CC BY
33
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
© Коллектив авторов, 2015
В.А. Ревякина, Е.Ю. Березина, М.И. Шавкина, И.А. Ларькова, Т.Б. Сенцова, И.В. Ворожко, Е.Д. Кувшинова, М.В. Бойцов
УРОВНИ ЦИТОКИНОВ И СЕКРЕТОРНОГО ИММУНОГЛОБУЛИНА А В ГРУДНОМ МОЛОКЕ МАТЕРЕЙ ДЕТЕЙ, ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫХ К АТОПИИ
Отделение аллергологии ФГБНУ НИИ питания, Москва, РФ
Revyakina V.A., Berezina E.IU., Shavkina M.I., Larkova I.A., Sentsova T.B., Vorozhko I.V.,
Kuvshinova E.D., Boytsov M.V.
CYTOKINES AND SECRETORY IMMUNOGLOBULIN A SCALE IN BREAST MILK OF MOTHERS OF ATOPY PREDISPOSED CHILDREN
Division of Allergology of the Research Institute of Nutrition, Moscow, Russia
Исследованы уровни цитокинов и sIgA в грудном молоке (ГМ) 44 кормящих матерей. Выделены две группы. В 1-ю группу вошли 26 (59,1%) кормящих матерей с положительным аллергологи-ческим анамнезом. 2-ю группу составили 18 (40,9%) кормящих женщин, не имеющих аллергических заболеваний у себя и ближайших родственников. Проведенные исследования показали, что в ГМ матерей с аллергией выявлялись низкие значения sIgA, трансформирующего ростового фактора р (TGFP), высокие уровни IL17A (р<0,05) по сравнению с группой матерей без аллергии. Концентрации IL2 в ГМ матерей обеих групп достоверно не отличались. Наблюдение за детьми в течение 6 месяцев показали, что 75% детей от матерей с аллергией имели кожные проявления аллергии против 22,2% детей от матерей без аллергии. Данные показатели можно рассматривать как биомаркеры прогноза развития аллергической патологии у детей, предрасположенных к атопии.
Ключевые слова: грудное молоко, кормящие матери, дети, атопия, цитокины, секреторный IgA.
The scale of cytokines and sIgA in breast milk (BM) of 44 breast-feeding mothers had been studied. Two groups were formed: the 1st group of 26 (59,1%) of breast-feeding mothers with a positive allergic history, and the 2nd group of 18 (40,9%) breast-feeding mothers without allergic diseases of their own and their nearest relatives. The research showed that there were low levels of secretory IgA (sIgA) and transforming growth factor p (TGFP) and high level of IL17A (p<0,05) in the group of allergic mothers compared to non-allergic. The concentration of IL2 in BM of mothers in both groups did not differ significantly. The 6 months' observation after the infants showed that 75% of children from mothers with allergy had skin manifestations of allergy compared to 22,2% for children from mothers without allergy. These indicators can be considered as biomarkers for prognosis of development of allergic pathology in atopy predisposed children. Keywords: breast milk, breast-feeding mothers, children, atopy, cytokines, secretory IgA.
14
Контактная информация:
Ревякина Вера Афанасьевна - д.м.н., проф., зав. отделением аллергологии ФГБНУ НИИ питания Адрес: Россия, 115446 г. Москва, Каширское шоссе, 21
Тел.: (499) 794-36-21, E-mail: [email protected] Статья поступила 26.01.15, принята к печати 25.05.15.
Contact Information:
Revyakina Vera Afanasevna - Ph.D., Prof., Head of the Division of Allergology of the Research Institute of Nutrition
Address: Russia, 115446 Moscow, Kashirskoye highway, 21
Теl.: (499) 794-36-21, E-mail: [email protected] The article received 26.01.15, accepted for publication 25.05.15.
