Функциональные особенности врожденного иммунитета в развитии постперикардиотомного синдрома у пациентов после аортокоронарного шунтирования

Введение

Аортокоронарное шунтирование (АКШ) в на­стоящий момент является самой распростра­нённой процедурой прямой реваскуляризации миокарда. Несмотря на то что данная операция проводится уже на протяжении 50 лет, удалось лишь уменьшить количество осложнений, связанных с про­цедурой. Наряду с такими осложнениями, как послеоперационная фибрилляция предсердий, острое нарушение мозгового кровообращения, нередко встречается постперикардиотомный синдром (ППС). [1] Развивается ППС в следствие рассечения перикарда при открытых опера­циях на сердце. Критериями постперикардиотомного синдрома являются: лихорадка без альтернативных при­чин, боль в грудной клетке, обусловленная плевритом; аускультативно выслушиваемый шум трения плевры; наличие перикардиального выпота; и/или наличие плев­рального выпота [2]. Наличие двух и более вышеперечис­ленных признаков позволяет поставить диагноз ППС. Частота возникновения данного осложнения варьиру­ется от 10 до 40 %. Основными предикторами возник­новения ППС являются молодой возраст, женский пол, проведение коронарного шунтирования (при протези­ровании клапанного аппарата встречается реже). Смерт­ность при наличии данного синдрома в течении года со­ставляет 3,2 % [3]. Известно, что в профилактике любого осложнения необходимо понимание его этиологии и па­тогенеза, а именно, что способствует его возникновению после оперативного вмешательства. Уже на протяжении ни одного десятка лет высказываются различные предположения в этиологии данного синдрома [4]. Еще в 60 - 70 гг. прошлого столетия высказывалась теория ауто­иммунного повреждения миокарда и, как следствия, выработки антимиокардиальных антител, но при проведе­нии дальнейших исследований наличие специфических антител к кардиомиоцитам было выявлено лишь в 5 % случаев. Кроме того, данный факт может быть объяснен и отсутствием значительного эффекта при назначении глюкокортикоидов [5]. При этом, гипотеза о формиро­вания иммунного ответа на повреждение перикарда ока­зывается ведущей, такой вывод был сделан на основании проведенных исследований, где лечение индометацином [6] колхицином снижал риск возникновения данного ос­ложнения в 2 раза [7]. Учитывая, что основным эффек­том колхицина является препятствие митотическому делению нейтрофилов и стабилизация лизосомальных мембран, следует предположить, что врожденный имму­нитет играет важную в формировании ППС [8].

Цель исследования — изучение состояния клеточ­ного звена врожденного иммунитета и функциональной активности нейтрофилов у пациентов, перенесших АКШ с сопутствующим ППС.

Материалы и методы

Данное исследование было открытым, поперечным. Проводилось на базе кардиохирургического отделения и НИИ Иммунологии и аллергологии ФГБОУ ВО «Рос­товский государственный медицинский университет» Минздрава России, в период 2017 - 2018 гг. Протокол исследования был одобрен локальным этическим коми­тетом и соответствовал принципам Хельсинской декла­рации ВМА. В нем приняли участие 60 человек (20 — в группе контроля, 40 пациентов — в группе с ИБС), кото­рые ретроспективно, в зависимости наличия ППС, были разделены на две группы. 16 пациента вошли в I группу (АКШ с ППС) и 24 — во II группу (АКШ без ППС). В контрольной группе отсутствие ИБС было подтверж­дено проведением инструментальных и лабораторных данных. Критериями исключения для двух групп с ИБС были наличие заболеваний соединительной ткани, ревматологические заболевания, сахарный диабет, наличие в анамнезе перикардита, плеврита, лихорадки неясного генеза, инфекционных заболеваний, онкологических заболеваний, возраст младше 50 лет. Все участники подпи­сали добровольное информированное согласие на иссле­дование. Основная характеристика групп представлена в табл. 1.

Результаты

В обеих группах до операции, при сравнении с кон­трольной группой (табл. 2), выявлено значимое повыше­ние экспрессии TLR 2,4,9 на моноцитах (р<0,05), при этом в группах I и II данные показатели были сопоставимы. Обращает на себя внимание экспрессия ТLR9, которая в группах АКШ, при сравнении с контролем, превышала таковую более чем в 9 раз.

