Email this article Blood cytokines in children with erosive gastritis
- Authors: Polivanova T.V.1, Vshivkov V.A.1
-
Affiliations:
- Krasnoyarsk Research Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 27, No 4 (2024)
- Pages: 947-952
- Section: SHORT COMMUNICATIONS
- Submitted: 31.03.2024
- Accepted: 01.04.2024
- Published: 25.10.2024
- URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/16789
- DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-16789-BCI
- ID: 16789
Cite item
Full Text
Abstract
Aim: To evaluate the cytokine profile of blood serum in children with erosive gastritis depending on the activity of the inflammatory process, bacterial invasion of H. pylori and family predisposition to peptic ulcer disease. Gastroscopy was performed with the collection of biopsy material from the gastric mucosa in 168 children aged 7-17 years with gastroenterological complaints. Subsequently, a morphological examination of biopsy specimens confirmed the diagnosis of gastritis in all examined patients and determined H. pylori invasion. The content of cytokines in the blood serum (IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-18, IL-1β, IFNα, TNFα) was determined using the enzyme immunoassay method. When analyzing cytokine levels in schoolchildren infected with H. pylori, there were no differences in cytokine concentrations (p > 0.05). While in uninfected children in the presence of erosive changes, a decrease in IL-2 content was noted (p = 0.026). In individuals with a family history of peptic ulcer disease with erosive gastritis, an increase in the content of IL-8 was observed (p = 0.006), which is known to play an important role in maintaining innate immunity. Whereas, in the absence of a family predisposition, schoolchildren with erosive gastritis showed a decrease in IL-2 (p = 0.027), which is similar to the level of IL-2 in schoolchildren with erosive gastritis without H. pylori infection. IL-2 is considered an activator of the antitumor response and this property is being actively studied in patients with gastric cancer. In the context of these data, it can be assumed that in individuals with erosive gastritis, even without a family predisposition and H. pylori infection, inhibition of IL-2 synthesis is observed. What causes this influence is an open question. Thus, the variety of components of the cytokine profile involved in the regulation of the inflammatory process and the influencing negative factors create difficulties in assessing and, even more so, predicting the role and significance of changes in the content of a particular cytokine in the blood serum in children with erosive gastritis.
Full Text
Введение
Гастрит с эрозиями характеризуется нарушением целостности слизистой оболочки желудка в виде образования эрозий и является достаточно частой патологией в детском возрасте. В развитии эрозивного гастрита особую значимость имеют факторы, способствующие формированию агрессивного желудочного содержимого, в первую очередь касающиеся его кислотности [1]. В частности, к этому относятся нарушения гормональной регуляции выработки соляной кислоты, и, прежде всего, это затрагивает такие гормоны, как ацетилхолин, гастрин и медиатор желудочной секреции гистамин [5].
Среди других факторов с выраженным негативным влиянием на риск развития эрозивного гастрита рассматривается инфекция Helicobacter pylori (H. pylori) [9]. При этом чрезмерная стимуляция и выработка соляной кислоты приводит к нарушению слизистого барьера и повреждению слизистой желудка и воспалению. Одними из ведущих регуляторов данных процессов выступают цитокины, обеспечивающие поддержание на физиологическом уровне процессов регенерации и апоптоза. В этом контексте следует указать на семейную предрасположенность по язвенной болезни, которую характеризует, согласно научным данным, высокая кислотная продукция в желудке, базирующаяся на морфо-функциональных особенностях желудка у данных лиц [12]. Активность гастрита также рассматривается ключевым фактором в патогенезе эрозивного гастрита, что сопряжено с нарушением процессов физиологической регенерации, которая во многом определяется наличием инфицирования H. pylori.
Учитывая мультифакториальность гастрита, сохраняется актуальность исследования механизмов регуляции и реализации про- и противовоспалительных эффектов цитокинов. Это позволит лучше понять патофизиологические процессы, приводящие к развитию эрозий в желудке.
Функциональное разнообразие цитокиновой сети в плане регуляции воспалительного процесса в слизистой оболочке желудка позволяет им выступать в качестве эффективных реагентов на повреждение, в том числе связанное с инфекционными патогенами [6, 8]. При этом обнажается функциональная несостоятельность того или иного звена, обеспечивающего физиологическое течение воспалительного процесса, в том числе затрагивающего иммунный ответ на инфекцию, процессы пролиферации. А при усилении воздействия агрессивных факторов на слизистую желудка в определенный момент требуется более выраженный защитный ответ на системном уровне с привлечением всего организма.
