Апоптоз лимфоцитов и иммунный ответ у больных лекарственно-устойчивым фиброзно-кавернозным туберкулезом с различной распространенностью деструктивных изменений в легких

В основе многих иммунопатологических процессов при туберкулезе лежат нарушения программируемой клеточной гибели. Особый интерес представляет взаимосвязь активности апоптоза с выраженностью иммунного ответа у больных фиброзно-кавернозным лекарственно-устойчивым туберкулезом легких при различной распространенности процесса. В работе проанализированы показатели апоптоза, пролиферативной активности лимфоцитов, продукции цитокинов и субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови у больных с одно- и двусторонним фибрознокавернозным лекарственно-устойчивым туберкулезом легких. Показано, что активность апоптоза у обследованных больных тесно коррелирует с распространенностью процесса. Выраженность раннего и позднего апоптоза и, как следствие, количества живых клеток отражает степень прогрессирования деструктивного процесса в легких при фиброзно-кавернозном туберкулезе. Установлена возможность прогнозирования распространенности деструктивных изменений в легких на основе выраженности маркеров апоптоза. Клинически значимыми оказались показатели активности раннего апоптоза Т-лимфоцитов, превышающие норму на 25% и выше. Выявлена отчетливая взаимосвязь показателей иммунного ответа с уровнем апоптоза. При этом показана неоднозначность в изменении ряда иммунологических параметров при усилении апоптоза лимфоцитов, сопряженная с выраженностью деструктивных изменений. Повышение апоптотической гибели клеток у всех больных фиброзно-кавернозным туберкулезом, независимо от распространенности процесса, ассоциировалось с угнетением антигенспецифического пролиферативного ответа, снижением уровня CD25⁺ лимфоцитов, повышением числа В-клеток, наряду со снижением продукции IFNγ, IL-8, и повышением IL-2 в ответ на PPD. При односторонней деструкции увеличение активности апоптоза сопровождалось снижением количества CD95⁺ клеток, уменьшением продукции TNFα; при двусторонней деструкции, напротив, отличалось высоким содержанием CD95⁺ лимфоцитов, увеличением выработки TNFα и IL-10. Показателем крайне неблагоприятного течения процесса является сочетание высокого уровня апоптоза и низкого антиген-специфического ответа с низкой экспрессией СD25⁺ клеток, повышенным числом СD19⁺ и СD95⁺ лимфоцитов, снижением продукции IFNγ, IL-8 и увеличением выработки IL-2, TNFα, IL-10. Установленные в работе закономерности свидетельствуют, что комплексный учет показателей апоптоза совместно с иммунологическими параметрами обладает более высокой информативностью при оценке состояния иммунокомпетентных клеток, характера процесса и тенденций его развития. Выявление особенностей программируемой гибели лимфоцитов в совокупности с параметрами иммунитета позволит оценить роль апоптоза в каждом отдельном случае и прогнозировать течение процесса, с последующим обоснованием целесообразности назначения иммунотерапии.

1. Есимова И.Е., Уразова О.И., Новицкий В.В., Хасанова Р.Р., Кошкина А. А., Чурина Е.Г. Причины дисрегуляции иммунного ответа при туберкулезе легких: влияние M. tuberculosis на течение иммунного ответа // Бюллетень сибирской медицины, 2012. № 3. С. 79-86.

2. Китаев М.И., Дуденко Е.В., Сыдыкова С., Токтогонова А.А., Чонорова О.А. Цитокиновый баланс в процессе химиотерапии туберкулеза легких с лекарственной устойчивостью микобактерий // Вестник КРСУ 2014. Т. 14, № 4. С. 101-103.

3. Кноринг Б.Е., Давыдова Н.И., Басек Т.Ф., Ница Н.А., Елькин А.В. Показатели иммунитета у больных прогрессирующим фиброзно-кавернозным туберкулезом в зависимости от выраженности деструктивных изменений в легких // Медицинская иммунология, 2012. Т. 14, № 4-5. С. 329-336. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2012-4-5-329-336.

