Імунні зрушення у хворих на тяжку бронхіальну астму

ІМУННІ ЗРУШЕННЯ У ХВОРИХ НА ТЯЖКУ БРОНХІАЛЬНУ АСТМУ

Л.Н. Приступа, доц.

Сумський державний університет

Тяжка бронхіальна астма (БА) характеризується вираженими симптомами захворювання та посиленням бронхообструкції, незважаючи на належний обсяг медикаментозного лікування у відповідності до ступеня тяжкості. Вона складає від 5 до 10% випадків серед загальної популяції дорослих астматиків. До чинників ризику розвитку тяжкої БА відносять вплив різних тригерів (інфекції, полісенсибілізація, професійні агенти, стреси, полютанти тощо), наявність супровідної патології [1,2].

Тривалий запальний процес слизової оболонки бронхів проявляється морфологічними та функціональними змінами, які протягом тривалого часу стають незворотними і, у свою чергу, змінюють місцевий протиінфекційний імунітет. Тому дані хворі схильні до бактеріальних та вірусних інфекцій, що свідчить про наявність у них вторинного імунодефіцитного синдрому і підтверджується зміною низки імунологічних показників [1-5].

Запальний процес, на думку Федосєєва Г.Б., у багатьох випадках являє собою захисний механізм і його іноді слід посилювати, а не пригнічувати. При захворюваннях, зумовлених запальною реакцією, непропорційно більшою стосовно до подразника, запальна реакція втрачає захисну функцію і потребує пригнічення глюкокортикостероїдами (ГКС) у дозах, які перевищують фізіологічні, що, у свою чергу, може зумовлювати виникнення ускладнень [6].

Як відомо, в супресії алергічного запалення центральне місце займають ГКС, проте при тяжкій БА вони бувають недостатньо ефективні, а їх побічна дія - суттєво виражена. При тяжкому перебігу БА препаратами вибору є як інгаляційні, так і системні ГКС. Протизапальна їх дія обумовлена гальмуванням пізньої відповіді при алергічній реакції, зниженням проникливості судинної стінки, гальмуванням міграції лімфоцитів, еозинофілів, моноцитів у вогнище запалення. ГКС блокують різні шляхи запалення: стимулюють транскрипцію генів, що відповідають за синтез протизапальних чинників (ліпокортину 1, ендонуклеаз, фактору, що пригнічує міграцію макрофагів, в2-адренергічних рецепторів), знижують транскрипцію генів, відповідальних за синтез чинників запалення: цитокінів, гранулоцит-макрофаг-колонієстимулювального чинника, регулятора активації Т-клітинної експресії та секреції, макрофагального запального протеїну, еотаксину, стовбурового клітинного чинника, синтетази оксиду азоту, простагландину Д2, тромбоксану А2, фосфоліпази А2, ендотеліну-1, природних клітин-кілерів (NK), молекул адгезії - ІСАМ-1, VCAM-1 тощо. Одним із побічних ефектів ГКС є імунодепресія, яка здійснюється за рахунок впливу на різні функції популяцій мононуклеарних клітин. Так, під впливом ГКС виникає тимчасова лімфо- та моноцитопенія. Субпопуляції лімфоцитів мають неоднакову чутливість до глюкокортикоїдів: В-лімфоцити стійкі до дії преднізолону, Т-супресори більш чутливі, ніж Т-хелпери, а NK високочутливі. Відомо, що гормони впливають на систему опсонофагоцитозу, зумовлюючи пригнічення функціональної активності поліморфно-ядерних лейкоцитів, що призводить до незавершеності фагоцитозу [1,6-8].

Використання ГКС зумовлює депресію не лише фагоцитарної, а і мікробоцидної та рецепторної функцій нейтрофільних гранулоцитів. Доведено, що при стероїдозалежній БА у хворих значно знижені показники фагоцитарної активності нейтрофілів і рівень CD8+ Т-лімфоцитів, а також відповідно стійкість організму до інфекцій респіраторного тракту [9].

