Immuno-hormonal interactions in cenesis of early pregnancy loss

Levkovich М.А., Linde V.А., Andreeva V.О., Plakhotiya Т.G., Ntfedova D.D.

Federal State Budget Institution Rostov Research Center for Obstetrics and Pediatrics Ministry of Healthcare and Social Development of the Russian Federation, Rostov-On-Don, Russia
Objective. Finding out significant pathogenetical changes of immune system and development of immunological prognostic criteria for spontaneous abortion in women with recurrent pregnancy loss due to hormonal disbalance to reduce frequency of perinatal complications.
Materials and methods. 116 women with early pregnancy underwent examination. Among them, there are 59 women with recurrent pregnancy loss – study group - and 57 women with physiological pregnancy – control group. Population and subpopulation composition of peripheral blood, expression of the markers of activation and apoptosis, receptors toIL-4 (CD124), level of IL-1β, IL-2, IL-4, IL-10, TNF-α, IFN-γ , activin-А, neopterin, steroids hormones( estriol, progesterone, chorionic gonadotropins ) in the blood were studied.
Results. The significant cause of recurrent pregnancy loss associated with hormonal impairments of feto-maternal complex is disbalance of activation and apoptosis processes. Increasing of neopterin, shifting of cytokine balance to increasing proinflammatory cytokine synthesis in the blood, that associated to decreasing amount of lymphocytes, expressed receptor to IL-4, and increasing activine-А production. Revealed immune shifts indicate modulating effect of steroids hormones, which proves immune-hormonal homeostasis impairments and may be the markers of threaten abortions in women with hormonal disbalance of feto-placental complex.
Comclusion. With the help of immune criteria prognosis algorithm of spontaneous abortion in women with recurrent fetal loss due to hormonal impairments of feto-placental complex was developed. This will help to choose an adequate and timely treatment and also prophylaxis measures against perinatal complications, which increase cases of favorable obstetrical outcomes.

Keywords

recurrent pregnancy loss
spontaneous abortion
hormonal disbalance
cytokines
immune status

Одной из наиболее важных проблем в современной медицине, оказывающей отрицательное воздействие на репродуктивное здоровье женщины, обусловливающей высокие показатели перинатальной заболеваемости и смертности является невынашивание беременности [2, 4, 5, 15]. По данным многих авторов, частота данного осложнения, не имеющая тенденции к снижению на протяжении последних лет, составляет 10–25% от всех беременностей [6, 7]. В условиях демографического кризиса в России становится крайне актуальным создание оптимальных условий для сохранения здоровья женщины, а также решения вопросов рациональной тактики ведения беременности и родов [1, 9, 12].

Результаты фундаментальных исследований показали, что формирование внутриутробного страдания закладывается в ранние сроки гестации, когда неблагополучие организма женщины, состояние эндо- и миометрия обусловливают неполноценное формирование эмбриона, плода и внезародышевых структур [8].

Одним из основных факторов, приводящих к самопроизвольному аборту, является гормональный дисбаланс фетоплацентарного комплекса (ФПК) [10, 11, 13]. В настоящее время доказано, что адекватный иммунный ответ обеспечивается определенным гормональным гомеостазом, любые изменения которого приводят к нарушению нормальной иммунной реактивности [17,18]. Представляется необходимым более углубленное изучение особенностей функционирования иммунной системы с целью выявления закономерностей реализации перинатальных осложнений. В связи с этим приоритетной задачей, направленной на снижение репродуктивных потерь, детской заболеваемости и смертности, является предупреждение невынашивания беременности путем поиска cкрининговых маркеров, позволяющих выявить доклинические формы будущей патологии и предусмотреть меры, препятствующие ее дальнейшему распространению. Своевременная диагностика и разработка алгоритмов прогнозирования самопроизвольного аборта с учетом этиопатогенеза позволит доносить беременность до срока, снизить перинатальные потери, что и побудило нас к проведению настоящего исследования. Цель исследования: выявление патогенетически значимых изменений иммунной системы и разработка иммунологических критериев прогнозирования самопроизвольного аборта у пациенток с привычным выкидышем гормонального генеза с целью снижения частоты перинатальных осложнений.

Материал и методы исследования

Проведено обследование 116 женщин в ранние сроки беременности. Из них 59 с привычным выкидышем (N96 по Международной классификации болезней Х пересмотра) – основная группа и 57 женщин с физиологическим течением беременности – контрольная группа. Критериями отбора в основную группу явились привычный выкидыш гормонального генеза, отсутствие генетических, анатомических и инфекционных причин невынашивания.