4. Меняйло М.Е., Малащенко В.В., Шмаров В.А., Газатова Н.Д., Мелащенко О.Б., Гончаров А.Г., Се-ледцова Г.В., Селедцов В.И. Роль интерлейкина-8 в непосредственной регуляции функциональной активности Т-лимфоцитов // Медицинская иммунология, 2017. Т. 19, № 5. С. 529-536. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2017-5-529-536.

5. Пичугин А.В., Апт А.С. Апоптоз клеток иммунной системы при туберкулезной инфекции // Проблемы туберкулеза и болезней легких, 2005. № 12. С. 3-7.

6. Потапнев М.П. Апоптоз клеток иммунной системы и его регуляция цитокинами // Иммунология, 2002. № 4. С. 237-243.

7. Потапнев М.П. Аутофагия, апоптоз, некроз клеток и иммунное распознавание своего и чужого // Иммунология, 2014. № 2. С. 95-102.

8. Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., Жукова О.Б., Сазонова Е.В., Чечина О.Е., Биктасова А.К., Байков А.Н. Молекулярные механизмы влияния интерлейкина-2 на апоптоз лимфоцитов крови // Клеточные технологии в биологии и медицине, 2010. № 2. C. 116-120.

9. Салина Т.Ю., Морозова Т.И. Особенности продукции цитокинов у больных туберкулезом легких // Клиническая лабораторная диагностика, 2013. № 3. С. 18-20.

10. Салина Т.Ю., Морозова Т.И. FAS (CD95) антиген и продукция фактора некроза опухоли-а в периферической крови больных с разными клиническими проявлениями туберкулеза // Пульмонология, 2015. Т. 25, № 4. С. 456-460.

11. Сахно Л.В., Тихонова М.А., Курганова Е.В., Шевела Е.Я., Никонов С.Д., Жданов О.А., Мостовая Г.В., Останин А.А., Черных Е.Р. Т-клеточная анергия в патогенезе иммунной недостаточности при туберкулезе легких // Проблемы туберкулеза и болезней легких, 2004. № 11. С. 23-28.

12. Сахно Л.В., Тихонова М.А., Никонов С.Д., Жданов О.А., Оста А.А., Черных Е.Р. Дисфункции макрофагов, генерированных из моноцитов крови больных туберкулезом легких // Бюллетень Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, 2010. Т. 30, № 2. С.101-108.

13. Симбирцев А.С. Цитокины в патогенезе и лечении заболеваний человека. СПб.: Фолиант, 2018. 512 с.

14. Сомова Л.М., Беседнова Н.Н., Плехова Н.Г. Апоптоз и инфекционные болезни // Инфекция и иммунитет, 2014. Т. 4, № 4. С. 303-318. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2014-4-303-318.

15. Филинюк О.В., Янова Г.В., Стрелис А.К., Уразова О.И., Земляная Н.А., Буйнова Л.Н. Множественно-лекарственно-устойчивый туберкулез легких: медико-социальные особенности и эффективность стационарного этапа лечениям // Проблемы туберкулеза и болезней легких, 2008. № 8. С. 23-28.

16. Хонина Н.А., Сахно Л.В., Норкин М.Н., Норкина О.В., Мостовая Г.В., Никонов С.Д., Огиренко А.П., Останин А.А., Черных Е.Р. Апоптоз лимфоцитов как возможный механизм нарушения антигенспецифического ответа при туберкулезе легких // Медицинская иммунология, 2001. Т. 3, № 1. С. 51-59.

17. Часовских Н.Ю., Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., Филипенко М.Л., Боярских УА., Старикова Е.Г., Кайгородова Е.В., Стариков Ю.В., Соколович Е.Г. Белки семейства BCL-2 участвуют в редоксзависимой дезрегуляции апоптоза мононуклеарных лейкоцитов крови при воспалении // Иммунология, 2009. № 2. С. 98-101.

