5 курс / Пульмонология и фтизиатрия / Бронхиальная_астма_у_детей_маркеры_воспаления

Иммунный статус у детей старшего возраста со среднетяжелой и тяжелой БА характеризуется снижением общего числа лимфоцитов, процентного и абсолютного числа Т-лимфоцитов (CD3+CD56–), процентного и абсолютного содержания Т-киллеров/супрессоров (CD8+CD4–) [43]. Наблюдалось снижение числа активированных Т-лимфоцитов (HLA-DR+ CD3+) у больных детей по сравнению со здоровыми. Количество В-лимфоцитов (CD19+CD2–) было существенно снижено у больных БА. Фагоцитарная активность нейтрофильных лейкоцитов была достоверно снижена, при этом наблюдалось снижение как числа активно фагоцитирующих клеток (АФ), так и их поглотительной способности в виде фагоцитарных индексов (ФИ).

Многие исследования посвящены изучению цитокинопродукции при БА (37, 142, 168, 418, 427). При атопической БА повышены концентрации в сывортке крови IL-2, IL-4, IL-6, IFN-γ [37]. В процессе оценки цитокинопродукции у детей с БА выявлено 8-кратное повышение уровня ФНОα по сравнению со здоровыми [284]. Концентрация уровня ИЛ-1β в сыворотке крови детей, больных БА, была повышена более чем в 20 раз по сравнению с группой контроля. Выявлены изменения при БА у детей со стороны других популяций лимфоцитов, при этом развивается активационный процесс, характеризующийся изменением количества Т-лимфоцитов натуральных киллеров и В-лимфоцитов, а также значительным повышением ранних и поздних активационных маркеров [72]. У детей в стадии обострения астмы наблюдается повышение экспрессии рецепторов апоптоза CD95 и CD95L, однако увеличения апоптотических клеток авторами не было выявлено.

Уровень общего сывороточного IgE определяют с помощью различных радиоиммунных и иммуноферментных методов (RAST, CAST) [13, 21, 16, 28, 18, 40, 92, 103, 202, 132]. Уровень IgE измеря-

ют как в нг/мл, так и в МЕ (1 МЕ соответствует примерно 2,42 нг) [13, 18, 279].

Уровень IgE при аллергии определяют в различных секретах (назальном секрете, слюне, конъюнктивальной жидкости, БАЛ и др.) [432].

79

Уровень IgE в слюне увеличивается по мере возрастания степени тяжести течения БА, уровень IgA в слюне детей с БА выше, чем у здоровых, однако четких различий в группах больных с легким, среднетяжелым и тяжелым течением не выявлено [66]. Важное значение для определения причинно-значимого аллергена имеет специфическая аллергодиагностика [59, 189, 191].

Одна из ключевых ролей в атопических реакциях, в том числе при БА, отводится эозинофилам, которые после миграции в очаг аллергического воспаления активно участвуют в механизмах аллергического воспаления. На поверхности эозинофилов представлены рецепторные структуры к молекулам, которыми осуществляется иммунологически опосредованное межклеточное взаимодействие и прилипание клеток. Эти рецепторы включают рецепторы для компонентов комплемента – С1 и СЗ, низкоаффинные рецепторы для IgE и IgG и, по последним данным, – высокоаффинные рецепторы для IgE [26]. Многообразие рецепторного представительства в клеточной мембране эозинофилов объясняет интересную особенность этих клеток, состоящую в том, что они способны избирательно секретировать те или иные цитотоксические медиаторы в зависимости от типа рецептора, подвергаемого стимуляции [153].

Эозинофилы экспрессируют на своей поверхности такие молекулы адгезии, как VLA-4, LFA-1, Мас-1 и gp 150,95, которые взаимодействуют с VCAM-1, ICAM-1, ICAM-2, а также с неидентифицированными молекулами на эндотелиальных клетках, ФАТ, ИЛ-3, ИЛ-5, GM-CSF и TNF-альфа, усиливают экспрессию на эозинофилах Мас-1, а ИЛ-4 повышает экспрессию VCAM-1. Следует заметить, что адгезия эозинофилов сходна с таковой у базофилов. Основу гранул эозинофилов человека составляют 4 главных белковых компонента (рис. 4.3): главный белок со свойством основания (major basic protein – MBP), катионный белок эозинофилов (eosinophil cataionic protein – ECP), пероксидаза эозинофилов (eosinophil peroxidase – EPO), нейротоксин эозинофильного происхождения или белок Х эозинофилов (eosinophil derived neurotoxin – EDN). На долю этих компонентов приходится 90% всех белковых гранул. Другие белки (около 10%) обладают разнообразной ферментативной активностью.

