Иммуногенетические аспекты га: роль hla-, hla-1 генов и некоторых цитокинов в патогенезе заболевания
Пусковые механизмы, приводящие к манифестации ГА, могут быть экзогенными, но степень распространённости, продолжительность течения, резистентность или степень ответа на лечение могут зависеть от присутствия и взаимодействия множества генов. Большинство исследователей ГА ограничивают анализ генов человека областью достаточно изученных HLA-генов как маркёров восприимчивости. Это не самые значительные гены в определении восприимчивости ГА, однако в дерматологической практике подобные исследования используют для идентификации людей с высоким риском развития
заболевания.
Генетическое исследование в отношении других аутоиммунных болезней показало HLA-кодирование аллелей, сегрегирующих определенные фенотипы болезни. При этом анализ I класса гаплотипов HLA-А и B продемонстрировал непоследовательные результаты при ГА. В одних исследованиях сообщалось о статистически достоверных ассоциациях, в других ассоциации с I классом HLA найдены не были [273]. Есть сообщения о связи ГA с HLA-A2, B40 и Aw32, B18 [112]. Aссоциации между HLA и B12 обнаружены у финских пациентов, между HLA и B18 – у израильтян, и B27 – у русских [2, 107, 121].
Позже анализ генетических исследований при ГA сосредоточился на HLA- D-генах, кодирующих II класс HLA, как наиболее вероятной области генов, регулирующих восприимчивость, тяжесть течения или резистентность к заболеванию [71]. Последовательные ассоциации наблюдались между II классом гаплотипов и ГA, включая DR4 [67, 71], DR6 [67], DR7 [2] и обширный антиген DQ3 [58, 60, 259]. У пациентов с ГA выявлено существенное увеличение аллеля DRB1*1104 (DR11) [58, 60]; его повышенная экспрессия подтверждена и в других исследованиях [259]. Аллель DRB1*0401 (DR4) имел сильную ассоциативную связь с распространёнными формами ГА, включая тотальную и универсальную [58]. При тяжёлых формах ГА был значительно выражен также аллель DQB1*0301 [58, 60]. Другие исследования свидетельствуют о вовлечении в патогенез ГA аллелей DQB1, DQB1*302, DQB1*601 и DQB1*603 [67]. Общепринятым считается, что ГА имеет генетическую основу с низкой степенью пенетрантности в семьях [33, 60].
В то же время ограниченные исследования проведены и в других областях генома, не являющихся областью HLA-генов. Не-HLA гены вовлечены в продукцию и активность цитокинов. В одном исследовании показана ассоциация между ГA и аллелью 2 из 5-аллельного полиморфизма гена IL-1rn на человеческой хромосоме 2, что кодирует рецепторы антагониста для IL1. Результаты исследования показали, что аллель 2 присутствовала у 44% людей с
локальной формой ГA, у 66% – с тотальной, и у 77% – с универсальной формой
облысения, в то время как в контроле она присутствовала у 41% обследованных [237]. Аллель 2, как известно, влияет на продукцию IL1β. Было идентифицировано [90] значительное повышение генотипа IL1β-1,2 у большей части людей с распространённой формой ГА, и предположено, что тяжёлая форма болезни может быть ассоциирована с увеличением продукции IL1β [90].
Гены для иммуноглобулинов лёгких (Кm) и тяжёлых (Gm) цепей генотипов на человеческой хромосоме 14 также вовлечены в восприимчивость к ГA [91, 93]. Полагают, что взаимодействия генотипов IL1β (IL1β-1,2) и легких цепей (Кm 1,3) могут повышать восприимчивость к болезни [90]. На восприимчивость к ГA могут влиять смежные гены в области HLA – такие, как полиморфизм гена фактора некроза опухоли-альфа (TNFα) [62, 92]. Причастность всех этих генных локусов как генов, предрасполагающих или определяющих тяжесть проявления совместима с аутоиммунным патогенезом ГА.
Другие возможные факторы, инициирующие ГА. Хотя не существует физической связи между психическим стрессом и развитием ГА, исследователям удавалось всё-таки наблюдать статистическую корреляцию, и тем самым поддерживать гипотезу о стрессиндуцированном развитии заболевания [69, 172]. Отсутствие контрольных групп в данных исследованиях не позволяет рассматривать стресс как безусловный фактор развития облысения. Правильнее предположить, что длительное психологическое напряжение является экзогенным пусковым механизмом при генетической предрасположенности к развитию заболевания [172].
В качестве возможной причины ГА предложена теория цитомегаловирусной инфекции ВФ [227]. Однако другие группы исследователей не подтвердили существование этой потенциальной связи [96]. Возможно, у восприимчивых людей генерализованные вирусные или бактериальные инфекции могут способствовать неадекватному ответу иммунной системы, направленному против
ВФ.