Індукуючи Т-клітинний апоптоз і тим самим знижуючи рівень популяцій Th1- і Th2-імунної відповіді, ГКС проявляють свій протизапальний ефект шляхом зменшення продукції цитокінів: IL-2 основного медіатора клітинного імунітету, а також IL-1, IL-3, IL-5,IL-7, IL-8, IL-12, IL-13, IFN. Знаючи важливе значення даних цитокінів для нормального функціонування імунної системи, даним механізмом впливу кортикостероїдів можна також пояснити їх імуносупресивну дію [4, 10-12]. Також відомо, що ГКС, пригнічуючи продукцію IL-12 і посилюючи секрецію IL-10 моноцитами, індукують таким чином синтез IL-4, IL-10, гальмують вироблення IL-2 та IFN в CD4+ лімфоцитах [12].

У хворих на тяжку БА планова системна стероїдна терапія стимулює нейтрофільне запалення, оскільки ГКС гальмують апоптоз нейтрофілів. Підвищенню припливу та активності нейтрофілів може сприяти і IL-8, концентрація якого в сироватці крові та в біоптатах бронхіальної тканини вірогідно вища у хворих, резистентних до гормонотерапії, ніж у хворих з легкою астмою [3].

Таким чином, ГКС при тривалому використанні, поряд із контролем БА, можуть бути причиною додаткового запалення у дихальних шляхах внаслідок зростання ризику бактеріальних, вірусних та грибкових інфекцій, а також за рахунок посилення проявів алергії.

Дослідження вивчення імунологічних зрушень у хворих на тяжку БА при короткочасному та постійному використаннях системних ГКС.

Нами обстежено 56 хворих на тяжку БА. У залежності від режиму приймання ГКС вони були поділені на ІІ групи: І групу склали 30 хворих, яким ГКС призначались лише на період загострення, ІІ групу - 27 хворих, яким для досягнення ремісії та її підтримки необхідне постійне приймання ГКС. Протягом 5-6 років усі хворі даної групи приймали різні ГКС у дозі, еквівалентній 10-20 мг преднізолону на добу, а в періоди загострення, які виникали у середньому 5-6 разів на рік, у дозі, еквівалентній 20-40 мг на добу.

Контролем були 22 практично здорових особи.

Оцінку вираженості клінічних симптомів проводили напівкількісним методом з використанням 4 бальної шкали, коли трьом балам відповідав максимальний прояв ознаки, а 0 - відсутність симптому. Оцінку клінічних симптомів (ядуха, задишка, кашель, характер і відходження мокротиння, кількість сухих хрипів при аускультації) проводили вранці до приймання бронхолітиків.

Дослідження функції зовнішнього дихання (ФЗД) включало визначення форсованої життєвої ємності легень (ФЖЄЛ), об'єму форсованого видиху за 1 секунду (ОФВ1), максимальної об'ємної швидкості повітря на рівні 25, 50 та 75% ФЖЄЛ (МОШ25, МОШ50, МОШ75), пікової швидкості видиху (ПШВ).

Стан клітинного імунітету оцінювали за експресією поверхневих антигенів лімфоцитів у реакції непрямої флуоресценції з використанням моноклональних антитіл, отриманих в ООО “Сорбент” м. Подольська Московської області, до диференціювальних антигенів лейкоцитів людини: CD3 (маркер Т-лімфоцитів), CD4 (маркер хелперів/індукторів), CD8 (маркер супресорних/ цитотоксичних Т-лімфоцитів), CD22 (маркер В-лімфоцитів), CD23 (низькоафінний рецептор для IgE), CD11b (С3bi рецептор С3-компонента комплементу), CD16 (маркер NK), CD25 (б-ланцюг рецептора IL-2), CD71 (рецептор трансферину), CD45RA (маркер наївних Т- і В-лімфоцитів і 40% NK-клітин), CD54 (молекула адгезії), CD95 (Fas/APO-1 антиген, що опосередковує апоптоз), HLA-DR (маркер В-лімфоцитів і активованих Т-лімфоцитів).

Отримані результати оброблені методами варіаційної статистики. Достовірність різниці середніх величин оцінювали за допомогою t-критерію Ст'юдента.