18. Чечина О.Е., Биктасова А.К., Сазонова Е.В., Жукова О.Б., Прохоренко Т.С., Крат И.В., Часов-ских Н.Ю., Новицкий В.В., Рязанцева Н.В. Роль цитокинов в редокс-зависимой регуляции апоптоза // Бюллетень отбирской медицины, 2009. № 2. С. 67-72.

19. Чечина О.Е., Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., Сазонова Е.В., Биктасова А.К., Жукова О.Б., Марош-кина А.Н., Белкина М.В., Кайгородова Е.В., Прохоренко Т.С. Белки семейства BCL-2 - молекулярные мишени проапоптотического действия ИЛ-2 и ИЛ-4 // Иммунология, 2011. № 3. С. 127-130.

20. Чурина Е.Г., Новицкий В.В., Уразова О.И., Филинюк О.В., Теплова Н.В., Есимова И.Е. Показатели апоптоза и пролиферативной активности лимфоцитов у больных туберкулезом легких с множественной лекарственной устойчивостью к M. tuberculosis // Медицинская иммунология, 2012. Т. 14, № 1-2. С. 119-126. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2012-1-2-119-126.

21. Чурина Е.Г., Уразова О.И., Новицкий В.В., Есимова И.Е., Кононова Т.Е., Филинюк О.В., Колобовни-кова Ю.В., Дмитриева А.И. Факторы дисрегуляции иммунного ответа (на различных этапах его реализации) при туберкулезе легких // Бюллетень сибирской медицины, 2016. Т. 15, № 5. С. 166-177.

22. Юрова К.А., Хазиахматова О.Г., Тодосенко Н.М., Литвинова Л.С. Оценка влияния yC-цитокинов (IL-2, IL-7 И IL-15) на экспрессию молекул поздней активации и апоптоза (CD95 И HLA-DR) CD4+/ CD8+ Т-лимфоцитами в популяции CD45RA Т-клеток in vitro // Иммунология, 2018. Т. 39, № 1. С. 20-25.

23. Ярилин А.А., Никонова М.Ф., Ярилина А.А., Варфоломеева М.И., Григорьева Т.Ю. Апоптоз, роль в патологии и значимость его оценки при клинико иммунологическом обследовании больных // Медицинская иммунология, 2000. Т. 2, № 1. С. 7-16.

24. Boussiotis V., Tsai E.Y., Yunis E.J., Thim S., Delgado J.C., Dascher C.C., Berezovskaya A., Rousset D., Reynes J.-M., Goldfeld A.E. IL-10-producing T cells suppress immune responses in anergic tuberculosis patients. J. Clin. Invest., 2000, Vol. 105, no. 9, pp. 1317-1325.

25. Briken V, Miller J.L. Living on the edge: inhibition of host cell apoptosis by Mycobacterium tuberculosis. Future Microbiol., 2008, Vol. 3, no. 4, pp. 415-422.

26. Choi S.H., Park J.Y., Kang W, Kim S.U., Kim D.Y., Ahn S.H., Ro S.W., Han K.H. Knockdown of HIF-1a and IL-8 induced apoptosis of hepatocellular carcinoma triggers apoptosis of vascular endothelial cells. Apoptosis, 2016, Vol. 21, no. 1, pp. 85-95.

27. Devireddy L.R., Green M.R. Transcriptional program of apoptosis induction following interleukin 2 deprivation: identification of RC3, a calcium/calmodulin binding protein, as a novel proapoptotic factor. Mol. Cell. Biol., 2003, Vol. 23, no. 13, pp. 4532-4541.

28. Douglas I.S., Diaz del Valle F., Winn R.A., Voelkel N.F. Beta-catenin in the fibroproliferative response to acute lung injury. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol., 2006, Vol. 34, no. 3, pp. 274-285.

