Preview

Взаимосвязь гормональной и цитокиновой регуляции при аутоиммунном тиреоидите

https://doi.org/10.14341/ket2017245-56

Полный текст:

Аннотация

Обоснование. Исследование различных аспектов иммунопатогенеза аутоиммунного тиреоидита (АИТ), занимающего первое место среди аутоиммунной патологии человека, является актуальной проблемой современной медицины. Лечение аутоиммунного гипотиреоза сводится к заместительной терапии тиреоидными гормонами (ТГ), которые на сегодняшний день рассматриваются в качестве суперантигенов при аутоиммунном воспалении щитовидной железы (ЩЖ) и теоретически могут способствовать персистенции и прогрессированию воспалительного процесса. О взаимосвязи функциональной активности тиреоцитов и иммуноцитов через синтезируемые ими гормоны и цитокины, через рецепторы к тиреотропному гормону (ТТГ) на иммуноцитах и рецепторы к цитокинам на тиреоцитах, о возможной дисрегуляции этих взаимодействий при изменении уровней ТГ, ТТГ и/или цитокинов известно около 30 лет. Однако до сих пор не существует ясного представления о причинах нарушения этих взаимодействий, о первичном триггерном механизме АИТ, что существенным образом тормозит прогресс в лечении.


Цель. На основании комплексной оценки гормональных и иммунологических маркеров (ТТГ, ТГ и Treg, Th1-, Th2-, Th17-маркерных цитокинов) с исследованием возможных взаимосвязей их показателей у пациентов с различными клиническими вариантами течения АИТ исходно и на фоне заместительной терапии ТГ определить различия в функциональной активности различных типов иммунокомпетентных клеток в зависимости от тяжести воспалительного процесса для прогнозирования дальнейшего клинического течения АИТ, оптимизации протоколов терапии и своевременной коррекции стратегии лечения.


Методы. В проспективном исследовании у больных АИТ оценивали показатели сывороточного уровня оппозитных цитокинов и их рецепторов до начала терапии ТГ и на фоне лечения с помощью современных методов иммуноферментного анализа с иммунохемилюминесцентными и электрохемилюминесцентными способами детекции.


Результаты. Выявлена избыточная продукция Th1-, Th2-, Th17- и Tregs маркерных цитокинов при дефиците TGF-β1, тесно ассоциированная с тяжестью аутоиммунного гипотиреоза. На фоне терапии ТГ показатели большинства цитокинов снижались или нормализовались, за исключением IL-6, IL-8, IL-2, IFN-g, TNF-α. Наибольшие отличия от нормы были зафиксированы при осложненном течении гипотиреоза.


Заключение. Высокий сывороточный уровень TNF-α при АИТ является надежным маркером неблагоприятного течения и предиктором начала заместительной гормональной терапии при субклиническом течении. Показателями сохранности функционирующего тиреоидногоэпителия являются системные уровни IL-8 и IL-22, их динамическое снижение в сыворотке крови – прогностически неблагоприятный фактор, свидетельствующий о прогрессирующей потере функционально активной тиреоидной ткани и возможном нарастании гипофункции ЩЖ при АИТ. Многократно повышенные показатели IL-1α, IL-6 и IFN-γ могут рассматриваться в качестве предикторов тяжести клинического течения АИТ и аутоиммунного воспаления в ЩЖ.

Для цитирования:


Здор В.В. Взаимосвязь гормональной и цитокиновой регуляции при аутоиммунном тиреоидите. Клиническая и экспериментальная тиреоидология. 2017;13(2):45-56. https://doi.org/10.14341/ket2017245-56

For citation:


Zdor V.V. Correlation of hormonal and cytokines regulation in case of autoimmune thyroiditis. Clinical and experimental thyroidology. 2017;13(2):45-56. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/ket2017245-56

Актуальность

Аутоиммунный тиреоидит (АИТ) в настоящее время является самым распространенным аутоиммунным заболеванием человека, но многие аспекты его патогенеза до сих пор не ясны [1–4]: неизвестен первичный антиген и триггерный механизм аутоиммунного процесса, механизмы развития фиброза матрикса и лимфоидной инфильтрации щитовидной железы (ЩЖ). Кроме того, недостаточно ясна точная роль клеток врожденного иммунитета и фенотип основных антигенпрезентирующих клеток при АИТ [2, 5, 6]. Лечение гипотиреоза на фоне АИТ сводится в основном к использованию заместительной терапии тиреоидными гормонами (ТГ) в случае его манифестации [4, 7]. Однако по современным представлениям ТГ отводят роль антигенов в патогенезе аутоиммунного воспаления ЩЖ [5, 8, 9], из чего следует, что заместительная терапия в этих случаях может поддерживать персистенцию аутоиммунного процесса, в том числе при IgG4-обусловленном тиреоидите, когда наиболее важное значение приобретает взаимодействие В- и Т-клеток с клетками врожденного иммунитета [1, 4, 5, 10]. АИT относится к заболеваниям, при котором аутоиммунное воспаление опосредовано прежде всего Т-клетками, а точная роль В-клеток в его патогенезе также остается до сих пор неясной [2–4]. Исследования последних лет продемонстрировали, что в экспериментальной модели тиреоглобулин способен индуцировать секрецию IL-10 В- и CD4+ T-клетками и активизировать участие Th17-клеток (CD4+ IL-17+) в индукции аутоиммунных расстройств в ЩЖ, а также влиять на функциональную активность Тreg-клеток(CD4+CD25+ высокаяFoxP3+) [4, 11].

