Цитокиновый профиль при внебольничной пневмонии у детей

Внебольничная пневмония относятся к числу наиболее распространенных острых инфекционных заболеваний. Заболеваемость внебольничной пневмонией среди детского населения значительно снизилась во всем мире, главным образом, из-за все более широкого использования эффективных средств профилактики. Тем не менее внебольничная пневмония остается распространенной причиной детской заболеваемости и смертности. Пневмония может развиться в любом возрасте, но чаще всего она возникает у детей раннего возраста, у которых чаще встречается и более тяжелое течение пневмонии. Ранняя диагностика и прогноз тяжести заболевания у детей являются актуальной проблемой на современном этапе. Было обнаружено, что в большинстве случаев комбинация традиционных биомаркеров, включая количество лейкоцитов, прокальцитонин, СРБ недостаточно эффективны в диагностике внебольничной пневмонии у детей. Актуальным является поиск новых маркеров, позволяющих в дополнение к клинической оценке существенно улучшить диагностику и ведение внебольничной пневмонии у детей и уменьшить неблагоприятные исходы, связанные с этим заболеванием. Такими маркерами могут стать цитокины, которые являются активными участниками патогенеза при внебольничной пневмонии. Целью данного исследования стало определение уровеня ряда цитокинов в сыворотке крови у детей с ВП и оценка изменения цитокинового профиля в зависимости от влияния факторов: возраст пациента и тяжесть заболевания. В исследовании были включены 117 детей в возрасте от 1 года до 18 лет с верифицированным диагнозом внебольничной пневмонии, подтвержденной рентгенологически. Группа сравнения сформирована из 28 здоровых детей, не имеющих на момент обследования внебольничной пневмонии, а также других признаков острой респираторной вирусной инфекции и не состоящих на диспансерном наблюдении по поводу какой-либо хронической патологии. Были определены уровни следующих цитокинов в сыворотке крови: IL-1β, IFNγ, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNFα, IFNλ2 (IL-28A), IFNλ3 (IL-28B), IL-8, MCP-1, IL-17AF, GM-CSF с помощью тест-систем, основанных на «сэндвич»-методе твердофазного ИФА с применением пероксидазы в качестве индикаторного фермента. В результате проведенного исследования было установлено, что содержание IL-6, IL-17AF, IL-1β, IFNγ, MCP-1, IFNλ2 (IL-28A), IFNλ3 (IL-28B), GM-CSF было значительно выше в группе детей с тяжелой внебольничной пневмонией. Уровень таких цитокинов, как IL-6, IFNλ2 (IL-28A), IFNλ3 (IL-28B), GM-CSF изменялся в зависимости от возраста пациентов, что может отражать степень активации иммунной системы у детей в различные возрастные периоды.

1. Геппе Н.А., Малахов А.Б., Дронов И.А., Хабибуллина Е.А. Внебольничная пневмония у детей: проблемы диагностики, лечения и профилактики // Доктор.Ру, 2015. № 13 (114). С. 20-27.

2. Зайцева О.В. Формирование иммунитета: актуальные вопросы педиатрии // Аллергология и иммунология в педиатрии, 2014. № 2 (37). С. 12-22.

3. Пикуза О.И., Самороднова Е.А. Современные особенности внебольничных пневмоний у детей раннего возраста // Практическая медицина, 2013. № 6 (75). С. 35-41.

4. Пневмония (внебольничная). Оригинал-макет, 2022. 82 с. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/schema/714_1.

5. Узунова А.Н. Пневмонии в детском возрасте. Челябинск: Челяб. гос. мед. акад., 2002. 215 с.

6. Bacci M.R., Leme R.C., Zing N.P., Murad N., Adami F., Hinnig P.F., Feder D., Chagas A.C., Fonseca F.L. IL-6 and TNF-α serum levels are associated with early death in community-acquired pneumonia patients. Braz. J. Med. Biol. Res., 2015, Vol. 48, no. 5, pp. 427-432.

