Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
Скачать 2.62 Mb.
|
| Известно, что любые инфекционные агенты и бактериальные антигены (липополисахарид, токсины, пептидогликан, мурамилпептид, липотейхоевые кислоты) попадающие в макроорганизм, изменяют нормальное функционирование цитокиновой сети, вызывая в клетках-мишенях выработку определенного набора цитокинов, который, в свою очередь, активирует клеточные популяции, участвующие в формировании иммунитета [207]. В процессе острой бактериальной инфекции происходит индукция таких эндогенных иммуноцитокинов, как ИЛ-1,6,8; ФНО-α,β; ИФН-α,β,γ и др. [208]. Кроме того, процессы адгезии и инвазии бактериальных клеток индуцируют продукцию ИЛ-6,8, ГМ-КСФ и др. Так инвазия S.aureus в клетки эндотелия пупочной вены человека стимулирует высвобождение ИЛ-1β и ИЛ-6. В таблице 5 представлены данные об индукции синтеза цитокинов при инфекции. Некоторые цитокины обладают прямой антимикробной активностью, и стимулируют кислородный взрыв в нейтрофилах, стимулируют тем самым уничтожение бактерий. Таблица 5 - Биологические эффекты цитокинов, связанные с бактериальными клетками.
В экспериментах in vitro показано, что ФНО-α приводит к значительному повышению фагоцитарной активности лейкоцитов и, главное, повышению эффективности внутриклеточного киллинга бактерий S.aureus лейкоцитами [209]. Факторы некроза опухоли играют важную роль в системе неспецифической защиты организма от бактериальных агентов. При этом важно знать и использовать только физиологические концентрации ФНО, так как при высоких концентрациях препараты рекомбинантного ФНОβ проявляют себя как токсический агент: происходит развитие гипотермической реакции, повышается внутрисосудистая свертываемость крови, снижается количество циркулирующих лейкоцитов. При сравнительном изучении действия интерферонов – ИФНα и ИФНγ на инфекционный процесс, вызванный грамположительными (S.aureus) и грамотрицательными (E.coli) бактериями, обнаружено, что интерфероны могут иметь противоположный эффект в зависимости от природы этиологического фактора: при стафилококковой инфекции эффективен только ИФН γ. На лейкоцитах больных СПИД продемонстрировано отсутствие стимулирующего эффекта ИЛ-15 при вторичных инфекциях, вызванных S.aureus, C.albicans, M.tuberculosis. В тоже время макрофаг-стимулирующий фактор имел стимулирующий эффект на функциональную активность фагоцитов как в норме, так и при инфекционном процессе, вызванном стафилококком. ИЛ-1β является ключевым медиатором противоинфекционного иммунитета, обеспечивающим активацию воспалительной реакции и иммунного ответа, направленных на элиминацию патогена. Изучено местное иммуностимулирующее действие ИЛ-1β. Введение препарата ИЛ-1β непосредственно в очаг гнойного воспаления у больных с абсцессами легких резидентных к обычной терапии позволило достичь значительных клинических эффектов при отсутствии системной токсичности [210]. После применения ИЛ-1β наблюдали очищение полости абсцесса от инфекции, постепенное уменьшение лейкоцитарной инфильтрации и снижение местной воспалительной реакции. Подобный эффект объясняется тем, что цитокин повышает сниженную функциональную активность лейкоцитов очага воспаления, восстанавливается миграционная способность нейтрофилов. После завершения курса ИЛ-1β все показатели нейтрофилов вновь снижались, очевидно, что эффекты ИЛ-1β кратковременны. В биологическом эксперименте на мышах получены данные, доказывающие защитную роль ИЛ-1α. Иммуноцитокин вводили подкожно в дозе 1.5мкг\мл в течение 4 дней, а затем заражали бактериальной культурой S.aureus. LD50 для здоровых мышей увеличилась по сравнению с контролем в 200 раз, у нейтропенических мышей – в 40000 раз. Число лейкоцитов у экспериментальных животных при действии ИЛ-1 α увеличилось в 30 раз. ИЛ-1β подобным профилактическим эффектом не обладал. Таким образом, в процессе адгезии и инвазии бактерий индуцируются синтез и выброс цитокинов. Подобные явления призваны обеспечить сопротивляемость организма. Бактерии, со своей стороны, также используют разные стратегии выживания, чтобы избежать или ослабить действие иммунной системы [211,212,213]. К этим стратегиям относятся антигенная мимикрия, общая иммуносупрессия, синтез факторов инактивирующих некоторые механизмы иммунитета. В дополнение к выше изложенным данным, демонстрирующим сложность и многокомпонентность системы цитокины-бактериальная инфекция, нельзя не привести работы Романовой Ю.М. с соавт., в которых показано, что некоторые микроорганизмы могут напрямую использовать определенные иммуноцитокины как ростовые факторы и влиять на способность иммуноцитов продуцировать определенные цитокины. Так, показано, что ФНОα стимулуровал рост M.tuberculosis в макрофагах и моноцитах человека. ИЛ-6 усиливает рост M.avium в макрофагах независимо от того, был он добавлен до или после поглощения бактерий макрофагами. А обработка макрофагов КСФ-1 или ИЛ-3 вызывает усиление роста Listera monocytogenes. ИЛ-1β (в концентрации 10-100нг\мл) при добавлении в культуральную среду усиливает рост E.coli. Показано изменение скорости внутриклеточного роста S.aureus в зависимости от степени активации человеческих моноцитов различными концентрациями провоспалительных цитокинов. Таблица 6 - Подавление синтеза цитокинов бактериальными продуктами.
