Муковисцидоз. Достижения и проблемы на современном этапе
Оксид азота II (NO) - важный фактор в клеточной сигнализации, уничтожении патогенов и релаксации гладкой мускулатуры. NO синтезируется группой энзимов, называемых синтазами оксида азота II (NOS). Поскольку NO играет важную роль в подавлении бактериальной активности, снижение уровня NO может привести к повышению риска инфекции. Уровень выделяемого NO при МВ понижен. При анализе размера тринуклеотидного ААТ повтора в интроне 20 гена NOS1 у больных МВ было показано, что снижение образования NO, обусловленное аллелями с большим числом повторов в гене NOS1, делает больных МВ более чувствительными к колонизации дыхательных путей P.aeruginosa и Aspergillus fumigatus [44].
Тяжелые поражения легких описаны у МВ больных, имеющих низкие уровни маннозо-связывающего лектина 2 (MBL2), протеина, участвующего в опсонизации и фагоцитозе микроорганизмов [34, 44]. Было показано, что MBL аллели, обусловливающие низкую сывороточную концентрацию MBL, ассоциируют с повышенным риском инфекции различного типа. Три миссенс-мутации в экзоне 1 гена MBL ассоциируют со снижением концентрации MBL в сыворотке: Gly54Asp (G54D), Gly57Glu (G57E) и Arg52Cys (R52C). Несколько нуклеотидных замен в промоторном регионе также могут влиять на уровень сывороточного MBL. Смертность и необходимость в трансплантации легких были выше у больных с вариантными аллелями MBL.
При анализе полиморфизмов в гене трансформирующего фактора роста ?1 (TGF- ?1) у МВ больных, имеющих одинаковый генотип, обнаружили, что мутация в кодоне 10 этого гена является фактором риска развития более тяжелого клинического течения у больных МВ [34, 44].
Другая группа исследований была сфокусирована на роли -1 антитрипсина (А1АТ), как предполагаемого модификатора степени поражения легких при МВ. Одни авторы нашли, что дефицитные варианты 1 антитрипсина также ассоциированы с ранним началом легочной колонизации Pseudomonas aeruginosa и высоким тотальным уровням IgG. Тогда как Mahadeva с соавт. обнаружили значимо более сохранную функцию легких у больных МВ, имеющих дефицитные аллели 1 антитрипсина [21].
Третья группа исследований изучала гены, кодирующие белки сурфактантного слоя дыхательных путей. Высокий риск бактериальной колонизации был описан у больных МВ с мутациями в генах 1 и 2 сурфактантных белков. Smith с соавт. [37] обнаружили солечувствительную антибактериальную активность в эпителиальном слое дыхательных путей, обусловленную несколькими антимикробными протеинами, такими как бета-дефенсины человека 1 и 2 (hBD1 и hBD2), лактоферрин, лизоцим, гистатин и кателицидин. hBD1 и hBD2 рассматриваются как модуляторы инфекции дыхательных путей. Предполагают, что экспрессия hBD2 может быть индуцирована воспалением, тогда как hBD1, по-видимому, включается и экспрессируется независимо от воспаления. В исследовании под руководством J.J.Cassiman в Левене была продемонстрирована высокая частота полиморфизмов в генах hBD1 и hBD2 у больных МВ и у здоровых индивидов. Сейчас изучают возможную связь этих полиморфизмов с биологической активностью бета-дефенсинов [34].
Во многих исследованиях не удалось обнаружить значимой ассоциации между специфической CFTR мутацией или классом мутаций и развитием болезни печени. Ряд данных предполагает, что риск развития поражения печени у больных МВ зависит от иных генетических факторов: так Duthie с соавт. показали значимое различие частоты аллеля DQw6 генов главного комплекса гистосовместимости у пациентов с поражением печени в сравнении с больными без поражения печени или здоровым контролем; Feingold с соавт. обнаружили значимую ассоциацию недостаточности маннозо-связывающего лектина (MBL2) с высоким риском тяжелого поражения печени у больных МВ; Friedman с соавт. обнаружили, что мутации Z и S гена ингибитора протеаз (А1АТ) приводят к возрастанию риска тяжелого поражения печени, а также вывили, что мутации в генах А1АТ и маннозо-связывающего лектина действуют, как независимые факторы риска для поражения печени при МВ, и что аллельный вариант TGF- , приводящий к повышенной экспрессии белка, взаимодействует с мутациями гена А1АТ, повышая частоту поражения печени при МВ [34, 44].
