Маркеры воспаления при бронхиальной астме

Профилактика

В диагностике бронхиальной астмы необходимо использовать аллергологический анамнез, клинические особенности заболевания, аллергологическое тестирование, исследование функциональных показателей внешнего дыхания и фармакологические пробы. Проводятся также общие лабораторные исследования гематокрита, анализы мочи, кала, при необходимости – исследование других органов, особенно желудочно-кишечного тракта.

Особую роль в диагностике бронхиальной астмы играют так называемые биологические маркеры:

I. Бронхиальная астма – персистирующее воспаление, ведущее к хронизации патологического процесса.

II. При бронхиальной астме среди воспалительных клеток преобладают эозинофилы, которые под воздействием факторов адгезии прилипают к стенкам сосудов и пронизывают все стенки бронхов, проникая в просвет последних.

III. Основным маркером бронхиальной астмы является массовая десквамация клеток мерцательного эпителия, а также оголение и деструкция базальной мембраны бронхиального дерева на фоне активации эозинофилов, макро– и микрофагов с поражением эпителиальных, эндотелиальных клеток и высоким содержанием специального белка эпителиальных клеток – провокатора бронхоспазма.

IV. С помощью ингаляционных проб с гистамином и ацетилхолином к специфическим и неспецифическим макро– и микрофакторам выявляется пароксизмальная гиперреактивность бронхиального дерева.

V. Проведение бронхиально-альвеолярного лаважа, который позволяет определить клеточный состав и продукты функциональной активности клеток воспаления.

VI. Маркером активности воспаления при бронхиальной астме служит повышение концентрации окиси азота в выдыхаемом воздухе.

VII. Выраженная наследственная предрасположенность.

VIII. В иммунограмме отмечаются высокое содержание общего и особенно специфического IgE, переключение ТХ0 на ТХ2 с выбросом ИЛ-4 и ИЛ-5, усиливающих экспрессию В-лимфоцитами IgE.

IX. При исследовании функциональных показателей внешнего дыхания необходимо проведение фармакологических проб и функциональных тестов.

Среди функциональных тестов, проводимых при исследовании показателей внешнего дыхания, заслуживают особого внимания те, которые выполняются в скоростном режиме на выдохе и вдохе, в частности:

• объем форсированного выдоха за 1 с;

• анализ петли «объем-поток» (пневмография);

• пиковая (максимальная) скорость выдоха (пик-флоуметрия).

Последнее исследование позволяет также устанавливать и степень выраженности обструкции.

Объем форсированного выдоха за 1 с дает возможность также установить степень выраженности обструктивных изменений, а с применением фармакологических проб с бета-2-антагонистами в динамике может подтвердить обратимость этого процесса.

Анализ петли «поток-объем» при пневмографии позволяет дифференцировать уровень (крупные, средние, мелкие бронхи) обструктивных изменений дыхательных путей.

Пикфлоуметрия – метод измерения пиковой (максимальной) скорости выдоха – может проводиться и в амбулаторных условиях. С помощью этого метода можно определить:

• провоцирующее влияние профессиональных и непрофессиональных индукторов аллергии;

• триггерное воздействие различных неспецифических факторов на течение болезни;

• вариабельность изменений пиковой скорости выдоха в течение суток по формуле:

ПСВ сут (%) = ПСВ макс (1/мин) – ПСВ мин (1/мин) / × 100

ПСВ макс (1/мин);

• объем (глюкокортикоиды в мкг) проводимой лекарственной терапии, что с одной стороны очень важно для управления заболеванием, а с другой – дает возможность предупреждения нарастающей обструкции на этапе, когда нет явных клинических проявлений.

Пикфлоуметры полезно иметь всем больным бронхиальной астмой для специального контроля проходимости дыхательных путей.

