Особенности спектра сывороточных антител к антигенам нервной ткани при болезни Паркинсона
Автор: Гончарова Зоя Александровна, Колмакова Т.С., Оксенюк О.С., Моргуль Е.В., Гельпей М.А., Власова Н.Д., Калмыкова Ю.А.
Журнал: Саратовский научно-медицинский журнал @ssmj
Рубрика: Физиология
Статья в выпуске: 1 т.15, 2019 года.
Бесплатный доступ
Цель: поиск маркеров ранней диагностики и предикторов течения заболевания путем мультипараметрической оценки иммунобиохимических показателей, отражающих состояние микроструктур нервной системы при БП. Материал и методы. В исследование включены 54 пациента основной группы с диагнозом «болезнь Паркинсона (БП)», установленным по критериям Международного общества по изучению расстройств движений (MDS) 2015 г., и 6 пациентов группы контроля. Методом ИФА оценивали профили иммунореактивности естественных регуляторных аутоантител (ауто-АТ) в сыворотке крови с помощью тест-наборов «ЭЛИ-П-Комплекс». Проведена оценка следующих показателей: AT к белкам NF-200, GFAP, S100, к ОБМ, к бета-эндорфину, к воль-тажзависимому Са2+-каналу, к Н-холинорецепторам, к глутаматным, дофаминовым, серотониновым, опиатным, ГАМК-рецепторам. Результаты. Проведенное исследование выявило у обследованных больных существенные аномалии профилей ауто-АТ. Заключение. Полученные данные о различии спектра ауто-АТ в зависимости от продолжительности заболевания и выявленные зависимости с основными характеристиками заболевания могут быть использованы для ранней диагностики и для прогноза течения БП.
Аутоантитела, болезнь паркинсона, немоторные симптомы
Короткий адрес: https://sciup.org/149135246
IDR: 149135246 | УДК: 616.858
Distinguishing features of the range of serum antibodies to nervous tissue antigens in Parkinson's disease
The goal of this study was to perform a multivariable analysis of immunobiochemical parameters which reflect the state of nervous system microstructure in Parkinson's disease (PD). Materials and Methods. The study included 54 patients of the main group with a diagnosis of PD and 6 patients of the control group. The immunoreactivity profiles of natural regulatory auto-AB in serum were determined by ELISA using the ELI-P-Complex assay. The following parameters were assessed: ABto NF-200, GFAP, S100 proteins, MBP, beta-endorphin, voltage dependent Ca2+channel, H-cholinergic receptors, glutamate, dopamine, serotonin, opiate, GABA receptors. Results. The study revealed significant abnormalities in auto-AB profiles of the examined patients. Conclusion. The findings on the difference in range of auto- AB dependent on the duration of the disease and the revealed associations with the main characteristics of the disease can be used both for early diagnosis and for predicting the course of PD in the future.
Текст научной статьи Особенности спектра сывороточных антител к антигенам нервной ткани при болезни Паркинсона
1 Введение. Болезнь Паркинсона (БП) — нейро-дегенеративное заболевание, при котором гибнут клетки мозга, продуцирующие дофамин, что приводит к замедленности движений, тремору, ригидности мышц, потере равновесия и большому спектру недвигательных расстройств.
На сегодняшний день обращает на себя внимание увеличение распространенности заболевания. По данным эпидемиологического исследования, в Ростове-на-Дону распространенность возросла с 56,4 (2013 г.) до 59,9 случая (2015 г.) на 100 тыс. населения (р<0,05), что связано не только с истинным увеличением количества лиц, страдающих БП, но и с повышением качества диагностики, а также с оптимизацией организации специализированной медицинской помощи [1]. Немоторные симптомы (НМС) нередко опережают появление двигательных расстройств, а также оказывают существенное влияние на качество жизни пациентов [2].
Имеется множество работ, подтверждающих, что индуцирующие клиническую картину БП нейроде-генеративные изменения в черной субстанции (ЧС) сопровождаются нейровоспалением, ключевую роль в котором играют активированные микроглиоциты [3, 4].
При БП наблюдается усиление эндогенной интоксикации, маркером которой является спектр молекул средней массы (МСМ) [5]. Накопление МСМ является не только признаком наличия эндогенной интоксикации, но и фактором, усугубляющим течение заболевания [6].
Альфа-синуклеин (АС) играет ведущую роль в инициации и прогрессировании паркинсоноподобной нейродегенерации, поскольку он может индуцировать высокую нейротоксичность различными путями, такими как воспаление, окислительный стресс и нарушения аутофагии [7].
