https://doi.org/10.30702/Ophthalmology27082021-14.3.18-25/036.1-008
УДК 617.713-002-022.7-036.1-008.8-078:616.379-008.64

Заволока О. В., канд. мед. наук, доцент кафедри офтальмології
Бездітко П. А., д-р мед. наук, завідувач кафедри офтальмології, https://orcid.org/0000-0002-9466-9586
Абрамова Л. П., канд. біол. наук, завідувач сектора (біохімічного) Центральної науково-дослідної лабораторії
Векшин В. О., канд. техн. наук, ст. наук. співробітник Центральної науково-дослідної лабораторії

Харківський національний медичний університет, м. Харків, Україна
E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Резюме

Мета роботи – провести аналіз цитокінового балансу сльозової рідини у хворих на бактеріальний кератит при першому зверненні до лікаря залежно від тяжкості захворювання та наявності цукрового діабету (ЦД).

Матеріали та методи. Аналіз проводили на основі порівняння рівня прота протизапальних цитокінів у сльозовій рідині 17 хворих на ЦД 1-го типу й бактеріальні кератити та 15 хворих на бактеріальні кератити без ЦД при першому зверненні до лікаря. Для порівняння також використовували дані 14 здорових осіб відповідного віку. Хворі на бактеріальний кератит були розділені на підгрупи відповідно до ступеня тяжкості бактеріального кератиту. Визначали рівень інтерлейкіну(IЛ)-1β, ІЛ-6 та ІЛ-10 у сльозовій рідині хворого та контрлатерального ока за допомогою кількісного колориметричного імуноферментного аналізу.

Результати та їх обговорення. При першому зверненні до лікаря у хворих на бактеріальний кератит як із ЦД, так і без ЦД відзначили підвищення рівня прозапальних цитокінів, а саме IЛ-1β й ІЛ-6, у сльозовій рідині хворого ока, що корелювало зі ступенем тяжкості захворювання, а також підвищення рівня протизапального цитокіну ІЛ-10 у сльозовій рідині контрлатерального ока. Крім того, у сльозовій рідині контрлатерального ока хворих на ЦД концентрація прозапальних цитокінів IЛ-1β, ІЛ-6 була підвищена при всіх ступенях тяжкості бактеріального кератиту.

Висновок. У хворих на бактеріальний кератит цитокіновий баланс сльозової рідини хворого та контрлатерального ока залежить від тяжкості захворювання та наявності ЦД.

Ключові слова: цукровий діабет, бактеріальний кератит, ступінь тяжкості кератиту, цитокіни, інтерлейкіни. 

Вступ 

Цукровий діабет (ЦД) є одним із факторів ризику бактеріальних кератитів та обумовлює їх тяжкий перебіг [1–4]. На нашу думку, це може бути пов’язано з патологічними змінами запального процесу у хворих на ЦД, що відбуваються внаслідок «метазапалення» – форми хронічного системного запалення низької інтенсивності, та призводить до експресії прозапальних цитокінів у стані спокою [5] й зміни відповіді організму на пошкодження [6–10]. Проте відомості у літературі щодо особливостей цитокінового балансу у хворих на ЦД при запальних захворюваннях відрізняються. Одні автори відзначили підвищення концентрації прозапальних цитокінів у хворих на ЦД із запальними захворюваннями по відношенню до хворих без ЦД [6, 7], інші – навпаки, зниження [8], деякі автори не виявили достовірної відмінності [9, 10]. 

Результати опублікованих робіт свідчать про важливе значення цитокінів у патогенезі запальних захворювань рогівки [11, 12]. Експресія прозапальних цитокінів прямо чи опосередковано може сприяти розвитку виразки рогівки за рахунок активації поліморфонуклеарних лейкоцитів та індукції ферментів, що пошкоджують тканини [13]. У хворих на бактеріальний кератит виявили підвищення концентрації прозапальних цитокінів у сльозовій рідині хворого ока (інтерлейкіну 1β (ІЛ-1β) й ІЛ-6) та протизапального ІЛ-10 – у контрлатеральному оці [11]. Однак аналіз цитокінового балансу у хворих на бактеріальний кератит і цукровий діабет не проводився, не виявлено його особливостей залежно від тяжкості бактеріального кератиту. 

Мета роботи – провести аналіз цитокінового балансу сльозової рідини у хворих на бактеріальний кератит при першому зверненні до лікаря залежно від тяжкості захворювання та наявності ЦД. 