Цель – оценить цитокиновый профиль сыворотки крови у детей с эрозивным гастритом в зависимости от активности воспалительного процесса, бактериальной инвазии H. pylori и семейной предрасположенности к язвенной болезни.
Материалы и методы
Было оценено содержание цитокинов (IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-18, IL-1β, IFNα, TNFα) в сыворотке крови у школьников в возрасте 7-17 лет с гастритом. Исследование осуществлялось в два этапа.
На первом этапе скрининговым методом проведен подбор детей для углубленного исследования. Для этого использовались стандартные анкеты, которые содержали комплекс вопросов о наличии у ребенка гастроэнтерологических жалоб: диспепсические жалобы, абдоминальные боли с различной локализацией, изжога, нарушения стула и т. д. Критериями исключения детей из дальнейшего исследования являлись: 1. Возраст ребенка младше 7 и старше 17 лет; 2. Наличие острых воспалительных заболеваний в течение последнего месяца; 3. Наличие хронических заболеваний других органов в стадии обострения; 4. Функциональная недостаточность органов и систем организма; 5. Наличие аллергических заболеваний; 6) Отсутствие морфологических признаков гастрита; 7) Наличие язвенной болезни; 8) Наличие сведений об эрадикационной терапии H. pylori в течение последних 2 месяцев.
На втором этапе 168 детям с гастроэнтерологическими жалобами проведена эзофагогастродуоденоскопия с забором биопсийного материала из слизистой оболочки желудка. В дальнейшем, после соответствующей подготовки биоптатов морфологическим исследованием был подтвержден диагноз «гастрит». При анализе материала мы разделили всех обследованных детей на 2 группы: с эрозиями в желудке и без них.
Наличие и активность воспалительного процесса в слизистой оболочке желудка определяли морфологически с использованием световой микроскопии биопсийных срезов после окраски гематоксилин-эозином (Сиднейская классификация), базирующуюся на оценке интенсивности нейтрофильной инфильтрации эпителия и/или собственной пластинки. Подтверждение бактериальной инвазии H. pylori осуществлялось морфологическим методом – в биопсийных срезах после их окраски по Гимзе [4, 10].
Определение содержания цитокинов в сыворотке крови (IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-18, IL-1β, IFNα, TNFα) проводили методом иммуноферментного анализа с применением тест-систем АО «Вектор-Бест» (г. Новосибирск). Для этого производился забор крови у обследуемых объемом 5 мл, которую центрифугировали, отделяли сыворотку и хранили при температуре -20 °C до проведения методики в соответствии с инструкцией производителя.
Протокол исследования соответствует этическим принципам статьи 24 Конституции РФ и Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации. У всех участников исследования предварительно были получены письменные информированные согласия. В работе использовалось эндоскопическое оборудование Красноярского регионального центра коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН.
Анализ статистической значимости различий признаков проводили с помощью программы SPSS version 23.0 (IBM, Inc., США). Значимость различий признаков оценивали с использованием критерия Манна–Уитни. Результаты исследования представлены для выборок, не подчиняющихся нормальному закону распределения, медианой (Ме) и интерквартильным интервалом (Q0,25-Q0,75). Статистическая значимость оценивалась при р < 0,05.
Результаты и обсуждение
Анализируя показатели цитокинов, мы в целом не выявили существенных различий у детей с эрозиями и без них (табл. 1). Имелась лишь незначимая тенденция в снижении содержания в крови IL-2 у детей с эрозиями (р = 0,077).
ТАБЛИЦА 1. СОДЕРЖАНИЕ ЦИТОКИНОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ У ДЕТЕЙ С ЭРОЗИВНЫМ ГАСТРИТОМ
TABLE 1. CONTENT OF CYTOKINES IN BLOOD SERUM IN CHILDREN WITH EROSIVE GASTRITIS
Цитокины Cytokines | Эрозии+ Erosion+ (n = 26) | Эрозии- Erosion- (n = 142) | р | ||||
Me | Q0,25 | Q0,75 | Me | Q0,25 | Q0,75 | ||
IL-2 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,077 |
IL-4 | 1,1 | 0,4 | 1,9 | 1,3 | 0,6 | 1,9 | 0,682 |
IL-6 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,488 |
IL-8 | 16,8 | 0,1 | 83,2 | 16,4 | 0,1 | 82,8 | 0,973 |
IL-18 | 126,1 | 89,5 | 196,0 | 121,9 | 66,9 | 183,1 | 0,763 |
IL-1β | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,208 |
IFNα | 0,1 | 0,1 | 1,7 | 0,1 | 0,1 | 1,5 | 0,833 |
TNFα | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,453 |
IL-10 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,696 |
Примечание. n – число детей; p – уровень значимости.
