Клинические и иммунологические проявления хронической обструктивной болезни легких и пылевых заболеваний органов дыхания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Клинические и иммунологические проявления хронической обструктивной болезни легких и пылевых заболеваний органов дыхания

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Программа социально-экономического развития Российской Федерации на 2006-2008 гг. и национального проекта «Здоровье» определяют основные мероприятия, обеспечивающие достижение приоритетных целей деятельности системы здравоохранения. Одним из важнейших мероприятий в реализации этого проекта является обеспечение более раннего выявления социально значимых заболеваний, организация медицинских осмотров, диспансерное наблюдение за пациентами, имеющими хроническую патологию, приводящую при неправильном лечении к инвалидности и преждевременной смерти.

Заболевания легких, связанные с проблемами экологии и являющиеся «болезнями прогресса», приобретают все большую актуальность и социальную значимость. Пылевые болезни легких и ХОБЛ в настоящее время относятся к числу наиболее распространенных заболеваний человека и занимают одно из ведущих мест по числу дней нетрудоспособности, инвалидизации и смертности (Замятина О.В., 2002; Чучалин А.Г., 2004; Гуревич М.В., Гуревич К.Г., 2004; Seemungal T.A., Donaldson G.C., 2000; Bach P.B., Brown C. et. al., 2001), являются одной из важнейших причин заболеваемости и смертности во всем мире, приводящей к значительному экономическому и социальному ущербу (Айсанов З.Р., Овчаренко С.И. и соавт., 2001; Белевский А.С., Княжеская Н.П., 2006; Антонов Н.С., 2006; GOLD, 2003; Miravitlles M. et al., 2004).

По прогнозам ВОЗ, в ближайшие десятилетия ожидается увеличение частоты «болезней экологии», детерминированных неблагоприятным воздействием природных и антропогенных факторов окружающей и производственной среды (Шмелев Е.И., 2003; Вострикова Е.А., Багрова Л.О., 2005; Niewoehner D.E., Collins D., 2000). Подтверждением этих прогнозов служат данные эпидемиологического исследования в промышленном центре - городе Самара с населением 1234000 человек распространенность ХОБЛ составляет 15,2% среди мужчин и 8,9% среди женщин (Косарев В.В., Лотков В.С., Бабанов С.А., 2004) и отмечается тенденция к увеличению в течение последних 7-10 лет. В целом, аналогичная ситуация прослеживается во всех развитых странах мира (GOLD, 2006).

Поражения легких от воздействия пылевых частиц различной степени фиброгенности также занимают ведущее место в структуре профессиональной заболеваемости РФ и Самарского региона и вызывают большие экономические потери, связанные с утратой и снижением трудоспособности работающих (Васюкова Г.Ф., 2005; Косарев В.В. и соавт., 2006).

Следует также отметить, что существенно изменился характер заболеваний, обусловленных воздействием промышленных аэрозолей (Сидоренко Г.И., Новиков С.М., 1999; Степанищева Л.А., 2005). В последние годы профессиональная заболеваемость в Самарском регионе увеличивается в количественном отношении и утяжеляется по выраженности нозологических форм - все чаще встречаются случаи тяжелых запущенных заболеваний, в том числе пылевой этиологии (Васюкова Г.Ф., 2005).

В целом, обструктивные заболевания легких различного генеза (ХОБЛ, пневмокониоз, силикоз, пылевой бронхит) характеризуются необратимостью течения, приводящей к инвалидизации, снижению качественных параметров и срока жизни больных.

До настоящего времени отсутствуют эффективные методы лечения пылевых заболеваний легких и ХОБЛ, способные остановить неуклонное прогрессирование болезни; не разработаны вопросы связи иммунопатогенеза с активностью фиброзообразования в легочной ткани, аспекты цитокиновой регуляции, определяющие прогноз при указанной патологии органов дыхания (Жестков А.В., 2000; Hogg J.C., 1999; Ohtsuka Y., Wang X-T. et al., 2006).

Особенности клинических проявлений, состояние элиминационных механизмов в ходе иммунного ответа, гуморальных, клеточных факторов иммунитета и цитокиновой регуляции при различных пылевых заболеваниях и ХОБЛ заслуживают особого внимания и глубокого изучения. Необходимы уточнение схемы иммунопатогенеза при заболеваниях легких различной этиологии с учетом достижений современной иммунологии, разработка математической модели пылевых заболеваний органов дыхания и хронической обструктивной болезни легких на основе проводимых определений показателей иммунного статуса пациентов и оценки значимости каждого параметра иммунитета с позиций научно-доказательной медицины. Исходя из изложенного, представляется актуальным проведение комплексного анализа клинических, функциональных и иммунологических показателей у больных с хроническими обструктивными болезнями (в том числе профессионального генеза) для оптимизации диагностических и лечебных мероприятий.

Цель исследования:

улучшение диагностики и повышение эффективности профилактики хронической обструктивной болезни легких и пылевых заболеваний органов дыхания на основе клинико-функциональных и иммунологических критериев.

Задачи исследования:

1. Изучить клинико-функциональными, биохимическими, рентгенологическими, бронхоскопическими, иммунологическими методами современные особенности течения ХОБЛ, ХПБ и пневмокониозов от воздействия промышленных аэрозолей различной фиброгенности.

2. С помощью факторного и кластерного анализа сопоставить полученные результаты и выявить корреляционные взаимоотношения.

3. Провести оценку изменений клеточных и гуморальных факторов иммунного гомеостаза, параметров функции внешнего дыхания у пациентов из обследуемых групп, выявить корреляции изучаемых параметров с клиническими данными.

