підвищенням рівня IL-10у контингенті серопозитивних на токсоплазмоз осіб.

Ключові слова: ВІЛ-інфекція; токсоплазмоз мозку; цитокіни; імунопатологія. імуноферментний протитоксоплазмозний інвазія

Грижак И.И.

Изменения иммунологического статуса у ВИЧ-инфицированных лиц с хронической токсоплазмозной инвазией и токсоплазмозным энцефалитомРезюме. Актуальность. Инвазия Toxoplasma gondii у ВИЧ- инфицированных лиц может привести к углубленной иммунопатологии, которая способствует реактивации брадизоитов и развитию тяжелых оппортунистических заболеваний. Цель исследования: изучить особенности иммунологического статуса ВИЧ-инфицированных пациентов, инвазированных токсоплазмами, и определить предикторы развития токсоплазмоза мозга. Материалы и методы. Обследован 61 ВИЧ-инфицированный человек (33 человека серопозитивные на токсоплазмоз и 28 -- серонегативные). Применяли иммуноферментный метод для определения титров специфических противотоксо- плазмозных IgG и IgM; общих IgM, IgA, IgG, а также IL-2, -4, -10, INF-y, TNF-2a. Статистическую обработку осуществляли в статистическом пакете программы Exсel с использованием t-критерия Стюдента, а также z-критерия Фишера. Методом Байеса и последовательного статистического анализа А. Вальда определяли диагностическую ценность отдельных лабораторных показателей. Результаты. У ВИЧ-инфицированных лиц выявлен дисбаланс цитокинов по сравнению со здоровыми людьми. У серонегативных на токсоплазмоз пациентов были повышены уровни IL-4 (1,57 ± 0,30 пг/мл против 0,81 ± 0,09 пг/мл, р < 0,001), IL-10 (9,81 ± 0,17 пг/мл против 6,70 ± 0,13 пг/мл, р < 0,001), ТNF-2a (2,89 ± 0,08 пг/мл против 1,90 ± 0,04 пг/мл, р < 0,001), INF-y (9,30 ± 0,47 пг/мл против 4,13 ± 0,12 пг/мл, р < 0,001), а также общий IgG (20,63 ± 0,65 против 16,30 ± 0,94, р < 0,001). В отличие от серонегативных лиц у серопозитивных были выше показатели IL-10 (11,88 ± 0,50 пг/мл против 9,81 ± 0,17 пг/мл, р < 0,05) и INF-y (10,75 ± 0,44 пг/мл против 9,30 ± 0,47 пг/мл, р < 0,05). Сочетание 2 признаков -- INF-y < 8,8 пг/мл и IL-4 < 0,77 пг/мл или INF-y < 8,8 пг/мл и IL-10 > 11,8 пг/мл или 3 признаков -- IL-4 < 0,77 пг/мл, IL-10 > 11,8 пг/мл и IL-2 < 1,5 пг/мл является предиктором развития токсоплазмозного энцефалита. Выводы. Установлено, что у ВИЧ-инфицированных лиц отмечаются повышенные уровни некоторых провоспалительных (TNF-a, INF-y) и противовоспалительных (IL-4, -10) цитокинов, но по сравнению с серонегативными у серопозитивных по токсоплазмозу лиц преобладают показатели INF-y и IL-10. Проявлением углубленной иммунопатологии и предиктором развития токсоплазмозного энцефалита является снижение уровня INF-y, IL-4, -2 с повышением уровня IL-10 в контингенте серопозитивных на токсоплазмоз пациентов.

