Введение
Лейкотриены (LT) играют важную роль в патогенезе воспаления дыхательных путей при бронхообструктивных заболеваниях. LT служат производными арахидоновой кислоты, метаболизируемыми по 5-липоксигеназному пути. Выделяют две группы LT: С4, D4, Е4 цистениловые (Cys-LT) и дигидроксиловые (В4). LT оказывают свое действие через рецепторы Cys LT-R и BLT-R соответственно для цистениловых LT и LT В4. Cys LT-R расположены в макрофагах, клетках кишечника, эпителии дыхательных путей.
LT D4 – один из самых мощных бронхоконстрикторов среди биологически активных веществ, и его действие намного активнее гистамина [1]. LT С4 и LT D4 вызывают миграцию эозинофилов в дыхательные пути. LT D4 способствует усилению кровотока и повышению проницаемости сосудов в органах-мишенях. Также LT D4 играет роль в развитии одного из клинических симптомов риносинуситов – заложенности носа. Сохраняющаяся заложенность носа при аллергическом рините на фоне лечения антигистаминными препаратами обусловлена влиянием LT [2].
LT B4 оказывает хемотаксическое и активирующее действия преимущественно в отношении моноцитов, макрофагов, нейтрофилов, эозинофилов, Т-клеток и является мощным медиатором воспаления [3]. LT B4 участвует в рекрутинге нейтрофилов и является одним из самых мощных хемотаксических агентов для нейтрофилов [4, 5].
В основе бронхиальной астмы (БА) и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) лежит хроническое воспаление дыхательных путей, обусловливающее бронхообструкцию и респираторные симптомы. Многими исследователями проводится изучение воспаления при БА и ХОБЛ, обсуждаются вопросы единого патогенеза этих заболеваний и их различий, приводящих к разным подходам к их лечению. Описываются различные фенотипы БА и ХОБЛ, отличающиеся как клиническими проявлениями, разнонаправленным характером воспаления, различным ответом на противовоспалительную и бронхолитическую терапию. Наибольшее внимание привлекает разделение данной патологии по характеру воспаления (эозинофильное, нейтрофильное).
В патогенезе БА наибольшая роль отводится суммарным LT С4, D4, Е4, которые считаются мощным фактором анафилаксии и имеют важное значение для формирования патофизиологических эффектов при аллергической БА (АБА) и аллергическом рините [6]. Также обсуждается роль суммарных LT С4, D4, Е4 при аспирин-индуцированной БА (АИБА), сопровождающейся формированием полипов носовой полости за счет стимуляции метаболизма арахидоновой кислоты по лейкотриеновому пути при приеме нестероидных противовоспалительных препаратов или салицилатов [7]. С клинической точки зрения АИБА обычно имеет более тяжелое течение и позднее начало, чем АБА, и связана с полипозом носа или синуситом [8]. В связи с этим при данной патологии широко используются антилейкотриеновые препараты [9]. Эозинофильный тип воспаления не только может рассматриваться как проявление аллергического процесса, но, возможно, и играет определенную роль при неаллергическом варианте БА (НАБА), например при аспириновой триаде [10–12].
Существуют различные варианты НАБА, отличающиеся характером воспаления дыхательных путей, причем не вполне ясно, какие LT в большей степени вовлечены в развитие данной патологии. Вирусные и бактериальные инфекции могут приводить к повышению уровня LT [13, 14].
На современном этапе недостаточно освещена роль суммарных LT С4, D4, Е4 при ХОБЛ. При этом у 34% больных имеет место эозинофильный тип ХОБЛ [15], при котором, как и при АБА, требуется назначение ингаляционных глюкокортикостероидов (ИГКС).
LT С4, D4, Е4 и LT В4 имеют разное патофизиологическое значение в патогенезе заболеваний дыхательных путей. При этом LT С4, D4, Е4 определяют эозинофильный характер воспаления [16], а LT В4 рассматривается как важный фактор нейтрофильного воспаления, что особенно характерно для ХОБЛ.
Существует масса цитокинов, хемоаттрактантов и других медиаторов, играющих важную роль в формировании воспалительных механизмов при ХОБЛ. Нейтрофильные гранулоциты являются ключевыми участниками воспалительной реакции, причем наиболее важными хемоаттрактантами для этих клеток, по-видимому, являются интерлейкин-8 и LT B4 [17, 18]. Описана значимая роль LT B4 в воспалении при ХОБЛ и не исключается, что он является ключевым хемокином, воздействующим на накопление гранулоцитов и макрофагов в местах воспаления [19]. Выявлена корреляция между концентрацией LT B4 и повышенным количеством нейтрофилов у больных ХОБЛ [20]. В работе R. Dong et al. показано, что длительное воздействие сигаретного дыма вызывало накопление LT B4, это способствовало развитию эмфиземы и воспаления [21].