Цитокины играют важную роль в модуляции иммунных реакций, влияющих на поддержание аутотолерантности и на инициацию аутоиммунного процесса [5, 11, 12]. Тем не менее их роль недостаточно изучена и зачастую трудно предсказуема без учета влияния на эти процессы других медиаторов – иммунных и гормональных [6]. Регуляторные цитокины могут индуцировать аутотолерантность к антигенам ЩЖ или, наоборот, активировать аутоиммунные процессы в ней [3]. Исследование роли каждого конкретного цитокина в контексте специфического иммунного ответа при разных функциональных состояниях ЩЖ имеет принципиальное значение для интегрирования этих механизмов в патогенез аутоиммунных заболеваний щитовидной железы для разработки соответствующих стратегий их модуляции [6]. Известное деление цитокинов по функциональной активности является достаточно условным, их нельзя отнести к факторам исключительно системы иммунитета, а цитокинопосредованные иммунорегуляторные механизмы играют ведущую роль при аутоиммунном воспалении [5, 13, 14]. Выполнение межсистемной коммуникации, неспецифичность в отношении антигенов и участие в основных патологических процессах делает цитокины универсальными маркерами тяжести и интенсивности происходящих в организме воспалительных процессов, в том числе аутоиммунных [5, 15]. Этические проблемы при исследовании локального/органного уровней оппозитных цитокинов у пациентов с АИТ не дают в полной мере изучить ряд внутриорганных взаимодействий субпопуляций Т-хелперов, фенотип клеточных популяций иммуноцитов [3]. Исследование зависимости между системным содержанием тиреотропного гормона (ТТГ), ТГ и цитокинов, тиреоидных аутоантител позволяет идентифицировать популяции наиболее активированных иммуноцитов и эндокриноцитовна разных стадиях аутоиммунного процесса, что будет способствовать прояснению основных патогенетических механизмов АИТ. Определенная ограниченность наших знаний иммунопатогенеза заболевания снижает возможности эффективного контроля течения патологического процесса в ЩЖ при АИТ и предопределяет необходимость поиска новых маркеров для точного прогнозирования развития заболевания у генетически предрасположенных лиц и разработки персонализированных терапевтических подходов в его лечении [6].

Цель

На основании комплексной оценки гормональных и иммунологических маркеров (ТТГ, ТГ и Treg, Th1-, Th2-, Th17-маркерных цитокинов) исследовать их возможные взаимосвязи у пациентов с различными клиническими вариантами течения АИТ исходно и на фоне заместительной терапии ТГ, определить различия в функциональной активности различных типов иммунокомпетентных клеток в зависимости от тяжести течения заболевания.

Методы

Дизайн исследования

Проведено проспективное открытое наблюдательное многоцентровое исследование с параллельными группами с участием пациентов с гипотиреозом в исходе АИТ.

Критерии соответствия

Критерии включения в исследование: пациенты с верифицированным диагнозом АИТ согласно Федеральным клиническим рекомендациям по заболеваниям ЩЖ [7].

Критерии исключения: больные с АИТ с сопутствующими заболеваниями – сахарным диабетом, хроническими воспалительными заболеваниями в стадии обострения, психическими заболеваниями и алкоголизмом, беременные и кормящие женщины.

АИТ подтверждали результатами гормональных (ТТГ, св.Т3 и св.Т4), иммунологических (аутоантитела к тиреопероксидазе (ТПО), тиреоглобулину и ТТГр), ультразвуковых и/или морфологических исследований (тонкоигольная аспирационная биопсия ЩЖ проведена 3 пациентам с ультрасонографическими признаками узлового зоба на фоне АИТ для морфологической верификации диагноза и исключения диагноза узлового зоба).

Условия проведения

Исследование проводилось в условиях Краевого центра диабета и эндокринных заболеваний Приморской краевой клинической больницы №2 и клиник: АНО “Клиника семейной гармонии”; ООО “Клиника диабета и эндокринных заболеваний”; Центральной научно-исследовательской лаборатории и кафедры патологической анатомии ФГБОУ ВО ТГМУ.

Продолжительность исследования

Исследование проведено в период с 2015 по 2016 г. Каждый пациент и здоровые лица наблюдались в течение 6 мес с момента включения в исследование.

Описание медицинского вмешательства

Для решения поставленных задач путем венепункции в стерильных условиях процедурного кабинета клиник были взяты образцы крови в объеме 10 мл у пациентов с АИТ и здоровых добровольцев в начале исследования и далее в динамике у пациентов с АИТ через 3 и 6 мес лечения ТГ по стандартным протоколам терапии.

Основной исход исследования

Оценивали продукцию Treg, Th1-, Th2-, Th17-, Th22-маркерных цитокинов (IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-13, IL-17, IL-22, TGF-β1, TGF-β3, IFN-γ, TNF-a и их рецепторов: sIL-2 R, sIL-6 R, sTNF-α RI, sTNF-α RII) по концентрации в сыворотке крови у пациентов с аутоиммунным гипотиреозом разной степени тяжести до начала терапии левотироксином и через 3, 6 мес лечения ТГ (левотироксин натрия в средней дозе 1,60–1,80 мкг/кг фактической массы тела пациента).

Дополнительные исходы исследования

Оценивали соотношение (в долях от общего количества) и возможные взаимосвязи указанных оппозитных и регуляторных цитокинов и ТТГ, ТГ в разные стадии аутоиммунного гипотиреоза, а также сравнивали динамику концентрации данных маркеров аутоиммунного процесса у пациентов с АИТ разных клинических групп на фоне терапии ТГ.

Методы регистрации исходов

У всех пациентов и здоровых лиц оценивали показатели сывороточного уровня цитокинов: IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-13, IL-17, IL-22, TGF-β1, TGF-β3, IFN-γ, TNF-a и рецепторов: sIL-2 R, sIL-6 R, sTNF-α RI, sTNF-α RII исходно и у пациентов с АИТ через 3 и 6 мес терапии ТГ методом твердофазного иммуноферментного анализа с помощью видоспецифичных диагностических наборов R&D Diagnostics Inc., США. Методом энзим-связанного иммуносорбентного анализа (ELISA) определяли ТГ, ТТГ (хемилюминесцентныйиммуноанализ на микрочастицах), аутоантитела к ТПО и тиреоглобулину с использованием диагностических наборов фирмы Roche diagnostics, Швейцария. Содержание указанных маркеров в сыворотке крови измерялось в пг/мл, за исключением TGF-β1, показатели которого в системном кровотоке выражались в нг/мл.

Анализ в подгруппах

Пациенты ранжировались по полу (мужчин было 35, женщин – 67) и степени тяжести гипотиреоза на момент первичного осмотра:

  • I группа – субклинического течения гипотиреоза на фоне АИТ;
  • II группа – с манифестным гипотиреозом на фоне АИТ;
  • III группа – с осложненным течением гипотиреоза на фоне АИТ; осложненное течение гипотиреоза на фоне АИТ верифицировали на основании суммарных данных клинических, иммунологических и гормональных исследований: снижения содержания св.Т4 (<5,0 пмоль/л) и повышения концентрации ТТГ (>10,1 мМЕ/л), обнаружения высокого титра аутоантител к ТПО и/или тиреоглобулину, а также по данным эхокардиографии (ЭКГ) и ультрасонографии печени, почек, рентгенографии органов грудной полости, биохимического анализа крови, достоверного повышения концентрации NT-proBNP (натрийуретический пептид) в крови.