Матеріали та методи 

Аналіз проводили на основі порівняння рівня про- та протизапальних цитокінів у сльозовій рідині 17 хворих на ЦД 1-го типу й бактеріальний кератит (основна група) та 15 хворих на бактеріальний кератит без ЦД (група контролю) при першому зверненні до лікаря. Діагноз бактеріального кератиту був встановлений на основі характерної клінічної картини та підтверджений бактеріологічно. Визначали рівень IЛ-1β, ІЛ-6 та ІЛ-10 у сльозовій рідині хворого й контрлатерального ока. Для порівняння також використовували дані 14 здорових осіб відповідного віку. Дослідження виконували відповідно до Гельсінської декларації, дозвіл на його проведення отримали на засіданні комісії з питань етики та біоетики Харківського національного медичного університету від 5 грудня 2018 року (протокол № 11).

Вік хворих основної групи коливався від 19 до 46 років, у середньому становив 32,2 ± 7,6 року; тривалість ЦД до 5 років – в 11,8 % хворих, від 5 до 10 років – у 52,9 % хворих, понад 10 років – у 35,3 % хворих. Вік хворих контрольної групи коливався від 18 до 44 років, у середньому становив 32,5 ± 8,7 року, достовірно не відрізнявся від показника хворих основної групи (р > 0,05). Вік здорових осіб коливався від 18 до 42 років, у середньому становив 29,3 ± 9,0 року, достовірно не відрізнявся від показника основної та контрольної груп (р > 0,05). 

Хворі на бактеріальний кератит основної групи та групи контролю були розділені на підгрупи відповідно до ступеня тяжкості бактеріального кератиту: 6 хворих основної групи з I ступенем тяжкості бактеріального кератиту, 6 хворих основної групи з II ступенем, 5 хворих основної групи з III ступенем, 6 хворих групи контролю з I ступенем, 6 хворих групи контролю з II ступенем, 3 хворих групи контролю з III ступенем тяжкості бактеріального кератиту. 

Ступінь тяжкості бактеріального кератиту визначали згідно із запропонованою нами схемою, яка включає 8 ознак (локалізацію кератиту, ступінь запальної реакції в передній камері ока, ступінь перикорнеальної ін’єкції, розміри та глибину виразкового дефекту рогівки, глибину інфільтрації та набряку рогівки, ступінь зниження середнього порогу чутливості рогівки при безконтактній альгезиметрії з температурою струменя повітря 20 °C), кожен з яких залежно від тяжкості оцінюється в балах (0, 1, 2, 3) з наступним підрахунком суми балів [14]. Максимальна сума балів, згідно із запропонованою нами схемою, становить 24 бали. I ступінь тяжкості бактеріальних кератитів визначали при загальній сумі балів ≤14, II ступінь – 15–21, III ступінь – ≥22 бали та загрозі щодо втрати ока як органа: при десцеметоцелє, перфорації рогівки, відшаруванні оболонок, ендофтальміті, панофтальміті. 

Крім стандартних, методи офтальмологічного дослідження включали бактеріологічне дослідження, флюоресцеїновий тест, оптичну когерентну томографію (ОКТ) переднього відрізка ока на апараті TOPCON 3D OCT-2000, безконтактне дослідження чутливості рогівки (за допомогою розробленого нами приладу та методики [15]). Забір сльозової рідини здійснювали до закапування будь-яких очних крапель, відповідно до описаної раніше методики [11]. За допомогою мікропіпетки 60 мкл стерильного сольового розчину закапували в нижній форнікс кон’юнктивального мішка. Далі досліджуваних просили не моргаючи подивитися вліво, вправо, вгору і вниз, 4 рази, щоб змішати вміст сльозової рідини. Потім розведену стерильним ізотонічним розчином натрію хлориду сльозову рідину збирали з нижнього форніксу за допомогою мікропіпетки, переносили в пробірку Еппендорфа та зберігали за температури –20 °C. 

Рівень IЛ-1β, ІЛ-6 та ІЛ-10 у сльозовій рідині визначали за допомогою кількісного колориметричного імуноферментного аналізу (ІФА) з використанням наборів ІФА фірми ANOGEN (Онтаріо, Канада) відповідно до інструкції використання. 

