CC BY
117© ЗЕНКИНА Л.В., СМИРНОВА С В., КАДРИЧЕВА С.Г.
БРОНХИАЛЬНАЯ АСТМА: КОНЦЕНТРАЦИЯ 1Ь2, 1Ь4, IL6, IFN.
И TFNa В СЫВОРОТКЕ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ И ИЗМЕНЕНИЯ В ИММУННОМ СТАТУСЕ ПРИ АТОПИИ И ПСЕВДОАТОПИИ
Л.В. Зенкина, С.В. Смирнова*, С.Г. Кадричева*
Филиал Федерального государственного учреждения здравоохранения «Клиническая больница №51 Федерального медико-биологического агентства» - МСЧ № 46, г. Красноярск * Государственное учреждение научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, г. Красноярск
662990, Красноярский край, г. Железногорск, ул. Кирова, д.5, ФГУЗ «КБ №51 ФМБА России». 660025, г.Красноярск, ул.Вавилова, 23а, филиал ФГУЗ «КБ №51 ФМБА России» МСЧ №46, Е:таП: [email protected].
Резюме: В статье освещены результаты исследования цитокинов и иммунного статуса при респираторной атопии и псевдоатопии. Обследованы больные с атопической бронхиальной астмой, с астматической триадой и здоровые добровольцы. В группе атопической бронхиальной астмы изменения в популяционном и субпопуляционном составе лимфоцитов характеризовали параллельную активацию клеточного и гуморального звена иммунитета с преимущественной активацией Т-хелперов, КК-клеток; синтез В-лимфоцитами характеризовался преимущественной продукцией антител класса ^Е, и незначительным повышением IgG, которые реализуют реакцию гиперчувствительности немедленного типа и реакцию антителозависимой клеточной цитотоксичности; повышение концентрации ГЬ-4 и ГЬ-6 в сыворотке периферической крови отражало активность ^2-типа, развивающих гуморальный тип иммунного ответа; увеличение же концентрации Ш^., антагониста ГЬ-4, оказывало противовоспалительное, ингибирующее действие на гиперпродукцию ^Е, тем самым, подавляя активность развития аллергического воспаления. В группе больных атопической триадой изменения в популяционном и субпопуляционном составе лимфоцитов характеризовались увеличением числа КК-клеток, и угнетением супрессорных и хелперных клонов; индекс способности синтеза В-лимфоцитами был увеличен в сторону продукции антител класса IgG, что характеризовало изменения наиболее специфичные для механизмов вторичного иммунного ответа, в ответ на присутствие токсинов и патогенов, и активизацию механизмов развития реакции антителозависимой клеточной цитотоксичности; повышена концентрация ГК№-. и ТЫБ-а, секретируемых ТЫ- типа и КК-клетками, цитокинов усиливающих цитотоксический эффект эозинофилов и КК-клеток и в синергизме увеличивало эозинофильный характер воспаления. Понижение концентрации ^А в сыворотке периферической крови отмечается во всех группах больных бронхиальной астмой, что свидетельствовало о снижении барьерной функции слизистой дыхательных путей.
Ключевые слова: бронхиальная астма, атопия, псевдоатопия, цитокины, иммунный статус.
Цель работы: изучить особенности содержания некоторых цитокинов (ГЬ-2, ГЬ-4, ГЬ-6, ГКЫ-., TFN- а) в сыворотке периферической крови и показатели
иммунного статуса при респираторной атопии и псевдоатопии. Обследованы больные с атопической бронхиальной астмой (n-27) и астматической триадой (n-26), контрольная группа - здоровые (n-111). В группе больных атопической бронхиальной астмой изменения в иммунном статусе характеризуются параллельной активацией Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов, и повышением в сыворотке периферической крови концентрации IL-4 и IL-6, продуцируемых Th2-ram.
В группе больных АТ изменения в иммунном статусе характеризуются увеличением числа NK-клеток, угнетением супрессорного и хелперного клона Т-лимфоцитов, повышением концентрации IFN-. и TNF-a, секретируемых Th1- и NK-лимфоцитами, обладающих
провоспалительным эффектом.