80

Основные характеристики эозинофилов при БА у детей:

−Характерен тропизм к тканям.

−Только 1% эозинофилов циркулируют в крови.

−Содержат 4 главных белковых компонента: главный белок, или major basic protein, эозинофильный катионный белок – eosinophil cataionic protein – ECP (см. ниже характеристику эозинофильного катионного протеина), пероксидазу эозинофилов, нейротоксин эозинофильного происхождения.

−Несут на своей мембране разные антигены: ICAM-1, HLADR, CD4, CD69, CD25, CD29, рецептор для IL-2, рецептор для IgE,

схожий с FceRII, рецептор для IgА, рецепторы для липидных медиаторов: простагландина Е (PGE), LTB4 и PAF и др.

Характеристика эозинофильного катионного протеина (ECP):

−Молекулярный вес ЭКБ – 18 000–21 000 дальтон.

−Абсолютно специфичен для эозинофилов.

−Высвобождает из мастоцитов гистамин, лейкотриены и др.

−Изменяет продукцию гликозаминогликана фибробластов.

−Стимулирует секрецию слизи в бронхах.

−Тормозит пролиферацию Т-клеток.

−Действует на свертываемость крови и является цитотоксичным.

CD25+

CD29+

Гранулы с белками

FceRII

HLA DR

CD4+

ICAM -1

Рис. 4.3. Некоторые антигены эозинофилов (а) и эозинофильный катионный протеин (ECP) (б)

81

По данным литературы, выявлена двоякая роль Эоз в этом процессе, по мнению одних [13, 16, 25, 26, 209, 219], Эоз поддерживают аллергическое воспаление в результате их цитотоксического действия. H. Simon [380] считает, что Эоз являются провоспалительными клетками, и рассматривает их в качестве эффекторных клеток из-за их способности высвобождать воспалительные липидные медиаторы и высоко заряженные гранулы эозинофильного катионого белка (ECP). ECP изменяет продукцию гликозаминогликана фибробластов человека, стимулирует секрецию слизи в бронхах, тормозит пролиферацию Т-клеток, действует на свертываемость крови и является цитотоксичным.

По данным И.С. Гущина [26], Эоз, выделенные из легких, обладают цитотоксичностью в отношении эпителиальных клеток респираторного тракта, участвуют в выработке и накоплении кислородосодержащих радикалов. Он же [25] считает, что Эоз способны индуцировать повреждение легочного эпителия и оказывать потенциирующее действие на гиперреактивность дыхательных путей, кроме того, они являются источником различных цитокинов и медиаторов воспаления. Предполагается, что при накоплении Эоз в воспалительном экссудате их токсические субстанции – катионный белок (ECP), пероксидаза, протеин Х, эозинофильный нейротоксин – повреждают эпителиальные клетки дыхательных путей и таким образом создается порочный круг. Активированные Эоз способны синтезировать и секретировать цитокины (ИЛ-6, ГМ-КСФ, ФНО-α), вовлекающие в воспалительный процесс другие клетки крови и слизистой оболочки бронхов. Имеются данные [146], согласно которым при атопической БА Эоз, тучные клетки (ТК) и лимфоциты являются основными продуцентами ИЛ-4. Этот же автор полагает, что при «эозинофильном» типе воспаления при БА Эоз выступают в качестве антигенпредставляющих клеток для Т-лимфоцитов (наряду с В-лимфоцитами). Авторы [174] приводят данные о том, что Эоз больных с тяжелыми формами БА синтезируют в большом количе-

82

стве трансформирующий ростковый фактор β1 (TGFβ1), который играет важную роль в развитии бронхолегочного фиброза [214, 213, 394]. В результате взаимодействия Эоз с IgE-содержащими иммунными комплексами, образующимися в месте протекания аллергической реакции, из Эоз высвобождается много биологически активных веществ (БАВ). Некоторые БАВ выполняют защитную функцию и инактивируют БАВ, высвободившиеся из тучных клеток и базофилов: эозинофильная гистаминаза инактивирует гистамин, арилсульфатаза разрушает лейкотриены, фосфолипаза – фактор, активирующий тромбоциты. Вместе с этими веществами Эоз высвобождают и так называемые воспалительные белки: большой основной белок (MBP), катионные белки (ECP), нейротоксины, пероксидазу, которые повреждают окружающие ткани из-за своих токсических свойств. Во многих исследованиях показано, что большой основной белок Эоз является токсичным в отношении различных клеток млекопитающих, тканей бронхов человека, повреждает эпителий дыхательного тракта, лизирует клеточные мембраны, участвует в повреждении кожи при аллергических реакциях [26]. Таким образом, можно предположить, что, с одной стороны, Эоз являются маркерами аллергического воспаления, а с другой – признаками включения механизма нейтрализации этого воспаления. Ряд авторов [63, 8, 254] подчеркивает, что нейтрофилы (Нт) тоже могут рассматриваться как эффекторные клетки, принимающие активное участие в поддержании аллергического воспаления. Проводится анализ цитологических показателей бронхоальвеолярных смывов [104] и мокроты [171, 173, 212, 350] при аллергическом воспалении в бронхолегочной системе.

