Some aspects of apoptosis in high oncogenic risk viral infections


Ivanova M.R., Kharayeva Z.F.

Kh.M. Berbekov Kabardino-Balkar State University, Nalchik
The paper gives the data of an investigation of a cell receptor phenotype in chronic high oncogenic risk viral infections. The expressions of CD95 and TRAIL receptors in the peripheral blood leukocytes of patients with chronic viral hepatitis and those in the leukocytes and cellular elements of the cervical canal of women with papillomavirus infection were determined. The patients with chronic viral hepatitis showed a significant increase in the expressions of CD95 and TRAIL and those with high-oncogenic risk papillomavirus infection displayed their reduction, which suggests that there are various mechanisms to maintain their pathogenic potential for different viruses.

Одним из ключевых механизмов поддержания вирусной персистенции является модуляция программированной клеточной смерти. Показано, что при вирусных инфекциях сосуществуют факторы, индуцирующие и ингибирующие апоптоз клеток [1–5]. Вирусам целесообразно подавить апоптоз вирусинфицированных клеток, так как они могут размножаться лишь в живых клетках. Исход инфекционного процесса связывают с результатом противостояния антиапоптотической способности вирусов и активации физиологической гибели инфицированных клеток как части защитного механизма организма [6, 7]. Одним из возможных механизмов противостояния вирусной инфекции защитным силам макроорганизма является изменение рецепторного фенотипа клеток.

Целью исследования было изучение особенностей экспрессии рецепторов CD95, DR5 при хронических гепатитах В (ХГВ) и С (ХГС) и при папилломавирусной инфекции разного онкогенного риска.

Материалы и методы

Под нашим наблюдением находилось 113 больных хроническими вирусными гепатитами в возрасте от 18 до 76 лет, которые проходили стационарное лечение в Центре профилактики и борьбы со СПИДом и инфекционными заболеваниями Минздрава Кабардино-Балкарской Республики. Преобладали лица мужского пола (88%). 76 больных страдали ХГВ, 37 пациентов – ХГС. При ХГВ длительность заболевания к моменту поступления составляла 7,8 года, при ХГС – 11,2 года. Клиническое обследование больных вирусными гепатитами показало, что все пациенты распределялись по уровню клинико-биохимической активности: у 32 больных имелась минимальная активность (0–1 N АлАТ), у 77 – умеренная степень активности (2–4 N АлАТ) и у 46 – высокая степень активности (>4 N АлАТ). Диагноз был поставлен на основании клинико-эпидемиологической и молекулярно-биохимической оценки. У всех пациентов определяли маркеры вирусных гепатитов методом ИФА (тест-системы «Вектор-Бест», Россия), ДНК вируса гепатита В, РНК вирусов гепатита С, Д методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием тест-систем «АмплиСенс» (Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, Москва).

Под наблюдением также находились 96 женщин с папилломавирусной инфекцией (ВПЧ) в возрасте от 21 года до 45 лет. У всех пациенток ВПЧ-инфекция подтверждалась результатами ПЦР-анализа. Цитологические изменения при кольпоскопии у женщин с ВПЧ высокого онкогенного риска (койлоцитарная атипия, наличие в мазках двухъядерных и многоядерных клеток, амфофилия цитоплазмы и пр.) были обнаружены у 24 (50%) из 48 пациенток. При ВПЧ низкого онкогенного риска (48 женщин) цитологические изменения при кольпоскопии не зарегистрированы. В группу контроля вошли 20 здоровых доноров, у которых не обнаружены антитела к ВПЧ и ДНК вируса простого герпеса, цитомегаловируса и других инфекций, передающихся половым путем.

Оценку рецепторной структуры клеток лейкоцитарной фракции осуществляли стандартным методом прямого двухпараметрического иммунофлюоресцентного окрашивания с использованием коммерческих лизирующих/фиксирующих (CellLyse, ВD) и промывающих растворов (CellWash, BD) и панели моноклональных антител (IOTest, Beckman Coulter) – антиCD95-FITC/антиDR5+-PE (Caltag Labs). При обследовании женщин с ВПЧ-инфекцией дополнительно оценивали рецепторный фенотип клеточных элементов цервикального канала.

