Значение интерлейкинов 17, 23 и антител к рецептору тиреотропного гормона в патогенезе эндокринной офтальмопатии

Обоснование

Согласно современным представлениям, эндокринная офтальмопатия (ЭОП) рассматривается как хроническое аутоиммунное заболевание орбиты, характеризующееся отеком и лейкоцитарной инфильтрацией экстраокулярных мышц и ретробульбарной клетчатки с последующим их фиброзированием [1]. В 70–90% случаев патология возникает на фоне дисфункции щитовидной железы [2]. Однако зарегистрированы варианты развития и прогрессирования ЭОП при эутиреоидном состоянии [1].

Ключевую роль в патогенезе ЭОП отводят активированным орбитальным фибробластам (CD90), у которых обнаружены матричные РНК, кодирующие внеклеточную часть рецептора к тиреотропному гормону [3]. Происходит перекрестное реагирование Т-хелперов с данными рецепторами в тканях орбиты и щитовидной железы. Наличие дефекта Т-супрессоров при ЭОП приводит к увеличению популяции Т-хелперов 2-го типа, что дополнительно стимулирует выработку аутоантител В-лимфоцитами [4, 5]. Уровень антител к рецептору тиреотропного гормона (АТ к рТТГ) рассматривается как лабораторный маркер активности ЭОП [4].

При ЭОП отмечено изменение профиля про- и противовоспалительных цитокинов в слезе и сыворотке крови [6]. Однако в патогенезе многих аутоиммунных заболеваний ключевое значение имеют недавно открытые интерлейкины (ИЛ) 17 и 23, иммунопатогенетическая роль которых при ЭОП недостаточно хорошо изучена [7–9].

ИЛ-17 продуцируется в основном особым классом СD4+-лимфоцитов – T-хелперами-17, которые играют важную роль при различных иммуновоспалительных заболеваниях [10]. Выявлено, что ИЛ-17 обладает мощным провоспалительным эффектом и ускоряет пролиферацию, миграцию, подвижность и дифференцировку мезенхимальных клеток, в том числе и фибробластов [7, 8]. Предполагается, что ИЛ-23 участвует в поддержании функциональной активности T-хелперов-17 [10]. Повышение ИЛ-17 и ИЛ-23 в сыворотке крови может наблюдаться при широком спектре аутоиммунных заболеваний и коррелировать с клинической активностью и уровнем специфических антител [9]. Однако патогенетическое значение данных иммунологических показателей и их взаимосвязь при ЭОП остаются актуальными для изучения.

Цель

Раскрытие патогенетических механизмов влияния ИЛ-17 и ИЛ-23, а также АТ к рТТГ при ЭОП.

Методы

Дизайн исследования

Наблюдательное одноцентровое одномоментное исследование с параллельными группами, в ходе которого клинико-лабораторные показатели клинической группы (пациенты с ЭОП) сопоставлялись с группой сравнения (лица с патологией щитовидной железы без ЭОП) и контролем (здоровые лица).

В ходе исследования клиническая группа была разделена на две подгруппы: пациенты с активной фазой ЭОП и с неактивной ЭОП в стадии фиброза экстраокулярных мышц и ретробульбарной клетчатки. В подгруппе пациентов с активной фазой ЭОП было проведено наблюдательное проспективное исследование клинико-лабораторных показателей до и после проведения пульс-терапии глюкокортикостероидами (ГКС) (одни и те же 15 пациентов до и после лечения).

Критерии соответствия

В исследование включались пациенты старше 18 лет с подтвержденной патологией щитовидной железы и/или диагнозом ЭОП средней степени тяжести. Диагноз был верифицирован на основании клинических, инструментальных и лабораторных данных, включающих консультацию эндокринолога и офтальмолога, ультразвуковое исследование щитовидной железы, компьютерную томографию орбит (при ЭОП), а также измерение концентрации тиреотропного гормона и св.Т4.

В контрольную группу входили лица, считавшие себя практически здоровыми, не принимающие лекарственные препараты на момент обследования, с нормальным психосоматическим состоянием и обследованные смежными специалистами в порядке диспансеризации.

Критерии исключения из исследования: системные аутоиммунные заболевания; инфекционные заболевания; сахарный диабет; болезни орбиты другой этиологии; онкологические заболевания; тяжелая соматическая патология, препятствующая проведению дальнейшего исследования; беременность и лактация.