Определение популяционного и субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови, уровня экспрессии маркеров активации проводили с использованием реагентов фирмы Immunotex (Франция), FITC-меченых антител к CD3, CD4, CD8, CD16, СД19 и PE-меченых CD25, CD69, CD71, CD95, НLA-DR, CD124. Число лимфоцитов, вступивших в апоптоз, оценивали с использованием диагностического набора, включающего Аннексин-V(FITC) и пропидиум йодид (PI) (Caltag, США). Результаты учитывали на проточном цитофлуориметре BECKMAN COULTER EPICS XL-II (США). Определение уровней интер-лейкина-12 (IL-12), IL-2, IL-4, IL-1β, фактора некроза опухоли-α (TNF-α), интерферона γ (IFN-γ) проводили методом иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием тест-систем Bender Medsistems (Австрия), IL-10 – с использованием тест-систем Biosource (США), активина-А – с использованием тест-систем DSL (США), неоптерина – с использованием тест-системы IBL (Германия). С целью оценки гормонального состояния ФПК беременных проводили определение уровня стероидных гормонов в сыворотке крови – эстриола, прогестерона, хорионического гонадотропина методом ИФА с использованием тест-систем «Алкор Био» (Россия) и DRG (США). Для формирования базы данных и при проведении статистического исследования использовались возможности табличного процессора Excel 2003 и пакетов прикладных программ («Мегастат» и Statistica 6.0). При определении статистической обоснованности различия исследуемых групп применялся критерий Манна-Уитни для независимых групп и критерий Вилкоксона для зависимых групп при максимально допустимом уровне ошибки первого рода р=0,05. Для оценки тесноты связи отдельных показателей использовался коэффициент корреляции по Спирмену, при р<0,05 принималась гипотеза о наличии линейной связи. Формирование диагностических правил осуществлялось методом логитрегрессии.

Результаты исследования

Средний возраст женщин в основной группе составил 29,11±0,37 года, в контрольной – 28,20±0,63 года. При анализе менструальной функции у 27,1% пациенток основной группы выявлена первичная и вторичная олигоменорея (N91.3 и N91.4), у 10,2% пациенток – обильные, частые и нерегулярные менструации (N92.1). При изучении детородной функции пациенток основной группы первичное бесплодие было выявлено у 8,5% обследуемых, вторичное – у 3,39%. У 1,7% пациенток беременность наступила после проведения программы ЭКО, у 8,5% – на фоне заместительной гормональной терапии. В контрольной группе не было отмечено случаев нарушений менструального цикла, первичного и вторичного бесплодия, беременность у всех пациенток наступила спонтанно. В анамнезе у пациенток основной группы предыдущие беременности закончились самопроизвольным абортом в сроке 5–10 нед, что являлось одним из критериев включения в исследование. В контрольную группу были включены пациентки с отсутствием в анамнезе самопроизвольных абортов и преждевременных родов. В основной группе удельный вес перенесенных хронических воспалительных процессов гениталий составил 47,46% против 14,04% в контрольной группе (р<0,05). Анализируя влияние экстрагенитальной патологии на репродуктивную функцию женщин, в основной группе мы выявили большую распространенность заболеваний сердечно-сосудистой системы по сравнению с группой контроля (13,56 против 1,75%, р<0,05). Среди эндокринной патологии в основной группе у 52,54 % пациенток была выявлена гиперандрогения, у 23,73% – дисфункция яичников. Патологией щитовидной железы страдали 20,34% пациенток, ожирением – 13,56% обследованных. У беременных контрольной груп-пы эндокринная патология не выявлялась.

Сравнительный анализ особенностей течения беременности выявил, что у 16,95% женщин основной группы развился ранний гестоз, у 20,34% выявлено нарушение маточно-плацентарной гемодинамики. Среди пациенток контрольной группы беременность осложнилось ранним гестозом у 8,77 % женщин.

При изучении уровня стероидных гормонов было обнаружено достоверное снижение уровней эстриола и прогестерона в основной группе по сравнению с контрольной (1,1±0,2 против 2,0±0,1 и 94,2±6,2 против 140,3±12,2 соответственно).

