Immune factors associated with prominent negative symptoms and disease severity in schizophrenia

Full Text

Введение

Шизофрения – тяжелое инвалидизирующее и клинически гетерогенное заболевание, которое проявляется нарушениями мышления, мотивационной и эмоциональной сферы. Клиника шизофрении включает в себя несколько основных синдромов: позитивный (бред, галлюцинации), когнитивный (дефицит памяти и исполнительных функций), негативный и другие. Негативные симптомы уже давно признаны основным признаком шизофрении, они проявляются в снижении выраженности эмоций, набора слов, бедности речи и спонтанности, в уходе от социальных контактов, ангедонии (снижение или невозможность испытывать удовольствие или предвкушать его), а также в избегании деятельности из-за снижения мотивации. Тяжесть негативных симптомов оказывает наиболее существенное влияние на реальное функционирование и качество жизни и мешает пациенту поддерживать социальную активность, личные отношения, работать, учиться и даже жить независимо [8, 12]. Надо подчеркнуть, что негативные симптомы плохо контролируются современными медикаментами, в мире ведутся активные поиски препаратов, влияющих на различные нейротрансмиттеры и их рецепторы и имеющих потенциальные возможности уменьшить тяжесть негативных симптомов [4].

Патогенез шизофрении сложный и многофакторный, включает в себя генетическую предрасположенность, пренатальную иммунную активацию и преморбидное воспаление, в том числе ассоциированное с инфекциями, а также влияние повреждающих факторов внешней среды. Показано, что нейровоспаление, системное воспаление и активация иммунной системы играют важную роль в развитии шизофрении [2, 9]. Генетические и приобретенные особенности иммунитета могут по-разному сочетаться у больных шизофренией, создавая различные иммунные паттерны, которые, по-видимому, могут вносить свой вклад в клиническую картину болезни и морфологические изменения мозга. Изменения системного иммунитета при шизофрении с выраженными негативными симптомами малоизучены. Ранее мы показали взаимосвязь повышенного сывороточного уровня противовоспалительного цитокина интерлейкина-10 (IL- 10) с тяжестью негативных симптомов по данным шкалы NSA-4 и с выраженностью морфометрических изменений головного мозга у больных шизофренией [6]. IL-10 необходим для нормальной регуляции иммунного ответа и воспаления, является важным противовоспалительным модулятором глиальной активации, предотвращающим опосредованную воспалением гибель нейронов [10].

Целью данной работы было исследование связи уровня ряда параметров системного иммунитета (регуляторных и провоспалительных цитокинов и показателей клеточного иммунитета) с выраженностью негативных симптомов и тяжестью шизофрении.

В исследование вошли 94 больных с шизофренией, проходивших лечение в ГБУЗ «Психиатрическая клиническая больница № 1 им. Н.А. Алексеева» ДЗМ (52 мужчины, 42 женщины, средний возраст 28,4±1,3 года). Контрольную группу составили 24 здоровых добровольца (9 мужчин, 15 женщин, средний возраст – 26,6±1,8 года). Диагноз «шизофрения» устанавливался в соответствии с диагностическими критериями заболевания (F20) Международной классификации болезней десятого пересмотра (МКБ-10). В качестве критериев исключения выступали: обострение соматических заболеваний на момент обследования, признаки злоупотребления алкоголем и/или другими психоактивными веществами, наличие других психических заболеваний, обострение инфекционных, воспалительных и аутоиммунных заболеваний в течение 2 месяцев до обследования, беременность. Взятие крови у пациентов проводилось в первые дни госпитализации после редукции позитивной симптоматики под влиянием терапии антипсихотическими препаратами. Добровольцы контрольной группы не имели признаков психических расстройств и родственников с шизофренией или другими психическими заболеваниями.

Исследование было одобрено локальным этическим комитетом Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (протокол № 5 от 05.04.2017). Все участники были ознакомлены с деталями исследования и подписали добровольное информированное согласие, а также согласие на обработку персональных данных.

