Аспирин-индуцированная бронхиальная астма: цитокиновый профиль сыворотки крови

Медицинская иммунология 2000, Т 2, № 1, стр 89-92 © 2000, СПб PO РААКИ

Краткие сообщения

АСПИРИН-ИНДУЦИРОВАННАЯ БРОНХИАЛЬНАЯ АСТМА: ЦИТОКИНОВЫЙ ПРОФИЛЬ СЫВОРОТКИ КРОВИ

Оуздальцева Т.В.

Лечебно-диагностический центр иммунологии и аллергологии, Самара, Россия

Резюме. Исследование посвящено анализу цитокинов при аспирин-индуцированной бронхиальной астме. Мы определяли уровни IL-4, IL-5, IL-6, IFN-y и TNF-a в периферической крови 90 больных бронхиальной астмой с помощью ELISA-метода. Уровень IL-4 был значительно повышен только при аллергической астме. Уровни IL- 5, TNF-a, IFN-y при АИА имели тенденцию к повышению, но статистически не отличались от показателей у здоровых людей. В группе пациентов с АИА, имеющих высокий уровень IgE, показано повышение содержания IL -5, IFN-y и TNF-a. Установлено, что концентрация TNF-a, IL-6 и INF-

Y положительно коррелирует с активностью процесса при АИА. Дальнейшее понимание роли Th1 и Th2 цитокинов в развитии АИА позволит прояснить патогенез неаллергического хронического воспаления.

Ключевые слова: бронхиальная астма, аспириновая чувствительность, аллергия, цитоксины в крови

Souzdaltseva T.

ASPIRIN-INDUCED BRONCHIAL ASTHMA: CYTOKINES PROFILE OF BLOOD SERUM Abstract. The study is devoted to the analysis of cytokines levels in aspirin-induced bronchial asthma. We have investigated by ELISA the levels of IL-4, IL-5, IL-6, TNF-a and IFN-y in peripheral blood of 90 asthmatic patients. IL-4 level was significantly higher only in allergic patients. IFN-y and IL-5 levels in aspirin-induced and allergic asthma tendend to be higher, but the difference from the healthy not statistical significance. The levels of IL-5, TNF-a and IFN-y were shown to be increased in AIA patients with high IgE level. It was established that the concentration of TNF-a, IL-6 and INF-y positively correlated with the activity of the process in AIA. Further understanding of the role of Th1 and Th2 cytokines in the mechanism of AIA should lead to insight into pathogenesis of nonallergic chronic inflammatory process.

Введение

Наибольшее число исследований по проблеме бронхиальной астмы [6,8,10] посвящено изучению аллергических механизмов воспаления дыхательных путей. В то же время, большой научный интерес представляют данные об участии неаллергических механизмов в развитии болезни. Большинством пульмонологов [3,5,9,13,14] признается целесообразность выделения “аспирин- индуцированной астмы” (АИА) в качестве отдельного неаллергического варианта бронхиальной астмы, имеющего особый патогенез и характерную клиническую картину: круглогодичное, часто тяжелое течение бронхиальной астмы при наличии сопутствующего хронического риносинусита и непереносимости аспирина и других нестероидных противовоспалительных средств. Аспирин-индуцированная астма до сих пор остает-

Адрес для переписки: Суздальцева Татьяна Владимировна 443110, Самара, ул. Ново-Садовая, д.36, кв. 30.

Тел./факс (846-2) 51-09-78 (раб.), (846-2) 35-85-11.

ся нерешенной проблемой на стыке трех медицинских наук: пульмонологии, оториноларингологии и аллергологии-иммунологии. Исследования состояния иммунной системы, в том числе цитокинов, при АИА немногочисленны и противоречивы [2,9,10,14].

Цель работы: определение особенностей цитоки-нового профиля сыворотки крови при АИА с учетом патогенетических вариантов развития заболевания.

Материалы и методы

Обследовано 50 больных АИА , 20 пациентов с атопической бронхиальной астмой (АБА), 20 пациентов со смешанной формой (сочетание аспирин-индуцированного и атопического вариантов) бронхиальной астмы (СБА) и 20 практически здоровых людей (контрольная группа). В каждой из перечисленных групп больных имело место равное количество пациентов с тяжелым и среднетяжелым течением заболевания. Дополнительно пациенты были

распределены в 2 подгруппы в соответствии с уровнем IgE: 1 подгруппу составили больные с высоким уровнем IgE, 2 подгруппу - больные с нормальным содержанием IgE. Уровни цитокинов (IL-4, IL-5, IL-

6, INF-y TNF-a) и IgE в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом с использованием тест-систем фирм INNOGENETICS N.V.(Бельгия) и IBL (Германия). Статистическую обработку данных проводили с помощью программы “ДА-система (детерминационный анализ)” на персональном компьютере IBM Pentium II MMX-350.

