Биологические маркеры атопического воспаления при аллергических заболеваниях как предикторы развития бронхиальной астмы в будущем

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

© Коллектив авторов, 2006

Д.В. Козырицкая, Л.М. Огородова, И.А. Деев, А.В. Екимовских

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ АТОПИЧЕСКОГО ВОСПАЛЕНИЯ ПРИ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ КАК ПРЕДИКТОРЫ РАЗВИТИЯ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ В БУДУЩЕМ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению

и социальному развитию», г. Томск, РФ

Проведено проспективное открытое сравнительное исследование в параллельных группах у детей с бронхиальной астмой (БА) и группы риска по развитию БА (больные атопическим дерматитом — АД и аллергическим ринитом — АР). Определяли биологические маркеры атопического воспаления слизистых оболочек дыхательных путей — функцию внешнего дыхания, тест на бронхиальную гиперреактивность (БГР) с метахолином, уровень нитритов в дыхательном конденсате, уровень эозинофилов в назальном секрете, до и после назначения адекватного степени тяжести БА лечения. Выявлено, что исходно у всех пациентов с БА, АД и АР зарегистрированы уровни биологических маркеров воспаления, превышающие контрольные значения. Особого внимания, в связи с возможным риском развития БА, заслуживает значительное увеличение нитритов в дыхательном конденсате у пациентов с АР и АД, имеющих БГР.

This prospective open-label parallel group study was designed to evaluate the activity of atopic inflammation in respiratory tract mucosa in children with asthma and those at risk (patients with atopic dermatitis and allergic rhinitis). Pulmonary function test, bronchial hyperresponsiveness (BHR), nitrites in breath condensate, proportion of eosinophils in nasal smears were studied before and after administration of adequate controller therapy. Increased levels of biological markers of atopic inflammation were revealed in patients with atopic diseases before the initiation of controller therapy. Patients with AD or AR who had BHR were found to have marked increase in nitrites in breath condensate. Thus it is possible to conclude that increased levels of nitrites in breath condensate could serve as a predictive marker of asthma development in children with AR or AD.

В настоящее время атопический дерматит (АД) и аллергический ринит (АР) рассматриваются в качестве основных предикторов формирования бронхиальной астмы (БА) [1, 2]. Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что кожная гиперреактивность предшествует сенсибилизации дыхательных путей (феномен «атопического марша») [3-7], а воспаление при АР не ограничивается слизистой оболочкой носа, так как назальная и бронхиальная слизистые оболочки имеют структурное сходство, а атопическая реакция является системной [4, 5, 8-11].

Таким образом, дети, страдающие АД и АР, относятся к группе риска по формированию БА. Ранняя диагностика аллергического воспаления дыхательных путей у пациентов, страдающих АР и АД, является актуальной задачей современной медицины. Наличие и интенсивность атопическо-го воспаления дыхательных путей у больных БА зачастую устанавливают косвенно, по так называемым «маркерам воспаления» [12-14].

Одним из важных биомаркеров, известных сегодня, является уровень оксида азота (N0) и его метаболитов (нитрит-анионов) в конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ) [12, 13]. Определение выдыхаемого N0 и нитритов в КВВ используется для оценки активности воспаления и эффективности противовоспалительной терапии при БА [12-15]. Несмотря на высокий интерес исследователей в области изучения биологических маркеров атопического воспаления при БА, сегодня не существует данных об уровне метаболитов N0 у детей, больных АД и АР.

Изучение уровня нитритов в КВВ при АР и АД, возможно, позволит сформировать критерии предиктивной диагностики БА. Использование критериев ранней диагностики БА у детей группы риска в реальной клинической практике будет способствовать проведению мероприятий по первичной профилактике БА.

Целью данного исследования было оценить активность атопического воспаления слизистых оболочек дыхательных путей у детей группы рис-

ка по развитию БА (больные АД и АР) и сопоставить полученные результаты с данными групп сравнения (больные БА) и контроля.

Материалы и методы исследования

В исследование включены 90 пациентов в возрасте от 7 до 16 лет: 30 детей с подтвержденным диагнозом легкой персистирующей, среднетяже-лой, тяжелой БА [2], 30 пациентов, страдающих АД (больные соответствовали критериям диагноза, изложенным в программе «Атопический дерматит и инфекции кожи у детей: диагностика, лечение и профилактика», 2004; средний балл по индексу SCORAD 35,7±3,92) и 30 детей с АР любой степени тяжести (диагноз подтвержден с учетом критериев Национальной программы по диагностике и лечению аллергического ринита, 2002), не получавшие ранее (в течение 1 месяца до включения в исследование) адекватной степени тяжести заболевания терапии. Группу контроля составили 30 практически здоровых детей.

