СУБПОПУЛЯЦИИ МОНОЦИТОВ У ЗДОРОВЫХ ЛИЦ И У ПАЦИЕНТОВ С СЕПСИСОМ

Моноцитам принадлежит ключевая роль в развитии адекватного иммунного ответа при бактериальной инфекции благодаря выполнению ими фагоцитарной, антигенпрезентирующей и секреторной функции. Выделяют три субпопуляции моноцитов: классические CD14+CD16-, переходные CD14+CD16+ и неклассические CD14+dimCD16+, различающиеся фенотипически и функционально. Соотношение субпопуляций изменяется по мере развития противобактериального ответа.

Цель исследования: изучить особенности фенотипа субпопуляций моноцитов у пациентов с сепсисом и изменение их соотношения в зависимости от наличия в крови бактерий; оценить вклад субпопуляций моноцитов в продукцию цитокинов.
В динамике обследовано 16 пациентов с сепсисом (10 мужчин и 6 женщин, возраст 58±14 лет, SOFA 9,4±2,1 баллов, проанализировано 44 образца крови). Контрольная группа включала условно здоровых лиц (n = 23, 12 мужчин и 11 женщин, возраст 51±13 лет). Выполняли: бактериологический посев, определение абсолютного и относительного количества субпопуляций классических, переходных и неклассических моноцитов и экспрессию ими HLA-DR и CD64, определение концентрации IL-6, TNFα, IL-1β, IL-10 в сыворотке. При сепсисе увеличивается абсолютное количество моноцитов, снижается доля классических и увеличивается относительное и абсолютное количество переходных клеток, субпопуляция неклассических моноцитов меняется незначительно. Соотношение субпопуляций зависит от наличия бактерий в крови: увеличение доли переходных клеток наблюдается при положительных результатах бактериологических посевов. При элиминации бактерий соотношение субпопуляций восстанавливается. При сепсисе увеличивается плотность экспрессии LPS-рецептора CD14, IgG-рецепторов CD16 и CD64, особенно выраженно – в субпопуляциях переходных и неклассических моноцитов. Во всех субпопуляциях моноцитов снижается экспрессия HLA-DR, наиболее заметно среди классических моноцитов, наименее – на переходных клетках. Отмечается значительное повышение содержания в сыворотке цитокинов IL-6, IL-1β, TNFα и IL-10. Определена прямая взаимосвязь между абсолютным количеством классических моноцитов и концентрацией IL-6, а также выраженностью полиорганной дисфункции. По-видимому, повышение абсолютного количества классических моноцитов и IL-6 может быть косвенным критерием оценки степени активации эндотелия – активного продуцента ростовых факторов миелоидного ростка и IL-6. Прямая взаимосвязь между долей CD14+CD16+клеток и концентрацией IL-10 в сыворотке свидетельствует о роли переходных моноцитов в его продукции. IL-10 подавляет антигенпрезентирующую функцию переходных клеток – экспрессию молекул HLA- DR. О последнем свидетельствует обратная зависимость между концентрацией IL-10 и плотностью экспрессии HLA-DR на CD14+CD16+ клетках. Определена обратная корреляция между степенью полиорганной дисфункции и относительным количеством HLA-DR+ моноцитов. Чем выраженнее преобладание среди моноцитов субпопуляции классических, тем заметнее снижение этого показателя. Изучение соотношения субпопуляций моноцитов, особенностей их фенотипа при сепсисе помогает понять механизмы противобактериальной защиты. Мониторинг количества классических моноцитов и концентрации в сыворотке IL-6 необходим для комплексной оценки воспалительного ответа при сепсисе. Определение экспрессии HLA-DR на моноцитах позволяет оценить выраженность иммуносупрессии у тяжелобольных пациентов. 

1. Лазанович В.А., Маркелова Е.В., Смирнов Г.А., Смолина Т.П. Клиническая значимость экспрессии Toll2, Toll4, CD14, HLA-DR на моноцитах у пациентов с сепсисом // Медицинская иммунология, 2015. Т. 17, № 3. С. 221-228. [Lazanovich V.A., Markelova E.V., Smirnov G.A., Smolina T.P. Clinical significance of Toll2, Toll4, CD14, and HLA-DR expression on the monocytes in patients with sepsis. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2015, Vol. 17, no. 3, pp. 221-228. (In Russ.)] doi:10.15789/1563-0625-2015-3-221-228.

2. Хайдуков С.В., Зурочка А.В., Черешнев В.А. Цитометрический анализ в клинической иммунологии. Екатеринбург: УрО РАН, 2011. 220 с. [Khaidukov S.V., Zurochka A.V., Chereshnev V.A. Cytometric analysis in clinical immunonogy]. Ekaterinburg: UB RAS, 2011. 220 p.