Группа контроля – 50 здоровых добровольцев, сопоставимых по полу и возрасту, с нормальным содержанием ТТГ и антител к ТПО, к тиреоглобулину, без острых и хронических заболеваний в фазе обострения, не курящих, не употребляющих каких-либо лекарственных препаратов, не злоупотребляющих алкоголем, не беременных, с неотягощенным анамнезом.

В ходе исследования пациенты с гипотиреозом получали стандартное лечение. Критерием адекватности назначаемой дозы ТГ в группах I и II считали стойкое поддержание нормальной концентрации ТТГ в крови, в группе III – снижение концентрации ТТГ в крови <10 мМЕ/л, отсутствие негативных изменений на ЭКГ и совокупность клинических данных [7, 16, 17].

Этическая экспертиза

Все пациенты добровольно подписали информированное письменное согласие на участие в исследовании. Исследование было одобрено этическим комитетом ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России (протокол № 3/13 от 2013 г.).

Статистический анализ

Проводился с использованием общепринятых статистических методов анализа данных с использованием параметрических и непараметрических методов, ROC-анализа, использовалась программа SPSS Statistics, v.17.0.1 (SPSS Inc., США; рег. номер “3-blWdC-7k32t). За необходимый уровень статистической значимости принималось значение p < 0,05. Описательная статистика исследуемых количественных признаков представлена абсолютными значениями, стандартными ошибками. Предварительно была сделана проверка на нормальность распределения значений всех исследуемых признаков во всех группах с помощью критерия Шапиро–Уилка, которая подтвердила их соответствие закону нормального распределения. Возможные статистические взаимосвязи между исследуемыми показателями изучали с помощью корреляционного анализа, применяли коэффициент корреляции Пирсона (r). ROC-анализ позволил оценить качество бинарной классификации, через AUC (англ. area under ROC curve) отображал количественную интерпретацию признака у пациентов с АИТ и здоровых лиц. Статистическая значимость обнаруженных отличий между группами пациентов оценивалась с помощью t-критерия Стьюдента.

Результаты

Объекты (участники) исследования

В исследовании приняли участие 102 пациента с АИТ и гипотиреозом разной степени тяжести.

Пациенты ранжировались по полу (мужчин было 35, женщин – 67) и степени тяжести гипотиреоза:

  • I группа – 25 человек с субклиническим течением АИТ имели показатели св.Т3 и св.Т4 в пределах референсных значений, содержание ТТГ – в интервале 5,1–10,0 мМЕ/л (при двукратном определении), достоверно повышенное содержание антител к ТПО и/или антител к тиреоглобулину (более чем в 2 раза выше нормы в двух пробах) и не имели клинических проявлений гипотиреоза [11];
  • II группа – 55 человек с манифестным гипотиреозом на фоне АИТ, с клиническими проявлениями гипотиреоза, низким содержанием в крови св.Т4 (<9,1 пмоль/л) на фоне высокой концентрации ТТГ ≥10,1 мМЕ/л, а также с высоким титром аутоантител к ТПО и/или тиреоглобулину;
  • III группа – 22 человека с осложненным течением гипотиреоза на фоне АИТ, в том числе с признаками сердечно-сосудистой недостаточности IIБ и III стадии и другими осложнениями гипотиреоза (снижение фильтрационной функции почек, плеврит и/или гидроперикардбез признаков инфекционного поражения органов, у 3 пациентов анасарка).

Основные результаты исследования

Были изучены статистически достоверные выборки клинических проб (сыворотка крови) пациентов с аутоиммунным гипотиреозом разной степени тяжести. Наибольшие отличия от контроля в уровне оппозитных и регуляторных цитокинов наблюдались на момент постановки диагноза АИТ (табл. 1; рис. 1). Уровни IL-1a, IL-1β, IL-2 и его рецептора sIL-2 R; IL-4, IFN-g, IL-6 и рецептора sIL-6 R, IL-8, IL-10, IL-13, IL-17, IL-22, TNF-α и его растворимых рецепторов sTNF-α RI, RII; TGF-β1 и TGF-β3 в сыворотке крови имели достоверные отличия не только между здоровыми и больными АИТ (табл. 1; рис. 2), но и между группами пациентов с гипотиреозом разной степени тяжести (рис. 1).

Таблица 1. Концентрация сывороточных цитокинов у здо ровых лиц и у больных АИТ до начала лечения ТГ (М ± m)

Рис. 1. Сывороточные уровни оппозитных и регуляторных цитокинов при АИТ в группах и у здоровых лиц в начале исследования.

Рис. 2. Удельный вес (%, ось ординат) оппозитных и регуляторных цитокинов в норме и у пациентов с АИТ до начала терапии.

Сывороточная концентрация IL-1a в дебюте АИТ была выше нормы в 17 раз (табл. 1), концентрация IL-1β до начала терапии – в 2 раза выше нормы и нарастала в группах прямо пропорционально увеличению степени тяжести клинико-лабораторных проявлений гипотиреоза (рис. 1). При этом отмечена прямая тесная корреляция показателей IL-1β с объемом ЩЖ (r = 0,79; p < 0,01). Высокий системный уровень IL-8 до начала терапии ТГ – более чем в 5 раз выше нормальных значений – и значение цитокина ≥42 пг/мл по данным ROC-анализа могут являться дополнительным маркером сохранности функционирующего тиреоидного эпителия (чувствительность маркера – 0,99; специфичность – 1,0; прогностическая ценность – 1,0). Динамическое снижение цитокина через 3 или 6 мес терапии (табл. 2) было ассоциировано с нарастанием гипофункции ЩЖ при манифестном и субклиническом течении АИТ (r = 0,55; p < 0,05) и являлось прогностически неблагоприятным фактором течения аутоиммунного воспаления в ЩЖ. При анализе корреляций между системными показателями IL-8 и ТТГ до начала терапии ТГ была установлена средняя обратная связь (r = -0,585; p < 0,05), что подтверждает выше представленные данные.