Результаты ряда исследований свидетельствуют, что роль LT B4 в патогенезе БА неоднозначна. В отличие от медиаторов бронхоконстрикции LT B4 считается провоспалительным медиатором, ответственным за рекрутирование, активацию и выживание лейкоцитов, включая нейтрофилы [22].
В ряде работ показана значимая роль инфекционных факторов (Staphylococcus aureus и его суперантигенов), которые приводят к эозинофилии и развитию иммунного ответа по Th-2 пути, данный феномен описан при АИБА [23]. Cys-LT играют центральную роль в механизме развития АИБА, но некоторые авторы считают, что LT B4 также участвует в патогенезе данного фенотипа БА [24].
С учетом многообразия фенотипов БА и ХОБЛ, особенно в зависимости от типа воспаления респираторного тракта, интерес к LT сохраняется. При этом сравнительные характеристики LT при различных фенотипах БА и ХОБЛ остаются недостаточно изученными. Поэтом сравнительный анализ их уровней при различных вариантах БА и ХОБЛ внесет значимый вклад в понимание механизмов формирования воспаления дыхательных путей (эозинофильного, нейтрофильного) при данной патологии, позволит уточнить маркеры различных типов воспаления и оптимизировать проводимую терапию.
Цель исследования
Проведение сравнительной оценки роли LT для пациентов с различными фенотипами БА и ХОБЛ.
Методы
Нами в пульмонологическом отделении ГБУЗ «Клиническая больница № 4» Пензы были обследованы 233 пациента с БА и ХОБЛ. Диагнозы БА и ХОБЛ были выставлены на основании международных документов GINA, 2014 и GOLD, 2014 [25, 26]. Пациенты были распределены на группы: 1-я группа (n=57) – больные АБА; 2-я (n=68) – больные НАБА; 3-я (n=43) – больные АИБА; 4-я (n=65) – больные ХОБЛ; 5-я группа (n=24) контрольная, состоявшая из практически здоровых лиц, сопоставимых по полу и возрасту с пациентами изучаемых групп.
Диагноз АБА был поставлен на основании отягощенного аллергологического анамнеза, подтвержденного положительными результатами определения специфических IgE-антител к пыльцевым и бытовым аллергенам. Больные аллергией к пыльце деревьев, луговых и сорных трав составили 33,4% (n=19), к клещам бытовой пыли – 49,1% (n=28) и к эпидермальным аллергенам – 17,5% (n=10). Из сопутствовавших заболеваний у 78,9% (n=45) пациентов с АБА имел место аллергический ринит.
Больные НАБА характеризовались отсутствием атопии и доказанной аллергии к неинфекционным аллергенам, взаимосвязью с инфекционным фактором (частые респираторные вирусно-бактериальные инфекции), более тяжелым течением заболевания, торпидностью к лечению ИГКС.
Диагноз АИБА выставлялся по критериям, соответствовавшим БА и характерной для данного фенотипа триады (полипозный риносинусит, непереносимость аспирин-содержащих препаратов, наличие астмы), также на основании отсутствия доказанной аллергии. Полипозный риносинусит был установлен у 65,1% (n= 28) больных АИБА, крапивница – у 9,3% (n=4), непереносимость нестероидных противовоспалительных средств (НПВС) – у 25,6% (n=11).
Диагноз ХОБЛ выставлялся на основании международного рекомендательного документа «Глобальная стратегия лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких, 2014» (индекс Тиффно <0,7 после постбронходилатационной пробы и отрицательный бронхолитический тест) [26].
Исследование было одобрено Локальным этическим комитетом (протокол № 108) и выполнено по теме научно-исследовательской работы кафедры аллергологии и иммунологии.
Критерии включения в исследование: больные с диагнозом БА и ХОБЛ со среднетяжелым и тяжелым течениями, вне обострения, возраст больных от 40 до 65 лет, информированное согласие пациентов на участие в исследовании.
Критерии исключения: легкая и крайне тяжелая степени тяжести БА и ХОБЛ, постоянный прием пероральных ГКС, тяжелая декомпенсированная соматическая патология, беременность и период лактации, нежелание участвовать в исследовании.
Суммарные LT C4, D4, E4 и LT В4 в плазме крови определяли методом иммуноферментного анализа реактивами фирмы «Neogen corporation» (США) после предварительной экстракции на колонках С18Sep в ЦНИЛ ПИУВ – филиале ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России (заведующая ЦНИЛ – д.м.н., профессор Н.И. Баранова).
Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью методов непараметрической статистики (программа «Statistica 6,0»), определяли медиану (Ме) и квартили (Р25%; Р75%) в изучаемых группах. Исследование взаимосвязи между изучаемыми показателями проводилось с помощью метода корреляционного анализа по Спирмену с вычислением коэффициента корреляции (r). Сила коэффициента: r от ±0,7 до ±1 – высокая, r от ±0,3 до ±0,699 – средняя, r от ±0 до ±0,299 – слабая [27]. Различия между группами считались достоверными при p <0,05.