Грудное вскармливание (ГВ) - идеальная форма питания для ребенка, организм которого нуждается в постоянной защите от патогенных микроорганизмов и агрессивных факторов внешней среды. Грудное молоко (ГМ) содержит важные нутриенты (белки, жиры, лактозу, минералы), имеющие питательную ценность и необходимые для оптимального питания и развития ребенка. Помимо нутриентов, ГМ содержит гормоны, факторы роста, клетки (В- и Т-лимфоциты, нейтрофилы, макрофаги), белковые молекулы (секреторный ^А - в^А, цито-кины), связанные с иммунной системой [1-3]. Вполне вероятно, что многие из этих белковых молекул, не имеющих пищевого значения, обеспечивают развитие иммунной системы ребенка и тем самым защищают его от патогенных микроорганизмов и предупреждают развитие аллергии. Большинство лимфоцитов в ГМ составляют СБ3+, СБ8+-клетки. Они принимают участие в формировании феномена иммунологической толерантности, осуществляют защиту от патогенов окружающей среды. СБ4+лимфоциты ГМ экспрессируют маркеры СБ40Ь, вСБ30, рецептор к 1Ь2 и СБ45КО+ - маркер, ассоциированный с иммунологической памятью. Полагают, что активированные Т-клетки матери компенсируют функцию Т-лимфоцитов новорожденных и обеспечивают их дифференцировку и созревание. Тот факт, что у детей, получающих ГМ, размеры тимуса в 2 раза больше, чем у детей, находящихся на искусственном вскармливании, возможно, подтверждает это предположение [4].
в^А - основной иммуноглобулин женского молока. В нем содержатся и другие растворимые молекулы, способные оказывать иммуномодули-рующие эффекты - молекулы адгезии (например, внутриклеточная молекула адгезии-1 и сосудистая молекула адгезии-1), гормоны, факторы роста и др.
Большое значение придается содержанию в ГМ трансформирующего фактора роста в (TGFp), где он находится преимущественно в виде TGFp2-изоформ. Он играет важную роль в регуляции иммунной системы. Через белок Foxp3 TGFp влияет на регуляторные Т-клетки и Т-хелперы, оказывает противовоспалительное влияние на иммунный ответ, стимулирует синтез ^А и блокирует активацию лимфоцитов и макрофагов. В проведенных экспериментальных исследованиях было показано, что мыши с врожденным дефицитом TGFp выживали в течение всего периода ГВ за счет содержания этого цитокина в материнском молоке. Назначение лабораторным животным TGFp внутрь индуцировало формирование оральной толерантности [4]. Интерес ученых к изучению функций белка TGFp возник несколько лет назад, когда они впервые заметили, что распространенность аллергических заболеваний (АЗ) среди пациентов с синдромом Лойса-Дитца выше, чем в популяции людей без этого заболевания. Результаты исследований последних лет свидетельствуют о том, что белок TGFp не просто посредник в развитии АЗ.
Нарушения сигнальной функции TGFp приводят к тому, что белок запускает каскад реакций, приводящий к развитию АЗ [5].
В ГМ содержатся и другие цитокины, например, IL1, IL6, IL8 вместе с их растворимыми рецепторами, ограничивающими их активность. Установлено, что в первые месяцы лактации в ГМ содержатся достаточное количество цитоки-нов, предполагая, что таким образом компенсируется незрелость иммунной системы новорожденного ребенка. Цитокины, антитела и другие компоненты иммунной системы, содержащиеся в ГМ, подтверждают, что собственная иммунная система ребенка находится под влиянием ГВ. Участие цитокинов ГМ в регуляции иммунного ответа ребенка, рожденного с незрелостью иммунной системы, возможно, предупреждает развитие ряда заболеваний, влияет на формирование оральной толерантности и развитие пищевой аллергии [6, 7]. В этой связи актуальными и перспективными являются исследования, направленные на поиск биомаркеров развития АЗ у новорожденных детей, находящихся на ГВ.
Исходя из вышесказанного, целью работы явилось выявление прогностического значения некоторых цитокинов ГМ для развития АЗ у новорожденных детей, предрасположенных к атопии.
Материалы и методы исследования
Обследованы 44 кормящих женщин в возрасте от 23 до 38 лет. Выделены две группы. В 1-ю группу вошли 26 (59,1%) кормящих матерей, страдающих АЗ или имеющих АЗ в роду. 2-ю группу составили 18 (40,9%) кормящих женщин, не имеющих АЗ у себя и ближайших родственников.