4. Изучить состояние фагоцитарного звена иммунной системы и цитокинового статуса у больных с хронической обструктивной болезнью и профессиональными заболеваниями органов дыхания (хронический пылевой бронхит, силикоз, пневмокониоз от действия малофиброгенной промышленной аэрозоли) и определить корреляционные взаимоотношения изучаемых иммунологических показателей периферической крови.

5. Разработать и усовершенствовать диагностические и прогностические критерии течения, развития осложнений и исходов заболевания. Выявить наиболее информативные тесты ранней диагностики ХОБЛ и профессиональных заболеваний легких.

6. Уточнить особенности иммунопатогенеза при хронической обструктивной болезни легких и профессиональных поражениях респираторного тракта, провести сравнительный анализ выявленный иммунологических нарушений и особенностей иммунного ответа.

7. Выявить ведущие иммунопатологические синдромы при хронической обструктивной болезни легких, хроническом пылевом бронхите, силикозе, ПКЗ от действия малофиброгенной пыли. Разработать с позиций научно-доказательной медицины достоверную математическую модель иммунопатологических проявлений для более точной диагностики изучаемых заболеваний и проведения дифференциальной диагностики.

8. Обосновать возможность использования в терапии хронической обструктивной болезни легких и пневмокониозов препаратов с иммунотропной и противовоспалительной активностью.

Научная новизна

Впервые разработаны комплексные клинико-иммунологические (в том числе показатели провоспалительных и противовоспалительных цитокинов) и функциональные критерии для установления диагноза профессиональных заболеваний легких и ХОБЛ; а также прогнозирования течения, развития осложнений и исхода заболевания.

Установлено, что основу патогенеза профессиональных болезней легких и ХОБЛ составляет самоподдерживающийся, неконтролируемый иммунозависимый воспалительный процесс, индуцированный различными аэрополлютантами (курение, профессиональные факторы) и реализующийся при наличии определенной генетической конституции.

Подтверждена важная роль окислительного стресса в развитии и прогрессирования хронической обструктивной болезни легких и профессиональных заболеваний органов дыхания. Выявлены ведущие иммунопатологическими синдромы при ХОБЛ и ХПБ - воспалительный и атопический, для ПКЗ характерно также присоединение аутоиммунного компонента. При силикозе, наряду с иммунозависимым воспалением и аутоиммунным компонентом, типичными являются деструктивные процессы в легочной ткани.

Впервые с позиций анализа клинических, функциональных, особенностей иммунопатогенеза дается обоснование включения в национальный перечень профессиональных заболеваний в Российской Федерации хронической обструктивной болезни легких. Предложена математическая модель - методика расчёта клинико-иммунологических типов заболеваний легких - хронической обструктивной болезни легких и пневмокониозов на основе математического моделирования с вероятностью до 95%. Обосновано применение у больных ХОБЛ и профессиональных заболеваний легких препаратов с иммунотропной активностью (цитокинотерапия).

Научно-практическая значимость работы

Выявление и взаимосвязь генетических, иммунологических и клинико-функциональных особенностей течения хронических обструктивных заболеваний легких (в том числе, профессионального генеза), позволяют обосновать и использовать критерии для своевременной диагностики заболевания, уточнения тяжести течения, определения предрасположенности и разработки индивидуального прогноза пациента.

Результаты изучения генетического типирования и иммунологических данных дают основание для включения в план обследования больных с впервые установленным диагнозами «ХОБЛ» или «пневмокониоз» обязательное исследование уровня CD25+, CD95+ и HLA-DR+ лимфоцитов, содержания провоспалительных и противовоспалительных цитокинов сыворотки крови для решения вопроса о дальнейшем трудоустройстве пациента с целью предупреждения прогрессирование заболевания.

Предложен доступный в практическом здравоохранении набор иммунологических тестов для диагностики иммунных нарушений при ХОБЛ и пневмокониозах, дополняющий традиционные клинические исследования и повышающий возможности диагностики вариантов течения, степени тяжести и продолжительности обострения воспалительного процесса.

Применение разработанной математической модели изучаемых заболеваний легких позволяет повысить точность диагностики ХОБЛ и профессиональных заболеваний органов дыхания, а также проводить дифференциальную диагностику на основании отобранных с позиций научно-доказательной медицины показателей клеточных, гуморальных факторов иммунитета и цитокинового статуса.

Использование комплекса иммунологических методик при проведении скрининговых исследований для профессионального отбора и среди стажированных рабочих способствует улучшению ранней диагностики пылевых заболеваний легких, определению индивидуальной предрасположенности к действию промышленных аэрозолей с целью снижения риска развития пылевых заболеваний легких, предупреждения прогрессирования легочной патологии и развития инфекционных осложнений.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Основу патогенеза профессиональных болезней легких и ХОБЛ составляет самоподдерживающийся, неконтролируемый иммунозависимый воспалительный процесс, индуцированный различными аэрополлютантами (курение, профессиональные факторы) и реализующийся при наличии определенной генетической конституции. Выявлен сходный иммунопатогенез ХОБЛ и ХПБ, что позволяет считать обструктивный ХПБ начальной стадией хронической обструктивной болезни легких. На основании определенных особенностей иммунного гомеостаза рекомендовано включить ХОБЛ в национальный перечень профессиональных заболеваний в Российской Федерации.

2. Возможность прогнозирования течения пылевой патологии легких и ХОБЛ, а также развития инфекционных осложнений путем комплексного анализа клинических, функциональных данных обследования пациентов и изучении лабораторных параметров клеточных, гуморальных факторов иммунитета, фагоцитарной активности и продукции цитокинов. Предлагаемые математические модели типов иммунного ответа позволяют с высокой достоверностью (до 95%) диагностировать заболевания легких профессионального генеза, ХОБЛ и может быть рекомендованы для использования в практической медицине.