7. Banerjee R. CON: Procalcitonin does not have clinical utility in children with community-acquired pneumonia. JAC Antimicrob. Resist., 2021, Vol. 3, no. 4, dlab152. doi: 10.1093/jacamr/dlab152.

8. Bonaventura A., Vecchié A., Wang T.S., Lee E., Cremer P.C., Carey B., Rajendram P., Hudock K.M., Korbee L., van Tassell B.W., Dagna L., Abbate A. Targeting GM-CSF in COVID-19 Pneumonia: Rationale and Strategies. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 1625. doi: 10.3389/fimmu.2020.01625.

9. de Brito R.C., Lucena-Silva N., Torres L.C., Luna C.F., Correia J.B., da Silva G.A. The balance between the serum levels of IL-6 and IL-10 cytokines discriminates mild and severe acute pneumonia. BMC Pulm. Med., 2016, Vol. 16, no. 1, 170. doi: 10.1186/s12890-016-0324-z.

10. Fernandes C.D., Arriaga M.B., Costa M.C.M., Costa M.C.M., Costa M.H.M., Vinhaes C.L., SilveiraMattos P.S., Fukutani K.F., Andrade B.B. Host inflammatory biomarkers of disease severity in pediatric community-acquired pneumonia: a systematic review and meta-analysis. Open Forum Infect. Dis., 2019, Vol. 6, no. 12, ofz520. doi: 10.1093/ofid/ofz520.

11. Fukuda Y., Homma T., Inoue H., Onitsuka C., Ikeda H., Goto Y., Sato Y., Kimura T., Hirai K., Ohta S., Yamamoto M., Kusumoto S., Suzuki S., Tanaka A., Sagara H. Downregulation of type III interferons in patients with severe COVID-19. J. Med. Virol., 2021, Vol. 93, no. 7, pp. 4559-4563.

12. Galani I.E., Rovina N., Lampropoulou V., Triantafyllia V., Manioudaki M., Pavlos E., Koukaki E., Fragkou P.C., Panou V., Rapti V., Koltsida O., Mentis A., Koulouris N., Tsiodras S., Koutsoukou A., Andreakos E. Untuned antiviral immunity in COVID-19 revealed by temporal type I/III interferon patterns and flu comparison. Nat. Immunol., 2021, Vol. 22, no. 1, pp. 32-40.

13. Hammer O., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis. Palaeontologia Electronica, 2001, Vol. 4, iss. 1, 9 p. Available at: https://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm.

14. Haugen J., Chandyo R.K., Brokstad K.A., Mathisen M., Ulak M., Basnet S., Valentiner-Branth P., Strand T.A. Cytokine concentrations in plasma from children with severe and non-severe community acquired pneumonia. PLoS One, 2015, Vol. 10, no. 9, e0138978. doi: 10.1371/journal.pone.0138978.

15. Jin H.L., Zhan L., Mei S.F., Shao Z.Y. Serum cytokines and FeNO in school-aged children with mycoplasma pneumoniae pneumonia. Med. Sci. Monit., 2020, Vol. 26, e923449. doi: 10.12659/MSM.923449.

16. Khaedir Y., Kartika R. Perspectives on Targeting IL-6 as a Potential Therapeutic Strategy for COVID-19. J. Interferon Cytokine Res., 2021, Vol. 41, no. 2, pp. 37-43.

17. Kleiner G., Marcuzzi A., Zanin V., Monasta L., Zauli G. Cytokine levels in the serum of healthy subjects. Mediators Inflamm., 2013, Vol. 2013, 434010. doi: 10.1155/2013/434010.

18. le Roux D.M., Zar H.J. Community-acquired pneumonia in children – a changing spectrum of disease. Pediatr. Radiol., 2017, Vol. 47, no. 11, pp. 1392-1398.