В соответствии с целью было спланировано и проведено проспективное открытое сравнительное исследование в параллельных группах. Все пациенты были разделены следующим образом: исследуемая группа (группа риска по формированию БА - 60 детей, больных АД или АР, и группа сравнения - 30 детей, больных БА. Продолжительность лечебного периода составила 24 недели.

Исследование выполнено в соответствии с требованиями ICH GCP. После включения пациента в исследование проводили начальное обследование больного, включающее оценку выраженности клинических симптомов заболевания и мониторинг пиковой скорости выдоха (ПСВ) с использованием пикфлоуметров MiniWrite (визит 0). Во время 1-го и 2-го визитов было определено следущее: показатели функции внешнего дыхания (ФВД) и тест на бронхиальную гиперреактивность (БГР) с метахолином (исследования выполняли на аппарате MasterScope и APS pro небулайзер производства фирмы Jaeger с определением обратимости объема форсированного выдоха за 1 мин (ОФВ1) по стандартной методике), уровень нитритов в дыхательном конденсате, уровень общего IgE в сыворотке крови, подсчет относительного количества эозинофилов в назальном секрете, определение содержания эозинофилов в периферической крови.

Всем пациентам исследуемых групп были проведены кожные аллергопробы (КАП) с аллергенами производства Ставропольского ФГУП «Аллерген», определен уровень общего IgE в сыворотке крови методом ИФА, подсчет относительного количества эозинофилов в мазках - отпечатках со слизистой оболочки носа был проведен по методике Л.А. Матвеевой (1996). Уровень нитритов в КВВ оценивали по содержанию нитрит-анионов, определяемых в реакции с реактивом Грисса.

На визите 1 после обследования всем пациентам было назначено лечение. В течение последующих 24 недель пациенты с БА получали адекватную степени тяжести терапию ингаляционными

глюкокортикостероидами (ИКС): больным с легкой персистирующей БА был назначен флутика-зона пропионат (Фликсотид) в дозе 200 мкг/сут, больные со средней степенью тяжести БА получали ФП в дозе 500 мкг/сут, больные с тяжелой пер-систирующей БА использовали высокие дозы ФП - 750 мкг/сут. В качестве симптоматической терапии был использован Сальбутамол (Вентолин) в режиме «по требованию». При этом ежедневно пациенты обязательно регистрировали симптомы и показатели ПСВ (утро/вечер) в дневнике самоконтроля. Пациентам, страдающим АР, в качестве базисной терапии был назначен назальный корти-костероид - ФП (Фликсоназе) в дозе 200 мкг/сут, для симптоматической терапии использовали де-конгенстанты - нафазолин 0,1% (нафтизин) и ан-тигистаминные препараты - Лоратадин (Клари-тин). Больным АД терапия назначалась следующим образом: в случае, если показатель SCORAD не превышал 20 баллов, в качестве противовоспалительной терапии был использован крем Пимек-ролимус 1% (Элидел). При индексе SCORAD>20 баллов пациентам был назначен маметазона фуро-ат (Элоком). С целью симптоматической терапии использовали антигистаминные препараты - Ло-ратадин (Кларитин).

Оценка эффективности проводимой терапии для больных БА основывалась на критериях GOAL (Gaining Optimal Asthma Control): количество детей с БА, достигших «хорошего» и «полного контроля» над заболеванием. Наличие ремиссии для больных АР определяли по интенсивности следующих симптомов: чихание, рино-рея, заложенность и зуд в носу, которые оценивали по балльной шкале от 0 (признак отсутствует полностью) до 2 баллов (признак сильно выражен). Достижением контроля над болезнью считалось суммарное количество симптомов за последние 2 недели лечебного периода < 1. Ремиссию симптомов АД определяли при индексе SC0RAD<3 баллов за последние 2 недели лечебного периода.

Статистическую обработку проводили при помощи пакета программ Statistica for Windows 6.0. Данные представлены в виде Х±х, где Х - среднее арифметическое, х - ошибка среднего. Разницу значений считали значимой при р<0,05.