3. Определен и обоснован с позиций иммунопатогенеза спектр необходимых иммунологических исследований при проведении профосмотров у работающих на промышленных предприятиях, для выявления группы высокого риска, предупреждения развития бронхо-легочных заболеваний и снижения частоты профессиональной патологии.

4. Установлены значимые с позиций научно-доказательной медицины иммунологические изменения и основные иммунопатологические синдромы при силикозе, пневмокониозах, ХПБ и ХОБЛ, что делает целесообразной оценку перспективности включения в лечебную программу пациентов с обструктивными заболеваниями легких различной этиологии иммунокорригирующих препаратов, в том числе цитокиновой терапии.

Внедрение результатов исследования в практику

Разработанный комплекс клинико-иммунологических исследований больных с различными профессиональными заболеваниями легких и ХОБЛ применяется в отделении пульмонологии и аллергологии клиник ГОУ ВПО Самарский государственный медицинский университет Росздрава, отделении пульмонологии ГУЗ Самарская областная больница имени М.И. Калинина, Самарском областном профпатологическом центре на базе клиник ГОУ ВПО Самарский государственный медицинский университет Росздрава, а также включён в программу практических занятий и лекционного курса по клинической иммунологии для студентов и врачей в ГОУ ВПО Самарский государственный медицинский университет Росздрава на кафедрах профессиональных болезней и клинической фармакологии, общей и клинической микробиологии, иммунологии и аллергологии.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на 4-м, 5-м и 7-м Национальных конгрессах Российской ассоциации Аллергологов и Клинических Иммунологов (РААКИ) (Москва, 2001; 2002; 2007), на 12-м, 13-м, 16-м и 17 Национальных конгрессах по болезням органов дыхания (Москва, 2002; Санкт-Петербург, 2003; Санкт-Петербург, 2006; Казань, 2007), 8-м Всероссийском конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2002), Всероссийской конференции с международным участием «Проблемы реабилитации в оториноларингологии» (Самара, 2003).

Основные положения диссертации неоднократно докладывались и обсуждались на заседаниях секции пульмонологов Самарского областного научного общества терапевтов (Тольятти, 2006; Самара, 2005, 2007).

По теме проведённых исследований опубликовано 32 научных работы, из них 6 статей в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 217 страницах машинописного текста, иллюстрирована 31 рисунками, 54 таблицами, 2 клиническими примерами. Работа включает введение, обзор литературы и главы, посвященные методам исследования и статистической обработки, результатам собственных исследований (7 подглав), обсуждению полученных результатов; а также заключение, выводы и практические рекомендации. Список литературы состоит из 322 источников, в том числе 145 отечественных и 177 зарубежных авторов.

Содержание работы

Клиническая характеристика больных, материалы и методы исследования

В соответствии с поставленными целями и задачами исследования было обследовано 235 человек. В соответствии с критериями отбора в исследуемые группы были включены 170 пациентов, соответствующих всем критериям включения / исключения.

Критерии включения в исследуемые группы:

1. Возраст от 20 до 65 лет.

2. Профессиональный контакт с промышленными аэрополлютантами (фиброгенной пылью, содержащей свободную двуокись кремния в концентрации менее 10% (ПКЗ от воздействия малофиброгенной промышленной аэрозоли) и более 10% (силикоз) и превышающей по уровню ПДК в 5 и более раз) не менее 2-х лет;

3. Подтвержденный диагноз профессионального заболевания.

Критерии исключения в исследуемые и контрольную группы:

1. Возраст моложе 20 и старше 65 лет;

2. Тяжелые сопутствующие хронические заболевания;

3. Онкологические и иммунопролиферативные заболевания;

4. Беременность.

Все пациенты в зависимости от фиброгенных свойств промышленных аэрозолей, формы и течения заболевания и в соответствии с современной классификацией пылевых заболеваний легких (МЗ РФ, 1996; Афанасьев Ю.А., 1999; Евлашко Ю.П., Иванова И.С., 1999) были разделены на 4 группы:

1-я группа обследованных (35 человек) - больные с силикозом (диагноз подтвержден в условиях Самарского областного профпатологического центра). В эту группу вошли рабочие литейных, обрубных, формовочных цехов и огнеупорщики с предприятий Самарской области.

2-ю группу составили 50 больных с установленным диагнозом ПКЗ от воздействия малофиброгенной смешанной пыли. 3-я группа (30 человек) представлена пациентами с воспалительной формой хронического пылевого бронхита. В 4-ю группу включили 55 человек, страдающих хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Последняя, 5-я группа - контрольная. В нее вошли 65 рабочих промышленных предприятий и учреждений, не имевших в процессе работы контакта с профессиональными вредностями, проходивших в клинике предварительный медосмотр перед поступлением на работу, а также доноры ГУЗ Самарская областная станция переливания крови. Обследованные лица контрольной группы не имели клинических признаков различных синдромов поражения иммунной системы. Всем обследованным была тщательно разъяснена суть проводимого исследования, после чего они подписали установленную форму информированного согласия (таблица 1).

В группах больных с профессиональной патологией (силикоз и ПКЗ) рентгенологические изменения соответствовали интерстициальной форме (от s1 до t2). При установлении диагноза учитывались данные санитарно-гигиенических условий труда; клинического, рентгенологического, бронхоскопического и функционального методов исследований. Клинико-рентгенологическое обследование включало в себя проведение стандартной рентгенографии органов грудной клетки, исследование крови с лейкоцитограммой, биохимическое исследование сыворотки крови с определением общего белка, белковых фракций и других показателей, а также электрокардиографию, ультразвуковое исследование, определение показателей ФВД, функциональные тесты с бронхолитиками, бронхоскопическое исследование с анализом клеточного состава лаважной жидкости.

