Нейрохимия, 2023, T. 40, № 1, стр. 92-96

ВВЕДЕНИЕ

Нейровоспаление считается одним из ключевых патогенетических механизмов развития шизофрении, хотя четкие представления в данной гипотезе не являются полностью сформированными [1]. Изначально существенное внимание уделялось цитокинам, как активным участникам нейровоспаления. Было доказано, что они продуцируются не только периферическими иммунными клетками, но и нейроглией. Согласно цитокиновой гипотезе, при повреждении гематоэнцефалического барьера происходит миграция иммунных клеток в центральную нервную систему (ЦНС) с последующей хронической активацией микроглии и продукцией цитокинов. Это приводит к инициации нейровоспаления, которое запускает процессы нейродеструкции, а также изменяет нейротрансмиссию, имея самое прямое отношение к механизмам развития психических расстройств, в том числе шизофрении [2, 3].

При этом родственное цитокинам семейство хемокинов длительное время оставалось вне поля зрения исследователей. В последнее десятилетие им стали отводить значительную роль в патогенезе психических расстройств. Хемокины – это небольшие гепаринсвязывающие пептиды, которые образуют самостоятельное суперсемейство хемотаксических цитокинов, регулирующих хемотаксис и миграцию лейкоцитов в органы и ткани, в том числе в ЦНС. Существует функциональная классификация, описывающая их двойственность, согласно которой выделяют гомеостатические и провоспалительные хемокины [4]. Первые необходимы для поддержания гомеостаза за счет участия в миграции иммунных клеток в лимфатические узлы, где они активируют антигенспецифичные Т-клетки. Вторые выделяются под влиянием провоспалительных факторов, например, липополисахаридов (ЛПС), ФНО-α, интерлейкина-1β (IL-1β), привлекая иммунные клетки к месту воспаления [5]. Таким образом, хемокины принимают участие не только в подержании гомеостаза, но и во многих патологических процессах с воспалительным компонентом.

В настоящее время известно, что рецепторы и лиганды хемокинов широко экспрессируются нейрональными, глиальными и эндотелиальными клетками, как при физиологических, так и при патологических состояниях [6, 7]. Такая активная экспрессия хемокинов и их лигандов указывает на широкий диапазон выполняемых ими функций в ЦНС. Наиболее признанной функцией хемокинов является регуляция нейровоспаления [8]. Многие хемокины синтезируются в активированных астроцитах и микроглиальных клетках, участвуя в процессах миграции иммунных клеток в ЦНС за счет увеличения проницаемости гематоэнцефалического барьера [7], что указывает на их роль в процессах нейродеструкции, нейрорепарации и нейропластичности [9, 10].

Кроме того, данные недавних публикаций свидетельствуют о том, что хемокины представляют собой уникальный класс нейромедиаторов и нейромодуляторов [11]. Согласно субклеточным исследованиям, они содержатся в небольших везикулах в центральных нервных окончаниях [12], где совместно локализуются и высвобождаются с нейротрансмиттерами [13–16]. Также установлено, что хемокины участвуют в активации и ингибировании каналов ионотропных и метаботропных пресинаптических и постсинаптическом рецепторов, участвуя, таким образом, в синаптической пластичности и активации эксайтотоксичности [17]. Имеются доказательства того, что некоторые хемокины (CCL2, CCL5, CXCL8) участвуют в регуляции оси гипоталамус–гипофиз–надпочечники, выполняя нейроэндокринную функцию [18].

Следовательно, хемокины играют широкий спектр разнообразных ролей в ЦНС, участвуя в регуляции процессов нейровоспаления и пластичности нейронов, пролиферации и дифференцировки их предшественников, а также выполняют нейроэндокринные и нейромодулирующие функции [19].