Ранее выявленный факт, что чрезмерно продуцируемый или посттрансляционно модифицированный АС может выделяться нейронами в межклеточную среду и запускать провоспалительную активацию окружающих микроглиоцитов [8], позволяет предположить, что этот белок может играть ключевую роль в патогенетическом механизме сопряжения процессов нейровоспаления и нейродегенерации.
В современной литературе встречаются отдельные работы, посвященные нарушениям некоторых иммунобиохимических показателей у пациентов с БП [9]. По данным зарубежных исследований, при БП имеются генетически детерминированные нарушения иммунной системы, в результате чего клетки начинают вырабатывать антигены, которые, в свою очередь, активируют регуляторные Т-лимфоциты и запускают механизм аутоиммунного повреждения. Действительно, в крови пациентов с БП обнаружены антитела к АС [10].
Исследовательская группа во главе с Д. Зульце-ром (2017) собрала образцы крови у 67 человек с БП и 36 здоровых людей. Иммунные клетки были извлечены из образцов и смешаны с частями белка АС. Т-клетки людей с БП реагировали на присутствие АС в гораздо большей степени, чем те, которые были собраны из контрольной группы. Опираясь на полученные результаты, исследователи предполагают, что БП может иметь признаки аутоиммунного заболе-
вания, при котором иммунная система неправильно атакует собственные клетки организма [11].
Все больше данных указывают, что аутоиммунизация вызывает нейрональную демиелинизацию, повреждение аксонов, потерю синапсов и дальнейшую нейродегенерацию [12]. По мнению T. Kawai и S. Akira (2006), воспаление является одним из первых и наиболее заметных событий в этом хроническом процессе [13], который может длиться десятилетие или два, после чего происходит накопление повреждения нейронов, что в итоге приводит к необратимой нейродегенерации. Когда начинается аутоиммунизация, высвобождается большое количество цитокинов, некоторые из которых дополнительно рекрутируют иммунные клетки, чтобы непрерывно атаковать нейроны и нервные волокна [14, 15]. В целом нейроде-генеративные заболевания необратимы, что может быть связано с хронической аутоиммунной трансформацией патологии. Таким образом, предполагается, что БП, как одно из наиболее распространенных нейродегенеративных расстройств, также может быть аутоиммунным заболеванием [16].
Необходимы дополнительные исследования, чтобы узнать о взаимодействиях между иммунными клетками и альфа-синуклеином. Улучшение понимания этих взаимодействий может привести к информации о прогрессировании заболевания, а также о потенциальных связях с другими нейродегенератив-ными нарушениями.
Система естественных аутоантител (ауто-АТ) является основой функционирования иммунной системы человека. По современным представлениям, ауто-АТ есть всегда и при физиологических, и при патологических процессах, а их содержание отражает динамические изменения в организме человека. Комплексное исследование защитных систем организма при БП является актуальным для лучшего понимания механизмов развития заболевания и поиска более эффективной патогенетическойтерапии.
Цель: поиск маркеров ранней диагностики и предикторов течения заболевания путем мультипараме-трической оценки иммунобиохимических показателей, отражающих состояние микроструктур нервной системы при БП.
Материал и методы. В исследовании приняли участие 54 пациента основной группы с диагнозом БП и 6 лиц группы контроля. Стадию заболевания устанавливали по шкале Хен — Яра. Степень тяжести двигательных расстройств определяли Унифицированной рейтинговой шкалой БП (UPDRS). Когнитивные функции оценивали по Монреальской шкале когнитивной оценки (MоCA). Оценку выраженности тревоги и депрессии производили по Госпитальной шкале тревоги и депрессии. Для выявления и оценки НМС использовались опросник НМС (NMSS) и анкета НМС (PDNMS Questionnaire).
С помощью твердофазного ИФА определяли профили иммунореактивности естественных регуляторных аутоантител в сыворотке крови с помощью тест-наборов «ЭЛИ-П-Комплекс» («Иммункулус», Москва, Россия). Проведена оценка следующих показателей: АТ к NF-200, GFAP, S100, к ОБМ, к вольтажзависи-мому Са2+-каналу, к Н-холинорецепторам, к глутаматным, дофаминовым, серотониновым, опиатным рецепторам, к ГАМК-рецепторам, к бета-эндорфину.
Содержание МСМ определяли по методу Н. И. Габриэлян, В. И. Липатова [17] при трех длинах волн: 254 нм (МСМ254), 260 нм (МСМ260) и 280 нм (МСМ280).
