Features of cytokine status of the newborns with seizures

Full Text

Введение

Неонатальные судороги являются сложной и актуальной проблемой современной неонатологии и педиатрии в целом, так как остаются наиболее частыми и тяжелыми маркерами неврологических осложнений у новорожденных детей [11, 15, 17]. Частота судорог в популяции новорожденных колеблется в пределах 1-5%, достигая 20% у недоношенных детей [12, 13, 19, 21]. Согласно этиологической структуре судорог у новорожденных доминирующее место занимают перинатальная гипоксия плода, острая асфиксия новорожденных, внутричерепные кровоизлияния и внутриутробные инфекции [1, 4, 14]. В настоящее время проведено множество исследований указывающих на регулирующее влияние иммунной системы на развитие перинатальное гипоксически-ишемическое поражение центральной нервной системы. Показано, что дисбаланс про и противовоспалительных цитокинов в периферической крови и мозговых структурах организма человека на ранних этапах онтогенеза определяет дальнейшее его когнитивное, эмоциональное развитие и риск развития патологии центральной нервной системы в перинатальный, постнатальный период. Согласно исследованиям многих зарубежных авторов иммунный гомеостаз определяет характер системного воспалительного процесса и в то же время зависит от тяжести гипоксически-ишемического повреждения головного мозга [5, 8, 9, 13, 21]. Дисбаланс про- и противоспалительных цитокинов предопределяет тяжелые неврологические поражения у детей, что позволяет использовать их как прогностический критерий исхода заболевания. Иммунный ответ на повреждающий фактор может иметь как защитный, так и патологический характер [2]. Ряд авторов указывают на особо значение ряда цитокинов при оценке неврологических нарушений [3, 5, 6, 7].

Роль нейроиммунных механизмов в развитии церебральных нарушений заключается в том, что постгипоксическая энцефалопатия формируется в результате воспаления с последующим нарушением гематоэнцефалического барьера [7, 19]. Таким образом, исследования, посвященные значимости цитокинов как предикторов судорожных состояний на фоне перинатального поражения ЦНС, актуальны и перспективны, и в то же время данная проблема нуждается в дальнейшем изучении исследователей.

Цель исследования – провести сравнительную оценку уровня цитокинов у новорожденных детей с перинатальным поражением центральной нервной системы, перенесших судороги.

Материалы и методы

Проведено проспективное исследование 307 новорожденных с судорогами, поступивших на стационарное лечение в период за 2018-2020 годы в Научно-Исследовательский Институт Педиатрии. в отделения реанимации и интенсивной терапии, патологии новорожденных и недоношенных детей. Большинство новорожденных 182 (59,3%±3,0) поступали из районов Азербайджана, остальные 125 (40,7%±2,0) – из города Баку. Сформировано две группы: I основная группа – 261 новорожденный с судорогами, II группа – 46 условно здоровых новорожденных, родившихся от нормально протекавшей беременности физиологических родов. Возраст матерей колебался от 17 до 41 лет, в среднем составив 26,5±5,2 лет. У матерей основной группы первая беременность была у 117 (44,8±3,1%) матерей, повторная (2-8) беременность была у 144 (55,2±3,1%) женщин. Первородящих было 131 (50,2±3,1%), повторнородящих 130 (49,8%±3,1%). Роды двойней отмечались в 21 (8,0±1,7%) случаях. Согласно гестационному возрасту к моменту рождения включенные в обследование новорожденные были рождены при сроке гестации от 25 до 42 недель, с массой тела от 800 г до 4500 г (2656,0±678,7%), длиной тела от 31 до 56 см (47,1±6,0%). Среди них преобладали недоношенные 151 (57,8%), доношенных было 110 (32,2%). По сроку гестации среди недоношенных в возрасте 35-37 недель было 87 новорожденных; 32-34 недели – 30; 29-31 неделя – 26, 25-28 недель – 8 новорожденных. Мальчиков было 177 (67,8±2,9%), девочек – 84 (32,2±2,9%). Всем детям в неонатальном периоде было проведено комплексное клинико-инструментальное и лабораторное исследование. С целью диагностики структурных церебральных поражений и для подтверждения клинических признаков перинатального поражения ЦНС проводилось нейросонографическое исследование (НСГ). По показаниям выполнялись компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), эхокардиография, эхография, а также ультразвуковая допплерография церебральной гемодинамики. Проводились биохимические, серологические и иммунохимические исследования. В ходе исследования изучался антенатальный и интаранатальный период и оценивался неврологический статус.

