Особенности иммунного статуса при различных фенотипах тяжелой бронхиальной астмы

Размещено на http://allbest.ru

ОСОБЕННОСТИ ИММУННОГО СТАТУСА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ФЕНОТИПАХ ТЯЖЕЛОЙ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ

Собко Е.А., Демко И.В., Крапошина А.Ю., Казмерчук О.В., Абрамов Ю.И., Кацер А.Б., Янкова А.В., Смирнова О.А., Толмачева Ю.Г., Эйдемиллер Н.С., Соловьева И.А., Леонтьева Н.М.

Резюме

Цель. Оценка иммунологических показателей при бронхиальной астме тяжелого течения в зависимости от фенотипа и эндотипа воспаления.

Материалы и методы. Обследовано 57 человек: 40 пациентов с тяжелой бронхиальной астмой (БА) и 17 практически здоровых добровольцев. В зависимости от выделенных фенотипов пациенты с астмой были распределены на 2 группы: аллергическая бронхиальная астма и астма с фиксированной обструкцией. Клиническое обследование пациента заключалось в опросе (сбор жалоб, анамнеза); физикальное обследование (осмотр, аускультация). Степень бронхиальной обструкции оценивалась по количеству дневных и ночных приступов удушья, количеству ингаляций в сутки в2 - агонистов. Данные по функции внешнего дыхания оценивались на аппарате общей плетизмографии «ErichEger» (Германия). На проточном цитофлуориметре Navios flow cytometer с использованием конъюгатмо- ноклональных антител (МКАТ) к соответствующим антигенам определяли количество лимфоцитов, экспрессирующих маркеры CD4+, CD3+, CD19+, CD8+, CD3+HLADR+CD45RA+CD4+, CD3+CD16+CD56+. Определение концентрации цитокинов IL-4, IL-5 в периферической крови проводилось методом твердофазного имму- ноферментного анализа (eBioscience, USA).

Результаты. У пациентов с БА тяжелого течения отмечалось повышение содержания наивных Т-лимфоцитов и лимфоцитов, экспрессирующих поздние маркеры активации (HLA-DR), в сравнении с контролем. В обеих группах наблюдалось повышение содержания ГЬ- 4 и общего ^Е в сыворотке крови, тогда как уровень ГЬ-5 был сопоставим с показателями практически здоровых. У пациентов с бронхиальной астмой тяжелого течения с содержанием эозинофилов в периферической крови более 300 клеток в 1 мкл отмечалось увеличение содержания CD4+ лимфоцитов, повышение соотношения CD4+/CD8+ Т-лимфоцитов и КК (CD16+CD56+) клеток.

Заключение. Изучение иммунного статуса при тяжелой бронхиальной астме с эозинофильным типом воспаления выявило увеличение содержания КК-клеток в плазме периферической крови. Полученные результаты требуют продолжения научного исследования, в частности, изучение роли КК-клеток в воспалительном процессе и их ассоциации с эозинофилами.

Ключевые слова: бронхиальная астма, астма с фиксированной обструкцией, эндотип, эозинофильное воспаление, натуральные киллеры, иммунология.

бронхиальная астма иммунологический фенотип эндотип

FEATURES OF IMMUNE STATUS IN PATIENTS WITH SEVERE BRONCHIAL ASTHMA

Elena A. Sobko, Irina V. Demko, Angelina Y.U. Kraposhina, Olga V. Kazmerchuk, Yuriy I. Abramov, Anna B. Kacer, Anastasia V. Yankova, Olga A. Smirnova, Yulia G. Tolmachova, Nina S. Eydemiller, Irina A. Soloveva, Nigora M. Leontieva

Abstract

Aim. To determine the level of IgA and IgG to estradiol, progesterone, and benzo[a]pyrene in women with or without preterm labor and to assess whether the administration of progestagens affect these parameters.

Aim. To assess the immunological parameters in severe bronchial asthma in relation to the phenotype and endotype of inflammation.

Materials and Methods. We examined 40 patients with severe bronchial asthma, further stratified by phenotype (allergic asthma and fixed airflow obstruction asthma) and 17 healthy volunteers. Bronchial obstruction was clinically estimated by the day/night asthma attack count or number of P₂-agonists inhalations per day. The number of CD4+, CD3+, CD19+, CD8+, CD3+, HLADR+, CD45RA+, CD4+, CD3+, CD16+, and CD56+ lymphocytes was determined using flow cytometry. Measurement of serum IL-4 and IL-5 was performed by enzyme-linked immunosorbent assay.