Тщательное обследование больного позволяет дифференцировать бронхиальную астму со многими заболеваниями органов дыхания и прежде всего с хроническим бронхитом, особенно принимая во внимание наличие характерных для них биологических маркеров. Бронхиальная астма отличается от хронического бронхита большей вариабельностью течения, более полной обратимостью нарушений бронхиальной проходимости при адекватной терапии. Трудности для диагностики представляет сочетание бронхиальной астмы и хронического бронхита, хотя межприступный период при этом имеет менее четкий характер по субъективным и объективным показателям за счет преобладания инфекционно-воспалительного процесса в бронхиальном дереве. Подобное течение бронхиальной астмы чаще ассоциируется с понятием инфекционной (неатопической) астмы.

Также дифференцировать бронхиальную астму необходимо с трахеобронхиальной дискинезией. Отличием является то, что при последнем заболевании отсутствует аллергологический анамнез, кашель приступообразный, типа лающего, не наблюдается вариабельность показателей пикфлоуметрии, а также имеются различия в фибробронхоскопической картине.

При дифференциальной диагностике бронхиальной астмы с заболеваниями сердечно-сосудистой системы надо ориентироваться на отсутствие у больных-сердечников аллергологического анамнеза, наличие инспираторной одышки при физической нагрузке, тахикардии, гипертрофии левых отделов сердца, на снижение систолического и пульсового давления, высокую эффективность при приступах удушья не только препаратов бета-2-антагонистов, но и нитратов. Во всех случаях дифференциальной диагностики бронхиальной астмы с другими заболеваниями, провоцирующими приступы удушья, помогают маркеры.

Также возможно проведение дифференциальной диагностики с профессиональной бронхиальной астмой. Для этого, кроме выявления профессионального аллергологического анамнеза (это проявление аллергологических реакций на работе и исчезновение их вне ее), проводится мониторинг показателей внешнего дыхания с помощью пикфлоуметрии до работы, во время и после нее, что часто является решающим объективным тестом для распознавания профессиональной бронхиальной астмы.

Также проводятся аллергологические кожные и внутрикожные тесты со стандартизированными профессиональными аллергенами, реакции клеток крови на гаптен in vitro (реакция специфической агломерации лейкоцитов крови, реакция специфического повреждения базофилов крови), серологические реакции с химическими аллергенами (реакция связывания комплемента), реакция пассивной гемагглютинации, специфические клеточные реакции гиперчувствительности in vitro (реакция торможения клеток), реакция специфического розеткообразования, реакция торможения миграции лейкоцитов крови.

Источник

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Бронхиальная астма (БА) является ведущим заболеванием респираторной медицины, заболеваемость которой неуклонно возрастает с каждым годом [1]. Патогенез БА сложен, многообразен и определяет тип, интенсивность воспаления дыхательных путей и ответ на проводимую терапию [2; 3]. Многообразие клинико-патогенетических вариантов БА активно обсуждается последние годы [4; 5]. Помимо аллергической БА, выделяют: неаллергическую, вирус-индуцированную, нейтрофильную, позднюю неаллергическую и другие фенотипы БА [6]. Отличительной особенностью неаллергических фенотипов БА является персистенция воспаления дыхательных путей преимущественно инфекционного генеза, наличие бактериальных очагов хронической инфекции респираторного тракта, длительный стаж курения, низкие значения функции внешнего дыхания, толерантность к лечению глюкокортикостероидам (ГКС) [7].

Воспаление является основным патогенетическим звеном БА, выделяют три типа: эозинофильное, нейтрофильное, малогранулоцитарное. Механизмы развития воспаления и бронхообструкции реализуются на уровне медиаторов (цитокинов) и клеток. По данным литературы, исследованию цитокинового профиля при аллергической БА посвящено множество работ, менее изучен этот вопрос при других фенотипах БА, в том числе при неаллергическом варианте [8; 9]. Важное значение в патогенезе БА имеет дисбаланс Th2 и Th1 типов иммунного реагирования. Интерлейкин-4 (IL-4) является основным медиатором аллергической реакции, Th2 типа иммунного ответа, путем индукции дифференцировки Th2 клеток и синтеза иммуноглобулина Е (IgE) антител на причинно-значимые аллергены. Интерлейкин-10 (IL-10) является потенциальным противовоспалительным медиатором, который подавляет синтез многих белков воспаления, провоспалительных цитокинов. IL-10 выполняет иммунорегуляторную роль баланса Th2 и Th1 клеток. В работе Л.Н. Сорокиной с соавторами при исследовании цитокинов в сыворотке крови у больных неаллергической формы бронхиальной астмы, выявили высокие концентрации IL-4 и интерлейкина-6 (IL-6), наличие сопутствующей патологии – сахарного диабета приводило к снижению уровня IL-4 [10]. Эозинофильный тип воспаления характерен не только для ранней аллергической БА, но и для неаллергической БА с поздним началом.

