"Гемо-протеазсорб" и провоспалительные цитокины

Р.Э. Якубцевич, к.м.н.; В.В. Спас, д.м.н., профессор; А.В. Максименко; Р.А. Анисим; Н.Е. Торяник; О.Н. Бородавко; Т.Э. Янулевич

УО «Гродненский государственный медицинский университет» УОЗ «Гродненская областная клиническая больница» 

ВОЗМОЖНОСТИ ЭЛИМИНАЦИИ ЦИТОКИНОВ У БОЛЬНЫХ СЕПСИСОМ С ПОМОЩЬЮ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ОЧИЩЕНИЯ КРОВИ

В общемедицинскую проблему сепсис превращают высокие показатели летальности пациентов. Сегодня это 30-50% всех случаев диагностированного сепсиса [20]. Подобная статистика характерна для всех развитых стран Европы и Северной Америки, где при лечении септических пациентов в отделениях интенсивной терапии широко используются самые современные методы лечения. Еще более высокие (50-90%) цифры летальности констатируются при тяжелом сепсисе и септическом шоке [8, 17]. На высокий уровень смертности у этой категории больных мало влияют достижения антибактериальной и иммунозаместительной терапии. Изучение сепсиса в эксперименте и клинике выявило высокий выброс цитокинов в кровь, причем как воспалительных, так и противовоспалительных [5, 14, 19]. Однако до сих пор не доказано, является ли выброс цитокинов при сепсисе результатом повышенной их продукции или снижением их естественной элиминации. Наиболее агрессивные медиаторы воспаления, пиковые концентрации которых появляются в крови септических больных, являются цитокины [18]. При системном воспалительном ответе в результате стадийной активации клеток (нейтрофилов, моноцитов/макрофагов, лимфоцитов, тромбоцитов, эндотелиоцитов), продуцирующих цитокины, формируется «цитокиновая сеть» с утратой защитной функции локального воспалительного ответа и нарастанием эффектов системной альтерации [3].

Одним из наиболее сильных индукторов синтеза цитокинов служат компоненты клеточных стенок бактерий: липополисахариды, пептидогликаны, мурамилдипептиды [8]. Через совсем короткий промежуток времени после активации цитокины попадают в циркуляцию и их действие проявляется на уровне организма. При этом они оказывают влияние практически на все органы и системы, участвующие в регуляции гомеостаза [2]. Их гиперпродукция может привести к развитию септического шока [1]. Причем основными индукторами вышеуказанных изменений являются провоспалительные цитокины (TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8, хемокинов и других) [19]. TNF-α и интерлейкины вызывают активацию эндотелия, приводящую к увеличению проницаемости, повышению экспрессии адгезионных молекул и усилению прокоагулянтной активности [7]. Несостоятельность механизмов естественной детоксикации и выведения цитокинов в условиях гипоксии не позволяет надеяться на вероятность благоприятного исхода только за счет восстановления кровообращения, вентиляции, стимуляции функции печени и почек и антибиотикотерапии. В этой связи в последние годы вновь появился интерес к применению методов экстракорпорального очищения крови (ЭОК) при лечении тяжелого сепсиса, так как проводимые в мире рандомизированные исследования предоставили доказательства эффективности этих методик, что проявилось уменьшением летальности септических больных в результате элиминации воспалительных медиаторов с помощью различных методов ЭОК [4, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16]. Наш опыт применения методов ЭКД насчитывает около 25 лет. При этом, мы убеждены, что именно использование различных методик экстракорпоральной детоксикации позволяет нам удерживать летальность больных с сепсисом в пределах 20-25% все эти годы. Поэтому, учитывая одну из главенствующих ролей в патогенезе сепсиса и его осложнений цитокиновых медиаторов, нам представилось актуальным изучение воздействия методов экстракорпоральной детоксикации, применяемых в нашей клинике, на элиминацию цитокинов при различных видах сепсиса. 