Results. Patients with severe bronchial asthma showed an increase in naive T-lymphocytes and HLA-DR⁺ lymphocytes in comparison with healthy blood donors. In addition, an increase in serum of IL-4 and total IgE was found in patients with asthma. Patients with severe bronchial asthma and > 300 eosinophils/pL were characterised by an increase in CD4+ lymphocytes, NK (CD16+CD56+) cells, and higher ratio of CD4+ to CD8+ T-lymphocytes.

Conclusion. Further research on asthma development should be focused on the role of NK cells in the inflammation and their association with eosinophils.

Keywords: bronchial asthma, fixed airflow obstruction, endotype, eosinophilic inflammation, NK cells, immunology.

Введение

С начала 21 века наблюдается увеличение количества пациентов с тяжелым течением бронхиальной астмы (БА). Накоплены данные не только о значимых причинных факторах обострения заболевания, но и о механизмах иммунного ответа, участвующих в формировании хронического персистирующего воспаления дыхательных путей [1,2].

В настоящее время ведение БА требует изучения факторов, которые влияют на прогрессирование заболевания, развитие осложнений и обострений. Согласно национальным рекомендациям, при оптимизации терапии необходимо учитывать биологические и клинические фенотипы заболевания [3]. На основании фенотипических особенностей GINA 2018 (Global Initiative for Asthma) выделяет 5 фенотипов БА: БА с поздним дебютом, аллергическая, неаллергическая, БА у больных с ожирением, БА с фиксированной обструкцией дыхательных путей.

В течение последнего времени появилось еще одно понятие - эндотип. Эндотип - это подтип заболевания, определяющийся отличительным патобиологическим или функциональным механизмом [4, 5]. Выделяют следующие эндотипы: эозинофильный, нейтрофильный, смешанный и агранулоцитарный [6]. Менее изученным типом воспаления является нейтрофильный, который ассоциирован с метаболитами активных нейтрофилов: нейтрофильной эластазой, а-1антитрипси- ном, ^-17, ^-8 [7, 8]. Активация данных энзимов приводит к ремоделированию дыхательных путей, а соответственно, и к снижению функции легких и неадекватному ответу на терапию ингаляционными глюкокортикостероидами (ИГКС) [9]. Наиболее изученным является эозинофильный тип воспаления, который формируется в результате активации аллерген-специфичных клонов ^2-типа [10] и стимуляции врожденных лимфоидных клеток (ГЬС - 2), являющихся самым ранним источником продукции цитокинов, секретируемых еще до начала адаптивного иммунного ответа [11]. Каскад данных реакций стимулирует образование ГЬ-5, что приводит к увеличению пула эозинофилов [12] в костном мозге, накоплению эозинофилов в крови, миграции в очаг воспаления.

До настоящего времени исследование показателей иммунного статуса продолжает оставаться актуальным несмотря на значительные успехи в раскрытии патогенетических механизмов развития и течения БА. Частое использование системных глюкокортикостероидов (СГКС) в период обострения заболевания и высокие дозы ИГКС могут оказывать влияние на изменение показателей клеточного, гуморального или фагоцитарного звеньев иммунной системы. Оценка параметров иммунного статуса открывает возможность разработки прогностических персонифицированных критериев и оптимизации подходов к таргетной терапии [13, 14].

Цель исследования

Оценка иммунологических показателей при бронхиальной астме тяжелого течения в зависимости от фенотипа и эндотипа воспаления.

Материалы и методы

Нами обследовано 40 пациентов БА тяжелого течения: мужчин - 6, женщин - 34, медиана возраста 56 [49; 63] лет.

Диагноз БА тяжелого течения был установлен на основании объема базисной противовоспалительной терапии, соответствующей 4 ступени согласно рекомендациям GINA 2018, которую получали все пациенты, включенные в исследование. Респонденты демонстрировали правильную технику ингаляции, имели высокую приверженность к приему базисной терапии.

В зависимости от выделенных фенотипов пациенты были распределены на 2 группы (таблица 1). В 1-ю группу вошли 24 респондента, страдающие аллергической БА тяжелого течения, среди них женщин - 23 (95,8%), мужчин - 1 (4,2%); медиана возраста составила 53,5 [42; 61,5] лет, медиана длительности заболевания - 7 [3,5; 14] лет. Во 2-ю группу включены 16 пациентов БА с фиксированной обструкцией, среди них женщин - 11 (68,7%); мужчин - 5 (31,3%), медиана возраста - 61 [55,5; 65] год, медиана давности заболевания - 16,5 [5,5; 21,5] лет (таблица 1). В обеих группах встречались курящие пациенты. Так, в 1-й группе курили 2 (8,3%) человека, стаж курения составил 18 лет, ИК 240, ИПЛ - 12. Во 2-й группе - 5 (31,3%) пациентов, стаж курения составил - 25 лет [16; 33], ИК - 240 [120;240], ИПЛ 12 [12;18]. Группу контроля составили 17 практически здоровых добровольцев, среди них женщин - 14 (82,3%), мужчин - 3 (27,7%); медиана возраста - 48,5 [35; 60,5] лет.