Условия проведения

Исследование проведено на базе отделения офтальмологии ГУЗ “Краевая клиническая больница №1”.

Продолжительность исследования

В исследование были включены пациенты, госпитализированные в отделение эндокринологии ГУЗ “Краевая клиническая больница №1” или обратившиеся в поликлинику ФГБОУ ВО “Читинская государственная медицинская академия” в период с 2016 по 2018 г.

Пациентам группы контроля и сравнения, подгруппы клинической группы с неактивной ЭОП проводили комплексный офтальмологический осмотр и забор крови из вены на определение концентрации ИЛ-17, ИЛ-23 и АТ к рТТГ в сыворотке крови однократно. Подгруппа пациентов с активной ЭОП имела два плановых визита, включающих оценку клинико-лабораторных показателей до и сразу после проведения пульс-терапии ГКС с интервалом в 2 мес.

Описание медицинского вмешательства

Комплексное офтальмологическое обследование включало сбор жалоб и анамнестических данных, осмотр органа зрения, экзофтальмометрию, визометрию, авторефрактометрию, тонометрию, биомикроскопию, непрямую офтальмоскопию, периметрию. По показаниям проводили пахиметрию, А-скан глазных яблок и оптическую когерентную томографию дисков зрительных нервов.

Кровь забирали в одно время суток (8:00 часов утра), из вены, натощак, в положении исследуемых сидя.

Основной исход исследования

Основными конечными точками исследования были концентрация ИЛ-17, ИЛ-23 и АТ к рТТГ в сыворотке крови и их связь с активностью ЭОП.

Анализ в подгруппах

Всех участников исследования разделили на три группы наблюдения. В клиническую группу вошли пациенты с ЭОП средней степени тяжести разных фаз активности, в группу сравнения – с патологией щитовидной железы без ЭОП и в контрольную группу – здоровые лица, сопоставимые по возрастным и гендерным параметрам.

Пациенты клинической группы были распределены на две подгруппы: 1-я подгруппа – активная ЭОП (до и после пульс-терапии ГКС); 2-я подгруппа – неактивная ЭОП в стадии фиброза глазодвигательных мышц и ретробульбарной клетчатки. Критериями для распределения пациентов клинической группы на подгруппы исследования служили стаж и степень активности ЭОП по шкале CAS, а также состояние глазодвигательных мышц и ретробульбарной клетчатки по данным компьютерной томографии орбит.

Методы регистрации исходов

Степень тяжести ЭОП верифицировали по классификации NOSPECS, рекомендуемой Европейской группой исследователей орбитопатии Грейвса – EUGOGO, которая включала легкую, среднюю и тяжелую формы. Активность оценивали по шкале CAS (Сlinical Аctivity Score) в баллах, выделяя неактивную (CAS < 3) и активную (CAS ≥ 3) фазы заболевания [2, 11].

Уровень ИЛ-17, ИЛ-23 в сыворотке крови определяли методом сэндвич-варианта твердофазного иммуноферментного анализа с использованием реактивов фирмы Cloud-Clone Corp. (США), чувствительность: 0,5 пг/мл, диапазон измерений: 0–1000 пг/мл для ИЛ-17 и 0–250 пг/мл для ИЛ-23. Уровень АТ к рТТГ определяли с помощью конкурентного иммуноферментного анализа с использованием реактивов фирмы MEDIPAN GMBH (Германия). Границы нормы для АТ к рТТГ: ≤ 1,5 мЕд/л.

Этическая экспертиза

Проведение данного клинического исследования одобрено локальным комитетом по этике ФГБОУ ВО “Читинская государственная медицинская академия” Минздрава России (протокол №81 от 28.10.2016).

