Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

5 курс / Пульмонология и фтизиатрия / Респираторная_медицина_Руководство_в_3_томах_Том_1

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
24.03.2024
Размер:
31.64 Mб
Скачать

Раздел 8

мышц дыхательных путей и, вероятно, вовлечен в процессы моделирования и ремоделирования гладких мышц и сосудов [7]. Кроме того, выявлена ассоциация гена ADAM33 с атопией [8].

Гены бронхиальной астмы, идентифицированные полногеномным анализом ассоциаций

БА — одно из первых заболеваний, для которого был проведен GWAS. Известно о более 12 полногеномных скринингов, в результате которых подтверждено сцепление БА с локусами, в которых локализованы гены-кандидаты данного заболевания (5q23–31, 5p15, 5q31.1–33, 6p12–21.2, 11p13, 11q12–13, 12q14–24.1, 13q11–14, 13q21.3, 14q11.2– 13, 16p12.1–11.2, 17p11.1–q11.2, 19q13, 21q2). К генам, ассоциированным со стероидорезистентной БА, относится кластер, идентифицированный на хромосоме 5q31–32, который наряду со многими включает ген глюкокортикоидного рецептора (ГР) (NR3C1), а также гены рецепторов к интерлейкинам (IL) IL-3, -4, -5, -9, -13, GMCSF и ADRB2 [9].

В 2007 г. опубликованы результаты GWAS, где описаны ассоциации БА с генами ORMDL3, GSDML, расположенными на хромосоме 17q21. Генетические варианты, регулирующие экспрессию ORMDL3, предрасполагают к развитию БА в детском возрасте [10]. Ген ORMDL3 ассоциируется с респираторными вирусными инфекциями у детей, воздействием табачного дыма в младенчестве, обострениями БА и тяжелым течением заболевания. Несмотря на это, генетические варианты в этом регионе не связаны с атопией, и этот локус предрасполагает к развитию БА через путь, вероятно, не связанный с атопией (не IgEзависимый). Последние исследования по изучению гена ORMDL3 позволяют предположить, что этот ген также может играть роль в ремоделировании клеток эпителия [11]. В настоящее время неизвестно, один или сразу оба гена ORMDL3 и GSDML влияют на риск развития БА у детей [2].

Два полногеномных анализа были недавно завершены, один на счету консорциума GABRIEL и один консорциумом EVE. В исследование GABRIEL были включены лица европейского происхождения, а в метаанализ EVE — разные этнические группы из США и Мексики. Были выявлены локусы на хромосоме 17q21, где располагаются гены IL-1RL1/IL-18R1, TSLP и IL33, которые можно считать генами предрасположенности БА. Следует подчеркнуть важность цитокинов эпителиальных клеток (TSLP и IL-33), которые способствуют дифференцировке и активации Т-хелперов 2-го типа (Th2) и их рецепторов. Однонуклеотидные замены (SNP) генов TSLP, IL-1RL1 и IL-33 были ассоциированы с эозинофилией, уровнем общего IgE в сыворотке, атопией и БА. Также было обнаружено, что однонуклеотид-

ные замены, ассоциированные с БА, имеют умеренное влияние на риск развития заболевания [2].

Ранее были идентифицированы другие гены, предрасполагающие к развитию БА, например PHF11 (кодирует хроматин-зависимый транскрипционный фактор семейства растительных гомеодоменов) и DPP10 (кодирует дипептидил-пептида- зу-10). PHF11 расположен на хромосоме 13q14, для этого участка установлено сцепление с атопией и уровнем общего сывороточного IgE. PHF11 ассоциирован с БА тяжелого течения. Ген DPP10 вовлечен

вметаболизм цитокинов и хемокинов [12].

Впоследнее время был достигнут значительный прогресс в идентификации генетических локусов, а также генов-кандидатов, ассоциированных с БА. Гены можно классифицировать на четыре основные группы: гены врожденного иммунного ответа и иммунорегуляции; гены, связанные с дифференцировкой и функционированием Т-хелперов 2-го типа (Th2); гены иммунитета слизистых оболочек; гены, ассоциированные с легочной функцией, ремоделированием дыхательных путей и гиперреактивностью бронхов [2]. Тем не менее ни один из генов, ассоциированных с развитием БА, в отдельности не определяет развитие определенного фенотипа. Данное обстоятельство еще раз подтверждает, что развитие БА является результатом комплексного взаимодействия генетических факторов, факторов окружающей среды и не может в полной мере быть определено только первичной структурой ДНК (см. табл. 8.1).

Большинство пациентов с БА имеют специфический паттерн воспаления, который характеризуется дегрануляцией ТК, инфильтрацией эозинофилов и увеличением количества активированных клеток Th2.

Полиморфные варианты генов IL-4, -5, -9, -4R вносят небольшой (до 5–10%), но статистически значимый вклад в изменчивость количественных, патогенетически и клинически значимых для БА признаков: показатели легочной функции, уровни иммуноглобулинов, БГР. Описана ассоциация полиморфизма –703С/Т гена IL-5 с БА. Полиморфизм в 3’-UTR гена IL-4, находящийся

всильном неравновесии по сцеплению с транзицией –589С/Т, может иметь прогностическое значение в отношении степени тяжести атопической БА [14].

Исследовалась также связь между аллельными вариантами С-589Т гена IL-4 и стероидорезистентной БА. Показано, что повышенная экспрессия аллеля –589Т гена IL-4 чаще встречается в группе больных стероидорезистентной БА по сравнению с гормоночувствительной БА [15].

IL-13 играет немаловажную роль в регуляции аллергического воспаления посредством активации и влияния на миграцию воспалительных клеток, а также ключевую роль в сокращении гладких мышц дыхательных путей, развитии гиперреактивности и ремоделировании дыхательных путей.