Ключевые слова: ВИЧ-инфекция; токсоплазмоз мозга; цитокины; иммунопатология

I.H. Hryzhak

Changes in the immune status of HIV-infected individuals with chronic toxoplasmosis infestation and toxoplasmosis encephalitisAbstract. Background. Invasion of Toxoplasma gondii in human immunodeficiency virus (HIV) infected persons may cause more profound immunodeficiency, which may contribute to the reactivation of bradyzoites and development of severe opportunistic infections. The aim of our work was to study the features of the immune status of HIV-infected patients, who infested with Toxoplasma and to define the predictors of brain toxoplasmosis. Materials and methods. The study involved 61 HIV-positive people (33 individuals seropositive for toxoplasmosis and 28 -- seronegative). Enzyme-linked immunosorbent assay was used for determining the titers of specific anti-Toxoplasma gondii immunoglobulin G (IgG) and IgM; total IgM, IgA, IgG, and interleukin-2 (IL-2), IL-4, IL-10, interferon-y (INF-y), tumor necrosis factor-2a (TNF-2a). Statistical analysis was performed in statistical software packages Excel using Student's t-test and Fisher's z-test, statistical analysis was conducted by Bayes and consistent A. Wald method. Results. In HIV-infected persons, we have identified an imbalance of cytokines compared with healthy individuals. The seronegative for toxoplasmosis patients had elevated levels of IL-4 (1.57 ± 0.30 pg/ml vs. 0.81 ± 0.09 pg/ml, р < 0.001), IL-10 (9.81 ± 0.17 pg/ml vs. 6.70 ± 0.13 pg/ml, р < 0.001), TNF-2a (2.89 ± 0.08 pg/ml vs. 1.90 ± 0.04 pg/ml, р < 0.001), INF-y (9.30 ± 0.47 pg/ml vs. 4.13 ± 0.12 pg/ml, р < 0.001), and total IgG (20.63 ± 0.65 g/l vs. 16.30 ± 0.94 g/l, р < 0.001). In seropositive individuals, the rates of IL-10 were higher then in seronegative ones (11.88 ± 0.50 pg/ml vs. 9.81 ± 0.17 pg/ml, р < 0.05), as well as INF-y (10.75 ± 0.44 pg/ml vs. 9.30 ± 0.47 pg/ml, р < 0.05). Combination of 2 features: INF-y < 8.8 pg/ml and IL-4 < 0.77 pg/ml; or INF-y < 8.8 pg/ml and IL-10 > 11.8 pg/ml; or 3 signs -- IL-4 < 0.77 pg/ml, IL-10 > 11.8 pg/ml and IL-2 < 1.5 pg/ml -- is predictive in terms of the development of toxoplasmosis encephalitis. Conclusions. It was found that HIV-positive people have elevated levels of certain pro-inflammatory (TNF-a, INF-y) and antiinflammatory (IL-4, IL-10) cytokines, but in people seropositive for toxoplasmosis compared to seronegative ones, the indicators of INF-y and IL-10 dominated. A manifestation of profound im- munopathology and a predictor of toxoplasmosis encephalitis is the reduction of INF-y, IL-4, IL-2 with increased IL-10 level in seropositive persons.

Keywords: HIV-infection; brain toxoplasmosis; cytokines; im- munopathology

Імунопатологія у ВІЛ-інфікованих осіб є складною і різнобічною і пов'язана не тільки з дефіцитом CD4+- Т-лімфоцитів, але й з порушенням функції макрофагів, природних кілерів та CD8+-Т-лімфоцитів. Серйозних змін зазнає система цитокінів: знижується синтез інтерлейкіну (IL) -2, але посилюється секреція фактора некрозу пухлини (TNF) a, IL-6, IL-1P, інтерферону (INF) у. Проліферація стовбурових клітин у кістковом мозку і тимусі пригнічується шляхом негативної регуляції інтерферонами та фактором некрозу пухлини, що пришвидшує розвиток дефіциту ключових імуноком- петентних клітин [1--3]. В організмі ВІЛ-інфікованих осіб, які додатково інвазовані токсоплазмами, виникають ще інші імунологічні проблеми. Внутрішньоклітинний паразит Toxoplasma gondii здатний до тривалої персистенції й уникнення імунного контролю, насамперед через пригнічення ефектів IFN-y. Біологічний ефект останнього реалізується з рецепторів поверхні клітини до ядра і ДНК-транскрипції через механізм сигнального шляху (Janus kinase and Signal Transducer and Activator of Transcription) [4]. В експерименті показано, що в людських фібробластах, що інвазовані Toxoplasma gondii, 127 IFN-y-залежних генів не змогли активуватися під впливом стимуляції IFN-y [5]. У мишачих моноцитах/макрофагах Toxoplasma gondii блокує IFN-у-індуковану експресію мРНК і протеїну головного комплексу гістосумісності класу II [6], що є наслідком інтерференції внутрішньоклітинного паразита і STAT-1a [7]. Крім того, припускають, що токсоплазмостатичний ефект у клітинах різного типу може реалізовуватися через індукцію синтезу оксиду нітрогенію (NO) [8--10], яка залежить від стимулювання IFN-y [10--12]. Проте для знищення збудника недостатньо впливу тільки одного IFN-y, для цього повинні співдіяти інші сигнальні фактори, такі як TNF-a чи CD40L [13, 14]. З іншого боку, відомо, що існує фактор імунної системи, який справляє потужний пригнічу- вальний вплив на продукцію й ефекти INF-y та інші компоненти протипаразитарного захисту, -- це IL-10 [15]. Вченими виявлено посилену продукцію IL-10 спленоцитами в мишей під впливом інвазії Toxoplasma gondii, що може відігравати ключову роль в опосередкуванні імуносупресії в ураженому організмі [16]. Таким чином, різноманітні механізми уникнення імунного контролю, що властиві Toxoplasma gondii, сприяють не тільки персистуванню збудника, але, імовірно, ускладнюванню імунопатології у ВІЛ-інфікованих осіб.