Учитывая многообразие выполняемых хемокинами функций, можно предположить, что их дисбаланс является важным звеном в патогенезе шизофрении. Так, имеются работы, в которых установлено повышенное содержание некоторых хемокинов в плазме крови у пациентов с шизофренией [20], в ряде исследований отмечена прямо пропорциональная взаимосвязь содержания провоспалительных хемокинов с когнитивными нарушениями у пациентов с шизофренией [21]. Кроме того, определена возможная корреляционная связь между уровнем некоторых хемокинов и терапией антипсихотиками, что, по мнению ряда авторов, может служить биомаркером положительного ответа на терапию [22].

Анализ научной литературы показал, что в проведенных ранее исследованиях хемокины изучались преимущественно у пациентов с длительным течением шизофрении, публикации по данному вопросу у больных с первым психотическим эпизодом единичны и не систематизированы.

Цель исследования: изучение содержания некоторых провоспалительных хемокинов в плазме крови у больных с первым эпизодом параноидной шизофрении.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

На базе ГКУЗ “Краевая клиническая психиатрическая больница им. В.Х. Кандинского” было обследовано 18 пациентов (11 женщин и 7 мужчин) с диагнозом “Шизофрения параноидная, период наблюдения менее года” (МКБ-10: F 20.09). Возраст обследуемых пациентов был в диапазоне от 18 до 40 лет (средний возраст равен 27.2 ± 1.8 лет). Возрастные ограничения были введены, чтобы не включать в исследование поздние и юношеские варианты шизофрении, которые имеют характерные особенности клиники и течения, и исключить возрастное патопластическое влияние на лабораторные показатели. Критериями исключения из исследования послужили: возраст младше 18 лет и старше 40 лет, потребление наркотических веществ и злоупотребление алкоголем, наличие черепно-мозговых травм в анамнезе, острых и хронических заболеваний любой этиологии, беременность и период лактации.

Контрольную группу составили 35 психически и соматически здоровых добровольцев. Исследуемые группы были полностью сопоставимы между собой по полу и возрасту.

Забор крови для проведения лабораторных исследований осуществлялся при поступлении пациентов в стационар до начала терапии. Лабораторная часть работы осуществлялась в лаборатории клинической и экспериментальной биохимии и иммунологии НИИ молекулярной медицины ФГБОУ ВО “Читинская государственная медицинская академия” Минздрава России.

Показатели 13 провоспалительных хемокинов в сыворотке крови оценивали методом проточной флюориметрии на проточном цитометре Cyto FLEX LX (Beckman Coulter, США) с использованием тест-системы “Human Proinflammatori Chemokine Panel 1” (13-plex) (BioLegend, США) в соответствии с инструкцией фирмы-производителя.

Определялись: CCL2 (MCP-1, моноцитарный хемоаттрактантный белок-1), CCL3 (MIP-1α, макрофагальный белок воспаления 1α), CCL4 (MIP-1β, макрофагальный белок воспаления 1β), CCL5 (RANTES, цитокин, секретируемый активированными нормальными T-лимфоцитами), CCL11 (Eotaxin, эозинофильный хемотаксический белок), CCL17 (TARC, тимус-регулируемый хемокин), CCL20 (MIP-3α, макрофагальный белок воспаления 3α), CXCL1 (GRO-α, связанный с ростом онкоген α), CXCL5 (ENA-78, пептид, активирующий нейтрофилы эпителиального происхождения), CXCL8 (IL-8, интерлейкин-8), CXCL9 (MIG, монокин, индуцируемый гамма-интерфероном), CXCL10 (IP-10, интерферон-гамма индуцированный белок 10), CXCL11 (I-TAC, интерферон-индуцируемый альфа-хемоаттрактант Т-клеток).

Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась с применением пакета анализа Microsoft Excel и пакета прикладных статистических программ “Statistica-12”. Данные представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильного (25-й и 75-й перцентили) интервала. Для сравнения двух независимых выборочных совокупностей применялся непараметрический U-критерий Манна–Уитни. Различия считали достоверными при показателе p < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты определения содержания изучаемых хемокинов в плазме крови здоровых лиц и пациентов с острой шизофренией представлены в табл. 1.