Определение содержания цитокинов: IL-1β, IL-6, IL-10, IL-18, TNFα, а также НСЕ, β₂-МГ выполняли стандартным методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием диагностических тест-систем производства «Вектор-Бест» (г. Новосибирск) на анализаторе ElisysUnoHuman (Германия).

Полученные цифровые данные подвергли статистической обработке методами медицинской статистики. Применены методы вариационного (U-критерий Манна–Уитни, KU-критерий Краскела–Уоллиса), дисперсионного (ANOVA-F-Фишер, FS-Фишер–Снедекор), дискриминантного (чувствительность и специфичность) и ROC-анализов. Вычисления проводили в электронных таблицах Excel 2013 и SPSS 20.

Результаты

Изучение анамнестических данных, антенатальных, интранатальных факторов риска с использованием статистических методов показало, что у матерей новорожденных (доношенных и недоношенных соответственно) с судорогами высокий процент экстрагенитальных заболеваний (31,8±3,7% χ² = 15,4 p = 0,009 и 62,3±5,0% χ² = 27,2 p₁ < 0,001) гинекологических заболеваний (49,1±3,6% χ² = 37,1 p < 0,001 и 47,0±5,1% χ² = 9,69 p₁ = 0,046) угроза прерывания беременности (9,1±2,5% χ² = 11,290 p < 0,001 и 28,5±4,7% χ² = 14,779 p₁ < 0,001) анемия беременных (40,0±3,6% χ² = 14,9 p < 0,001 и 66,4±4,3% χ² = 18,9 p < 0,001).

Доношенные новорожденные основной группы в 47,3% случаях при рождении на 1-й минуте оценивались в 6-7 баллов, в 14,5% – 4-5 баллов, в 33,6% случаях – 0-3 баллов. Аналогичным образом, на 1-й минуте оценивались недоношенные, но рожденных с 0-3 баллами недоношенных было на 10% больше чем доношенных. На пятой минуте жизни новорожденные с судорогами в основном восстанавливались и имели оценку по шкале Апгар 8-10 баллов. Судороги у наблюдаемых новорожденных развивались на фоне перинатального поражения ЦНС. Морфологические изменения представлены гипоксически-ишемическим поражением ЦНС у 165, гипоксически-геморрагическим поражением ЦНС у 44, гипоксически-инфекционным поражением ЦНС у 30, метаболические нарушения у 22 новорожденных. Дебют судорог в первые 3 суток регистрировался у 128 (49,0±3,1%) новорожденных, частота судорог у доношенных выше на 11,1% по сравнению с недоношенными новорожденными. В период от 3 до 7 дней судороги отмечались у 42 (16,1±2,3%) новорожденных детей. Поздний дебют, т. е. в период 7 дней и более судороги выявлялись у 74 (28,4±2,8%) новорожденных, в основном у недоношенных 53 (35,1%) против 21 (19,1%) у доношенных. Обследованные новорожденные чаще поступали в стационар в тяжелом 89 (34,1±2,9%) и очень тяжелом состоянии 108 (41,4±3,0%). В преагональном состоянии были 45 (17,2±2,3%), летальность отмечалась у 19 (7,3±1,6%) новорожденных. Синдром угнетения был у 124 (47,5±3,1%), синдром гипервозбудимости – у 39 (14,9±2,2%), неонатальная кома – у 3 (1,1±0,7%), гипертензионный синдром – у 48 (18,4±2,4%) новорожденных детей. Согласно нейросонографическим исследованиям отек мозга регистрировался у 83 (31,8%) (χ² = 20,1; р < 0,001), вентрикуломегалия у 44 (16,9%) (χ² = 5,2; р = 0,029), вентрикулит у 43 (16,5±2,3%) (χ² = 8,81; р = 0,003), внутрижелудочковые кровоизлияния у 66 (15,3±2,4%) (χ² = 12,3; р = 0,006) новорожденных основной группы. В группе контроля перивентрикулярные кровоизлияния отмечаются у 37 (14,2±2,2%) новорожденных. У недоношенных новорожденных частота названных нарушений была на 18,6% выше по сравнению с доношенными новорожденными (χ² = 13,3; р = 0,004).

