Цитокины при бронхиальной астмы

Бронхиальная астма (БА) является ведущим заболеванием респираторной медицины, заболеваемость которой неуклонно возрастает с каждым годом [1]. Патогенез БА сложен, многообразен и определяет тип, интенсивность воспаления дыхательных путей и ответ на проводимую терапию [2; 3]. Многообразие клинико-патогенетических вариантов БА активно обсуждается последние годы [4; 5]. Помимо аллергической БА, выделяют: неаллергическую, вирус-индуцированную, нейтрофильную, позднюю неаллергическую и другие фенотипы БА [6]. Отличительной особенностью неаллергических фенотипов БА является персистенция воспаления дыхательных путей преимущественно инфекционного генеза, наличие бактериальных очагов хронической инфекции респираторного тракта, длительный стаж курения, низкие значения функции внешнего дыхания, толерантность к лечению глюкокортикостероидам (ГКС) [7].

Воспаление является основным патогенетическим звеном БА, выделяют три типа: эозинофильное, нейтрофильное, малогранулоцитарное. Механизмы развития воспаления и бронхообструкции реализуются на уровне медиаторов (цитокинов) и клеток. По данным литературы, исследованию цитокинового профиля при аллергической БА посвящено множество работ, менее изучен этот вопрос при других фенотипах БА, в том числе при неаллергическом варианте [8; 9]. Важное значение в патогенезе БА имеет дисбаланс Th2 и Th1 типов иммунного реагирования. Интерлейкин-4 (IL-4) является основным медиатором аллергической реакции, Th2 типа иммунного ответа, путем индукции дифференцировки Th2 клеток и синтеза иммуноглобулина Е (IgE) антител на причинно-значимые аллергены. Интерлейкин-10 (IL-10) является потенциальным противовоспалительным медиатором, который подавляет синтез многих белков воспаления, провоспалительных цитокинов. IL-10 выполняет иммунорегуляторную роль баланса Th2 и Th1 клеток. В работе Л.Н. Сорокиной с соавторами при исследовании цитокинов в сыворотке крови у больных неаллергической формы бронхиальной астмы, выявили высокие концентрации IL-4 и интерлейкина-6 (IL-6), наличие сопутствующей патологии – сахарного диабета приводило к снижению уровня IL-4 [10]. Эозинофильный тип воспаления характерен не только для ранней аллергической БА, но и для неаллергической БА с поздним началом.

Наиболее тяжелые пациенты чаще демонстрируют другой эндотип воспаления — нейтрофильный, в формировании которого могут принимать участие IL-6, IL-8, IL-17, IL-1β, TNF-α [11]. IL-6 продуцируется макрофагами, дендритными клетками, тучными клетками и нейтрофилами. Также выработку IL-6 индуцируют процессы повреждения клеток вследствие продуктов распада бактерий и вирусов. Отмечается повышение уровня IL-6 в сыворотке крови при воспалительных заболеваниях. Рассматривается двусторонняя роль IL-6 в респираторном тракте: с одной стороны, при аллергическом воспалении он снижает количество эозинофилов и уровень IL-4, IL-5 в дыхательных путях, с другой — данный феномен способствует формированию фиброза в бронхолегочной системе [12].

Интерлейкин-8 (IL-8) является одним из основных провоспалительных хемокинов, образуемый нейтрофилами, макрофагами, эпителиальными и эндотелиальными клетками. IL-8 обладает хемоаттрактантной активностью в отношении нейтрофилов и лимфоцитов и при высвобождении приводит к миграции этих клеток к участку тканевого повреждения. По данным литературы описывается высокий уровень IL-8 в сыворотке крови у больных БА, ассоциированной вирусной инфекцией [13].

В большей степени отмечено повышение уровня цитокинов, в том числе индуцированной продукции в период обострения астмы, что показывает важность роли цитокинов при активации воспаления. В работе А.В. Караулова с соавторами отмечено, что стимуляция синтеза и секреции цитокинов у больных бронхиальной астмой, в отличие от здоровых доноров, не всегда приводит к повышению их индуцированной продукции [14].

Таким образом, изучение иммунопатогенеза астмы позволит дифференцированно подойти к терапии БА с позиций индивидуального подхода, прогнозировать тяжесть течения и разрабатывать профилактические мероприятия.

Цель исследования

Изучить роль спонтанной и индуцированной продукции цитокинов IL-4, IL-10, IL-6, IL-8 лейкоцитами периферической крови в патогенезе воспаления неаллергической формы бронхиальной астмы.

Материал и методы исследования

Обследовано 96 больных с диагнозом БА на базе Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Клиническая больница № 4» г. Пензы, из них — 20 (20,8%) мужчин, 76 (79,1%) женщин.

Больные были разделены на 2 группы: 1-ю группу (n=49) составили больные с неаллергической формой БА (НАБА), средний возраст составил 56,00 лет, средняя длительность течения заболевания – 10,00 лет; 2-ю группу сравнения (n=47) — больные с аллергической формой БА (АБА), средний возраст составил 56,00 лет, средняя длительность течения заболевания – 20,00 лет Контрольную группу составили 17 человек, практически здоровых лиц, сопоставимых по полу и возрасту с изучаемыми группами.

По степени тяжести больные были распределены следующим образом: со среднетяжелым течением – 42 (43,75%), тяжелым – 54 (56,25%) человека. Все пациенты получали противовоспалительную терапию в соответствии с рекомендациями GINA 2016. Согласно российским и международным клиническим рекомендациям, средние дозы ингаляционных глюкокортикостероидов (ИГКС) получали 38 (39,5%), высокие дозы – 58 (60,4%) человек.

Диагноз БА установлен в соответствии с Федеральными клиническими рекомендациями и Глобальной стратегией: диагностика, лечение и профилактика БА (GINA 2016). Диагноз АБА поставлен на основании отягощенного аллергологического анамнеза, подтвержденного положительными результатами специфических IgE-антител к пыльцевым и бытовым аллергенам. Диагноз НАБА был установлен путем исключения наличия атопии к неинфекционным аллергенам. Все больные получили полное клинико-лабораторное обследование в соответствии со стандартами обследования больных с БА на базе Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Клиническая больница № 4» г. Пензы.

Функция внешнего дыхания (ФВД) изучалась при помощи спирометра MicroLab (Англия) с определением объема форсированного выдоха в секунду (ОФВ₁, %, л), форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, %, л), модифицированного индекса Тиффно (ИТ=ОФВ₁/ФЖЕЛ, %), в соответствии с требованиями АТS (American Thoracic Society — Американское торакальное общество). Пиковая скорость выдоха (ПСВ) и суточный разброс ПСВ (разница между утренними и вечерними измерениями в процентах) измерялись с помощью пикфлоуметра Vitalograph (Ирландия).

Исследование спонтанной и индуцированной продукции IL-4, IL-10, IL-6, IL-8 лейкоцитами периферической крови проведено в Центральной научно-исследовательской лаборатории (ЦНИЛ) ПИУВ – филиала ФГБОУ ДПО «РМАНПО» Минздрава России (заведующая ЦНИЛ – доцент, д.б.н. Баранова Н.И.). Материалом для исследования служили супернатант спонтанной и фитогемаглютенин (ФГА) -индуцированной продукции клеток больных БА и здоровых лиц контрольной группы. Для оценки спонтанной и ФГА-индуцированной продукции цитокинов был проведен тест ex vivo. Определение концентрации IL-4, IL-10, IL-6, IL-8 в супернатанте спонтанной и ФГА-индуцированной продукции клеток иммунной системы осуществлялось методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) при помощи тест-систем «Интерлейкина-4-ИФА-Бест», «Интерлейкина-10-ИФА-Бест», «Интерлейкина-6-ИФА-Бест», «Интерлейкина-8-ИФА-Бест», (ЗАО «Вектор-Бест», Россия).