Бронхиальная астма гетерогенное заболевание, в большинстве случаев развитие которой связано с IgE-опосредованными (атопическими) механизмами. На уровне популяции участие атопических механизмов доказано у 50% больных бронхиальной астмой [1]. Особым клинико-патогенетическим вариантом бронхиальной астмы является аспириновая астма, характеризующаяся развитием бронхоспастического синдрома после приёма ненаркотических анальгетиков и нестероидных противовоспалительных препаратов. Аспириновая астма входит в состав классического клинического неиммунологического (псевдоаллергического, псевдоатопического) симптомокомплекса - астматической триады (непереносимость ненаркотических анальгетиков и нестероидных
противовоспалительных препаратов, бронхиальная астма и полипозный синусит). Удельный вес аспириновой астмы среди других форм бронхиальной астмы составляет от 10 до 40% [2]. Но независимо от клиникопатогенетического варианта бронхиальной астмы истинного аллергического либо псевдоаллергического генеза, общим диагностическим критерием со стороны бронхов является воспаление. Аллергическое воспаление -результат дисбаланса продукции цитокинов Т-хелперами 1 типа (Th1) и Т-хелперами 2 типа (^2) [4]. Цитокины - это белки, вырабатываемые преимущественно
активированными клетками иммунной системы, лишенные специфичности в отношении антигенов и являющиеся медиаторами межклеточных коммуникаций при иммунном ответе, гемопоэзе, воспалении, а также межсистемных взаимодействиях [5]. Основными клетками-продуцентами цитокинов являются Т-хелперы и макрофаги, выполняющие главные роли в поддержании приобретенного и врожденного иммунитета. ТЫ- и ^2=лимфоциты участвуют в различных реакциях на патогены. Стимуляторами образования цитокинов могут быть биологические, физические и химические раздражители [6,7]. В процессе формирования и регуляции интенсивности воспалительного процесса определенный интерес представляет баланс-дисбаланс провоспалительных (IL-2, IL- 6, IFN-., TFN-a) и антивоспалительных (IL-4, IL-6) цитокинов [5,6]. IL-2, IFN-. и TFN-a продуцируют ТЫ- типа, а IL-4, IL-6 - ^2-типа. Считается, что оба типа Т-хелперов образуются из ^0-клеток, синтезирующих цитокины как ТЫ-, так и ^2-лимфоцитов. Переход ТМ- в ТЫ-клетки опосредуется IL-12 и IFN-., тогда как ^2- образуются под воздействием IL-4 [8]. Практически все описанные группы цитокинов участвуют в аллергических реакциях, которые лежат в основе формирования воспалительного процесса, в том числе и при бронхиальной астме.
Таким образом, определена цель настоящего исследования: изучить концентрацию IL=2, IL-4, IL-6, IFN-. и TFN-a в периферической крови и другие показатели иммунного статуса больных атопической формой бронхиальной астмы и астматической триадой.
Материалы и методы. Обследовано 73 взрослых лиц сопоставимых по полу и возрасту. В структуре патологии выделены: астматическая триада - АТ (n-26) и атопическая
бронхиальная астма - АБА (n-27). Все больные обследованы в период обострения заболевания. Контрольная группа = практически здоровые лица (n= 111).
Концентрацию цитокинов в сыворотке периферической крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа реактивами «Cytimmun» (USA) (IL-2, IL-4, TFN-a), и наборами ООО «Протеиновый контур» (Санкт-Петербург, Россия) (IL-6, IFN-.).