Результаты и обсуждение

При сравнительном изучении содержания цито-кинов у больных бронхиальной астмой без учета уровня IgE установлено (табл.1), что IL-4 при АИА определяется на уровне порога чувствительности используемой тест-системы (1,5 пг/мл) независимо от степени тяжести заболевания, тогда как при АБА и СБА (среднетяжелом течении заболевания) уровень IL-4 существенно превышал значение аналогичного показателя в контрольной группе (р<0,05). Отмечено, что повышенное содержание IL-4 не коррелирует с клиническими признаками болезни. Более тяжелое течение АБА и СБА сопровождалось резким снижением уровня IL-4. Содержание IL-5 при АИА находилось в пределах контрольных значений и было существенно (р<0,05) более низким, чем при СБА. Наиболее высокое содержание IL-5 выявлялось у больных с тяжелым течением СБА. В содержании IL-6 при АИА достоверно значимых изменений также не наблюдалось, уровень его не зависел от тяжести течения болезни. При атопической и смешанной бронхиальной астме отмечалась повышение содержания IL-6 у больных с более тяжелым воспалительным процессом в дыхательных путях. Исследование уровней IFN-y и TNF-a показало достоверное увеличение их только при тяжелом течении АБА. У большинства (65% и 86% соответственно) пациентов с АИА значения указанных параметров не превышали контрольных показателей. Анализ данных, полученных

IL — IL4 IL-в ТГЙаЩПа

Рис. 1. Содержание цитокинов (пг/мл) в крови больных АИА при высоком (1) и нормальном (2) уровнях IgE.

при определении уровня IgE в сыворотке крови, показал, что при АИА в среднем 22% больных имеют повышенный уровень IgE. Аналогичный показатель при АБА и СБА был выше в 4,3 раза и в 2,5 раза соответственно. Установлено, что отличительной чертой цитокинового профиля (рис.1) у больных АИА с высоким уровнем IgE является значительно более высокое, по сравнению с 2 подгруппой АИА, содержание IL-5 (55,6+6,7 пг/мл и 21,5+2,3 пг/мл соответственно), TNF-a (47+5,7 пг/мл и 6,5+1,2 пг/мл соответственно). Содержание IFN-y в крови у пациентов 1 подгруппы было более, чем в 10 раз выше значения аналогичного параметра у больных с нормальным уровнем IgE (570+28 пг/мл и 50,9+8,3 пг/мл соответственно). Различия в подгруппах по уровням IL-4 и IL- 6 были недостоверными. Вместе с тем, следует отметить наличие статистически значимых (р<

0,05) различий по концентрации сывороточных IL-5 и IL-6 между 1 подгруппой АИА и соответствующей подгруппой АБА. Обращал на себя внимание тот факт, что тяжелое течение АИА сопровождалось более высоким содержанием IL-6 (47,6+4,8 пг/мл), IFN-

Y ( 976 + 42 пг/мл) и TNF-a ( 90,9+10,1 пг/мл) только у пациентов с высоким уровнем IgE.

Проведенное исследование показало, во-первых, что цитокиновый профиль сыворотки крови больных АИА имеет свои характерные черты, во-вторых, что уровень и соотношения цитокинов зависят от

Таблица 1. СОДЕРЖАНИЕ ЦИТОКИНОВ В КРОВИ (пг/мл) ПРИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЕ

Диагноз IL-4 IL-5 IL-6 INF-y TNF-a

АИА средне-тяжелая 1,5±0,9 31,7±14 20,7±5,1 34,8±4,6 4±1,1

АИА тяжелая 2,3±0,8 17,2±3,8 15,6±0,9 206,9±55 23,4±9,7

АБА средне-тяжелая 856±94* 56,7±12,6 25,6±8,7 46,5±3,6 8±1,9

АБА тяжелая 21±5,8 9,9±1,9 58,7±9,1* 1029±97* 280±45*

СБА средне-тяжелая 701±84* 35,1±5,6 8±1,2 162±36,7 12,9±3,5

СБА тяжелая 42±1,8* 476±51* 48,6±5,4* 203±41,2 23,9±8,8

Доноры 24±4,2 76±8,4 17±3,8 420±48 41±4,6

Примечание: * - достоверное (р < 0,05) увеличение показателя по сравнению с донорами

содержания IgE в сыворотке и тяжести патологического процесса. В соответствии с полученными данными для АИА характерно наличие цитокинового дисбаланса, отличительной чертой которого является нормальное содержание IL-4 и зависимость уровней IL-5, TNF-a и IFN-y от уровня IgE. Отражением тяжести патологического процесса при АИА, на наш взгляд, является увеличение уровней IL-6, IFN-y и TNF-a. Повышение содержания IgE у больных АИА сопровождается возрастанием продукции IL-5, IFN-

