Особенности местного и системного цитокинового статуса у здоровых разного возраста и пациентов с начальной стадией первичной открытоугольной глаукомы

ЦЕЛЬ. Выявить особенности инволюционных изменений, их возможный вклад в патологический процесс на основании сравнительного исследования цитокинового статуса в ходе естественного старения и при первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ). МЕТОДЫ. Обследованы 64 человека (64 глаза) в возрасте от 21 года до 72 лет, из них 16 человек (16 глаз) -молодые здоровые добровольцы (1-я группа; средний возраст 26,6±5 лет; «молодой» контроль); 12 человек (12 глаз) - практически здоровые люди пожилого возраста (2-я группа; средний возраст 69,3±3 года; «возрастной» контроль); 20 человек (20 глаз) с подозрением на ПОУГ (3-я группа; средний возраст 66,2±5 лет); 16 человек (16 глаз) с начальной стадией ПОУГ (4-я группа; средний возраст 67,8±4 года). Материал иммунологического исследования: сыворотка периферической крови (СК, n=64) и слезная жидкость (СЖ, n=64). В каждой тест-пробе методом мультиплексного анализа определяли концентрацию 16 цитокинов различного биологического действия: интерлейкинов (IL-1 ß, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-17, IL-18); факторов некроза опухоли (TNF-α, TNF-ß); интерферонов (IFN-α, IFN-γ); фактора роста эндотелия сосудов (VEGF-A); трансформирующего фактора роста (TGF-ß1). Исследование цитокинов проводили на проточном цитометре BD FACS Canto II в программе BD FACS Diva, с помощью наборов СВА («BD Biosciences», USA), обработку данных осуществляли в программе FCAP Array («Soft Flow», USA). РЕЗУЛЬТАТЫ. В ходе исследования системной продукции цитокинов в группе «возрастного» контроля отмечены статистически значимые сдвиги от «молодой» нормы 4 цитокинов из 16 как по частоте их выявления (отсутствие IFN-γ во всех пробах СК), так и концентрации: снижении уровня IL-1ß, IFN-α при повышении содержания IL-6, TGF-ß1. При анализе цитокинов в СЖ добровольцев из указанных групп существенных сдвигов не было выявлено. Достоверные различия в показателях системного и местного цитокинового статуса обнаружены между группами «возрастного» контроля, подозрения на глаукому и начальной стадии ПОУГ. В СК пациентов с подозрением на ПОУГ отмечен статистически значимый сдвиг от «возрастной» нормы 5 цитокинов из 16: усиление продукции медиаторов воспаления IL-1 ß, IL-5, а также IFN-a (c тенденцией к повышению уровней IL-2, IL-4, IL-8, IL-17А, IFN-γ, TNF-α) и снижение концентрации IL-6 и TGF-ß1; во всех тест-пробах отсутствовал TNF-ß. Характерной особенностью для этой группы явилось «подключение» системной продукции - повышение концентрации в СК IL-1ß - иммуномедиатора с широким спектром биологической активности. Изменения локального цитокинового профиля при подозрении на ПОУГ носили резко выраженный характер относительно «возрастного» контроля и касались 14 из 16 цитокинов, за исключением IL-8 и VEGF-A. В СЖ пациентов этой группы обнаружено статистически значимое повышение содержания I L-1 ß, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-17A, IL-18, IFN-α, IFN-γ, TNF-α, TNF-ß, TGF-ß1. При переходе в начальную стадию ПОУГ на системном уровне отмечен прогрессивный (статистически значимый) рост концентраций провоспалительных цитокинов IL-1 ß, IL-5 и дальнейшее снижение IL-6 и TGF-ß1. Характерным для этой группы было отсутствие системной продукции IL-4, IL-10, IL-12р70, IFN-γ и IFN-a. Сравнительный анализ исследования содержания цитокинов в СЖ групп «возрастного» контроля и начальной ПОУГ выявил достоверное повышение локальной продукции IL-1 ß, IL-5, IL-12p70, IL-18, TNF-α, TNF-ß, VEGF-A, TGF-ß1 у пациентов с начальной стадией заболевания. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В результате исследования представлена характеристика сдвигов в цитокиновом профиле на местном и системном уровнях у здоровых добровольцев молодого и пожилого возраста без офтальмопатологии, у пациентов при наличии подозрения на первичную глаукому и с начальной стадией ПОУГ. Выявленные особенности возрастных и патологических изменений локальной и системной продукции цитокинов свидетельствуют о существенном отклонении направлений векторов развития ПОУГ и физиологического старения. Полученные данные позволяют думать, что нарушение цитокиновой регуляции на ранних этапах заболевания характерно для первичной глаукомы и начинается задолго до известных клинических проявлений ПОУГ. Вышесказанное дает основание для дальнейших исследований, представляется важным для расшифровки предпосылок развития ПОУГ, позволяет предполагать возможность поиска ранних маркеров заболевания на доклиническом, функционально интактном этапе у пациентов групп риска.