Для определения концентрации цитокинов IL-1β, IL-8, интерферона-ã (IFNã), IL-10 в сыворотке крови использовали иммуноферментный анализ (реактивы производства АО «Вектор-Бест», Россия). Для определения концентрации цитокинов IL-4, IL-5, IL-13, IL-15, IL-22, IL- 12p40, IL-17E/IL-25, IL-34 в сыворотке крови использовали мультиплексный анализ (Merck Millipore, Германия). Исследования выполнялись согласно методическим рекомендациям производителей наборов реагентов.

Для определения показателей клеточного иммунитета использовали метод многоцветной проточной цитофлуориметрии. Применяли моноклональные антитела производства Becton Dickinson, США к кластерам дифференцировки (CD): CD3, CD4, CD8, CD16, CD19, CD45, CD56, HLA-DR (Becton Dickinson, США). Анализ окрашенных клеток проводился на проточном цитофлуориметре FACS CantoII (Becton Dickinson, США).

Уровень циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) в сыворотке крови определяли методом иммунного турбодиметрического анализа с использованием коммерческих наборов «ЦИК-ХЕМА» (ООО «Хема», Россия).

Для статистической обработки использовалось программное обеспечение Excel (Microsoft, США) и Statistica (StatSoft Inc., США). Для оценки нормальности распределения использовался тест Шапиро–Уилка. Результаты по иммунологическим параметрам и клиническим показателям представлены в виде средних с 95%-ным доверительным интервалом; значимость различий оценивалась с помощью критерия Стьюдента. Для выявления различий по частоте признаков применялся точный критерий Фишера. Различия между показателями считались статистически значимыми при p < 0,05.

Клиническая оценка показала, что в 66 случаях имело место тяжелое течение заболевания, характеризовавшееся преобладанием в клинической картине негативной симптоматики. У 28 больных отмечалось более легкое течение с преобладанием в клинической картине позитивной симптоматики. В таблице 1 представлены клинические показатели больных с шизофренией в зависимости от характера течения заболевания.

 

Таблица 1. Клинические показатели у больных шизофренией с выраженной негативной симптоматикой (n = 66) и отсутствием выраженной негативной симптоматики (n = 28)

Table 1. Clinical parameters of schizophrenia patients with prominent negative symptoms (n = 66) and with no prominent negative symptoms (n = 28)

Показатель Parameter	Выраженные негативные симптомы Prominent negative symptoms (n = 66)	Слабо выраженные негативные симптомы No prominent negative symptoms (n = 28)
PANSS (негативные симптомы), баллы PANSS (negative symptoms), score	27,77±1,51 p = 1,55 × 10-6	18,94±1,67
NSA-4, баллы NSA-4, score	22,69±0,95 p = 1,50 × 10-13	12,25±1,01
PANSS, баллы PANSS, score	93,61±5,29 p = 2,96 × 10-8	65,19±3,39
Продолжительность болезни, лет Duration of disease, years	6,62±1,34	5,33±1,81
Оценка тяжести до лечения (позитивные симптомы) Positive symptoms severity (before treatment)	5,73±0,46 p = 5,01 × 10-4	3,89±0,65
Оценка тяжести до лечения (негативные симптомы) Negative symptoms severity (before treatment)	4,85±0,45 p = 1,32 × 10-6	1,95±0,67
Оценка тяжести до лечения (когнитивные симптомы) Cognitive symptoms severity (before treatment)	3,56±0,42 p = 4,13 × 10-9	1,76±0,24
Оценка тяжести в конце стационарного этапа (позитивные симптомы) Positive symptoms severity (after treatment)	2,46±0,36 p = 8,36 × 10-4	1,00±0,32
Оценка тяжести в конце стационарного этапа (негативные симптомы) Negative symptoms severity (after treatment)	4,69±0,42 p = 5,85 × 10-12	1,67±0,19
Оценка тяжести в конце стационарного этапа (когнитивные симптомы) Cognitive symptoms severity (after treatment)	2,77±0,31 p = 2,66 × 10-5	1,44±0,19

 

