Введение к работе
Актуальность темы
ВИЧ-инфекция является актуальной проблемой, требующей активного исследования (Беляков и соавт., 2010; Онищенко и соавт., 2009; Покровский, 2010). Согласно данным ЮНЭЙДС, к концу 2011 года в мире проживало около 34 миллионов человек, инфицированных вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). Примерно 0,8% населения Земли в возрасте 15-49 лет имели
ВИЧ-положительный статус. В России, согласно данным Федерального научно-методического центра по профилактике и борьбе со СПИДом, на ноябрь 2012 года было зарегистрировано уже более 700 тысяч случаев ВИЧ-инфекции. Показатель распространенности заболевания за 10 месяцев 2012 года в среднем по Российской Федерации составил 491,9 на 100 тыс. населения.
До появления антиретровирусной терапии (АРТ) с момента инфицирования человека ВИЧ и до развития у него глубокого иммунодефицита проходило около 10-12 лет, а смерть пациента наступала в течение 2-4 лет после первых проявлений СПИДа (Muoz et al., 1989; Hendriks et al., 1998). Введение АРТ в клиническую практику позволило существенно увеличить продолжительность жизни ВИЧ-позитивных больных.
Эффективность терапии оценивают по двум показателям: снижению вирусной нагрузки и увеличению числа периферических CD4+ Т-клеток. Удовлетворительным ответом на АРТ считают уменьшение концентрации ВИЧ ниже 50 копий/мл и рост уровня CD4+ Т-лимфоцитов выше 350 кл/мкл. При этом следует отметить, что именно количество Т-лимфоцитов является фактором, обуславливающим скорость развития СПИДа. Поэтому не вирусная нагрузка, а показатель числа CD4+ Т-клеток является основным для диагностики состояния пациента. Однако, даже при высокой эффективности терапии, число периферических CD4+ Т-лимфоцитов у ВИЧ-инфицированных больных не возвращается к нормальному уровню, характерному для здоровых людей (French et al., 2009).
Вместе с тем, у 10-30% ВИЧ-позитивных больных, получающих лечение, не происходит достаточного прироста количества CD4+ Т-клеток на фоне полного подавления вирусной нагрузки, так называемый «дискордантный ответ» на терапию (Autran et al., 1999; Piketty et al., 1998). Эти пациенты часто начинают лечение, имея низкий исходный уровень CD4+ Т-лимфоцитов в периферической крови, что негативно отражается на продуктивности восстановления иммунитета при проведении АРТ (Kelley et al., 2009; Florence et al., 2003). Ввиду сохраняющегося иммунодефицитного состояния, такие больные подвержены большему риску развития осложнений, чем
ВИЧ-инфицированные пациенты, у которых наблюдается восстановление числа периферических CD4+ Т-лимфоцитов в ответ на лечение. Среди осложнений можно отметить тяжелые инфекции, злокачественные новообразования, сердечнососудистые заболевания и смерть (Lapadula et al., 2013; Tan et al., 2008). Высокий риск заболеваемости и смертности ВИЧ-инфицированных пациентов со слабым восстановлением числа CD4+ Т-лимфоцитов при проведении АРТ, а также их существенная доля среди больных, получающих терапию, обуславливает большую актуальность проблемы. В то же время причины и механизмы нарушения восстановления количества CD4+ Т-клеток на фоне полного подавления репликации вируса у части ВИЧ-инфицированных пациентов на сегодняшний день остаются неясными.
Цель работы: охарактеризовать субпопуляционный состав Т-лимфоцитов ВИЧ-инфицированных пациентов с неэффективным восстановлением иммунной системы при проведении антиретровирусной терапии.
Основные задачи исследования:
1. Определить субпопуляционный состав CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов ВИЧ-позитивных пациентов с нарушением восстановления количества CD4+
Т-клеток на фоне терапии.
2. Проанализировать параметры активации, апоптоза и пролиферации CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов ВИЧ-инфицированных больных с нарушением восстановления пула Т-клеток при проведении лечения.
3. Оценить наличие маркеров функциональных нарушений CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов ВИЧ-позитивных людей с неэффективным ответом на антиретровирусную терапию.