Статистический анализ

Статистическую обработку данных проводили при помощи программы STATISTICA 10.0 (StatSoft, США). Перед началом анализа вариационные ряды тестировали на нормальность при помощи критериев Колмогорова–Смирнова и Шапиро–Уилка. Поскольку в исследуемых группах признаки имели распределение, отличное от нормального, для каждого показателя вычисляли медиану, нижний и верхний квартили (Ме [25; 75]). Для проверки статистических гипотез при сравнении числовых данных двух независимых групп использовали U-критерий Манна–Уитни, при сравнении двух зависимых групп применялся Т-критерий Вилкоксона, а при числе выборок более двух – Н-критерий Краскела–Уоллиса. Клинико-лабораторные показатели анализировались при помощи критерия хи-квадрат (χ²) с поправкой Йетса. Вычислялись отношение шансов (ОШ) и рисков (ОР) развития активной формы ЭОП при повышении концентрации иммунологических показателей в сыворотке крови. Для оценки характера и силы взаимосвязей между показателями рассчитывали коэффициент корреляции Спирмена. Статистически значимыми считали различия при р < 0,05.

Результаты

Объекты (участники) исследования

Обследовано 65 человек (26 мужчин и 39 женщин: 130 глаз) в возрасте 43 [35; 50] лет, из числа которых сформированы три группы исследования: 32 пациента со средней степенью тяжести ЭОП разных фаз активности (клиническая группа), 18 пациентов с патологией щитовидной железы без ЭОП (группа сравнения) и 15 здоровых лиц (контрольная группа). В табл. 1 представлена исходная характеристика пациентов, включенных в исследование.

Таблица 1. Исходная характеристика пациентов

В ходе исследования клиническая группа была разделена на две подгруппы: активная фаза ЭОП (n = 15) и неактивная ЭОП в стадии фиброза экстраокулярных мышц и ретробульбарной клетчатки (n = 17).

В 1-ю подгруппу клинической группы вошли 15 пациентов с активной фазой ЭОП и анамнезом заболевания менее 6 месяцев. По данным компьютерной томографии орбит миогенный вариант зарегистрирован в 6, смешанный – в 22 и липогенный вариант – в 2 орбитах (табл. 2). Изменения со стороны мягких ретробульбарных тканей носили билатеральный характер. Пациенты данной подгруппы имели два плановых визита: до и после проведения курса пульс-терапии ГКС (суммарная нагрузочная доза 6–8 мг метилпреднизолона) (табл. 3).

Таблица 2. Рентгенологическая характеристика пациентов с разными фазами активности эндокринной офтальмопатии по данным компьютерной томографии орбит, Ме [25; 75]

Таблица 3. Стаж и активность эндокринной офтальмопатии, Ме [25; 75]

Вторую подгруппу клинической группы составили 17 пациентов с неактивной ЭОП в стадии фиброза глазодвигательных мышц и ретробульбарной клетчатки и анамнезом заболевания более 18 месяцев (см. табл. 2, 3).

Основные результаты исследования

Нами было выявлено, что содержание АТ к рТТГ у пациентов с патологией щитовидной железы было в 10 раз выше (р = 0,53), чем в контроле. Уровень АТ к рТТГ был достоверно (р < 0,05) выше при всех фазах активности ЭОП по сравнению с контрольной группой и группой сравнения. В 100% случаев у пациентов с активной фазой ЭОП отмечено максимальное увеличение концентрации АТ к рТТГ. После проведения пульс-терапии метилпреднизолоном уровень антител значительно снижался – на 93,13% по сравнению с активной фазой ЭОП (р < 0,001). А в группе с неактивной фазой в стадии фиброза экстраокулярных мышц и ретробульбарной клетчатки концентрация данных антител уменьшалась еще на 3,88% (р < 0,001) (табл. 4).

Таблица 4. Динамика уровней ИЛ-17, ИЛ-23 и АТ к рТТГ в группах, Ме [25; 75]

У пациентов контрольной группы уровень ИЛ-17 в сыворотке крови составил 1,27 [0; 2,33] пг/мл. Обнаружено значительное увеличение концентрации ИЛ-17 – в 7,8 раза в группе сравнения с патологией щитовидной железы и в 5,3 раза в активную фазу ЭОП до проведения пульс-терапии ГКС по сравнению с контролем (р < 0,001). Однако уровень ИЛ-17 в группе сравнения и у пациентов с активной ЭОП до лечения ГКС не имел статистически значимых различий (р = 0,21). После пульс-терапии ГКС уровень данного интерлейкина приближался к нулевому показателю (р < 0,001). У пациентов с неактивной формой ЭОП в стадии фиброза уровень ИЛ-17 соответствовал референсным значениям контрольной группы (р = 0,35) (см. табл. 4).