Наиболее тяжелые пациенты чаще демонстрируют другой эндотип воспаления — нейтрофильный, в формировании которого могут принимать участие IL-6, IL-8, IL-17, IL-1β, TNF-α [11]. IL-6 продуцируется макрофагами, дендритными клетками, тучными клетками и нейтрофилами. Также выработку IL-6 индуцируют процессы повреждения клеток вследствие продуктов распада бактерий и вирусов. Отмечается повышение уровня IL-6 в сыворотке крови при воспалительных заболеваниях. Рассматривается двусторонняя роль IL-6 в респираторном тракте: с одной стороны, при аллергическом воспалении он снижает количество эозинофилов и уровень IL-4, IL-5 в дыхательных путях, с другой — данный феномен способствует формированию фиброза в бронхолегочной системе [12].

Интерлейкин-8 (IL-8) является одним из основных провоспалительных хемокинов, образуемый нейтрофилами, макрофагами, эпителиальными и эндотелиальными клетками. IL-8 обладает хемоаттрактантной активностью в отношении нейтрофилов и лимфоцитов и при высвобождении приводит к миграции этих клеток к участку тканевого повреждения. По данным литературы описывается высокий уровень IL-8 в сыворотке крови у больных БА, ассоциированной вирусной инфекцией [13].

В большей степени отмечено повышение уровня цитокинов, в том числе индуцированной продукции в период обострения астмы, что показывает важность роли цитокинов при активации воспаления. В работе А.В. Караулова с соавторами отмечено, что стимуляция синтеза и секреции цитокинов у больных бронхиальной астмой, в отличие от здоровых доноров, не всегда приводит к повышению их индуцированной продукции [14].

Таким образом, изучение иммунопатогенеза астмы позволит дифференцированно подойти к терапии БА с позиций индивидуального подхода, прогнозировать тяжесть течения и разрабатывать профилактические мероприятия.

Цель исследования

Изучить роль спонтанной и индуцированной продукции цитокинов IL-4, IL-10, IL-6, IL-8 лейкоцитами периферической крови в патогенезе воспаления неаллергической формы бронхиальной астмы.

Материал и методы исследования

Обследовано 96 больных с диагнозом БА на базе Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Клиническая больница № 4» г. Пензы, из них — 20 (20,8%) мужчин, 76 (79,1%) женщин.

Больные были разделены на 2 группы: 1-ю группу (n=49) составили больные с неаллергической формой БА (НАБА), средний возраст составил 56,00 лет, средняя длительность течения заболевания – 10,00 лет; 2-ю группу сравнения (n=47) — больные с аллергической формой БА (АБА), средний возраст составил 56,00 лет, средняя длительность течения заболевания – 20,00 лет Контрольную группу составили 17 человек, практически здоровых лиц, сопоставимых по полу и возрасту с изучаемыми группами.

По степени тяжести больные были распределены следующим образом: со среднетяжелым течением – 42 (43,75%), тяжелым – 54 (56,25%) человека. Все пациенты получали противовоспалительную терапию в соответствии с рекомендациями GINA 2016. Согласно российским и международным клиническим рекомендациям, средние дозы ингаляционных глюкокортикостероидов (ИГКС) получали 38 (39,5%), высокие дозы – 58 (60,4%) человек.

Диагноз БА установлен в соответствии с Федеральными клиническими рекомендациями и Глобальной стратегией: диагностика, лечение и профилактика БА (GINA 2016). Диагноз АБА поставлен на основании отягощенного аллергологического анамнеза, подтвержденного положительными результатами специфических IgE-антител к пыльцевым и бытовым аллергенам. Диагноз НАБА был установлен путем исключения наличия атопии к неинфекционным аллергенам. Все больные получили полное клинико-лабораторное обследование в соответствии со стандартами обследования больных с БА на базе Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Клиническая больница № 4» г. Пензы.