Результаты
При исследовании уровней LT в крови больных различными фенотипами БА и ХОБЛ были получены результаты, представленные в табл. 1.
Наибольшее значение суммарных LT C4, D4, E4 было обнаружено у больных АБА и составило 3,65 нг/мл, превзойдя данный показатель при других фенотипах БА, ХОБЛ и в контрольной группе (р<0,05). Также наблюдалось повышение суммарных LT C4, D4, E4 у пациентов с АИБА – 1,70 нг/мл, что статистически значимо превосходило этот показатель при НАБА, ХОБЛ и в контрольной группе (р<0,05). Полученные данные подтверждают значимость суммарных LT C4, D4, E4 при БА, в большей степени – при АБА. Уровень LT C4, D4, E4 при АИБА был в 2,1, а при НАБА в 3,5 раза ниже значений, полученных при АБА. Значения суммарных LT C4, D4, E4 у больных НАБА и ХОБЛ не отличались от таковых в контрольной группе (р>0,05).
Значения LT В4 были значительно повышены у больных АИБА (16,40 нг/мл) и ХОБЛ (14,10 нг/мл) по сравнению с АБА, НАБА и контрольной группой (р<0,05). Уровень LT В4 в группе НАБА был выше по сравнению со здоровыми испытуемыми, но в 1,8 раза ниже по сравнению с АИБА и в 1,6 раза ниже по сравнению с ХОБЛ (р<0,05).
По данным литературы, АБА характеризуется аллергическим эозинофильным воспалением, а неаллергические фенотипы БА проявляются его нейтрофильным типом воспаления, ведется дискуссия по дефиниции неаллергического эозинофильного воспаления, в частности при АИБА. Актуальным вопросом остается уточнение эозинофильного типа воспаления при ХОБЛ, поскольку от этого зависит выбор терапии. В связи этим нами были проанализированы значения LT в зависимости от типа воспаления.
Больные были разделены на 2 группы (табл. 2, 3) по преобладанию эозинофилов в периферической крови (более и менее 3%), согласно действующим международным рекомендациям по диагностике и лечению БА и ХОБЛ [25, 26].
В группу А (эозинофильный тип воспаления) вошли 104 (44,6%) пациента с БА и ХОБЛ, в т.ч. из них составили с АБА 53 (93%), с НАБА 15 (22%), с АИБА 27 (62,7%), с ХОБЛ 9 (13,8%). Больных БА и ХОБЛ с нейтрофильным типом воспаления (группа В) было 129 (55,4%), в эту группу вошли пациенты с АБА (n=4, 7%), НАБА (n=53, 78%), АИБА (n=16, 37,2%) и ХОБЛ (n=56, 86,1%). Как видно, различные фенотипы БА различались по эндотипу воспаления, так же как и ХОБЛ.
При сравнении LT в группах по типам воспаления получены следующие результаты. При эозинофильном типе воспаления (группа А у больных БА и ХОБЛ преобладала продукция суммарных LT C4, D4, E4, в большей степени при АБА и АИБА по сравнению с другими группами (р<0,05). Однако у 13,2% (n=9) пациентов с НАБА и у 10,7% (n=7) с ХОБЛ наблюдалось повышение уровня суммарных LT C4, D4, E4, и это свидетельствует о том, что у части больных наблюдается эозинофильное воспаление. В среднем в группе А суммарные LT C4, D4, E4 составили 3,0 [2,10; 3,45], LT В4 – 0,7 [0,60;11,0] нг/мл, различия статистически значимы по сравнению с контрольной группой (р<0,05).
При нейтрофильном типе воспаления (группа В) у больных БА и ХОБЛ преобладала продукция LT B4, прежде всего у пациентов с АИБА и ХОБЛ, по сравнению с другими группами (р<0,05). АИБА является особым фенотипом астмы, в патогенезе которой участвуют как суммарные LT C4, D4, E4, так и LT В4, что свидетельствует о сочетании типов воспаления при данной патологии. В среднем по группе В значения LT В4 составили 13,60 [8,60;18,75] нг/мл, различия с контрольной группой статистически значимы (р<0,05). Значения суммарных LT C4, D4, E4 в этой группе преобладали, как и в группе А, при АБА и НАБА по сравнению с контрольной группой (р<0,05).
