Введение к работе
Актуальность проблемы. Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) до настоящего времени остаются одной из наиболее серьезных и нерешенных проблем в педиатрии и гастроэнтерологии. По тяжести течения, частоте осложнений, и летальности болезнь Крона (БК) и неспецифический язвенный колит (НЯК) занимают одно из ведущих мест в структуре болезней ЖКТ (Григорьева Г.А., Мешалкина Н.Ю., 2007).
В последние годы отмечается стремительный рост НЯК и, особенно, БК во всем мире, включая индустриально развитые страны, где тенденция роста наиболее высока. Характерной особенностью эпидемиологии ВЗК в последние десятилетия является увеличение распространенности данной патологии среди молодых людей (Dermot P.B., et al., 2005). По данным Turunen P., et al. (2006) заболеваемость БК и НЯК у детей и подростков в Финляндии за последнее десятилетие удвоилась. По данным Behrens R., et al. (1996) примерно у 1/3 пациентов первая манифестация ВЗК происходит до достижения ими 18 лет. Beattie R.M. et al. (2006) указывают, что 25% ВЗК манифестируют в детском возрасте. По данным Buller H., et al. (2002) распространённость этих заболеваний у детей в разных странах колеблется от 2,2 до 6,8 на 100000 населения. В Англии и Ирландии частота впервые выявленных ВЗК у детей составляет 5,2 на 100 тысяч (Sawczenko A., et al., 2001).
В Российской Федерации было проведено единственное эпидемиологическое исследование БК в 1997г., согласно которому распространённость БК в Московской области равна 3,5 на 100 тысяч взрослого населения, заболеваемость БК 0,3 на 100 тысяч взрослого населения (Белоусова Е.А., 1997). Характерной особенностью эпидемиологии ВЗК в России является поздняя диагностика и преобладание тяжелых осложненных форм с высокой летальностью (в 3 раза выше, чем в большинстве стран). Эпидемиологических исследований ВЗК в детском возрасте в Российской Федерации не проводилось.
Этиология ВЗК до сих пор остается неизвестной. С современных позиций патогенез ВЗК рассматривают как взаимодействие генетической предрасположенности, нарушенной иммунной реактивности, в первую очередь на уровне слизистой оболочки кишечника, нарушенной барьерной функции кишки и повышенной чувствительности к воздействию факторов внешней среды, в том числе кишечной микрофлоре и специфическим антигенам (Kucharzik T., et al, 2006). Совокупность этих факторов приводит к патологической иммуно-воспалительной реакции в кишечнике с формированием и поддержанием хронического воспаления в пищеварительном тракте.
Генетическая предрасположенность подтверждается многими зарубежными исследованиями. Высокий, 15-кратный риск развития ВЗК отмечается у родственников первой степени родства (Bourma G., Strober W., 2003). Наиболее высокая конкордантность у монозиготных близнецов отмечается при БК и составляет 72%. Генетическую предрасположенность к ВЗК часто связывают с полиморфными вариантами генов NOD2/CARD15, DLG5, OCTN1, OCTN2, TLR4, TNF, IL-1RA и IL-10 (Tomer G., et al., 2003; Ferraris A., et al., 2006; Weersma RK, et al., 2008; Strober W, et al., 2008; Степанова Е.В., 2009). Однако степень влияния этих полиморфных вариантов генов у населения разных стран на развитие ВЗК и клинические проявления заболеваний имеют существенные отличия. Частота полиморфизмов генов в разных популяциях существенно различается (Hugot J.P., et al., 2001; Ogura Y., et al., 2001; Hampe J., et al., 2001).
Точные механизмы иммунопатогенеза БК и НЯК остаются до конца не известными. При обоих заболеваниях отмечается дисфункция эффекторных и регуляторных клеток, как приобретенного, так и врожденного звена иммунной системы, гиперпродукция медиаторов воспаления, что приводит «неконтролируемому воспалению» (Pallone F., et al.; Krajina T., et al. 2003). Однако связь этих процессов с активностью и клиническими проявлениями ВЗК требует уточнения.