Статистическая обработка материала проводилась с помощью пакета прикладных программ Statistica 6,0 на персональном компьютере. При сравнении групп между собой использовали критерий Манна-Уитни. Показатели представлены в виде медианы (Ме) и квартилей (Р25%; Р75%). Результаты считались статистически значимыми при р , **

источник

Th2 цитокины и астма — интерлейкин-4: его роль в патогенезе астмы и нацеливание на лечение астмы антагонистами рецептора интерлейкина-4

Интерлейкин-4 (IL-4) опосредует важные провоспалительные функции при астме, включая индукцию изотипа IgE, экспрессию молекулы адгезии сосудистых клеток-1 (VCAM-1), промотирование эозинофильной трансмиграции через эндотелий, секрецию слизи и дифференцировку лимфоцитов Т-хелперного типа 2, приводящих к высвобождению цитокинов. Астма представляет собой сложное генетическое расстройство, которое связано с полиморфизмами в промоторе гена IL-4 и белками, участвующими в сигнале IL-4. Растворимый рекомбинантный рецептор IL-4 не обладает трансмембранными и цитоплазматическими активирующими доменами и поэтому может секвестрировать IL-4 без опосредования клеточной активации. Мы сообщаем результаты первых клинических испытаний, которые демонстрируют клиническую эффективность этого естественного антагониста IL-4 в качестве терапевтического средства при астме.

Интерлейкин (IL) -4 является ключевым цитокином в развитии аллергического воспаления. Он связан с индукцией ε-изотипного переключателя и секрецией IgE с помощью В-лимфоцитов [1]. IgE-опосредованные иммунные ответы дополнительно усиливаются IL-4 благодаря его способности регулировать рецепторы IgE на поверхности клетки: низкоаффинный IgE-рецептор (FcRRII, CD23) на В-лимфоцитах и мононуклеарные фагоцитарные клетки и высокоаффинный IgE-рецептор ( FcRI) на тучных клетках и базофилах [2]. IgE-зависимая активация тучных клеток, индуцированная IL-4, играет ключевую роль в развитии немедленных аллергических реакций. Дополнительный механизм, с помощью которого ИЛ-4 способствует обструкции дыхательных путей при астме, заключается в индукции экспрессии гена муцина и гиперсекреции слизи [3]. IL-4 увеличивает экспрессию эотаксина и других воспалительных цитокинов из фибробластов, которые могут способствовать воспалению и ремоделированию легких при хронической астме [4].

Важной активностью IL-4 в продвижении клеточного воспаления в астматическом легком является индукция молекулы адгезии сосудистых клеток (VCAM) -1 на сосудистом эндотелии [5]. Благодаря взаимодействию VCAM-1 IL-4 способен направлять миграцию Т-лимфоцитов, моноцитов, базофилов и эозинофилов в воспалительные локусы. Кроме того, ИЛ-4 ингибирует апостип эозинофилов и способствует эозинофильному воспалению, индуцируя хемотаксис эозинофилов и его активацию за счет повышенной экспрессии эотаксина [6].

Существенной биологической активностью ИЛ-4 в развитии аллергического воспаления является способность управлять дифференцировкой наивных Т-хелперных типов 0 (TH0) лимфоцитов в Т-лимфоциты [7,8]. Эти клетки TH2 способны секретировать IL-4, IL-5, IL-9 и IL-13, но теряют способность продуцировать интерферон-γ [9]. Используя клетки человека, введение IL-4 генерирует Т2-подобные лимфоцитарные клоны, тогда как инкубация с анти-IL-4 блокирует эту дифференциацию. Индукция TH2-подобных лимфоцитов является уникальной биологической активностью IL-4, поскольку рецепторы IL-4, а не рецепторы IL-13 экспрессируются на Т-клетках [10]. Образование IgE и индукция VCAM-1 представляют собой активности, связанные с родственным цитокиновым IL-13.

В дополнение к управлению дифференцировкой TH0-лимфоцитов в фенотип TH2, IL-4 играет важную роль в аллергических иммунных ответах вследствие его способности предотвращать апоптоз Т-лимфоцитов. Активация этих клеток приводит к быстрой пролиферации и секреции цитокинов. При отсутствии соответствующего сигнала активированные Т-хелперные лимфоциты быстро становятся апоптотическими и устраняются. Несколько цитокинов, включая IL-2, IL-4, IL-7 и IL-15, эффективны в предотвращении гибели активированных Т-клеток. Из них наиболее эффективны IL-4 и IL-15 [11]. Ингибирование апоптоза IL-4 может быть частично опосредовано способностью этого цитокина поддерживать уровни белка Bcl-2, способствующего выживанию, в Т-клетках [11]. Апоптоз Т-лимфоцитов может индуцироваться через сигналы, опосредуемые Fas-лигандом через рецептор Fas (CD95), экспрессируемый в этих клетках. Т-клетки из астматических легких демонстрируют дефектное выражение Fas. Совместное культивирование Т-клеток с IL-4 снижает регуляцию экспрессии Fas на поверхности клетки. Экспрессия IL-4 в астматическом легком и вторичное отсутствие экспрессии Fas могут объяснить стойкость воспалительных клеточных инфильтратов при аллергической астме. Апоптоз TH2-лимфоцитов (и, возможно, эозинофилов) мог бы представлять собой путь, посредством которого блокада IL-4 дает быстрые клинические преимущества при астме. Кортикостероиды обычно вызывают апоптоз в зрелых Т-хелперных клеточных линиях. Индукция гибели клеток предотвращается IL-2 в клетках TH1 и IL-4 в клетках TH2 [12]. IL-4 и IL-2 синергируют, чтобы сделать лимфоциты огнеупорными к противовоспалительным влияниям кортикостероидов. Это является результатом альтернативного сплайсинга мРНК глюкокортикоидного рецептора (GCR), генерирующего GCR-β. GCR-β неспособна связывать глюкокортикоиды, но может связывать и противодействовать трансактивирующей активности классического GCR-α. Через эти механизмы аутокринное продуцирование IL-4 клетками TH2 в астматическом легком может привести к тому, что эти клетки будут сопротивляться положительным влияниям кортикостероидов [13]. Синергические преимущества рецептора интерлейкина-4 (IL-4R) с ингаляционными кортикостероидами можно ожидать у пациентов с астмой.

IL-4 увеличивается в сыворотке и бронхоальвеолярном лаваже аллергических индивидуумов [14,15], а мононуклеарные клетки периферической крови от атопических астматиков увеличивают продукцию IL-4 в ответ на пылевой клещ-антиген [16]. Небулизированное введение IL-4 пациентам с легкой астмой привело к значительному увеличению гиперчувствительности дыхательных путей, что было связано с увеличением числа эозинофилов мокроты [17]. Различные результаты показывают, что атопические индивидуумы изменили регуляцию в своей продукции IL-4. В ответ на бактериальные антигены CD4 + T-клеточные клоны из атопии продуцируют IL-4 и IL-5, тогда как неатопические CD4 + T-клеточные клоны продуцируют TH1-цитокины [18]. Атопические субъекты имеют более высокую частоту Т-клеток, продуцирующих IL-4, чем нормальные субъекты [19], а клоны Т-клеток, полученные из лимфоцитов пуповинной крови новорожденных с атопическими родителями, вызывают более высокие концентрации IL-4, чем новорожденные лимфоциты новорожденных, атопических родителей [20].

Астма связана с хромосомой 5q31-33 с помощью поиска генома и скрининга генов-кандидатов [21,22]. Этот локус включает гены для TH2-цитокинов IL-4, IL-5, IL-9 и IL-13. Аберрантное производство IL-4 или гиперреактивность к этому цитокину вследствие наследственных дефектов может также способствовать патофизиологии астмы. Оптимальная сигнализация IL-4 (рассмотренная в [23]) включает его взаимодействие с рецепторами, состоящими из гетеродимера высокоаффинного IL-4Rα и либо общей цепи γ-цепи, либо цепи α-рецептора IL-13. Связывание IL-4 приводит к фосфорилированию тирозина молекул сигнальной трансдукции, включая мотивы, подобные тем, которые связаны с сигналами инсулина, субстратом рецептора инсулина (IRS) -1, IRS2 и сигнальным преобразователем и активатором транскрипции (Stat) -6 [23] , IRS1 и IRS2 регулируют пролиферацию и защиту от апоптоза. Stat-6 необходим для IL-4-зависимой экспрессии CD23, MHC класса II, тяжелой цепи и IL-4Rα [23] и, как отмечено, имеет важное значение для дифференцировки TH2-лимфоцитов. BCL6 представляет собой белок, который противодействует стимуляционному эффекту Stat-6 путем связывания с активными промоторными элементами Stat-6 и подавлением транскрипции. С помощью этого механизма показано, что BCL6 подавляет индуцированное IL-4 продукцию IgE [24]. Астма генетически связана с полиморфизмами в генах, кодирующих IL-4Rα, IL-13Rα, Stat-6 и BCL6. Резюме естественных полиморфизмов, которые связаны с атопией и астмой и может влиять на продукцию IL-4 или передачу сигналов IL-4, приведено в Таблице 1. Физически запрограммированные люди с гиперчувствительностью к IL-4 представляют собой когорту субъектов, которые могут быть терапевтически чувствительны к антагонисту IL-4.

