КЛИНИКО-БИОХИМИЧЕСКИЕ И ИММУННЫЕ АСПЕКТЫ ОСТРОГО БРОНХИОЛИТА У ДЕТЕЙ

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты клинико-лабораторных исследований острого бронхиолита у детей до 9 месяцев, акцентируя внимание на клинико-биохимических и иммунологических аспектах, а также нерешенных вопросах диагностики, в частности, бронхиолита, вызванного респираторно-синцитиальным вирусом. В работе проанализированы клинико-биохимические и иммунологические особенности течения острого бронхиолита. Клиническая картина заболевания зависит от его формы и этиологии, при этом основным возбудителем остается респираторно-синцитиальный вирус. Выявленный дисбаланс цитокинового профиля может служить маркером тяжести бронхиолита, что в дальнейшем поможет в выборе тактики ведения больных. Изменения в уровнях малонового диальдегида, супероксиддисмутазы и каталазы являются статистически значимыми, указывая на наличие оксидативного стресса и нарушения антиоксидантной защиты у детей с острым бронхиолитом.

ABSTRACT

The article presents the results of clinical and laboratory studies of acute bronchiolitis in children under 9 months of age, focusing on clinical, biochemical, and immunological aspects, as well as unresolved diagnostic issues, particularly respiratory syncytial virus-induced bronchiolitis. The work analyzed the clinical, biochemical, and immunological features of the course of acute bronchiolitis. The clinical picture of the disease depends on its form and etiology, with the respiratory syncytial virus remaining the main causative agent. The identified cytokine profile imbalance can serve as a marker of bronchiolitis severity, which will later help in choosing patient management tactics. Changes in the levels of malondialdehyde, superoxide dismutase, and catalase are statistically significant, indicating the presence of oxidative stress and antioxidant defense disorders in children with acute bronchiolitis.

Ключевые слова: дети, острый бронхиолит, клинические проявления, малоновый диальдегид, супероксиддисмутаза, каталаза, цитокины.

Keywords: children, acute bronchiolitis, clinical manifestations, malondialdehyde, superoxide dismutase, catalase, cytokines.

Бронхиолит — это самая распространённая вирусная инфекция нижних дыхательных путей, поражающая младенцев в первый год жизни. Пик заболеваемости наблюдается у детей в возрасте от 3 до 9 месяцев.  Симптомокомплекс острого бронхиолита включает обструкцию нижних дыхательных путей, возникающую на фоне острой респираторной вирусной инфекции или под воздействием раздражителей. Он сопровождается кашлем и признаками дыхательной недостаточности, такими как затрудненное дыхание, тахипноэ, втягивание межреберных промежутков и/или подреберий, раздувание крыльев носа и двусторонние хрипы в легких [2,15].

Согласно данным мировой статистики, этиология бронхиолита в подавляющем большинстве случаев связана с респираторно-синцитиальным (РС) вирусом. Данный вирус идентифицируется у 80% заболевших детей в возрасте от 3 до 12 месяцев. Существует все больше данных о вирусной природе бронхиолита, главным образом вызываемого респираторно-синцитиальным вирусом (РС-вирусом), который широко распространен и влияет на формирование постинфекционного иммунитета [5]. Среди других вирусных агентов чаще встречаются вирусы парагриппа (III тип) (10-30%), гриппа (10-20%), аденовирусы (5-10%), M. Pneumoniae (5-15%), метапневмовирусы человека (9%), риновирусы, коронавирусы и/или микст-инфекция [7]. В Европе от 60% до 90% госпитализацией детей в связи бронхиолитом приходится на РС-вирусную инфекцию [9].

К сожалению, по литературным данным, до 80% случаев бронхиолита расцениваются, как пневмония. Изменения на рентгенограммах у детей раннего возраста при бронхиолитах и пневмониях бывают схожими, что может способствовать гипердиагностике пневмоний и необоснованному назначению антибактериальной терапии [1,3].

Вместе с тем, результаты отечественных и зарубежных исследований по изучению особенностей клинической картины острого бронхиолита у детей не позволяют создать единое представление о течении заболевания в современных условиях, так как содержат разнородные данные [9,14].