Группа больных ХОБЛ представлена пациентами со средне-тяжелым течением заболевания (II стадия по COLD), в клинически стабильном состоянии в течение последних 4 недель, индекс курения (ИК) ? 10 пачка-лет, с отсутствием бронхиальной обратимости (отрицательным результатом теста с бронхолитиком: после ингаляции 400 мкг сальбутамола прирост ОФВ1< 12% и менее 200 мл по сравнению с исходным значением).

иммунный легкое дыхание фагоцитарный

Таблица 1. Нозологическая характеристика обследованных пациентов

Таблица 2. Длительность заболевания на момент обследования в исследуемых группах пациентов с бронхо-легочной патологией

Анализ количества обострений исследуемых заболеваний за последний год показывает, что большинство пациентов (60,0%) в среднем имели 2 обострения заболевания в год; 27,3% - 1 обострение, у 9,1% больных обострение респираторных симптомов было 3 и более раз, и лишь 3,6% обследованных не отмечали обострения бронхо-легочного заболевания.

Клиническое обследование выявило наличие однотипных жалоб разной степени выраженности во всех группах обследованных. Среди пациентов 1-й и 2-й групп выявлена большая частота жалоб на сухой кашель, одышку разной степени выраженности и боль в грудной клетке, которая у 25,7% обследованных из 1-й группы и у 20,0% человек из 2-й группы связана только с актом дыхания. В этих группах больных преобладал коробочный оттенок перкуторного тона (42,9% и 50,0% соответственно).

Группы пациентов, страдающих ХОБЛ и ХПБ, объединяют отсутствие одышки в покое, выраженная одышка при физической нагрузке, сухой кашель, достоверно чаще при аускультации выслушиваются жесткое дыхание и сухие хрипы (р<0,05). Влажные хрипы несколько чаще были отмечены у пациентов с ХОБЛ. Продукция мокроты отмечалась у 16-20% пациентов в 1-4-й группах, максимально выражена у пациентов с ХОБЛ. Признаки эмфиземы встречаются во всех группах обследованных, с некоторым преобладанием в первой группе.

Таким образом, проведенный анализ клинических данных показал, что клиническая симптоматика во всех группах разнообразна и неспецифична, не позволяет проводить дифференциальную диагностику заболеваний легких различной этиологии, а также прогнозировать развитие и течение пылевых заболеваний легких и ХОБЛ. Результаты спирометрического исследования (рисунок 1) свидетельствуют о более значимом изменении изучаемых показателей у пациентов с хроническим пылевым бронхитом и ХОБЛ, в большинстве случаев достоверно выявлено умеренное снижение всех вентиляционных показателей (смешанный тип нарушения дыхания с преобладанием обструкции).

Рисунок 1. Распределение параметров ФВД у пациентов обследованных групп и здоровых лиц.

В то же время у пациентов в 3-й и 4-й группах отмечено максимальное повышение вязкостного дыхательного сопротивления (p<0,001).

В первой и 2-й группах (больные силикозом и ПКЗ от действия малофиброгенной промышленной аэрозоли) показатели ФВД и вязкостного дыхательного сопротивления были в пределах нормы, несмотря на незначительное снижение PEF (p<0,05).

Во всех исследуемых группах больных (1-4) выявлены достоверные различия изучаемых параметров по сравнению с группой контроля (здоровых) с высокой статистической значимостью (р<0,001).

Межгрупповое сравнение показателей не выявило достоверного различия между параметрами ФВД у пациентов, страдающих силикозом и ПКЗ (1-я и 2-я группы обследованных) (p>0,05), что позволяет сделать вывод о неспецифичности выявленных изменений пневмотахограммы у лиц с указанными профессиональными заболеваниями легких. При сравнении всех показателей спирометрии у больных силикозом и ПКЗ с параметрами пациентов из 3-й и 4-й групп выявлены достоверные отличия (p<0,01).

Проведение и анализ клинической и функциональной характеристики пациентов из обследованных групп показывает, что использованные респираторные тесты и методики не позволяют достоверно определить особенности патогенеза неспецифических заболеваний легких и идентифицировать тип патологии и могут использоваться лишь в комплексе общепринятых диагностических методов, а также при динамических, скрининговых обследованиях больших групп рабочих.

Бесспорно, большой интерес представляют дальнейшие поиски иммуногенетических маркеров для определения индивидуального риска развития профессиональных и других заболеваний легких, а также выявление факторов резистентности к промышленным аэрозолям и бытовым аэрополлютантам, что является первостепенной задачей современной клинической медицины.

Для решения этой сложной проблемы, наиболее перспективным нам представляется изучение антигенного спектра главного комплекса гистосовместимости (MHC II класса), а именно - наследственно детерминированной системы HLA-DR, которая ответственна за осуществление иммунного ответа в-целом и генетический контроль иммунных реакций, а также играет важную роль в поддержании иммунологического гомеостаза организма (в том числе цитокинового профиля).

В работе показана активация презентации антигена HLA-DR+ во всех группах обследованных больных. Однако, максимально часто выявляется присутствие антигена HLA-DR+ в группах пациентов с силикозом, ХПБ и ХОБЛ (р<0,01).

Анализ данных, полученных нами при изучении системы МНС II класса, в частности HLA-DR+ у больных силикозом, ПКЗ, ХПБ, ХОБЛ и в группе сравнения (здоровые доноры), позволяет нам представить следующее заключение: повышенная экспрессия антигенов HLA-DR+ на мембранах иммунокомпетентных клеток у пациентов с хроническими пылевыми болезнями легких и ХОБЛ свидетельствует о наличии единого наследственного фактора риска для развития болезней органов дыхания, основой патогенеза которых является воспаление, индуцированное экологическими или профессиональными факторами, а также курением.