Материалы и методы 

Цитокиновый профиль исследован у 57 нами пролеченных пациентов с сепсисом различной этиологии (32 пациентов – с панкреатогенным сепсисом, 13 – с абдоминальным, 9 – с уросепсисом, 3 – с отогенным). Средний возраст больных составил 57,3 лет. Степень тяжести состояния больных по APACHE II составила от 18 до 25 баллов (в среднем 22,3±4,8). Все больные получали традиционное лечение: антибиотики, инфузионная терапия, парентеральная и иммунокорригирующая терапия, респираторная и инотропная поддержка (при необходимости). Всем пациентам в лечение включили процедуры экстракорпорального очищения крови (гемосорбция через "Гемо-протеазсорб®" ("Овосорб") гемокарбоперфузия через «Симплекс-Ф», плазмаферез, или hightflux диализ). Гемосорбцию проводили через антипротеиназный биоспецифический сорбент "Гемо-протеазсорб®" ("Овосорб") (Беларусь НП ОДО "Фармавит") и угольный гемосорбент «Симплекс-Ф» (Россия) с помощью роликового насоса BP-742 («Fresenius», Германия). Кровь проходила через колонку с сорбентом, после чего возвращалась в предварительно катетеризированную периферическую вену. Скорость перфузии крови по магистрали составляла 80-90 мл/мин. Процедура продолжалась 60 минут. Среднее число гемоперфузий через «Овосорб» составило 7, через «Симплекс-Ф» – 4. Плазмаферез проводили на аппарате «ASTEC» (Fresenius, Германия) по центрифужному типу. Среднее количество сеансов плазмафереза составило 3. Средний объем плазмоэксфузии за одну процедуру составил 2700 мл (средний суммарный объем – 6200 мл). Замещение ОЦП во время процедуры осуществляли с помощью свежезамороженной плазмы (60%), альбумина (20%) и коллоидно-кристаллоидных кровезаменителей (Ионостерил, Рефортан и другие) – 20%. Сеансы гемодиализа проводились на аппаратах Fresenius 4008B (Германия) с использованием полисульфоновых Hight-flux мембран (Fresenius, Германия). Сосудистый доступ осуществляли через двухходовой катетер. Средняя скорость кровотока составила 245 мл/мин, средняя продолжительность сеанса – 250 мин. Сеансы проводили каждый день или через день. Среднее число процедур гемодиализа составило 4. Уровень цитокинов (TNF-α, IL-2, IL-4, IL-6, IL8, IL-10) исследовали методом ИФА на анализаторе «Dialab ELx 800®» (Austria) реактивами фирмы «DRG®» (USA). Исследуемые параметры изучали в 5 этапов – до проведения процедур ЭКД, после 1 сеанса, после 2-го, после 3-го и в конце лечения. Контрольной группой послужили 10 здоровых доноров. Статистическую обработку результатов осуществляли методами параметрической статистики с использованием пакета программ «Statistiсa 6.0 for Windows» (Stat Soft inc, USA). Характер распределения оценивали по тестам на нормальность Колмогорова-Смирнова, Шапиро-Уилка и Лильефорса. Результаты считали достоверными по t-критерию Стьюдента менее 5%. 

Результаты и их обсуждение

В результате исследования динамики цитокинов на фоне проведения процедур экстракорпорального очищения крови замечены значительные изменения как в элиминации про-, так и противовоспалительных цитокинов. Динамики изменения первых представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Динамика изменений провоспалительных цитокинов в крови больных с сепсисом на фоне проведения процедур экстракорпорального очищения крови (M±m) 

 