Функция внешнего дыхания (ФВД) изучалась при помощи спирометра MicroLab (Англия) с определением объема форсированного выдоха в секунду (ОФВ1, %, л), форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, %, л), модифицированного индекса Тиффно (ИТ=ОФВ1/ФЖЕЛ, %), в соответствии с требованиями АТS (American Thoracic Society — Американское торакальное общество). Пиковая скорость выдоха (ПСВ) и суточный разброс ПСВ (разница между утренними и вечерними измерениями в процентах) измерялись с помощью пикфлоуметра  Vitalograph (Ирландия).

Исследование спонтанной и индуцированной продукции IL-4, IL-10, IL-6, IL-8 лейкоцитами периферической крови проведено в Центральной научно-исследовательской лаборатории (ЦНИЛ) ПИУВ – филиала ФГБОУ ДПО «РМАНПО» Минздрава России (заведующая ЦНИЛ – доцент, д.б.н. Баранова Н.И.). Материалом для исследования служили супернатант спонтанной и фитогемаглютенин (ФГА) -индуцированной продукции клеток больных БА и здоровых лиц контрольной группы. Для оценки спонтанной и ФГА-индуцированной продукции цитокинов был проведен тест ex vivo. Определение концентрации IL-4, IL-10, IL-6, IL-8 в супернатанте спонтанной и ФГА-индуцированной продукции клеток иммунной системы осуществлялось методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) при помощи тест-систем «Интерлейкина-4-ИФА-Бест», «Интерлейкина-10-ИФА-Бест», «Интерлейкина-6-ИФА-Бест», «Интерлейкина-8-ИФА-Бест», (ЗАО «Вектор-Бест», Россия).

Статистическая обработка материала проводилась с помощью пакета прикладных программ Statistica 6,0 на персональном компьютере. При сравнении групп между собой использовали критерий Манна-Уитни. Показатели представлены в виде медианы (Ме) и квартилей (Р25%; Р75%). Результаты считались статистически значимыми при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Клинические проявления НАБА характеризовались персистирующим, не полностью контролируемым течением с частыми обострениями (более 2 раз в год). Основным провоцирующим фактором обострений являлись острые респираторные инфекции у большинства пациентов с НАБА. Среди сопутствующей патологии преобладали заболевания респираторного тракта: гайморит, полисинусит, полипоз носа, гнойный бронхит. У 5 человек в анамнезе были отмечены перенесенные пневмонии. Показатели ФВД значимо различались у больных НАБА в сравнении с АБА (р<0,05). В группе больных с НАБА ОФВ1 составил 1,57 л (58,00%), наблюдались суточные колебания ПСВ 24,00%, несмотря на проводимую терапию (р<0,05). Больные с НАБА получали высокие дозы стероидов в 2 раза чаще, чем при аллергическом варианте.

При изучении уровня цитокинов у больных с аллергическим и неаллергическим фенотипом БА был выявлен разнонаправленный характер изменений (таблица).

Значения спонтанной и индуцированной продукции цитокинов IL-4, IL-10, IL-6, IL-8 (пг/мл) лейкоцитами крови у больных с различными фенотипами бронхиальной астмы

Примечания:

*- статистически значимое различие показателей между группами больных АБА и НАБА и здоровыми донорами (Mann-Whitney тест, р<0,05);

** — статистически значимое различие показателей между группами больных АБА и НАБА (Mann-Whitney тест, р<0,05);

спонт. – содержание цитокинов в супернатанте при спонтанной продукции клетками;

инд. — содержание цитокинов в супернатанте при ФГА-индуцированной продукции клетками.