440

Заболевания респираторного тракта

Таблица 8.1. Генетические исследования фенотипов бронхиальной астмы [13]

Фенотип

Локус

Хромосома

Популяция

 

 

 

 

YKL-40 levels

CHI3L1

1q32

European

 

 

 

 

Гиперреактивность бронхов

 

 

 

 

 

 

 

Количество эозинофилов в крови

SH2B3

12q24

European

 

 

 

 

 

GATA2

3q21

 

 

 

 

 

 

IL1RL1

2q12

 

 

 

 

 

 

IL5

5q31

 

 

 

 

 

 

IKZF2

2q34

 

 

 

 

 

 

WDR36

5q22

 

 

 

 

 

 

MHC

6p21

 

 

 

 

 

 

IL33

9p24

 

 

 

 

 

 

MYB

6p22

 

 

 

 

 

Уровень общего IgEсыв

FCER1A

1q23

European

 

 

 

 

 

RAD50

5q31

 

 

 

 

 

 

STAT6

12q13

 

 

 

 

 

Уровень спецIgE

C11orf30/LRRC32

11q13

European

(домашняя пыль, шерсть кошки, миксты трав)

 

 

 

FNDC3A

13q14

European

 

 

 

 

 

Функция легких

GSTO2

10q25

European

(FEV1 и FVC)

 

 

 

 

 

 

 

Функция легких

IL6R

1q21

 

(FEF25–75)

 

 

 

Функция легких

HHIP

4q31

European

(FEV1 и FEV1/FVC)

 

 

 

GSTCD

4q24

 

 

 

 

 

 

 

 

AGER

6p21

 

 

 

 

 

 

THSD4

15q23

 

 

 

 

 

 

TNS1

2q35

 

 

 

 

 

 

HTR4

5q32

 

 

 

 

 

 

DAAM2

6p21

 

 

 

 

 

 

HHIP

4q31

European

 

 

 

 

 

AGER/PPT2

6p21

 

 

 

 

 

 

HTR4

5q32

 

 

 

 

 

 

ADAM19

5q33

 

 

 

 

 

 

GPR126

6q24

 

 

 

 

 

 

FAM13A

4q22

 

 

 

 

 

 

PTCH1

9q22

 

 

 

 

 

Отмечено, что при ночной астме количество клеток, экспрессирующих мРНК IL-13 в БАЛ, также повышено. Повышение альвеолярных макрофагов ассоциировано с повышенной экспрессией ГРβ, которая была уменьшена при введении АТ к IL-13 [16].

Выявлено, что экспрессия гена IL-13 также повышена в биоптатах легочной ткани у больных БА. Уровень IL-13 снижался при проведении аллергенспецифической иммунотерапии, а также на фоне терапии ГК и коррелировал с выраженностью клинических симптомов заболевания [17].

С помощью GWAS локус с вариантом Rad50 гена IL-13 на хромосоме 5q31.1 был определен как предиктор БА. IL-13 является важным регулятором аллерген-индуцированной БА у мышей, а также ассоциирован с тяжелой БА [18].

Фармакогенетика

Генетические исследования, оценивающие влияние вариантов гена на положительный или отрицательный ответ фармакотерапии, называют

фармакогенетическими исследованиями. Фармакогенетические исследования глюкокортикоидных, лейкотриеновых и β2-адренергических рецепторных путей направлены на изучение генов-кандида- тов в рамках этого профиля и, наряду с небольшим числом QWAS-исследований, обнаружили генетические локусы, связанные с ответной реакцией на терапию [19].

Накоплено множество примеров, показывающих, что различия ответа на лекарственную терапию обусловлены вариантами нуклеотидной

441

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Раздел 8

последовательности генов, кодирующих ферменты метаболизма лекарств, молекулы-переносчи- ки лекарств и рецепторы, взаимодействующие с лекарствами. Около 70–80% вариабельности индивидуального ответа на терапию может иметь генетическое обоснование [20].

Известно несколько генов, ассоциированных с ответом на противоастматические препараты. В первую очередь это касается генов лекарственных мишеней — их рецепторов: ген NR3C1 кодирует ГР и, соответственно, ассоциирован с ответом на ГК; ген ADRB2 кодирует β2-адренорецепто- ры, ассоциирован с ответом на β2-агонисты; ген CHRM1-3 кодирует мускариновые рецепторы, ген арахидон-5-липоксигеназы (ALOX5) кодирует рецепторы к ингибиторам ALOX5, ген LTC4S — лейкотриены С4 синтазы. Объектами пристального внимания стали гены рецепторов цистеиниловых лейкотриенов (CYSLTR1, CYSLTR2). Вариантные последовательности с влиянием на ответ ИГК обнаружены в гене кортикотропин рилизинг гормона 1 (CRHR1); ген цитохром Р450 1A2 (CYP1A2) отвечает за фармакокинетику метилксантинов (теофиллин) [21].

Глюкокортикоиды

Фармакогенетические исследования ГК были первоначально основаны на исследовании ге- нов-кандидатов, кодирующих путь биосинтеза ГК, рецепторного гетерокомплекса и белковшаперонов (табл. 8.2).

Широкогеномные исследования показали, что до 20% генов регулируются ГК, причем половина из них на позитивный манер, т.е. активируют противовоспалительные гены [22].

G. Hawkins у больных БА идентифицировал полиморфные варианты гена NR3C1 с 1-го по 9-й экзоны на хромосоме 5q31, а также новую мутацию Ala229Thr [23].

Мутации гена NR3C1 редко встречаются у пациентов с БА и, вероятно, имеют минимальное значение в восприимчивости к заболеванию. Однако

некоторые аллельные варианты гена NR3C1 могут иметь большое значение в формировании терапевтической резистентности у больных БА. У детей с БА, несмотря на то что частота аллелей 647BclI и T111I гена NR3C1 не отличалась от распределения в контрольной группе и в европейской популяции, наблюдалась ассоциация между гомозиготным носительством мутантного аллеля 647BcII с выраженным эозинофильным воспалением и с неконтролируемым течением БА. У 8,3% детей с непрерывно-рецидивирующим течением БА был выявлен аллельный вариант R23К гена NR3C1 [24].

При исследовании генов-кандидатов, кодирующих глюкокортикоидный гетерокомплекс, обнаружено три SNPs гена белка теплового шока (STIP1), ассоциированных с ответом функции легких во время терапии ИГК [25].

Ген, кодирующий ГК-индуцированный транскрипт 1 (GLCCI1), ассоциирован с ответом на терапию ИГК по изменению ОФВ1 [21].