3. Andonegui G., Zhou H., Bullard D., Kelly M.M., Mullaly S.C., McDonald B., Long E.M., Robbins S.M., Kubes P. Mice that exclusively express TLR4 on endothelial cells can efficiently clear a lethal systemic Gram-negative bacterial infection. J. Clin. Invest., 2009 Vol. 119, no. 7, pp. 1921-1930.

4. Beekman J.M., van der Linden J.A., van der Winkel J.G., Leusen J.H. FcgammaRI (CD64) resides constitutively in lipid rafts. Immunol. Lett., 2008, Vol. 116, no. 2, pp. 149-155.

5. Bezbradica J.S., Rosenstein R.K., DeMarco R.A., Brodsky I., Medzhitov R. A role for the ITAM signaling module in specifying cytokine-receptor function. Nat. Immunol., 2014, Vol. 15, no. 4, pp. 333-342.

6. Braun D.A., Fribourg M., Sealfon S.C. Cytokine response is determined by duration of receptor and signal transducers and activators of transcription 3 (STAT3) activation. J. Biol. Chem., 2013, Vol. 288, no. 5, pp. 2986-2993.

7. Chaudhry H., Zhou J., Zhong Y., Ali M.M., McGuire F., Nagarkatti P.S., Nagarkatti M. Role of cytokines as a double-edges sword in sepsis. In Vivo, 2013, Vol. 27, no. 6, pp. 669-684.

8. Italiani P., Boraschi D. From monocytes to M1/M2 macrophages: phenotypical vs. functional differentiation. Front. Immunol., 2014, no. 5, p. 514.

9. Kitamura H., Ohno Y., Toyoshima Y., Ohtake J., Homma S., Kawamura H., Takahashi N., Taketomi A. Interleukin-6/STAT3 signaling as a promising target to improve the efficacy of cancer immunotherapy. Cancer Sci., 2017, Vol. 108, no. 10, pp. 1947-1952.

10. Lee J., Tam H., Adler L., Ilstad-Minnihan A., Macaubas C., Mellins E.D. The MHC class II antigen presentation pathway in human monocytes differs by subset and is regulated by cytokines. PLoS ONE, 2017, Vol. 12, no. 8, e0183594. doi: 10.1371/journal.pone.0183594.

11. Lucaszevicz A.-C., Faivre V., Payen D. Is monocyte HLA-DR expression monitoring a useful tool to predict the risk of secondary infection? France Minerva Anestesiol., 2010, Vol. 76, no. 9, pp. 737-743.

12. Mukherjee R., Kanti Barman P., Kumar Thatoi P., Tripathy R., Kumar Das B., Ravindran B. Non-Сlassical monocytes display inflammatory features: Validation in sepsis and System Lupus Erythematous. Sci. Rep., 2015, no. 5, 13886. doi: 10.1038/srep13886.

13. Rosales C. Molecular mechanisms of phagocytosis. Medical intelligence unit. New York: Springer science + Business media, 2005. 165 p.

14. Samarasinghe R., Tailor P., Tamura T., Kaisho T., Akira S., Ozato K. Induction of an anti-inflammatory cytokine, IL-10, in dendritic cells after toll-like receptor signaling. J. Interferon Cytokine Res., 2006, Vol. 26, no. 12, pp. 893-900.

15. Shalova I.N., Kajiji T., Lim J.Y., Gomes-Pina V., Fernandez-Ruiz I., Arnalich F., Iau P.T., Lopez-Collazo E., Wong S.C., Biswas S.K. CD16 regulates TRIF-dependent TLR4 response in human monocytes and their subsets. J. Immunol., 2012, no. 188, pp. 3584-3593.

16. Skrzeczynska-Moncznik J., Browska M., Loseke S., Grage-Griebenow E., Zembala M., Pryjma J. Peripheral blood CD14highCD16+ monocytes are main producers of IL-10. Scand. J. Immunol., 2008, Vol. 67, no. 2, pp. 152-159.

17. Swisher J.F., Feldman G.M. The many faces of FcγRI: implication for therapeutic antibody function. Immunol. Rev., 2015, Vol. 268, no. 1, pp. 160-174.

18. van der Poel C.E., Spaapen R.M., van der Winkel J.G., Leusen J.H.W. Functional characteristics of the high affinity IgG receptor, FcγRI. J. Immunol., 2011, Vol. 186, no. 5, pp. 2699-2704.

19. Yang J., Zhang L., Yu C., Yang X.-F., Wang H. Monocyte and macrophage differentiation: circulation inflammatory monocyte as biomarker for inflammatory diseases. Biomarker Research., 2014, Vol. 2, no. 1, p. 1.

20. Ziegler-Heitbrock L., Hofer T.P. Toward a refined definition of monocyte subsets. Front Immunol., 2013, no. 4, p. 23.

21. Ye X., Ding J., Zhou X., Chen G., Liu S.F. Divergent roles of endothelial NF-kappaB in multiple organ injury and bacterial clearance in mouse models of sepsis. J. Exp. Med., 2008, Vol. 205, no. 6, pp. 1303-1315.