Сбор ГМ у наблюдаемых женщин осуществляли через месяц после рождения ребенка. В ГМ этих матерей определяли содержание sIgA, IL17A, IL2, TGFp [8, 9].
Образцы ГМ забирали в стерильные пластмассовые пробирки на 28-30-й день от рождения ребенка. Исследование sIgA проводили в течение 2 ч после забора молока, которое центрифугировали в течение 15 мин (3000 об/мин), снимали жировую пленку с поверхности молока и определяли содержание sIgA. Для исследования содержания sIgA в ГМ применяли метод радиальной иммунодиффузии с использованием моноспецифических антисывороток к SC-фраг-менту IgA производства Московского НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.И. Габричевского.
Образцы ГМ для определения цитокинов (IL17A, IL2, TNFP) после центрифугирования хранили при температуре -40 0С. Был использован иммунофер-ментный метод (ИФА) с применением коммерческих наборов BioSource International Inc., Бельгия.
Концентрацию общего IgE в сыворотке крови у наблюдаемых детей определяли методом ИФА с использованием тест-систем «Алкор Био» (Россия)». Значения IgE-антител в сыворотке крови до 100 МЕ/ мл расценивается как норма.
Обработку полученных результатов исследования проводили с использованием пакета прикладных
15
программ Statistica фирмы StatSoft Inc (США). Для анализа полученных результатов определяли средние значения признака (М), стандартные ошибки среднего (m). Достоверность различий оценивали с помощью критерия Стъюдента для независимых и связанных выборок. Различия групп расценивали как статистически значимые при р<0,05 и высокозначимые - при р<0,01.
Результаты и их обсуждение
Под наблюдением находились 44 кормящих женщин и их дети с момента рождения до 6-месячного возраста. В зависимости от данных аллергологического анамнеза кормящие женщины были разделены на две группы. В 1-ю группу вошли 26 (59,1%) кормящих матерей, страдающих АЗ (бронхиальная астма, аллергический ринит, поллиноз) или имеющих АЗ в роду. 2-ю группу составили 18 (40,9%) кормящих женщин, не имеющих АЗ у себя и ближайших родственников
Результаты исследования уровней sIgA и цитокинов (TGFp, IL17A, IL2) в ГМ кормящих женщин представлены в таблице. Анализ показателей sIgA в ГМ показал, что у женщин с аллергией они были достоверно ниже по сравнению с женщинами без аллергии (р<0,05). Известно, что sIgA в большом количестве поступает с материнским молоком и осуществляет функцию местного иммунитета. В ранее проведенных исследованиях у 3-месячных детей, чьи родители имели атопию, выявлялась транзиторная недостаточность sIgA, поэтому незрелая местная иммунная система у новорожденных не может справиться с повышенной нагрузкой антигенами. В связи с этим у детей с высоким риском развития ато-пии повышенное всасывание антигенов может привести к сенсибилизации, и в дальнейшем повторный контакт даже с небольшим количеством антигена оказывается достаточным для появления симптомов аллергии.
Концентрация TGFp в ГМ кормящих женщин
1-й группы статически значимо ниже (р<0,01) аналогичного показателя у корящих матерей
2-й группы. Как показали проведенные исследования, у женщин с положительным аллерго-логическим анамнезом отмечены статистически низкие значения IL17A в ГМ по сравнению с кормящими женщинами без аллергии. Уровни IL2 в ГМ у кормящих женщин 1-й группы досто-
верно не отличались от аналогичного показателя женщин 2-й группы (р<0,1).