Не вызывает также сомнения взаимосвязь функционирования иммунного ответа и системы МНС II класса - генетически детерминированные антигены MHC презентируются активированными Т-лимфоцитами и определенными антиген-презентирующими клетками при участии медиаторов, которые продуцируют Th-клетки первого типа, - IFN-г, FNOб (Воробьев А.А., Быков А.С. и соавт., 2006; Сибиряк С.В., Черешнев В.А. и соавт., 2006; Barnes P.J., 2001; Burmester G.-R., 2003).

Так как в основе патогенеза всех исследуемых нами заболеваний преобладает хроническое воспаление, можно с уверенностью сказать, что существенную роль в развитии и прогрессировании данных нозологий играют иммунореактивность организма в-целом и местные защитные механизмы органов дыхания, в частности. Соответственно, следующим этапом в нашей работе стало изучение особенностей иммунного ответа и изменений иммунного гомеостаза у больных с бронхо-легочной патологией (ХОБЛ, ХПБ, ПКЗ).

При сравнительном анализе иммунологических параметров клеточных, гуморальных факторов иммунитета, фагоцитарного звена иммунной системы и цитокинового профиля в группах больных, изучении их участия и значения вклада каждого в развитии патологического процесса были выявлены определенные особенности иммунопатогенеза при силикозе, ПКЗ от действия малофиброгенной пыли, ХПБ и ХОБЛ.

При изучении гуморального иммунного ответа во всех группах пациентов выявлены статистически значимые изменения, которые характеризовались низкими показателями абсолютного числа В-лимфоцитов с фенотипом CD19+, сывороточного уровня IgA и CH50.

Известно, что уровень и временная динамика антителообразования зависят от дозы и физико-химического состояния антигена: в определенных пределах повышение дозы антигена приводит к ускорению и повышению уровня антителообразования. Однако слишком высокие дозы или не приводят к дальнейшему усилению ответа, или, напротив - подавляют его (Ярилин А.А., 1999; Barcelo B. et al., 2004).

Вероятно, именно с этим (длительный контакт с массивными дозами различных аэрополлютантов и патогенов) связано значительное снижение IgA (p<0,01) у всех пациентов с бронхо-легочной патологией и это свидетельствует о поражении слизистой дыхательных путей, нарушении ее целостности и функциональной неполноценности. Так как основная функция секреторного IgA заключается в препятствии адгезии инфекционных агентов к слизистой (Пруженец П., Шваблова М., 2006; Berger M., Shankar V., Vafai A., 2002), что предупреждает дальнейшие события по распространению инфекционного процесса, выявленные изменения указывают на нарушения противоинфекционного иммунного ответа у больных с профессиональной патологией и ХОБЛ. Дальнейшие наши исследования подтверждают данное утверждение.

Дефицит показателя активности комплемента по 50% гемолизу - CH50 установлен во всех группах больных. Минимальные значения данного показателя отмечены у лиц с заболеваниями легких профессионального генеза (силикоз и пневмокониоз).

Достоверно показано участие СН50 в механизмах элиминации ЦИК, что препятствует избыточному накоплению иммунных комплексов и, соответственно, повреждению органов и тканей (Хаитов Р.М., 2002; Nelms K., Keegan A.D., Zamorano J., 1999; Паттерсон Р. и соавт., 2002). Поэтому данный дефект иммунного ответа у пациентов в исследуемых группах можно расценить как результат, с одной стороны, нарушения секретирующей функции макрофагов, вырабатывающих CH50, и, с другой стороны, чрезмерного потребления комплемента при повышенной продукции иммуноглобулинов (прежде всего IgG), а также при образовании свободно циркулирующих иммунных комплексов.

Взаимосвязь указанных явлений подчеркивает установленная в 1-й и 2-й группах (силикоз и ПКЗ) максимально сниженная фагоцитарная активность лейкоцитов (более выражена, чем в группах больных ХПБ и ХОБЛ), при значительном повышении уровня IgG в сыворотке крови. Однако метод корреляционной статистики позволил установить обратную корреляционную связь между показателями СН50 и IgG при очень высокой статистической значимости (p=-0,69) и, напротив, выявленная корреляционная связь с показателями ФАЛ оказалась достаточно низкой (p=0,29). Соответственно, не вызывает сомнения, что оба фактора (изменения фагоцитарного звена и дисбаланс уровня иммуноглобулинов в сыворотке) влияют на характер выявленных нарушений комплемента, но решающее значение оказывает активация антителообразования (в частности, иммуноглобулинов класса G).

Как указывалось выше, максимальная продукция IgG зарегистрирована нами у пациентов с профессиональными заболеваниями легких (1-я и 2-я группы), но общая тенденция к гипериммуноглобулинемии G определяется и у больных с ХОБЛ и ХПБ (3-я и 4-я группы), что вполне закономерно, учитывая постоянную стимуляцию синтеза иммуноглобулинов различными инфекционными патогенами, колонизирующими поврежденную слизистую дыхательных путей. Продукция IgM в наших исследованиях не имеет достоверных отличий в группах пациентов и сопоставима с показателями здоровых доноров.

Гуморальный иммунный ответ, связанный со слизистыми оболочками, своеобразен. Главная особенность слизистых дыхательных путей заключается в том, что локальные условия определяют преимущественное формирование хелперов Th2-типа, которые продуцируют ИЛ-4 (Симбирцев А.С., 2007; Пруженец П., Швалбова М, 2006; Lambrechtt B.N., de Veerman M., 2000; Buc M., 2001).