Предполагается, что существует связь между ответом на терапию ИГК и полиморфизмом гена рецептора кортикотропин-рилизинг гормона 1 (CRHR1) [27]. В исследовании на knockout-мышах выдвинута гипотеза о том, что ген CRHR1 вовлечен в модуляцию продукции эндогенных ГК и в усиление аллерген-индуцированного воспаления дыхательных путей и дисфункции легких [28]. При исследовании гена CRHR1 у 1117 пациентов с БА, рандомизированных по терапии ИГК, были выявлены два SNPs, связанных с функцией легких [27].

Полиморфные варианты гена ТВХ21, кодирующего транскрипционный фактор T-bet, могут быть связаны с эффективностью ИГК при БА. Вариант

His33Glu (rs2240017) гена ТВХ21 ассоциирован с обратимостью гиперреактивности бронхов или бронхопротекцией во время лечения ИГК [30, 31].

У больных стероидорезистентной и стероидочувствительной БА был проведен анализ уровня экспрессии 11 812 генов в мононуклеарах периферической крови с использованием провоспалительных цитокинов и дексаметазона. Исследование

Таблица 8.2. Фармакогенетические гены-кандидаты для ингаляционных глюкокортикоидов при бронхиальной астме [29]

Класс лекарства

Ген

Ассоциированный

Дизайн исследования

Фенотип оценки

 

 

локус

 

ответа на

 

 

 

 

препарат

 

 

 

 

 

Ингаляционные

CRHR1

rs242941, rs1876828

Исследование генов-кандидатов

FEV1-ответ

глюкокортикоиды

STIP1

rs2236647, rs6591838,

Исследование генов-кандидатов

FEV1-ответ

(флутиказон,

 

rs1011219

 

 

будесонид,

 

 

 

 

 

 

 

TBX21

rs2240017 (His33Gln)

Исследование генов-кандидатов

Бронхопротекция

флунизолид,

триамцинолон)

GLCCI1

rs37972=rs37973

GWAS

FEV1-ответ

 

T gene

rs3127412, rs6456042,

GWAS

FEV1-ответ

 

 

rs3099266, rs2305089

 

 

 

ADCY9

rs2230739 (Met772Ile)

Исследование генов-кандидатов

FEV -ответ

 

 

 

 

1

 

CYP3A4

CYP3A4*22 allele

Исследование генов-кандидатов

Контроль

 

 

 

 

симптомов

 

 

 

 

 

442

Заболевания респираторного тракта

было построено на оценке предиктивной способности профилей генной экспрессии в отношении предсказания категории чувствительности к ИГК. Для 15% генов аккуратность предсказания составила 84%. Эти исследования выглядят многообещающими с точки зрения генетических подходов к стратифицированию пациентов по чувствительности к ИГК, направленных на персонифицированную терапию БА [32, 33].

Исследование кандидатных генов CYP3A4, CYP3A5, CYP3A7 у 413 детей с БА, получающих ИГК, выявило генотип CYP3A4, связанный с улучшением контроля симптомов заболевания, предполагая, что этот локус важен для фармакокинетики ИГК и может служить в качестве биомаркера для оценки терапевтического ответа [34].

С использованием GWAS были выявлены локусы rs37972 гена GLCCI1, rs3127412 и rs6456042 гена Т, связанных с изменением функции легких во время лечения ИГК [35, 36]. Ген GLCCI1 важен для регуляции апоптоза в ответ на лечение ГК и в сочетании с другими локусами гена T служит биомаркером генетических профилей в будущем [19].

Антилейкотриеновые препараты

Антилейкотриеновые препараты ингибируют действие метаболитов арахидоновой кислоты и используются в качестве вспомогательных средств терапии для лечения персистирующей БА. В терапевтической практике используются ингибиторы 5-липооксигеназы и антагонисты цистеинилового лейкотриенового рецептора (табл. 8.3).

Мутации генов ALOX5, LTC4S, CYSLTR2 ассоциированы с частотой обострений БА в ответ на терапию монтелукастом, зафирлукастом [26, 37].

Индивидуальная вариабельность уровня монтелукаста в плазме крови частично может зависеть от органического анионного транспортера, коди-

руемого геном SLCO2B1, опосредующего транспорт препарата в кишечнике. В некоторых этнических группах вариант Arg312Gln (rs12422149) гена SLCO2B1 ассоциирован с уровнем монтелукаста в плазме крови и с контролем симптомов БА у больных, получающих указанную выше терапию [38].

β2-Адреноблокаторы

В настоящее время известно три типа β-адре- норецепторов: β1-, β2-, β3-адренорецепторы, из которых в легочной ткани доминируют β2-адре- норецепторы. Важно подчеркнуть, что β2-адре- норецепторы гладких мышц бронхов более устойчивы к десенситизации, чем аналогичные рецепторы других клеток. Кратковременное воздействие β2-агонистов может транзиторно повышать экспрессию генов и увеличивать синтез рецепторных белков.

Ответ на терапию β2-агонистами ассоциирован с полиморфизмом гена ADRB2. Известно около 49 однонуклеотидных замен этого гена.

Генотип 16ArgArg гена ADRB2 может рассматриваться в качестве маркера для выявления пациентов с риском развития побочных эффектов от регулярной терапии β2-агонистами [39], а сами пациенты в некоторых популяциях могут быть кандидатами для назначения альтернативной терапии, например тиотропия бромида[40], кроме того, эти больные адекватно отвечают на терапию длительно действующими β2-агонистами (ДДБА) [41]. Гомозиготы по 16Arg гена ADRB2 демонстрируют десенситизацию β2-адренорецеп- торов, и в популяции около 15% пациентов могут иметь риск клинического ухудшения на фоне регулярного приема β2-агонистов [42]. Аллельные варианты гена аргиназы 1 (Arg1), гена GSNOR также ассоциированы с ответом на сальбутамол. Межгенные взаимодействия (ассоциация не-

Таблица 8.3. Фармакогенетические гены-кандидаты для модификаторов лейкотриеновых рецепторов при бронхиальной астме [29]

Класс лекарства

Ген

Ассоциированный локус

Дизайн исследования

Фенотип

 

 

 

 

оценки

 

 

 

 

ответа на

 

 

 

 

препарат

 

 

 

 

 

Модификаторы

ALOX5

Promoter repeat, rs892690,

Исследование генов-кандидатов

FEV1-ответ

лейкотриеновых

 

rs2029253, rs2115819

 