В качестве возможного пускового механизма заболевания рассматривают аллергические состояния. Статистический анализ показывает, что люди с ГА в сочетании с определёнными заболеваниями и состояниями атопической природы (астма, экзема, ринит, атопический дерматит) имеют тенденцию к более распространённой и продолжительной форме потери волос [8, 15, 69, 172]. Однако цвет кожи и атопические состояния могут быть генетически детерминированы в силу рассовых генетических различий. В частности, статистический анализ лиц с ГА со смуглым цветом кожи (индусы) не выявил связи с атопическими состояниями [223].
Потеря иммунной привилегии ВФ и активность цитокинов при развитии ГА. Впервые предположение о существовании иммунной привилегии анагенового фолликула высказал R. Billingham в 1971 г. [41]. Позже эта гипотеза получила применение в объяснении патогенеза ГА. В ткани с развившейся ГА, помимо повышенного количества клеток Лангерганса, наблюдается выраженный лимфогистиоцитарный инфильтрат, локализованный вокруг проксимального отдела волосяной луковицы. В результате воспаления анагеновые ВФ преждевременно вступают в катаген и затем – в срочный телоген. Нарушение гомеостаза ведёт к прекращению роста волос из ВФ на непредсказуемый срок. В 1994 г. было предположено, что иммунно-привилегированное окружение ВФ служит для секвестрации антигенов меланогенеза и/или других антигенов, связанных с анагенной фазой, от иммунного распознания и/или для инициирования толерантности к таким антигенам [187]. Высказано также предположение, что ГА является результатом потери иммунных привилегий ВФ,
стимулируемой реакцией CD8+-Т-клеток на аутоантигены большого комплекса
гистосовместимости класса I [187]. Теория патогенеза ГА, связанная с потерей иммунной привилегии, предполагает, что болезнь развивается только у лиц с иммунной предрасположенностью при наличии у них 4 ключевых признаков
(рис. 2):
потеря ВФ в фазе анагена иммунных привилегий, базирующихся на HLA
класса I, инициируется в основном с помощью IFNγ;
анагеновая фаза ВФ, которая сопровождается активным меланогенезом;
распознавание Т-клетками CD8+-аутоантигенов эктопически представленными молекулами HLA класса I в ВФ в фазе анагена;
наличие костимулирующих сигналов, помощи CD4+-Т-клеток и других
активирующих стимулов (например, дендритных клеток), которые инициируют эффекторную атаку (опосредованную CD8+-N-клетками) на эпителий ВФ в фазе анагена [185, 187].
Эта основная гипотеза позднее была использована для объяснения ключевой роли локально генерированных иммуносупрессоров (например, α-MSH, TGFβ1 и IGF1) [114] и активности естественных клеток-киллеров (например, экспрессии MIF) [115] в качестве «охранников» иммунных привилегий ВФ, недостаточная активность и/или дисфункция которых предлагалась как объяснение предрасположенности к ГА, в то время как восстановление иммунных привилегий этими же структурами предлагалось для объяснения спонтанной ремиссии ГА и возобновления роста волос [185].
Рис.2. Иммунная модель развития ГА. Иммунная привилегия ВФ обусловлена α-MSH, TGFβ1, IGF1, NK-клеточной супрессией. При ГА фолликул утрачивает свойство иммунной привилегии (по [99])
В ряде публикаций сообщается об обнаружении специфических аутоантител у людей с ГА [162, 242].
Кандидатами на роль аутоантигенов называют фолликуло-специфичные протеины волос – такие, как специфичный для волос кератин 44/46 kDa и трихогиалин [241]. При этом низкий уровень аутоантител выявляли и у здоровых людей. Так, сообщалось об идентификации трихогиалина (как главного иммунодоминантного антигена ВФ) с целевыми антителами в сыворотке крови всех больных ГA; в то же время низкий уровень реактивности к трихогиалину обнаружен в 50% сывороток в контроле (p<0,01) [141].
Значение аутоантител к ВФ при ГА требует объяснения: можно полагать, что пусковый аутоиммунный механизм при этой патологии присутствует, но не свидетельствует о том, что развивается аутоиммунная болезнь. Физиология ВФ такова, что катагеновый волос, по сути, может регулярно представлять определённое количество антигенов, поскольку в эту фазу часть ВФ редуцируется посредством апоптоза. Возможно, постоянная антигенная стимуляция трихогиалином (основным белком межуточного вещества волос, консолидированном во внутренней оболочке волоса) в какой-то момент достигает критического уровня и в сочетании с воздействием средовых триггеров инициирует болезнь у восприимчивых людей.
Несмотря на то, что иммунной атаке подвергается волос в стадии анагена, практика показывает, что анагеновый седой волос может остаться интактным в аффектной зоне скальпа. Сохранение роста седых волос в очагах облысения при ГА даёт основание предполагать, что одной из возможных мишеней аутоиммунных реакций при ГА могут быть также меланоциты.