физиологическое старение, первичная открытоугольная глаукома, сыворотка крови, слезная жидкость, цитокины, ранняя диагностика глаукомы, senescence, primary open-angle glaucoma, blood serum, tear fluid, cytokines, early diagnosis of glaucoma

1. Нестеров А.П. Глаукома: основные проблемы, новые возможности. Вестник офтальмологии 2008; 124(1):3-5

2. Аветисов С.Э., Мамиконян В.Р., Казарян Э.Э., Шмелева-Демир О.А., Мазурова Ю.В., Рыжкова Е.Г. и др. Новый скрининговый метод определения толерантного внутриглазного давления. Вестник офтальмологии 2009; 125(5):3-7

3. Аветисов С.Э., Мамиконян В.Р., Казарян Э.Э., Шмелева-Демир О.А., Галоян Н.С., Мазурова Ю.В. и др. Результаты клинической оценки нового скринингового метода определения индивидуальной нормы внутриглазного давления. Вестник офтальмологии 2010; 126(2):5-7

4. Куроедов А.В., Еричев В.П., Ходыкина Н.П., Городничий В.В. и др. О корреляционных взаимоотношениях между суточными колебаниями внутриглазного давления и морфометрической структурой диска зрительного нерва. Офтальмология 2006; 3(1):43-49

5. Петров С.Ю., Антонов А.А., Макарова А.С., Вострухин С.В. Офтальмотонус в оценке медикаментозного и хирургического лечения глаукомы. РМЖ. Клиническая офтальмология 2015; 16(2):69-72

6. Quigley H.A., Broman A.T. The number of people with glaucoma world wide in 2010 and 2020. Br J Ophthalmol 2006; 90(3): 262-267. doi: 10.1136/bjo.2005.081224.

7. Gordon M.O., Kass M.A. Ocular Hypertension Treatment Study Group. The Ocular Hypertension Treatment Study: Design and baseline description of the participants. Arch Ophthalmol 1999; 117: 573-583. doi: 10.1001/archopht.117.5.573.s.

8. Kass M.A., Gordon M.O., Gao F., Heuer D.K., Higginbotham E.J., Johnson C.A., Keltner J.K., Miller J.P., Parrish R.K., Wilson M.R. Ocular Hypertension Treatment Study Group. Delaying treatment of ocular hypertension: the ocular hypertension treatment study. Arch Ophthalmol 2010; 128(3): 276-287. doi: 10.1001/archoph-thalmol.2010.20.

9. Armaly M.F., Krueger D.E., Maunder L., Becker B., Hetherington J. Jr., Kolker A.E., Levene R.Z., Maumenee A.E., Pollack I.P., Shaffer R.N. Biostatistical analysis of the collaborative glaucoma study. I. Summary report of the risk factors for glaucomatous visual-field defects. Arch Ophthalmol 1980; 98(12): 2163-2171. doi: 10.1001/archopht.1980.01020041015002.

10. Hyman L. Epidemiology of eye disease in the elderly. Eye (Lond) 1987; 1(2): 330-341. doi: 10.1038/eye.1987.53.

11. Нестеров А.П., Черкасова И.Н. Роль факторов риска при диагностике открытоугольной глаукомы. Вестник офтальмологии 1987; 5: 18-20

12. Куроедов А.В., Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А. и др. Первичная открытоугольная глаукома: в каком возрасте пациента и при какой длительности заболевания может наступить слепота. Медико-биологические проблемы жизнедеятельности 2014; 2(12): 74-84

13. Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Басинский А.С. и др. Модель манифестирования и исходов первичной открытоугольной глаукомы. Клиническая медицина 2014; 92(12): 64-72

14. Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Басинский А.С. и др. Прогнозирование продолжительности сроков заболевания и возраста пациентов с разными стадиями первичной открытоугольной глаукомы. Национальный журнал глаукома 2014; 13(2): 60-69

15. Еричев В.П., Ганковская Л.В., Ковальчук Л.В., Ганковская О.А., Дугина А.Е. Интерлейкин-17 и его возможное участие в репа-ративных процессах при глаукоме. Глаукома 2009; 1: 23-25

16. Хаитов Р.М., Пинегин Б.В., Ярилин А.А. Руководство по клинической иммунологии. М.: ГЕОТАР-Медиа, 2009; 308-311

17. Gramlich O.W., Beck S., von Thun Und Hohenstein-Blaul N., Boehm N., Ziegler A., Vetter J.M., Pfeiffer N., Grus F.H. Enhanced insight into the autoimmune component of glaucoma: IgG autoantibody accumulation and pro-inflammatory conditions in human glaucomatous retina. PLoS One. 2013; 8(2): e57557. doi: 10.1371/journal.pone.0057557.