В результате электроэнцефалографических исследований было выявлено, что в большинстве случаев у 78 (30,0%) новорожденных отмечался полиморфный характер судорог, т. е. сочетание различных видов судорог. У 64 (24,5%) новорожденных отмечались атипичные судороги с преобладанием их у 61 (40,4%) недоношенных новорожденных. Клонические судороги чаще регистрировались у 34 (30,9%) доношенных и 26 (17,2%) недоношенных. Судороги миоклонического характера встречались в основном у 21 (13,9%) доношенных новорожденных. Судороги тонические судороги встречались всего у 5 (5,3%) новорожденных.

В исследуемых группах нами также был определен уровень С-реактивный белок (СРБ), который является наиболее часто используемым в клинической практике маркером инфекционного процесса. У новорожденных основной группы уровень СРБ составил 44,6±1,7 (6-96) г/л и превышал показатели контрольной группы в 7,2 раза (F = 27,2; р < 0,001).

Согласно проведенным исследованиям, полиорганные нарушения отмечались у 100 (38,3± 3,0%) новорожденных с судорогами, при этом у недоношенных частота встречаемости этих поражений на 8,3% больше по сравнению с доношенными детьми.

С целью прогнозирования развития неонатальных судорог явилось изучение особенностей цитокиновой активности у группы новорожденных на фоне гипоксически-ишемического поражения ЦНС. Для этого было проведено исследование сывороточного уровня провоспалительных цитокинов IL-1β, IL-6, TNFα и противоспалительного цитокина IL-4 у данного контингента новорожденных. В таблице 1 представлены характеристики уровней цитокинов у новорожденных с судорогами различного гестационного возраста. Нормативные значения показателей цитокинов у здоровых доношенных детей превышали показатели нормативов условно-недоношенных детей. Анализ концентрации выявил, что уровень IL-1β в основной группе достоверно превышал концентрацию вышеуказанных цитокинов новорожденных контрольной группы в 1,9 раза (F = 12,9; χ² = 11,2; р < 0,001); IL-6 в 3 раза (F = 23,9; χ² = 29,4; р < 0,001); TNFα 3 раза (F = 12,1; χ² = 17,9; р < 0,001) по сравнению со здоровыми новорожденными. Содержание противовоспалительного цитокина IL-4 у доношенных детей был низким (F = 7,8; χ² = 5,5; р = 0,006) по сравнению с новорожденными контрольных групп. Уровень перечисленных провоспалительных цитокинов у недоношенных детей с судорогами менялся аналогичным образом: IL-1β в 7 раз (F = 25,5; χ² = 42,5; р < 0,001); IL-6 в 5,6 раза (F = 14,1; χ² = 40,1; р < 0,001); TNFα в 6,1 раза (F = 11,4; χ² = 28,7; р < 0,001) превышал нормативы здоровых новорожденных.

 

Таблица 1. Цитокиновый статус новорожденных с cудорогами, М±m

Table 1. Cytokine status of newborns with seizures, М±m

Цитокины, пг/мл Cytokines, pg/ml	Контрольная группа Control group (n = 46)		Основная группа Main group (n = 139)
	Доношенные Term (n = 25)	Недоношенные Premature (n = 21)	Доношенные Term (n = 58)	Недоношенные Premature (n = 81)
IL-1β	5,8±0,5 (3,1-14,0)	2,6±0,1 (1,6-3,6)	10,8±0,9*** (2,2-32,0)	18,1±1,8*** (3,1-34,8)
IL-6	5,6±0,4 (4,0-12,0)	3,2±0,2 (1,7-5,2)	17,1±1,5*** (1,5-61,9)	18,1±2,1*** (1,5-107,5)
IL-4	3,1±0,3 (0,9-5,0)	3,7±0,3 (3,2-4,3)	2,6±0,2** (0,8-6,6)	2,2±0,2 (1,1-3,8)
TNFα	3,2±0,6 (0,5-10,1)	1,6±0,2 (1,2-2,1)	9,9±1,2*** (0,5-56,9)	9,75±1,20** (7,3-12,7)

Примечание. M – среднее значение, m – стандартная ошибка, (min-max) – размах вариации: минимальные и максимальные значения ряда. Статистическая достоверность разницы с показателями контрольной группы: * – p < 0,05; ** – p < 0,01; *** – p < 0,001.