Гены, связанные с сигнализацией IL-4 и IL-4, связанные с астмой и аллергией

Нейтрализация IL-4 антителами против IL-4 у мышей ингибирует развитие аллерген-специфического IgE [25] и снижает эозинофильное воспаление [25] и реактивность дыхательных путей [26]. Эти результаты были подтверждены с использованием нокаутных мышей IL-4. В дополнение к этим эффектам рекомбинантный растворимый рецептор IL-4, который действует как приманка для связывания IL-4 и нейтрализует активность IL-4, был продемонстрирован в моделях мыши для блокирования гиперреактивности, вызванной аллергеном, при гиперреактивности [27] и для ингибирования VCAM -1, приток эозинофилов и чрезмерное продуцирование слизи [28]. Путем ингибирования дифференцировки TH2-подобной лимфоцитов и развития апоптоза установленных TH2-подобных клеток блокада IL-4 ингибирует биологическую активность IL-4 и, что не менее важно, снижает продукцию IL-5. Тем не менее, мыши, дефицитные в ИЛ-4 (нокауты IL-4), сохраняют остаточные ответы ТГ2, что может объяснить стойкую низкоуровневую экспрессию IL-5, эозинофилии и гиперреактивности дыхательных путей, наблюдаемую в некоторых из этих исследований на мышах [10]. Несмотря на то, что всегда существует опасность чрезмерной интерпретации данных, полученных на животных моделях, эти наблюдения подтверждают роль ИЛ-4 при астме и аллергических расстройствах.

IL-4R представляет собой гетеродимерный комплекс клеток, состоящий из специфической высокоаффинной α-цепи (IL-4Rα) и второй цепи, которая может быть либо общей γ-цепью, либо α-цепочкой рецептора IL-13 ( IL-13Rα) [23]. Общая γ-цепь обнаружена в нескольких рецепторах цитокинов. Хотя обе цепи гетеродимера необходимы для опосредования клеточной активации, для связывания IL-4 необходим только IL-4Rα. Секретные формы IL-4Rα встречаются естественным образом и выражаются при аллергическом воспалении [29]. Растворимый IL-4R способен взаимодействовать с IL-4, даже несмотря на отсутствие трансмембранных и цитоплазматических доменов. Поскольку он не индуцирует клеточную активацию, а вместо этого связывает и секвестры IL-4, растворимый IL-4R служит в качестве противовоспалительного механизма, который может противодействовать воздействию IL-4 (фиг.1) и может представлять собой эндогенный ауторегуляторный или гомеостатический механизм , Действуя как приманка для связывания и нейтрализации циркулирующего цитокина, в сочетании с высокой специфичностью и высокой аффинностью связывания для цитокина, делает растворимый рецептор идеальным в качестве антагониста цитокинов. Растворимый рекомбинантный рецептор человеческого IL-4 (rhuIL-4R; Nuvance ™; Immunex) представляет собой внеклеточную часть человеческого IL-4Rα, кодирующий ген, который был клонирован, и его продукт экспрессируется в экспрессирующей системе млекопитающих. Поскольку последовательности аминокислот и углеводов или гликозилирования идентичны последовательностям IL-4R человека, растворимые рецепторы являются относительно неиммуногенными. Это контрастирует с химеризованными или гуманизированными моноклональными антителами, которые сохраняют некоторые мышиные последовательности или мутеины IL-4, которые не являются достоверными. Показано, что растворимый рецептор фактора некроза опухолей Enbrel® является безопасным и высокоэффективным для долгосрочного лечения ревматоидного артрита у взрослых и детей.

IL-4 с клеточным IL-4R и его ингибирование растворимым IL-4R (sIL-4R). (а) IL-4 связывается с клеточным IL-4R, опосредуя клеточную активацию и важные провоспалительные функции при астме. Для ясности показана только цепочка IL-4Rα гетеродимера, представленная тремя доменами: внеклеточным (зеленым), трансмембранным (белым) и цитоплазматическим (красным). Следует, однако, отметить, что обе цепи гетеродимера должны инициировать внутриклеточную сигнализацию. (b) sIL-4R состоит из внеклеточной части IL-4Rα. Он сохраняет способность связывать IL-4 с высокой аффинностью и высокой специфичностью и тем самым функционирует как приемник-приемник, который может секвестрировать естественный IL-4 и препятствовать его активации клетки. sIL-4R не может активировать сотовую сигнализацию; таким образом, он служит в качестве противовоспалительного средства, которое может противодействовать действию IL-4 при астме.

источник

Становится все более очевидной чрезвычайная гетерогенность бронхиальной астмы (БА). Более 30 лет назад, в 1977 г., мы указывали на наличие у больных БА семи клинико-патогенетических вариантов течения БА, названных в последующем фенотипами: инфекционнозависимого, атопического, гормонального, нервно-психического, аутоиммунного, выраженного адренергического дисбаланса и первично измененной реактивности бронхов.

Для каждого из этих вариантов были разработаны методы индивидуальной диагностики и терапии, результаты их апробации неоднократно публиковались. В последующем формулировка «первично измененная реактивность бронхов» была заменена на представления о бронхиальной астме физического усилия, дизовариальном и аспириновом клинико-патогенетических вариантах (фенотипах) бронхиальной астмы, совершенствовались методы индивидуальной диагностики и терапии, и повышалась их эффективность.

Наиболее эффективными для лечения бронхиальной астмы с полным на то основанием признаются ингаляционные кортикостероиды (ИГКС). Однако у 5-10% больных БА комплексное лечение даже с включением ИГКС неэффективно. Хотя процент больных, резистентных к применению ИГКС, невелик, но на долю этих больных приходится 50% от общей стоимости лечения больных бронхиальной астмой.

Недостаточная эффективность лечения существующими методами части больных БА служит поводом для изучения фенотипов и формирующих их эндотипов бронхиальной астмы. Знание механизмов (эндотипов), формирующих фенотипы, создает перспективы для разработки новых методов лечения, учитывающих индивидуальные особенности БА у данного больного. Кластерный анализ двух больших европейских когорт выявил два фенотипа. Первый касается больных с ранним началом аллергической бронхиальной астмы, а второй включает преимущественно женщин с поздним началом заболевания, без атопии, с высоким индексом массы тела.

Для классификации эндотипов у больных БА после кластерного анализа были выбраны 7 параметров: клинические характеристики, биомаркеры, физиология легких, генетика, гистопатология, эпидемиология и реакция на лечение. На основе этих параметров были предложены следующие эндотипы бронхиальной астмы:

аспиринчувствительная;
аллергическая астма;
астма у детей в дошкольном возрасте с хрипами;
тяжело протекающая астма с гиперэозинофилией и поздним началом;
астма у любителей беговых лыж.

эозинофильного воспаления;
аллергической сенсибилизации с наличием антиген-специфического IgE и гиперреактивностью;
ремоделирования бронхов.

Очевидно, что приведенные выше и им подобные фенотипы и эндотипы не создают условий для разработки новых, персонализированных методов лечения. Необходимы маркеры, характеризующие механизмы патогенеза, эндотипы, формирующие различные фенотипы бронхиальной астмы, воздействие на которые может иметь лечебный эффект.