Как видно из таблицы, уровень CCL2 (MCP-1) в 1.3 раза превышал значения в контрольной группе, хотя отличия и не достигли значимости, что можно объяснить малой выборкой основной группы. CCL2 – моноцитарный хемоаттрактантный белок-1, он регулирует миграцию и инфильтрацию моноцитов и макрофагов, экспрессируется эндотелиоцитами, нейронами, микроглией [7]. Имеются данные указывающие на участие CCL2 в высвобождении дофамина в ЦНС [23], что косвенно может указывать на его возможную роль в патогенезе шизофрении; повышение уровня CCL2 у больных продемонстрировано в ряде работ [24, 25].

Содержание в сыворотке крови больных острой шизофренией хемокина CCL17 (TARC) было повышенным в 1.5 раза по сравнению с показателем контроля, прослеживалась тенденция к значимости различий, что тоже мы можем объяснить недостаточной выборкой больных. CCL17 – это хемокин, синтезируемый в тимусе и регулируемый антигенпрезентирующими клетками (дендритные клетки, макрофаги и моноциты). Точные патогенетические механизмы участия данного хемокина в нейровоспалении окончательно не установлены, но имеются единичные сведения о повышении CCL17 в плазме крови у пациентов с шизофренией [26].

Стоит отметить, что содержание хемокинов CCL3 (MIP-1α), CCL5 (RANTES) и CXCL11 (I-TAC) не отличалось между здоровыми лицами и пациентами с шизофренией. Считается, что CCL5 может модулировать глутаматергическую передачу, запуская процессы нейродеструкции [27]. Публикаций, описывающих его роль, как и значение хемокинов CCL3 (MIP-1α) и CXCL11 (I-TAC) в патогенезе шизофрении, нами не найдено.

Показатели всех остальных исследуемых хемокинов продемонстрировали значимые отличия между группами (табл. 1).

Так, содержание CCL4 (MIP-1β) у пациентов до лечения было в 1.1 раза выше, чем у представителей группы контроля (p < 0.02). CCL4 или макрофагальный воспалительный белок-1β является хемоаттрактантом для естественных клеток-киллеров, моноцитов и множества других иммунных клеток. Его роль связывают с поддержанием хронического воспаления [28]. Встречаются единичные публикации о роли этого хемокина в нейровоспалении [29].

Еще один показатель, который также был повышен у больных в 1.5 раза (p < 0.04) относительно контрольных значений, это ССL11 (Eotaxin) – эозинофильный хемотаксический белок. Он напрямую связан с нейрогенезом и нейродегенерацией, так как способен влиять на нейрональные клетки и микроглию. ССL11 стимулирует миграцию и активацию микроглии с последующей продукцией активных форм кислорода, потенцируя глутамат-индуцированную гибель нейронов. Повышение данного показателя было описано при шизофрении и имеет связь с тяжестью психопатологических и когнитивных расстройств [30].

Уровень ССL20 (MIP-3α) – макрофагального белка воспаления 3 – превысил показатели группы контроля в 2.1 раза (p < 0.02). Данный белок (как и белки MIP-1α, MIP-1β), по наблюдению ученых, выполняет функцию межклеточного мессенджера, регулирующего миграцию и активацию лейкоцитов, в том числе моноцитов/макрофагов, в очаг воспаления, которые осуществляют воспалительные реакции под влиянием провоспалительных цитокинов. Он экспрессируется в сосудистом сплетении и субарахноидальном пространстве, легко проходя через гематоэнцефалический барьер. В некоторых исследованиях выявлены более высокие уровни данного хемокина у больных шизофренией, особенно у лиц пожилого возраста [31].

Следующие хемокины: CXCL1 (GRO-α) – связанный с ростом онкоген α, CXCL5 (ENA-78) – пептид, активирующий нейтрофилы эпителиального происхождения, являются мощными хемоаттрактантами нейтрофилов за счет взаимодействия с CXCR2-рецептором. Сверхэкспрессия CXCR2-рецептора астроцитами усиливает миграцию и накопление нейтрофилов в ЦНС, запуская тем самым процессы нейровоспаления [32, 33]. В одном из исследований CXCL1 и CXCL5 были высоко экспрессированы в тканях головного мозга у пациентов с шизофренией [34]. В нашей работе содержание в плазме крови больных острой шизофренией CXCL1 было повышенным в 1.6 раза, CXCL5 – в 1.5 раза (p < 0.02) относительно контрольных значений.