19. Lee J.E., Kim J.W., Han B.G., Shin S.Y. Impact of whole-blood processing conditions on plasma and serum concentrations of cytokines. Biopreserv. Biobank., 2016, Vol. 14, no. 1, pp. 51-55.

20. Liu C., Chu D., Kalantar-Zadeh K., George J., Young H.A., Liu G. Cytokines: from clinical significance to quantification. Adv. Sci. (Weinh), 2021, Vol. 8, no. 15, e2004433. doi: 10.1002/advs.202004433.

21. Liu M., Lu B., Fan H., Guo X., Du S., Yang D., Xu Y., Li Y., Che D., Liu Y., Gu X., Ding T., Wang P., Luo H.B., Lu G. Heightened local Th17 cell inflammation is associated with severe community-acquired pneumonia in children under the age of 1 year. Mediators Inflamm. , 2021, Vol. 2021, 9955168. doi: 10.1155/2021/9955168.

22. Potere N., Batticciotto A., Vecchié A., Porreca E., Cappelli A., Abbate A., Dentali F., Bonaventura A. The role of IL-6 and IL-6 blockade in COVID-19. Expert Rev. Clin. Immunol., 2021, Vol. 17, no. 6, pp. 601-618.

23. Principi N., Esposito S. Biomarkers in pediatric community-acquired pneumonia. Int. J. Mol. Sci., 2017, Vol. 18, no. 2, 447. doi: 10.3390/ijms18020447.

24. Ritchie N.D., Ritchie R., Bayes H.K., Mitchell T.J., Evans T.J. IL-17 can be protective or deleterious in murine pneumococcal pneumonia. PLoS Pathog., 2018, Vol. 14, no. 5, e1007099. doi: 10.1371/journal.ppat.1007099.

25. Rose-John S. Interleukin-6 family cytokines. Cold Spring Harb. Perspect. Biol., 2018, Vol. 10, no. 2, a028415. doi: 10.1101/cshperspect.a028415.

26. Saghafian-Hedengren S., Mathew J.L., Hagel E., Singhi S., Ray P., Ygberg S., Nilsson A. Assessment of cytokine and chemokine signatures as potential biomarkers of childhood community-acquired pneumonia severity: a nested cohort study in india. Pediatr. Infect. Dis. J., 2017, Vol. 36, no. 1, pp. 102-108.

27. Sokal R.R., Rohlf F.J. Biometry, the principles and practice of statistics in biological research, 3 rd ed.; W.H. Freeman and Co.: New York, NY, USA, 1997.

28. Stanifer M.L., Guo C., Doldan P., Boulant S. Importance of Type I and III interferons at respiratory and intestinal barrier surfaces. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 608645. doi: 10.3389/fimmu.2020.608645.

29. Wilson R., Cohen J.M., Jose R.J., de Vogel C., Baxendale H., Brown J.S. Protection against Streptococcus pneumoniae lung infection after nasopharyngeal colonization requires both humoral and cellular immune responses. Mucosal Immunol., 2015, Vol. 8, no. 3, pp. 627-639.

30. World Health Organization. Revised WHO Classification and Treatment of Childhood Pneumonia at Health Facilities: Evidence Summaries. Geneva: World Health Organization; 2014. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK264162/.

31. Ye L., Schnepf D., Staeheli P. Interferon-λ orchestrates innate and adaptive mucosal immune responses. Nat. Rev. Immunol., 2019, Vol. 19, no. 10, pp. 614-625.

32. Yong K.K., Chang J.H., Chien M.H., Tsao S.M., Yu M.C., Bai K.J., Tsao T.C., Yang S.F. Plasma Monocyte chemoattractant protein-1 level as a predictor of the severity of community-Acquired Pneumonia. Int. J. Mol. Sci., 2016, Vol. 17, no. 2, 179. doi: 10.3390/ijms17020179.

33. Yoshioka K. KyPlot – A User-oriented Tool for Statistical Data Analysis and Visualization. CompStat, 2002, Vol. 17, iss. 3, 425-437.