Степень выраженности каждого из  звеньев патогенеза, вероятно, зависит от возраста ребенка, типа вируса или их комбинации, наличия атопии, факторов внешней среды (климат, пассивное курение), иммунологической реактивности [12,13]. Ведущая роль в регулировании тканевого гомеостаза и межклеточного взаимодействия в легочной ткани при бронхиолите отводится цитокинам [4]. Иммунный ответ организма на вирусную инфекцию представляет собой комплексный процесс, в который вовлечено множество клеток, цитокинов и медиаторов [8].

Согласно современным данным, оксидативный стресс (ОС) играет ключевую роль в патогенезе и прогрессировании воспалительных заболеваний дыхательных путей, таких как астма, муковисцидоз и бронхообструктивные заболевания. Установлено, что острый бронхиолит, вызванный респираторно-синцитиальным вирусом (RSV), может приводить к развитию ОС в клетках респираторного эпителия и увеличению продукции перекисного окисления липидов (ПОЛ) [10,11].

В настоящее время не существует четких лабораторных маркеров для определения тяжести бронхиолита, что усложняет прогнозирование и лечение заболевания у детей. Иммунный ответ организма и окислительный стресс играют ключевую роль в патогенезе острого бронхиолита, поскольку нарушение активности антиоксидантной системы может усугублять воспалительные процессы. Для лучшего понимания этих механизмов и оценки роли антиоксидантной системы необходимы дополнительные проспективные исследования, которые помогут разработать методы диагностики и лечения.

Цель исследования: выявить клинико-биохимические и иммунные аспекты острого бронхиолита у детей для более глубокого понимания патогенеза заболевания.

Материал и методы исследования. В исследуемую группу вошли 110 детей с острым бронхиолитом, поступивших с диагнозом острый бронхиолит в отделение пульмонологии РСНПМЦ Педиатрии МЗ РУз. Контрольную группу составили 24 практически здоровых ребенка аналогичного возраста.

Диагноз устанавливался на основании классификации основных клинических форм бронхолегочных заболеваний у детей, одобренным на специальном заседании XVIII Национального конгресса по болезням органов дыхания [6]. В процессе комплексного обследования детей использовались клинико-лабораторные, биохимические и иммунологические методы исследования.

Вирусологическое исследование мазков из полости носа и ротоглотки проводилось в лаборатории «De Factum» с использованием метода полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ПЦР).

Для оценки интенсивности переокисления липидов (ПОЛ) в биохимических исследованиях определяли уровень малонового диальдегида (МДА) в сыворотке крови с помощью спектрофотометра «BECKMAN DU 650» (США). Антиоксидантную защиту оценивали по активности каталазы и супероксиддисмутазы в сыворотке крови, используя анализатор «EOS Bravo Forte» (Италия). Эти исследования проводились в лаборатории биохимии Республиканского специализированного научно-практического медицинс-кого центра педиатрии МЗ РУз.

Иммунологические исследования выполнялись в Институте Иммунологии и геномики человека Академии наук Республики Узбекистан. Концентрации цитокинов (IL-4, IL-6, IL-10, IFN-γ и IFN-α) у детей определялись в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием реактивов производства ООО «Цитокин» (Россия).

Статистическая обработка полученных результатов проводилась программой, разработанной в пакете Microsoft Office Excel-2010. Использовались методы вариационной статистики с вычислением средних арифметических значений (М), их стандартных ошибок (m) и достоверных различий по критерию Фишера-Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение. В результате ретроспективного анализа 4482 историй болезни детей с бронхолегочной патологией, проходивших стационарное лечение в период с 2020 по 2022 годы, установлено, что острый бронхиолит (ОБ) был диагностирован у 5,8% больных (рис.1).