Сравнительный анализ данных показал, что у беременных основной группы по сравнению с контрольной отмечались выраженные изменения показателей иммунного статуса в виде достоверного повышения числа лимфоцитов, обладающих хелперно-индукторными свойствами (58,7±1,2 и 44,4±2,2% соответственно), а также статистически значимое увеличение доли СD4+ лимфоцитов, экспрессирующих маркеры ранней активации CD69 и CD25 (1±0,2 и 0,2±0,01%; 0,8±0,01 и 0,5±0,01% соответственно), что является показателем активированного состояния Т-лимфоцитов. Аналогичные данные получены по содержанию лимфоцитов, экспрессирующих НLA-DR, характеризующих поздние этапы активации (9,8±0,6 и 6,4±0,9% соответственно), что служит показателем активности специфического иммунного ответа. Выявленные изменения можно объяснить тем, что основным продуктом специфических активированных Т-клеток является IFN-γ. Под его влиянием усиливается экспрессия молекул НLA-DR, обусловливая участие этих клеток в процессах антигенной презентации [3].

При анализе показателей NK-клеток (CD16+ лимфоцитов) в основной группе отмечено достоверное увеличение их относительного числа по сравнению с контрольной группой (10,6±0,9 и 6,1±0,5% соответственно), а также повышение числа NK-клеток, экспрессирующих маркер ранней активации CD25 на своей поверхности (0,5±0,07 и 0,1±0,01%), что отражает готовность к пролиферации, может приводить к накоплению популяций клеток с цитотоксической активностью и реализации литического потенциала. Наши данные согласуются с данными литературы о повышении содержания NK-клеток в периферической циркуляции у женщин с самопроизвольными абортами [14] и указывают на неблагоприятное влияние гормонального дисбаланса ФПК на иммунобиологический симбиоз матери и плода.

Изучение процессов поздней активации и готовности к апоптозу обнаружило тенденцию к снижению в общей популяции числа лимфоцитов, экспрессирующих CD95. Вместе с тем выявлено достоверное снижение числа СD4+ лимфоцитов, экспрессирующих СD95 антиген (0,2±0,01 и 0,4±0,01% соответственно), что, вероятно, свидетельствует о снижении готовности клеток к апоптозу. Данное предположение подтверждается полученными нами результатами о снижении доли клеток с ранним маркером апоптоза – Aннексин V+ (6,4±1,4 и 8,9±0,6 соответственно) по сравнению с контрольной группой.

Известно, что при нормальной беременности эстрогены угнетают клеточный иммунный ответ, обеспечивают альтерацию экспрессии цитокинов и цитокиновых рецепторов, модификацию эффекта цитокинов, подавляют литическую активность NK-клеток. Под действием прогестерона супрессируется продукция цитокинов, вызывающих воспалительные и тромбофилические реакции. Кроме того, прогестерон и его производные стимулируют в эндометрии продукцию протеинов, которые вызывают апоптоз естественных киллеров, а нарушение лютеиновой функции приводит к изменению уровней циркулирующего TNF-α [16]. В нашем исследовании содержание TNF-α в сыворотке крови в основной группе достоверно превысило показатели, характерные для группы с физиологическим течением беременности (70±5,9 против 35±4,7 пг/мл). При корреляционном анализе выявлена обратная связь между содержанием TNF-α и уровнем прогестерона (r=0,62, p=0,02). Возможно, что повышение продукции TNF-α в сыворотке крови у беременных с гормональными нарушениями негативно влияет на формирование иммуносупрессии и провоцирует риск самопроизвольного аборта. Изучение содержания IL-12 выявило достоверное повышение показателей в основной группе по сравнению с контрольной (102±19,2 и 55,5±9,5 пкг/мл соответственно). Вероятно, что снижение уровня прогестерона приводит к появлению эффекта синергизма между IL-12 и TNF-α, вызывая доминирование цитокинов Th1 типа, приводя к прерыванию беременности. Аналогичные сдвиги характерны и для IL-1β (120±17,8 и 22±7,1 пг/мл соответственно). Негативное влияние повышенного уровня IL-1β может быть связано как с эмбриотоксическим эффектом, так и с активацией протромбиназы, что обусловливает угрозу самопроизвольного аборта и развитие плацентарной недостаточности.

В основной группе по сравнению с контрольной было отмечено повышение содержания IFN-γ в сыворотке крови (74,5±7,8 и 36,1±7,4 пг/мл). При корреляционном анализе обнаружена обратная связь между уровнем IFN-γ и содержанием эстриола (r=0,48, p=0,02). Вероятно, что дисбаланс гормонов ФПК способствует стимуляции сывороточного уровня IFN-γ, являясь фактором риска самопроизвольного аборта. С другой стороны, IFN-γ и TNF-α могут приводить к апоптозу клеток трофобласта, подавляют его гормональную функцию, нарушают инвазию и развитие.