Таблица 2. Концентрация сывороточных цитокинов у пациентов с АИТ на фоне заместительной терапии тиреоидными гормонами (M ± m)

При этом высокое содержание TNF-α и sTNF-α RI и sTNF-α RII (табл. 1, 2) прямо коррелировало с тяжестью течения гипотиреоза (r = 0,56; p < 0,05). ROC-анализ установил критическое значение повышения TNF-α (≥22 пг/мл; точность маркера составила 0,988; прогностическая ценность – 1,0; чувствительность – 0,976; специфичность – 1,0), которое можно рекомендовать для оценки активности апоптоза тиреоцитов при АИТ.

Установлено 10-кратное увеличение концентрации IL-6 до начала терапии ТГ при АИТ (табл. 2). Более того, выявлены значительные отличия показателей цитокина в группах с более легким течением от пациентов с осложненным течением гипотиреоза (рис. 1), которые отмечались как в начале исследования, так и в динамике через 3 и 6 мес терапии ТГ (табл. 2). ROC-анализ определил критическое значение IL-6 до начала гормональной заместительной терапии, которое составило ≥4,95 пг/мл. Чувствительность критерия была 0,98, специфичность – 1,0. При этом концентрация IL-6 в сыворотке крови прямо коррелировала с тяжестью клинического течения АИТ (r = 0,63; p < 0,05; рис. 1). Между показателями IL-6 и sIL-6 R, содержание которого также было достоверно высоким, имели место прямые сильные связи (r = 0,924; p < 0,001) у пациентов во всех группах.

Содержание IL-17 в сыворотке крови пациентов до начала терапии ТГ превышало показатели группы контроля в 2,5 раза (табл. 1). Были зафиксированы значительные различия в содержании цитокина в группах в зависимости от степени тяжести гипотиреоза (рис. 1). Кроме того, на всех этапах наблюдения во всех группах его содержание было достоверно выше у женщин (в 1,5–2,5 раза) по сравнению с мужчинами. Наиболее значимые отличия в концентрации IL-17 по сравнению с контролем зафиксированы при осложненном течении АИТ (56,33 ± 9,51 пг/мл против 10,13 ± 2,19 пг/мл; p < 0,001). Его уровень превышал аналогичные показатели у пациентов из I и II групп в 13 и 4 раза соответственно. Выявлена прямая сильная связь между IL-17 и IL-22 в группе пациентов с осложненным течением АИТ (r = 0,97; p < 0,01) и прямая средняя связь между IL-17 и IL-13 в этой же группе (r = 0,50; p < 0,01).

Сывороточный уровень IL-10 при АИТ в начале исследования был повышен в 3 раза по сравнению с показателями группы контроля (табл. 1). Исходно увеличение содержания IL-10 в системном кровотоке, так же как и IL-17, было сопряжено с нарастанием тяжести течения гипотиреоза (рис. 1). При этом показатели IL-10 достоверно снижались в динамике, на фоне терапии ТГ в течение 6 мес (табл. 2). Кроме того, были зафиксированы прямые сильные корреляции показателей IL-10 с ТТГ (r = 0,76; p < 0,01) и с объемом ЩЖ (r = 0,94; p < 0,05).

Высокое содержание IL-4 и IL-13 в системном кровотоке при постановке диагноза АИТ (табл. 1) было также сопряжено с тяжестью патологического процесса (r = 0,45; p < 0,05), с уровнем аутоантител к ТПО в сыворотке крови: с IL-4 (r = 0,73; p < 0,05), с IL-13 (r = 0,68; p < 0,05). По данным ROC-анализа критическое содержание IL-13 составило >30 нг/мл, а IL-4 ≥6,1 пг/мл. Однако в общем балансе цитокинов доля этих медиаторов была ниже контрольных значений (рис. 2), и их показатели нормализовались через 3–6 мес лечения ТГ (табл. 2).

До начала терапии ТГ у пациентов с АИТ был зафиксирован повышенный в 2 раза сывороточный уровень TGF-β3 (табл. 1, 2) и сниженный – TGF-β1 (табл. 1, 2). Кроме того, зафиксировано снижение долей TGF-β1 и TGF-β3 в общем балансе цитокинов (рис. 2). Были получены прямые корреляции TGF-β3 с ТТГ (r = 0,50; p < 0,01) и объемом ЩЖ (r = 0,50; p < 0,01), обратные – с TNF-α (r = -0,53; p < 0,01). Сниженный исходно TGF-β1 обратно коррелировал с тяжестью течения АИТ и объемом ЩЖ (r = -0,61; p < 0,01), а между показателями TGF-β1 и IL-22 обнаружена сильная прямая связь (r = 0,75; p < 0,01). При ROC-анализе получено критическое значение TGF-β1 (<18 пг/мл), оно было прогностически значимым (1,0); чувствительность маркера составила 1,0; специфичность – 0,78. IL-22, известный ранее как Т-клеточный индуцированный фактор, был в 3 раза выше показателей контроля, и его уровень прямо коррелировал с тяжестью течения АИТ (r = 0,51; p < 0,01), что не противоречит предшествующим исследованиям [18]. IL-22 был наиболее высоким в III группе (p < 0,01) и минимально повышенным в I группе (рис. 1). ROC-анализ определил критическое значение IL-22 ≥80 пг/мл (AUC – 0,999; чувствительность маркера – 0,999; специфичность – 0,999; точка пересечения с нормой – 78,0 пг/мл; точность маркера – 0,99; прогностическая ценность положительного результата – 0,99; отрицательная прогностическая ценность – 0,99).