По сравнению с контрольной группой концентрация ИЛ-23 была в 1,75 раза выше в группе сравнения и в 1,25 раза – в активную фазу ЭОП до и после проведения пульс-терапии ГКС. Уровень данного интерлейкина в группе с неактивной фазой ЭОП в стадии фиброза был в 11 раз выше по сравнению с контролем (табл. 4). Однако полученные нами данные не имели достоверных различий в группах (р > 0,05).

При изучении корреляционной связи между уровнем лабораторных показателей в сыворотке крови и активностью ЭОП (CAS ≥ 3) установлено наличие прямых достоверных сильных связей (r = 0,77) между повышением концентрации АТ к рТТГ и прямых достоверных средних связей (r = 0,59) между увеличением содержания ИЛ-17 (р < 0,001).

Выявлено наличие достоверных корреляций (r = 0,53) между увеличением концентрации ИЛ-17 и АТ к рТТГ у пациентов (р < 0,001). Зависимости между повышением уровня лабораторных иммунологических показателей и полом выявлено не было (p > 0,05).

100% пациентов с активной стадией ЭОП (CAS ≥ 3) имели положительный титр АТ к рТТГ, превышающий или равный 1,5 МЕд/л. 15% пациентов с неактивной стадией ЭОП (CAS < 3) были ложнопозитивными по содержанию АТ к рТТГ в сыворотке крови (χ² = 33,03, р < 0,001).

Доля пациентов с активной стадией ЭОП (CAS ≥ 3) и концентрацией ИЛ-17 выше 3,5 пг/мл в сыворотке крови составила 75%, а с неактивной стадией ЭОП (CAS < 3) и уровнем ИЛ-17, превышающим или равным 3,5 пг/мл, – 87% (χ² = 19,21, р < 0,001).

У пациентов, имеющих концентрацию ИЛ-17 в сыворотке крови выше 3,5 пг/мл, относительный риск возникновения активной ЭОП был равен 7,3 (95% ДИ, 2,72–19,73). Отношение шансов развития активной формы заболевания составило 20 (95% ДИ, 4,83–82,75).

Нежелательные явления

Нежелательных явлений в настоящем исследовании не наблюдалось.

Обсуждение

Резюме основного результата исследования

В ходе настоящего исследования отмечена роль ИЛ-17 и АТ к рТТГ в патогенезе ЭОП. Увеличение концентрации данных иммунологических показателей напрямую достоверно коррелирует с активностью ЭОП (р < 0,001) и между собой (р < 0,001).

Одним из патогенетических механизмов влияния пульс-терапии ГКС на аутоиммунное воспаление при ЭОП является снижение выработки аутоиммунного ИЛ-17 практически до нулевых значений. Также после проведения пульс-терапии ГКС уровень патологических АТ к рТТГ снижается на 93,13% по сравнению с активной фазой ЭОП (р < 0,001).

Уровень ИЛ-23 не имел достоверных различий в группах исследования (р = 0,565). ИЛ-23 является регуляторным цитокином для Т-хелперов-17, механизм действия которого при ЭОП требует дальнейшего более углубленного изучения.

Обсуждение основного результата исследования

Полученные нами результаты указывают на возможность применения АТ к рТТГ в сыворотке крови как диагностического лабораторного маркера активности ЭОП и согласуются с данными других авторов [3, 12]. Антитела к рецептору тиреотропного гормона стимулируют выработку медиаторов, которые регулируют локальный воспалительный ответ, адипогенез и пролиферацию в мягких тканях орбиты [4, 13].

Повышение уровня ИЛ-17 в группе сравнения подтверждает предположение о том, что патология щитовидной железы может являться триггерным фактором риска возникновения сбоя в иммунной системе с последующим развитием аутоиммунной агрессии в мягких тканях орбиты при ЭОП [4, 5, 11].

Имеются данные о том, что при активной фазе ЭОП ИЛ-17 участвует в дополнительной патологической активации орбитальных фибробластов (СD90) [14]. При этом ИЛ-17, активируя подкласс орбитальных фибробластов СD90- (преадипоциты), индуцирует адипогенез в орбите [14]. При дифференцировке преадипоцитов в адипоциты усиливается экспрессия патологического рецептора к тиреотропному гормону и, как следствие, увеличиваются АТ к рТТГ [13].