Научная новизна исследования
В результате сравнительного анализа характеристик Т-лимфоцитов у ВИЧ-инфицированных пациентов с нарушением прироста числа CD4+ Т-клеток при проведении антиретровирусной терапии по сравнению с больными с эффективным ответом на лечение впервые было обнаружено следующее:
– увеличение доли CD4+ Т-клеток центральной памяти;
– уменьшение абсолютного количества наивных Т-лимфоцитов, клеток центральной и эффекторной памяти, а также терминальных эффекторов в субпопуляции CD4+ Т-лимфоцитов;
– увеличение относительного количества активированных CD4+ Т-клеток и доли CD4+ Т-лимфоцитов, находящихся в состоянии апоптоза;
– рост относительного числа пролиферирующих CD4+ Т-клеток памяти;
– уменьшение численности CD4+ Т-лимфоцитов, несущих рецептор к IL-7;
– накопление PD1+ Т-лимфоцитов в субпопуляциях CD4+ и CD8+ Т-клеток памяти.
У ВИЧ-инфицированных пациентов с дискордантным ответом на антиретровирусную терапию впервые установлена связь дефицита наивных
Т-лимфоцитов с угнетением продуктивной функции тимуса. Кроме того, обнаружено, что у ВИЧ-инфицированных пациентов с подавленной репликацией вируса доля пролиферирующих CD4+ Т-клеток памяти имеет обратную зависимость от общего числа CD4+ Т-лимфоцитов.
Теоретическая и практическая значимость работы
Полученные результаты расширяют представления о механизмах нарушения восстановления уровня CD4+ Т-лимфоцитов у ВИЧ-инфицированных больных, принимающих терапию. Установлено, что у пациентов, не дающих адекватного ответа на АРТ, наблюдалась низкая эффективность работы двух наиболее важных механизмов восстановления пула периферических Т-клеток, а именно: поступления наивных Т-лимфоцитов из тимуса и гомеостатической пролиферации Т-клеток на периферии. При этом у данной категории больных, по сравнению с людьми с эффективным ответом иммунной системы на АРТ, была увеличена доля умирающих CD4+
Т-лимфоцитов, и CD4+ Т-клеток, несущих маркеры CD38, HLA-DR и PD1.
В практическом плане работа демонстрирует необходимость назначения антиретровирусной терапии ВИЧ-инфицированным пациентам в более ранние сроки заболевания.
Внедрение в практику
Материалы диссертации используются в лекционных курсах «Иммунология» кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета ГОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» и кафедры иммунологии ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. Е.А. Вагнера» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Положения, выносимые на защиту:
1. У ВИЧ-инфицированных пациентов с нарушением восстановления числа CD4+ Т-клеток на фоне антиретровирусной терапии по сравнению с пациентами, эффективно отвечающими на лечение, снижено абсолютное количество CD4+ наивных Т-лимфоцитов, клеток центральной и эффекторной памяти, а также терминальных эффекторов. Основной причиной сокращения числа наивных Т-лимфоцитов является угнетение продуктивной активности тимуса.
2. Среди CD4+ Т-клеток ВИЧ-инфицированных больных с нарушением восстановления иммунной системы при проведении антиретровирусной терапии увеличена доля активированных, пролиферирующих и умирающих CD4+ Т-лимфоцитов по сравнению с соответствующими показателями
ВИЧ-позитивных людей с эффективным ответом на лечение.
3. У ВИЧ-инфицированных пациентов с нарушением восстановления численности CD4+ Т-клеток на фоне терапии происходит накопление
PD1-позитивных CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов.
Апробация работы и публикации
Материалы диссертации представлены и обсуждены на
IV Международной школе молодых ученых по молекулярной генетике «Геномика и биология клетки» (Москва; Звенигород, 2010); VIII Конференции иммунологов Урала (г. Сыктывкар, 2010); Международной конференции «Brokerage event» ERA.Net RUS (Екатеринбург, 2011); Объединенном иммунологическом форуме (VI Съезд иммунологов России, VI Конференция РЦО, VI Конференция по иммунологии репродукции, VI Конференция по нейроиммунологии, Конференция по дендритным клеткам и их роли в норме и при патологии), Нижний Новгород, 2013; и Рабочей встрече руководителей Российско-Американских исследовательских проектов в области предотвращения и лечения ВИЧ инфекции и сопутствующих заболеваний в рамках научного сотрудничества между РФФИ и НИЗ в области биомедицины (Москва, 2013).
Основные результаты представлены в 11 печатных работах, из них
4 статьи в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК РФ для публикации материалов диссертационных исследований.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 192 страницах, иллюстрирована 22 таблицами и 26 рисунками. Состоит из введения, обзора литературы, 3-х глав собственных исследований, выводов, списка цитированной литературы, включающего
528 источников, в том числе 2 работ отечественных и 526 зарубежных авторов.