Рисунок 1. Частота встречаемости острого бронхиолита на основании изучения историй болезни детей с бронхолегочной патологией, (%)

У оставшихся 94,2% детей выявлены другие заболевания дыхательной системы. Частота случаев острого бронхиолита среди детей, обращавшихся за стационарной медицинской помощью, в 2020 году составила 5,3%. В последующие годы отмечается тенденция к увеличению данного показателя: в 2021 году он достиг 6,1%, а в 2022 году составил 5,9%. Частота случаев острого бронхиолита возросла с 2020 по 2021 год, что может быть связано с увеличением циркуляции вирусов и ослаблением профилактических мер.

Среди детей с острым бронхиолитом мальчики составляли 60,9%, а девочки – 39,1%, при этом во всех возрастных группах преобладали мальчики. В контрольной группе практически здоровых детей доля мальчиков составила 45,8%, а девочек – 54,2%.

У детей с острым бронхиолитом, прошедших обследование, основные клинические симптомы распределяются следующим образом (рис.2): побледнение кожи — 84,4%, сухость кожных покровов — 33,3%, мраморность — 6,6%, снижение аппетита — 91,1%, участие мышц при дыхании — 87,3%, кашель — 62,7%, экспираторное хрипение — 84,5%, смешанное хрипение — 15,5%, цианоз носогубного треугольника — 62,7%, коробочный звук легких — 89,1%, влажные хрипы — 84,4%.

Рисунок 2. Частота встречаемости клинических проявлений у наблюдаемых больных при поступлении, (%)

Результаты этиологических факторов острого бронхиолита у детей показали (рис.3), что вирусы и микроорганизмы вызывают воспаление бронхиол и мелких бронхов. РС-вирус (53,6%) является основным этиологическим фактором острого бронхиолита. Респираторный синцитиальный вирус — один из основных возбудителей респираторных инфекций у детей, вызывая воспаление бронхиол и развитие бронхообструктивного синдрома. Вирус парагриппа (6,4%) также вызывает воспаление дыхательных путей у детей. Этот вирус передается воздушно-капельным путем и может привести к бронхиолиту у младших детей. Аденовирус (7,3%) также является возбудителем инфекционных заболеваний у детей, вызывая воспаление дыхательных путей и острый бронхиолит.

Рисунок 3. Основные этиологические факторы острого бронхиолита у детей, (%)

Метапневмовирус (4,5%) — еще один вирус, ответственный за респираторные инфекции, включая бронхиолит. Риновирус (9,1%) вызывает инфекции дыхательных путей и часто приводит к брадикардии или бронхообструкции. Коронавирус (3,6%) также может быть причиной респираторных заболеваний у детей и стал более распространенным в последние годы. РС-вирус + другие вирусы (8,2%) — сочетание РС-вируса с аденовирусом, вирусом парагриппа или риновирусами может привести к осложнениям бронхиолита. РС-вирус + Mycoplasma pneumonia (4,5%) — инфекция РС-вирусом совместно с бактериями Mycoplasma pneumonia может вызвать бронхиолит. РС-вирус + Chlamydia pneumonia (2,7%) — бактерия Chlamydia pneumonia совместно с РС-вирусом также может вызвать развитие бронхиолита. Эти данные описывают этиологические особенности острого бронхиолита у детей и показания к различным инфекциям.

Анализ уровней интерлейкинов (IL) и интерферонов (IFN) в сыворотке крови у детей с острым бронхиолитом демонстрирует выраженные изменения в иммунном статусе по сравнению с практически здоровыми детьми (рис.4). Уровень IL-4, маркера Th2-ответа, у детей с ОБ значительно повышен (16,2 пг/мл) по сравнению с практически здоровыми детьми (4,9 пг/мл). Это указывает на усиление аллергического и воспалительного компонента в иммунном ответе.