Кількісна оцінка вираженості клінічних симптомів до і після лікування продемонструвала позитивну динаміку всіх клінічних показників в обстежених групах хворих. Зменшення вираженості симптомів було більш вагомим у хворих І групи. Напади ядухи у них відмічалися рідше і характеризувалися більш легким перебігом, кашель та сухі хрипи були менш виражені (табл. 1).

Таблиця 1 - Вираженість клінічних симптомів у ході лікування

Результати спірографічного обстеження ФЗД (табл. 2) показують, що у всіх хворих було виявлено їх вихідне зниження за обструктивним і змішаним типами. Після проведеного лікування у пацієнтів обох груп відмічалася позитивна динаміка основних показників ФЗД (ФЖЄЛ, ОФВ1, ПШВ, МОШ25, МОШ50, МОШ75), хоча у кінці спостереження жоден із них не досягнув норми. Очевидно, що незважаючи на клінічне покращання, зберігається певний ступінь обструкції переважно на рівні середніх і дрібних бронхів.

Таблиця 2 - Динаміка показників функції зовнішнього дихання (% до належних) до і після лікування хворих на БА

Нами виявлені відмінності за більшістю імунологічних показників у хворих на БА, які постійно чи короткочасними курсами отримували ГКС (табл. 3). Так, у хворих І та ІІ груп до початку лікування виявлені однотипні зміни у клітинній ланці імунітету, які полягали у зниженні вмісту Т-лімфоцитів (CD3), їх Т-супресорної популяції (CD8) при практично незмінному рівні Т-хелперів (CD4), за рахунок чого і був підвищеним імунорегуляторний індекс (ІРІ), який характеризує хелперно-супресорну рівновагу. Причому у хворих І групи ІРІ складав 2,70,23 у порівнянні з 2,40,19 у хворих ІІ групи, що зумовлено більш вираженим пригніченням CD8 у даних хворих.

Порушення імунної реакції при БА пов'язане не лише з диспропорцією Т-хелперів і Т-супресорів, а також із порушеннями процесів активації цих клітин. Зниження вмісту цитотоксичних Т-лімфоцитів супроводжувалося зниженням кількості мононуклеарів, що експресують CD16. Їх рівень у хворих І групи був зниженим до (13,51,73)% та до (11,51,56)% у хворих ІІ групи при нормі (19,42,13)%. Виявлені зміни щодо вмісту цитотоксичних клітин (NK, цитотоксичних Т-лімфоцитів) можуть призводити до пригнічення продукції інтерферонів, приєднання вірусіндукованого запалення, посилення продукції IL-4 та IL-5, активації В-лімфоцитів, що сприятиме хронізації та посиленню алергічного запалення дихальних шляхів.

Таблиця 3 - Експресія поверхневих диференціювальних антигенів у хворих на БА до і після лікування

Рівень адгезивних молекул (CD 11b, CD54), які забезпечують примикання до ендотелію лімфоцитів, гранулоцитів (в у.ч. еозинофілів), моноцитів і макрофагів, був вірогідно вищим у хворих обох груп у порівнянні з контролем, що можна розцінити як зростання активності запального процесу. Так, рівень експресії інтегрину Мас-1 (CD11b) складав у хворих І та ІІ груп відповідно (34,83,12)% та (36,73,22)% проти (22,31,09)% у контролі, а CD54 - (48,3 3,43)% та (51,4 3,12)% проти (31,1 3,22)%.

Оскільки сама висока експресія лігандів для адгезивних молекул характерна для Т-клітин, що підлягли активації, ми вивчали вміст їх активаційних маркерів (IL-2R CD25, рецептор до IgE - CD23, HLA-DR). Відомо, що активація Т-клітин може призводити до підвищення адгезивності мікроциркуляторного русла як прямим шляхом - через викид цитокінів (TNF, IL-1, IL-4), так і непрямим - через викид чинників, що стимулюють дегрануляцію опасистих клітин, що, у свою чергу, веде до фіксації лейкоцитів на судинній стінці, посилення їх виходу із судин, накопиченню у вогнищі запалення та створення додаткових умов для активації самих Т-клітин [13,14].