 

рецепторов:

 

 

 

 

LTC4S

rs272431

Исследование генов-кандидатов

FEV1-ответ

ингибиторы

MRP1

rs215066, 119774

Исследование генов-кандидатов

FEV1-ответ

5-липооксигеназы

(ABT-761 и zileuton)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цистеинил-

ALOX5

Promoter repeat, rs2115819

Исследование генов-кандидатов

FEV1-ответ

антагонисты

LTC4S

rs730012

Исследование генов-кандидатов

Риск

лейкотриенов

 

 

 

обострений

(монтелукаст)

 

 

 

 

 

 

 

LTA4H

rs266845

Исследование генов-кандидатов

Риск

 

 

 

 

 

обострений

 

 

 

 

 

 

MRP1

rs119774

Исследование генов-кандидатов

FEV1-ответ

 

SLCO2B1

rs12422149 (Arg312Gln)

Исследование генов-кандидатов

Контроль

 

 

 

 

симптомов

 

 

 

 

 

443

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Раздел 8

скольких генов ADRB2 полиморфизм в 16-й, 27-й,

ренсе теофиллина с полиморфными вариантами

3-й позиции, CPS1, GSNOR позволяют с 70% ве-

генов CYP1A2 и CYP2E1. Повышенный клиренс

роятностью прогнозировать сниженный ответ на

теофиллина был ассоциирован с полиморфизмом

прием бронходилататоров [43].

–3860G > A гена CYP1A2 [26].

Генетика фармакокинетики лекарственных препаратов

Использование фармакокинетических исследований и регистрация наследственных вариантов метаболизма лекарств позволяют в настоящее время внедрять в медицинскую практику результаты фундаментальных исследований в области фармакогенетики и стать основой для выбора лекарственной терапии. В геноме человека обнаружено более 30 семейств ферментов, участвующих в метаболизме лекарственных препаратов. Около 5–15% генома контролирует мембранный транспорт. Транспортные белки играют важную роль в регуляции абсорбции, распределения и экскреции многих лекарств.

В последние годы активно изучается связь фармакокинетики и фармакодинамики лекарственных средств с полиморфизмом генов-транс- портеров: переносчиков органических анионов (OATP-C, ОАТ-1, ОАТ-3), органических катионов (ОСТ-1) и транспортного белка Рgp-170, кодируемого геном MDR1. Гены SLCO2B1, OATP2B1 отвечают за транспорт белков, включая органические анионы, ассоциированы с фармакокинетикой, фармакодинамикой монтелукаста и определяют терапевтический ответ на препарат [12]. Выделяют также группу генов, кодирующих ферменты биотрансформации лекарственных средств, в частности изоферменты цитохрома Р450 (CYP2E1, CYP1A1, CYP2C19) и ферменты II фазы биотрансформации (N-ацетилтрансферазы, глутатион SH- S-трансферазы и т.д.). Ген GSTP1, кодирующий глутатион S-трансферазу π1, является наиболее привлекательным геном-кандидатом для БА и атопии, так как более всего экспрессируется в легочной ткани и расположен в локусе 11q13, для которого неоднократно показано сцепление с атопическими признаками. В работах исследователей из Санкт-Петербурга и Новосибирска была установлена ассоциация «нулевых» генотипов GSTT1

иGSTM1, приводящих к отсутствию ферментов, с БА [44, 45]. Установлено, что тяжесть течения БА ассоциирована с полиморфизмом по «нулевому»

инормальному аллелю гена GSTT1. Ферменты, контролируемые этими генами, важны для метаболизма всех ксенобиотиков, включая различные фармпрепараты.

Метилксантины

Теофиллин в основном метаболизируется цитохромами P450 (CYP1A2) и CYP2E1. В корейском исследовании у некурящих пациентов с БА проводилась оценка взаимосвязи различий в кли-

Ген множественной лекарственной устойчивости MDR1

Известно около 40 генов, которые кодируют транспортные белки из большого семейства АВСтранспортеров (ATP-binding cassette transporters), они подразделены на 7 подсемейств (от АВСА до ABCG).

Ген MDR1 относится к семейству АВСВ1, располагается на хромосоме 7 (q21–q23), кодирует белок Pgp-170, представляющий собой основу поры, через которую осуществляется эффлюкс (выведение) липофильных соединений, к которым относятся ГК, функционируя как энергозависимый насос. Ген MDR1 ассоциирован не только с выведением ксенобиотиков, но и оказывает влияние на регуляцию апоптоза и иммунологических процессов. Белок Pgp-170 может играть роль защитника лимфоидных клеток от апоптоза, индуцированного ГК [46]. Согласно базе данных SNPs, созданной и ежегодно обновляемой Национальным информационным центром биотехнологий, известно более чем 50 SNPs в кодирующей части гена MDR1. Мутации этого гена ассоциированы с повышенной экспрессией P-gp. При назначении ГК гормон, пройдя через мембрану, не успевает связаться с ГР и за счет повышенной экспрессии Pgp-170 быстро выводится из клетки, тем самым приводя к снижению противовоспалительного эффекта ГК.

В аспекте терапевтически резистентной БА особый интерес представляет оценка роли генетических факторов в детерминации ответа на лекарственные средства. Значительное влияние на эффективность действия лекарств могут иметь генетические варианты клеточных рецепторов, с которыми взаимодействуют лекарственные препараты. Аллели генов, ассоциированных с чувствительностью к лекарственным препаратам, подобны аллелям риска при мультифакторных заболеваниях и могут иметь непосредственное отношение к лечению заболеваний.