Рисунок 4. Результаты анализа показателей интерлейкинов и интерферонов в сыворотке крови у детей с острым бронхиолитом, (M±m)

Уровень IL-4, маркера Th2-ответа, у детей с ОБ значительно повышен (16,2 пг/мл) по сравнению с практически здоровыми детьми (4,9 пг/мл). Это указывает на усиление аллергического и воспалительного компонента в иммунном ответе. Концентрация IL-6 у детей с ОБ составляет 30,4 пг/мл, что превышает уровень у здоровых детей (17,4 пг/мл). IL-6 является важным провоспалительным цитокином, повышение которого связано с системным воспалением. Уровень IL-10, противовоспалительного цитокина, у детей с ОБ также повышен (21,8 пг/мл) по сравнению с практически здоровыми детьми (10,4 пг/мл). Это может свидетельствовать о компенсаторной активации механизмов, направленных на подавление воспаления. Уровень IFN-α у детей с ОБ увеличен (28,1 пг/мл) по сравнению с практически здоровыми детьми (15,8 пг/мл), что отражает активизацию врожденного иммунного ответа на вирусные инфекции. Концентрация IFN-γ у детей с ОБ снижена (22,5 пг/мл) по сравнению с практически здоровыми детьми (34,3 пг/мл). IFN-γ играет ключевую роль в активации клеточного иммунитета, и его снижение может свидетельствовать о дисбалансе иммунного ответа.

Таким образом, у детей с острым бронхиолитом наблюдается повышение уровней провоспалительных цитокинов (IL-4, IL-6, IFN-α) и IL-10, что указывает на активацию как воспалительного, так и противовоспалительного звеньев иммунитета. Снижение IFN-γ свидетельствует о возможном нарушении адаптивного клеточного иммунного ответа, что может способствовать тяжести течения заболевания.

Результаты исследования показали (рис.5), что у детей с острым бронхиолитом показатели оксидативного стресса в крови (малоновый диальдегид) значительно выше по сравнению со здоровыми детьми. Уровень малонового диальдегида (МДА), который является маркером оксидативного стресса, составил 2,8 нмоль/мл у здоровых детей, тогда как у детей с острым бронхиолитом данный показатель достиг 5,3 нмоль/мл.

Рисунок 5. Результаты анализа показателей оксидативного стресса (малонового диальдегида) в сыворотке крови у детей с ОБ, (M±m)

Результаты анализа показателей антиоксидантной защиты у детей с острым бронхиолитом показывают заметное снижение активности ключевых ферментов антиоксидантной системы, а именно супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КТ), по сравнению с практически здоровыми детьми (рис. 6).

Рисунок 6. Результаты анализа показателей антиоксидантной защиты (супероксиддисмутазы, каталазы) в сыворотке крови у детей с ОБ, (M±m)

Активность супероксиддисмутазы (СОД) в контрольной группе составляет 2,4±0,09 УЕ/мл, в то время как у детей с ОБ она значительно снижается до 1,6±0,07 УЕ/мл. Это также подтверждается высоким уровнем достоверности (p <0,001), указывая на нарушение антиоксидантной активности у данной категории больных. Кроме того, активность каталазы (КТ) в контрольной группе равна 11,5 ± 0,8 мкат/мин/мл, тогда как у детей с ОБ этот уровень снижен до 7,2±0,6 мкат/мин/мл, с статистической значимостью p <0,01. Эти результаты подчеркивают наличие оксидативного стресса и нарушения антиоксидантной защиты у детей с острым бронхиолитом, что указывает на необходимость дальнейшего исследования методов коррекции оксидативного стресса для улучшения клинического состояния пациентов.

Таким образом, в 2020 году частота случаев острого бронхиолита среди детей, обращавшихся за стационарной медицинской помощью, составила 5,3% и увеличилась до 6,1% в 2021 году и 5,9% в 2022 году. Основные клинические симптомы включали снижение аппетита (91,1%), участие мышц при дыхании (87,3%), побледнение кожи (84,4%) и экспираторное хрипение (84,5%). Основным этиологическим фактором острого бронхиолита оказался респираторный синцитиальный вирус (53,6%). Анализ уровней интерлейкинов и интерферонов в сыворотке крови у детей с острым бронхиолитом продемонстрировал выраженные изменения в иммунном статусе по сравнению с практически здоровыми детьми. Это подчеркивает необходимость дальнейших исследований для улучшения профилактики и лечения данного заболевания. Исследование показало, что у детей с острым бронхиолитом уровень оксидативного стресса, выраженный через малоновый диальдегид, значительно выше, а активность антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза и каталаза, существенно снижена. Эти результаты указывают на необходимость разработки методов коррекции оксидативного стресса для улучшения состояния больных детей.