Для оцінювання числових показників використовували середнє арифметичне значення (M), стандартне відхилення (m), діапазон коливань, медіану. При порівняльному аналізі міжгрупових порядкових показників застосовували непараметричний метод для незалежних вибірок (ранговий критерій Манна – Уітні). Усі результати оцінювали при граничному рівні похибки не більше 5 % (р < 0,05). 

Результати та їх обговорення

Виявили, що при першому зверненні до лікаря рівень IЛ-1β, ІЛ-6 у сльозовій рідині хворого ока при всіх ступенях тяжкості бактеріального кератиту як у основній групі хворих на ЦД, так і у групі контролю хворих без ЦД перевищував відповідні показники здорових осіб групи порівняння (р < 0,05) (таблиця 1). Причому не виявили достовірної відмінності показників між підгрупами хворих основної групи та групи контролю при однаковому ступені тяжкості бактеріального кератиту (р > 0,05). Проте рівень IЛ-1β, ІЛ-6 у сльозовій рідині хворого ока при II та III ступенях тяжкості бактеріального кератиту як у основній групі, так і у групі контролю перевищував відповідні показники хворих з I ступенем тяжкості бактеріального кератиту (р < 0,05). Концентрація IЛ-10 у сльозовій рідині хворого ока як у основній групі, так і у групі контролю при всіх ступенях тяжкості бактеріального кератиту достовірно не відрізнялася між собою та від показника здорових осіб групи порівняння (р > 0,05).

Концентрація ІЛ-10 у сльозовій рідині контрлатерального ока при першому зверненні до лікаря при всіх ступенях тяжкості бактеріального кератиту як в основній групі хворих на ЦД, так і у групі контролю хворих без ЦД перевищувала відповідні показники здорових осіб групи порівняння (р < 0,05) (таблиця 2). Проте достовірної відмінності показників між підгрупами хворих основної групи та групи контролю при однаковому ступені тяжкості бактеріального кератиту не виявили (р > 0,05). Рівень IЛ-1β, ІЛ-6 у сльозовій рідині контрлатерального ока у хворих основної групи при різних ступенях тяжкості бактеріального кератиту не відрізнявся між собою (р > 0,05) та перевищував відповідні показники у хворих групи контролю й у здорових осіб групи порівняння (р < 0,05). Концентрація IЛ-1β, ІЛ-6 у сльозовій рідині контрлатерального ока у хворих групи контролю при різних ступенях тяжкості бактеріального кератиту не відрізнялася між собою (р > 0,05) та від показника здорових осіб групи порівняння (р > 0,05). 

Отже, при першому зверненні до лікаря у хворих на бактеріальний кератит як із ЦД, так і без ЦД відзначається підвищення рівня прозапальних цитокінів, а саме IЛ-1β й ІЛ-6, у сльозовій рідині хворого ока, що корелює зі ступенем тяжкості захворювання, а також підвищення рівня протизапального цитокіну ІЛ-10 у сльозовій рідині контрлатерального ока. Крім того, у сльозовій рідині контрлатерального ока хворих на ЦД концентрація прозапальних цитокінів IЛ-1β, ІЛ-6 підвищена при всіх ступенях тяжкості бактеріального кератиту.

Висновок 

У хворих на бактеріальний кератит цитокіновий баланс сльозової рідини хворого та контрлатерального ока залежить від тяжкості захворювання та наявності ЦД. 