Note. n, number of children; p, level of significance.
Аналогичным образом было проанализировано содержание цитокинов изучаемого профиля у школьников с эрозивным гастритом в зависимости от инфицирования H. pylori (табл. 2). Установлено, что среди инфицированных детей значимые отклонения концентраций цитокинов крови в зависимости от наличия эрозивных дефектов в желудке отсутствовали (р > 0,05). Тем самым, очевидно, этот результат подчеркивает доминирующее влияние инфекции на течение воспалительного процесса в слизистой оболочке желудка, являясь как его триггером, так и влияя на его прогрессирование. В то время как у неинфицированных детей при наличии эрозивных изменений слизистой оболочки желудка отмечено снижение содержания IL-2 (р = 0,026).
ТАБЛИЦА 2. СОДЕРЖАНИЕ ЦИТОКИНОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ У ДЕТЕЙ С ЭРОЗИВНЫМ ГАСТРИТОМ И ПРИ НАЛИЧИИ H. PYLORI
TABLE 2. CONTENT OF CYTOKINES IN BLOOD SERUM IN CHILDREN WITH EROSIVE GASTRITIS AND IN THE PRESENCE OF H. PYLORI
H. pylori | Цитокины Cytokines | Эрозии+ Erosion+ | Эрозии- Erosion- | р | ||||
Me | Q0,25 | Q0,75 | Me | Q0,25 | Q0,75 | |||
H. pylori + (n Эрозии+ = 13; n Эрозии- = 78) (n Erosion+ = 13; n Erosion- = 78) | IL-2 | 0,1 | 0,1 | 0,3 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,783 |
IL-4 | 1,0 | 0,1 | 2,1 | 1,2 | 0,5 | 1,9 | 0,581 | |
IL-6 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,754 | |
IL-8 | 2,5 | 0,1 | 60,5 | 22,0 | 0,1 | 92,4 | 0,270 | |
IL-18 | 120,8 | 68,6 | 207,7 | 131,6 | 61,2 | 219,7 | 0,726 | |
IL-1β | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,257 | |
IFNα | 0,1 | 0,1 | 1,5 | 0,1 | 0,1 | 1,5 | 0,812 | |
TNFα | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,562 | |
IL-10 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,925 | |
H. pylori- (n Эрозии+ = 13; n Эрозии- = 64) (n Erosion+ = 13; n Erosion- = 64) | IL-2 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,4 | 0,026 |
IL-4 | 1,6 | 0,6 | 1,9 | 1,5 | 0,7 | 1,9 | 0,907 | |
IL-6 | 0,1 | 0,1 | 32,6 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,391 | |
IL-8 | 74,9 | 0,1 | 114,5 | 7,5 | 0,1 | 72,1 | 0,306 | |
IL-18 | 140,2 | 93,2 | 202,6 | 111,0 | 68,7 | 164,0 | 0,408 | |
IL-1β | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,442 | |
IFNα | 0,1 | 0,1 | 1,7 | 0,1 | 0,1 | 1,3 | 0,928 | |
TNFα | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,647 | |
IL-10 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,797 | |
Примечание. n – число детей; p – уровень значимости.
Note. n, number of children; p, level of significance.
Учитывая научную догму о выраженном негативном влиянии инфекции H. pylori на течение воспалительного процесса в слизистой желудка, в том числе на риск формирования эрозий, мы предположили, что H. pylori может оказывать свое агрессивное воздействие на процесс в определенных условиях. В частности у лиц с особенностями морфо-функциональных характеристик желудка, предопределяемых генетическими механизмами, и заболевание может иметь регуляторную специфику цитокиновой сети, что обнажает те или иные стороны функциональной несостоятельности системы.