Исследование активности цитокинов при ГА. С целью выяснения механизмов, лежащих в основе аномальной активации Т-клеток периферической крови пациентов с прогрессирующей ГA, были исследованы мононуклеарные клетки периферической крови (МКПК) пациентов на наличие клеток CD4+CD25+.
В исследовании определяли, являются ли эти клетки Treg или недавно активированными клетками.
Изучались Т-клетки пациентов с ГА на склонность к апоптозу и экспрессию модуляторов склонности к апоптозу. Было установлено, что МКПК пациентов с прогрессирующей ГA содержат повышенный процент активированных Т-клеток. Авторы предположили, что повышение количества Т-клеток CD4+CD25+ с большей вероятностью отражает не увеличение количества Treg, а состояние активации. Оценка экспрессии рецептора смерти (CD95) или его лиганда (CD95L) не выявила каких-либо изменений экспрессии CD95 в МКПК у пациентов с ГA по сравнению с показателями у здоровых доноров, однако было обнаружено небольшое, но достоверное снижение экспрессии CD95L-клеток у пациентов с прогрессирующей ГA по сравнению с таковой у здоровых людей [275]. Поскольку важную роль в предотвращении гибели клетки, индуцируемой активацией, играет
уровень CD44v7 [221] (он оказался более высоким у не стимулированных МКПК пациентов с ГА, чем в контроле), основываясь на этих данных, в работе [275] сделан вывод, что у пациентов с прогрессирующей ГA отсутствует значительное изменение уровня клеток Treg в составе МКПК, но их активность понижена в условиях преобладания активированных T-хелперных клеток с уменьшенной склонностью к апоптозу МКПК.
Однако этот факт не подразумевает того, что дисбаланс Treg не оказывает никакого воздействия на прогрессирование и персистенцию ГA. Есть данные о повышенном содержании клеток Treg в составе популяций Т-клеток, инфильтрирующих опухоли при отсутствии их роста в крови [267]. Это предполагает возможность исключительно локального уменьшения уровня клеток Treg в коже пациентов с другой патологией, в частности с ГA, и это предположение должно быть обязательно исследовано. Полагаем, что персистенция аутореактивных лимфоцитов в ткани при ГА может развиваться в условиях нарушения иммунной регуляции. Тем более что исследования
патологии в тканях с развившейся ГА свидетельствуют о том, что повреждения ВФ при ГА детерминируются Т-клетками и воспалительными цитокинами.
Изучение воздействия интрадермальных инъекций провоспалительных цитокинов TNFα, ILβ и IFNγ на процессы апоптоза в кератиноцитах кожи спины мышей C57BL/6 показали, что введение TNFα стимулировало появление значительно большего числа апоптозных клеток в эпидермисе, чем введение растворителя; совместное введение всех 3 провоспалительных цитокинов ещё больше увеличивало их количество. При этом внутрифолликулярные кератиноциты были более чувствительны к индукции апоптоза посредством TNFα и ILβ. Полученные данные позволили утверждать, что апоптоз пролиферирующих кератиноцитов in vivo можно индуцировать с помощью провоспалительных цитокинов [208].
Для уточнения эфффекторного характера CD4+-киллерных Т-клеток при
развитии ГА образцы биопсии кожи скальпа пациентов с ГА были исследованы ИГХ-методом с применением моноклональных антител к CD4+ и FasL. В участках ГА были выявлены двойные позитивные клетки по CD4+ и FasL. Это позволило предположить, что CD4+-киллерные Т-клетки являются эффекторами, вызывающими повреждение волосяных луковиц, и именно они приводят к развитию очагового облысения [171]. Многочисленные исследования подтверждают роль нарушений местных иммунных реакций в очагах облысения при ГА, которые связаны с активацией CD8+- и CD4+-Т-лимфоцитов и изменением цитокинового профиля при цитотоксическом действии IL2, IFNγ и TNFα, способствующих усилению апоптоза и формированию деструктивных изменений в матриксе ВФ [21, 42].
В нормальных условиях снижение уровня активирующих стимулов, в том числе продукции провоспалительных цитокинов и факторов роста, ведёт к затуханию Т-клеточного ответа путём апоптоза активированных лимфоцитов, в результате чего число Т-лимфоцитов уменьшается до уровня перед
иммунизацией, т.е. до развития патологии.
При недостаточности продукции цитокина IL2 или при отсутствии его рецептора Fas-опосредованный апоптоз лимфоцитов отсутствует и ведёт к нарушению естественных иммуннорегуляторных механизмов защиты [18]. При этом регуляторные активированные CD4+-Т-клетки способны модулировать иммунный ответ в случае экспрессии на своей поверхности большого количества рецептора для IL2 (CD25+). В этом случае CD4+CD25+-лимфоциты проявляют супрессорную активность, участвуя в апоптозе клеток. Изучение в тканях с ГА рецептора CD25/IL2Rα позволит определить особенность модуляции клеточного ответа в очагах ГА и, возможно, причину персистенции аутореактивных Т- лимфоцитов в тканях.