18. Kuchtey J., Kunkel J., Burgess L.G., Parks M.B., Brantley M.A. Jr., Kuchtey R.W. Elevated transforming growth factor ß1 in plasma of primary open-angle glaucoma patients. Invest Ophthalmol Vis Sci 2014; 55(8): 5291-5297. doi: 10.1167/iovs.14-14578.

19. Trivedi R.H., Nutaitis M., Vroman D., Crosson C.E. Influence of race and age on aqueous humor levels of transforming growth factorbeta 2 in glaucomatous and nonglaucomatous eyes. J Ocul Pharmacol Ther 2011; 27(5): 477-480. doi: 10.1089/jop.2010.0100.

20. Takai Y., Tanito M., Ohira A. Multiplex cytokine analysis of aqueous humor in eyes with primary open-angle glaucoma, exfoliation glaucoma, and cataract. Invest Ophthalmol Vis Sci 2012; 53: 241-247. doi: 10.1167/iovs.11-8434.

21. Chua J., Vania M., Cheung C.M., Ang M., Chee S.P., Yang H., Li J., Wong T.T. Expression profile of inflammatory cytokines in aqueous from glaucomatous eyes. Mol Vis 2012; 18: 431-438.

22. Kiecolt-Glaser J.K., Preacher K.J., MacCallum R.C., Atkinson C., Malarkey W.B., Glaser R. Chronic stress and age-related increases in the proinflammatory cytokine IL-6. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100(15): 9090-9095. doi: 10.1073/pnas.1531903100.

23. Sawada H., Fukuchi T., Tanaka T., Abe H. Tumor necrosis factoralpha concentrations in the aqueous humor of patients with glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci 2010; 51(2): 903-906. doi: 10.1167/ iovs.09-4247.

24. Munoz-Fernândez M.A., Fresno M. The role of tumour necrosis factor, interleukin -6, interferon-gamma and inducible nitric oxide synthase in the development and pathology of the nervous system. Prog Neurobiol 1998; 56(3): 307-340. doi: 10.1016/S0301-0082(98)00045-8.

25. Ertel W., Keel M., Bonaccio M., Steckholzer U., Gallati H., Kenney J.S., Trentz O. Release of anti-inflammatory mediators after mechanical trauma correlates with severity of injury and clinical outcome. J Trauma 1995; 39(5): 879-887.

26. Shohami E., Bass R., Wallach D., Yamin A., Gallily R. Inhibition of tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) activity in rat brain is associated with cerebroprotection after closed head injury. J Cereb Blood Flow Metab 1996; 16(3): 378-384.

27. Liu T., Clark R.K., McDonnell P.C., Young P.R., White R.F., Barone F.C., Feuerstein G.Z. Tumor necrosis factor-alpha expression in ischemic neurons. Stroke 1994; 25(7): 1481-1488.

28. Nakazawa T., Nakazawa C., Matsubara A., Noda K., Hisatomi T., She H., Michaud N., Hafezi-Moghadam A., Miller J.W., Benowitz L.I. Tumor necrosis factor-alpha mediates oligodendrocyte death and delayed retinal ganglion cell loss in a mouse model of glaucoma. J Neurosci 2006; 26(49): 12633-12641. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2801-06.2006.

29. Tezel G., Wax M.B. Increased production of tumor necrosis factor-alpha by glial cells exposed to simulated ischemia or elevated hydrostatic pressure induces apoptosis in cocultured retinal ganglion cells. J Neurosci 2000; 20(23): 8693-8700.

30. Tezel G., Li L.Y., Patil R.V., Wax M.B. TNF-alpha and TNF-alpha receptor-1 in the retina of normal and glaucomatous eyes. Invest Ophthalmol Vis Sci 2001; 42(8): 1787-1794.

31. Yuan L., Neufeld A.H. Activated microglia in the human glaucomatous optic nerve head. J Neurosci Res 2001; 64(5): 523-532.

32. Yuan L., Neufeld A.H. Tumor necrosis factor-alpha: a potentially neurodestructive cytokine produced by glia in the human glaucomatous optic nerve head. Glia 2000; 32(1): 42-50. doi: 10.1002/1098-1136(200010)32: 1.

33. Yan X., Tezel G., Wax M.B., Edward D.P. Matrix metalloprote-inases and tumor necrosis factor alpha in glaucomatous optic nerve head. Arch Ophthalmol 2000; 118(5): 666-673. doi: 10.1001/archopht.118.5.666.

34. Kuchtey J., Rezaei K.A., Jaru-Ampornpan P., Sternberg P. Jr., Kuchtey R.W. Multiplex cytokine analysis reveals elevated concentration of interleukin-8 in glaucomatous aqueous humor. Invest Ophthalmol Vis Sci 2010; 51(12): 6441-6447. doi: 10.1167/iovs.10-5216.