Согласно данным клинического обследования (см. табл. 1), у больных шизофренией с выраженной негативной симптоматикой отмечался достоверно более ранний возраст манифестного приступа, выявлялись более высокие баллы по шкале PANSS, используемой для оценки общей тяжести симптомов при шизофрении, по подшкале «Негативные симптомы» шкалы PANSS, и по шкале NSA-4, измеряющей тяжесть негативных симптомов при шизофрении. Обследование в динамике показало, что как в начале лечения, так и в конце стационарного этапа лечения у больных шизофренией с выраженной негативной симптоматикой отмечалась более высокая тяжесть позитивных, негативных и когнитивных симптомов, при этом негативные и когнитивные симптомы имели стойкий характер несмотря на лечение. Таким образом, у них отмечалось более тяжелое течение заболевания, а также была тенденция к его большей продолжительности.

В таблице 2 представлены статистически достоверные изменения содержания основных цитокинов врожденного и адаптивного иммунитета в сыворотке крови пациентов с выраженной негативной симптоматикой, отсутствием выраженной негативной симптоматики и добровольцев контрольной группы. Сывороточный уровень других исследованных цитокинов, включая Th2-цитокины IL-4 и IL-13, достоверно не отличался между группами.

 

Таблица 2. Уровень цитокинов, циркулирующих иммунных комплексов и параметры клеточного иммунитета у больных шизофренией с выраженной негативной симптоматикой (n = 66) и отсутствием выраженной негативной симптоматики (n = 28), а также у здоровых добровольцев (n = 24)

Table 2. Levels of cytokines, circulating immune complexes and parameters of cell immunity in schizophrenia patients with prominent negative symptoms (n = 66) and with no prominent negative symptoms (n = 28), and in healthy volunteers (n = 24)

Показатель Parameter	Выраженные негативные симптомы Prominent negative symptoms (n = 66)	Слабо выраженные негативные симптомы No prominent negative symptoms (n = 28)	Здоровые добровольцы Healthy volunteers (n = 24)
IL-8, пг/мл IL-8, pg/mL	63,21±17,19 pк = 2,8 × 10-5	120,43±47,30 pк = 4,9x10-2	11,65±3,56
IL-10, пг/мл IL-10, pg/mL	7,910±2,041 p = 9,5 × 10-3 pк = 1,8 × 10-2	3,88±0,67	4,08±1,53
IL-12 (p40), пг/мл IL-12 (p40), pg/mL	34,21±7,16 p = 1,1 × 10-2 pк = 1,4 × 10-2	19,39±5,35	21,85±3,14
IL-22, пг/мл IL-22, pg/mL	14,43±2,11 p = 2,4 × 10-2	10,60±1,35	19,06±8,30
IL-17E/IL-25, пг/мл IL-17E/IL-25, pg/mL	207,59±32,17 p = 1,0 × 10-3 pк = 9,7 × 10-3	122,00±19,61	147,29±17,59
IL-34, пг/мл IL-34, pg/mL	Детектируемый уровень у 24 из 66 Detectable level for 24 out of 66 р = 1,1 × 10-2 pк = 3,9 × 10-2	Детектируемый уровень у 2 из 28 Detectable level for 2 out of 28	Детектируемый уровень у 2 из 24 Detectable level for 2 out of 24
IFNã, пг/мл IFNã, pg/mL	97,61±31,89 pк = 4,3 × 10-2	74,41±36,71	48,06±31,56
Циркулирующие иммунные комплексы, у. е.. Circulating immune complexes, units	135,53±18,82 p = 4,9 × 10-4 pк = 2,4 × 10-7	90,39±15,30	73,73±12,43
CD3+T-лимфоциты, % CD3+T cells, %	73,35±1,56 p = 4,5 × 10-2	76,56±2,33	74,68±2,28
CD3+CD4-CD8- двойные негативные T-клетки, % CD3+CD4-CD8- double negative T cells, %	4,28±0,51 p = 3,3 × 10-2	3,31±0,39	3,60±0,56
TCRãä (T-клеточный рецептор ãä), % ãä T cells, %	5,08±0,66 p = 3,2 × 10-3	3,35±0,57	5,03±1,41
CD3-CD19+B-клетки, % CD3-CD19+B cells, %	12,32±1,02 pк = 3,4 × 10-2	10,75±1,36	10,44±1,15
HLA-DR+ активированные лимфоциты, % HLA-DR+ activated lymphocytes, %	17,10±1,18 p = 2,2 × 10-2	14,57±1,52	16,78±2,11