Исследования связи между CFTR генотипом и мекониальным илеусом дают противоречивые результаты. Анализ пяти полиморфизмов хромосомы 19, включая два (D19S408 и D19S412), у пар МВ сибсов, дискордантных по степени поражения желудочно-кишечного тракта, подтвердил, что некий локус в регионе 19q13 модулирует проявление мекониального илеуса [45], но не вовлекается в модулирование степени поражения легких. Имеются сведения о возможной роли гена гемохроматоза, как модифицирующего локуса для проявления мекониального илеуса. У больных с мутацией C282Y в гене гемохроматоза в анамнезе чаще встречался мекониальный илеус, но авторы заключили, что результат должен быть проверен на большей выборке [32].
Исследований по выявлению модификаторов проявления гена МВ и их роли немного. Вместе с тем, выявление возможных модификаторов клинических проявлений МВ в недалеком будущем будет иметь важное значение для новых терапевтических стратегий путем воздействия на идентифицированные протеины или на пути их обмена.
Патогенез и клиническая картина
Изучение иммунного статуса при МВ показало, что гуморальное звено иммунитета у этих больных не страдает, и, как правило, дает гипериммунный ответ. Однако у них наблюдается снижение сектеторного компонента sIGA, противовирусного иммунитета, интерферонообразования, количества макрофагов и их функции ("спящие макрофаги"), фагоцитарной функции лейкоцитов [6]. Эти изменения в иммунном статусе больных МВ диктуют необходимость максимального приближения лечебных и реалибитационных мероприятий к домашним и / или амбулаторным условиям, о чем будет сказано ниже.
Изменения со стороны бронхолегочной системы обычно появляются в первые недели или месяцы жизни ребенка в виде гипертрофии бронхиальных слизистых желез и гиперплазии бокаловидных клеток. Результатом этих ранних изменений является обтурация периферических дыхательных путей. Вязкий бронхиальный секрет, представляющий собой очень концентрированный перенасыщенный раствор, тормозит движения ресничек эпителия бронхов, а компоненты секрета легко выпадают в осадок. В результате нарушается механизм самоочищения бронхов. Это способствует росту патогенной флоры и развитию воспаления, бронхиолитов и бронхитов. В течение первого года жизни или позднее, часто после вирусной инфекции, снижающей эффективность локальных механизмов противомикробной защиты, в нижние отделы респираторного проникает большое количество различных патогенных микробов [5, 6].
Хроническая респираторная инфекция обычно развивается очень рано и играет определяющую роль в заболеваемости и смертности, являясь причиной летального исхода у более чем 90% больных [13, 21].
Наиболее распространенными являются St.aureus, H.influenzae и P.aeruginosa (мукоидная и немукоидная форма). В последнее время возросла роль Burkholderia cepacia, характеризующаяся полирезистентностью к антибиотикам, E.coli, Klebsiella pneumonia, Stenotrophomonas maltophilia, Acinetobacter anitratus и ряда других микробных агентов [2, 5, 6, 21].
Патогенез хронической легочной инфекции P.aeruginosa при МВ классифицируется как III тип реакции гиперчувствительности, характеризующийся продукцией антител против большого числа бактериальных антигенов, иммунных комплексов и большого числа нейтрофилов [16, 22]. Колонизация P.aeruginosa вызывает выраженный воспалительный ответ, сопровождаемый высвобождением большого числа цитокинов, таких как интерлейкин-8 (ИЛ-8), который является хемоатрактантом нейтрофилов. Изначально немукоидные штаммы вскоре трансформируются в мукоидные с формированием биофильма вокруг микроколоний, что делает их резистентными к фагоцитам и ограничивает пенетрацию антибиотиков [22].
P.aeruginosa встречается повсюду, где обитает человек, окруженный водными резервуарами и является оппортунистическим патогеном. Редко она изолируется от здоровых людей. При МВ P.aeruginosa высевается часто из мокроты и/или жидкости бронхоальвеолярного лаважа (ЖБАЛ) во всех возрастных группах [12, 13, 17, 26]. Регистр США показал, что у 1/3 больных в возрасте 2-5 лет и у 82% в возрасте 26-30 лет в бронхиальном секрете обнаруживается P.aeruginosa [12]. Аналогичные данные получены и по Европе. Различные методы типирования возбудителя подтверждают, что возможна передача P.aeruginosa от больного к больному, но чаще она происходит через средовые резервуары. Некоторые центры МВ стремятся изолировать больных с P.aeruginosa от пациентов без нее и проводить гигиенические мероприятия деконтаминации средовых резервуаров P.aeruginosa, включая небулайзеры и другое медицинское оборудование, трубы раковин, ванн и туалетов. Дополнительно производится дезинфекция рук больных МВ и обслуживающего их персонала. В настоящее время проводятся научные исследования по эффективности вакцинации против P.aeruginosa [17].
Хронической инфекции P.aeruginosa предшествуют месяцы и даже годы интермитирующей или низкой степени колонизации, когда, либо совсем нет, либо слабо выражена симптоматика бактериальной инфекции нижних дыхательных путей. Повышение уровня специфических антител может отражать антигенную нагрузку из-за пролиферативного роста P.aeruginosa микроколоний. Альтернативно, взаимодействие специфических антител с P.aeruginosa антигеном может активировать комплемент с привлечением и активацией нейтрофилов.