При математической обработке результатов исследований были использованы следующие методы: расчет средних значений и доверительный интервал, рассчитанные по данным n измерений. Доверительный интервал оценивали с использованием критерия Стъюдента для р<0,05. Статистическую обработку и расчет коэффициента корреляции проводили с использованием программы Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение

Обнаружено достоверное повышение процента CD95+-лейкоцитов у больных ХГВ и ХГС по сравнению с аналогичным показателем в группе здоровых доноров (табл.1). При анализе полученных данных в зависимости от этиологии гепатита оказалось, что при вирусных гепатитах В и С происходит достоверное повышение CD95, однако этот показатель выше у больных ХГС. Следует отметить, что изменение изучаемого показателя зависело от степени биохимической активности. Процент CD95+-клеток был выше у больных с высокой биохимической активностью.

Таблица 1.

* – достоверность различий по сравнению с показателями у здоровых лиц;

** – достоверность различий по сравнению с показателями у пациентов с ХГВ.

Увеличение количества CD95+-лимфоцитов у обследованных нами пациентов следует рассматривать, по-видимому, как адекватную реакцию организма на элиминацию инфектогена, так как основной функцией Fas-рецептора является индукция апоптоза.

При изучении экспрессии другого рецептора (DR5) лиганда из группы ФНО-индуцирующих апоптоз – TRAIL на лейкоцитах периферической крови выявлено, что в обеих группах у пациентов с ХГВ и ХГС достоверно повышается экспрессия рецептора TRAIL на лейкоцитах периферической крови (табл. 2). Следует отметить, что наиболее высокие показатели получены в группе пациентов с ХГС. Помимо этиологии, изучаемый фактор зависел от степени биохимической активности гепатита. Достоверно более высокие значения были получены у больных ХГС при высокой биохимической активности.

Таблица 2.

Примечание. р – достоверность различий по сравнению с показателями у здоровых; р1 – достоверность различий по сравнению с показателями у больных ХГВ.

При исследовании клеток лейкоцитарной фракции при ВПЧ-инфекции обнаружено значительное (38,4%) снижение уровня CD95+-клеток при вирусной инфекции высокого онкогенного риска, при отсутствии значимых изменений экспрессии рецептора смерти при ВПЧ низкого онкогенного риска (табл. 3). Низкий уровень CD95+-клеток является одной из основных причин нарушения апоптических процессов в зараженных интегративными вирусами клетках. Общий уровень CD95+-клеток среди клеточных элементов цервикального канала женщин независимо от типа ВПЧ-инфекции снижен, но достоверность различий обнаружена только при ВПЧ-инфекции высокого онкогенного риска (см. табл. 3).

Таблица 3.

* – р<0,05 по сравнению с показателями у доноров.

При исследовании рецептора к TRAIL при папилломавирусной инфекции общий уровень DR5+-клеток в цервикальной жидкости женщин независимо от типа ВПЧ-инфекции оказался неизмененным (данные не приведены).

Проведенное нами исследование показало, что у больных ХГВ и ХГС активируется FAS-опосредованный апоптоз, результатом чего явилось усиление экспрессии рецептора FAS на лейкоцитах периферической крови, более выраженное у больных ХГС с высокой биохимической активностью. Такая благоприятная, казалось бы, ситуация для элиминации вирусов гепатита, с одной стороны, не подтверждается в ряде работ по исследованию экспрессии гена FAS непосредственно в гепатоцитах, в которых происходит снижение экспрессии исследуемого гена, из чего можно сделать вывод о способности ингибировать FAS-индуцируемый апоптоз антигенами вируса гепатита С, но такой зависимости не обнаружено у пациентов с ХГВ [8–10]. Исследование показателей TRAIL позволяет говорить о дефиците сывороточного TRAIL за счет повышения экспрессии TRAIL-рецептора не только на мембране лейкоцитов, но и на гепатоцитах [11]. С другой стороны, J. Du и соавт. [12] указывают на ингибирование TRAIL-индуцированного апоптоза cor-антигеном вируса гепатита В в печеночной паренхиме.