Популяционный и субпопуляционный состав лимфоцитов периферической крови исследовали методом флуоресцентной микроскопии с использованием моноклональных антител к поверхностным рецепторам CD3, CD4, CD8, CD16, CD72, HLA-DR (ТОО «Сорбент», Москва, Россия) с помощью микроскопа ЛЮМАМ И-1. Концентрацию общих иммуноглобулинов (IgA, IgM , IgG) сыворотки крови определяли методом радиальной иммунодиффузии по G.Mancini (1965) с помощью стандартных антииммуноглобулиновых сывороток (НПЦ «МедБиоСпектр», Москва, Россия). Содержание общего IgE сыворотки крови определяли иммуноферментным методом с помощью тест-системы ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск, Россия). Циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) в сыворотке крови оценивали турбидиметрическим методом. Рассчитывали иммунорегуляторный индекс (ИРИ, соотношение CD4+/CD8+), индекс активации Т-лимфоцитов (соотношение HLA-DR+/CD72+), индекс относительного синтеза иммуноглобулинов В-лимфоцитами (Ig/CD19+), индекс относительного содержания зрелых Т-клеток к общему количеству лейкоцитов (L/ CD3+) и индекс относительного содержания В-лимфоцитов к общему количеству лейкоцитов (L/CD19+).
Статистическую обработку результатов проводили при помощи пакета прикладных программ «SPSS 10.0». Для оценки статистической значимости различий полученных данных использовали непараметрический критерий Манн-Уитни. Критический уровень значимости, при проверке статистических гипотез, принят равным 0,05.
Результаты и обсуждение. Показатели клеточного и гуморального звена иммунитета представлены в табл. 1 и 2. В группе АБА отмечается увеличение общего числа лимфоцитов за счёт роста абсолютного числа общей популяции Т-лимфоцитов CD3+, обусловленной повышением абсолютного числа Т-хелперно-индукторных клонов CD4+ и натуральных киллеров CD16+. При снижении относительного содержания субпопуляции цитотоксических Т-лимфоцитов CD8+, без нарушения иммунорегуляторного индекса. Отмечается увеличение абсолютного содержания зрелых В-лимфоцитов CD72+ и относительного содержания HLA-DR+-клеток. При анализе индекса относительного содержания зрелых Т-клеток к общему количеству лейкоцитов (L/CD3) в этой группе наблюдается увеличение количества зрелых Т-лимфоцитов относительно аналогичных показателей в группе контроля.
Исследование выявило следующие изменения в клеточном звене иммунитета в группе АТ по отношению к контролю: повышение абсолютного и относительного числа NK с фенотипом CD16+ и HLA-DR+клеток.
Между группами больных выявлены следующие изменения: в группе АБА снижение относительного содержания Т-супрессоров CD8+ по сравнению с показателями в группе АТ и повышение абсолютного и относительного содержания Т-хелперов CD4+ по отношению к тем же показателям в группе АТ.
Анализ гуморального звена иммунитета выявил изменения в группе АБА по отношению к контролю, которые обусловлены значительным повышением уровня IgE, и незначительным повышением IgG при значительном снижении IgM. Определение индекса
относительного синтеза иммуноглобулинов В-лимфоцитами выявило его повышение в отношении продукции IgE и IgG, и его снижение в отношении синтеза IgM и IgA.
У пациентов с АТ изменения гуморального звена иммунитета проявляются гиперпродукцией IgG и IgE, при снижении уровня и IgM относительно группы контроля. Индекс относительного синтеза иммуноглобулинов лимфоцитами повышен в отношении IgG, при снижении способности к синтезу IgM. При сравнении показателей гуморального звена иммунитета между группами больных выявлено в группе больных АТ увеличение концентрации IgG при снижении - IgE по отношению к показателю группы АБА. В группе АТ повышен индекс относительного
В клеточном звене иммунного статуса в группе АБА обнаружено повышение общего содержания Т-лимфоцитов, за счёт повышения активности Т-хелперных клонов лимфоцитов, кооперация которых с антиген-презентирующими клетками приводит к взаимной активации клеток и синтезу цитокинов, определяющих развитие иммунного ответа. Снижение относительного числа Т-супрессоров, которое прослеживается в иммунном статусе больных АБА, влечет за собой снижение секреции IFN-. и переключает дифференцировку ^0-клеток в сторону Th2-ram, ответственных за секрецию цитокинов, участвующих в реакции гиперчувствительности немедленного типа.