Результаты

Сравнительный анализ клинической характеристики группы больных БА и детей группы риска по формированию БА (больные АД и АР) показал, что такие показатели, как стаж болезни, количество обострений и госпитализаций до назначения адекватной базисной терапии, были сопоставимы в обеих группах (табл. 1).

По окончании лечебного периода (24 недели) 92,86% больных БА достигли «полного» или «хорошего» контроля над заболеванием по GOAL, (табл. 2). У пациентов, страдающих АД или АР, удалось добиться полной ремиссии в 88,33% слу-

При анализе относительного количества эозино-филов в мазках-отпечатках слизистой оболочки носа было установлено достоверно большее их количество у больных обеих групп в сравнении с контролем. Уровень общего ^Е при всех атопических заболеваниях превышал контрольные значения (табл. 3). По окончании 24 недель лечебного периода (визит 2) уровень эозинофилов в назальном секрете у больных, достигших ремиссии, был сопоставим с группой контроля. Однако уровень общего ^Е оставался стабильно высоким и отличался от контрольных значений. Относительное количество эозинофилов периферической крови достоверно превышало чаев. Примечательно, что среди пациентов группы контрольные значения при всех аллергических за-риска, имеющих БГР, не достигли ремиссии болеваниях как до, так и после лечения (табл. 3). 8,33% детей, а среди больных АД и АР без БГР не Результаты функциональных тестов показа-

достигли ремиссии лишь 3,33% больных (табл. 2). ли, что исходно у больных БА были зарегистриро-

Таблица2

Биологические маркеры атопического воспаления у больных БА, АД и АР в зависимости

от достижения ремиссии и уровня БГР

Группы больных n % от числа больных в группе ОФВ1,% от должных величин Эозинофилы назального секрета, % NO в КВВ, ммоль/л

БА (n=30) достигли контроля по GOAL 28 92,86 105,9±4,46 1,0±0,59 8,46±1,55**

не достигли контроля по GOAL 2* 7,14 87,24±4,35 5,0±0,91 14,54±1,88

АД/АР (n=60) достигли ремиссии РС20<8 мг/мл 10 16,66 103,4±0,78 9,12±3,89 8,62±1,65**

РС20>8 мг/мл 43 71,66 109,6±3,51 10,89±5,34 3,71±0,65**

не достигли ремиссии РС20<8 мг/мл 5 8,33 100,7±4,51 12,5±1,32 17,8±1,97

РС20>8 мг/мл 2 3,33 102,4±2,67 7,89±0,47 9,62±0,9**

Таблица 1

Клиническая характеристика включенных в исследование пациентов

Показатели Больные БА Больные АД и АР

Возраст, годы 13,37±0,65 11,50±0,53

Стаж болезни,годы 7,95±1,06 6,4±0,85

Число обострений в год 1,86±0,85 1,62±1,04

Количество госпитализаций в год 1,21±0,18 0,8±0,24

* больные, не достигшие контроля по GOAL, имели низкий уровень комплаентности, и нерегулярно выполняли предписания врача-исследователя; ** р<0,05 при сравнении показателей с больными, не достигшими ремиссии (РС20<8 мг/мл).

Таблица 3

Динамика биологических маркеров атопического воспаления у больных БА, АД и АР

Показатели Больные БА Больные АР или АД Группа контроля

до лечения после лечения до лечения после лечения

Эозинофилы периферической крови, % 6,33±0,83* 5,07±0,70 6,90±1,37 4,57±0,79 2,04±0,86

Эозинофилы назального секрета,% 10,37±4,02* 0,63±0,49* 22,11±10,29* 8,16±2,68 0,70±0,10

ОФВ1, % от должных величин 89,02±2,41* 99,7±2,86 104,4±2,31 109,5±3,76 112,6±0,46

РС20, мг/мл 3,92±0,91* 11,21±1,65 12,45±1,11 14,20±1,33 >16,0

]£Е общий, МЕ/мл 571,0±54,1* 359,1±67* 648,8±49,8* 399,4±74,2* 38,71±5,11

N0 в КВВ, ммоль/л 12,51±1,55* 9,44±1,27* 12,41±1,29* 8,15±1,98* 3,31±0,82

* p<0,05 при сравнении показателей с группой контроля.

ваны низкие значения ОФВ1 и ПСВ. Аналогичный показатель у пациентов, страдающих АД и АР, был сопоставим с группой контроля, что свидетельствует об отсутствии обструкции дыхательных путей у этой группы больных. По окончании лечебного периода (визит 2) значения ОФВ1 и ПСВ у больных БА, достигших ремиссии, также не отличались от контрольных значений.