На кафедре госпитальной терапии ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова проведено исследование (дизайн «случай–контроль»), целью которого было оценить значение фармакогенетических факторов в терапии ГК и β2-агонистами у больных терапевтически резистентной БА и разработать критерии прогнозирования терапевтической резистентности с учетом генетических маркеров. Был выполнен анализ 10 SNP в 5 генах: MDR1 (OMIM 171050); IL-4 (OMIM 147780); IL-13 (OMIM 147683); ADRB2 (OMIM 109690); NR3C1 (OMIM 138040). При совокупной оценке данных клиниче-

444

Заболевания респираторного тракта

ского и молекулярно-генетического обследования было выявлено, что наряду с факторами внешней среды носительство комбинаций вариантов генов лекарственных мишеней (изоформ глюкокортикоидного рецептора α/β, образующихся в результате альтернативного сплайсинга и кодируемых геном NR3C1; гена ADRB2; гена детоксикации — MDR1; генов Th2 — IL-4 и IL-13) детерминирует развитие терапевтической резистентности у больных БА. При анализе исследуемых параметров нами было впервые выявлено, что генотип 3435СС гена MDR1 является прогностическим маркером, ассоциированным с терапевтической резистентностью, вплоть до развития фатальных осложнений у больных БА и, что немаловажно, определяет стратегию назначения высоких доз системных ГК. Развитие терапевтической резистентности у больных БА обусловлено снижением стероидочувствительности вследствие генетической детерминированности (вклада аллельных вариантов 3435С гена

MDR1, 27Glu гена ADRB2, –589Т гена IL-4, гена

NR3C1 и повышенной экспрессии мРНК изоформы ГРβ) при отсутствии первичной (семейной) стероидорезистентности, поскольку у этих пациентов не было выявлено мутаций Ile559Asn,

Val729Met, Ile747Met гена NR3C1. «Генетические ансамбли», т.е. сочетания аллельных вариантов различных генов, каждый с относительно малым изолированным эффектом, в определенной комбинации способны существенно увеличивать свое влияние на фенотип, детерминировать степень тяжести заболевания и определять эффективность проводимой терапии. Результаты исследования подтверждают необходимость проведения комплексного обследования пациентов с терапевтически резистентной БА, которое наряду со стандартным обследованием должно включать и молекулярно-генетические исследования, для оценки терапевтической резистентности и прогнозирования эффективности терапии [47].

Наиболее перспективными в понимании патогенетических механизмов развития БА, особенно терапевтически резистентной БА, а также в поиске новых диагностических тестов, обладающих высокой степенью чувствительности и специфичности, новых методов лечения БА, являются геномные технологии.

С открытием механизма РНК-интерференции (РНКи) перед исследователями открылись принципиально новые возможности изучения вопросов этиологии и патогенеза, а также поиска новых терапевтических подходов в отношении такого мультифакторного заболевания, как БА. РНКи представляет собой фундаментальный механизм регуляции экспрессии генов и широко используется в качестве эффективного метода подавления экспрессии генов (сайленсинг). В настоящее время «золотым стандартом» геномных технологий является РНК-интерференция (RNA interference, RNAi, РНКи), широко используемая в качестве

метода скрининга с применением малых интерферирующих РНК (small interfering RNA, siRNA) для определения, подтверждения и отбора новых терапевтических мишеней, на которые лекарственные средства воздействовали бы непосредственно [48].

В последнее время появляется все больше публикаций по экспериментальному использованию малых интерферирующих РНК (миРНК), направленных против генов, ассоциированных с атопической БА. В качестве мишеней для действия миРНК можно отметить TNF-α и GM-CSF, IL-3, IL5Rβ, участвующих в патогенезе БА [49].

Транскрипционный фактор NF-κB, являясь ключевым транскрипционным фактором для генов иммунного ответа, заслуженно привлекает внимание исследователей в качестве мишени для действия миРНК. Ген RELA (11q13) кодирует транскрипционный фактор NF-κB-р65. МиРНК, направленные против субъединицы p65 NF-κB (миРНК p65) и трансфецированные в эпителиальные клетки респираторного тракта в экспериментах in vitro, приводили к значительному снижению TNF-α-индуцированного высвобождения IL-6, IL-8 [50].

Еще одной мишенью для действия миРНК является ген STAT6, локализованный на хромосоме 12q13 и кодирующий Th2-ответ, принадлежит к семейству цитокин-активируемых, тирозин-фос- форилируемых транскрипционных факторов. Специфические миРНК к STAT6 демонстрировали блокирование высвобождения эотоксина-3 в эпителиальных клетках человека, в условиях активации IL-4 и TNF-α, в то время как EGFопосредуемое высвобождение IL-8 оставалось активным [51].

МиРНК, направленные против транскриптов Syk (Spleen tyrosine kinase), высокий уровень экспрессии которой обнаруживается в клетках респираторного эпителия, приводит к нокауту iNOS и снижает продукцию NO. Данный эффект опосредуется через β1-интегрины. Снижение экспрессии Syk с помощью миРНК приводило к ингибированию TNF-индуцируемого р38 и р44/42 MAPK фосфорилирования и ядерной транслокации p65- NF-κB. Дальнейшее исследование роли Syk с использованием технологии РНКи в эпителиальных клетках легких может предоставить новые возможности в отношении поиска мишеней для терапевтического воздействия с помощью технологии РНКи [52].

МикроРНК — это семейство эндогенных некодирующих РНК молекул, которые модулируют физиологические и патологические процессы путем посттранскрипционного ингибирования генов экспрессии. У пациентов с БА наблюдается down-регуляция miR-133а. Считается, что IL-13 может модулировать активность гладкомышечных клеток бронхов с помощью down-регуляции miR-133а и, как следствие, повышать экспрессию белка RhoA. RhoA — это ключевой белок, участву-

445

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Раздел 8

ющий в сокращении гладкомышечных клеток,

иего up-регуляция ассоциирована с усиленным сокращением гладкомышечных клеток бронхов. Гипоэкспрессия miR-1 также может вносить вклад в ремоделирование бронхов за счет гипертрофии гладкомышечных клеток при БА. На модели астмы у мышей при сенсибилизации клещами домашней пыли (КДП) была отмечена гиперэкспрессия miR16, miR-21 и miR-126, а назначение ингибиторов mir-145 снижало выработку IL-13 и IL-5 и уменьшало симптомы БА, причем противовоспалительный эффект был сопоставим с ГК. В некоторых исследованиях показано, что увеличение активности miR-146 снижало продукцию IL-6 и IL-8 гладкомышечными клетками дыхательных путей

иальвеолоцитами у больных БА [53].