Достоверное увеличение фактора некроза опухоли (TNF) было отмечено у больных в начале лечения. Известно, что главными индукторами синтеза этого цитокина считается бактериальный липополисахарид и другие компоненты микробов. TNF выполняет важнейшие функции запуска воспаления: активирует эндотелий, способствует адгезии лейкоцитов к эндотелию за счет индукции экспрессии на эндотелиальных клетках адгезионных молекул, активирует лейкоциты. Тенденция к снижению этого цитокина имела место уже после первого сеанса ЭОК, и достоверное снижение – после проведения 2 процедуры. Это, безусловно, уменьшило индукцию синтеза других провоспалительных цитокинов, обладающих синергидным с TNF действием. Достоверное снижение IL-6 также имело место уже после двух процедур ЭОК и имело сходную динамику с TNF. IL-6 регулирует иммунный ответ и гемопоэз, а также процессы созревания антителопродуцирующих клеток и продукцию иммуноглобулинов. Учитывая его влияние на синтез многих острофазовых белков (фибриногена, гаптоглобина, СРБ и других), в результате элиминации из кровотока и тканей этого цитокина вдвое может снижаться их уровень и, соответственно, процесс воспаления в целом. Повышения IL-8 в крови пациентов на всех этапах исследования не происходило, возможно потому, что его основными продуцентами являются моноциты, уровень которых при сепсисе заметно снижен, а также быстрой элиминации через естественные органы детоксикации благодаря низкой молекулярной массе (8 кДа). 

Динамика изменений противовоспалительных цитокинов изображена в таблице 2.

Таблица 2 – Динамика изменений противовоспалительных цитокинов в крови больных с сепсисом на фоне проведения процедур экстракорпорального очищения крови(M±m)

Недостаточная продукция IL-2 может формировать комбинированный структурно-функциональный Т-лимфоцитарно-моноцитарный иммунодефицит. У обследованных нами пациентов уровень этого цитокина был достоверно выше, в сравнении с донорами на всех этапах исследования. Это могло объясняться и IL-2 заместительной терапией с помощью препарата Ронколейкин, вводимого для иммунокоррекции 65% больным. Т-хелперной продукцией является и другой цитокин – IL-4, основной функцией которого является контроль пролиферации, дифференцировки и функций В-лимфоцитов, т.е. антительного ответа. IL-4 блокирует и спонтанную и индуцированную продукцию провоспалительных цитокинов: IL-1, IL-6, IL-8,TNF, а также супероксидных радикалов. Являясь исходно повышенным в 4 раза в сравнении с донорами, его уровень в процессе лечения с включением ЭОК достоверно повышается с каждым этапом. Уровень IL-10 в крови до лечения значительно снижен, и в процессе проведения процедур экстракорпоральной детоксикации отмечается тенденция к его увеличению (2,3 этап), а затем и достоверное его повышение (4,5 этап). Однако даже на последнем этапе его концентрация в сравнении с донорами была в 2 раза ниже. 

Заключение 

Методы экстракорпорального очищения крови в комплексе интенсивной терапии сепсиса позволяют элиминировать из крови избыток воспалительных медиаторов, высокие концентрации которых прогностически неблагоприятны. В то же время снижения уровня противовоспалительных медиаторов в крови больных на фоне проведения ЭОК не происходит, а, напротив, имеет место увеличение их концентрации. Успешное лечение этой категории больных, безусловно, требует поиска рационального использования каждого из методов ЭОК с целью более эффективной элиминации избытка воспалительных и регуляции противовоспалительных цитокинов. 

Литература 

1. Симбирцев, А.С. Цитокины – новая система регуляции защитных реакций организма./ А.С. Симбирцев // Цитокины и воспаление. – 2002. – № 1. – С. 18-24.

2. Cимбирцев, А.С. Цитокины: классификация и биологические функции. / А.С. Симбирцев // Цитокины и воспаление. – 2004. – № 2. – С. 31-37.

3. Adrie, C. The Inflammatory Balance in Human Sepsis. / С. Adrie, M.R. Pinsky // Intens. Care Med. – 2000. – Vol. 26. – P. 364-375.