 

Результаты, представленные в таблице 2, указывают, что у больных шизофренией независимо от выраженности негативной симптоматики отмечалось повышение содержания цитокина IL-8, что указывает на активацию системного воспалительного ответа и подтверждает ранее полученные нами данные (Malashenkova и соавт., 2021). При этом у больных шизофренией с выраженной негативной симптоматикой наблюдалось повышение по сравнению с другими больными и с контрольной группой уровня иммунорегуляторного цитокина IL-10, а также ряда других цитокинов, характеризующих активацию Th2- и иммунорегуляторных механизмов, включая цитокины IL- 12p40 и IL-17E/IL-25.

IL-25, также известный как IL-17E, представляет собой цитокин, принадлежащий к семейству IL-17. IL-25 обильно экспрессируется Th2-лимфоцитами и эпителиальными клетками. IL- 25 представляет собой сигнал тревоги, генерируемый при повреждении клеток или тканей для активации иммунных клеток посредством взаимодействия с рецепторами IL-17RA и IL- 17RB. Связывание IL-25 с комплексом IL-17RA/IL- 17RB не только инициирует и поддерживает иммунитет 2-го типа, но также оказывает иммунорегуляторное действие на другие иммунные клетки (например, макрофаги и тучные клетки) посредством различных сигнальных путей [13]. В то же время в зависимости от микроокружения IL- 25 может активировать ряд провоспалительных сигнальных путей, включая пути NF-κB, MAPK и JAK. IL-25, секретируемый некоторыми типами клеток (например, Th2 лимфоциты и различные эпителиальные клетки) способен индуцировать иммунными клетками высвобождение провоспалительных цитокинов, что в дальнейшем способствует развитию различных воспалительных заболеваний [13].

Отметим, что связь повышенного уровня IL- 10 и IL-12p40 с выраженностью негативной симптоматики выявлялась нами ранее на меньшем числе больных [7].

Кроме того, у больных с выраженной негативной симптоматикой обнаруживалось повышение по сравнению с контрольной группой содержания цитокина IFNã – важного медиатора воспаления и противовирусного иммунного ответа. Отметим, что ранее нами была показана сильная положительная корреляция уровня IFNã с выраженностью негативной симптоматики у больных шизофренией, имеющих 15 баллов и более по шкале NSA-4 [7].

У больных шизофренией с выраженной негативной симптоматикой по сравнению с другими больными отмечался более высокий уровень цитокина IL-22 (цитокина семейства IL-10, играющего важную роль в механизмах иммунной защиты эпителиальных тканей), что может свидетельствовать о возможных латентных инфекциях слизистых в данной группе. По сравнению как с другими больными, так и с контрольной группой у них чаще отмечалось в сыворотке превышающее минимально детектируемый уровень (> 248 пг/мл) содержание IL-34.