Изучение роли микроРНК в патофизиологии БА, а также использование антагомиров — искусственно синтезированных олигонуклеотидов, блокирующих действие микроРНК, открывает новые перспективы не только в понимании фундаментальных процессов формирования БА, но

ив разработке новых терапевтических подходов, в основе которых может лежать подавление чрезмерной экспрессии микроРНК с помощью антагомиров либо введение искусственно синтезированных микроРНК, экспрессия которых снижена [54].

Перспективным направлением фармакогенетики является модификация экспрессии генов на посттранскрипционном уровне с помощью новых антисенс-молекул. С развитием геномики

ипротеомики в качестве мишени для терапевтической интервенции на уровне мРНК могут выступать различные мембранные и внутриклеточные рецепторы, межклеточные каналы, белковые транспортеры, ферменты, структурные белки, нуклеиновые кислоты, различные молеку- лы-регуляторы, такие как цитокины, хемокины, факторы роста, транскрипционные факторы и др. Теоретически любой белок, представляющий определенный интерес в патофизиологии БА, может выступать в качестве мишени для терапевтического применения антисенс-технологий. Большое внимание в фармакологии в настоящее время привлекают антисмысловые олигонуклеотиды RASON (respirable antisense oligonucleotide), а также использование рибозимов для подавления экспрессии генов, ассоциированных с Th2- и Th1-ответом у больных БА.

Современные молекулярно-генетические технологии позволят в скором будущем произвести достаточно полное выявление маркеров риска многих мультифакторных заболеваний, в том числе БА, которые наряду с экзогенными факторами риска дадут возможность усовершенствовать молекулярную диагностику, оптимизировать подходы для прогнозирования и разработать рациональную терапию, что является перспективным направлением персонализированной медицины.

Это позволит прогнозировать ответ на действие лекарственных препаратов и назначать персонализированную терапию больным БА с оптимальным соотношением «эффективность-безопасность».

Список литературы

См.

8.2. Бронхиальная астма: патогенез и фенотипы

Н.М. Ненашева, Н.Г. Астафьева

Введение

БА является хроническим воспалительным заболеванием, которое имеет высокую распространенность среди всех возрастных групп пациентов. Исследования последних лет, касающиеся эпидемиологии, естественной истории развития заболевания, патогенеза, наглядно продемонстрировали гетерогенность БА, которая проявляется разными клиническими и патобиологическими фенотипами заболевания. Умение распознать эти фенотипы БА, а также понимание молекулярно-биологи- ческих различий между ними имеют решающее значение для разработки терапевтических стратегий, которые будут эффективны для различных фенотипов астмы.

Эпидемиология

БА относится к одному из давно известных (более 3000 лет) и наиболее распространенных заболеваний человека. По оценке ВОЗ, около 300 млн человек в мире в настоящее время страдают БА

[1].Особенно резкий рост заболеваемости астмой произошел во второй половине прошлого века, с начала 60-х годов. Крупные международные эпидемиологические исследования БА на основе стандартизированных методик-вопросников: ISAAC (International Study of Asthma and Allergy in Childhood) и ECRHS (European Community Respiratory Health Survey), выполненные в период 1996–1997 гг., обобщили данные о распространенности БА среди детей в 56 и взрослых в 22 странах [2, 3]. В исследовании ISAAC, изучавшем распространенность различных аллергических заболеваний (в том числе астмы) у детей 6–7 лет и подростков 13–14 лет, первоначально в 1994–1995 гг. анкеты заполнили 463 801 ребенок в возрасте 13–14 лет из 56 стран и 257 800 родителей детей в возрасте 6–7 лет из 38 стран

[2].Считали, что БА имеется у респондента в случае положительного ответа на вопрос «Были ли у вас хрипы или свисты в груди за последние 12 мес?» В возрастной группе 13–14-летних распространенность симптомов БА варьировала более чем в 15 раз, начиная с 2,1–4,4% в Албании,

446

 

Заболевания респираторного тракта

 

Китае, Греции, Грузии, Индонезии, Румынии

В США общая распространенность астмы воз-

и России до 29,1–32,2% в Австралии, Новой

росла с 1980 по 2011 г., даже после учета изме-

Зеландии, Республики Ирландия и Соединенного

нений в определении «текущей», т.е. присутству-

Королевства. Другие страны с низкой распро-

ющей в настоящий момент, астмы [6]. С 2001 г.

страненность симптомов БА были отмечены в

оценка распространенности астмы в США была

основном в Азии, Северной Африке, Восточной

основана на следующих вопросах: «Вам когда-ни-

Европе и Восточном Средиземноморье, с высо-

будь говорил врач или другой медицинский ра-

кой распространенностью — в Юго-Восточной

ботник, что у вас астма?», чтобы оценить общую

Азии, Северной и Латинской Америке. Тенденции

распространенность БА в течение жизни, а следу-

распространенности симптомов БА у 6–7-летних

ющий вопрос «У вас все еще есть астма?», чтобы

детей были такими же, как у более старших детей

оценить настоящую/текущую распространенность

с преобладанием свистящего дыхания и колебани-

БА. В исследовании 2012 г. в США общая распро-

ями в разных странах от 4,1 до 32,1% [2]. Такое же

страненность астмы составила 13,0%, а текущая

исследование было выполнено спустя 5–10 лет в

распространенность астмы — 8,3% [6]. По дан-

56 странах у детей 13–14 лет и в 37 странах у де-

ным исследования 2012 г., распространенность

тей 6–7 лет. Это исследование получило название

астмы была очень высокой у афроамериканцев

ISAAC III и прежде всего было предназначено для

(11,9%), выходцев из Пуэрто-Рико (18,8%) и сре-

оценки изменений в распространенности астмы

ди тех, кто живет за чертой бедности (12,4%).

на протяжении времени [4]. В целом, отмечено

Распространенность «текущей» астмы также была

только небольшое увеличение распространенно-

выше среди детей (9,3%), чем взрослых (8,0%), и

сти астмы с 13,2 до 13,7% у 13–14-летних и с 11,1

среди женщин (9,5%), чем мужчин (7,0%) [6].