Учитывая тот факт, что концентрация ИЛ-17 и АТ к рТТГ напрямую коррелирует с клиническими проявлениями активности ЭОП, их совместное определение в сыворотке крови может дать дополнительную информацию о состоянии аутоиммунитета и использоваться для прогноза течения данного заболевания. Полученные данные по ИЛ-17 сопоставимы с результатами исследований как при других аутоиммунных заболеваниях [7, 8, 15], так и при ЭОП [16].

Одним из возможных механизмов влияния ГКС на регресс аутоиммунной агрессии в мягких ретробульбарных тканях орбиты является выраженное снижение секреции ИЛ-17 и АТ к рТТГ. Поэтому совместное применение данных показателей может быть использовано для оценки иммуносупрессивного эффекта пульс-терапии ГКС и подбора индивидуальной терапевтической тактики.

Наличие референсного уровня ИЛ-17 в сыворотке крови у пациентов контрольной группы и с неактивной ЭОП в стадии фиброза, возможно, объясняется тем, что данный цитокин синтезируется широким спектром иммунокомпетентных клеток и выполняет важную физиологическую функцию, стимулируя врожденный иммунитет, направленный на защиту организма от бактериальной и грибковой инфекции [17].

Однако в недавних исследованиях отмечается, что значительное повышение уровня ИЛ-17 может оказывать профибротическое действие при различных заболеваниях [18, 19]. При ЭОП данный интерлейкин активирует через трансформирующий фактор роста β фиброгенный подтип орбитальных фибробластов СD90+ (миофибробласты) [14]. Более того, ИЛ-17 напрямую усиливает экспрессию гладкомышечного актина, элементов внеклеточного матрикса и способен регулировать метаболизм коллагена, воздействуя на матриксные металлопротеиназы и их тканевые ингибиторы [14, 19].

Учитывая тот факт, что ИЛ-23 выполняет регуляторную функцию в отношении Т-хелперов-17, увеличение его концентрации в неактивную фазу ЭОП может cпособствовать поддержанию хронического аутоиммунного воспаления [20] в орбите и, возможно, приводить к фиброзированию экстраокулярных мышц и ретробульбарной клетчатки. Считаем перспективными исследования в данном направлении.

Ограничения исследования

К ограничениям исследования относится изучение концентрации ИЛ-17 и ИЛ-23 в сыворотке крови только у пациентов со средней степенью тяжести ЭОП. Изучение динамики ИЛ-17 и ИЛ-23 у пациентов с разными степенями тяжести и активности ЭОП позволит рассчитать более точную пороговую концентрацию данных иммунологических показателей, характеризующую активность аутоиммунного воспаления в орбите.

Заключение

Таким образом, проведенное исследование показало, что изменение уровня АТ к рТТГ и ИЛ-17 в сыворотке крови является одним из показателей состояния аутоиммунитета при ЭОП и напрямую достоверно коррелирует с клиническими проявлениями заболевания (р < 0,001). Повышение уровня АТ к рТТГ отмечается у всех пациентов с ЭОП, однако при активной фазе заболевания у 100% пациентов их уровень достигает максимальных значений и составляет 16,9 [7,78; 24,4] МЕд/л. Также наблюдается увеличенная концентрация ИЛ-17 в клинической группе с активной фазой ЭОП – в 5,3 раза выше, чем в контроле (р < 0,001). На основании полученных данных разработан лабораторный диагностический критерий активности ЭОП, включающий совместное определение концентрации АТ к рТТГ и ИЛ-17. При этом активная фаза ЭОП характеризуется повышением уровня ИЛ-17 в сыворотке крови выше 3,5 пг/мл и АТ к рТТГ выше или равным 1,5 МЕд/л. Необходимо продолжение исследований для оценки возможности применения данных показателей у пациентов с активной ЭОП во время проведения пульс-терапии ГКС в качестве дополнительного критерия эффективности иммуносупрессии и использования для подбора индивидуальной нагрузочной дозы препарата.

Дополнительная информация

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования. Исследование проведено при финансовой поддержке ФГБОУ ВО “Читинская государственная медицинская академия” Минздрава России.

Участие авторов: Таскина Е.С. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материалов, анализ полученных данных, написание текста; Харинцева С.В. – концепция и дизайн исследования, анализ полученных данных, редактирование. Оба автора внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочитали и одобрили финальную версию текста перед публикацией.