Так, у лиц с семейным отягощением по язвенной болезни (табл. 3) при эрозивном гастрите наблюдалось увеличение содержания IL-8 (р = 0,006), который, как известно, выполняет важную роль в поддержании врожденного иммунитета [11]. Системное повышение IL-8 может отражать снижение иммунного ответа на местном уровне у лиц с семейной предрасположенностью к язвенной болезни. Тогда как в отсутствие семейной предрасположенности, у школьников с эрозивным гастритом отмечено снижение IL-2 (р = 0,027), что аналогично содержанию IL-2 у школьников с эрозивным гастритом без инфицирования H. pylori (табл. 2). IL-2 рассматривается активатором противоопухолевого ответа и это его свойство активно изучается у больных с раком желудка [3, 7]. Наряду с этим, есть экспериментальные исследования, показавшие, что колонизация слизистой желудка H. рylori, которая является фактором риска развития рака желудка и язвенной болезни, сопряжена с ингибированием выработки IL-2. При этом в качестве субстрата, обеспечивающего данное негативное влияние на цитокиновый ответ организма на инфекцию рассматривается токсин VacA [2]. В контексте этих данных можно предположить, что у лиц с эрозивным гастритом даже в отсутствие влияния столь значимых факторов, как семейная предрасположенность и инфицирование H. рylori, наблюдается ингибирование синтеза IL-2. Что является причиной такого влияния – вопрос открытый.
ТАБЛИЦА 3. СОДЕРЖАНИЕ ЦИТОКИНОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ У ДЕТЕЙ С ЭРОЗИВНЫМ ГАСТРИТОМ ПРИ СЕМЕЙНОЙ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНИ
TABLE 3. THE CONTENT OF CYTOKINES IN BLOOD SERUM IN CHILDREN WITH EROSIVE GASTRITIS WITH A FAMILY PREDISPOSITION TO PEPTIC ULCER DISEASE
Семейная предрасположенность к язвенной болезни Family predisposition to peptic ulcer disease | Цитокины Cytokines | Эрозии+ Erosion+ | Эрозии- Erosion- | р | ||||
Me | Q0,25 | Q0,75 | Me | Q0,25 | Q0,75 | |||
Есть (n Эрозии+ = 9; n Эрозии- = 58) Yes (n Erosion+ = 9; n Erosion- = 58) | IL-2 | 0,1 | 0,1 | 0,8 | 0,1 | 0,1 | 0,3 | 0,991 |
IL-4 | 1,7 | 0,9 | 2,2 | 1,5 | 0,8 | 2,0 | 0,663 | |
IL-6 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,827 | |
IL-8 | 86,4 | 60,5 | 170,1 | 13,8 | 0,1 | 49,3 | 0,006 | |
IL-18 | 171,4 | 116,3 | 224,8 | 111,0 | 66,6 | 174,0 | 0,144 | |
IL-1β | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,485 | |
IFNα | 0,4 | 0,2 | 2,2 | 0,5 | 0,1 | 1,6 | 0,440 | |
TNFα | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,575 | |
IL-10 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,909 | |
Нет (n Эрозии+ = 17; n Эрозии- = 84) No (n Erosion+ = 17; n Erosion- = 84) | IL-2 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,027 |
IL-4 | 0,7 | 0,1 | 1,7 | 1,1 | 0,5 | 1,8 | 0,381 | |
IL-6 | 0,1 | 0,1 | 23,3 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,738 | |
IL-8 | 0,6 | 0,1 | 37,0 | 20,7 | 0,1 | 92,0 | 0,073 | |
IL-18 | 102,9 | 20,4 | 127,0 | 129,3 | 70,5 | 227,3 | 0,169 | |
IL-1β | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,239 | |
IFNα | 0,1 | 0,1 | 0,9 | 0,1 | 0,1 | 0,7 | 0,728 | |
TNFα | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,649 | |
IL-10 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,673 | |
Примечание. n – число детей; p – уровень значимости.
Note. n, number of children; p, level of significance.
Заключение
Таким образом, многообразие составляющих цитокинового профиля, участвующих в регуляции воспалительного процесса, и воздействующих негативных факторов формируют трудности в оценке и тем более предсказании роли и значения изменения содержания конкретного цитокина в сыворотке крови у детей при эрозивном гастрите, который может отражать как физиологические, так и патологические процессы.