до 11,6% у 6–7-летних детей [4]. Наиболее ярким

В России первые исследования по программе

изменением было снижение распространенности

ISAAC были выполнены в 1993–1998 гг. в Москве,

астмы в англоговорящих странах, в которых ранее

Новосибирске, Иркутске, Наро-Фоминске [7–11]

был отмечен самый высокий показатель распро-

и к настоящему времени проведены во многих

страненности астматических симптомов. Другие

регионах страны [12]. Результаты эпидемиологи-

области, такие как Латинская Америка, Восточная

ческих исследований с использованием стандар-

Европа и Северная Африка, которые уже имели

тизированных вопросников и единой методологии

среднюю или высокую распространенность сим-

убедительно показали высокую распространен-

птомов БА, по-прежнему демонстрировали ее уве-

ность БА в России среди детей как младшего

личение. За исключением Индии, все остальные

возраста, так и подростков, сопоставимую с об-

страны с прежде низкой распространенностью

щемировыми показателями, и в частности севе-

симптомов БА (в ISAAC I) продемонстрировали

ро-восточноевропейскими странами. Так, частота

рост распространенности в ISAAC III [4].

текущих признаков БА (свистящее затрудненное

Таким образом, различия в распространенно-

дыхание за последние 12 мес) в популяции школь-

сти симптомов астмы, выявленные в исследова-

ников 13–14 лет составила в среднем 9,7%, ва-

нии ISAAC I, уменьшились, возможно, вследствие

рьируя в разных регионах более чем в 2 раза [12].

урбанизации и внедрения «западного» образа жиз-

Cравнение в динамике эпидемиологических дан-

ни в развивающихся странах, что подтверждает

ных, полученных в РФ и вошедших в результаты

«гигиеническую» гипотезу, объясняющую рост

ISAAC III, возможно только в двух регионах [12].

заболеваемости БА и другими аллергическими за-

В Москве за период с 1993 по 2002 г. зафиксиро-

болеваниями за последние 50 лет.

ван рост распространенности текущих симптомов

Международная оценка распространенности аст-

БА почти в 2,5 раза, особенно ночных симпто-

мы у взрослых — исследование ECRHS было про-

мов. В Новосибирске сравнение результатов 1996

ведено в период с 1991 по 1994 г. Данные по

и 2002 гг. свидетельствует о стабильной частоте

распространенности симптомов астмы были по-

признаков БА у старших и младших школьников.

лучены у 138 565 субъектов 20–44 лет из 22 стран,

Распространенность БА среди взрослого насе-

в основном европейских, но также включавших

ления в России позволяет оценить эпидемиоло-

Океанию и Северную Америку [3]. В 17 стра-

гические исследования, проведенные в Москве,

нах были выполнены оба исследования: ISAAC и

Санкт-Петербурге, Екатеринбурге и Иркутске с

ECRHS. Анализ этих данных продемонстрировал

использованием вопросников ECRHS и по уни-

сильную корреляцию между результатами обо-

фицированной методологии [11, 13–15]. На 1-м

их исследований [5]. Так, подобно исследованию

этапе исследования в случайных выборках взрос-

ISAAC, в ECRHS нашли высокую распространен-

лого населения этих городов проводился анкет-

ность симптомов астмы в англоязычных странах,

ный скрининг. Ответившим положительно хотя

а также в Западной Европе и низкую распро-

бы на один из вопросов скринингового вопросни-

страненность астматических симптомов в странах

ка на 2-м этапе проводилось клинико-функцио-

Восточной и Южной Европы [3, 5]. В целом, рас-

нальное исследование, включающее оценку ФВД

пространенность свистящего дыхания у взрослых

и обратимости бронхиальной обструкции при ее

варьировала от 4,1 до 32% [3].

наличии, в сомнительных случаях — 2-недельную

 

447

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Раздел 8

пикфлоуметрию и/или тест на БГР, аллергологи-

сердечно-сосудистой патологией. Такому подходу

ческое обследование [11, 14].

наиболее полно соответствует известный клини-

Результаты анкетного скрининга показали, что

ческий постулат о том, что «все, что сопровожда-

астмоподобные симптомы, и в частности сви-

ется свистящими хрипами, следует считать астмой

стящее дыхание, отмечают 15–16% российских

до тех пор, пока не будет доказано обратное» [18].

респондентов. Эти данные хорошо согласуются с

Поэтому наиболее точно о распространенности

результатами исследований по программе ECRHS,

астмы в изучаемой популяции можно судить по

согласно которым симптомы БА среди взрослого

таким показателям, как «текущая» и/или «диагно-

населения большинства европейских стран вы-

стированная» БА [19], что, собственно, и показало

являются в 12–17% случаев, а их частота ниже в

российское исследование GARD, в котором па-

России только по сравнению с такими странами,

циентов с диагностированной БА оказалось 6,9%.

как Англия, Австралия и Новая Зеландия [16].

Критериями текущей БА в эпидемиологических

Недавно в РФ было выполнено эпидемиоло-

исследованиях являются: 1) сочетание одного из

гическое исследование по международному про-

симптомов БА с БГР, подтвержденной в гиста-

токолу GARD (Global Alliance against Chronic

миновом или метахолиновом тесте; 2) сочетание

Respiratory Diseases — Глобальный альянс по борь-

свистящего дыхания с ночными эпизодами астмы,

бе с хроническими респираторными заболевания-

или приступами удушья либо с приемом противо-

ми) [17]. Исследование GARD — эпидемиологи-

астматических препаратов.

ческое, выполненное в 2010–2011 гг., в котором

Во многих странах, включая Россию, частота

использовался специализированный опросник,

симптомов персистирующей БА, фиксированных

включающий вопросы о симптомах бронхиаль-

с помощью вопросников, в 1,5–6 раз превышает

ной астмы, АР и ХОБЛ у пациентов 18 лет и

число диагностированных случаев БА. По данным

старше из 12 регионов России (в таких горо-

Российского респираторного общества (РРО), по

дах, как Казань, Красноярск, Кемерово, Нижний

результатам эпидемиологических исследований

Новгород, Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург,

в России распространенность БА среди детей в

Саратов и др.). Цель исследования заключалась

нашей стране составляет от 5,6 до 12,1%, а среди

в оценке распространенности симптомов хрони-

взрослых — 5,6–7,3%. По экспертной оценке акад.

ческих респираторных заболеваний у респонден-

А.Г. Чучалина, в России БА страдают около 7 млн

тов и частоты основных факторов риска для хро-

человек. Однако данные официальной статистики

нических респираторных заболеваний в России.