Содержание IL-2 в основной группе составило 28,7±3,6 пг/мл, что превысило показатели контрольной группы в 1,7 раза. Напротив, содержание IL-10 было достоверно сниженным (4,6±0,4 против 8,5±1,3 пг/мл), что свидетельствует об изменении супрессорной реаранжировки и может приводить к срыву толерантности и прерыванию беременности. В то же время, содержание IL-4 в сравниваемых группах практически не различалось, однако у пациенток основной группы обнаружено достоверное снижение доли лимфоцитов, экспрессирующих CD124 (2,5±0,6 и 6,7±0,8% соответственно).

Отмечено достоверное повышение содержания активина-А в основной группе по сравнению с контрольной (11±4,7 против 4,2±0,2 пг/мл), что согласуется с исследованиями [19] о способности активина-А участвовать в воспалительном каскаде, активируя IL-1, TNF-α. Сходные сдвиги выявлены и для содержания неоптерина(3,2±0,1 и 1,8±0,1 нг/мл соответственно), что отражает активацию клеточного звена иммунной системы.

На основании сравнительного анализа соотношений про- и противовоспалительных цитокинов у пациенток основной группы было отмечено достоверное смещение баланса TNF-α/IL-10 (15,4±3,9 против 4,2±0,6), IFN-γ/IL-4 (1,3±0,1 и 0,7±0,06), IFN-γ/IL-10 (16,8±0,3 и 4,3±0,3), IL-8/IL-10 (7,4±1,2 и 3,5±0,3) в сторону продукции провоспалительных цитокинов.

В нашей работе в основной группе самопроизвольный аборт произошел у 12 женщин. Сравнительный анализ параметров иммунного статуса и функциональной активности лимфоцитов выявил статистически обоснованные различия между пациентками с прерванной и пролонгированной беременностью по содержанию лимфоцитов, экспрессирующих CD19 (12,3±1,3 и 7,4±0,8%), CD69 (5,2±0,4 и 2,2±0,5%), CD25 (3,7±0,2 и 0,6±0,1%), CD16+ клеток, экспрессирующих CD25 (0,6±0,01 и 0,2±0,09%), а также по уровню в сыворотке крови TNF-α (87±4,8 и 63,1±7,5 пг/мл) и IL-10 (3,8±0,4 и 6,5±0,6 пг/мл соответственно). На основании метода логистической регрессии была рассчитана чувствительность и специфичность для иммунологических маркеров, имеющих достоверные различия в нашем исследовании. Наиболее высокая чувствительность и специфичность выявлена для неоптерина, TNF-α в сыворотке крови, сочетания тестов CD4+ и CD16+. Были определены точки «Cutoff», позволяющие прогнозировать самопроизвольный аборт у пациенток с привычным выкидышем и гормональными нарушениями ФПК в I триместре с достаточно высокой степенью вероятности (рисунок).

Таким образом, выявленные иммунные сдвиги характеризуются нарушением процессов активации, дифференцировки, апоптоза и эффекторных функций иммунокомпетентных клеток, свидетельствуют о модулирующем влиянии на их активность стероидных гормонов, подтверждая факт нарушения иммуногормонального гомеостаза и могут являться маркерами риска самопроизвольного аборта у пациенток с привычными потерями плода и гормональными нарушениями ФПК.

Использование клинико-иммунологических критериев позволило разработать алгоритм прогнозирования самопроизвольного аборта у пациенток с привычной потерей плода на фоне гормональных нарушений ФПК, что поможет выбрать адекватную и своевременную лечебную тактику, а также будет способствовать предупреждению развития перинатальных осложнений и увеличению количества благоприятных исходов беременности.