Интерлейкин-34 (IL-34) – недавно идентифицированный интерлейкин, который функционально подобен колониестимулирующему фактору макрофагов (M-CSF), стимулирует и поддерживает выживание, дифференцировку, миграцию и функцию различных миелоидных мононуклеарных клеток и макрофагов. Эти клетки экспрессируют рецептор IL-34 – рецептор колониестимулирующего фактора-1 (CSF1R, CD115). IL-34 связывается с CSF1R, а затем привлекает макрофаги и моноциты, которые секретируют TNF и IL-6, чтобы инициировать врожденный или адаптивный иммунный ответ. Высокий уровень IL-34 в сыворотке крови наблюдался при многих воспалительных и аутоиммунных заболеваниях, что связано с уникальной провоспалительной ролью IL-34 в иммунных реакциях. Кроме того, IL-34 считается провоспалительным цитокином при антивирусной инфекции. Тем не менее IL-34 также оказывает иммуносупрессивное действие, стимулируя функции Treg, которые выполняют иммунорегуляторную роль [5]. Он участвует в поддержании и дифференцировке гематопоэтических клеток, обладает провоспалительными свойствами, способствуя нейрогенезу и поддерживая выживание клеток микроглии. Роль IL-34 в патогенезе шизофрении не изучена, по-видимому, этот цитокин может играть двоякую роль: в зависимости от микроокружения, он может способствовать нейровоспалению или индуцировать противовоспалительный фенотип микроглии, а также оказывать нейропротективное действие [1]. Отметим, что у больных шизофренией с выраженными негативными симптомами нами было выявлено более высокое содержание моноцитов, чем при отсутствии выраженной негативной симптоматики (8,22±0,46%; 7,1±0,77%; p = 0,022). С учетом полученных данных можно предполагать, что ряд изменений цитокинового профиля у данных больных, включая повышение уровня IL-10 и IL-34, могут быть связаны с хронической активацией моноцитов и увеличением числа IL-10-продуцирующих моноцитов, что может быть связано с хроническими инфекциями и требует подтверждения в дальнейших исследованиях.

Оценка показателей клеточного иммунитета показала, что у больных с выраженной негативной симптоматикой имел место более высокий уровень CD3^-CD19^-B-клеток по сравнению с контрольной группой и более низкий уровень CD3⁺T-клеток по сравнению с другими больными (табл. 2). Также у них отмечалось более высокое содержание ãä T-клеток и двойных негативных T-клеток (CD3⁺CD4^-CD8^-) по сравнению с другими больными. Циркулирующие в крови ãä T-клетки по своим функциям примыкают к клеткам системы антигеннезависимой цитотоксичности, важны для иммунной защиты слизистых, участвуя в противоинфекционном иммунитете, а также могут выполнять иммунорегуляторные функции. У больных с выраженной негативной симптоматикой по сравнению с другими больными также было более высоким содержание HLA- DR⁺ экспрессирующих лимфоцитов, что может указывать на более выраженную активацию лимфоцитов или быть связано с более высоким содержанием B-клеток. Другие изученные показатели клеточного иммунитета у больных шизофренией не отличались от значений контрольной группы. Выявленные изменения с учетом особенностей цитокинового профиля указывают на возможную активацию у больных с выраженной негативной симптоматикой B-клеточного звена гуморального иммунитета. Это подтверждается более высоким содержанием у данных больных циркулирующих иммунных комплексов.

Ранее нами было установлено, что иммунологический профиль, характеризуемый повышением содержания IL-10 и IL-12p40 при умеренных признаках системного воспаления, ассоциирован у больных шизофренией с наличием выраженных негативных симптомов согласно шкале NSA-4 [7]. По данным других авторов, активация иммунорегуляторных механизмов и Th2-звена иммунитета имеет место при различных клинических формах шизофрении и имеет ассоциации с формированием личностного дефекта, нарушений семантической и эпизодической памяти [11]. При этом результаты фундаментальных исследований указывают на роль дисбаланса иммунного ответа в ЦНС с преобладанием продукции Th2-цитокинов в патогенезе нарушений обмена нейромедиаторов при шизофрении, связанных с патогенезом негативной симптоматики у больных [3]. Полученные в данной работе данные указывают, что у больных шизофренией с выраженной негативной симптоматикой и тяжелым течением имеет место активация иммунорегуляторных и Th2-механизмов, включая повышение уровня цитокинов IL-10, IL-22, IL-17E/IL-25, IL-34, IL-12p40, увеличение содержания CD3^-CD19⁺B-клеток и циркулирующих иммунных комплексов.