В качестве маркера, определяющего характер воспаления у больных БА, была использована цитологическая характеристика индуцированной мокроты. Воспалительный процесс органов дыхания у больных БА неоднороден, а диагностика различных воспалительных фенотипов БА дает возможность определить патогенетический вариант БА у данного больного и открывает путь для персонализированной терапии. Simpson и соавторы (2006) разработали четыре воспалительных фенотипа бронхиальной астмы: нейтрофильный, эозинофильный, гранулоцитарный и малогранулоцитарный, возможны сочетания фенотипов. Мы считаем, что к этим клеточным фенотипам нужно добавить эпителиальный и макрофагальный фенотипы.

В настоящее время описан 161 биомаркер, свидетельствующий о наличии, выраженности и характере воспаления дыхательных путей при аллергических заболеваниях. В качестве таких маркеров в последнее время используются цитокины (ЦК), которые участвуют в осуществлении иммунологических и других реакций и входят в число механизмов, формирующих эндотипы различных фенотипов БА.

Цитокины (ЦК) — небольшие белки, осуществляющие сигнализацию между клетками и являющиеся группой гуморальных факторов системы как врожденного, так и адаптивного иммунитета. Связь между клетками, выполняемая цитокинами, необходима для осуществления различных функций (рост, хемоаттракция, клеточная пролиферация и дифференцировка и др.). Сочетанность и избыточность действия цитокинов (ЦК) и плейотропия затрудняют оценку их роли в патогенезе различных патологических состояний. Как и другие медиаторы воспаления, цитокины действуют на рецепторы мембран клеток с высокой степенью сродства.

Цитокины по механизму действия могут быть разделены на три основные группы:

провоспалительные, участвующие в формировании воспалительного ответа (интерлейкины (ИЛ)-2, -6, -8, фактор некроза опухоли (ФНО)-альфа, интерферон-гамма (ГИН) и др.);
противовоспалительные, уменьшающие развитие воспаления (интерлейкины 4, 10, ТGFB и др.);
регуляторы клеточного и гуморального иммунитета (естественного или специфического), имеющие специфические функции (противовирусные, цитотоксические и др.).

цитокины участвующие в цитотоксических (противовирусных и противораковых) гуморальных и клеточных реакциях (Th1 и Th17);
цитокины участвующие в аллергических реакциях (Th2);
цитокины участвующие в иммуносупрессивных, регуляторных реакциях (Treg).

Из-за выраженной плейотропности функциональная направленность и механизмы действия цитокинов в разных условиях функционирования могут проявляться по-разному. На экспериментальных моделях астмы и по результатам исследования больных было установлено, что Th2-клетки индуцируют бронхиальную астму через массив цитокинов (ИЛ-4, -5, -9, -10, -13, -25), которые активизируют воспаление дыхательных путей прямо или косвенно.

Суммарный итог опубликованных в литературе данных о роли цитокинов позволяет выделить основные позиции, характеризующие участие цитокинов в иммунных реакциях: способствуют распознаванию антигенов, содействуют экспрессии на клетках иммунной системы молекул адгезии, влияют на миграцию иммуноцитов, активируют моноциты и макрофаги, являются кофакторами антигенов при активации и пролиферации лимфоцитов.

Известны вещества, которые оказывают подавляющее действие на цитокины:

ингибиторы синтеза цитокинов — глюкокортикостероиды, циклоспорин А, такролимус, микрофеналат;
гуманизированные ингибирующие антитела к цитокинам и их рецепторам;
растворимые частицы, блокирующие рецепторы цитокинов;
антагонисты и лекарственные средства, блокирующие процесс трансдукции цитокинов.

Цитокины продуцируются различными иммунными и неиммунными клетками (лимфоцитами, эпителиальными и эндотелиальными клетками).

Созревание, мобилизация и выживание эозинофилов в дыхательных путях определяется ИЛ-3, GM-CSF, но особенно ИЛ-5, который играет ключевую роль в посредничестве в дыхательных путях эозинофилов с другими клетками и формировании эозинофильного воспаления у больных бронхиальной астмой. ИЛ-5, ИЛ-3, GM-CSF содействуют развитию эозинофилов из СD34 гемопоэтических клеток-предшественников, хотя только ИЛ-5 оказывает специфическое влияние на эозинофилы в процессе развития и дифференцировки.

Эозинофилы участвуют в генерации цитокинов:

эозинофилы активируют Th2-клетки, которые секретируют цитокины;
эозинофилы вызывают секрецию цитокинов Th2-клетками.

Появляется все больше доказательств того, что эозинофильное воспаление является признаком бронхиальной астмы, и его формирование связывают с повышенным уровнем ИЛ-5 в бронхах у этих больных.

Механизмы эозинофильного варианта бронхиальной астмы включают стимуляцию Th2 аллергенами, что сопровождается высвобождением цитокинов (ИЛ-4, -5, -9, -13). В биоптатах слизистой оболочки бронхов этих больных выявляется инфильтрация эозинофилами, активированными тучными клетками и Th2-клетками.

Тучные клетки являются основным источником связанных с аллергией цитокинов (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ФНО). Тучные клетки оснащены рецепторами для взаимодействия с цитокинами (ИЛ-3R, ИЛ-4R, ИЛ-5R, ИЛ-9R, ИЛ-10R и др.).

У больных с нейтрофильной бронхиальной астмой выражена активность ИЛ-17. Тяжесть заболевания коррелирует с уровнем ИЛ-17 в сыворотке крови. ИЛ-8 оказывает влияние на функционирование нейтрофилов, a ИЛ-17 привлекает нейтрофилы в зону воспаления и активной инфекции.

По способности продуцировать цитокини лимфоциты разделены на три группы: 1-я группа — производство INF-гамма, 2-я группа — производство ИЛ-5 и ИЛ-13, 3-я группа — ИЛ-17 и ИЛ-22. В связи с участием ИЛ-5 в формировании эозинофильного варианта бронхиальной астмы этот цитокин получил название «эозинофильный колониестимулирующий фактор».

ИЛ-17 действует на эпителий дыхательных путей, стимулируя секрецию большого числа биологически активных веществ и в их числе цитокины ИЛ-4, ИЛ-5. Кроме того, ИЛ-17 является активатором эндотелиальных клеток, приводя к миграции нейтрофилов в зону воспаления.

Связь цитокинов с клетками обеспечивает выполнение их основной функции — формирование взаимодействия между клетками в процессе осуществления иммунологических и других реакций. Эта связь цитокинов с клетками может быть наглядно проиллюстрирована на примере реакции иммунной системы на воздействие антигенного стимула. Антиген через антиген-представляющие клетки воздействует на Th0-клетки, приводя их к дифференциации в Th2, в этом событии принимает участие ИЛ-4. Затем с участием ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-13 происходит активация В-клеток с образованием аллерген-специфических IgE, которые фиксируются на поверхности тучных клеток. При стимуляции антигеном тучные клетки секретируют гистамин, простагландины и лейкотриены, что приводит к бронхоспазму, гиперсекреции и отеку слизистых дыхательных путей. Одновременно Th2-клетки через воздействие ИЛ-5 стимулируют эозинофилы на образование лейкотриенов и активных форм кислорода. Все это в совокупности в условиях нормального функционирования направлено на элиминацию антигена, а у больных приводит к обструкции и формированию воспаления.

Первая публикация о периостине была сделана в 1993 г., и первоначальное название этого белка было «остеобластов-специфический фактор 2». Периостин — внеклеточный многофункциональный белок, который у человека кодируется геном POSTIN и опосредует активацию клеток путем связывания с рецепторами.

Внимание к периостину было привлечено в ситуациях, связанных с переломами костей. Последующие исследования показали, что периостин экспрессируется многими органами взрослого человека и тканями плода, в том числе плацентой, сердцем, легкими, щитовидной железой, надпочечниками, эпителиальными клетками, фибробластами, эозинофилами. Основными источниками периостина у больных бронхиальной астмой являются эпителиальные, эндотелиальные клетки и фибробласты. Экспрессия периостина эпителиальными клетками дыхательных путей регулируется Th2 с участием ИЛ-4 и ИЛ-13.

С повышенной экспрессией периостина связывают развитие различных дефектов органов и заболеваний костей, зубов, клапанов сердца, развитие различных опухолей, нарушение рубцевания после перенесенного инфаркта миокарда, анкилозирующий спондилоартрит, интерстициальную пневмонию, воспаление почек и фиброз, рак, эзофагит.