Исходно, в группе риска развития БА (дети, больные АД и АР), - визит 1, обнаружена повышенная продукция метаболитов N0 в КВВ по сравнению с контрольным значением (р<0,05). При этом уровень нитритов в КВВ у больных АД и АР был сопоставим с таковым при БА на визите 1 (табл. 3). У больных БА, АД и АР, достигших ремиссии за лечебный период (24 недели), уровень нитритов в КВВ снизился, что, возможно, подтверждает наличие атопического воспаления дыхательных путей не только у больных БА, но и у пациентов с АР и АД с отсутствием бронхиальных симптомов.

Учитывая активную продукцию N0, можно предположить наличие некоторой воспалительной активности дыхательных путей у детей с АД и АР, даже в отсутствие у них минимальных клинических проявлений БА. В этой связи возникает вопрос: является ли высокий уровень нитритов в КВВ у детей группы риска, сопоставимый с аналогичным показателем у детей, больных БА, следствием персистирующего воспаления дыхательных путей?

В этой связи данные, отражающие активность воспаления дыхательных путей, были подвергнуты статистическому анализу в зависимости от наличия БГР у больных АД и АР. Установлено, что у всех больных БА уровень БГР был высоким (РС20= 3,92±0,91 мг/мл) (табл. 3). Сопоставимые с данными значениями показатели БГР были выявлены у 25% детей группы риска. У пациентов группы риска (больные АД и АР) и больных БА с наличием при включении в исследование БГР, при достижении ремиссии через 24 недели лечеб-

14 п ЧД2.

Л

§10

% я й 8

И °

К4 я ^

О о Й 1

12,51* 12,41*

4,91

3,31

1

а

б

2 в

Рисунок. Уровень N0 в КВВ у наблюдаемых больных в зависимости от степени выраженности БГР. а - больные БА, б - больные АД/АР, в - контрольная группа, 1 - БГР<8мг/мл, 2 - БГР>8мг/мл, * р<0,05 при сравнении показателей с контрольной группой и больными АД/АР с БГР<8мг/мл.

ного периода средние значения РС20 превысили 8 мг/мл и были сопоставимы с группой контроля. Выявлена обратная корреляционная связь между уровнем эозинофилов в назальном секрете и значениями РС20 (г =-0,29; р<0,005) у пациентов, больных БА, АД и АР, что позволяет предположить наличие эозинофильного воспаления в слизистых оболочках дыхательных путей у больных АД и АР с низкими значениями РС20.

У пациентов группы риска с высоким уровнем БГР (среднее значение РС20=6,21±0,89 мг/мл) содержание нитритов в КВВ при включении в исследование составило 13,61±1,60 ммоль/л, что достоверно выше контрольных значений и сопоставимо с аналогичным показателем у детей, страдающих БА (см. рисунок).

У больных АР и АД (с наличием БГР), достигших за лечебный период ремиссии, уровень нитритов в КВВ был 8,62±1,65 ммоль/л, а значения РС20 составили 11,69±1,52 мг/мл. Уровень нитритов в КВВ у больных АР и АД, не имевших БГР (п=45), при включении в исследование составил 4,91±0,27 ммоль/л и был сопоставим с контрольными значениями. При достижении ремиссии у этой группы больных уровень метаболитов N0 составил 3,71±0,65 ммоль/л и также не отличался от контрольной группы (табл. 2).

Обсуждение

Современные представления о патогенезе ато-пических заболеваний и накопленные клинические данные об эволюции атопического процесса свидетельствуют о феномене «атопического марша» [1, 3]. В этой связи, АД и АР рассматривают как основные предикторы формирования БА [3-5, 7]. Такое состояние проблемы предполагает проведение превентивной фармакотерапии у детей, страдающих АД и АР, с целью первичной профилактики БА. Однако на сегодняшний день не существует критериев, позволяющих выделить группу высокого риска по формированию БА из общей массы детей, больных АД и АР, которым необходимо проведение ранней фармакологической интервенции. Важным критерием для формирования группы высокого риска может быть подтверждение воспалительной активности в дыхательных путях у детей с АД и АР, не имеющих бронхиальных симптомов аллергии. Между тем, существующие методы диагностики воспаления в дыхательных путях являются инвазивными и имеют возрастные ограничения.