Повышение у больных АБА клона NK-клеток, играющих важную роль в регуляции воспалительного процесса, которые являются главными защитниками организма от патогенов на стадии раннего индуцибельного ответа, можно объяснить присутствием механизмов естественного иммунитета. В этой группе отмечается увеличение индекса относительного содержания зрелых Т-клеток к общему количеству лимфоцитов. Изменения в популяционном составе лимфоцитов в группе АБА, характеризуются увеличением относительного содержания зрелых В-лимфоцитов и абсолютного числа зрелых моноцитов, В-клеток и Т-лимфоцитов, что свидетельствует о «параллельной активации» и гуморального и клеточного звена иммунитета. При выраженном преобладании хелперной системы Т-лимфоцитов, одновременно происходит повышение количества зрелых В-лимфоцитов, что увеличивает их способность выполнять функции антиген-презентирующих клеток.
Для группы АБА в гуморальном звене иммунитета, несомненно, изменения обусловлены приоринетическими вариантами БА (Ме (С25;С75)). тетом синтеза IgE и незначительное увеличение концентрации IgG, то есть, тех классов иммуноглобулинов, которые реализуют реакцию гиперчувствительности немедленного типа, и являются носителями свойств антител. Эта направленность подтверждается при определении индекса относительного синтеза иммуноглобулинов лимфоцитами, где выявлено повышение индекса в отношении продукции IgE и IgG. Снижение способности В-лимфоцитов к синтезу IgM, видетельствует о снижении его роли в формировании иммунного ответа, характерного для данного вида патологии, в связи с их низким сродством к антигену.
В группе больных АТ изменения в иммунном статусе характеризуются повышением NK-клеток с фенотипом CD16+, которые несут рецептор для Fc-фрагментов IgG. Кроме того, NK-лимфоциты играют важную роль в регуляции воспалительного процесса и являются главными защитниками организма от патогенов на стадии раннего индуцибельного ответа. Характерно, так же, угнетение супрессорных и хелперных систем лимфоцитов без нарушения иммунорегуляторного индекса. Лимфоцитоз обусловлен в основном за счет повышения содержания В-лимфоцитов, экспрессирующих активационные маркёры HLA-DR+, на что указывает повышение индекса относительного содержания CD72+=клеток к общему количеству лейкоцитов, свидетельствующие о развитии пролиферативных и дифференцировочных процессов в лимфоцитах.
В группе АТ повышен уровень IgG и IgE, относительно контроля. Однако следует отметить, что значения IgE не превышают диапазона общепринятой нормы. Индекс способности синтеза В-лимфоцитами увеличен в сторону продукции IgG и снижен в отношении IgM и IgA. Приоритетный синтез IgG указывает на активизацию механизмов вторичного иммунного ответа, в ответ на присутствие токсинов и патогенов. Таким образом, можно предположить присутствием механизма реакции антителозависимой клеточной цитотоксичности, так как наличествует весь комплекс, а именно, клетка-мишень - антитело (IgG) - NK-клетка, в котором NK реализует свою киллерную функцию в отношении клетки-мишени.
Результаты исследования показали особенности содержания цитокинов в сыворотке периферической крови в зависимости от клинико-патогенетического варианта респираторной аллергии. В сыворотке периферической крови у больных АБА повышен уровень цитокинов IL-4 и IL-6, IFN-. (рис. 1.). Концентрация IL-2 не отличается от контрольного диапазона.
Повышение продукции IL-4 является ключевой в развитии аллергопатологии. Основными продуцентами IL-4 являются лимфоциты c фенотипом CD4+ и CD8+, В-лимфоциты и макрофаги. IL-4 усиливает выработку IgE и IgG1, вызывая переключение синтеза иммуноглобулинов. Он повышает экспрессию на В-лимфоцитах и тучных клетках и секрецию CD23 - низкоаффинного рецептора для IgE, который потенцирует выработку IgE. Эти эффекты, а также способность IL-4 поддерживать пролиферацию тучных клеток имеют прямое отношение к развитию аллергической реакции реагинового типа. Индукция цитокинового фенотипа, свойственного CD4+ ^2-лимфоцитам, происходит под влиянием IL-4. Повышение концентрации IL-4 свидетельствует о переключении синтеза Th0- типа на Th2-rara.