В настоящее время происходит некоторое смещение акцентов в устоявшемся понимании взаимоотношений в системе «инфекционный агент-индукция цитокинов в организме». Если раньше считалось, что единственным контролирующим фактором биологии цитокинов являются клетки хозяина при стимуляции их бактериями, то теперь обнаружено, что бактерии сами или опосредованно через модификацию специально экспортируемых молекул, или при взаимодействии с клетками-продуцентами, регулируют выработку определенного набора цитокинов с целью активации собственного роста и размножения. Кроме того, многие бактерии синтезируют молекулы, способные подавлять выход цитокинов из клеток-продуцентов (таблица 6). Однако, из клинической практики хорошо известно положительное влияние многих рекомбинантных иммуноцитокинов и их комплексов, а также естественных комплексов цитокинов на процессы воспаления различной локализации, ранозаживление и регенерацию тканей. Препарат, разработанный на кафедре иммунологии РГМУ - «суперлимф», состоящий из целого комплекса иммунопептидов, обладает прямым антимикробным действием в отношении стрептококковой флоры. Данные клинического испытания препарата свидетельствуют о его высокой эффективности при паратонзиллитах и абсцессах легких. Так называемый «цитокиновый коктейль», разработанный в НИИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи – «лейкинферон», также эффективен при различных гнойно-воспалительных процессах. При добавлении «лейкинферона » к растущей вегетативной культуре сальмонелл, обнаружено подавление роста бактериальных клеток, в отличие от действия колоние-стимулирующего фактора и ФНО-α, которые приводили к увеличению скорости роста бактерий в 2-4 раза, достигая наибольшего значения через 4 часа инкубации [214]. Разнонаправленность эффектов цитокинов может быть, по-видимому, объяснена тем, что связывание инвазивными бактериями может способствовать их поглощению макрофагами, что в свою очередь, должно привести к более эффективному проявлению защитных свойств макрооорганизма. Внутри макрофагов цитокины индуцируют кислородный взрыв, и в ответ, в бактериях индуцируются гены (pgi), ответственные за синтез антиоксидантных ферментов. Хорошо известно, что цитокины приводят к повышению образования АФК по рецептор-зависимому механизму, после специфического или неспецифического связывания цитокинов с мембранными рецепторами. Причем подобным эффектом обладают как отдельные рекомбинантные иммуноцитокины, так и нативные их комплексы (естественный комплекс цитокинов, суперлимф). Индукция выработки антиоксидантных ферментов приводит к большей резистентности бактерий к АФК, но не к активации их роста. Таким образом, современные знания о системе иммуноцитокиов свидетельстуют об их ключевом значении в противоинфекционной защите организма. В ответ на повреждение или проникновение патогена в очаге воспаления формируются эндогенные сигналы в виде синтезированных иммуноцитокинов, которые включают в защиту все системы организма. Механизмы воздействия цитокинов на клетки могут быть противоположными в зависимости от типа задействованных клеток и характера процесса. В связи с вышесказанным следует ожидать, что иммуноцитокины будут отражать, с одной стороны, степень развития патологического процесса, а с другой стороны, служить прогностическим критерием и терапевтическим средством. Проблема актуальна и требует дальнейших исследований патофизиологических закономерностей, так как только на основе этих знаний можно применять отдельные цитокины и их комплексы в терапии различных нозологических форм, избегая появления побочных эффектов. Особенности иммунопатогенеза инфекционных заболеваний, вызванных Staphylococcus aureus. Распространение стафилококковых инфекций в современных условиях и его причины. Стафилококковые инфекции продолжают оставаться насущной проблемой в связи с их широкой распространенностью, рецидивирующим течением, тенденцией к хронизации и недостаточной эффективностью традиционной антибиотикотерапии. Вся история медицины, по сути дела, - борьба с инфекцией и бактерии рода Staphylococcus являются наиболее частыми возбудителями гнойно-воспалительных процессов любой локализации, а также основным этиологическим агентом внутрибольничных инфекций [215,216,217]. Стафилококковые заболевания отличаются исключительным полиморфизмом клинических проявлений – возможны поражения кожи, слизистых оболочек, внутренних органов, нервной системы (таблица 7). На долю внегоспитальных стафилококковых процессов приходится около 35% от всех случаев заражения S.aureus. Развитие нозокомиальных инфекционных осложнений в остальных 65 % случаев может свести на нет результаты терапии и служит основным осложняющим лечение фактором. В спектре возбудителей хирургических инфекций мягких тканей доминирует S.aureus – 43,2%, при этом при острых лактационных маститах золотистый стафилококк практически единственный этиологический агент (высевается в 85-95% случаев). При воспалительных заболеваниях носоглотки и ротоглотки стафилококки продолжают занимать одно из ведущих мест среди этиологических факторов: частота выделения S.aureus у детей с хроничесим тонзиллитом –22%, в то время как все представители рода Streptococcus высеваются в 10,4% случаев. Особые проблемы связаны с системной воспалительной реакцией (сепсисом) стафилококкового генеза: в настоящее время не менее 55-70% умерших в поздние периоды ожоговой болезни погибают от сепсиса (возбудитель - S.aureus в 46%), в хирургической практике широкое использование длительной катетеризации сосудов, имплантантов (кава-фильтры, искусственные клапаны) обернулось возросшим числом ангиогенного сепсиса (возбудитель - S.aureus в 34%). В последние годы произошли определенные изменения в микробиологической структуре сепсиса: 15-20 лет тому назад в этиологии доминировали грамотрицательные бактерии и золотистый стафилококк, сейчас возросла роль энтерококков, грибов, в то время как процент стафилококкового сепсиса остался практически таким же –39-45%. В чем же причины столь высокой поражающей способности этих бактерий? Таблица 7 - Частота высеваемости штаммов Staphylococcus aureus при различных гнойно-воспалительных заболеваниях (по данным литературы).
Причины сохранения большого числа стафилококковых заболеваний и\или повышения их относительного распространения, несомненно, весьма сложны и многообразны. Они связаны как с изменением иммунной реактивности макроорганизма, так и с биологическими свойствами возбудителей, условиями циркуляции микробов и некоторых особенностей патогенеза (таблица 8). Несмотря на интенсивное развитие фармакологии и синтез новых антибиотических препаратов, снижение иммунитета макроорганизма и подавление жизнедеятельности сапрофитной флоры, являющейся активным конкурентом для патогенных стафилококков, приобретают решающее значение. Таблица 8 - Факторы, способствующие нарастанию абсолютного и относительного числа стафилококковых заболеваний.
Введение в практику каждого нового антибиотика, действующего на стафилококки, приносит временный успех. В дальнейшем, через довольно короткие сроки, появляются высоковирулентные штаммы этих микробов, устойчивые к этому новому препарату. В настоящее время в разных регионах мира отмечается возрастание числа случаев гнойно-воспалительных процессов, вызванных метициллинрезистентными штаммами S.aureus [218,219].Стоит обратить внимание и на данные по распространенности данного патогена среди здоровых детей, повышению процента бактерионосителей. Колонизация метициллинрезистентными штаммами S.aureus различных экологических ниш является фактором риска развития стафилококковой инфекции у носителя и играет существенную роль в эпидемиологии нозокомиальных и внебольничных инфекций [220]. По современным представлениям основной причиной низкой чувствительности стафилококков к защитному действию иммунной системы является их адаптационная способность продуцировать вещества, ингибирующие продукцию и/или активность факторов иммунитета и эффективно защищаться от повреждающего действия активных форм кислорода, продуцируемых фагоцитами. У штаммов S.aureus выявлены антикомплементарная, антилизоцимная и антиинтрефероновая активности. Известно, что первичными бактерицидными факторами, выделяемыми фагоцитами, является перекись водорода и продукты ее свободнорадикального разложения, такие как гипохлорит и гидроксильный радикал. Стафилококки приспосабливаются выживать в среде с повышенной концентрацией перекиси водорода путем индукции генов раннего ответа на окислительное повреждение [221]. Среди белковых продуктов этих генов - фермент каталаза, разлагающий перекись водорода до нейтральных продуктов - воды и кислорода. Генетически модифицированные бактерии, утратившие гены, кодирующие белок каталазы, оказывались исключительно чувствительными к бактерицидному действию перекиси водорода. Выявлены штаммы, продуцирующие супероксидисмутазу. Вооружившись этим ферментов стафилококк оказывается защищенным и от действия супероксид аниона. Таким образом, свойства возбудителя, характер инфекционного процесса, особенности взаимоотношения макроорганизм–стафилококк, свидетельствуют о необходимости поиска эффективных путей регуляции патофизиологических процессов, воздействующих как на макро-, так и на микроуровнях. Факторы вирулентности Staphylococcus aureus |
Похожие:
 | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |  | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Санкт-петербургский государственный электротехнический университет «лэти» им. В. И. Ульянова (ленина) |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