Способность В-лимфоцитов к переключению синтеза классов антител обусловлена межклеточным взаимодействием при участии ряда цитокинов. В нашей работе продемонстрирована связь активации ИЛ-4, которая выявлена во всех группах пациентов, и усилением синтеза IgE с высоким коэффициентом корреляции, что подтверждает данное утверждение. Обратная корреляционная связь отмечена между значениями ИФНг и общего IgE в сыворотке крови.

Высокий уровень общего IgE у пациентов выявлен во всех исследуемых группах. Максимальные значения сывороточной концентрации общего IgE отмечены у больных с установленными диагнозами ПКЗ, ХПБ и ХОБЛ, умеренное повышение - в группе с силикозом. Причем, по нашему мнению, выявленная гипериммуноглобулинемия Е может быть как первичной (при генетически-обусловленной атопии, когда заболевание формируется на фоне уже сформировавшейся бронхиальной гиперреактивности под воздействием контакта с различными аэрополлютантами), так и вторичной - развиваться у пациентов с ПКЗ и ХПБ в процессе длительного контакта с многокомпонентной пылью, обладающей выраженными сенсибилизирующими свойствами.

По данным проведенных исследований средние значения показателей клеточных факторов иммунитета - абсолютного количества лейкоцитов, лимфоцитов, Т-клеток с фенотипом CD3+ и субпопуляций Т-лимфоцитов (клеток, экспрессирующих на своей поверхности CD4+, CD8+, CD16+ маркеры), а также иммунорегуляторного индекса (CD4+/CD8+) у пациентов с различными заболеваниями легких значительно меньше аналогичных показателей у здоровых доноров (р<0,01).

Цитотоксическое действие пыли на лимфоциты, которое приводит к лимфопении, описано и другими авторами (Лощилов 1999; Жестков А.В., Косарев В.В., 2002). Это также может свидетельствовать об угнетении и функциональной неполноценности клеточного иммунного ответа у всех пациентов с бронхо-легочной патологией в целом. Кроме того, были изучены процессы апоптоза - определялись значения специфического поверхностного рецептора CD95+. На рисунке №2 четко видна динамика показателей клеток, экспрессирующих маркеры CD25+ и CD95+.

Рисунок 2. Динамика клеточных параметров иммунной системы у пациентов 1-4 групп и здоровых доноров (5-я группа)

Наиболее выражен дисбаланс клеточного звена иммунной системы у пациентов с профессиональной патологией легких (силикоз, ПКЗ), при которой уровень Т-лимфоцитов, презентирующих на поверхности своей мембраны рецепторы CD95+, значительно превышает значения в группе здоровых доноров, что свидетельствует об активации запрограммированной гибели лимфоцитов. Соответственно, усиление апоптоза приводит к дальнейшим глубоким изменениям и прогрессированию уже имеющегося дефицита Т-лимфоцитов, а также дисбалансу всех звеньев иммунной системы в данных группах больных.

В то же время в указанных группах пациентов (силикоз, ПКЗ) выявлено снижение экспрессии маркера CD25+ на поверхности Т-клеток, являющегося б-цепью рецептора для ИЛ-2 (ведущего провоспалительного медиатора).

Ряд авторов выделяет в отдельную субпопуляцию Treg-лимфоциты (регуляторные), к которым относят клетки с фенотипом CD4+CD25+, которые способствуют уменьшению чрезмерной активности макрофагов и, оказывая иммуносупрессирующие действие, сдерживают, таким образом, аутоиммунную агрессию (Ярилин А.А., Донецкова, 2005; Хаитов Р.М, 2006; Chen Y., Jin W., Hardegen N. et al., 2003).

Выявленное снижение уровня иммунорегуляторных CD4+CD25+Treg-лимфоцитов в периферической крови у больных силикозом и ПКЗ может свидетельствовать о развитии аутоиммунного воспаления в слизистой органов дыхания, индуцированного контактом с профессиональными факторами, а также подтверждает и уточняет механизмы развития аутоиммунного воспаления.

Таким образом, процессы активации апоптоза при выраженном Т-клеточном дефиците и функциональной неполноценности Т-лимфоцитов являются важным патогенетическим аспектом при заболеваниях легких профессионального генеза (силикоз, ПКЗ).

Следует отметить, что изменения клеточных факторов иммунитета у больных ХПБ соответствуют процессам, характерным для пациентов с ХОБЛ: выражен дефицит абсолютного количества лейкоцитов, лимфоцитов, клеток с фенотипами CD3+, CD4+ и лимфоцитов с супрессорной (CD8+), киллерной (CD16+) активностью, а также снижено значение показателя индекса иммунорегуляции (CD4+/CD8+), который является важным показателем гармоничной функции иммунной системы. В отличие от первых двух групп исследования, у пациентов с ХПБ, также как и при ХОБЛ, не отмечено активации презентации рецептора CD95+ Т-лимфоцитами и снижения уровня CD25+ клеток в периферической крови.

На рисунке №3 продемонстрировано распределение обследованного контингента (5 групп) на 5 типов иммунного ответа. Однако, дискриминантные метки 3-й и 4-й групп (ХПБ и ХОБЛ) практически полностью перекрываются, что подтверждает адекватность анализов и представленных выше выводов о сходстве иммунопатогенеза при хроническом пылевом бронхите и хронической обструктивной болезни легких.

Рис. 3. Рассеивание канонических значений в дискриминантной модели иммунного статуса в исследуемых группах

Созданная по результатам статистического анализа клеточных параметров иммунитета модель иммунологических нарушений относит большинство представителей 3-й группы с диагнозом «ХПБ» (80%) к числу больных ХОБЛ. Это может свидетельствовать об отсутствии статистически значимых отличий в реализации иммунного ответа (клеточных факторов и антигенов HLA-DR+ MHC I типа) у пациентов с ХПБ и ХОБЛ.