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Almizel A, Alsuhaibani FA, Alkaff AM, Alsaleh AS, Al-Mansouri SM. Bacterial Profile and Antibiotic Susceptibility Pattern of Bacterial Keratitis at a Tertiary Hospital in Riyadh. Clin Ophthalmol. 2019 Dec 20;13:2547-2552. https://doi.org/10.2147/OPTH.S223606
2. Chang YS, Tai MC, Ho CH, Chu CC, Wang JJ, Tseng SH, Jan RL. Risk of Corneal Ulcer in Patients with Diabetes Mellitus: A Retrospective Large-Scale Cohort Study. Sci Rep. 2020 Apr 30;10(1):7388. https://doi.org/10.1038/s41598-020-64489-0
3. Badawi AE, Moemen D, El-Tantawy NL. Epidemiological, clinical and laboratory findings of infectious keratitis at Mansoura Ophthalmic Center, Egypt. Int J Ophthalmol. 2017 Jan 18;10(1):61-67. https://doi.org/10.18240/ijo.2017.01.10
4. Wang B, Yang S, Zhai HL, Zhang YY, Cui CX, Wang JY, Xie LX. A comparative study of risk factors for corneal infection in diabetic and non-diabetic patients. Int J Ophthalmol. 2018 Jan 18;11(1):43-47. https://doi.org/10.18240/ijo.2018.01.08
5. Yao Y, Li R, Du J, Long L, Li X, Luo N. Interleukin-6 and Diabetic Retinopathy: A Systematic Review and Meta-Analysis. Curr Eye Res. 2019;44(5):564-574. https://doi.org/10.1080/02713683.2019.1570274
6. Bonyek-Silva I, Nunes S, Santos RL, Lima FR, Lago A, Silva J, Carvalho LP, Arruda SM, Serezani HC, Carvalho EM, Brodskyn CI, Tavares NM. Unbalanced production of LTB₄/PGE₂ driven by diabetes increases susceptibility to cutaneous leishmaniasis. Emerg Microbes Infect. 2020;9(1):1275-1286. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1773744
7. Mehta P, McAuley DF, Brown M, Sanchez E, Tattersall RS, Manson JJ; HLH Across Speciality Collaboration, UK. COVID-19: consider cytokine storm syndromes and immunosuppression. Lancet. 2020;395(10229):1033-1034. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30628-0
8. Geerlings SE, Brouwer EC, Van Kessel KC, Gaastra W, Stolk RP, Hoepelman AI. Cytokine secretion is impaired in women with diabetes mellitus. Eur J Clin Invest. 2000;30:995-1001. https://doi.org/10.1046/j.1365-2362.2000.00745.x
9. Yende S, van der Poll T, Lee M, Huang DT, Newman AB, Kong L, Kellum JA, Harris TB, Bauer D, Satterfield S, Angus DC. The influence of pre-existing diabetes mellitus on the host immune response and outcome of pneumonia: analysis of two multicentre cohort studies. Thorax. 2010;65(10):870-877. https://doi.org/10.1136/thx.2010.136317
10. Stegenga ME, Vincent J-L, Vail GM, Xie J, Haney DJ, Williams MD, Bernard GR, van der Poll T. Diabetes does not alter mortality or hemostatic and inflammatory responses in patients with severe sepsis. Crit Care Med. 2010;38(2):539-545. https://doi.org/10.1097/CCM.0b013e3181c02726
11. Yamaguchi T, Calvacanti BM, Cruzat A, Qazi Y, Ishikawa S, Osuka A, Lederer J, Hamrah P. Correlation between human tear cytokine levels and cellular corneal changes in patients with bacterial keratitis by in vivo confocal microscopy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014;55(11):7457-7466. https://doi.org/10.1167/iovs.14-15411
12. Konstantopoulos A, Cendra MDM, Tsatsos M, Elabiary M, Christodoulides M, Hossain P. Morphological and cytokine profiles as key parameters to distinguish between Gram-negative and Gram-positive bacterial keratitis. Sci Rep. 2020 Nov 18;10(1):20092. https://doi.org/10.1038/s41598-020-77088-w Erratum in: Sci Rep. 2021 Feb 26;11(1):5168. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85007-w
13. Meller D, Li DQ, Tseng SC. Regulation of collagenase, stromelysin, and gelatinase B in human conjunctival and conjunctivochalasis fibroblasts by interleukin-1beta and tumor necrosis factor-alpha. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000 Sep;41(10):2922-2929. PubMed PMID: 10967046.
14. Zavoloka OV. Osoblyvosti dynamiky bakterialnykh keratytiv I stupeniu tiazhkosti u khvorykh na tsukrovyi diabet [Features of the dynamics of bacterial keratitis of the I degree of severity in patients with diabetes mellitus]. Kharkiv surgical school. 2021;1(106):15-21. Ukrainian.
15. Zavoloka OV, Bezditko PA, Lukhanin OO. [Efficacy of a novel non-contact corneal esthesiometer in assessing the neurotrophic status of the cornea in T1DM patients with bacterial keratitis]. J.ophthalmol.(Ukraine). 2019 Dec;6:29-33. Ukrainian. https://doi.org/10.31288/oftalmolzh201962933 

Стаття надійшла в редакцію 20.05.2021 р. Рецензія на статтю надійшла в редакцію 13.06.2021 р.