Высокореактивные образцы молекулярного О2 продуцируемого во время НАДФ-зависимых радикалов О2 взрыва этих клеток может активировать P.aeruginosa гены, кодирующие продукцию альгината. Клинические исследования по влиянию агрессивной антибиотикотерапии (АТ) при инфицировании P.aeruginosa, начатые в 1980-е годы, показали, что АТ может блокировать или, по крайней мере, замедлить переход от ранней колонизации к хронической инфекции. Она ведет к значительному уменьшению частоты высеваемости P.aeruginosa у больных МВ, большая часть которых длительное время может оставаться свободной от инфекции P.aeruginosa. Это время может быть еще более увеличено в будущем, т.к. есть данные об эффективности макролидов по снижению способности P.aeruginosa продуцировать альгинат [26].
Хроническое воспаление неизбежно ведет к повреждению легочных структур. Выраженное воспаление определяется уже у трети больных МВ грудного возраста. В ответ на воспаление стенки бронхов реагируют утолщением, изменяя геометрию, и увеличением числа гладкомышечных клеток бронхов, причем воспалительный процесс более выражен в периферических дыхательных путях. Как результат - изменение их геометрии более тяжелое, чем в крупных бронхах. Толщина стенок бронхов на периферии у больных МВ, подвергнувшихся легочной трансплантации более, чем в три раза толще, чем у курильщиков, оперированных по поводу новообразования легких. Утолщение стенки бронхов у больных МВ в конечной стадии болезни также выражено, как у астматиков, умерших в астматическом статусе.
Следует отметить, что в настоящее время при МВ компьютерная томография является более чувствительным методом для выявления структурных нарушений, таких как утолщение стенок бронхов, кист, бронхоэктазов и ателектазов, чем обычное рентгенологическое исследование грудной клетки [39].
Бактериальное заселение бронхиального дерева P.aeruginosa, как указывалось выше, происходит в раннем возрасте. Конверсия P.aeruginosa в мукоидные штаммы обычно происходит спустя несколько лет. Применение низких доз антибиотиков, плохое питание, дегидратация - факторы, способствующие этому переходу. Появление мукоидного штамма, как правило, сопровождается прогрессирующим снижением показателей функции внешнего дыхания (ФВД) и ухудшением общего состояния. Мукоидные штаммы характеризуются гиперпродукцией экзополисахаридов и альгината. Последний может образовывать биофильм, который окружает микроколонии P.aeruginosa и защищает их от действия антибактериальных препаратов. В настоящее время получены данные о том, что в образовании биофильма участвуют 2 независимых патологических механизма: специфическая система опознавания (quorum-sensing system) и продукция мукоидного экзополисахарида/альгината. Первый регулируется генетическими элементами, такими как: LasR и LasI, которые осуществляют связь между клетками, путем внеклеточных химических сигналов Aacyl-Homoserine Lactoues (AHL) [30].
Рост бактерий в бронхиальном дереве у больных МВ индуцирует значительный выброс нейтрофилов, и в ответ на воспаление возрастает экспрессия провоспалительных цитокинов ИЛ-1В, TNF-?, ИЛ-6, ИЛ-8. Транскрипция провоспалительных цитокинов, как недавно было показано, регулируется ядерным фактором - NF-kB и AR1-транскрипциогенным фактором белка активатора. Повышенная экспрессия этих цитокинов сопровождается уменьшением экспрессии ИЛ-10 - антивоспалительного цитокина [30]. Гиперпродукция провоспалительных цитокинов стимулирует мобилизацию нейтрофилов и их скопление в бронхолегочной системе. Дериваты этих гибнущих нейтрофилов - эластаза, протеаза, оксидазы и цитокины могут непосредственно разрушать легочные структуры, воздействуя на эластин и структурные белки. Кроме того, эластаза нейтрофилов - потенциальный стимулятор продукции ИЛ-8 и бронхиального секрета. Клиническим проявлением порочного круга: инфекции, воспаление и повреждение тканей легких, является прогрессирующее снижение функциональных показателей дыхания [30].