И.И. Балаболкин и соавт. [63] на основании своих наблюдений подчеркивают возможность «мозаичности» морфологических изменений бронхов при БА, когда имеет место несоответствие степени воспаления бронхов клинической картине и тяжести заболевания.

Определение эозинофилии в крови является важным маркером аллергии, но, к сожалению, неспецифичным. Многие авторы указы-

83

вают на то, что гиперэозинофилия встречается при других заболеваниях [13, 28, 164]: паразитарных инфекциях, синдроме Лефлера, «эозинофильной пневмонии», коллагенозах и злокачественных новообразованиях, кожных заболеваниях неаллергической природы (пузырчатка, герпетиформный и эксфолиативный дерматит, псориаз и экссудативная эритема). Гельминтозы могут оказывать влияние на клиническое течение и иммунный ответ при атопической БА у детей [33]. Описывают транзиторную эозинофилию в остром периоде инфекционных заболеваний, таких как скарлатина, инфекционный мононуклеоз, и в период реконвалесценции после инфекционных заболеваний. Учитывая неспецифический характер эозинофилии, авторы [16, 38, 13, 20, 39] предлагают исследовать морфологические и функциональные свойства Эоз и выявлять активированные эозинофилы. Предлагается для выделения клеток, участвующих в аллергических реакциях, у больных астмой использовать моноклональные антитела: AA1 – для тучных клеток, BMKB – для общих эозинофилов, EGL – для активированных эозинофилов. Изучается роль апоптоза эозинофилов при аллергических заболеваниях [323].

Многие авторы рекомендуют использовать для диагностики аллергических заболеваний цитологическое исследование конъюнктивального и носового секретов, мокроты [1, 6, 11].

В механизмах формирования локальной эозинофилии, наряду с клетками иммунной системы, важная роль принадлежит эндотелию сосудов и эпителиоцитам. По данным литературы, ряд вопросов о механизмах местной эозинофилии остается невыясненным.

Для подтверждения выдвинутой рабочей гипотезы как основополагающей при объяснении механизмов назальной эозинофилии (НЭ) и ее значения в диагностике аллергии нами проведена серия экспериментов (экспериментальная модель аллергии создавалась на основании данных, полученных при работе с морскими свинками). Созданные модели НЭ позволили дополнительно изучить ее механизмы и морфологические изменения от момента поступления в ор-

84

ганизм аллергенов до формирования аллергического воспаления, что невозможно в клинических условиях.

Для доказательства взаимосвязи местной эозинофилии и морфологических изменений внутренних органов, а также изучения ее динамики был проведен анализ клинико-морфологических сдвигов в дыхательной и пищеварительной системах [114].

Экспериментальным путем установлено отсутствие клеточных элементов в назальном секрете интактных животных (n=15). Слизистая оболочка носа сенсибилизированных животных быстрее реагирует увеличением Эоз в секрете и сдвигом Кэ в отрицательную сторону (Кэ<0) на контактное воздействие ингаляционных аллергенов, чем на воздействие пищевых. Уже через 2 часа от начала контакта животных с аллергеном отмечается приток Эоз в секрет слизистой носа. Максимальное количество Эоз и минимальное значение Кэ выявлено через 24 часа. Быстрое появление Эоз в секрете может объясняться их миграцией из эозинофильного пула в слизистую ткань носа.