Оскільки IL-2 є ключовим регуляторним цитокіном, необхідним для активації, диференціювання і проліферації Т-клітин, а його вплив на активність клітин-мішеней опосередковується через специфічний поверхневий рецептор IL-2R, то кількісні зрушення в його експресії можуть відігравати певну роль у розвитку запального процесу [15]. Нами виявлено вірогідне зростання експресії рецепторів IL-2 до (18,21,83)% у хворих І групи та до (19,31,92)% - у хворих ІІ групи, що може свідчити про високий ступінь активності імунокомпетентних клітин.

Відомо, що рівень експресії HLA-DR молекул може бути ознакою активності імунокомпетентних клітин, впливати на презентацію антигену та активацію Т-клітин, реалізацію кілерного ефекту цитотоксичних лімфоцитів, продукцію IL-4. Від ступеня вираженості експресії HLA-DR залежить функція розпізнавання чужорідних антигенів, міжклітинна взаємодія тощо [14]. Виявлене у нашому дослідженні суттєве підвищення кількості клітин, що експресують HLA-DR, до (31,82,79)% і (33,42,96)% свідчить про виражене зростання функціональної активності лімфоцитів та кількості В-лімфоцитів у хворих обох груп.

Вміст запальних клітин CD45RA був вищим (72,45,67)% і (73,44,56)% у порівнянні з контролем (61,84,35)%. З боку гуморальної ланки імунітету виявлено підвищення кількості В-лімфоцитів до (19,62,48)% та до (22,32,56)% в І та ІІ групах відповідно при (13,211,94)% у контролі. Зростання експресії CD23, що забезпечує посилення контакту Th2 з В-клітинами, передачу останнім інформації про антиген і перетворення їх в плазматичні клітини, що секретують IgE, виявлено як в І групі хворих (11,51,26)%, так і в ІІ (10,20,97)%.

Маркер активації лімфоцитів CD71 був різко зниженим у хворих ІІ групи до (1,020,34)% та до (2,340,51)% у хворих І групи. Ці зміни можуть свідчити про порушення функції фагоцитозу, оскільки рецептор до трансферину опосередковує включення та подальшу утилізацію заліза в окиснювальних процесах кілінгу мікробів і є одним із важливих компонентів протимікробного захисту [16].

У ході лікування у хворих І групи вірогідно зростала кількість CD3 (55,63,59)%, а кількість CD8 залишалася вірогідно зниженою у порівнянні з контролем і у фазу затихання запального процесу, хоча спостерігалася деяка тенденція до зростання (19,42,32)%, ІРІ залишався підвищеним.

При аналізі динаміки субпопуляцій лімфоцитів в астматиків ІІ групи вміст CD8 був зниженим у порівнянні з таким до лікування (13,61,12)%, ІРІ зазнав незначних змін і складав 2,60,65. Під впливом системної гормональної терапії знижувався вміст адгезивних молекул (CD11b та CD54), що є свідченням зменшення активності запального процесу. Зниження вмісту NK-клітин до (10,41,39)% та (9,560,86)% та маркера ранньої активації лімфоцитів (CD71) до (1,390,31) % і до (0,840,09)% у хворих І та ІІ груп відповідно свідчить про ослаблення антимікробного захисту, причому більш виражене у хворих, які постійно приймають ГКС.

Позитивний протизапальний ефект ГКС проявлявся у зниженні рівня активаційних маркерів лімфоцитів (CD23, CD25, HLA-DR), експресії CD22 у хворих обох груп. Імуносупресивний ефект ГКС був більш вираженим у хворих ІІ групи і проявлявся стійким зниженням вмісту NK, рецепторів до трансферину та Т-супресорів.