Относительные значения экспрессии CD16+ были до­стоверно выше в I и ii группах, по сравнению с контролем (р < 0,05), и не различались между собой. Интересным представляется факт повышенного содержания Гранзима В в CD16+ в группе АКШ с ППС (р<0,05), при этом груп­па 2 и контрольная значимо по исследуемому показателю не отличались. Необходимо отметить, что, по сравнению с группой II, в группе I повышено содержание лимфоци­тов, несущих CD16+, и увеличен их цитотоксический по­тенциал. При анализе фагоцитарного звена нейтрофилов выявлено значимое повышение спонтанного НСТ теста и снижение стимулированной фагоцитарной активно­сти (р < 0,05) в I и II группах, по сравнению с контролем. При этом выявлено значимое (р < 0,05) снижение коэф­фициента стимуляции в обеих группах, по сравнению с контролем, особенно в группе АКШ с ППС. При оценке цитотоксической активности нейтрофилов, выявлено значительное повышение α-дефензинов в обеих группах по сравнению с контролем. Так, это повышение в группе I было более чем в 13 раз (р < 0,05), в группе II — в 6 раз (р < 0,05).

Таким образом, на дооперационном этапе в группах АКШ выявлено значительное повышение экспрессии TLR 2, 4, 9, а также повышение цитотоксического потен­циала нейтрофилов и CD16+ лимфоцитов в группе АКШ с ППС в большей степени, чем в группе АКШ без ППС.

После проведения коронарного шунтирования на работающем сердце в динамике проводили оценку пока­зателей врожденного иммунитета. Так, в группе АКШ с ППС (табл. 3) значимой динамики в содержании моноци­тов экспрессирующих CD282+ не выявлено. Отмечалось постепенное значимое снижение экспресии CD284+ в течение всего периода наблюдения. Постепенное умень­шение экспресии CD289+ наблюдается через месяц на­блюдения и является значимым (р<0,05). Значение лим­фоцитов экспрессирующих CD16+ несколько снижается (р<0,05) с 5 - 14 суток и через месяц возвращается к ис­ходным значениям. Следует отметить, что не только ко­личественное содержание CD16+ снижается, но парал­лельно происходит и уменьшение их цитотоксической активности (CD16+Gr), наблюдаемое в аналогичный пе­риод. Фагоцитарная активность нейтрофилов не меняет­ся на протяжении всего периода наблюдения, но отмеча­ется повышение коэффициента стимуляции (р<0,05) на 5-е сутки, сохраняющееся через месяц наблюдения.

Интересным представляется динамика содержа­ния α-дефензинов, которая выражалась в 2х кратном увеличении их содержания с 5 -14 сутки, возвращаясь к исходно повышенному значению.

Таким образом, в группе АКШ с сопутствующим ППС в динамике наблюдалось изменение экспресии TLR, сни­жение содержания натуральных киллеров и их цитотоксической активности. CD16+ лимфоцитов и CD16+Gr+, а так же значительное повышение содержания микробицидного пептида α-дефензин.

В табл. 4 представлена динамика показателей врож­денного иммунитета у пациентов с АКШ без ППС. В дан­ной группе значимой динамики содержания моноцитов экспрессирующих CD282+ на протяжении всего периода наблюдения отсутствует. Однако, наблюдается значи­тельное снижение экспресии CD289+ через месяц наблю­дения (р<0,05). Что же касается содержания CD16+, то с 5 -14 сутки наблюдается умеренное снижение данного показателя (р<0,05), без динамики в содержании Гранзима В. Значимых изменений в фагоцитарной активности нейтрофилов на протяжении всего периода наблюдения не отмечается. Относительно содержания α-дефензина наблюдается умеренное повышение ко 5 суткам (р<0,05) со снижением до исходного уровня через месяц наблюдения.

Таким образом, в группе пациентов с АКШ без ППС наблюдается снижение экспрессии CD289+ и уменьше­ние содержания CD16+ и α-дефензина.

Обсуждение

Известно, что врожденная иммунная система обеспе­чивает механизм немедленной защиты от повреждений, посредством которой адаптивная обеспечивает антиген-специфический иммунный ответ. Кроме защитной роли, врожденный иммунитет также обеспечивает цитопротективный эффект, так как рецепторный аппарат кле­ток врожденной иммунной системы распознает не толь­ко экзогенные бактериальные агенты такие, как PAMP (патоген ассоциированные молекулярные паттерны), но и связанные с повреждениями молекулярные структуры (DAMP) [9]. Повышенная экспрессия TLR 2, 4, 9, выяв­ленная у пациентов с ИБС в предоперационном периоде, связана с тем, что при атеросклерозе в качестве DAMPs выступают окисленные ЛПНП, элементы клеточного детрита атеросклеротической бляшки, а также фрагмен­ты эндотелиальной выстилки сосудов, поврежденные в следствии окислительного стресса [10][11].

Интересным представляется выраженная экспрессия TLR 9 в обеих группах пациентов с ИБС. Данный рецеп­тор, в отличие от TLR 2 и 4, локализуется на мембране внутриклеточных органелл и обладает не только проатерогенным эффектом, но и атеропротективным эффек­том. В последнее время отмечалось, что экспрессия TLR 9 наблюдается не только на клетках иммунной системы, где через сигнальный путь MyD88 активирует транс­крипцию провоспалительных цитокинов, но и кардиомиоцитах, что может способствовать альтернативному пути активации данного рецептора, и повышению стрессоустойчивости к оксидантам [12].