Периостин экспрессируется более активно у пациентов, которые находятся в условиях, связанных с повышенным делением клеток и активного ангиогенеза. Отмечается связь высокого уровня периостина с формированием хронического воспаления и ремоделированием тканей.

Установлены связи уровня периостина с механизмами патогенеза бронхиальной астмы: формированием фенотипа Th2, повышенной экспрессией медиаторов воспаления и гиперэозинофилией. Аллергены стимулируют секрецию иммунными клетками ИЛ-4 и ИЛ-5, тем самым стимулируя эозинофилы секретировать периостин и мобилизуя эозинофилы в зону аллергического воспаления. Как в эксперименте, так и в клинических исследованиях больных бронхиальной астмой было установлено, что периостин мобилизует эозинофилы в органы дыхания, повышает их адгезию, что происходит с участием ИЛ-5, ИЛ-13 и GM-CSF.

Стимулированная периостином Th2 система воспаления и связанная с этим секреция иммунными клетками ИЛ-4 и ИЛ-13 активируют фибробласты и как следствие формируют развитие у больных бронхиальной астмой субэпителиального фиброза.

Предполагают, что периостин играет важную роль в формировании эозинофильного фенотипа бронхиальной астмы и в тяжелом, злокачественном ее течении.

Уровни периостина в сыворотке крови у больных бронхиальной астмой были значительно выше, чем у здоровых доноров. Установлена связь между высоким уровнем периостина в сыворотке крови, поздним началом БА, гиперэозинофилией и сочетанием БА с синуситом. У пациентов с бронхиальной астмой и наличием непереносимости аспирина выявлен высокий уровень периостина в сыворотке крови. У этих больных констатирован эозинофильный фенотип БА, полипозный синусит, низкая эффективность лечения ИГКС и тяжелое течение БА. У больных с хроническим риносинуситом и полипами в носу уровень периостина в сыворотке крови был значительно выше, чем у больных с риносинуситом, но без полипов. Сывороточный уровень периостина у больных с атопическим дерматитом был значительно выше, чем у больных с псориазом и здоровых контрольной группы.

Эозинофильный фенотип у больных бронхиальной астмой с высоким уровнем периостина сыворотки крови сочетается с экспрессией ИЛ-5 и ИЛ-13, высоким уровнем сывороточного IgE, системной и легочной эозинофилией, увеличением толщины базальной мембраны и снижением чувствительности к ингаляционным глюкокортикостероидам (ИГКС).

Значимые корреляции уровня периостина с различными характеристиками течения бронхиальной астмы служат поводом для предложений использовать этот белок в качестве маркера особенностей течения болезни: выраженности 2-го типа иммунного ответа, для выявления больных с высокой активностью ИЛ-13, прогноза эффективности ИГКС терапии.

Уровни периостина в сыворотке крови у больных БА слабо связаны с выраженностью обструкции бронхов, и этот показатель не может быть значимым маркером тяжести течения БА. Высказываются мнения, что периостин может стать терапевтической мишенью для лечения бронхиальной астмы.

С момента появления первой публикации о периостине прошло 24 года, и, как можно судить по литературным данным, периостин активно и многосторонне изучается, но результаты исследований носят иногда противоположный характер. По данным одного исследования, содержание периостина в сыворотке крови и эозинофилия тесно связаны. В другом исследовании получены результаты, в соответствии с которыми уровни периостина в сыворотке крови не дифференцируют эозинофильный и неэозинофильный фенотипы течения бронхиальной астмы.

Меполизумаб (mepolizumab) — гуманизированное моноклональное антитело, блокирующее ИЛ-5, который мобилизирует из костного мозга и активирует эозинофилы. Ortega и соавторы (2014) применили меполизумаб для лечения 539 больных бронхиальной астмой. По сравнению с плацебо частота обострений болезни оказалась ниже на 47%. Положительный эффект при лечении меполизумабом как при внутривенном, так и при подкожном введении был достигнут у 50% больных. Bel и соавторы (2014) лечили меполизумабом 135 больных БА. Средний процент снижения дозы принимаемых через рот глюкокортикоидов составил 50% у больных основной группы. В группе плацебо снижения дозы лекарства не было. В 2015 г. FDA США и Европейский EMA одобрили меполизумаб в качестве поддерживающей терапии тяжело протекающей эозинофильной бронхиальной астмы у взрослых.

Реслизумаб (reslizumab) — гуманизированное моноклональное антитело к ИЛ-5. Castro и соавторы (2011) лечили реслизумабом 53 взрослых больных с тяжело протекающей эозинофильной бронхиальной астмой. Было отмечено улучшение клинического состояния, уменьшение содержания эозинофилов в крови и мокроте и увеличение ОФВ1. Лечение оказалось наиболее эффективным у больных с полипозом полости носа.

Бенрализумаб (benralizumab) — гуманизированное моноклональное антитело к рецептору ИЛ-5. Castro и соавторы (2014) лечили бенрализумабом 385 больных эозинофильной неконтролируемой астмой. Разовая доза бенрализумаба снижала число эозинофилов в крови и уменьшала число обострений.

Лебрикизумаб (lebrikizumab) — гуманизированное моноклональное антитело, блокирующее ИЛ-13, который индуцирует секрецию периостина эпителиальными клетками бронхов, стимулирует синтез IgE, фиброз бронхов и гиперчувствительность дыхательных путей. Corren и соавторы (2011) лечили лебрикизумабом 219 больных бронхиальной астмой. Была отмечена несущественная тенденция к уменьшению тяжести обострений по сравнению с группой плацебо. Эффективность лечения была выше у больных с высоким уровнем периостина в сыворотке крови. Noonan и соавторы (2013) лечили лебрикизумабом 210 больных астмой. Анализ эффективности лечения не выявил существенных изменений клинического течения и ОФВ1 у лечившихся лебрикизумабом больных БА по сравнению с группой плацебо. Maselli и соавторы (2015) лечили лебрикизумабом больных БА. Было отмечено уменьшение частоты обострений у больных, лечившихся лебрикизумабом, на 60% по сравнению с группой плацебо. Снижение уровней FeNo (оксида азота) в процессе лечения было более выраженным у больных с высоким уровнем периостина в сыворотке крови (34 и 4% соответственно). У пациентов с высоким уровнем FeNo в процессе лечения отмечалось более значительное улучшение функции легких и меньшее число обострений бронхиальной астмы.

Дупилумаб (dupilumab) — гуманизированное моноклональное антитело к рецептору ИЛ-4, блокирующее эффекты ИЛ-4 и ИЛ-13. Эти цитокины имеют повышенную активность у больных бронхиальной астмой с эозинофилией и другими признаками повышенной активности Th2 системы иммунитета. Wenzel и соавторы (2013) лечили дупилумабом 104 больных астмой, у которых по сравнению с группой плацебо было отмечено меньшее число обострений, вызванных отменой лекарств (р≤0,001) и увеличение ОФВ1 (р≤0,001).

Даклизумаб (daclizumab) — гуманизированное моноклональное антитело к ИЛ-2, ингибирующее пролиферацию клеток и либерацию клетками цитокинов. Busse и соавторы (2008) лечили даклизумабом 115 взрослых больных с тяжелым течением астмы. Было констатировано лишь небольшое улучшение функции легких и контроля за течением болезни.

Анрукинзумаб (anrucizumab) — гуманизированное моноклональное антитело к ИЛ-13. DeBoever с соавторами (2014) лечили анрукинзумабом 237 больных с тяжело протекающей астмой, получавших максимальные дозы ИГКС. Было отмечено отсутствие положительной динамики независимо от содержания эозинофилов и уровней IgE.

Тралокинумаб (tralokinumab) — гуманизированное моноклональное антитело к ИЛ-13. May c соавторы (2012) лечили тралокинумабом 194 больных бронхиальной астмой с течением болезни средней тяжести и тяжелым. Было отмечено умеренное улучшение функции легких и уменьшение применения адреномиметиков.