В исследовании у пациентов с АИТ до назначения ТГ была зафиксирована высокая концентрация регуляторных цитокинов: IFN-g – в 17 раз и IL-2 – в 3,8 раза выше нормальных значений (табл. 1, 2; рис. 1). При проведении ROC-анализа было получено критическое значение для IFN-g (≥38,5 пг/мл; чувствительность – 0,94; специфичность – 1,0; точность – 0,97; прогностическая ценность положительного результата – 1,0) и для IL-2 (>20 пг/мл; чувствительность – 1,0, специфичность – 1,0). IFN-g и IL-2 через 6 мес терапии ТГ достоверно снижались, но не нормализовались (табл. 2). Сывороточный уровень растворимого рецептора sIL-2 R, который считается надежным маркером активации Т-лимфоцитов [5], при АИТ был достоверно выше контроля (табл. 1). Корреляционный анализ установил сильную прямую связь IL-2 и показателей объема ЩЖ (r = 0,91; p < 0,05) и прямую умеренную связь между значениями ТТГ и IL-2 (r = 0,67; p < 0,05). В динамике через 6 мес терапии ТГ у пациентов с АИТ отмечалась нормализация показателей ТТГ и большинства исследуемых цитокинов, за исключением регуляторных IL-2 и IFN-γ, а также провоспалительных IL-6, IL-8, TNF-α (табл. 2).

Нежелательные явления

Не были зафиксированы ни в одной из групп пациентов.

Обсуждение

Резюме основного результата исследования

Выявлена избыточная продукция Th1-, Th2-, Th17- и Tregs маркерных цитокинов при дефиците TGF-β1, тесно ассоциированная с тяжестью аутоиммунного гипотиреоза. На фоне терапии ТГ показатели большинства цитокинов снижались или нормализовались, за исключением IL-6, IL-8, IL-2, IFN-g, TNF-α. Наибольшие отличия от нормы были зафиксированы при осложненном течении гипотиреоза. Снижение регуляторных цитокинов (IL-2 и IFN-γ) в динамике на фоне терапии может являться проявлением феномена активационного истощения Treg клеток (клеток-супрессоров) и рассматриваться как смена периода относительного подавления активности аутореактивных Т-клеток на период прогрессирования аутоиммунного воспаления ЩЖ. Феномен активационного истощения Тregs предопределяет необходимость мониторинга сывороточного уровня IL-2 и IFN-γ, а также TGF-β1, IL-6, IL-8, IL-17, TNF-α исходно и при необходимости на фоне терапии АИТ для адекватного контроля супрессорной активности иммуноцитов и своевременной коррекции стратегии и/или тактики ведения больного, прогнозирования возможного усугубления дисбаланса Treg/Th17, особенно при синхронном нарастании уровня IL-6 выше критического значения при дефиците TGF-β1.

Обсуждение основных результатов исследования

Многократное повышение концентрации IL-1a и IL-1β в сыворотке крови у пациентов с АИТ в начале исследования нарастало прямо пропорционально тяжести течения гипотиреоза, но достоверно снижалось после 6 мес терапии ТГ (табл. 2). Это подтверждает значительное исходное смещение вектора иммунного ответа при АИТ в сторону Th1-зависимых механизмов повреждения тиреоидной ткани [14, 19]. Кроме того, учитывая, что доказаны дозозависимый стимулирующий эффект тироксина на антителообразование и стимулирующая роль ТТГ на выработку Т3 в иммуноцитах [2, 20], полученные результаты свидетельствуют о дополнительных, возможно экзогенных, факторах, влияющих на механизмы повреждения ЩЖ и направление вектора иммунного ответа при АИТ. Кроме того, в ряде исследований показано, что IL-1a и IL-1β в умеренных и высоких концентрациях обратимо ингибируют функцию тиреоцитов, а в низких концентрациях IL-1β стимулирует функцию ЩЖ и индуцирует Tregs [5, 6, 13, 19], что отчетливо проявилось в нашем исследовании при ранжировании пациентов по группам (рис. 1).

Полученные данные о системном уровне IL-8 в группах пациентов (рис. 1) подтвердили, что исходно высокий показатель цитокина может являться дополнительным маркером сохранности функционирующего тиреоидного эпителия. Динамическое снижение цитокина – прогностически неблагоприятный фактор, ассоциированный с нарастанием гипофункции ЩЖ, что подтверждается представленными связями IL-8 с ТТГ и тяжестью течения гипотиреоза. Однако данные требуют подтверждения на экспериментальных моделях.

Высокие сывороточные показатели TNF-α, sTNF-α RI и sTNF-α RII при АИТ, подтвержденные в нашем исследовании, являются важными прогностическими факторами неблагоприятного течения аутоиммунного воспаления. Эти маркеры могут являться предикторами старта заместительной терапии ТГ при субклиническом течении заболевания, что согласуется с данными других исследований о негативной роли TNF-α в патогенезе заболевания за счет подавления им активности Treg клеток и активации апоптоза тиреоцитов [3, 14].

Полученные данные о десятикратном повышении IL-6, о котором известно, что цитокин способствует передифференцировке Tregs в Th17 с последующим снижением числа регуляторных Т-клеток и активизацией аутоиммунного процесса [15, 19], и данные корреляционного и ROC-анализа показателей IL-6 и sIL-6 R с тяжестью аутоиммунного процесса позволяют рассматривать данные маркеры как независимые прогностические критерии оценки тяжести течения аутоиммунного воспаления в ЩЖ. Более того, антицитокиноваятерапия для IL-6 в экспериментах на животных продемонстрировала некоторые потенциальные возможности, хотя рандомизированных плацебоконтролируемых исследований пока не проводилось [21].

Содержание IL-17 в сыворотке крови пациентов до начала терапии ТГ значительно превышало показатели группы контроля (табл. 1). Более того, были зафиксированы значительные различия в содержании цитокина в группах в зависимости от степени тяжести гипотиреоза (рис. 1), а его уровень в III группе превышал аналогичные показатели I группы более чем в десять раз. Эти данные свидетельствуют о возможных компенсаторных механизмах у пациентов с более легким течением АИТ, которые нивелируют агрессивное воздействие Т-хелперов 17-го типа. Закономерности изменений сывороточных значений IL-17 в зависимости от тяжести клинического течения АИТ позволяют использовать этот цитокин в качестве одного из критериев оценки тяжести течения аутоиммунного воспаления в ЩЖ, тем более что в последние годы IL-17 относят к важным факторам прогрессирования фиброза [22]. Выявленная прямая сильная связь между IL-17 и IL-22 в III группе свидетельствует о тесной взаимосвязи и синергизме действия этих медиаторов в случае серьезного нарушения функции органа-мишени [18, 22]. Прямая средняя связь между IL-17 и IL-13 в этой же группе может свидетельствовать о возможном синергизме действия этих медиаторов при тяжелом течении аутоиммунного воспаления на В-клетки, которые при вторичном иммунном ответе могут выполнять роль основных антигенпрезентирующих клеток [3, 4]. Эти данные теоретически позволяют рассматривать указанные цитокины как мишени для таргетной терапии при АИТ.