29. Eum S.Y., Jeon B.Y., Min J.H., Kim S.C., Cho S., Park S.K., Cho S. Tumor necrosis factor-alpha and interleukin-10 in whole blood is associated with disease progression in pulmonary multidrug-resistant tuberculosis patients. Respiration, 2008, Vol. 76, no. 3, pp. 331-337.

30. Hildeman D.A., Zhu Y., Mitchell T.C., Kappler J., Marrack P. Molecular mechanisms of activated T cell death in vivo. Curr. Opin. Immunol., 2002, Vol. 14, no. 3, pp. 354-359.

31. Hirsch C.S., Johnson J.L., Okwera A., Kanost R.A., Wu M., Peters P., Muhumuza M., Mayanja-Kizza H., Mugerwa R.D., Mugyenyi P., Ellner J.J., Toossi Z. Mechanisms of apoptosis of T-cells in human tuberculosis. J. Clin. Immunol., 2005, Vol. 25, pp. 353-364.

32. Hirsch C.S., Toossi Z., Vanham G., Johnson J.L., Peters P., Okwera A., Mugerwa R., Mugyenyi P., Ellner J.J. Apoptosis and T cell hyporesponsiveness in pulmonary tuberculosis. Infect. Dis., 1999, Vol. 179, no. 4, pp. 945-953.

33. Kleinnijenhuis J., Oosting M., Plantinga T., van der Meer J.W., Joosten L.A., Crevel R.V., Netea M.G. Autophagy modulates the Mycobacterium tuberculosis-induced cytokine response. Immunology, 2011, Vol. 134, pp. 341-348.

34. Knoring B.E., Davydova N.I., Shulgina M.V., Kravtsov V.Y., Zilber E.K., Yablonskii P.K. Features of cytokine profile in patients with progressive TB-induced pulmonary fibrosis characterized by various intensities of pulmonary destructive changes. Prensa. Med. Argen., 2016, Vol. 102, no. 2, pp. 2-9.

35. Lee J.S., Song C.H., Lim J.H., Kim H.J., Park J.K., Paik T.H. Kim C.H., Kong S.J., Shon M.H., Jung S.S., Jo E.K. The production of tumour necrosis factor-alpha is decreased in peripheral blood. Clin. Exp. Immunol., 2003, Vol. 132, no. 3, pp. 443-449.

36. Moore K.W., de Waal Malefyt R., Coffman R.L., О’Garra A. Interleukin-10 and the interleukin-10 receptor. Annu. Rev. Immunol., 1993, Vol. 11, pp. 165-190.

37. Moraco A.H., Kornfeld H. Cell death and autophagy in tuberculosis. Semin. Immunol., 2014, Vol. 26, no. 6, pp. 497-511.

38. Morrison J., Pai M., Hopewell P.C. Tuberculosis and latent tuberculosis infection in close contacts of people with pulmonary tuberculosis in low-income and middle-income countries: a systematic review and meta-analysis. Lancet Infect. Dis., 2008, Vol. 8, pp. 359-368.

39. Orme I.M. A new unifying theory of the pathogenesis of tuberculosis. Tuberculosis, 2014, Vol. 94, no. 1, pp. 8-14.

40. Pang X., Li K., Wei L., Huang Y., Su M., Wang L., Cao H., Chen T. IL-8 inhibits the apoptosis of MCF-7 human breast cancer cells by up-regulating Bcl-2 and down-regulating caspase-3. Xi Bao Yu Fen Zi Mian Yi Xue Za Zhi, 2015, Vol. 31, no. 3, pp. 307-311.

41. Parandhaman D.K., Narayanan S. Cell death paradigms in the pathogenesis of Mycobacterium tuberculosis infection. Front. Cell Infect. Microbiol., 2014, no. 4, p. 31.

42. Pericl F., Liu J.H., Diaz J.I., Blanchard D.K., Wei S., Forni G., Djeu J.Y. Interleukin-2 prevention of apoptosis in human neutrophils. Eur. J. Immunol., 1994, Vol. 24, no. 2, pp. 440-444.