Повышение концентрации IL-6, в сыворотке периферической крови больных АБА, вероятно связано с его провоспалительной ролью в аллергическом воспалении, ведущей к усилению Th2-rara иммунного реагирования. Главной мишенью IL-6, в иммунной системе, служат В-лимфоциты. IL-6 является кофактором пролиферации В-лимфоцитов. Он выступает, как кофактор в отношении увеличения способности IL-4 усиливать пролиферацию В-лимфоцитов. Что так же приводит к активации IgE-зависимого, реагинового механизма иммунного ответа.
У больных АБА повышена концентрация IFN-. в сыворотке периферической крови. IFN=. синтезируется не только CD4+ -клетками ТЫ-типа, но и NK-лимфоцитами, достоверное повышение количества клонов этих лимфоцитов отмечается в группе больных АБА. Важнейшей функцией IFN-. является его участие в опосредовании взаимосвязей между лимфоцитами и макрофагами и в регуляции соотношения клеточной и гуморальной составляющих иммунного ответа. IFN-. служит стимулятором макрофагов, способствуя проявлению различных функций этих клеток, включая обработку и представление антигенов и выработку цитокинов. IFN-. тормозит аллергический ответ, оказывая угнетающее действие на гиперпродукцию IgE. Повышение концентрации IFN-. в сыворотке периферической крови у пациентов АБА, вероятно, обусловлено тем, что он стимулирует пролиферацию ТЫ-типа, тем самым ингибируя пролиферацию Th2-типа, что в результате приводит к снижению активности аллергического воспаления. Следовательно, при атопическом воспалении эффект IFN-. может расцениваться, как противовоспалительный [9,10].
Суммируя всё вышеизложенное, следует, что для АБА приоритетным является реагиновый тип иммунного ответа и наличие механизма антителозависимой клеточной цитотоксичности.
В сыворотке периферической крови у пациентов АТ отмечается повышение IFN-. и TNF-
а, которые секретируются ТЫ-типа, обладающие провоспалительным эффектом. Следует отметить, что и IFN-. и TNF-a продуцируется NK-клетками, повышение которых отмечается в иммунограмме этой группы больных. IFN-. переключает синтез В-лимфоцитов на IgG-изотип.
TNF-a продуцируется, в том числе, и эозинофилами дыхательных путей и может способствовать повышению их цитотоксической активности. TNF-a контролирует степень инфильтрации стенки бронхов нейтрофильными гранулоцитами, участвует в регуляции экспрессии молекул адгезии, привлекающих эозинофилы в очаг воспаления. TNF-a участвует в развитии иммунного ответа в качестве кофактора ростовых цитокинов, обуславливающих пролиферацию В-и Т- лимфоцитов. Цитотоксическое действие TNF-a имеет комплексную природу. Вероятно, TNF-a участвует в реализации цитотоксического действия NK-лимфоцитов. Цитотоксический эффект TNF-a обуславливает вклад этого фактора в развитие альтернативных признаков воспаления.
TNF-a и IFN-. синергидно действуют на клетки эндотелия, повышая выход защитных клеток и молекул из сосудов в ткани, где разыгрывается иммунное воспаление. TNF-a и IFN-. в сочетании вызывают усиление секреции молекул адгезии RANTES клетками эндотелия, который в свою очередь является мощным хемоаттрактантом для эозинофилов. Повышение концентрации TNF-a в комбинации с IFN-. приводит к усилению эозинофильного характера воспаления.
Выводы
1. В группе АБА изменения в популяционном и субпопуляционном составе лимфоцитов характеризуют параллельную активацию клеточного и гуморального звена иммунитета с преимущественной активацией Т-хелперов, NK-клеток.