References

1. Abramchenko V.V. Beremennost' i rody vysokogo riska. - M.: Med. inform. agentstvo, 2004. - 400 s.
2. Apresjan S.V. Optimizacija vosstanovlenija fertil'nosti u zhenwin s trubno-peritonial'nym besplodiem: avtoref. dis. … kand. med. nauk. – M., 2003. - 24 s.
3. Kolesnikova I.K. Sostojanie immuniteta na sistemnom urovne i v jendometrii u zhenwin s nevynashivaniem beremennosti rannih srokov infekcionnogo i gormonal'nogo geneza: avtoref. diss. …kand. med. nauk. – Ivanovo, 2004. – 17s.
4. Kulakov V.I. Rannie sroki beremennosti. - M., 2005. - S. 3-5.
5. Nesjaeva E.V. Nerazvivajuwajasja beremennost': jetiologija, patogenez, klinika, diagnostika // Akush. i gin. – 2005.- № 2. – S. 3-7.
6. Orlov A.V. Skriningovye markery fiziologicheskoj i oslozhnennoj beremennosti: avtoref. diss. … dokt. med. nauk. - Rostov-na-Donu, 2006.- 48 s.
7. Pavlov O.V., Sel'kov S.A.. Immunologija reprodukcii: starye dogmy i novye predstavlenija//Zhurn. akush. i zhen. boleznej. – 2004.–T.53, Vyp. 1.- S. 89-97.
8. Radzinskij V.E.Rannie sroki beremennosti. - M.:MIA. - 2005. - 348 s.
9. Sidel'nikova V.M. Privychnaja poterja beremennosti. – M.: Triada-H, 2005. – 304 s.
10. Sotnikova N.Ju., Anciferova Ju.S., Kudrjashova A.V. Immunologicheskaja zagadka beremennosti. – Ivanovo, 2005. – S. 130-132.
11. Suhih G.T., Van'ko L.V. Immunologija beremennosti. — M.: Izdatel'stvo RAMN, 2003. — 400 s.
12. Tetruashvili N.K. Rannie poteri beremennosti (immunologicheskie aspekty, puti profilaktiki i terapii): avtoref. dis. … dokt. med. nauk. - M., 2008. - 28 s.
13. Hodzhaeva Z.S. Taktika vedenija spontannyh prezhdevremennyh rodov s pozicij dokazatel'noj mediciny (Klinicheskaja lekcija)// Ginekologija.- 2010.- tom 12 .- №2 S. 12-16.
14. Andalib A., Rezaie A., Oreizy F., Baluchi S. The Assessment of NK Cytotoxicity and CD56+/CD16+ Phenotype by Flow cytometry in PBL Isolated from Women with Recurrent Spontaneous Abortion // Int.J.Immunol.-2005.-Vol.2. - P.213-218.
15. Carolyn B. Coulam. Understanding The Immunobiology of Pregnancy And Applying It To Treatment of Recurrent Pregnancy Loss Early pregnancy // Biology and Medicine January.- 2000.- Vol. 4, N 1.- P. 19-29.
16. Chrysoula Dosiou and Linda C. Giudice. Natural Killer Cells in Pregnancy and Recurrent Pregnancy Loss: Endocrine and Immunologic Perspectives //Endocrine Reviews.-2005. - vol. 26.- № 1.- P.44-62.
17. Di Renzo GC etc. Guidelines for the management of spontaneous preterm labor. // J Perina. Med 2006; 34: 359–66.
18. Genazzani A.R. Solvey Farmaceutical Sympoz. Synergy // Med. Edication. - 2002. - R. 11-13.
19. Ogawa K. Activin A Functions as a Th2 Cytokine in the Promotion of the Alternative Activation of Macrophages // Immunol. – 2006. – Vol. 177, N.10. – P. 6787 - 6794.

About the Authors

Levkovich Marina Arkadyevna, MD, Leading Researcher, Division of Biomedical Problems, Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of the Russian Federation; 43, Mechnikov St., Rostov-on-Don 344012; tel. (863)234-68-44, xlma@mail.ru.

Linde Viktor Anatolyevich, MD, Professor, Director, Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of the Russian Federation, 43, Mechnikov St., Rostov-on-Don 344012; tel. (863)234-18-40, secretary@rniiap.ru.

Andreeva Vera Olegovna, MD, Chief Researcher, Department of Obstetrics and Gynecology, Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of the Russian Federation; 43, Mechnikov St., Rostov-on-Don 344012; tel. (863)234-38-66, vandreyeva@mail.ru.

Plakhotya Tatiana Grigoryevna, Junior Researcher, Department of Obstetrics and Gynecology, Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of the Russian Federation; 43, Mechnikov St., Rostov-on-Don 344012; tel. (863)232-94-77, lahotya75@mail.ru.

Nefedova Diana Davidovna, Postgraduate Student, Department of Obstetrics and Gynecology, Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of the Russian Federation; 43, Mechnikov St., Rostov-on-Don 344012; tel. (863)234-94-77, ledidaiana@mail.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.