Изучение фагоцитарного звена иммунного ответа позволило выявить достоверные изменения во всех исследуемых группах пациентов (рисунок №4).

Рис. 4. Динамика показателей миелопероксидазы и фагоцитарной активности лейкоцитов в 1-5 группах (p<0,000)

Выраженное повышение активности фермента миелопероксидазы у пациентов с ХОБЛ и ХПБ подтверждает важную роль окислительного стресса в развитии и прогрессирования заболевания. При этом снижена способность макрофагов к полноценному фагоцитозу у всех пациентов с пылевой патологией легких (1-3 группы), что свидетельствует о сильной и длительной активации макрофагов пылевыми частицами, которые клетки не способны полностью «нейтрализовать».

В отличие от пациентов с профессиональным генезом заболевания для больных ХОБЛ, не имеющих контакта с пылевыми промышленными частицами, характерна некоторая активация фагоцитоза (p>0,05) при выраженной миелопероксидазной агрессии (p<0,01), что можно объяснить колонизацией слизистой бронхов различными бактериальными агентами и постоянной стимуляцией фагоцитоза.

Повышение уровня следующего показателя фагоцитарной активности - белка фибронектина, который опсонирует объект фагоцитоза и способствует полноценному эффективному фагоцитозу, свидетельствует о постоянной чрезмерной антигенной атаке барьерных органов (слизистых респираторного тракта) различными патогенами, результатом которой и является активация фагоцитарного звена иммунной системы, более значимая у пациентов с заболеваниями профессионального генеза (силикоз и ПКЗ).

Несмотря на приведенные выше факторы (постоянный длительный контакт с различными аэрополлютантами, пылевыми частицами; курение, приводящие к прогрессирующим повреждениям слизистого барьера, колонизации бактериальными и другими инфекционными факторами), в нашей работе показано, что фагоцитарный иммунный ответ, в целом, у пациентов обследуемых групп достаточно сохранен и активен.

В отличие от клеточного звена иммунитета (для которого характерно тотальное угнетение во всех исследуемых группах), фагоцитоз, являясь более древней эволюционно и, соответственно, менее чувствительной системой защиты сохраняет активность, что собственно не всегда является благоприятным фактором, учитывая роль окислительного стресса и миелопероксидазной активности в развитии и прогрессировании бронхолегочной патологии.

Далее был проведен анализ особенностей цитокинового профиля в обследуемых группах пациентов и у здоровых доноров. Роль цитокинов в развитии бронхо-легочной патологии в настоящее время очевидна. Исследование ведущих медиаторов воспаления (ИЛ-1б, ИЛ-1в, ИЛ-4, ИЛ-8, ИФНг, ФНОб) позволило уточнить особенности цитокиновой продукции у больных с пылевыми болезнями легких и ХОБЛ и объединить изменения клеточного, фагоцитарного, гуморального звеньев иммунной системы в единый, взаимосвязанный механизм.

Прежде всего, во всех группах пациентов выявлено снижение уровня ведущего медиатора, обеспечивающего противоинфекционный иммунный ответ - ИФНг, наиболее значимое у больных с силикозом и ПКЗ.

О высокой активности воспалительной реакции в легочной ткани у больных силикозом свидетельствуют повышение продукции ИЛ-1б, ИЛ-1в и ФНОб. В этой группе больных патологический процесс в легких можно рассматривать как деструктивный, так как известно, что цитотоксический эффект ФНОб обусловливает развитие воспаления и клеточной деструкции тканей (Ярилин А.А., 1999; Симбирцев А.С., 2007; Reiss A., Awadallah N. et al., 2001). В сыворотке крови здоровых доноров, по нашим данным, ФНОб практически не определяется, что согласуется с данными литературы (Симбирцев А.С., 2007; Beutler B., 2004).

Следует отметить, что сывороточные показатели ИЛ-1в у пациентов 1-й и 2-й групп противоположны с данными у больных с ХПБ и ХОБЛ, у которых выражен дефицит данного цитокина в сыворотке крови (р<0,01).

Это можно объяснить тем, что при ХОБЛ

раздражающие аэрополлютанты (курение) менее агрессивные; выработка ИЛ-1в наиболее «чувствительна» к стимулам и, реагируя активацией на внешние воздействия в начале заболевания, при длительном контакте уровень ее снижается. Кроме того, отмечена прямая корреляционная связь ИЛ-1в и абсолютного содержания лимфоцитов (p=45) - как было указано выше имеет место дефицит Т-лимфоцитов, которые синтезируют данный цитокин.

В отличие от первых двух групп, у пациентов, страдающих ХПБ и ХОБЛ, отмечена высокая значимость для иммунопатогенеза ИЛ-8, активация которого свидетельствует о постоянной антигенной стимуляции, вовлечении в иммунный ответ макрофагов и нейтрофилов, а также хронизации воспалительного процесса.

В более ранних работах (Чучалин А.Г., 2000; Цветкова О.А., Воронкова О.О., 2007; de Boer W.I., 2002) было показано, что повышение уровня ИЛ-8 в сыворотке может быть спровоцировано воздействием сигаретного дыма, эндотоксином или ФНОб, а также подтверждена роль ИЛ-8 в процессах дегрануляции клеток и выделении супероксидного радикала (Хаитов Р.М., 2001; Buskley R., 2004). Соответственно, описанное нами повышение уровня ИЛ-8 у пациентов с ХПБ и ХОБЛ подчеркивает взаимосвязь иммунного ответа с окислительным стрессом.

