Биоорганическая химия, 2019, T. 45, № 3, стр. 326-332

Сравнительный анализ общего анализа крови здоровых людей и медперсонала туберкулезных клиник

Для оценки здоровья людей общий анализ крови является общепринятым. В табл. 1 приведены данные ОАК медперсонала и контрольной группы здоровых людей. Средние значения ОАК медперсонала всегда находятся в пределах допустимых колебаний внутри границ нормы. Из полученных данных можно лишь сделать вывод о хорошем самочувствии медперсонала, но не более. Для определения преимущественного направления реакции в организме медперсонала в ответ на постоянный и длительный контакт с живым возбудителем туберкулеза – M. tuberculosis проанализированы частоты отклонений ОАК от верхней и нижней границ нормы. В этом случае неодинаковые частоты отклонений ОАК от границ нормы указывают на преимущественное направление реакций организма медперсонала в ответ на условия труда. Содержание лейкоцитов, моноцитов, лимфоцитов эозинофилов и базофилов в периферической крови медперсонала всегда было выше нижних границ нормы. Только у 2% медперсонала отмечается сниженное содержание нейтрофилов. Для медперсонала число лейкоцитов, нейтрофилов и эозинофилов превышало нижнюю границу нормы и лишь в единичных случаях (не более 5.2%) – верхнюю. Напротив, число моноцитов было повышено у каждого пятого. Почти так же часто (18.6%) наблюдался лимфоцитоз. Лимфопения отмечалась только у двух врачей старшего возраста. Столь частые отклонения в этих популяциях у медперсонала от значений нормы вряд ли являются случайными. Таким образом, в периферической крови медперсонала отмечается выраженный рост числа моноцитов и лимфоцитов. Именно эти клетки принимают непосредственное участие в защите от возбудителя туберкулеза [4, 5]. Степень обратимости этих изменений – неизвестна и будет предметом дальнейших исследований. Для больных хроническими формами туберкулеза большинство исследователей отмечают в разной степени лимфопению [5]. Полученные данные имеют и фундаментальное и прикладное значение. В качестве последнего в них определены “границы нормы” для медперсонала, которые позволяют прогнозировать состояние их здоровья.

Сравнительный анализ клеточного иммунного статуса здоровых людей и медперсонала туберкулезных клиник

Данные клеточного иммунного статуса (КИС) для медперсонала и группы контроля приведены в табл. 2. Практически все средние значения КИС медперcонала находились в пределах допустимых колебаний внутри границ нормы. Для медперсонала так же были проанализированы и частоты отклонения показателей КИС от границ нормы для здоровых людей. Число В-клеток очень редко отклонялось от границ нормы для здоровых людей. Число CD3^– (CD16⁺ +  CD56⁺)⁺ натуральных киллеров (НК-клеток) чаще превышало нижнюю границу нормы для здоровых людей и только в 10% случаев – верхнюю. Согласно современным представлениям, эти популяции клеток не принимают непосредственного участия в защите организма человека от туберкулеза [6, 7].

Содержание CD3⁺ Т-клеток и CD3⁺CD4⁺ Т-клеток в периферической крови медперсонала всегда превышало нижнюю границу нормы и почти для в каждого пятого – верхнюю. Большинство исследователей рассматривают именно CD3⁺ Т-клетки [8–11] и CD3⁺CD4⁺ Т-клетки, продуцирующие ИФН-γ в ответ на антигены клеточной стенки M. tuberculosis [8–12], в качестве ключевого звена протективного иммунитета у людей к возбудителю туберкулеза [9–13]. В то же время, среднее значение числа CD3⁺CD8⁺ Т-клеток в периферической крови медперсонала было несколько ниже нормы для здоровых доноров. При этом в четверти случаев отмечалось пониженное содержание этой популяции клеток, а в 14.3% случаев этот показатель превышал верхнюю границу нормы. Вопрос о роли CD3⁺CD8⁺ Т-клеток в защите организма от туберкулеза обсуждается уже давно, но до сих пор исследователям не удалось придти к единому мнению по данному вопросу [12, 13]. Среднее число CD3⁺(CD16 + + CD56)⁺ ТНК-клеток (Т-клетки с функциональными свойствами НК в периферической крови медперсонала было в пределах границ нормы для здоровых людей. Для этой популяции характерно чаще превышение ею верхней границы нормы, чем – нижней. Роль этой популяции в протективном иммунитете к возбудителю туберкулеза еще только начинает изучаться и ещe рано делать выводы об ее участии в патогенезе инфекции [14–16].