Таким образом, в ГМ кормящих женщин, страдающих АЗ или имеющих аллергические проявления в семье, выявлялись низкие показатели в^А, TGFp, высокие 1Ь17А по сравнению с кормящими женщинами без аллергии. Не выявлено статистически значимых различий концентраций 1Ь2 в ГМ у женщин в двух наблюдаемых группах. Выявленный цитокиновый дисбаланс у кормящих матерей с аллергией (низкие значения TGFp и высокие уровни 1Ь17А), по-видимому, является основой для развития пищевой сенсибилизации как пускового фактора для АЗ. По-видимому, дисбаланс цитокинов у детей в периоде формирования сенсибилизации определяет последующую форму иммунного ответа. Можно предположить, что уровни TGFp и 1Ь17А в ГМ определяют прогноз развития пищевой сенсибилизации и возникновения аллергической патологии у детей. С некоторой долей вероятности это подтверждается данными клинического исследования за детьми этих матерей.
У детей от женщин с аллергией (1-я группа) первые проявления на коже в виде гиперемии, участков экссудации на 1-3-м месяце жизни появились у 13, а на 3-6-м месяце - еще у 7 детей: всего у 76,9% детей от матерей с аллергией. У детей от женщин без аллергии (2-я группа) в течение первых 6 месяцев жизни первые проявления на коже наблюдались лишь у 4, что составило 22,2%. У всех детей с кожными проявлениями аллергии выявлялись высокие уровни общего ^Е в сыворотке крови - от 125 до 250 МЕ/мл. Проведенное исследование подтверждает, что наследственная предрасположенность к атопии является высоким фактором риска развития АЗ у ребенка. Среди других прогностических факторов, способствующих развитию аллергической патологии у новорожденного ребенка, следует указать на низкие значения в^А, TGFp и высокие 1Ь17А в ГМ кормящих женщин.
Таким образом, в силу особенностей иммунной системы ребенка раннего возраста основные защитные функции выполняют пассивно приобретенные сывороточные и секреторные антитела. Основными сывороточными антителами являются IgG матери, часть из которых переходит из ГМ в кровоток ребенка из кишечника. В регуляции иммунного ответа у новорожден-
Таблица
Уровни sIgA и цитокинов в ГМ наблюдаемых матерей
Показатели 1-я группа (n=28) кормящие женщины с положительным аллергологическим анамнезом 2-я группа (n=18) кормящие женщины с отрицательным аллергологическим анамнезом р
sIgA, мг/дл 2,76±0,13 3,88±0,16 <0,05
TGFP, pg/ml 43,2±4,8 56,7±+6,4 <0,01
^17А, pg/ml 0,33±0,12 0,24±0,11 <0,05
IL2, pg/ml 5,5±0,7 4,6±1,4 <0,1
16
ного ребенка участвуют противовоспалительные и провоспалительные цитокины. Контроль над эффектами провоспалительных цитокинов (IL1, IL6, IL8, TNFa, IFNy, IFNß) выполняют противовоспалительные цитокины (IL4, IL10, IL13, TNFß). Они способны подавлять транскрипцию генов провоспалительных цитокинов в клетках-продуцентах, индуцировать синтез рецептор-ных антагонистов интерлейкинов и усиливать образование растворимых рецепторов. В разных ситуациях некоторые цитокины способны осуществлять противоположные эффекты, что свидетельствует о широком спектре их физиологических функций.
Для подавления гиперчувствительных (аллергических) реакций на пищевые антигены, попадающие в желудочно-кишечный тракт, существует оральная толерантность. Она индуцируется иммунной системой слизистой оболочки кишечника против пищевых антигенов и препятствует развитию у большинства людей пищевой аллергии. Оральная толерантность сопровождается появлением функционально активных Т-регуляторных клеток с фенотипом CD4+CD25+, которые способны продуцировать регуляторные иммуносупрессивные цитокины - TGFß и IL10. Считается, что иммуносупрессия посредством Т-регуляторных клеток может быть главным механизмом, поддерживающим оральную толерантность. Среди цитокинов, способствующих формированию оральной толерантности, наибольшее внимание привлекает TGFß. Значительные количества TGFß обнаруживаются в кишечнике в норме. Он синтезируется гемопоэ-тическими и эпителиальными клетками, важен в регуляции эпителиального гомеостаза и синтеза в B-клетках IgM и IgA, TGFß и IL12, IFNy играет противоположную роль в иммунной регуляции в кишечнике и имеет решающее значение в индукции мукозального (местного) иммунного ответа и толерантности. Недостаточное количество TGFß в ГМ матерей с аллергией подтверждает факт нарушения формирования оральной толерантности у рожденных детей.