2. В группе АБА синтез В-лимфоцитами характеризуется преимущественной продукцией антител класса IgE, и незначительным повышением IgG, которые реализуют реакцию гиперчувствительности немедленного типа и реакцию антителозависимой клеточной цитотоксичности.
3. Повышение концентрации IL-4 и IL-6 в сыворотке периферической крови у пациентов АБА, отражает активность Th2-ram, развивающих гуморальный тип иммунного ответа. Увеличение же концентрации IFN-., антагониста IL-4, оказывает противовоспалительное, ингибирующее действие на гиперпродукцию IgE, тем самым, подавляя активность развития аллергического воспаления.
4. В группе больных АТ изменения в популяционном и субпопуляционном составе лимфоцитов характеризуются увеличением числа NK-клеток и угнетением супрессорных и хелперных клонов.
5. В группе больных АТ индекс способности синтеза В-лимфоцитами увеличен в сторону продукции антител класса IgG, что характеризует изменения наиболее специфичные для механизмов вторичного иммунного ответа, в ответ на присутствие токсинов и патогенов, и активизацию механизмов развития реакции антителозависимой клеточной цитотоксичности.
б. В сыворотке периферической крови группы больных АТ повышена концентрация IFN-. и TNF-a, секретируемых TM-типа и NK-клетками, цитокинов, усиливающих
цитотоксический эффект эозинофилов и NK-клеток и в синергизме увеличивающих эозинофильный характер воспаления.
7. Понижение концентрации IgA в сыворотке периферической крови отмечается во всех группах больных БА, что свидетельствует о снижении барьерной функции слизистой дыхательных путей. Литература
1. Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы / Под ред. А. Г. Чучалина. - М.: Атмосфера, 2002. - 160 с.
2. Успехи клинической иммунологии и аллергологии / Под ред. А. В. Караулова. - М.: Издательство «Региональное отделение «Лекарство и пищевые добавки» РАЕН, 2000. -T.I. - 343 с.
3. ARIA. Аллергический ринит и его влияние на бронхиальную астму // Аллергология. = 2001 - Приложение. - № 3. - С. 6 -8.
4. Romagnani, S. The TH1/TH2 paradigm / S. Romagnani // Immunol. Today. - 1997. - Vol. 18, N 6. - P. 263-266.
5. Ярилин, А. А. Система цитокинов и принципы её функционирования в норме и при патологии / А. А. Ярилин // Иммунология. - 1997. - № 5. - С. 7-14.
6. Медуницын, Н. В. Цитокины и аллергия / Н. В. Медуницын // Иммунология. - № 5. -1999. - С. 5-9.
7. Система цитокинов, комплимента и современные методы анализа / Л. В. Ковальчук, Л. В. Ганковская, М. В. Хорева, Е. В. Соколова. - М.: РГМУ, 2001. - 158 с.
8. Кетлинский, С. А. Роль Т-хелперов типов 1 и 2 в регуляции клеточного и гуморального иммунитета / С. А. Кетлинский // Иммунология. - 2002. - № 2. С. 77-79.
9. chung, K. F. Cytokines in asthma / K. F. Chung, P. J. Barnes // Thorax. - 1999. = Vol. 54, N
5. - P. 825-857.
10. Renauld, J. C. New insights into the role of cytokines in asthma / J. C. Renauld // J. Clin. Pathol. - 2001. - Vol. 54, N 1. - P. 577-589.
11. Смирнова, С. В. Дифференцированные подходы к диагностике истинной аллергии и псевдоаллергии: Учебно-методическое пособие. / С. В. Смирнова, В. И. Пыцкий. -Красноярск, 2002. - 14 с.
12. Пыцкий, В. И. Аллергические заболевания / В. И. Пыцкий, Н. В.
Адрианова, А. В. Артомасова. - М.: Триада-Х, 1999. -470 с.
Статья поступила в редакцию 10.06.2008г.