Пациенты были ознакомлены с целью и основными положениями исследования, после чего подписали согласие на участие. Данное исследование одобрено локальным этическим комитетом (протокол №17/17 от 2017 г.). Статистический анализ проводили в программе MS Excel 2010. Характер распределения данных оценивали с помощью критерия Шапиро — Уилка. Достоверность различий определяли по критерию Манна — Уитни (U-критерий). Для оценки взаимосвязи между отдельными показателями использовали корреляционный анализ с расчетом параметрического коэффициента Пирсона или непараметрического коэффициента корреляции Спирмена. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимался равным 0,05. Для описания признаков с распределением, отличным от нормального, результаты представлены в виде Ме [Q1; Q3], где Me — медиана, Q1 и Q3 — первый и третий квартили.
Результаты. Аномалии профилей сывороточной иммунореактивности, обусловленные исследованными ауто-АТ, обнаружены у большинства пациентов (96,4%). У 51,8% пациентов выявлены отклонения более чем по пяти показателям ауто-АТ. Аномалии содержания ауто-АТ к специфическому белку аксонов NF-200, к белку S100 и к β-эндорфину выявлялись наиболее часто (в 55,4; 51,8 и 48,2% случаев соответственно).
Наблюдали достоверные отличия профилей иммунореактивности у пациентов с поздней стадией заболевания и у лиц контрольной группы по следующим показателям ауто-АТ: к белкам S100, к воль-тажзависимому Са2+-каналу, к Н-холинорецепторам, к дофаминовым рецепторам и к β-эндорфину (U=45, U=50, U=51, U=22,5, U=42 соответственно; p=0,01). На ранней стадии установлены существенные различия уровня ауто-АТ к дофаминовым рецепторам по сравнению с контрольной группой (U=3, р=0,01).
Анализ связи выраженности отклонения ауто-АТ с основными клиническими характеристиками заболевания выявил значимую корреляцию уровня ауто-АТ к серотониновым и к ГАМК-рецепторам с выраженностью НМС (r=0,364 и r=0,271 соответственно), а также ауто-АТ к ГАМК-рецепторам с продолжительностью заболевания (r=0,306).
При разделении пациентов на две группы по продолжительности заболевания (менее 5 лет и более 5 лет) выявлены следующие зависимости: при малой длительности заболевания с выраженностью НМС коррелировали уровни ауто-АТ к белку ОБМ (специфическому белку миелиновых оболочек) и к вольтажзависимому Са2+-каналу (r=0,4 в обоих случаях); при большей длительности выраженность когнитивных нарушений по шкале МоСА значимо коррелировала с уровнями ауто-АТ к серотониновым, ГАМК-рецепторам, к вольтажзависимому Са2+-каналу и к белку GFAP (r=0,6, r=0,5, r=0,4, r=–0,6 соответственно).
Выявлены значимые различия МСМ всех спектров у пациентов и у лиц контрольной группы: МСМ254 (U=5,5); МСМ260 (U=34); МСМ280 (U=98); p±0,01.
При разделении пациентов на две группы в зависимости от продолжительности заболевания в группе со стажем болезни более 5 лет наблюдались значимые корреляции спектров МСМ254 и МСМ260 с выраженностью моторных нарушений (по шкале UPDRS) и показателями ауто-АТ к NF-200, бета-эндорфину (таблица).
Корреляции молекул средней массы (МСМ), выявленные в группе с большей длительностью заболевания (р=0,05)
|
Корреляты |
МСМ254 нм |
МСМ260 нм |
МСМ280 нм |
|
UPDRS, всего |
–0,437 |
–0,442 |
Не выявлено |
|
NF200 |
–0,657 |
–0,584 |
Не выявлено |
|
beta-Endorphine |
0,51 |
0,507 |
Не выявлено |
Обсуждение. У пациентов с БП выявлены значимые аномалии содержания ауто-АТ, обеспечивающих регуляцию самых разных молекулярно-клеточных процессов, в том числе играющих роль в функциональном сопряжении нервной и иммунной систем. У большинства пациентов выявлено повышение уровней ауто-АТ, что может отражать как дегенеративные, так и воспалительные процессы в нервной системе.
Учитывая выявленные в данном исследовании изменения в содержании ауто-АТ к NF-200, MBP и к вольтажзависимому Са2+-каналу, моторные проявления БП, связанные с мышечной ригидностью, могут иметь как центральное, так и периферическое происхождение.
Известно, что чрезмерная выработка ауто-АТ является в большинстве случаев ответом на аномалии со стороны соответствующих антигенов. Намного реже наблюдается первичное, не обусловленное нуждами организма, а патогенное повышение определенных ауто-АТ, что приводит к иммунометаболи-ческим нарушениям разной степени выраженности [18].