Таким чином, тривала системна гормональна терапія призводить до виключення або зменшення супресорного контролю з боку Т-лімфоцитів, що сприяє активації В-лімфоцитів - попередників плазматичних клітин-продуцентів IgE. Оскільки Т-супресори мають регуляторний вплив не лише на субпопуляції лімфоцитів, а й на інші клітини (зокрема нейтрофіли), які беруть участь у каскаді запальних реакцій, це сприяє персистенції бактеріального запалення, посиленню гіперактивності дихальних шляхів, що вимагає подальшого використання ГКС у більш високих дозах і сприяє формуванню так званого хибного кола. Отже, безперервна гормональна терапія, на відміну від короткочасних курсів, зумовлює стійкі та виражені порушення з боку субпопуляцій Т-лімфоцитів, знижує протиінфекційний захист. Тому виникає необхідність у поєднаному використанні ГКС з імуномодуляторами у період загострення тяжкої і особливо гормонозалежної астми для корекції імуносупресорного ефекту гормонів та профілактики інфекційних ускладнень.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Blotta M.H., De Ktuyff R.H., Umetsu D.T. Corticosteroids inhibit Il-12 production in human monocytes and enhance their capacity to induce IL-4 synthesis in CD4+ lymphocytes //J. Immunol. - 1997. - № 12. - Р. 5589-5595.

Endothelial cell injury caused by Candida albicans is dependent on iron /Fratti R.A., Belanger P.H., Ghannoum M.A. et al. //Infect. Immun. - 1998. - V.66, № 1. - P. 191-196.

Serum concentration of soluble interleukin2 receptors in asthma (correlation with disease activity) /Lai C.K., Chan C.H., Leung L.C.K. et al. //Chest. - 1993. - Vol. 103, № 3. - P.782-786.

Гущин И.С. Контроль глюкокортикостероидами клеточных функций в аллергическом ответе //Int. J. Immunorehabilitation. - 1999. - № 11. - С.108-116.

Иммунная защита при гормональнозависимой форме бронхиальной астмы / Н.Н.Малышева, Р.Ш. Валиев, З.М. Нехорошкова и др. //Проблемы туберкулеза. - 2000. - № 2. - С. 40-42.

Кахновский И.М., Маринин В.Ф., Кузнецов В.П., Маринина Ю.В. Иммуномодуляторы в комплексном лечении больных стероидозависимой бронхиальной астмой //Рос. мед. журн. - 1998. - № 2. - С. 36-38.

Колесникова Н.В., Нестерова И.В., Чудилова Г.А. Ранние и отдаленные эффекты влияния экзогенного гидрокортизона на систему нейтрофильных гранулоцитов лабораторных мышей //Гематол. и трансфузиол. - 1999. - № 5. - С. 36-40.

Мачарадзе Д.Ш., Сепиашвили Р.И. Иммунологический подход к терапии стероидрезистентной астмы //Астма. - 2002. - Т. 3, № 1. - С.43-48.

Панина М.И. Нейроэндокринные и аминорегуляторные механизмы в формировании иммунных нарушений при неаллергической бронхиальной астме //Астма. - 2003. - Т. 4, № 1. - С. 5-12.

Потапнев М.П., Печковский Д.В. Молекулярные и клеточные механизмы иммунопатологии при бронхиальной астме //Пульмон. - 1997. - № 3. - С. 74-81.

Романова О.В., Латышева Т.В. Применение полиоксидония в комплексной терапии больных тяжелой формой бронхиальной астмы //Иммунология. - 2002. - № 6. - С. 372-376.

Хаитов Р.М., Алексеев Л.П. Физиологическая роль главного комплекса гистосовместимости человека //Иммунология. - 2001. - № 3. - С.4-11.

Ходош Э.М., Ефимов В.В. Кортикостероиды: фармакотерапия бронхиальной астмы //Укр. терапевт. журнал. - 2000. - Т.2, № 1. - С.25-36.

Чоп'як В.В., Бандрівська А.З. Підходи до імунореабілітації у хворих на тяжку форму бронхіальної астми //Пульмонологія. - 2002. - № 2. - С. 402.

Шмушкевич Б.И. Клиническая эффективность и механизмы противовоспалительного действия глюкокортикоидных гормонов в лечении больных бронхиальной астмой. В кн.: Бронхиальная астма /Под ред. А.Г.Чучалина. М.: Агар, 1997. Т. 2. - С. 224-254.

Яшина Л.А. Методологический подход к диагностике и лечению трудной, терапиерезистентной бронхиальной астмы //Астма та алергія. - 2002. - № 1. - С. 71-76.