Динамика ИЛ-4 была рассмотрены нами в рамках гуморального иммунного ответа, повышение его значений в сыворотке крови отмечено во всех группах пациентов (p<0,000), что является косвенным признаком активного участия гуморального иммунного ответа в патогенезе изучаемых бронхо-легочных заболеваний.

Полученные результаты позволяют сделать предположение о том, что важен не сам факт повышения или снижения уровня цитокинов, а их динамика и соотношение оппозиционных пулов. Дисбаланс цитокинового статуса поддерживает хроническое иммунозависимое воспаление, а также связанные с ним нарушения процессов апоптоза и развитие интерлейкин-зависимого вторичного иммунодефицитного состояния.

Проведенные исследования позволили нам выделить 2 типа нарушения цитокиновой иммунорегуляции в исследуемых группах: для 1-го типа характерны минимальная концентрация в сыворотке крови ИФНг и незначительное повышение ИЛ-4 при высокой степени активности ФНОб и ИЛ-1в. Данный тип иммунного ответа характерен для пациентов с силикозом и ПКЗ.

Второй тип объединяет пациентов с установленными диагнозами ХОБЛ и ХПБ и характеризуется максимально выраженной активацией ИЛ-8, умеренно сниженной продукцией ИФНг и наиболее значимым снижением уровней ИЛ-1в и ФНОб в сыворотке крови.

Результаты статистических исследований, описывающие взаимосвязь количественных признаков свидетельствуют о наличии многочисленных корреляционных межклеточных и цитокиновых связей, что подтверждает тесное взаимодействие всех звеньев иммунной системы, обеспечивающее регуляторную функцию и поддержание иммунного гомеостаза на должном уровне.

Рассмотрим наиболее значимые корреляционные показатели. Содержание Т-лимфоцитов, экспрессирующих на своей поверхности рецептор апоптоза CD95+, имеет умеренную корреляционную связь с уровнями фибронектина, ИЛ-1б и ФНОб в сыворотке, что свидетельствует об активации запрограммированной смерти лимфоцитов при неконтролируемом воспалении и деструктивном процессе, индуцированных указанными цитокинами, что является основой патогенеза силикоза и ПКЗ. Обратная корреляция уровня клеток с фенотипом CD95+ отмечена с показателями фагоцитарной активности лейкоцитов.

Полученные нами результаты свидетельствуют о высокой корреляции значений CD95+ и уровнями ИЛ-1б (p=0,445) и ФНОб (p=0,480) в сыворотке крови. Интерфероногенез и экспрессия рецептора апоптоза по результатам проведенных исследований не коррелируют друг с другом.

Уровни МП имеют обратную корреляционную связь со многими показателями как клеточных, так и гуморальных факторов иммунного ответа: прямая корреляция выявлена с генетическим маркером HLA-DR+, цитокинами ИЛ-4, ИЛ-8, ИЛ-1б и иммуноглобулинами классов G, E. Данный факт подтверждает взаимосвязь наследственной предрасположенности к бронхо-легочным заболеваниям с повышенной готовностью макрофагов к выработке кислородных радикалов и активации при контакте с промышленными аэрозолями любого состава, дальнейшей хронизацией воспалительной реакции, о чем свидетельствует повышение уровней ИЛ-8, ИЛ-1б в сыворотке крови и гипериммуноглобулинемия IgG. Также полученные результаты свидетельствуют о том, что миелопероксидазной агрессии сопутствует аллергическое воспаление слизистой оболочки дыхательных путей (активация продукции ИЛ-4 и IgE).

Значения иммуноглобулинов классов E и G в сыворотке находятся в обратной корреляции с показателями клеточных факторов и цитокинов (ИФНг, ИЛ-1в), в то же время выявлена прямая корреляционная связь с концентрацией ИЛ-4.

На продукцию IgА (основного иммуноглобулина, обеспечивающего иммунную защиту слизистых оболочек) влияют сывороточные показатели ИЛ-4, ИЛ-1б и ИЛ-8 (обратная корреляция), с уровнем ИФНг выявлена прямая корреляция с очень высокой степенью статистической значимости (p=0,85).

Установлена также обратная корреляционная связь между показателями СН50 и концентрацией IgG, общего IgE при высокой статистической значимости (p= -0,69, p= -0,53), что свидетельствует о повышенном потреблении комплемента при гиперглобулинемии.

Таким образом, применение и оценка результатов корреляционного анализа позволили сделать обоснованные с позиций научно-доказательной медицины заключения о характере взаимосвязей элиминационных механизмов в ходе иммунных реакций, а также гуморальных, клеточных факторов иммунитета друг с другом.

В заключении следует отметить, что выявленные нами особенности иммунологических нарушений свидетельствуют о ведущей роли хронического воспаления в патогенезе профессиональных заболеваний легких (ХПБ, ПКЗ) и ХОБЛ, в реализации которого участвуют все звенья иммунного ответа. Результатом иммунозависимого воспаления являются истощение и супрессия клеточных факторов иммунитета, более выраженные у пациентов с силикозом и ПКЗ, для которых характерна активация процессов апоптоза и дефицит Т-регуляторных клеток CD4+CD25+, способных ограничить процесс воспаления и предупредить развитие аутоиммунного процесса.

Выраженная активация цитокинов воспаления - ФНОб и ИЛ-1б, способных индуцировать NO-синтетазу, а также продуктов агрессии фагоцитирующих клеток (миелопероксидазы) подтверждают, наряду с воспалением, значимость окислительного стресса в патогенезе бронхо-легочной патологии. Дисбаланс цитокинового профиля у больных с силикозом свидетельствует о развитии деструктивного процесса в легочной ткани.