Для формирования оральной толерантности необходимо также и множество клеточных субпопуляций. Возможными кандидатами на данную роль являются CD4+ и CD8+ Т-клетки. Большинство исследователей считает, что CD4+ T-клетки обязательны для развития оральной толерантности. В последнее десятилетие накопилось огромное количество данных о существовании дополнительных специфических субпопуляций Т-лимфоцитов и механизмов ими реализующих, назначение которых - обеспечивать поддержание толерантности на периферии. Речь идет прежде всего о естественных CD4+ CD25+ регуляторных Т-клетках (Treg-клетки) и CD4+ Т-лимфоцитах-хелперах 3-го типа (Th3), которые, функционируя, продуцируют ингибитор-ные цитокины [10]. Эти клетки располагаются внутри пейеровых бляшек и способствуют толе-
рантности прежде всего путем секреции TGFß и в меньшей степени IL10 и IL4.
Нарушение формирования оральной толерантности, приводящее к пищевой аллергии, тесно связано с состоянием местного противо-микробного иммунитета, качественным и количественным состоянием микробиоты. За проти-вомикробный иммунитет ответственны Th17-клетки, дифференцирующиеся как FoxP3+Treg из антигенстимулированных наивных CD4+ в собственной пластинке слизистой оболочки в присутствии TGFß, IL1, IL6, IL23, которые активируют фактор транскрипции RORyt. Весьма любопытным является тот факт, что антигенсти-мулированные Т-клетки в естественных условиях могут нести на себе и FoxP3+ и RORyt, таким образом выполняя и защитную, и регулятор-ную функцию одновременно. Роль Th^-клеток состоит в обеспечении иммунных реакций против внеклеточных патогенов за счет продукции семейства IL17, которые ответственны за привлечение нейтрофилов в очаг воспаления.
IL17 способствует увеличению синтеза хемокинов в различных тканях, а также миграции моноцитов и нейтрофилов к месту воспаления, аналогично INFy. Функции IL17 разнообразны, он активирует и подавляет продукцию различных факторов эпителиальными, эндо-телиальными и гладкомышечными клетками, фибробластами, нейтрофилами, дендритными клетками, макрофагами и кератиноцитами. Семейство IL17 функционирует как противовоспалительные цитокины. Они способны подавлять транскрипцию генов провоспалительных цитокинов в клетках-продуцентах, индуцировать синтез рецепторных антагонистов интер-лейкинов, усиливать образование растворимых рецепторов и снижать плотность провоспали-тельных рецепторов на клетках. Они действуют синергически с TGFß и IL1. Баланс между провоспалительными и противовоспалительными цитокинами является важным фактором в регуляции воспалительной реакции и от него во многом зависит характер течения болезни и ее исход. Цитокиновый дисбаланс является основой для развития хронических воспалительных заболеваний.
Все вышесказанное свидетельствует о том, многие процессы регуляции иммунного ответа у детей, предрасположенных к атопии, остаются нерасшифрованными и требуют дальнейших исследований.
Выводы
1. Проведенное исследование подтверждает, что наследственная предрасположенность к ато-пии является высоким фактором риска развития АЗ у ребенка. Среди других факторов, способствующих развитию аллергической патологии у новорожденного ребенка, следует указать на низкие значения sIgA, TGFß и высокие IL17 в ГМ кормящих женщин.
17
2. Низкие значения в^А, TGFp и высокие 1Ь17 в ГМ кормящих матерей являются факторами, нарушающими формирование оральной толерантности у детей. В группе детей от мате-
рей с дисбалансом цитокинов ГМ проявления атопического дерматита развиваются в первые 6 месяцев в 75% случаев, а в группе контроля - в 22,2% случаев.
Литература
1. Ким Флейшер Микаэльсон. Грудное вскармливание. В кн.: Практические аспекты педиатрической диетологии: Пер. с англ. Б. Колецко, ред. Базель: ЭсКаргер АГ, 2008: 92-97.