Доступные для ознакомления публикации о лечении больных антицитокиновыми препаратами позволяют сделать следующие выводы.

Эффективность лечения этими препаратами невысокая, и если достигнут клинический эффект, то он не превышает 50-60%.
В отдельных исследованиях отмечен более высокий эффект при наличии эозинофилии крови, эозинофилов в мокроте, повышенного содержания оксида азота в выдыхаемом воздухе.
Нет сведений о ятрогенном влиянии этих препаратов и об их противопоказанности.
Перед началом лечения и в процессе его проведения не определялись уровни соответствующих цитокинов.

Перед началом лечения и в процессе его проведения не определялись уровни соответствующих цитокинов.
какие сочетания цитокинов с учетом их уровней имеются у разных групп обследованных;
насколько статистически достоверны возможные связи между цитокинами, и если такие связи имеются, то какова их смысловая трактовка;
каково участие цитокинов в процессах сенсибилизации;
могут ли быть результаты исследования цитокинов использованы для клинической диагностики и назначения лекарственной терапии.

Установить уровни цитокинов у разных групп исследованных (для больных — в фазу обострения болезни).
Определить частоту (в %) сочетания разных цитокинов с учетом их уровня и числа.
Рассмотреть возможные комбинации сочетания цитокинов с учетом их уровня.
Проанализировать наличие и достоверность связей между цитокинами для всего массива данных и для каждой группы исследованных.
Изучить участие цитокинов в сенсибилизации бактериальными и атопическими аллергенами с учетом наличия и отсутствия аллергических заболеваний.

В исследование включены 210 человек: 32 больных бронхиальной астмой легкого течения (БАЛТ) — 1-я группа, 39 больных бронхиальной астмой средней тяжести течения (БАСТ) — 2-я группа, 39 больных бронхиальной астмой средней тяжести течения в сочетании с хронической обструктивной болезнью легких (БАСТ+ХОБЛ) — 3-я группа, 38 больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) — 4-я группа, 17 больных внебольничной пневмонией (ВП) — 5-я группа, 25 больных гипертонической болезнью (ГБ) и ишемической болезнью сердца (ИБС) — 6-я группа, 20 здоровых — 7-я группа. Данные по возрасту и полу исследованных представлены в таблице 1.

Проводились общеклиническое, лабораторное и инструментальное исследования. Аллерген-специфические IgE и цитокины в сыворотке крови определялись методом твердофазного неконкурентного непрямого иммуноферментного анализа. Проведено определение аллерген-специфического IgE к аллергенам клеща, бытовой пыли, сборным аллергенам пыльцы луговых трав, деревьев, сорных трав и цветов, Strept. рneumon., Haemophil. influenzae, Neisseria рerflav.

Для суммарной оценки инфекционной сенсибилизации был выведен инфекционный потенциал (ИНФП), а для суммарной оценки атопической сенсибилизации — атопический потенциал (АТП) для каждого исследованного. Инфекционный потенциал: аллерген-специфический IgE к Strept. pneumon. + IgE к Haemoph. influenza + IgE к Neiss. perflavae (КЕ/л). Атопический потенциал: аллерген-специфический IgE к клещу + аллерген-специфический IgE к пыли + аллерген-специфический IgE к луговым травам + аллерген-специфический IgE к пыльце деревьев + аллерген-специфический IgE к сорным травам + аллерген-специфический IgE к цветам (классы).

Для оценки выраженности каждого показателя у всех обследованных определялся уровень, к которому относится данный показатель: низкому, среднему и высокому. Уровни рассчитывались при анализе гистограмм каждого показателя. Границы уровней исследованных показателей приводятся в таблице 2.

Для статистического анализа данных использовались программы Statistica 6.1 StatSoft, Inc. При интерпретации результатов критической величиной уровня значимости считали 0,05. В качестве описательных статистик для количественных признаков использовались среднее и среднеквадратическое отклонение (М±s). Также использовался t-критерий Стъюдента и корреляционный анализ по Пирсону.

1. Уровни цитокинов у всех групп исследованных представлены в таблице 3. Имеются разные уровни цитокинов у обследованных всех групп: диапазон встречаемости частоты низкого уровня от 4,3 до 61,5%, а диапазон встречаемости частоты высокого уровня от 11,8 до 75% исследованных. Разные уровни цитокинов имеются у исследованных всех групп, включая больных ИБС, ГБ и здоровых.

2. Частота встречаемости (в %) сочетания нескольких цитокинов одного уровня у каждой группы исследованных представлена на рисунке 1. Частота «0» означает, что у данной группы исследованных отсутствуют цитокины данного уровня. У исследованных всех групп частоты сочетания нескольких цитокинов одного уровня существенно не отличаются. В таблице 4 представлена частота встречаемости сочетания нескольких цитокинов высокого уровня у одного исследованного. У 3,1-39,1% исследованных имелись одновременно высокие уровни нескольких цитокинов независимо от группы исследованных, в том числе и у больных ГБ, ИБС и здоровых.

3. Частота встречаемости числа цитокинов высокого уровня представлена в таблице 4. У 19,4-51,6% обследованных всех групп отсутствовали цитокины высокого уровня, у 16,1-27,8% имелся один цитокин высокого уровня. Сочетания разного числа цитокинов высокого уровня отмечены у обследованных всех групп.

4. Для рассмотрения имеющихся у обследованных комбинаций двух цитокинов разных уровней была использована матрица (табл. 5), включающая 9 клеток, в которых фиксируется процентное содержание девяти комбинаций двух цитокинов у данной группы обследованных.

Например, приведенная на рисунке 2 матрица приготовлена для выявления у какой-либо группы обследованных девяти имеющихся сочетаний уровней ИЛ-4 и ИЛ-10. В первой ячейке приведен процент обследованных данной группы с низкими уровнями ИЛ-4 и ИЛ-10, а в девятой ячейке процент обследованных данной группы с высокими уровнями ИЛ-4 и ИЛ-10. В остальных 7 ячейках будут приведены проценты обследованных с соответствующими уровнями ИЛ-4 и ИЛ-10. На рисунке 2 приведена графическая демонстрация сочетаний ИЛ-4 и ИЛ-10 у обследованных разных групп.

Таким образом, была получена частота встречаемости каждого из 9 вариантов сочетания уровней двух сопоставляемых цитокинов для каждой группы обследованных. Для того чтобы установить, отличается ли полученный по девятиклеточной матрице диапазон частот уровней двух сопоставляемых цитокинов у разных групп обследованных, и не имея возможности привести в статье весь полученный при этом фактический материал, мы приводим диапазон частот (минимальная и максимальная частота в %), сопоставляемых цитокинов для каждой группы обследованных (табл. 6). Полученные при этом данные свидетельствуют о том, что диапазон частот величин исследованных цитокинов существенно не отличается у групп обследованных, в том числе у больных и здоровых.

5. Для физиологической и клинической трактовки многообразных связей между исследованными цитокинами нужно узнать, имеется ли между ними статистически достоверная связь. Были исследованы статистически связи между парами цитокинов по всему массиву данных и для каждой группы обследованных. Результаты исследования связей по всему массиву данных представлены в таблице 7.

Взаимодействие ИЛ-4 с ИЛ-10, ИЛ-17, ГИН; ИЛ-6 с ФНО; ИЛ-10 с ИЛ-17 и ГИН; ИЛ-17 c ГИН и ФНО имеет выраженную статистически достоверную связь. Какие функции этих цитокинов формируют эти достоверные связи, нам неизвестно, но, несомненно, эти связи имеют отношение к функционированию цитокинов как в норме, так и в условиях патологии. Результаты исследования связей между цитокинами у различных групп обследованных представлены в таблице 8. У 25% пар сопоставлявшихся цитокинов взаимодействие между ними оказалось статистически значимым.

6. Для оценки участия цитокинов в сенсибилизации бактериальными и атопическими аллергенами было проведено статистическое сопоставление показателей, характеризующих ИНФП и АТП сенсибилизацию с разным уровнем каждого из исследованных цитокинов у лиц без аллергических заболеваний (ХОБЛ + ВП + ГБ и ИБС + здоровые) с больными, у которых имеются аллергические заболевания (БАЛТ + БАСТ + БАСТ в сочетании с ХОБЛ) (табл. 9, рис. 3, 4).