Note. M, mean value; m, standard error; (min-max), range of variation: minimum and maximum values of the series. Statistical significance of the difference with the indicators of the control group: *, p < 0.05; **, p < 0.01; ***, p < 0.001.

 

При проведении корреляционного анализа τ-Кендалла выявлены множественные корреляционные связи с другими показателями новорожденных. У новорожденных с судорогами выявлена прямая корреляционная зависимость между гиперпродукцией IL-1β, IL-6, TNFα и асфиксией при рождении, повышенным уровнем С-реактивного белка, полиорганной недостаточностью. Прямая средней силы корреляционная связь отмечалась между провоспалительными цитокинами и неврологической симптоматикой (синдромом общего угнетения, гипервозбудимостью, двигательными нарушениями), морфологическими изменениями ЦНС (внутрижелудочковыми кровоизлияниями, церебральной ишемией, вентрикулитом, вентрикуломегалией). Отрицательная связь выявлена между IL-4 и низкой оценкой по шкале Апгар при рождении (τ = -0,186**, p = 0,001), С-реактивного белка (τ = -0,133**, p = 0,029), мультиорганной дисфункцией (τ = -0,132**, p = 0,032), а также с поражением ЦНС.

Для доношенных оптимальной «точкой отсечения» для IL-1β является величина 8,5 пг/ мл. В этой точке чувствительность равна (Sn) 63,8±6,3%, специфичность (Sp) 92,0±5,4%; при IL-6 ≥ 8,2 – Sn = 79,3±5,3%, Sp = 88,0±6,5%, IL-4 ≤ 1,2 – Sn = 91,1±3,8%, Sp = 16,0±7,3%; TNF ≥ 3,8 – Sn = 77,2±5,6%, Sp = 84,0±7,3%.

Для недоношенных oптимальной «точкой отсечения» для IL-1β является величина 3,7 пг/ мл. В этой точке чувствительность равна (Sn) 90,1±3,3%, специфичность (Sp) 100,0±0,0%; при IL-6 ≥ 4,2 – Sn = 91,4%, Sp = 95,2±4,6%, IL-4 ≤ 3,9 Sn = 13,8±3,9%, Sp = 71,4±9,9%; TNFα ≥ 3,7– Sn = 76,8±4,7%, Sp = 100,0±0,0%.

Для оценки значимости цитокинов и силы влияния их экспрессии на реализацию судорожного синдрома у новорожденных использован дисперсионный метод (FS-критерий Фишера–Снедекора) с вычислением 95% нижней и верхней границ. Согласно данным в таблице 2, наиболее значимое влияние на развитие судорог оказывает повышенный уровень провоспалительных цитокинов (IL-1β, IL-6, TNFα).

 

Таблица 2. Корреляционные взаимосвязи у новорожденных с судорогами

Table 2. Correlations of newborns with seizures

Цитокины, пг/мл Cytokines, pg/ml	Корреляция / достоверность Correlation / Reliability	Оценка по шкале Апгар Apqar score	С-реактивный белок C-reactive protein	Полиорган недост Multiple org failure	Синдром угнетения Syndrome of depression	Синдром гипервозбудимости Syndrom hyperexcitability	Вентрикуломегалия Ventrikulomeqaly	Вентрикулит Ventriculitis	Внутричерепные кровоизлияния Intracranial hemorrhages
IL-1β	τ	0,206**	0,182**	0,144*	0,195**	0,174**	0,257**	0,274**	0,203**
	p	0,000	0,002	0,018	0,001	0,004	0,000	0,000	0,001
IL-6	τ	0,197**	0,158**	0,212**	0,249**	0,246**	0,345**	0,329**	0,250**
	p	0,001	0,008	0,000	0,000	0,000	0,000	0,000	0,000
IL-4	τ	-0,186**	-0,133**	-0,132*	-0,198**	-0,146	-0,141**	-0,193**	-0,144**
	p	0,001	0,029	0,032	0,001	0,018	0,019	0,002	0,016
TNFα	τ	0,141*	0,080*	0,133*	0,186	0,126**	0,288**	0,263**	0,135*
	p	0,013	0,179	0,029	0,002	0,307	0,000	0,000	0,022