Результаты проведенного нами исследования показали, что в качестве маркеров, позволяющих выделить детей с высокой воспалительной активностью дыхательных путей при АД и АР, могут быть использованы показатели БГР и уровень N0 в КВВ. Так, исходно у всех пациентов с атопическими заболеваниями зарегистрированы уровни биологических маркеров воспаления, превышающие контрольные значе-

ния. Особого внимания, в связи с возможным риском развития БА, заслуживает значительное увеличение нитритов в КВВ у пациентов с АР и АД, имеющих БГР. Выявленная взаимосвязь уровня N0 в КВВ и реактивности дыхательных путей (г=0,47; р=0,026) свидетельствует о возможности использования данного вида неинвазивной оценки активности воспаления в слизистой оболочке бронхов для выявления детей с высоким риском развития БА.

Исследование биологических маркеров атопи-ческого воспаления дыхательных путей с целью разработки критериев ранней диагностики БА в группах риска является приоритетным направлением современной науки, как неинвазивных и

простых в использовании методов. Результаты данного исследования демонстрируют, что биологические маркеры можно использовать не только с целью оценки активности воспаления в дыхательных путях, но и в качестве показателей эффективности терапии БА. Применение биологических маркеров в реальной клинической практике, наряду с оценкой клинических признаков, позволит оптимизировать терапию БА у детей, а улучшение предиктивной диагностики БА может открыть широкие перспективы первичной профилактики этого заболевания в группах риска путем внедрения мероприятий ранней фармакологической интервенции.

ЛИТЕРАТУРА

1. Балаболкин И.И. Атопия и аллергические заболевания у детей. // Педиатрия. - 2003. - №6. - С. 99-102.

2. Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы. - М., 2002. - 160 с.

3. Вмешательство при атопическом дерматите с целью контроля атопического марша. // Приложение к журналу «Аллергия и клиническая иммунология». -2003. - Т.112, №6. - 40 с.

4. Leynaert B., Bousquet J. et al. Perennial rhinitis: an independent risk factor for asthma in nonatopic subjects: results from the European Community Respiratory Health Survey. // J. Allergy Clin. Immunol. - 1999. -104: 301-304.

5. Settipane R.J., Hagy G.W. et al. / Long- term risk factor for developing asthma and allergic rhinitis: a 23-year follow- up study of college students. // Allergy Proc. - 1994. - 15: 21-25.

6. Dohi M, Okudaira H. et al. Bronchial responsiveness to mite allergen in atopic dermatitis without asthma. // Int. Arch. Allergy Immunol. - 1990. - 92:138-142.

7. Rodes H.L., Sporik R., Thomas P. et al. Early life risk factors for adult asthma: a birth cohort study of subjects at risk. // J. Allergy Clin. Immunol. - 2001. -108:720-525.

8. Гавалов С.М. Синдром гиперреактивности бронхов и его клинические разновидности. // Консилиум. -1999. - №1. - С. 3-11.

9. Деев ИА., Петровский Ф.И., Огородова Л.М. Гиперреактивность дыхательных путей при БА: основы патогенеза. // Бюлл. Сиб. мед. - 2004. - №4. - С. 65-74.

10. Черняк А.В. Гиперреактивность дыхательных путей при астме: механизмы развития и влияние терапии. // Рус. мед. журнал. - 1997. - Т. 5, №23. - С. 23-28.

11. Oliveira C, Sole D. Improvement of bronchial hyperresponsiveness in asthmatic children treated for concomitant sinusitis. // Ann. Allergy Asthma Immunol. - 1997.- 79:70-74.

12. Ляпунов А.В., Балаболкин И.И. Биологические маркеры аллергического воспаления при бронхиальной астме у детей. // Рос. аллергол. журнал. - 2004. - №1. -С. 33-38.

13. Рывкин А.И., Андрианова Е.Н. Роль оксида азота и эндотелиальной дисфункции в генезе респираторных нарушений при бронхиальной астме у детей. // Педиатрия. - 2003. - №6. - С. 1-5.

14. Gustafsson L.E. Exhaled nitric oxide as a marker in asthma. // Eur. Respir. J. Suppl. - 1998. - Vol. 26. -P. 49-52.

15. Kharitonov S.A., Yates D.H., Chung K.F. et al. Changes in the dose of inhaled steroid affect exhaled nitric oxide levels in asthmatic patients. // J. Eur. Respir. -1996. - № 9. - P. 196.