источник

Цель исследования

Материал и методы исследования

источник

Автореферат и диссертация по медицине (14.00.36) на тему: Клинико-патогенетическое значение некоторых цитокинов (интерлейкин-4, ‘гамма’-интерферон) при бронхиальной астме у детей

ЦИТОКИНЫ И ИХ РОЛЬ В РАЗВИТИИ АЛЛЕРГИЧЕСКОГО ВОСПАЛЕНИЯ ПРИ

Глава 2. КЛИНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАБЛЮДАВШИХСЯ ДЕТЕЙ, БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ, И

Глава 3. СОДЕРЖАНИЕ ИНТЕРЛЕЙКИНА-4 В ПЛАЗМЕ КРОВИ ДЕТЕЙ, БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ, В РАЗЛИЧНЫЕ

Глава 4. СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ИНТЕРФЕРОНА У ДЕТЕЙ, СТРАДАЮЩИХ АТОПИЧЕСКОЙ

Глава 5. СОПОСТАВЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ИНТЕРЛЕЙКИНА 4 И у-ИНТЕРФЕРНА У ДЕТЕЙ, БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ, И ИХ ИЗМЕНЕНИЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ НЕКОТОРЫХ

Введение диссертации по теме «Аллергология и иммулология», Белова, Ольга Игоревна, автореферат

Проблема бронхиальной астмы является одной из важных проблем педиатрии. Раннее начало заболевания у детей, рост числа тяжелых его форм, нередкие случаи летальных исходов вследствие асфиктического синдрома делают эту проблему черезвычайно актуальной. (И.И. Балаболкин, 1985; М.Я. Студеникин, Т.С. Соколова, 1986; С.Ю. Каганов,1999). В 1997 году в России была разработана Национальная программа «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика» (Москва, 1997).

Бронхиальная астма относится к заболеваниям, в развитии которых ведущая роль принадлежит аллергическим реакциям. В основе аллергического воспаления при бронхиальной астме лежат иммунологические механизмы, среди которых доминирует немедленный, реагинзависимый, тип аллергических реакций (Gell, Coombs, 1964; Ю.Е. Вельтищев, 1980; И.С. Гущин, 1998; С.Ю. Каганов, 1999).

В последнее десятилетие в литературе большое внимание уделяется системе Т-хелперных лимфоцитов, играющих важную роль в развитии аллергических заболеваний (Mosmann T.R. и соавторы, 1992; М.Я. Студеникин, И.И. Балаболкин, 1998; И.С. Гущин, 1998; О.Б. Святкина, 1999).

Известно, что при бронхиальной астме имеет место дисбаланс в системе Т-хелперных лимфоцитов (Th), с превалированием субпопуляции Th 2-го типа и относительным снижением активности Th 1-го типа (D. Robinson и соавторы, 1993; P.G. Holt, 1993; A. Host,

1997). В настоящее время именно Т-хелперным лимфоцитам 2-го типа отводится ключевая роль в возникновении и поддержании хронического аллергического воспаления, развитию бронхиальной гиперреактивности и приступов бронхиальной астмы (D. Robinson и соавторы, 1993; M.L. Tang и соавторы, 1995; И.С. Гущин, 1998).

О функциональной активности и превалировании одного из подклассов Th судят по продуктам секреции этих клеток. Для Т хелперных лимфоцитов 1 типа таким маркером считают у-интерферон (у-ИФ), а для Т-хелперных лимфоцитов 2 типа — интерлейкин-4 (ИЛ-4) (M.L. Tang и соавторы, 1995; A. Host, 1997; И.С. Гущин, 1998; Т. Jung и соавторы, 1999).

Основным функциональным эффектом интерлейкина 4 является индукция синтеза В-клетками IgE. Интерлейкин 4 также способствует высвобождению из Т-хелперных лимфоцитов 2 типа мощного активатора эозинофиллов — интерлейкина-5. Jинтерферон активирует клеточное звено иммунитета (О.Б. Святкина, 1999).

Имеются сведения, о том, что цитокины (интерлейкин 4, у-интерферон), продуцируемые разными подклассами лимфоцитов, способны по принципу обратной связи оказывать взаимоподавляющее влияние и тем самым поддерживать существование определенной генерации Т-хелперных лимфоцитов. Таким образом, смещение функциональной активности в сторону Т-хелперных лимфоцитов 2-типа при бронхиальной астме сопровождается гиперпродукцией интерлейкина 4 и снижением уровня у-интерферона (M.L. Tang и соавторы, 1995; С.A. Jones и соавторы, 1998; А.Р. Kaplan, 1998; Т. Jung и соавторы, 1999).

Однако, до настоящего времени остаются нерешенными вопросы, касающиеся клинико — патогенетической роли цитокинов, в частности интерлейкина 4 и у-интерферона, при бронхиальной астме у детей. Отсутствуют сведения о содержании этих цитокинов при различных клинических вариантах течения бронхиальной астмы (средне-тяжелая, тяжелая ее формы), в периоды (обострение и ремиссия заболевания), нет четких данных и о влиянии лекарственной терапии на уровень содержания в плазме крови интерлейкина 4 и у-интерферона у детей, больных бронхиальной астмой.

Цель настоящего исследования — установить клинико-патогенетическое значение некоторых цитокинов (интерлейкин 4 и у-интерферон) при бронхиальной астме у детей; оценить влияние использованных лекарственных средств (ингаляционные глюкокортикостероидные препараты, интал, виферон) на уровень этих цитокинов (в плазме крови, и при митогенной стимуляции лейкоцитов периферической крови). Задачи работы.

1. Определить содержание интерлейкина 4 и у-интерферона в плазме крови и продукцию у-интерферона лейкоцитами периферической крови при стимуляции митогеном (фитогемагглютинин Р — ФГА) in vitro при различных клинических вариантах течения бронхиальной астмы, оценить их значение в развитии заболевания.

2. Сопоставить характер клинического течения бронхиальной астмы у детей с содержанием у них интерлейкина 4 и у-интерферона в плазме крови, а также с уровнем продукции у-интерферона, полученным при стимуляции фитогемагглютинином Р in vitro лейкоцитов периферической крови. 3. Оценить влияние некоторых терапевтических воздействий (глюкокортикостероидные гормоны, интал, виферон) на содержание в крови интерлейкина 4 и у-интерферона у детей, больных бронхиальной астмой.

Клиническая часть работы выполнена в отделении хронических воспалительных и аллергических болезней легких (руководитель — заслуженный деятель науки РФ, профессор С.Ю. Каганов) Московского научно-исследовательского института педиатрии и детской хирургии (директор — профессор А.Д. Царегородцев).

Специальные лабораторные исследования были выполнены в Московском научно-исследовательском институте эпидемиологии и микробиологии имени Г.Н. Габричевского (директор — профессор В.А. Алешкин).

Исследование интерферонового статуса проводили в лаборатории по изучению клеточных и молекулярных основ иммунитета (заведующая — доктор медицинских наук М.С. Бляхер).

Определение уровня у-интерферона и интерлейкина 4 в плазме крови осуществляли в лаборатории молекулярной иммунологии (заведующий — профессор Л.В. Козлов ). Научная новизна.

Получены новые данные о клинико-патогенетической роли некоторых цитокинов (интерлейкин-4, у-интерферон) при бронхиальной астме у детей.

В период приступов бронхиальной астмы, особенно при тяжелой форме заболевания, увеличено содержание интерлейкина 4 в плазме крови. Гиперпродукция интерлейкина-4 у детей, больных бронхиальной астмой, сопровождалась повышением уровня общего IgE в плазме крови. Отмечена прямая корреляционная связь между этими показателями.

Показано, что приступный период бронхиальной астмы у детей сопровождается снижением уровня у-интерферона в плазме крови, а также уменьшением продукции у-интерферона при стимуляции лейкоцитов периферической крови митогеном (фитогемагглютинин Р) in vitro. Наиболее низкие значения этих показателей отмечены у детей с тяжелой бронхиальной астмой.