Напротив, при ВПЧ-инфекции выявлена зависимость показателей от степени онкогенного риска инфекции. Не исключено, что при данном заболевании снижение экспрессии CD95 и готовности клеток к спонтанному апоптозу является неблагоприятным признаком, так как оно ассоциировано с переключением на менее эффективный при вирусной инфекции гуморальный путь иммунной защиты и с присущими такому переключению проявлениями иммуносупрессии.

Таким образом, вирусы могут индуцировать или блокировать апоптоз в зараженной клетке, как за счет специфического действия продуктов вирусных генов, так и в результате изменения свойств поверхностной мембраны клетки, что делает ее мишенью для цитотоксических иммунокомпетентных клеток. Изучение механизмов цитопатического действия вирусов, а также нарушений регуляции программируемой клеточной гибели в этом процессе необходимо для понимания механизмов взаимоотношений вирус – клетка-хозяин – макроорганизм.


Literature


1. Dbaibo G., Hannun J. Molecule of the month. Cytokine response modifier A: a strategically deployed viral weapon. Clin. Immunol. Immunopathol. 1998; 86 (2): 134–140.
2. Ehrmann J.Jr., Galuszkova D., Ehrmann J. et al. Apoptosisrelated proteins Bcl-2, Bax, Fas, Fas-L and PCNA in liver biopsies of patients with chronic hepatitis B virus infection. Pathol. Oncol. Res. 2000; 6 (2): 130–135.
3. Hay S., Kannourakis G. A time to kill: viral manipulation of the cell death program. J. Gen. Virol. 2002; 83: 1547–1564.
4. Utkin O.V., Lebedev M.Yu., Novikov D.V. i dr. Izucheniye ekspressii alternativnykh form mRNK FAS-antigena pri virusnykh gepatitakh i ozhogovoy travme. Materialy nauch. konferentsii, posvyashchennoy 85-letiyu so dnya rozhdeniya akademika RAMN I.N. Blokhinoy. N. Novgorod: NNGU im. N.I.Lobachevskogo, 2006: 202–206.
5. Mitrikova L.Ts. Rastvorimyy Fas-antigen v syvorotke krovi bolnykh ostrym gepatitom V. Epidemiol. i infekts. bol. 2003; 3: 34–36.
6. Werner A.B., Vries E., Tait S.W.G. et al. TRAIL receptor and CD95 signal to mitochondria via FADD, caspase-8/10, Bid, and Bax but differentially regulate events downstream from truncated Bid. J. Biol. Chem. 2002; 277: 40760-40767.
7. Lian-Jun Y., Wen-Liang W. Expression of Bcl-2 and Bax proteins in hepatocellular carcinoma tissue. J. Fourth. Mil. Med. Univ. 2002; 23: 337–340.
8. Hardwick J.M. Virus-induced apoptosis. Adv. Pharmacol. 1997; 41: 295–336.
9. Novitskiy V.V., Ryazantseva N.V., Zhukova O.B. Molekulyarnyye osnovy dizregulyatsii programmirovannoy gibeli limfotsitov pri khronicheskoy virusnoy infektsii. Byul.
sibirskoy meditsiny 2006; 2: 23–34.
10. Yoo Y.G., Lee M.O. Hepatitis B virus X protein induces expression of fas ligand gene through enhancing transcriptional activity of early growth response factor. J. Biol. Chem. 2004; 279 (35): 36242–36249.
11. Gong-Ying Chen, Jian-Qin He, Guo-Cai Lu et al. Association between TRAIL expression on peripheral blood lymphocytes and liver damage in chronic hepatitis B. Wld J. Gastroenterol. 2005; 11 (26): 4090–4093.
12. Du J. et al. Hepatitis B virus core protein inhibits TRAILinduced apoptosis of hepatocytes by blocking DR5 expression. Cell Death and Differentiation website (http://www.nature.com/cdd)


About the Autors


Ivanova Marina Ruslanovna, MD; Acting Head, Department of Communicable Diseases, Kh.M. Berbekov Kabardino-Balkar State University
Address: 173, Chernyshevsky St., Nalchik 360004
E-mail: marina19692003@list.ru


Similar Articles


Бионика Медиа