В частности, обращал на себя внимание более высокий уровень цитокина IL-12 p40 у больных с выраженной негативной симптоматикой. Мономер IL-12p40 проявляет антагонистическое действие по отношению к димерному цитокину IL-12p40p70. Цитокин IL-12 продуцируется макрофагами, запускает синтез IFNã и играет важную роль в активации обеспечивающих противовирусный иммунитет Th1 T-хелперов и провоспалительных Th17 T-хелперов. Мономер IL-12p40, противодействуя активности димерного IL-12, способствует активации Th2-звена иммунитета и иммунорегуляторных механизмов, угнетая Th1 и Th17 звенья адаптивного иммунного ответа.

Отметим, что ранее нами были выявлены ассоциации между уровнем цитокина IL-10, носительством аллели A по SNP IL10 G-1082A и нейродегенеративными изменениями лобной коры мозга при шизофрении [6], а также связь между морфометрическими изменениями лобной коры и выраженностью негативной симптоматики при шизофрении [7].

Таким образом, в результате данной работы установлен комплекс показателей иммунитета (сывороточный уровень иммунорегуляторных цитокинов IL-10, IL-12p40, IL-17E/IL-25, IL-22, повышение содержания CD3^-CD19⁺B-клеток и циркулирующих иммунных комплексов), ассоциированных с высокой выраженностью негативной симптоматики в клинической картине шизофрении. Полученные новые данные способствуют пониманию роли нарушений иммунорегуляторного и Th2-звена иммунитета в патогенезе различных клинических форм шизофрении. Необходимо подтверждение полученных результатов в более крупных исследованиях и последующее изучение возможности их трансляции в клиническую практику, включая прогнозирование характера течения заболевания и поиск новых мишеней терапии.

About the authors

I. K. Malashenkova

National Research Center “Kurchatov Institute”; Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine, Federal Medical and Biological Agency; N. Alekseev Psychiatric Clinical Hospital No. 1

Author for correspondence.
Email: malashenkova.irina@bk.ru

PhD (Medicine), Head, Laboratory of Molecular Immunology and Virology, Senior Research Associate, Laboratory of Clinical Immunology, Senior Research Associate, Department of Epidemiology and Prophylaxis of Mental Disorders

Russian Federation, Moscow; Moscow; Moscow

S. A. Krynskiy

National Research Center “Kurchatov Institute”; N. Alekseev Psychiatric Clinical Hospital No. 1

Email: malashenkova.irina@bk.ru

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology and Virology, Junior Research Associate, Department of Mental Disorders in Neurodegenerative Diseases of the Brain

Russian Federation, Moscow; Moscow

D. P. Ogurtsov

National Research Center “Kurchatov Institute”; Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine, Federal Medical and Biological Agency

Email: malashenkova.irina@bk.ru

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology and Virology, Research Associate, Laboratory of Clinical Immunology

Russian Federation, Moscow; Moscow

N. A. Hailov

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: malashenkova.irina@bk.ru

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology and Virology

Russian Federation, Moscow

A. Yu. Ratushnyy

Russian State Research Center “Institute of Biomedical Problems”

Email: malashenkova.irina@bk.ru

PhD (Biology), Research Associate

Russian Federation, Moscow

E. A. Filippova

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: malashenkova.irina@bk.ru

Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology and Virology

Russian Federation, Moscow

V. D. Melnikova

National Research Center “Kurchatov Institute”; I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: malashenkova.irina@bk.ru

Research Technician, Laboratory of Molecular Immunology and Virology, Student

Russian Federation, Moscow; Moscow

M. A. Kaydan

N. Alekseev Psychiatric Clinical Hospital No. 1

Email: malashenkova.irina@bk.ru

Junior Research Associate, Laboratory of Fundamental Research Methods

Russian Federation, Moscow

G. P. Kostyuk

N. Alekseev Psychiatric Clinical Hospital No. 1

Email: malashenkova.irina@bk.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Chief Physician

Russian Federation, Moscow

N. A. Didkovsky

Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine, Federal Medical and Biological Agency

Email: malashenkova.irina@bk.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Laboratory of Clinical Immunology

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files