Критерии включения: БА тяжелого течения; подтвержденная данными спирометрии обратимая бронхиальная обструкция; возраст от 18 до 65 лет, приверженность к базисной терапии, правильное использование базисных препаратов, объем базисной терапии, который соответствует 4 - 5 ступени GINA 2018.

Критерии исключения: БА легкой и средней степени тяжести, ХОБЛ, тяжелая почечная и печеночная недостаточность; злокачественные новообразования; беременные и кормящие грудью женщины.

Информированное согласие на участие в исследовании было подписано всеми пациентами.

Стоит отметить, что более ранний дебют БА характерен для аллергической формы, при этом длительность заболевания была выше в группе пациентов БА с фиксированной обструкцией.

Таблица 1./ Table 1.

Клиническая характеристика пациентов бронхиальной астмой тяжелого течения/ Clinical features of the patients with severe asthma

Во 2-й группе 12 пациентов имели аллергическую БА, и 1 пациент имел непереносимость неспецифических противовоспалительных препаратов (НПВП).

Клиническое обследование пациента заключалось в опросе (сбор жалоб, анамнеза), физикальном обследовании (осмотр, аускультация). Степень бронхиальной обструкции оценивалась по количеству дневных и ночных приступов удушья, количеству ингаляций в сутки Я2 - агонистов.

Исследование функции внешнего дыхания проводили на аппарате общей плетизмографии «ErichEger» (Германия) методом спирометрии с бронходилатационным тестом (400 мкг сальбутамола). Спирометрия выполнена по стандартам Европейского респираторного общества (European Respiratory Society - ERS) и Американского торакального общества (American Thoracic Society - ATS) [5].

На проточном цитофлуориметре Navios flow cytometer с использованием конъюгатмоноклональных антител (МКАТ) к соответствующим антигенам определяли количество лимфоцитов, экспрессирующих маркеры CD4+, CD3+, CD19+, CD8+, CD3+HLADR+CD45RA+CD4+, CD3+CD16+CD56+ (набор «IMK», "Beckman coulter" (США).

Определение Ig E проводили методом ИФА с использованием наборов фирмы «Вектор» - IgE общий-ИФА-БЕСТ (Россия). Исследование внутриклеточного кислородозависимого метаболизма нейтрофилов определялось с помощью НСТ-теста в модификации А.Н. Маянско- го и М.Е. Виксмана (1979) [12].

Определение концентрации цитокинов IL- 4, IL-5 проводилось согласно стандартной инструкции по применению производителя иммуноферментной тест-системы (Platinum ELISA, eBioscience, USA).

Контроль БА оценивался с помощью анкеты ACQ-5, которая позволяет оценить уровень контроля и риск обострений в будущем. Тест ACQ-5 состоит из 5 вопросов, которые оцениваются по 6-балльной шкале ответов. Общий балл ACQ-5 вычисляется как среднее арифметическое для 5 ответов: 0,5-0,75 - хороший контроль, 0,75-1,5 - промежуточный контроль, 1,5 - неконтролируемая астма.

Статистический анализ. Качественные переменные описаны абсолютными и относительными частотами. Количественные значения представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильного интервала (Q1 и Q3), где Q1 - 25 процентиль, Q3 - 75 процентиль. При сравнительном анализе групп по количественным признакам использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни. Значимость различий по качественным признакам между группами проводили с использованием критерия х² квадрат. Статистическая обработка была выполнена с помощью программ Microsoft Office Excel и Agricultural Statistics, 2009. Различия считались статистически достоверными при p<0,05.

Результаты

Клинико-функциональная характеристика пациентов БА, включенных в исследование, представлена в таблице 2. Большинство пациентов обеих групп отмечали ежедневные симптомы БА, внепланово обращались в поликлинику за неотложной медицинской помощью, имели потребность в вызове скорой помощи. Однако пациенты с фиксированной обструкцией значимо чаще нуждались в ежедневном применении короткодействующего в2-агониста (КДБА). Клинические симптомы были объективизированы тестом ACQ-5, результаты которого также подтверждают отсутствие контроля БА (ACQ-5>1,5 баллов).

При изучении показателей спирометрии было отмечено, что у пациентов 2-й группы показатели ОФВ_: и отношение ОФВ^ФЖЕЛ не достигали должных значений (таблица 2).