Как правило, CD3⁺ Т-клетки выполняют свои физиологические функции в активированном состоянии. Средняя доля CD3⁺CD25⁺ Т-клеток (ранняя стадия активации и пролиферации) не выходила за границы нормы для здоровых доноров. Содержание этих клеток в периферической крови (ПК) медперсонала всегда превышало нижнюю границу нормы для здоровых доноров, и для 30.8% испытуемых – верхнюю. Столь частое отклонение от нормы свидетельствует о физиологической значимости обнаруженного явления. Среднее значение числа CD3⁺(HLA-DR)⁺ Т-клеток (поздняя стадия активации) также не выходило за границы нормы. Для этих клеток в периферической крови медперсонала характерно скорее превышение верхней границы нормы для здоровых доноров, чем даже единичное снижение этого показателя. Связь между долей активированных CD3⁺ Т-клеток и защитой организма от туберкулеза интуитивно подразумевается, но специальных исследований на эту тему до сих пор не проводилось. Следовательно, для медперсонала характерно скорее повышение содержания в крови CD4⁺ Т-клеток и активированных CD3⁺ Т-клеток, по сравнению со здоровыми донорами. Возможно, эти изменения отражают адаптационные реакции организма в ответ на постоянный контакт с возбудителем заболевания.

Сравнительный анализ клеточного иммунного статуса медперсонала туберкулезных клиник в зависимости от стажа работы с больными

Изменения показателей КИС медперсонала в зависимости от стажа работы с инфекцией происходят во времени немонотонно и имеют особенности. Наиболее заметные изменения наблюдались в популяциях CD3⁺ , CD4⁺ Т-клеток и CD3⁺(CD16 + CD56)⁺ ТНК-клеток (рис. 1). В первый год работы с больными содержание этих популяций часто превышало верхнюю границу нормы. Скорее всего это связано с первичной адаптацией организма к постоянному контакту с возбудителем заболевания. В течение следующих пяти-шести лет отмечаются лишь колебания различной степени интенсивности в пределах границ нормы. Совершенно неожиданно в течение следующих трех лет отмечается резкое возрастание частоты превышения этими популяциями верхней границы нормы. Причины этого – непонянтны. Возможно, именно в этом временном интервале (восьмой-девятый годы работы с больными) происходит неизвестная ранее серьезная перестройка в иммунной системе медперсонала. В дальнейшем отмечаются лишь колебания различной степени интенсивности в пределах границ нормы. Подобный феномен описан впервые.

Рис. 1.

Частота отклонений от верхних границ нормы для популяций клеток в крови медперсонала в зависимости от стажа работы с инфекцией. По оси абсцисс указана продолжительность работы с инфекцией в месяцах. По оси ординат указана частота отклонений от верхних границ нормы для популяций клеток в крови медперсонала в процентах. В колонках с обозначением Т-клетки показаны данные для клеток с фенотипом CD3⁺. В колонках с обозначением Т-хелперы показаны данные для клеток с фенотипом CD3⁺CD4⁺. В колонках с обозначением Т-НК-клетки показаны данные для клеток с фенотипом CD3⁺(CD16 + CD56)⁺.

Анализ содержания специфичных к антигенам клеточной стенки M. tuberculosis CD4⁺CD45R0⁺ Т-клеток памяти в зависимости от стажа работы с больными

Защита человека от туберкулеза связана со специфичными к антигенам M. tuberculosis CD4⁺CD45R0⁺ Т-клетками памяти (ТКП), которые продуцируют ИФН-γ в ответ на контакт со “своими” антигенами микобактерий. Оценка их числа в крови медперсонала была проведена в зависимости от стажа работы с больными. Непрерывное возрастание числа ТКП с увеличением стажа работы медперсонала, вследствие их постоянной и зависимой от антигена пролиферации, было наиболее предсказуемым результатом ещe до начала выполнения работы. Однако, представленные на рис. 2 экспериментальные данные не имеют ничего общего с прогнозами клонально-селекционной теории Бернетта [17].

Рис. 2.

Содержание CD4⁺(ИФН-γ)⁺ Т-клеток памяти в крови медперсонала в зависимости от стажа работы с инфекцией. Каждая точка соответствует показателю для одного человека из числа медперсонала. По оси абсцисс указана продолжительность работы в клинике в месяцах; по оси ординат – число CD4⁺(ИФН-γ)⁺ Т-клеток памяти в 1 мл крови. Черной пунктирной линией приведено усреднение параметров числа CD4⁺(ИФН-γ)⁺ Т-клеток памяти от стажа работы в клинике с полиномом n = 8.

Наибольшие успехи в борьбе с возбудителями внутриклеточных инфекций связаны с невирулентными штаммами тех же возбудителей, например H37Ra, BCG, STI и другими [18, 19]. Они сохраняют подавляющее большинство антигенных детерминант, характерных для вирулентных штаммов, и значительно снижают риск заболевания. В многочисленных экспериментах на животных была установлена следующая закономерность – вакцинированные животным обладают повышенной защитой от соответствующих возбудителей, по сравнению с интактными контрольными животными, но эта защита всегда ниже, чем у мышей-рековалесцентов. Следовательно, ТКП, возникшие в ходе иммунного ответа организма на живой и полноценный возбудитель инфекции, всегда лучше защищают организм от соответствующей инфекции, чем ТКП вакцинированных животных [18].