Оценке физического статуса при МВ придается огромное значение. Снижение темпов роста или потеря массы является индикатором неблагополучия при этом заболевании. Многими авторами была выявлена тесная связь между продолжительностью жизни и массой тела. Отставание физического развития при МВ определяется многими факторами. Главными среди них можно считать хроническую панкреатическую недостаточность, ведущую к энергетическим потерям со стулом, а также повышенные энергетические потребности,
постоянно увеличивающиеся с ухудшением легочной функции. Отрицательный энергетический баланс у больных МВ возникает, если поступающая в организм пища не покрывает дополнительные энергетические затраты. Недостаточность питания, неблагоприятно сказывается на течении бронхолегочного процесса. Показано, что недоедание приводит к ослаблению дыхательных мышц, нарушает репарацию дыхательных путей и сопровождается дисфункцией иммунной системы [36].Проведенные нами клинические наблюдения свидетельствуют о снижении массы тела у 70,3% больных, роста - у 38,0%, уменьшении мышечной силы у 86% обследованных больных МВ. Средние показатели физического развития у 365 больных в возрасте от 2 месяцев до 18 лет, наблюдающихся в Российском центре муковисцидоза (Москва), в 2002 году по всей группе составили 83,4+4,2 % по массе и 97,3+1,8 % по росту относительно средних показателей здоровых детей того же возраста и пола. Массо-ростовой индекс (фактическая масса / идеальная масса по росту и полу х 100%) был снижен и составил в среднем 87,5+2,6%. Лучшие показатели по массо-ростовому индексу отмечались у детей в возрасте 4-6 лет (90,31+2,20%), а также у мальчиков, по сравнению с девочками [8].
Известно, что у 85-90% больных МВ (по нашим данным у 95,3%) встречается экзокринная недостаточность поджелудочной железы, которая проявляется в основном в нарушении ассимиляции жира и стеаторее той или иной степени. Нарушение стула встречается уже с первых дней жизни у 47,3%, а к году - у 76,6% больных МВ [8, 36].
В связи с этим среди больных МВ широко распространен дефицит жирорастворимых витаминов, бета-каротина и полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Нарушение всасывания липофильных антиоксидантов усугубляет системный оксидативный стресс, усиливает повреждение органов и тканей свободными радикалами, а также способствует чрезмерному воспалительному ответу. Оксидативный стресс и, как следствие, интенсивное перекисное окисление липидов может усугублять недостаточность ПНЖК, что приводит к изменению состава мембраны клеток иммунной системы и нарушает их активность.
У больных МВ отмечается хорошее всасывание углеводов, однако метаболизм их может быть нарушен, вплоть до развития в старшем возрасте сахарного диабета [21]. В Российском центре нарушение толерантности глюкозы выявлено у 53% больных (от 2 мес до 18 лет), а инсулинозависимый сахарный диабет (муковисцидозозависимый тип), как манифестная форма эндокринного поражения поджелудочной железы, - у 1% больных [8].
Считается, что поражение гепатобилиарной системы является прямым следствием основного дефекта при МВ. Несмотря на то, что признаки фиброза в печени той или иной степени встречаются практически у всех больных МВ, однако эти изменения только у 5-10% больных приводят к развитию билиарного цирроза печени с синдромом портальной гипертензии, требующего хирургического лечения [21, 24]. Эхографические признаки изменения гепатобилиарной системы, наблюдались нами у 92% больных муковисцидозом. Желчнокаменная болезнь отмечалась у 1,9% больных, причем частота холелитиаза не зависела от пола, но нарастала с увеличением возраста пациентов. Так до 6 лет желчнокаменная болезнь не встречалась ни у одного ребенка, в возрасте от 7 до 14 лет - у 2,33%, старше 15 лет - у 4,08%. Из 423 детей больных МВ у 32 (7,5%) по данным комплексного клинико-функционального обследования был выявлен билиарный цирроз печени, с развитием синдрома портальной гипертензии у 54% из них. Средний возраст установления диагноза "цирроз печени" по всей группе составил 8,5 лет (от 3 лет 3 месяцев до 14 лет 7 месяцев). Возраст развития синдрома портальной гипертензии колебался от 4 лет 1 месяца до 14 лет 6 месяцев. Цирроз печени осложнился печеночной недостаточностью только у 3 наблюдаемых больных. Частота инфицирования вирусами гепатита В и С (по серологическим маркерам при наблюдении и в анамнезе) среди всех наблюдаемых больных МВ составила 3%, что диктует необходимость специфической профилактики вирусных гепатитов у пациентов с МВ [7, 8].
Интестинальные нарушения при МВ представляют собой комбинацию нарушенной хлоридной секреции, которая ведет к дегидратации кишечного содержимого, и повышения слизеобразования. Повышенное выделение желудочного сока (имеющееся у 70% больных МВ) на фоне сниженного количества бикарбонатов в соке поджелудочной железы ведет к низкому рН в двенадцатиперстной кишке. Избыток вязких гликопротеинов и бокаловидных клеток в тонкой кишке обуславливает снижение всасывания питательных веществ. Многими авторами описано значительное снижение скорости продвижения содержимого по тонкой кишке, возможно, из-за наличия непереваренных жиров и аминокислот в нижнем отделе, что может приводить к усиленному росту патологических бактерий, ведущему к еще большему усилению мальабсорбции [21].
Ваш комментарий