С другой стороны, микрофлора кишечника является необходимым и, возможно, ключевым фактором в развитии ВЗК и их поддержании. Этот вывод был подтвержден результатами многочисленных экспериментальных и клинических исследований (Rath H.C., et al., 2001). У больных с ВЗК было выявлено, что кишечная микрофлора претерпевает большие изменения. Они включают в себя высокую сосредоточенность бактерий в мукозном слое, как в воспаленных, так и невоспаленных участках кишечника (Ahmad T., et al., 2002). Однако, имеющиеся данные недостаточны для понимания механизмов развития этих заболеваний и их клинических проявлений.
ВЗК характеризуются чрезвычайным разнообразием клинических проявлений, темпов прогрессирования и развития осложнений, особенно в детском возрасте. Это требует дифференцированных подходов в диагностике и подборе разной степени агрессивности проводимой терапии. Для обеспечения адекватной тактики ведения больных необходимы четкие диагностические и прогностические критерии, которые до настоящего времени отсутствуют.
Таким образом, научные исследования, изучающие патогенетические механизмы развития ВЗК, направленные на разработку информативных критериев диагностики и прогноза, крайне актуальны.
Цель исследования: Установить факторы прогноза развития и течения БК и НЯК у детей на основании комплексного изучения полиморфизма генов, показателей иммунного воспаления, пристеночной микрофлоры кишечника при разных клинических вариантах ВЗК для оптимизации диагностики, лечения и профилактики заболеваний.
Задачи исследования:
-
Изучить частоту полиморфных аллелей генов NOD2/CARD15 (G908R, R702W, c.3020insC), DLG5 (R30Q), OCTN1 (L503F), OCTN2 (-207 G/C), TLR4 (D299G), IL-1RA (VNTR-пилиморфизм), TNF (-308 g/a), IL-10 (-1082 g/a) у детей с болезнью Крона и неспецифическим язвенным колитом, их ассоциацию с заболеваниями и разными клиническими вариантами течения и относительный риск развития.
-
Определить особенности иммунного воспалительного процесса у детей при разных вариантах течения болезни Крона и неспецифического язвенного колита по результатам спонтанной и стимулированной продукции цитокинов в культуре цельной крови и изолированных моноцитов, экспрессии информационной РНК цитокинов и паттерн-распознающих рецепторов (TLR4, NOD2) в клетках крови и слизистой оболочки кишечника.
-
Изучить состав пристеночной микрофлоры и оценить значение отдельных ее представителей (группа B. fragilis, группа C. leptum, группа C.coccoides, род Bifidobacterium, род Lactobacillus, род Prevotella и кластер Atopobium) при разных вариантах течения болезни Крона и неспецифического язвенного колита у детей.
-
Исследовать характер взаимосвязей генетических, иммунных и микробиологических показателей в особенностях развития и течения болезни Крона и неспецифического язвенного колита у детей.
-
Определить диагностически значимые показатели генотипа, иммунного воспаления, пристеночной микрофлоры кишечника в развитии и течении болезни Крона и неспецифического язвенного колита у детей.
-
Разработать факторы прогноза развития, течения и эффективности проводимой терапии при болезни Крона и неспецифическом язвенном колите на основании показателей генотипа, иммунного воспаления и пристеночной микрофлоры кишечника.
Научная новизна:
Впервые проведено комплексное изучение генотипа, иммунного воспаления, пристеночной микрофлоры кишечника у детей при болезни Крона и неспецифическом язвенном колите.
Впервые проведено исследование частоты полиморфных вариантов G908R, R702W, c.3020insC гена NOD2/CARD15, R30Q гена DLG5, L503F гена OCTN1, -207 G/C гена OCTN2, D299G гена TLR4, VNTR-полиморфизм гена IL-1RA, -308 g/a гена TNF, -1082 g/a гена IL-10 у детей с болезнью Крона и неспецифическим язвенным колитом в Российской Федерации, изучены ассоциации генотипов с данными болезнями и рассчитан риск развития заболеваний.
Впервые показана роль полиморфных генотипов в развитии особенностей течения и прогрессирования заболеваний, выявлены факторы прогноза развития для каждой нозологической формы.
Установлены особенности иммунного воспаления в зависимости от клинических форм, локализации процесса и течения у детей с воспалительными заболеваниями кишечника.
Показана роль пристеночной микрофлоры кишечника, особенности состава и значение отдельных ее представителей при течении разных клинических форм болезни Крона и неспецифического язвенного колита у детей.
Впервые изучены взаимосвязи генотипа, иммунной реакции и пристеночной микрофлоры кишечника при различных клинических вариантах болезни Крона и неспецифического язвенного колита у детей. Выявлены особенности иммуно-воспалительной реакции у детей с различными вариантами полиморфного генотипа.