Изменений по уровню спонтанной и индуцированной продукции IL-4 в сравнении между группами больных с НАБА и АБА выявлено не было (р>0,05). Индуцированная продукция IL-4 у больных БА в сравнении с результатами контрольной группы значимо различалась в обеих группах (р<0,05). Повышение индуцированной продукции IL-4 у больных БА в сравнении со здоровыми лицами отражает большую готовность к реагированию Т-лимфоцитов на антиген, это наиболее выражено при АБА (р<0,05). Развитие аллергического воспаления по Th2 типу иммунного реагирования характерно для больных с аллергическим фенотипом БА. IL-4, вероятно, не имеет ведущего значения в патогенезе воспаления при НАБА.

По IL-10 получены значимые различия по результатам при сравнении групп больных с НАБА, АБА и здоровыми донорами как по спонтанной, так и индуцированной продукции (р<0,05). Спонтанная продукция IL-10 у больных НАБА была в 2 раза меньше в сравнении с АБА (р<0,05), но в 2,8 раза выше в сравнении со здоровыми донорами (р<0,05). Индуцированная продукция IL-10 у больных НАБА составила 139,00 пг/мл, у больных с АБА — 161,80 пг/мл (р<0,05), результаты, полученные у больных с БА, значимо различались в сравнении с контрольной группой (р<0,05). IL-10 выполняет иммунорегуляторную роль в балансе Th1 и Th2 типов иммунного ответа при формировании воспаления респираторного тракта  не только у больных с АБА, но и у больных с НАБА.

Спонтанная продукция IL-6 у больных НАБА составила 399,00 пг/мл, что в 2,2 раза выше, чем в группе больных АБА, и в 7,8 раза выше в сравнении со здоровыми лицами (р<0,05). Индуцированная продукция IL-6 составила 9918,00 пг/мл, что также имело достоверную значимость в сравнении результатов, полученных у больных с АБА и здоровых лиц (р<0,05). Повышение спонтанной и индуцированной продукции IL-6 может говорить о преобладании воспаления инфекционного характера. IL-6 поддерживает персистенцию инфекционного, нейтрофильного типа воспаления респираторного тракта. Фенотип НАБА в большей степени связан с инфекционным фактором (вирусами, бактериями), очагами хронической инфекции в респираторном тракте. Известна значимость IL-6 в формировании необратимой обструкции бронхов, фиброза легочной ткани, что снижает эффективность проводимой терапии. 2/3 наблюдаемых пациентов с НАБА получали высокие дозы стероидов, при этом достичь полного контроля БА не удалось.

Аналогичная тенденция наблюдалась и в отношении IL-8. Уровень спонтанной продукции IL-8 у больных с НАБА составил 586,20 пг/мл, у больных с АБА 450,50 пг/мл соответственно (р<0,05). Индуцированная продукция IL-8 также была выше в группе НАБА в сравнении с группами АБА и здоровыми донорами (р<0,05) и составила – 9005,00 пг/мл. Известно, что IL-8 продуцируется нейтрофилами. Повышение продукции IL-8 определяется функциональной активностью нейтрофилов в ответ на внедрение патогенных агентов и напряженностью противоинфекционной защиты организма. Его значимость в патогенезе НАБА подтверждает хроническое течение воспаления и его инфекционный тип.

Выводы

Таким образом, IL-4, IL-10, IL-6, IL-8 могут выступать маркерами различных типов воспаления, определяя клинико-патогенетический вариант БА. При АБА преобладают цитокины, участвующие в Th2 типе иммунного ответа, что характерно для формирования аллергического (эозинофильного) типа воспаления респираторного тракта. При НАБА повышен уровень провоспалительных цитокинов, высвобождение которых происходит под влиянием активации инфекционных агентов. НАБА проявляется нейтрофильным типом воспаления дыхательных путей, что выражается торпидностью к проводимой ИГКС терапии. Результаты исследования индуцированной продукции цитокинов можно применять в реальной клинической практике.

Библиографическая ссылка

Трушина Е.Ю., Костина Е.М., Баранова Н.И., Типикин В.А. РОЛЬ ЦИТОКИНОВ КАК МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАРКЕРОВ ВОСПАЛЕНИЯ ПРИ НЕАЛЛЕРГИЧЕСКОЙ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – № 4.;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=27799 (дата обращения: 06.07.2020).

Источник