Полученные в исследовании прямые сильные корреляции показателей противовоспалительного IL-10 с ТТГ и объемом ЩЖ предполагают негативную роль IL-10 в иммунопатогенезе АИТ, которая может заключаться в индукции данным интерлейкином дифференцировки Treg в Th17-клетки последующим снижением числа Treg [11], что подтверждается прямыми тесными ассоциациями с тяжестью течения АИТ системных уровней IL-10 и IL-17 (рис. 1). Кроме того, IL-10 может служить синергистом IL-4, усиливая пролиферацию В-клеток, защищая их от апоптоза и повышая синтез IgМ, IgА, чем способствует развитию гуморальной составляющей иммунного ответа при АИТ, но в последние годы у IL-10 выявлены потенциальные иммунорегуляторные возможности [5, 11]. По мнению ряда авторов, IL-10 играет значительную регуляторную роль в патогенезе аутоиммунного воспаления ЩЖ, участвуя в регуляции продукции антител к тиреоглобулину, он может ингибировать клеточно-опосредованное повреждение ЩЖ [11]. Однако протекторный эффект IL-10 в отношении аутодеструкции ЩЖ до сих пор не доказан.

Дисбаланс в содержании противовоспалительных IL-4 и IL-13 повлиял на вектор развития иммунного ответа, так как они играют ключевую роль в антигенспецифических Th2-, но не Th1-ответах, которые более характерны для АИТ (рис. 2). Однако доля этих интерлейкинов в общем балансе цитокинов у пациентов с АИТ была снижена, а в недавних экспериментальных исследованиях был получен регулирующий эффект противовоспалительных цитокинов (IL-10 и IL-4) на экспрессию FcRn-рецептора на тиреоцитах. Концентрация этих цитокинов может играть существенную роль в патогенезе АИТ, так как они подавляют экспрессию FcRn-рецептора, чем замедляют элиминацию антител к тиреоглобулину и ТПО при тиреоидите [23].

Зафиксированное при АИТ снижение долей TGF-β1 и TGF-β3 в общем балансе цитокинов могло влиять на пролиферацию В-лимфоцитов и снижение количества индуцированных (адаптивных) регуляторных Т-лимфоцитов типа Th3 и Tr1 [5]. Учитывая прямые корреляции TGF-β3 с ТТГ и объемом ЩЖ, но обратные – с TNF-α, можно предложить использование данного иммунологического маркера для прогнозирования тяжести течения аутоиммунного процесса в ЩЖ (по данным ROC-анализа критическое значение >68 пг/мл), но в совокупности с другими цитокинами: IL-6, IL-10, TNF-α и IL-17. Как известно, IL-6 и TGF-β важны для дифференцировки Th17 [6, 19], поэтому зафиксированная нами высокая базовая продукция IL-6 и TGF-β3 у больных АИТ может вносить свой вклад в дисбаланс в сторону Th17 и определять тяжесть течения аутоиммунного процесса в ЩЖ за счет подавления числа Tregs.

Сниженный до начала терапии TGF-β1 обратно коррелировал с тяжестью течения гипотиреоза и объемом ЩЖ, что не противоречит данным о влиянии TGF-β1 на процессы фиброзирования [6]. Полученное при ROC-анализе критическое значение TGF-β1 может быть использовано для прогнозирования процессов фиброзирования тканей ЩЖ при АИТ, но более достоверно, если его анализировать в совокупности со значениями IL-17 и IL-22 [6, 18, 22]. Тем более что между показателями TGF-β1 и IL-22 в нашем исследовании обнаружена сильная прямая связь, а это согласуется с данными о синергизме действия обоих цитокинов на процессы фиброзирования [5, 6]. Кроме того, дефицит TGF-β1 может свидетельствовать об истощении Tregs, снижении супрессии Т-клеточного иммунного ответа и негативном прогнозе при АИТ.

IL-22 представляет собой цитокин, в основном продуцируемый активированными Th22-клетками, но может также производиться другими иммуноцитами: Th1-, Th17-клетками, NK-22- и NKT-клетками, а также γδ Т-клетками, а в последние годы его относят к цитокинам, принадлежащим к семейству IL-10, однако его многофункциональность и потенциальные возможности остаются предметом для исследований [5, 18]. Данные ROC-анализа, продемонстрировавшие высокую прогностическую ценность и специфичность показателей IL-22 при АИТ, могут служить для разработки дополнительных иммунологических критериев в прогнозировании возможной активизации фиброзирующих процессов в ЩЖ и принятия решения о сроках назначения заместительной терапии ТГ при субклиническом течении заболевания. Однако до сих пор точная роль указанных цитокинов в развитии и поддержании патологического процесса при АИТ не полностью ясна, что служит мотивацией для дальнейших исследований.