Выявлены генетические маркеры прогноза эффективности проводимой терапии при болезни Крона и неспецифическом язвенном колите у детей.
Практическая значимость:
Выявленные особенности генотипа, иммунного воспаления и пристеночной микрофлоры кишечника способствуют ранней диагностики, прогнозированию активности, течения и эффективности проводимой терапии при болезни Крона и неспецифическом язвенном колите у детей.
Показано, что прогноз течения и исхода болезни Крона и неспецифического язвенного колита должен строиться на комплексной оценке особенностей генотипа, иммунного воспаления и пристеночной микрофлоры кишечника.
Наиболее диагностически значимыми при болезни Крона и неспецифическом язвенном колите у детей являются: исследование полиморфных вариантов G908R, R702W, c.3020insC гена NOD2/CARD15, R30Q гена DLG5, L503F гена OCTN1, -207 G/C гена OCTN2, D299G гена TLR4, VNTR-полиморфизм гена IL-1RA, -308 g/a гена TNF, определение популяционного уровня Lactobacillus и Bifidobacterium в биоптатах слизистой оболочки кишечника и уровня IgG-антител к лактобациллам и бифидобактериям, так как позволяют информативно оценить активность и построить прогноз течения заболеваний и эффективности терапии.
Показано, что оценка иммунного воспаления должна базироваться на комплексном исследовании уровня цитокинов в нативной сыворотке, их спонтанной и стимулированной продукции в культуре крови и экспрессии их генов в крови и тканях, так как исследование только сывороточного уровня не отражает истинного характера иммуно-воспалительной реакции.
На основании проведенного исследования выявлены факторы прогноза развития, течения и эффективности проводимой терапии при болезни Крона и неспецифическом язвенном колите у детей.
Внедрение результатов работы. Основные результаты исследования внедрены в клиническую практику гастроэнтерологических отделений Российской детской клинической больницы, детской городской клинической больницы № 13 имени Н.Ф. Филатова г. Москвы, отделения гастроэнтерологии НЦЗД РАМН.
Основные научные положения и выводы внедрены в педагогический процесс курса гастроэнтерологии и диетологии ФУВ кафедры госпитальной педиатрии ГОУ ВПО «Российский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», кафедры поликлинической педиатрии ГОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию». Результаты исследования использованы при подготовке методических рекомендаций «Воспалительные заболевания кишечника у детей: болезнь Крона и неспецифический язвенный колит», утверждённые Министерством здравоохранения Республики Бурятия.
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на совместной научно-практической конференции кафедры детских болезней №2 педиатрического факультета РГМУ, сотрудников отделов ФГУ ФНКЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии Минздравсоцразвития России, отдела гастроэнтерологии с гепатологичсекой группой НЦЗД РАМН, Российской детской клинической больницы и детской городской клинической больницы №13 им. Н.Ф. Филатова г. Москвы; «Четырнадцатой Российской Гастроэнтерологической Неделе» (Москва, 2008); VII Российском конгрессе «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии» (Москва, 2008); XV, XVI Конгрессах детских гастроэнтерологов России и стран СНГ» (Москва, 2008, 2009); Первом Объединенном научно-практическом форуме детских врачей (Орел, 2008); XVI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2009); 11-ом Международном Славяно-балтийском научном форуме «Санкт-Петербург – Гастро-2009» Санкт-Петербург, 2009); 2-ом международном конгрессе по пробиотикам «Санкт-Петербург – Пробиотики-2009» (Санкт-Петербург, 2009); III Всероссийской научно-практической конференции детских диетологов (Москва, 2009); 11 Международном медицинском форуме «Современные медицинские технологии на службе охраны здоровья россиян» (Нижний Новгород, 2010); VI Съезде Российского общества медицинских генетиков (Ростов-на Дону, 2010).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 26 печатных работ, из них 11 статей опубликовано в журналах, рецензируемых ВАК.
Объём и структура диссертационной работы: диссертационная работа изложена на страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, четырех глав материалов собственного исследования, главы обсуждения, выводов, практических рекомендаций, приложения и списка литературы, содержащего ___ источников ( ___ отечественной и ____ зарубежной литературы). Работа проиллюстрирована ___ таблицами и ___ рисунками.