Но самое существенное отличие между группами получено нами для показателей CXCL8 (IL-8). Так, содержание IL-8 превышало контрольные значения в 21.0 раз (p = 0.0000). CXCL8 – один из основных провоспалительных хемокинов, который индуцирует хемотаксис гранулоцитов, моноцитов/макрофагов и лимфоцитов в очаг воспаления. Он способен активировать нейтрофилы, стимулируя их дегрануляцию, усиливает выработку провоспалительных цитокинов мононуклеарными клетками. Установлено, что CXCL8 (IL-8) в высоких концентрациях неблагоприятно влияет на функции микроциркуляторного русла, способствует окислительному повреждению эндотелия. По наблюдениям ряда авторов, отмечается повышение данного показателя в сыворотке крови у пациентов при шизофрении [35], кроме того, сообщается о значительной экспрессии CXCL8 в тканях головного мозга у пациентов с шизофренией [34].

Еще один хемокин CXCL9 (MIG) – монокин, индуцируемый гамма-интерфероном (IFN-Υ) – был повышен в 1.4 раза (p<0,002) по сравнению с контрольной группой. Данные литературы указывают на значительную роль CXCL9 и его рецептора CXCR3 в ЦНС, так как он экспрессируется на астроцитах и эндотелиальных клетках микрососудов головного мозга человека [36]. Предполагается, что CXCL9 может быть вовлечен в нейрон-глиальное взаимодействие [37]. Очевидно, что данный хемокин преимущественно вовлечен в ответ Th-1, так как его экспрессия индуцируется IFN-Υ. Соответственно, активированные Т-клетки в периваскулярной среде экспрессируют IFN-Υ, индуцируя экспрессию CXCL9 в окружающих глиальных клетках, которые селективно привлекают к месту воспаления дополнительные активированные Т-лимфоциты, запуская, таким образом, нейровоспаление [38]. Литературные данные об уровне CXCL9 (MIG) в плазме крови у пациентов с шизофренией нами не найдены.

Содержание CXCL10 (IP-10) – интерферон-гамма индуцированного белка 10 – в крови пациентов с первым эпизодом параноидной шизофрении превышало значения в группе сравнения в 1.5 раза (p < 0.05). Этот хемокин секретируется макрофагальными клетками, инфицированными вирусами и бактериями, особенно после того, как Т-клетки распознают специфические пептиды на поверхности антиген-презентирующих клеток. Доказано, что повышенный уровень CXCL10 усиливает проницаемость гематоэнцефалического барьера, запускает эксайтотоксичность [39], участвует в рекрутировании микроглии [40], реализуя нейровоспаление и нейродеструкцию, что косвенно свидетельствует о течении данных патологических процессов у исследуемых пациентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты демонстрируют существенный рост содержания многих провоспалительных хемокинов в плазме крови у пациентов с первым эпизодом шизофрении до назначения терапии, что подтверждает весомую роль процессов нейроиммунного воспаления при данном заболевании.

Установлено, что при манифестации шизофренического психоза присутствует повышение в крови относительно контрольных значений уровня CCL4 (MIP-1β) в 1.1 раза, CXCL9 (MIG) – в 1.4 раза, ССL11 (Eotaxin), CXCL5 (ENA-78), CXCL10 (IP-10) – в 1.5 раза, CXCL1 (GRO-α) – в 1.6 раза, ССL20 (MIP-3α) – в 2.1 раза, CXCL8 (IL-8) – в 21.0 раз.

Таким образом, представленные данные указывают на значимость нейроиммунопатологических механизмов при манифестации шизофрении, точное значение которых требует дальнейших исследований, в том числе в зависимости от вида назначаемого антипсихотика.