Выявленные значимые различия МСМ всех спектров у пациентов и у лиц контрольной группы свидетельствуют о наличии эндогенной интоксикации при БП, но в то же время данный показатель никак не изменяется в зависимости от продолжительности заболевания. Возможно, наличие эндогенной интоксикации могло бы служить биомаркером БП на доклинической стадии болезни.
Заключение. Анализ данных литературы и результаты, полученные на данном этапе нашего исследования, свидетельствуют об участии аутоиммунных процессов в патогенезе и развитии БП. Полученные сведения о различии спектра ауто-АТ в зависимости от продолжительности заболевания и выявленные корреляции с основными характеристиками заболевания указывают на перспективность продолжения данного исследования, основной целью которого является разработка маркеров ранней диагностики и предикторов течения БП.
Список литературы Особенности спектра сывороточных антител к антигенам нервной ткани при болезни Паркинсона
- Гончарова 3.A., Рабаданова E.A., Гельпей M.A. Эпи демиологический анализ болезни Паркинсона в Ростове-на-Дону. Саратовский научно-медицинский журнал2017; 13 (1): 135-9
- Черникова И. В., Гончарова З.А.,Хадзиева Х.И. и др. Клинические предикторы болезни Паркинсона. Кубанский научный медицинский вестник 2015; 3 (152): 134-9
- Gao НМ, Hong JS. Why neurodegenerative diseases are progressive: uncontrolled inflammation drives disease progression. Trends Immunol 2008; 29 (8): 357-65
- Hirsch EC, Hunot S. Neuroinflammation in Parkinson's disease: a target for neuroprotection? Lancet Neurol 2009; 8 (4): 382-97.
- Smirnova LP, Ivanova SA, Krotenko NV, et al. The State of the Antioxidant System during Therapy of Patients with Multiple Sclerosis. Biochemistry (Moscow) Supplement. Series B: Bio-medical Chemistry 2011; 5 (1): 15-8
- Гончарова 3.A., Колмакова ТС, Гельпей М.А. Альфа-синуклеин и ферменты оксидантного стресса как биомаркеры болезни Паркинсона. Нейрохимия 2017; 34 (2): 99-107
- Klegeris A, Pelech S, Giasson Bl, et al. Alpha-synuclein activates stress signaling protein kinases in THP-1 cells and microglia. Neurobiol Aging 2008; 29 (5): 739-52
- Бочаров E.B., Крыжановский Г. H., Полещук В. В. и др. Нарушение иммунной и антиоксидантной защиты при болезни Паркинсона. Патогенез 2012; 10(1): 34-8
- Matheoud D, Sugiura A, Bellemare-Pelletier A, et al. Parkinson's Disease-Related Proteins PINK1 and Parkin Repress Mitochondrial Antigen Presentation. Cell 2016; 166: 314-27
- Sulzer D, et al. T-cells of Parkinson's disease patients recognize alpha-synuclein peptides. Nature June 21, 2017: 116-21
- Junker A, Bruck W. Auto-inflammatory grey matter lesions in humans: cortical encephalitis, clinical disorders, experimental models. Curr Opin Neurol 2012; (25): 349-57
- Kawai T, Akira S. Innate immune recognition of viral infection. Immunol 2006; (7): 131-7
- Doecke JD, Laws SM, Faux NG, et al. Blood-based protein biomarkers for diagnosis of Alzheimer disease. Arch Neurol 2012; (69): 1318-25
- Patejdl R, Zettl UK. Spasticity in multiple sclerosis: contribution of inflammation, autoimmune mediated neuronal damage and therapeutic interventions. Autoimmun Rev 2017; (16): 925-36
- JiangT, LiG, XuJ, etal. The Challenge of the Pathogenesis of Parkinson's Disease: Is Autoimmunity the Culprit? Front Immunol, 27 September 2018 URL: 10.3389/fim-mu.201 8.02047
- DOI: 10.3389/fim-mu.2018.02047
- Габриэлян Н.И., Липатова В. И. Опыт использования показателя средних молекул в крови для диагностики нефрологических заболеваний у детей. Лабораторное дело 1984; (3): 138-40
- Полетаев А. Б. Физиологическая иммунология (естественные аутоантитела и проблемы наномедицины). М.: МИКЛОШ, 2010: 220 с.
- Иванова С. А., Алифирова B.M., Семке А. В. и др Клинико-диагностическое значение молекул средней массы у больных психическими и неврологическими расстройствами: пособие для врачей. Томск, 2010; 32 с.