43. Quesniaux V.F., Jacobs M., Allie N., Grivennikov S., Nedospasov S.A., Garcia I, Olleros M.L., Shebzukho Y., Kupras D., Vasseur V., Rose S., Court N., Vache R., Ryffel B. TNF in host resistance to tuberculosis infection. Curr. Dir. Autoimmun., 2010, Vol. 11, pp. 157-179.

44. Raeber M.E., Zurbuchen Y., Impellizzieri D., Boyman O. The role of cytokines in T-cell memory in health and disease. Immunol. Rev., 2018, Vol. 283, no. 1, pp. 176-193.

45. Rakotosamima N., Doherty T.M., Andriamihantasoa L.H., Richard V., Gicquel B., Soares J.L., Zumla A., Razanamparany V.R. Expression of TNF-alpha-dependent apoptosis-related genes in the peripheral blood of Malagasy subjects with tuberculosis. PLoS oNe, 2013, Vol. 8, no. 4, e61154. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0061154.

46. Refaeli Y., van Parijs L., London C.A., Tschopp J., Abbas A.K. Biochemical mechanisms of IL-2-regulated Fas-mediated T cell apoptosis. Immunity, 1998, Vol. 8, no. 5, pp. 615-623.

47. Saini N.K., Sinha R., Singh P., Sharma M., Pathak R., Rathor N., Varma-Basil M., Bose M. Mce4A protein of Mycobacterium tuberculosis induces pro inflammatory cytokine response leading to macrophage apoptosis in a TNF-a dependent manner. Microb. Pathog., 2016, Vol. 100, pp. 43-50.

48. Shi J., Sun B.H., Zhou L.R., Wang X.S. Role of IL-10 and TNF-a during Mycobacterium tuberculosis infection in murine alveolar macrophage. Genet. Mol. Res., 2016, Vol. 15, no. 3. https://doi.org/10.4238/gmr.15037819.

49. Simmons J.D., Catherine M. Stein C.M., Seshadri C., Campo M., Alter G., Fortun S., Schurr E., Wallis R.S., Churchyard G., Mayanja-Kizza H., Boom WH. , Hawn T.R. Immunological mechanisms of human resistance to persistent Mycobacterium tuberculosis infection. Nat. Rev. Immunol., 2018, Vol. 18, pp. 575-589.

50. Tan Q., Xie W.P., Min R., Dai G.Q., Xu C.C., Pan H.Q., Miao C.D., Yang Z., Xu W.G., Wang H. Characterization of Th1- and Th2-type immune response in human multidrug-resistant tuberculosis. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis., 2012, Vol. 31, no. 6, pp. 1233-1242.

51. Vanham G., Toossi Z., Hirsch C.S., Wallis R.S., Schwander S.K., Rich E.A., Ellner J.J. Examining a paradox in the pathogenesis of human pulmonary tuberculosis: immune activation and suppression/anergy. Tuber. Lung Dis., 1997, Vol. 78, no. 3-4, pp. 145-158.

52. Vignali DA., Collison L.W, Workman C.J. How regulatory T cells work. Nat. Rev. Immunol., 2008, Vol. 8, no. 7, p. 523.

53. Wang G., Lin A., Han Q., Zhao H., Tian Z., Zhang J. IFN-y protects from apoptotic neutrophil-mediated tissue injury during acute Listeria monocytogenes infection. Eur. J. Immunol., 2018, Vol. 48, no. 9, pp. 1470-1480.

54. Yan L., Cui H., Xiao H., Zhang Q. Anergic pulmonary tuberculosis is associated with contraction of the Vd2+T cell population, apoptosis and enhanced inhibitory cytokine production. PLoS ONE, 2013, Vol. 8, no. 8, e71245. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071245.

55. Zhai W, Wu F., Zhang Y., Fu Y., Liu Z. The immune escape mechanisms of Mycobacterium tuberculosis. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20, no. 2, p. 340.