Мета роботи: вивчити особливості імунологічного статусу ВІЛ-інфікованих пацієнтів, які інвазовані токсоплазмами, та визначити предиктори розвитку токсоплазмозу мозку.

Матеріали та методи

Обстежено 61 ВІЛ-інфіковану особу -- 33 серопо- зитивних на токсоплазмоз пацієнти та 28 -- серонега- тивних, яких відібрано випадковим способом, а саме в міру надходження в стаціонар. Застосовували імуно- ферментний метод для визначення титрів специфічних протитоксоплазмозних IgG та IgM для діагностики се- ропозитивності щодо токсоплазмозної інвазії; також визначали IL-2, -4, -10, INF-y, TNF-2a, загальні IgM, IgA, IgG у тест-системах для ІФА-діагностики (виробник «Вектор-Бест», Росія). Зазначене комплексне імунологічне обстеження проводили за письмовою поінформованою згодою пацієнтів. Статистичну обробку здійснювали в програмах Ехсеї, для порівняння середніх значень вибірки використано t-критерій Стьюден- та і двобічний z-критерій Фішера. Для визначення діагностичної цінності окремих лабораторних показників і прогнозу розвитку токсоплазмозного енцефаліту був використаний байєсівський метод діагностки і прогнозування та послідовний статистичний аналіз А. Вальда [17]. Визначали порогові діагностичні значення: поріг А = 10 lg * ((1 - a)/P) і поріг В = 10 lg * (a/(1 - Р)), де a = 0,05 -- ймовірність помилки 1-го типу і Р = 0,1 -- ймовірність помилки 2-го типу. Таким чином, поріг А = 9,8, поріг В = -12,6. Діагностичний коефіцієнт кожного критерію (ДКх) = 10 lg * ((Px/A)/(Px/B)). Для визначення діагностичної цінності показників була використана формула: 10 lg * (a/(1 -- Р)) < 10 lg х x(P(A)/P(B)) + ДКх₁ + ДКх + ... + ДКх_і < 10 lg * ((1 - a)/P), де 10 lg * (P(A)/P(B)) -- діагностичний коефіцієнт апріорної захворюваності. Якщо поріг А перевищено, то важалося, що набір діагностичних ознак вірогідно відображав прогноз захворювання.

Результати

ВІЛ-інфіковані особи із серонегативним статусом на токсоплазмоз мали різні стадії ВІЛ-інфекції: 1-ша була в 5 пацієнтів (18,5 %); 2-га -- у 7 (25,9 %); 3-тя -- у 4 (14,8 %) та 4-та -- у 12 (40,7 %). У хворих середній рівень СD4+-Т-лімфоцитів становив 303,87 ± 40,08 (min = 22, max = 666 кл/мкл). Серед пацієнтів цієї групи, як бачимо з даних, поданих у табл. 1, спостерігалася опортуністична патологія: залишкові зміни туберкульозу (ЗЗТБ) легень -- у 5 хворих (17,9 %), вперше діагностований туберкульоз (ВДТБ) -- у 1 (3,6 %), Епштейна -- Барр-вірусний (ЕБВ) енцефаліт -- у 1 (3,6 %), саркома Капоші -- у 1 (3,6 %), неходжкінська лімфома -- у 1 (3,6 %), криптококовий менінгіт -- у 1 (3,6 %). Також поширеними були супутні хронічні вірусні гепатити (13 пацієнтів -- 46,4 %): гепатит В -- у 5 (17,8 %), гепатит С -- у 2 (7,1 %), гепатит В та С -- у 6 (21,4 %).

Таблиця 1. Опортуністична патологія у ВІЛ-інфікованих осіб із серопозитивним та серонегативним статусом щодо токсоплазмозу