Увеличение содержания интерлейкина-4 и снижение уровня у-интерферона в плазме крови у детей, больных бронхиальной астмой, отражает участие этих цитокинов в развитии аллергического воспаления при этом заболевании.

Отмечено, что улучшение состояния больных сопровождается снижением содержания интерлейкина-4 в плазме крови и повышением уровня у-интерферона in vitro, как в плазме крови, так и при стимуляции лейкоцитов периферической крови митогеном (ФГА). Эти данные могут служить дополнительным критерием эффективности проводимого лечения.

Установлено, что кортикостероидная терапия снижает уровень интерлейкина 4 в плазме крови и способствует повышению концентрации у-интерферона, как в плазме крови, так и при стимуляции лейкоцитов периферической крови. В то же время лечение инталом не оказывает влияния на уровень этих цитокинов.

Показано, что использование препарата рекомбинантного интерферона (виферон) в комплексной терапии детей, больных бронхиальной астмой, способствует снижению содержания интерлейкина-4 в плазме крови, при этом виферон не оказывает влияния на уровень у-интерферона в плазме крови и на продукцию у-интерферона лейкоцитами периферической крови. Практическая значимость.

Определение содержания некоторых цитокинов (интерлейкина-4, у- интерферона) может быть использовано для характеристики особенностей клинического течения бронхиальной астмы у детей, а также для оценки эффективности проьодимой терапии.

Клинико-патогенетическая роль цитокинов при бронхиальной астме, их участие в развитии аллергического воспаления диктует необходимость разработки новых терапевтических подходов для лечения бронхиальной астмы у детей.

Повышение уровня интерлейкина-4 в плазме крови может косвенно свидетельствовать о возрастании уровня общего IgE. Использование в комплексной терапии препаратов рекомбинантного интерферона (виферона) способствует снижению уровня интерлейкина-4 в плазме крови у детей, больных бронхиальной астмой.

Внедрение полученных результатов в практику здравоохранения.

Практические рекомендации, изложенные в диссертации, используются в клинике пульмонологии Московского научно-исследовательского института педиатрии и детской хирургии Минздрава РФ, в деятельности Московского городского пульмонологического центра и Научно-практического центра Минздрава РФ, функционирующих на базе института.

Результаты работы доложены и обсуждены на научно-практической конференции педиатров России «Фармакотерапия и фармакогенетика в педиатрии» (Москва, 2000), на I Всероссийском конгрессе по детской аллергологии (Москва 2001), на 11 национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Москва 2001), на методическом совещании клиники пульмонологиии Московского НИИ педиатрии и детской хирургии МЗ РФ (Москва, 2001), на методическом совещании лаборатории по изучению клеточных и молекулярных основ иммунитета Московского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского (Москва, 2001).

Заключение диссертационного исследования на тему «Клинико-патогенетическое значение некоторых цитокинов (интерлейкин-4, ‘гамма’-интерферон) при бронхиальной астме у детей»

1. При бронхиальной астме у детей важное клинико-патогенетическое значение имеют некоторые цитокины (интерлейкин-4, у-интерферон). Их содержание в плазме крови отражает состояние больных, тяжесть и период заболевания. В то же время не удалось выявить взаимосвязь с тяжестью и периодом заболевания продукции а-интерферона in vitro под воздействием антигенов.

2. В период приступов бронхиальной астмы в плазме крови у детей увеличена концентрация интерлейкина-4. снижен уровень у-интерферона в плазме крови и уменьшена продукция у-интерферона лейкоцитами периферической крови при их стимуляции in vitro фитогемагглютинином Р. Эти изменения наиболее выражены у детей при тяжелой бронхиальной астме.

3. Гиперпродукция интерлейкина-4 у детей, больных бронхиальной астмой, сопровождается повышением уровня общего IgE в плазме крови. Отмечена прямая корреляционная связь между этими показателями.

4. В периоды, свободные от приступов бронхиальной астмы, у детей в плазме крови, отмечается снижение уровня интерлейкина-4, повышение содержания у-интерферона и увеличение его продукции лейкоцитами периферической крови при стимуляции in vitro фитогемагглютинином Р.

5. Увеличение содержания интерлейкина-4 и снижение уровня у-интерферона в плазме крови у детей, больных бронхиальной астмой, отражает участие этих цитокинов в развитии аллергического воспаления при бронхиальной астме у дегей.

6.Глюкокортикостероидные препараты, оказывающие противовоспалительное действие, снижают содержание интерлейкина-4 в плазме крови, способствуют повышению концентрации у-интерферона в плазме крови и увеличению продукции у-интерферона лейкоцитами периферической крови при стимуляции фитогемагглютинином ? in vitro. Лечение инталом не оказывает влияния на уровень этих цитокинов.

7. Использование препаратов рекомбинантного интерферона (виферон) в комплексной терапии бронхиальной астмы способствует снижению уровня интерлейкина-4 в плазме крови. Виферон не оказывает влияния на уровень у-интерферона в плазме крови и на продукцию у-интерферона лейкоцитами периферической крови при стимуляции фитогемагглютинином Р in vitro.

8. Определение содержания интерлейкина-4 и у-интерферона у детей, больных бронхиальной астмой, может служить дополнительным критерием оценки их состояния и эффективности проводимого лечения.

1. Клинико-патогенетическая роль цитокинов (интерлейкина-4 и у-интерферона) при бронхиальной астме у детей, участие их в развитии аллергического воспаления диктует необходимость определения их содержания для оценки состояния больных.

2. Повышение уровня интерлейкина-4 в плазме крови косвенно свидетельствует о возрастании уровня общего IgE.

3. Использование препаратов рекомбикантного интерферона (виферон) в комплексной терапии способствует снижению уровня интерлейкина-4 в плазме крови у детей, больных бронхиальной астмой.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Обоснование использования препаратов интерферона при атопической бронхиальной астме у детей // Тез. докл. науч. практич. конф. педиатров России « Фармакотерапия и фармакогенетика в педиатрии». — Москва, 2000.-С.20-21.

2. « Аспириновая астма» у детей // Тез. докл. Науч. практич. конф. педиатров России « Фармакотерапия и фармакогенетика в педиатрии». — Москва, 2000.-С.87-88

3. Патогенетическое и клиническое значение различных вариантов иммунного ответа при бронхиальной астме у детей (обзор литературы) // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2001.Т.46., №1.,- С.39-42.

4. Семейная форма аспириновой астмы /У Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2001.Т.46., №1., -С.33-38

5. Тяжелая форма бронхиальной астмы у детей // Тез. докл. 1 Всероссийского конгресса по детской аллергологии. — Москва, 2001.-С. 16.

6. Иммунологические маркеры аллергического воспаления пои бронхиальной астме у детей. // Тез. докл. 1 Всероссийского конгресса по детской аллергологии. — Москва, 2001.-С. 16.

7. Распространенность бронхиальной астмы у детей по результатам стандартизированного эпидемиологического исследования // Тез. докл. 1 Всероссийского конгресса по детской аллергологии. -Москва, 2001.-С.42.

8. Жизнеугрожающая форма бронхиальной астмы у детей.// Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2001,Т.46, №2,-С.27-31.

9. Содержание интерлейкина 4 и у-интерферона у детей, больных бронхиальной астмой. 11 национальный конгресс по болезням органов дыхания. Москва 2001, с. 67.

10.Тяжелая бронхиальная астма у детей. И национальный конгресс по болезням органов дыхания. Москва 2001, с. 70.

11.Иммунологические маркеры аллергического вуоспаления при бронхиальной астме у детей.// Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2002,Т.47, №2,- С.39-42.

12.Клинико-патогенетическое значелие интерлейкина 4 и у-интерферона при бронхиальной астме у детей. Пульмонология детского возраста: проблемы и решения / под ред. Ю.Л. Мизерницкого и А.Д. ^арегородцева. -Выпуск 2., М,2002.- с. 129.

источник

Цитокины при бронхиальной астмы

Th2 цитокины и астма — интерлейкин-4: его роль в патогенезе астмы и нацеливание на лечение астмы антагонистами рецептора интерлейкина-4

Введение диссертации по теме «Аллергология и иммулология», Белова, Ольга Игоревна, автореферат

Добавить комментарий Отменить ответ