 

Таблица 3. Анализ ANOVA в оценке цитокенемии у новорожденных с судорогами

Table 3. ANOVA analysis in the assessment of cytokenemia of newborns with seizures

Цитокины, пг/мл Cytokines, pg/ml	F (Fisher)		EIF% (Snedecor)		LB95		UB95		PFS
	Доношенные Term	Недоношенные Premature	Доношенные Term	Недоношенные Premature	38-40	27-37	38-40	27-37
IL-1β	47,4	23,4	35,7	163,3	32,5	163,3	38,8	160,8	0,000
IL-6	44,9	37,6	65,1	170,2	63,4	315,7	66,8	167,7	0,000
IL-4	0,872	85,7	1,1	2,7	0,0	84,4	6,1	0,0	0,104
TNFα	75,6	15,1	48,6	62,2	46,0	60,8	51,1	63,6	0,000

Примечание. EIF% – степень влияния фактора; ДИ – доверительный интервал; FS – значение критерия Фишера–Снедекора (Fisher–Snedecor); IL – цитокины.

Note. EIF%, the degree of influence of the factor; CI, confidence interval; FS, value of the Fisher–Snedecor test; IL, cytokines.

 

Обсуждение

Таким образом, проведенные исследования показали, что при судорожном синдроме, ряд клинических и лабораторных признаков находятся в коррелятивной связи с параметрами иммунной системы. Выявленная направленность иммунных сдвигов и их выраженность указывают на важную патогенетическую роль иммунных механизмов в развитии и прогрессировании изменений в состоянии новорожденных с судорогами. Это связано, с тем, что цитокины, обладая широким спектром биологической активности, также регулируют взаимодействия главных биологических интегративных систем организма - нервной, иммунной и эндокринной.

В неонатальный период в развитии церебральных поражений гипоксическо-ишемического генеза важную роль играет нейровоспаление и поэтому высокие уровни провоспалительных цитокинов при судорогах рассматриваются критерий тяжести поражения мозга.

Заключение

В нашем исследовании выявлены изменения изучаемых сывороточных цитокинов, возникающие в результате реакции иммунной системы с формированием воспалительной реакции и клинической симптоматики у новорожденных с судорогами на фоне перинатального поражения ЦНС различной степенью тяжести по сравнению с новорожденными контрольных групп. Так, поврежденная в результате гипоксии, ишемии или травмы ткань мозга может быть источником провоспалительных цитокинов, обладающих потенциально нейротоксическим действием. Повышенная концентрация провоспалительных цитокинов у новорожденных с ГИЭ с нарушением проницаемости гематоэнцефалического барьера приводит к поддержанию судорожной активности и усугубляет дальнейший неблагоприятный неврологический исход. Выявленное нами достоверное повышение уровня цитокинов с противоспалительной направленностью показало, что при неонатальных судорогах церебральные нарушения и дисфункция ряда органов и систем находятся в коррелятивной связи с параметрами иммунной системы. Таким образом, экспрессия провоспалительных цитокинов может служить дополнительным маркером своевременной диагностики и прогнозирования неонатальных судорог на фоне перинатального гипоксически-ишемического поражения ЦНС.

About the authors

G. M. Gurbanova

K. Farajova Research Institute of Pediatrics

Email: rahimova_nailya@mail.ru

PhD (Medicine), Assistant Professor, Department of Neurology

Azerbaijan, 1065, Baku, Basti Bagirova str., 17

Naila J. qızı Ragimova

A. Aliyev Azerbaijan State Medical Institute for Postgraduate Education

Author for correspondence.
Email: rahimova_nailya@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Deputy Director for Research

Azerbaijan, 1065, Baku, Basti Bagirova str., 17

References

Supplementary files