Таблица 2. / Table 2.

Клинико-функциональные показатели пациентов бронхиальной астмой тяжелого течения / Clinical and spirometry indicators in the patients with severe asthma

Результаты исследования маркеров дифференцировки и активационных маркеров у пациентов БА, включенных в исследование, и у здоровых доноров представлены в таблице 3.

Необходимо отметить, что между группами не выявлено изменений в процентном соотношении Т-клеточных популяций (CD4+ и CD8+) в составе Т-лимфоцитарной популяции CD3+. Нами было зарегистрировано снижение CD4+ Т-лимфоцитов в сравнении с контрольной группой у больных БА с фиксированной обструкцией. Показатели соотношения CD4+/CD8+ Т-лимфоцитов в исследуемых группах не отличались и соответствовали средним величинам нормы.

В обеих группах наблюдалось увеличение содержания наивных Т-хелперов (CD45RA+CD4+), активированных Т-лимфоцитов (CD3+HLADR+) в сравнении с показателями практически здоровых. Как при аллергической БА, так и при БА с фиксированной обструкцией регистрировалось повышение содержания IL-4 и общего IgE в сыворотке крови, тогда как уровень ГЬ-5 был сопоставим с показателями практически здоровых.

В настоящее время известно, что определение эозинофилов в периферической крови может использоваться для выявления эозинофильного фенотипа воспаления. Пороговым значением содержания эозинофилов считают эозинофилию периферической крови более 300 клеток/мкл. Дополнительными маркерами, свидетельствующими в пользу эозинофильного типа, является значение фракции оксида азота выдыхаемого воздуха более 50 ррЬ.

Для изучения изменений параметров иммунного статуса в зависимости от количества эозинофилов в периферической крови мы разделили включенных в исследование пациентов БА тяжелого течения на 2 группы. Так, в 1-ю группу вошли 28 респондентов БА тяжелого течения с количеством эозинофилов крови менее 300 клеток/ мкл, во 2-ю группу включены 12 пациентов БА тяжелого течения с уровнем эозинофилов крови более 300 клеток/мкл (таблица 4).

Таблица 3 / Table 3

Лабораторные и иммунологические показатели пациентов с бронхиальной астмой тяжелого течения / Immunological parameters in the patients with severe asthma

p < 0,05, Mann-Whitney U-test

Таблица 4. / Table 4.

Лабораторные и иммунологические показатели пациентов с бронхиальной астмой тяжелого течения / Immunological parameters in the patients with severe asthma

У пациентов 2-й группы с уровнем эозинофилов периферической крови более 300 клеток в 1 мкл) наблюдалось значимое повышение CD4+ лимфоцитов и иммунорегуляторного индекса (CD4+/ CD8+) в сравнении с показателями пациентов 1-й группы. Мы не выявили значимых различий между группами в содержании В-лимфоцитов, активированных и наивных Т-лимфоцитов, уровне IL-4, IL-5, общего IgE в периферической крови. Вместе с тем необходимо отметить увеличение содержания NK-клеток в плазме периферической крови во 2-й группе.

Обсуждение

Authors

Prof. Elena A. Sobko, MD, DSc, Professor, Department of Internal Medicine and Immunology, Voino-Yasenetskiy Krasnoyarsk State Medical University (1, Partizana Zheleznyaka Street, Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation); Head of Allergology Unit, Regional Clinical Hospital (3a, Partizana Zheleznyaka Street, Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation).

Dr. Irina V. Demko, MD, DSc, Professor, Head of the Department of Internal Medicine and Immunology, Voino-Yasenetskiy Krasnoyarsk State Medical University (1, Partizana Zheleznyaka Street, Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation); Head of the Lung and Allergology Center, Regional Clinical Hospital (3a, Partizana Zheleznyaka Street, Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation).

Dr. Angelina Yu. Kraposhina, PhD, Associate Professor, Department of Internal Medicine and Immunology, Voino-Yasenetskiy Krasnoyarsk State Medical University (1, Partizana Zheleznyaka Street, Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation); Pulmonologist, Diagnostic Unit, Regional Clinical Hospital (3a, Partizana Zheleznyaka Street, Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation).

Dr. Olga V Kazmerchuk, Medical Laboratory Assistant, Voino-Yasenetskiy Krasnoyarsk State Medical University (1, Partizana Zheleznyaka Street, Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation).

Dr. Yuri I. Abramov, Medical Laboratory Assistant, Voino-Yasenetskiy Krasnoyarsk State Medical University (1, Partizana Zheleznyaka Street, Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation).

Размещено на Allbest.ru