About the authors
T. V. Polivanova
Krasnoyarsk Research Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences
Email: vitali1983@mail.ru
PhD, MD (Medicine), Chief Research Associate, Clinical Department of Pathology of the Digestive System in Adults and Children, Research Institute for Medical Problems of the North
Russian Federation, 3g Partizan Zheleznyak St, Krasnoyarsk, 660022V. A. Vshivkov
Krasnoyarsk Research Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: vitali1983@mail.ru
PhD (Medicine), Senior Research Associate, Clinical Department of Pathology of the Digestive System in Adults and Children, Research Institute for Medical Problems of the North
Russian Federation, 3g Partizan Zheleznyak St, Krasnoyarsk, 660022References
- Каспаров Э.В., Поливанова Т.В., Вшивков В.А. Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь и эрозивно-язвенные поражения гастродуоденальной зоны у школьников Сибири различного возраста // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии, 2019. Т. 29, № 4. С. 22-29. [Kasparov E.V., Polivanova T.V., Vshivkov V.A. Gastroesophageal reflux disease and erosive-ulcerative lesions of the gastroduodenal zone in schoolchildren of various ages in Siberia. Rossiyskiy zhurnal gastroenterologii, gepatologii, koloproktologii = Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology, 2019, Vol. 29, no. 4, pp. 22-29. (In Russ.)]
- Algood H.M., Torres V.J., Unutmaz D., Cover T.L. Resistance of primary murine CD4+ T cells to Helicobacter pylori vacuolating cytotoxin. Infect. Immun., 2007, Vol. 75, no. 1, pp. 334-341.
- Cesana G.C., Romano F., Piacentini G., Scotti M., Brenna A., Bovo G., Vaghi M., Aletti G., Caprotti R., Kaufman H., Uggeri F. Low-dose interleukin-2 administered pre-operatively to patients with gastric cancer activates peripheral and peritumoral lymphocytes but does not affect prognosis. Ann. Surg. Oncol., 2007, Vol. 14, no. 4, pp. 1295-1304.
- Dixon M.F., Genta R.M., Yardley J.H., Correa P. Histological classification of gastritis and Helicobacter pylori infection: an agreement at last? The International Workshop on the Histopathology of Gastritis. Helicobacter, 1997, Vol. 2, no. 1, pp. 17-24.
- Engevik A.C., Kaji I., Goldenring J.R. The physiology of the gastric parietal cell. Physiol. Rev., 2020, Vol. 100, no. 2, pp. 573-602.
- Harris P.R., Weber H.C., Wilcox C.M., Jensen R.T., Smith P.D. Cytokine gene profile in gastric mucosa in Helicobacter pylori infection and Zollinger-Ellison syndrome. Am. J. Gastroenterol., 2002, no. 97, pp. 312-318.
- Herman Mahečić D., Cigrovski Berković M., Zjačić-Rotkvić V., Čačev T., Kapitanović S., Ulamec M. Inflammation-related cytokines and their roles in gastroenteropancreatic neuroendocrine neoplasms. Bosn. J. Basic. Med. Sci., 2020, Vol. 20, no. 4, pp. 445-450.
- Lambrecht B.N., Hammad H., Fahy J.V. The cytokines of asthma. Immunity, 2019, Vol. 50, no. 4, pp. 975-991.
- Shahinyan T., Amaryan G., Tadevosyan A., Braegger C. Clinical, endoscopic, and histological characteristics of Helicobacter pylori positive and negative armenian children with recurrent abdominal pain and/or dyspepsia. Georgian Med. News, 2022, no. 324, pp. 71-78.
- Sugano K., Tack J., Kuipers E.J., Graham D.Y., El-Omar E.M., Miura S., Haruma K., Asaka M., Uemura N., Malfertheiner P. Kyoto global consensus report on Helicobacter pylori gastritis. Gut, 2015, Vol. 64, no. 9, pp. 1353-1367.
- Torina A., Villari S., Blanda V., Vullo S., La Manna M.P., Shekarkar Azgomi M., Di Liberto D., de la Fuente J., Sireci G. Innate immune response to tick-borne pathogens: cellular and molecular mechanisms induced in the hosts. Int. J. Mol. Sci., 2020, Vol. 21, no. 15, 5437. doi: 10.3390/ijms21155437.
- Tuerk E., Doss S., Polsley K. Peptic ulcer disease. Prim. Care, 2023, Vol. 50, no. 3, pp. 351-362.
Supplementary files
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).