значительно ниже: количество официально заре-

Спирометрическое исследование выполнялось у

гистрированных больных БА на территории РФ

респондентов с подозрением на наличие хрони-

составляет 1 283 921 (данные 2007 г.) или 0,9%

ческого респираторного заболевания. В результа-

[20]. Однако, даже по данным официальной ста-

те исследования количество заполненных анкет

тистики, за последние 15–20 лет заболеваемость

составило 7164 (средний возраст респондентов —

БА среди населения РФ выросла более чем в

43,4 года; 57,2% женщин). Распространенность

3 раза и составила 902,8 на 100 000 населения

симптомов астмы составила 25,7%, АР — 18,2%

(данные 2007 г.), при диапазоне показателей от

и хронического бронхита — 8,6%. Основываясь

98,7 на 100 000 населения (Чеченская республика)

на самооценке пациента, диагноз БА имели 6,9%,

до 1444,5 (Ярославская область), что обусловлено

АР — 6,5% и хронический бронхит — 22,2% ре-

различными климато-географическими и соци-

спондентов. Распространенность ХОБЛ на осно-

ально-экономическими условиями регионов. По

вании выполненной спирометрии у пациентов с

статистическим данным Министерства здравоох-

респираторными симптомами была оценена как

ранения РФ, число больных астмой ежегодно уве-

21,8% [17]. Основной вывод исследования заклю-

личивается в среднем на 7% [20]. Безусловно, эти

чается в том, что распространенность хронических

показатели не отражают истинного уровня распро-

заболеваний органов дыхания и факторов риска

страненности данной патологии в России, так как

оказалась высокой в России по сравнению с ранее

статистическая оценка заболеваемости базируется

имеющимися данными. Для бронхиальной аст-

на показателях, определенных на основе обра-

мы и АР распространенность текущих симптомов

щаемости населения за медицинской помощью.

оказалась выше, чем самооценка на основании

Существует проблема плохой осведомленности

предыдущего диагноза.

населения о симптомах БА и низкого уровня

Несмотря на то что показатель распростра-

выявляемости заболевания врачами общей прак-

ненности симптомов астмы является важным по-

тики в учреждениях здравоохранения. Одной из

пуляционным параметром заболевания, позволя-

причин гиподиагностики БА является недооценка

ющим проводить сравнительную оценку между

легких и редких эпизодов БА, что приводит к

отдельными странами и регионами, для полной

поздней постановке диагноза, когда отмечается

эпидемиологической характеристики БА он недо-

уже среднетяжелое или тяжелое течение болезни.

статочен, так как астмоподобные симптомы мо-

Как показывает практика, среди больных, наблю-

гут быть обусловлены и другими бронхообструк-

даемых в поликлиниках, преобладает БА средне-

тивными заболеваниями, в частности ХОБЛ и

тяжелого и тяжелого течения (до 90%). Однако

448

Заболевания респираторного тракта

в структуре БА легкая форма болезни занимает ведущее место: от 50 до 75% больных страдают легкой БА [21, 22]. Своевременная диагностика астмы у этих пациентов и адекватное лечение позволяют предотвратить прогрессирование болезни, а знание распространенности заболевания среди популяции позволяет определить потребность в медицинских ресурсах, рационально планировать использование лекарственных средств, провести экономическое обоснование затрат.

Причины роста распространенности и факторы риска бронхиальной астмы

Существует несколько причин, объясняющих рост заболеваемости БА в последние 50 лет (табл. 8.4).

Таблица 8.4. Причины роста распространенности бронхиальной астмы

Прямые

Косвенные

 

 

• Сокращение контактов

• Совершенствование

с бактериальными

знаний медицинских

агентами в раннем

работников о БА.

детстве.

• Совершенствование

• Изменение диеты и

диагностики БА.

ожирение.

• Образование пациентов

Уменьшение физической активности.

Сокращение времени пребывания на свежем воздухе.

Стресс.

Аэрополлютанты

Высокая распространенность БА в высокоразвитых западных странах по сравнению с развивающимися странами чаще всего объясняется

так называемой гигиенической гипотезой. Суть этой гипотезы, предложенной Strachan в 1989 г. [23], заключается в том, что контакт с бактериальными агентами, наблюдающийся в период новорожденности, предупреждает последующее развитие аллергии, так как бактериальные токсины индуцируют Тh1-иммунный ответ. Ранняя иммунизация, широкое применение антибиотиков, высокий социальный уровень населения развитых стран (так называемый западный образ жизни) привели к сокращению инфекционных контактов у детей, тем самым создавая условия для девиации в сторону Тh2-иммунного ответа, который определяет развитие аллергических реакций (рис. 8.1) [24, 25]. В поддержку данной концепции свидетельствуют многочисленные исследования, посвященные защитному эффекту

вотношении развития респираторных проявлений аллергии, раннего контакта (внутриутробно и/или в раннем детстве) с сельскохозяйственными животными, а также употребление в пищу необработанного молока. Протективный эффект «фермерского образа жизни» связывают с высокой концентрацией эндотоксина из грамотрицательных бактерий и мурамовой кислотой — компонента протеогликана клеточной стенки бактерий, найденных в жилых помещениях и постельных принадлежностях жителей ферм [26, 27]. Маленькие дети, посещающие детские дошкольные учреждения или имеющие братьев и сестер, чаще вступают в контакты с бактериальными и вирусными агентами и меньше рискуют заболеть аллергическими респираторными заболеваниями. Подтверждение данной гипотезы было продемонстрировано в исследовании, выполненном

вГермании, в котором было показано, что дети, выросшие в Западной Германии, имели значи-

 

Th-3 T-reg-1

 

 

ИЛ-10, TGF-β

 

Элиминация паразитов.

 

 

Поддержание беременности

 

 

Th-2.

Элиминация микроорганизмов

ИЛ-4, 5, 13

и опухолевых клеток

Аллергические болезни

Th-1.

ИЛ-12, 18

ИНФ γ, ИЛ-2

 

 

 

Аутоиммунные болезни.

 

Отторжение трансплантата

Рис. 8.1. Баланс между Th1- и Th2-иммунными ответами (по John O. Warner/ Clinical Asthma/ editors: Mario Castro, Monica Kraft, 2008)

449

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/