Выявлена статистически значимая положительная корреляция суммарных LT C4, D4, E4 с количеством эозинофилов в крови (r=0,62, р<0,05) и с эозинофильным типом воспаления (группа А; r=0,70, р<0,05). Наблюдалась статистически значимая корреляция LT В4 с нейтрофилами (r=0,52, р<0,05) и нейтрофильным типом воспаления (группа В; r=0,56, р<0,05). Полученные данные подтверждают значимость ассоциации суммарных LT C4, D4, E4 с эозинофильным типом воспаления и LT В4 с нейтрофильным типом воспаления дыхательных путей независимо от нозологической формы. Это может служить дополнительным критерием дифференциации типов воспаления при обструктивной патологии дыхательных путей. Уточнение типа воспаления имеет существенное значение при выборе метода лечения.
Обсуждение
Ключевую роль в патогенезе воспаления при АБА играют суммарные LT C4, D4, E4, являющиеся мощным бронхоконстриктором. Активированные Cys-LT выступают в качестве важного посредника эозинофильного воспаления. Именно суммарные LT C4, D4, E4 вызывают классические симптомы астмы (бронхоспазм, отек, гиперсекреция мокроты). Наше исследование показало значимую роль суммарных LT C4, D4, E4 в развитии эозинофильного воспаления при АБА. При НАБА преобладал уровень LT B4; известно, что LT В4 способствует активации нейтрофилов и полученные нами результаты подтверждают преобладание нейтрофильного (инфекционного) воспаления при НАБА. Уровень LT В4 при АБА не отличался достоверно от его показателя в контрольной группе (р>0,05). Предполагаемыми триггерами АИБА являются хроническая вирусная и бактериальная инфекции [28]. LT B4 является мощным хемоаттрактантом и активатором нейтрофилов [29] в ответ на бактериальные патогены. Повышенный уровень LT В4 характерен для АИБА, что подтверждено нашим исследованием и согласуется с данными литературы [30].
Установлено, что в развитии АИБА участвуют как суммарные LT C4, D4, E4, так и LT В4, что говорит о смешенном фенотипе заболевания. В патогенезе воспаления при АИБА немаловажную роль играют суперантигены Staphylococcus aureus (энтеротоксины А, В), которые приводят к активации эозинофилов, к их миграции в очаг воспаления и определяют развитие неаллергического эозинофильного типа воспаления. Авторы указывают на выявление гиперэозинофилии крови, мокроты при данном фенотипе астмы [23]. При этом помимо нейтрофильного типа воспаления за счет инфекционного фактора формируется эозинофильное воспаление, таким образом вносит свой вклад в формирование АИБА. Итак, при АИБА наблюдается повышение продукции двух видов LT, что, возможно, и обусловливает ее клиническое течение, тяжесть состояния больных и ответ на проводимую противовоспалительную терапию.
У больных ХОБЛ в значительной степени преобладал уровень LT В4, который, являясь мощным аттрактантом нейтрофилов, поддерживает персистенцию инфекционного, нейтрофильного типа воспаления респираторного тракта.
По данным литературы, рассматривается возможность назначения антилейкотриеновых препаратов при лечении ХОБЛ [21]. Поэтому при установлении повышения уровня суммарных LT C4, D4, E4 возможно включение этих лекарственных средств, успешно применяемых при БА, в терапию больных ХОБЛ. Это позволило бы снизить стероидную нагрузку на больных ХОБЛ и повысить эффективность лечения пациентов. У части больных ХОБЛ был отмечен повышенный уровень суммарных LT C4, D4, E4, что ассоциировалось с наличием у них эозинофильного типа воспаления. Таким образом, суммарные LT C4, D4, E4 можно рассматривать в качестве одного из возможных маркеров эозинофильного фенотипа ХОБЛ, для этого требуется дальнейшее изучение.
Заключение
Таким образом, LT принимают важное участие в патогенезе воспаления респираторного тракта при БА и ХОБЛ. В патогенезе БА преобладает роль суммарных LT C4, D4, E4, которые вносят существенный вклад в развитие клинических симптомов астмы, определяя тяжесть течения заболевания и ответ на противовоспалительную терапию. Повышенные значения суммарных LT C4, D4, E4 коррелируют с эозинофильным типом воспаления. LT C4, D4, E4 определяют эозинофильный тип воспаления дыхательных путей как при АБА, так и у части больных НАБА (13,2%) и ХОБЛ (10,7%).
В патогенезе НАБА и ХОБЛ преобладающую роль играет LT В4, непосредственно поддерживающий нейтрофильный тип воспаления дыхательных путей, более выраженный при ХОБЛ. Подтверждена корреляция LT В4 с нейтрофильным типом воспаления.
АИБА представляет собой особый фенотип астмы, характеризующийся смешанным характером воспаления респираторного тракта, при этом наблюдается повышение продукции как суммарных LT C4D4E4, так и LT В4.
Несомненно, LT вносят значимый вклад в патогенез БА и ХОБЛ и их возможно рассматривать в качестве маркеров типов воспаления. Уточнение типов воспаления позволит персонализировать терапию и повысить эффективность лечения пациентов при данной патологии.