4. A Pilot Study of Coupled Plasma Filtration with Adsorption in Septic Shock. / C. Ronco [et al.] // Crit. Care Med. – 2002. – V. 30, N 5. – P. 1250-1255.

5. Blackwell, T.S. Sepsis and Cytokines: Current Status./ T.S. Blackwell, J.W. Christman // Brit. J. Anaesth. – 1996. – Vol. 77. – P. 110117.

6. Conyinuous Versus Intermittent Renal Replacement Therapy; a Meta-Analysis. / J.A. Kellum [et al.] // Intens. Care Med. – 2002. – Vol. 28. – P. 29-37.

7. Do Circulating Cytokines Really Matter in Sepsis ? / C. Tetta [et al.] // Kidney Int. – 2003. – Vol. 63. – P. 69-71.

8. Hotchkiss, R.S. Medical Progress: the Pathophysiology and Treatment of Sepsis. / R.S. Hotchkiss, I.E. Karl // New Engl. J. Med. – 2003. – Vol. 348. – P. 138-150.

9. Extracorporeal Blood Treatment Methods in SIRS/Sepsis./ R. Bellomo [et al.] // Int. J. Artif. Organs. – 2005. – Vol. 28, N 5. – P. 450458.

10. Kellum, J.A. Hemoadsorption Removes Tumor Necrosis Factor, IL-6 and IL-10, Reduces Nuclear Factor-kappa B DNA Binding, and Improves Short-Term Survival in Lethal Endotoxemia. / J.A. Kellum, M. Song, R. Venkataraman // Crit. Care Med. – 2004. – Vol. 32, N 3. – P. 801805.

11. McMaster, P. The Use of Extracorporeal Techniques to Remove Humoral Factors in Sepsis. / P. McMaster, F. Shann // Pediatr. Crit. Care Med. – 2003. – Vol.4, N 1. – P. 2-7.

12. Reeves, J.H. A Review of Plasma Exchange in Sepsis. / J.H. Reeves // Blood Purif. – 2002. – Vol. 20, N 3. – P. 282-288.

13. Rifai, K. Review Article: Clinical Experience with Prometheus. / K. Rifai, M.P. Manns // The Apher. Dial. – 2006. – Vol. 10, N 2. – P. 132137.

14. Serum Cytokine Levels in Human Septic Shock. Relation to Multiple-System Organ Failure and Mortality. / M.R. Pinski [et al.] // Chest. – 1993. – Vol. 102. – P. 565-575.

15. Shoji, H. Extracorporeal Endotoxin Removal for the Treatment of Sepsis: Endotoxin Adsorption Cartridge (Toraymyxin). / H. Shoji // Ther. Apher. Dial. – 2003. – Vol. 7, N 1. – P. 108-114.

16. Stadlbauer, V. Effect of Extracorporeal Liver Support by MARS and Prometheus on Serum Cytokines in Acute on Chronic Liver Failure. / V. Stadlbauer, P. Krisper, R. Aigner // Crit. Care. – 2006. – Vol. 19, N 6. – P. 169.

17. Surviving Sepsis Campaign Guidelines for Management of Severe Sepsis and Septic Shock. / R.P. Dellinger [et al.] // Intens. Care Med. – 2004. – Vol.30., N 4. – P. 536-555;

18. Thijs, L.G. Time Course of Cytokine Levels in Sepsis. / L.G. Thijs, С.E. Hack // Intens. Care Med. – 1995. – Vol. 21, N 2. – P. 258-263.

19. Van der Poll, Cytokines and Anticytokines in the Pathogenesis of Sepsis. / Van der Poll, S.J.H. van Deventer // Infect. Dis. Clin. North Am. – 1999. – Vol. 13. – P. 413-426.

20. Vincent, J.L. The Last 100 Years of Sepsis. / J.L. Vincent, E. Abraham // Am. J. of Respir. And Crit. Care Med. – 2006. – Vol. 173. – P. 256-263.