Однако данный факт требует более тщательного из­учения. В группах пациентов с ИБС также повышено содержание CD16+ лимфоцитов, которое предположи­тельно также связано с атеросклерозом, так как основ­ными клетками несущими CD16+ являются натуральные киллеры, которым в большей степени присуща провоспалительная роль, так они являются активными проду­центами таких цитокинов как интерферон-γ и фактор некроза опухоли-α, а так же мощного цитотолитического компонента Гранзима В, повышение которого отмечено в группе АКШ с ППС, и неисключено, что его повышение также инициирует появление постперикардиотомного синдрома [13]. Усиление цитотоксической активности стимулируется повышением ФНО-α и совместно с перфоринами приводит к деградации межклеточного матрикса в атеросклеротической бляшке и повреждению эндотелия. Повышение гранзима В было также отмечено у пациентов с хронической ИБС, ОКС и инфарктом миокарда и у пациентов перенесших трансплантацию сердца [14]. Не менее интересным представляется оценка содержания α-дефензинов в сыворотке крови, повыше­ние которого в первой группе зарегистрировано более чем в 13 раз, по сравнению с контролем. Данный факт свидетельствует об исходной активации гуморального цитотоксического потенциала нейтрофилов [15]. В то время как стимулированная фагоцитарная их активность и индекс стимуляции оказывается ниже, чем в контроль­ной группе, а спонтанная активность выше, что свиде­тельствует об истощении фагоцитарного потенциала нейтрофилов в ответ на стимуляцию.

Таким образом, у пациентов с ИБС выявлена актива­ция клеточного звена врожденного иммунитета, а в под­группе АКШ с ППС значительное повышение исходных показателей отражающих цитотоксический и фагоцитар­ный потенциал клеточного и гуморального звена врож­денного иммунитета, что возможно послужит в дальней­шем прогностическими маркерами развития ППС.

Не менее интересным представляется динамика по­казателей врожденного иммунного ответа у пациентов в течении месяца, что соответствует срокам развития раннего ППС. Так у пациентов в обеих подгруппах % экспрессии CD282+ на моноцитах в течении месяца по­сле АКШ значимо не меняется, вызывая лишь незначи­тельные колебания количества клеток, несущих данный рецептор. Возможно, данные изменения связаны не только с длительным существованием атеросклероза, но и активацией моноцитов после проведения АКШ, как компенсаторной реакцией на повреждение. Посте­пенное снижение экспрессии CD284+ и CD289+ в иссле­дуемых группах может быть ассоциирована с реваскуляризацией миокарда, то есть с уменьшением гипоксии и повышением перфузии миокарда [16]. Данный факт был подтвержден в экспериментальных работах на животных, где наблюдали повышение экспресии TLR 4 в ответ на церебральную и кардиальную ишемию, т.к. по­вышенная экспрессия TLR 4 вызывает высвобождение миелопероксидазы и запускает перекисное окисление липидов. Но сохранение экспресии данных маркеров на значительно высоком уровне связано с атерогенезом, как длительным системным воспалением в следствии активации клеточного звена врожденного иммунитета. Примечательным является факт снижения содержания клеток, несущих CD16+ в обеих группах и внутрикле­точного Гранзима В в первой группе, с 5 - 14 сутки. Дан­ные изменения могут быть связаны с иммуносупрес­сией в следствии проведения АКШ и кровопотерей, а также с назначением антибактериальных и НПВС. Что касается фагоцитарной активности нейтрофилов, то в динамике видно отсутсвие изменения показателей, кроме коэффициента стимуляции, что может так же свидетельствовать об истощении фагоцитарного потен­циала нейтрофилов вследствие длительно существующего атерослекроза и отсутствия существенного вклада в развитие ППС. В результате проведенного исследо­вания отмечено увеличение содержания α-дефензина в течении месяца наблюдения. Не исключено, что гуморальное звено врожденного иммунитета является ведущим механизмом в развитии ППС, так как в некоторых работах при исследовании перикардиальной жидкости и биоптате перикарда у пациентов с ранним ППС показано повышенное содержание нейтрофилов. Кроме того, положительный эффект в лечении данной группы пациентов колхицином, который обладает мембраностабилизирующим эффектом на гранулы нейтрофилов, косвенно свидетельствует о роли α-дефензинов в развитии данного осложнения [17].

В итоге, можно сказать, что повреждение перикарда во время проведения операции АКШ способствует за­пуску острого воспалительного ответа с преобладанием нейтрофильного компонента, что выражается в форми­ровании ППС. Причем наличие данного синдрома связа­но с повышенным уровнем α-дефензина как в дооперационном периоде, так и в течении 1 месяца после операции. Таким образом, исследование данных маркеров перед проведением АКШ позволит стратифицировать риск возникновения ППС.