35. Zhou X., Xia X.B. Retinal stem cells transplantation combined with copolymer-1 immunization reduces interferon-gamma levels in an experimental model of glaucoma. Int J Ophthalmol 2011; 4(6): 594-598. doi: 10.3980/j.issn.2222-3959.2011.06.04.

36. Чередниченко Л.П., Барычева Л.Ю., Берновская А.А. Определение провоспалительных цитокинов в ранней диагностике первичной открытоугольной глаукомы. Российский офтальмологический журнал 2013; 2: 82-85

37. Ляшенко А.А. Цитокины и молекулярные основы заболеваний старческого возраста. Клиническая геронтология 2003; 3: 45-54

38. Куроедов А.В., Городничий В.В. Компьютерная ретиното-мография (HRT): диагностика, динамика, достоверность. Москва: Столичный бизнес, 2007; 231 c

39. Alencar L.M., Bowd C., Weinreb R.N., Zangwill L.M., Sample P.A., Medeiros F.A. Comparison of HRT-3 glaucoma probability score and subjective stereophotograph assessment for prediction of progression in glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci 2008; 49(5): 1898-1906. doi: 10.1167/iovs.07-0111.

40. Егорова И.В., Шамшинова А.М., Еричев В.П. Функциональные методы исследования в диагностике глаукомы. Вестник офтальмологии 2001; 117(6): 38-40

41. Брежнев А.Ю., Курышева Н.И., Трубилин В.Н., Баранов В.И. Проблемы ранней клинической диагностики псевдоэксфолиативного синдрома. Офтальмология 2012; 9(1): 49-52

42. Еричев В.П., Петров С.Ю., Козлова И.В., Макарова А.С. и др. Современные методы функциональной диагностики и мониторинга глаукомы. Часть 1. Периметрия как метод функциональных исследований. Национальный журнал глаукома 2015; 14(2): 75-81

43. Еричев В.П., Петров С.Ю., Макарова А.С., Козлова И.В. и др. Современные методы функциональной диагностики и мониторинга глаукомы. Часть 2. Диагностика структурных повреждений сетчатки и зрительного нерва. Национальный журнал глаукома 2015; 14(3): 72-79

44. Останин А.А., Черных Е.Р. Сравнительная оценка уровня 17 цитокинов в сыворотке и цельной крови здоровых доноров методом проточной флюорометрии. Цитокины и воспаление 2005; 4 (2): 25-32

45. Петров С.А., Тезелашвили Т.Н., Костоломова Е.Г. Влияние цитокинов сыворотки крови на термометрические характеристики глаза при первичной глаукоме. Российский иммунологический журнал 2012; 6(14), 3(1): 126-129

46. Zhang X., Chintala S.K. Influence of interleukin-1 beta induction and mitogen-activated protein kinase phosphorylation on optic nerve ligation-induced matrix metalloproteinase-9 activation in the retina. Exper Eye Res 2004; 78(4): 849-860. 47. Tezel G., Wax M.B. Glaucoma. Chem Immunol Allergy 2007; 92: 221-227. 48. Новиков Д.К., Генералов И.И., Данющенкова Н.М. Медицинская микробиология. Витебск, 2010; 597 с

47. Agarval R., Agarval P. Glaucomatous neurodegeneration: An eye on tumor necrosis factor - alpha. Indian J Ophthalmol 2012; 60(4): 255-261. doi: 10.4103/0301-4738.98700.

48. Страхов В.В. Патогенез первичной глаукомы - «все или ничего». Глаукома 2009; 2: 40-52

49. Robertson J.V., Siwakoti A., West-Mays J.A. Altered expression of transforming growth factor beta 1 and matrix metalloproteinase-9 results in elevated intraocular pressure in mice. Mol Vis 2013; 19: 684-695.

50. Lip P.L., Felmeden D.C., Blann A.D., Matheou N., Thakur S., Cunliffe I.A., Lip G.Y. Plasma vascular endothelial growth factor, soluble VEGF receptor FLT-1, and von Willebrand factor in glaucoma. Br J Ophthalmol 2002; 86(11): 1299-302. doi: 10.1136/bjo.86.11.1299.

51. Кириленко М.Ю. Исследование полиморфизмов генов факторов роста с развитием первичной открытоугольной глаукомы. Фундаментальные исследования 2013; 12(2): 222-225.

52. Lin H.J., Chen W.L., Chen T.H., Kung Y.J., Wan L. Vascular endothelial growth factor -460 C/T BstUI gene polymorphism is associated with primary open-angle glaucoma. Biomedicine (Taipei) 2014; 4: 4. doi: 10.7603/s40681-014-0004-3