IL-2 играет одну из важнейших ролей в патогенезе АИТ, воздействуя на Th1/Th2 клеточный баланс и на популяцию Т-регуляторных лимфоцитов. Он оказывает непосредственное влияние на интратиреоидную популяцию Т-хелперов и на цитотоксические клеточные реакции в функционирующем тиреоидном эпителии [5, 6]. Высокая концентрация регуляторных IFN-g и IL-2 до начала терапии ТГ свидетельствует о высокой степени активности эффекторной фазы иммунного ответа (табл. 1, 2; рис. 1, 2), но является одним из основных факторов, определяющих возможное прогрессирование патологического процесса, в том числе за счет активационного истощения Treg [5, 6]. Более того, при АИТ была установлена дисфункция Treg-клеток, что подтвердилось относительной и абсолютной гиперпродукциейIL-2 и IFN-γ, но достоверным снижением баланса Treg/Th17 маркерных цитокинов при АИТ (1,0 против 1,5 в контроле) на фоне многократно повышенного IL-6 и достоверно низкого TGF-β1 (табл. 1, 2; рис. 1, 2). Это могло способствовать преобладанию Th17-клеток, относительной гипофункции Treg и прогрессированию аутоиммунного воспаления [6, 19]. Сопряженность показателей IFN-g с тяжестью клинического течения АИТ и функциональной активностью ЩЖ на протяжении всего периода наблюдения позволяет отнести этот регуляторный цитокин к важным специфическим маркерам активности аутоиммунного процесса. Кроме того, достоверное снижение IFN-g на фоне терапии ТГ (табл. 2) может являться критерием стабилизации аутоиммунного процесса, но необходимо учитывать гормональные, иммунологические, ультрасонографические данные, так как доказано, что источником IFN-g при АИТ могут являться сами тиреоциты [2, 6]. Исходное повышение IL-2 в системном кровотоке выше указанного критического значения с последующим снижением можно считать маркером активационного истощения Tregs и негативного прогноза течения АИТ. Корреляционный анализ, установивший сильную прямую связь IL-2 с показателями объема ЩЖ, подтверждает данные исследований, свидетельствующих о синтезе данного цитокина иммуноцитами в ЩЖ [6, 19]. Прямая умеренная связь между исходно высокими значениями ТТГ и IL-2 подтверждает вероятность активного участия IL-2, наряду с IFN-γ, в патогенезе аутоиммунного воспаления в ЩЖ [16]. В динамике через 6 мес терапии ТГ у пациентов с АИТ отмечалась нормализация показателей ТТГ и большинства исследуемых цитокинов, за исключением регуляторных IL-2 и IFN-γ, а также провоспалительных IL-6, IL-8, TNF-α (табл. 2), что дополнительно указывает на их ведущую роль в иммунопатогенезе заболевания и определяющее значение в развитии аутоиммунного воспаления в ЩЖ.

Ограничения исследования

По ряду объективных причин ранжирование на клинические группы по степени тяжести гипотиреоза достаточно условно, что могло привести к некоторому смещению результатов исследования. Для экстраполирования полученных данных на патогенез АИТ необходимо проведение дополнительных исследований на экспериментальных моделях. Ограничением в исследовании отдельных звеньев иммунопатогенеза АИТ, в том числе смены стадий аутоиммунного воспаления в органе-мишени, являются неизученные генетически обусловленные индивидуальные особенности механизмов клеточного и молекулярного реагирования на многофакторное воздействие окружающей среды.

Заключение

В дебюте АИТ отмечалась избыточная продукция Th1-, Th2-, Th17- и Tregs маркерных цитокинов на фоне дефицита TGF-β1, тесно ассоциированная со степенью тяжести гипотиреоза. IL-1α, IL-6, IFN-γ были многократно повышены как в абсолютных значениях, так и в удельном весе у пациентов с АИТ. Данные ROC-анализа указывают, что эти медиаторы могут рассматриваться в качестве предикторов тяжести клинического течения гипотиреоза и аутоиммунного воспаления в ЩЖ при АИТ. Параллельное нарастание показателей IL-6, IL-10, TNF-α, sTNF-α RI, sTNF-α RII и IL-17 при АИТ может служить критерием прогрессирования аутоиммунного воспаления ЩЖ и активации апоптоза тиреоцитов. Нарастающие в динамике уровни TNF-α и его растворимых рецепторов на фоне динамического снижения исходно высокого уровня IL-8 и сохранения низкого TGF-β1 – прогностически неблагоприятный фактор течения АИТ, свидетельствующий о прогрессировании фиброза тканей ЩЖ с последующим нарастанием ее гипофункции, что может служить предиктором старта гормональной заместительной терапии ТГ при субклиническом течении гипотиреоза. Показателями сохранности функционирующего тиреоидного эпителия при АИТ являются IL-8 и IL-22. Системный уровень IL-8 и IL-22 может являться дополнительным маркером сохранности функционирующего тиреоидного эпителия при АИТ, а их динамическое снижение в сыворотке крови – прогностически неблагоприятный фактор, свидетельствующий о прогрессировании потери функционирующей тиреоидной ткани и возможном нарастании гипофункции ЩЖ. Для механизмов персистенции и прогрессирования хронического аутоиммунного воспаления ЩЖ и пролиферации тиреоидного эпителия при АИТ патогенетически значимым является абсолютный и относительный дефицит TGF-β1 на фоне избытка IL-6, что связано с усугублением дисбаланса между Treg-клетками и Th17.

Однако точные механизмы участия цитокинов в иммунопатогенезе АИТ не раскрыты до сих пор, что диктует необходимость дальнейших исследований в этом направлении. Полученные в результате исследования данные могут быть использованы при создании специфической антицитокиновой терапии аутоиммунных заболеваний щитовидной железы, это открывает дополнительные перспективы в реализации современной стратегии их таргетной терапии.

Дополнительная информация

Источник финансирования: средства автора и ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России.

Конфликт интересов. Автор декларирует отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Благодарности. Маркеловой Елене Владимировне, Чикаловец Ирине Владимировне, Плеховой Наталье Геннадьевне и Тихонову Якову Николаевичу за их интеллектуальный вклад и практическую помощь в выполнении исследовательской работы.

Список литературы

1. Caturegli P, De Remigis A, Chuang K, et al. Hashimoto’s thyroiditis: celebrating the centennial through the lens of the Johns Hopkins hospital surgical pathology records. Thyroid. 2013;23(2): 142-150. doi: 10.1089/thy.2012.0554.

2. Болезни щитовидной железы / Под ред. Л.И. Браверманна. – М.: Медицина, 2000. [Braverman LE, editor. Diseases of the thyroid. Moscow: Medicine; 2000. (In Russ.)].

3. Kristensen B. Regulatory B and T cell responses in patients with autoimmune thyroid disease and healthy controls. Dan Med J. 2016;63(2). pii: B5177.

4. Pyzik A, Grywalska E, Matyjaszek-Matuszek B, Rolinski J. Immune disorders in Hashimoto’s thyroiditis: what do we know so far? J Immunol Res. 2015;2015:979167. doi: 10.1155/2015/979167.

5. Ярилин А.А. Иммунология. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 752 с. [Yarilin AA. Immunology. Moscow: GEOTAR-Media; 2010. (In Russ.)].

6. Ganesh BB, Bhattacharya P, Gopisetty A, Prabhakar BS. Role of cytokines in the pathogenesis and suppression of thyroid autoimmunity. J Interferon Cytokine Res. 2011;31(10):721-731. doi: 10.1089/jir.2011.0049.

7. Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Герасимов Г.А., и др. Клинические рекомендации Российской ассоциации эндокринологов по диагностике и лечению аутоиммунного тиреоидита у взрослых. – М.; 2013. [Dedov II, Mel’nichenko GA, Gerasimov GA, et al. Klinicheskierekomendatsii Rossiyskoy assotsiatsii endokrinologov po diagnostike i lecheniyu autoimmunnogo tireoidita u vzroslykh. Moscow; 2013. (In Russ.)] Доступно по ссылке: https://www.endocrincentr.ru/specialists/science/nauchnye-publikacii/konsensusy-i-klinicheskie-rekomendacii.

8. Shimon I, Pariente C, Shlomo-David J, et al. Transient elevation of triiodothyronine caused by triiodothyronine autoantibody associated with acute Epstein-Barr-virus infection. Thyroid. 2003;13(2):211-215. doi: 10.1089/105072503321319530.

9. Beato-Vibora PI, Alejo-Gonzalez S. Avoiding misdiagnosis due to antibody interference with serum free thyroxin. Int J Endocrinol Metab. 2017;15(1):e37792. doi: 10.5812/ijem.37792.

10. Takano K, Yamamoto M, Takahashi H, Himi T. Recent advances in knowledge regarding the head and neck manifestations of IgG4-related disease. Auris Nasus Larynx. 2017;44(1):7-17. doi: 10.1016/j.anl.2016.10.011.

11. Kristensen B, Hegedus L, Madsen HO, et al. Altered balance between self-reactive T helper (Th)17 cells and Th10 cells and between full-length forkhead box protein 3 (FoxP3) and FoxP3 splice variants in Hashimoto’s thyroiditis. Clin Exp Immunol. 2015;180(1):58-69. doi: 10.1111/cei.12557.

12. Alnaqdy A, Al-Maskari M. Levels of cytokines and thyroid autoantibodies in Omani patients with Graves’ disease. Br J Biomed Sci. 2007;64(4):164-167.

13. Rasmussen AK, Bendtzen K, Feldt-Rasmussen U. Thyrocyte-interleukin-1 interactions. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2000; 108(2):67-71. doi: 10.1055/s-2000-5797.

14. Rapoport B, McLachlan SM. Graves’ hyperthyroidism is antibody-mediated but is predominantly a Th1-type cytokine disease. J Clin Endocrinol Metab. 2014;99(11):4060-4061. doi: 10.1210/jc.2014-3011.

15. Козлов В.А. Клетки-супрессоры – основа иммунопатогенеза аутоиммунных заболеваний. // Медицинская иммунология. – 2016. – Т.18. – №1. – С. 7–14. [Kozlov VA. Suppressor cells – the basis of immunopathogenesis autoimmune diseases. Medical Immunology (Russia).2016;18(1):7-14. (In Russ.)]. doi: 10.15789/1563-0625-2016-1-7-14.

16. Topliss DJ. Clinical update in aspects of the management of autoimmune thyroid diseases. Endocrinol Metab (Seoul). 2016;31(4): 493-499. doi: 10.3803/EnM.2016.31.4.493.

17. Pearce SH, Brabant G, Duntas LH, et al. 2013 ETA Guideline: Management of Subclinical Hypothyroidism. Eur Thyroid J. 2013; 2(4):215-228. doi: 10.1159/000356507.

18. Bai X, Sun J, Wang W, et al. Increased differentiation of Th22 cells in Hashimoto’s thyroiditis. Endocr J. 2014;61(12):1181-1190. doi: 10.1507/endocrj.EJ14-0265.

19. Zielinski CE, Mele F, Aschenbrenner D, et al. Pathogen-induced human TH17 cells produce IFN-gamma or IL-10 and are regulated by IL-1beta. Nature. 2012;484(7395):514-518. doi: 10.1038/nature10957.

20. Csaba G, Pallinger E. Thyrotropic hormone (TSH) regulation of triiodothyronine (T(3)) concentration in immune cells. Inflamm Res. 2009;58(3):151-154. doi: 10.1007/s00011-008-8076-8.

21. Douglas RS, Gupta S. The pathophysiology of thyroid eye disease: implications for immunotherapy. Curr Opin Ophthalmol. 2011;22(5):385-390. doi: 10.1097/ICU.0b013e3283499446.

22. Beringer A, Noack M, Miossec P. IL-17 in chronic inflammation: from discovery to targeting. Trends Mol Med. 2016;22(3):230-241. doi: 10.1016/j.molmed.2016.01.001.

23. Zhao C, Gao Y, Zhao L, et al. The expression and function of the neonatal Fc receptor in thyrocytes of Hashimoto’s thyroiditis. Int Immunopharmacol. 2017;44:53-60. doi: 10.1016/j.intimp.2016.12.032.


Об авторе

Виктория Владимировна Здор

ФГБОУ ВО “Тихоокеанский государственный медицинский университет”; Клиника диабета и эндокринных заболеваний


Россия

к.м.н.



Дополнительные файлы

1. Таблица 1. Концентрация сывороточных цитокинов у здо ровых лиц и у больных АИТ до начала лечения ТГ (М ± m)
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (29KB)    
Метаданные
2. Рис. 1. Сывороточные уровни оппозитных и регуляторных цитокинов при АИТ в группах и у здоровых лиц в начале исследования.
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (15KB)    
Метаданные
3. Таблица 2. Концентрация сывороточных цитокинов у пациентов с АИТ на фоне заместительной терапии тиреоидными гормонами (M ± m)
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (40KB)    
Метаданные
4. Рис. 2. Удельный вес (%, ось ординат) оппозитных и регуляторных цитокинов в норме и у пациентов с АИТ до начала терапии.
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (12KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Здор В.В. Взаимосвязь гормональной и цитокиновой регуляции при аутоиммунном тиреоидите. Клиническая и экспериментальная тиреоидология. 2017;13(2):45-56. https://doi.org/10.14341/ket2017245-56

For citation:


Zdor V.V. Correlation of hormonal and cytokines regulation in case of autoimmune thyroiditis. Clinical and experimental thyroidology. 2017;13(2):45-56. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/ket2017245-56

Просмотров: 327


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1995-5472 (Print)
ISSN 2310-3787 (Online)