При контактном воздействии белка куриного яйца (БКЯ) на слизистые оболочки сенсибилизация развивается постепенно, назальный секрет реагирует увеличением Эоз на 5-е сутки, медленно достигая максимального содержания их к 3–4-й неделе. На БКЯ выше клеточная реакция слизистой оболочки носа при парэнтеральном пути введения, чем при пероральном и интраназальном. Приток Эоз в секрет отмечается через 48 часов после провоцирующей дозы, достигая максимума к 7-м суткам. Соответственно, в отрицательную сторону меняется Кэ. Это согласуется с данными о преимущественном участии Эоз в поздних аллергических реакциях [1]. При длительной эозинофилии в назальном секрете увеличивается количество Нт. С одной стороны, этот сдвиг объясняется непосредственным участием Нт в аллергических реакциях, с другой – включением антибактериальных механизмов защиты слизистой оболочки носа на

85

фоне возможной бактериальной контаминации после повреждения слизистой аллергенами и активированными Эоз [1].

При контактном воздействии аллергена на слизистые оболочки (пероральная и интраназальная сенсибилизация) морфологические изменения носят однотипный характер, преобладают повреждение эпителиоцитов и инфильтративные реакции в слизистой ткани. Изменения слизистой дыхательного тракта более выражены при интраназальном введении, пищеварительной системы – соответственно при пероральной сенсибилизации.

Для генерализованной сенсибилизации характерны изменения в микрососудистом звене: полнокровие, стаз и краевое стояние Эоз, лимфоцитов, набухание эндотелия и инфильтративная реакция в стенке сосуда. Повреждение микрососудистого звена слизистой желудка при общей сенсибилизации не выражено, преобладают усиленное слизеобразование, повреждение эпителия и инфильтративные реакции. Возможное объяснение этому – выделение компонентов аллергенов в желудке.

Проявлением аллергического воспаления слизистой оболочки носа являются сосудистые реакции, инфильтрация слизистой Эоз, лимфоцитами, плазмацитами, дегранулированными тучными клетками. Повреждение и вакуолизация эпителиоцитов могут быть связаны с секрецией Эоз активных протеинов [26, 1]. Необходимо подчеркнуть, что аллергическое воспаление во входных воротах аллергенов не сопровождалось симптомами ринита. При парэнтеральной сенсибилизации в слизистой оболочке носа умеренно выражена сосудистая (полнокровие) и инфильтративная реакции без повреждения эпителия, Эоз располагаются в глубине слизистой, что можно объяснить распространением аллергена по сосудистому руслу.

Полученные данные показывают, что кроме иммуноцитов, Эоз, ТК в механизмах формирования местной эозинофилии принимают участие сосудистое звено и эпителий. Эозинофилы активно мигри-

86

руют из кровеносного русла через эндотелий, базальную мембрану и эпителиальную выстилку, повреждая на своем пути ткани.

Морфологический материал, полученный в эксперименте, дает представление об аллергических воспалительных изменениях в разнообразных органах и тканях, которые сопровождают эозинофилию назального секрета, и служит обоснованием для применения определения местной эозинофилии в диагностике и мониторировании аллергии и БА у детей.

Морфологические исследования указывают на признаки ремоделирования у больных с бронхиальной астмой по сравнению с неастматическими контрольными наблюдениями (рис. 4.4) [145].

Рис. 4.4. Бронхи (диаметр – 2 мм), окраска гематоксилин-эозином:

а– здоровый; б – фатальная бронхиальная астма. При фатальной астме отмечается гипертрофия гладкой мускулатуры дыхательных путей

(ASM), увеличение подслизистых желез (SMG), обтрубация просвета бронха слизью (М). Эпителиальный слой (Ер), собственная пластинка слизистой (Lp), хрящ (С) [145]

Изучается роль гладкой мускулатуры дыхательных путей в патогенезе бронхиальной астмы (рис. 4.5) [437].

87

ÃÌÄÏ

Симптомы

Рис. 4.5. Схематичное представление новой роли гладкой мускулатуры дыхательных путей (ГМДП) при бронхиальной астме [145]

S. Bonini и соавт. [165] выявили при аллергических заболеваниях глаз увеличенное число Эоз в биоптатах конъюнктивы и в слезной жидкости, в последней возрастает содержание эозинофильного катионного протеина, в крови обнаружены активированные эозинофилы и увеличение уровня ECP, эозинофильного нейротоксина и EPX. И.И. Балаболкин [6] при гистологическом изучении биоптатов органов желудочно-кишечного тракта при гастроинтестинальной пищевой аллергии у детей обнаружил нарушение поверхностного микрорельефа слизистой оболочки желудка, усиление ее инфильтрации эозинофилами, в тощей кишке – эозинофильно-лимфоцитарную инфильтрацию и отек собственной пластинки слизистой оболочки.

P. Pohunek и соавт. установили, что у детей до 4 лет с повторными бронхообструкциями и с позитивным астма-предиктивным индексом (риском БА) отмечается достоверное утолщение базаль-

88