Выводы:

1. У детей с острым бронхиолитом определяется характерные клинические проявления, ведущими этиологическими агентами являются респираторно-синцитиальный вирус, что важно учитывать в клинической практике.

2. У детей с острым бронхиолитом по сравнению с практически здоровыми детьми выявлено значительное повышение уровней IL-4, IL-6, IL-10 и IFN-α, что отражает активацию воспалительных и противовоспалительных реакций, а также снижение уровня IFN-γ, указывающее на дисбаланс клеточного иммунного ответа (Р <0,01–<0,001) и служит дополнительным критерием оценки выраженности воспаления.

3. При остром бронхиолите выявлены оксидативный стресс и дефицит антиоксидантной системы организма, что проявляется повышением уровня МДА в 2,0 раза и снижением активности СОД в 1,5 раза и каталазы в 1,6 раза по сравнению с показателями группы сравнения, что является диагностическим маркером воспаления.

Список литературы:

1. Баранов А.А. с соавт. Острый бронхиолит у детей. Современные подходы к диагностике и терапии//Педиатрическая фармакология. 2015; Т.12. 4: 441-446.
2. Баранов А.А., Намазова-Баранова Л.С., Таточенко В.К., с соавт. Современные подходы к ведению детей с острым бронхиолитом //Педиатрическая фармакология. 2019; 16 (6): 339–348.
3. Богданова А.В., Бугаева О.С. Бронхиолиты у детей//Бюллетень Северного государственного медицинского университета. 2017; 1 (2): 23-24.
4. Бойцова Е.В., Овсянников Д.Ю. Постинфекционный облитери-рующий бронхиолит у детей//Детские инфекции.-2014.-№2.-С.24-28.
5. Воробьева А.В. Об этиопатогенезе осторого бронхита и бронхиолита у детей (обзор литературы)//Вестник новых медицинских технологий, электронный журнал. 2017; 4: 268-273.
6. Геппе Н.А., Розинова Н.Н., Волков И.К., Мизерницкий Ю.Л. Рабочая классификация основных клинических форм бронхолегочных заболеваний у детей//Трудный пациент. -2009.-Том 7.-№1-2.-С.35-40.
7. Майданник В.Г., Емчинская Е.А. Современные подходы к диагностике и лечению бронхиолита у детей с позиции доказательной медицины //Практическая медицина. 2013; 5 (74): 7-16.
8. Малахов А.Б., Анджель А.Е., Бережанский П.В., с соавт. Интерлейкиновый профиль у детей с острым бронхиолитом (предварительные данные) //Доктор. Ру. 2021; 20(10): 12–17.
9. Овсянников Д.Ю., Агарков Н.М., Кича Д.И., с соавт., Клинико-лабораторные и рентгенологические особенности РСВ-бронхиолита у недоношенных детей//Журнал инфектологии. 2019; Т.11. 4: 98-106.
10. Aydin O, Kaynak MO, Sabuncuoglu S, et al. The Effects of COVID-19 on Oxidative Stress and Antioxidant Defense Mechanism in Children//J Pediatr Infect Dis 2022;17(2):112-8.
11. Camini F.C., da Silva Caetano C.C., Almeida L.T., et al. Implications of oxidative stress on viral pathogenesis//Arch Virol 2017;162(4):907-17.
12. Franjic S. Bronchiolitis Depends on Age//J Clin Microbiol Immunol. 2019; 1(1): 1–7.
13. Jartti T, et al. Bronchiolitis needs a revisit: Distinguishing between virus entities and their treatments//Allergy. 2019; 74: 40-52.
14. Langley G.F., Anderson L.J. Epidemiology and prevention of respiratory syncytial virus infections among infants and young children//The Pediatric Infection Disease Journal. 2011; 6: 510-515.
15. Paediatric Respiratory Medicine ERS Handbook. 1st Edition. Ed. Eber E., Midulla F//European Respiratory Society; 2013. 719 р.