Необходимым условием для начала работы медперсонала с больными туберкулезом является его предварительная вакцинация bacille Calmette–Guerin (BCG) и этим объясняется высокий уровень ТКП вакцинного типа в крови новобранцев. В отсутствие контакта этих клеток с живыми микобактериями их число вряд ли сильно меняется.

Скорость падения ТКП вакцинного типа и нарастания ТКП реконвалесцентного типа зависят от частоты контактов организма с живым возбудителем туберкулеза.

Вторичный иммунный ответ обычно состоит из нескольких последовательных стадий. Уже существующие ТКП активируются при появлении антигена и пролиферируют. Параллельно этому они дифференцируются в клетки-эффекторы, ответственные за нейтрализацию антигена. Эта стадия должна заканчиваеться полным уничтожением антигена. Наимение специфичные клетки-эффекторы погибают в ходе апоптоза, а оставшиеся возвращаются в популяцию покоящихся ТКП. В этом случае предполагается почти полная идентичность исходных и вновь образовавшихся ТКП. Различия между ними только количественные. В случае новобранцев медперсонала ситуация более сложная. Постоянное, хотя и небольшое, появление в организме живого возбудителя меняет ход иммунного ответа – часть ТКП вакцинного типа элиминируется и появляются ТКП реконвалесцентного типа более эффективные в защите от туберкулеза. Этот процесс протекает во времени и этим объясняется резкое снижение общего числа ТКП, которое плавно замедляется только после первых пяти лет работы с больными. В этом случае общая популяция ТКП состоит из клеток вакцинного и реконвалесцентного типов, причем доля первых достаточно быстро падает, а вторых медленно возрастает. Поэтому на зависимости числа ТКП от стажа работы медперсонала с больными туберкулезом возникает хорошо заметный на рис. 2 локальный минимум. Этот минимум приходится на пятый-седьмой годы работы с больными туберкулезом. Подобная зависимость в ПК ТКП не укладывается ни в одну из современных теоретических схем клонально-селекционной теории Бернетта о механизмах формировании протективной иммунологической памяти. Возможной причиной этого может служить формирование пула реконвалесцентных ТКП за счет ТКП вакцинного типа. Скорее всего, именно в данный период времени (пять – семь лет стажа работы с больными туберкулезом) медперсонал наиболее уязвим к возбудителю инфекции. Среди фтизиатров со стажем бытует мнение “если кто-либо не заболел в течение первых семи лет работы в клинике, то он сможет работать и дальше”. Никаких подтверждений этой “народной мудрости” в открытой печати найти не удалось, но к этому мнению стоит прислушаться.

В дальнейшем снова отмечается неожиданно резкий рост числа ТКП, скорее всего реконвалесцентного типа, который достигает своего локального максимума в интервале от 140 до 180 месяцев стажа. Число этих ТКП возрастает в несколько раз, по сравнению с локальным минимумом (рис. 2). Рост ТКП происходит в том же временном интервале, в котором отмечается повышенная частота и интенсивность колобаний в популяциях CD3⁺ , CD4⁺, CD3⁺CD25⁺ Т-клеток и CD3⁺(CD16 + CD56)⁺ ТНК-клеток. После этого наблюдается только плавное снижение числа ТКП с неизбежными в любой биологической системе колебаниями различной степени интенсивности. Это снижение доли специфичных к антигенам ТКП имеет уже вполне прозаичное объяснение: накопление с возрастом CD4⁺CD45R0⁺ Т-клеток памяти как бы “разводит” уже имеющиеся ТКП. Подобное поведение ТКП медперсонала описано впервые и причины этого явления остаются непонятными, но, несомненно, будут целью последующих экспериментов. Полученная закономерность может свидетельствовать о существовании более чем одного типа адаптационных реакций в организме человека в ответ на его постоянный контакт с возбудителем.

Как уже было сказано в разделе “Введение”, больные хроническими формами туберкулеза и медперсонал взаимодействуют с M. tuberculosis воздушно-капельным путем. Однако, у медперсонала формируется эффективная защита от инфекции, а у больных – нет. Скорее всего, причины заболевания связаны с неодинаковой реакцией организма человека на возбудитель инфекции. Если у больного изменения в крови происходят в сторону соответствующих показателей медперсонала, это может свидетельствовать о положительной динамике протекания болезни. Если нет, то это может служить тревожным знаком. Во всех ли случаях это утверждение верно покажут последующие исследования и медицинская практика в специализированных клиниках.