2. Фатеева Е.М. История организации вскармливания детей первого года жизни. Биотехнология. 2012; 1: 21-26.
3. Lawrence RA, Lawrence RM. Breastfeeding: A Guide for the Medical Profession. 6 ed. St. Louis: Mosby, 2005.
4. Oddy WH, Halonen M, Martinez FD, et al. TGF-p in human milk is associated with wheezing in infancy. J. Allergy Clin. Immunol. 2003; 112 (4): 723-728.
5. Frischmeyer-Guerrerio PA, Guerrerio AL, Oswald G, Chichester K, Myers L, Halushka MK, Oliva-Hemker M, Wood RA, Dietz. HC. TGF Receptor Mutations Impose a Strong Predisposition for Human Allergic Disease. Science Translational Medicine. 2013; 5 (195): 195.
6. Ramer MS, Kakuma R. The optimal duration of exclusive breastfeeding: a systematic revive. Adv. Exp. Med. Biol. 2004; 554: 63-77.
7. Черешнев ВА., Шмагель К.В. Иммунология. М.: Издательский Дом «Магистр-ПРЕСС», 2013: 448 с.
8. Srivastava MD, Brouhard B, Saneto R, Groh-Wargo SJ. Cytokines in human milk. Res. Commun. Mol. Pathol. Pharmacol. 1996; 93 (3): 263-287.
9. Bottcher MF, Jenmain MC, Bjorksten B. Cytokines, chemokine and secretory IgA levels in human milk in relatic to atopic disease and IgA production in infants. Pediatr. Aller. Immunol. 2003; 14: 34-41.
10. Tang Q, Bluestone JA. The Foxp3+ regulatory T cell: a jack of all trades, master of regulation. Nat. Immunol. 2008; 9 (3): 239-244.
© Коллектив авторов, 2014
И.И. Балаболкин, Е.В. Беляева, Л.Д. Ксензова, И.А. Ларькова, В.В. Ботвиньева
КЛИНИКО-ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛЛИНОЗОВ У ПОДРОСТКОВ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЛЛЕРГЕНСПЕЦИФИЧЕСКОЙ ИММУНОТЕРАПИИ
ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАН, Москва, РФ
Balabolkin I.I., Belyaeva E.V., Ksenzova L.D., Lar'kova I.A., Botvinyeva V.V.
CLINICAL AND PATHOGENETIC FEATURES OF HAY FEVER IN TEENAGERS AND THE EFFECTIVENESS OF A SPECIFIC ALLERGEN IMMUNOTHERAPY
Federal State Budgetary Institution «Scientific Centre of Children Health», Moscow, Russia
В статье представлены данные исследования особенностей развития, клинических проявлений и течения поллинозов у 87 подростков. Выявлены преобладание дебюта поллинозов у подростков в детском возрасте (79,3%) и более редкое (20,7%) возникновение его в подростковом возрасте, наличие более широкого спектра пыльцевой сенсибилизации и более легкого течения сезонного аллергического ринита. Установлено повышение уровня общего IgE и содержания ГЬ4, ГЬ5, ГЬ10, ГЬ12, ГЬ13, sIL2R и снижение уровня ГЬ6, ГЬ8 и TNFa в сыворотке крови в период ремиссии болезни. Показаны высокая терапевтическая эффективность аллергенспеци-
18
Контактная информация:
Балаболкин Иван Иванович - д.м.н., проф.,
член-корр. РАН, главный научный сотрудник
ФГБУ НЦЗД РАН
Адрес: Россия, 119991 г. Москва,
Ломоносовский пр-кт, 2/62
Тел.: (499) 134-06-07, E-mail: [email protected] Статья поступила 10.06.14, принята к печати 28.01.15.
Contact Information:
Balabolkin Ivan Ivanovich - Ph.D., Prof., Associate Fellow of Russian Academy of Sciences, Chief Scientific Officer with the Scientific Centre of Children Health
Address: Russia, 119991 Moscow Lomonosov Prospect, 2/62
Теl.: (499) 134-06-07, E-mail: [email protected] The article received 10.06.14, accepted for publication 28.01.15.