Y и TNF-a. Полученные данные подтверждают положение о важной роли цитокинов в патогенезе хронических эозинофильных заболеваний дыхательных путей, в частности аспирин-индуцированной бронхиальной астме. В соответствии с современными представлениями о механизмах развития воспалительного процесса при бронхиальной астме [3,7,9] тип воспалительного ответа определяется профилем продуцируемых различными клетками цитокинов. IL-5 известен как основной цитокин в развитии хронического эозинофильного воспаления [1,4,6]. Существует взаимосвязь между уровнем IL-5 с одной стороны, и легочной эозинофилией, содержанием эозинофильного катионного белка в бронхоальвеолярном содержимом, снижением PAF при аллергической и аспирин-индуцированной бронхиальной астме. Предполагают, что в начале заболевания IL-5 продуцируется преимущественно Т-лимфоцитами, однако после образования полипов роль эозинофи-лов как источника IL-5 становится превалирующей. Установлено, что Т-лимфоциты периферической крови спонтанно высвобождают сходное количество IL-3, IL-5, GM-CSF как при аллергической астме, так и при АИА. Вместе с тем, в ряде исследований [10,13] отмечены различия в продукции цитокинов при указанных вариантах астмы. Так, Rousset F., Robert J., Andary M. [13] обнаружили более высокую продукцию IL-4 и менее выраженную продукцию IFN-y Т-клетками при атопической бронхиальной астме по сравнению с АИА. По данным этих же авторов, Th2 тип лимфоцитов представлен в большом количестве в бронхиальных биоптатах и бронхоальвеолярном лаваже при атопическом варианте астмы, тогда как у аспирин-чувствительных больных имело место повышенное количество СD8 -клеток, которые проявляли выраженную цитокин- продуцирующую активность. В ряде исследований [6,7], так же как и в нашей работе, продемонстрировано наличие диссоциации продукции различных цитокинов при неаллергической бронхиальной астме. При повышенном уровне IL-5 изменения продукции IL-4 у больных не было выявлено. Высказано предположение, что содержание IL-5 ассоциируется с выраженностью воспалительного процесса при астме, а уровень IL-4 - с гиперпродукцией IgE. Недавно опубликовали данные [15], позволяющие рассматривать неаллергический вариант бронхиальной астмы как

иммунопатологический процесс. Выявлена повышенная продукция ^2-цитокинов (IL-4, IL-5, IL-13), IgE, GM-CSF, RANTES как при атопической и при неаллергической астме, а также резкое повышение цитокин-продуцирующей активности макрофагов. Повышенное содержание активированных макрофагов у пациентов с аспирин-индуцированной астмой, по мнению авторов, является отражением персисти-рующей инфекции и/или аутоиммунного процесса. О возможной роли вирус-специфических IgE и IgG-аутоантител, взаимодействующих с рецептором к Fc-фрагменту IgE, имеются также сообщения других авторов [8,14]. Приведенные данные подтверждают правильность выбранного нами методологического подхода к анализу цитокинового профиля с учетом уровня IgE и подтверждают высказанное ранее [2] предположение о об участии гиперактивных макрофагов в развитии АИА. Дальнейшее исследование роли Th1 и Th2 цитокинов в патогенезе аспирин-индуцированной бронхиальной астмы позволит глубже понять механизмы развития хронического эозинофильного воспаления дыхательных путей.

Список литературы

1. Кетлинский С.А. Современные аспекты изучения цитокинов// Russian Journal of Immunology.-1999.- Vol..4 (3).- P.237-241.

2. Суздальцева Т.В. Комплексный подход к оценке иммунореактивности больных бронхиальной астмой/ / Дисс. ...кан.мед. наук. (Куйбышев).- 1987.- 319 с.

3. Федосеев Г.Б. Механизмы воспаления бронхов и легких и противовоспалительная терапия. -Санкт-Петербург: Нордмед-Издат, 1998. - 687 с.

4. Ярилин А.А. “Система цитокинов при иммунопатологии” // Современные проблемы аллергологии, клинической иммунологии и иммунофармакологии. Сборник трудов 1 Национальной конференции Российской Ассоциации Аллергологов и Клинических иммунологов.- М.1997г.- С.161-168.

5. Alas K. Heterogeneity of bronchial asthma // Allergy.- 1981.- Vol.36(3).- P.14-19.

6. Bachert C., Wagenmann M., Rudack C., Hillenbrandt M., Wang D., van Cauwenberge P. The role of cytokines in infectious sinusitis and nasal polyposis // Allergy.-1998.- Vol.53(1).- P. 2-13.

7. Corrigan C.J., Kay A.B. T cells and eosinophils in the pathogenesis of asthma // Immunol. Today.- 1992.-Vol.13.- P.501-507.

8. Hussell T., Spender L., Georgiou A., Garra A., Openshaw P. Th1 and Th2 cytokine induction in pulmonary T cells during infection with respiratory sycytial virus // J. Gen. Virol.- 1996.- Vol.35.- P.45-49.

9. Menz G. Molecular concepts of IgE-initiated inflammation in atopic and nonatopic asthma // Allergy.- 1998.- Vol.53(1).- P.15-21.

10. Nasser S.M., Pfister R., Christie P. et all. Inflammatory cell populations in bronchial biopsies from aspirin-intolerant asthmatic subjects // Am. Rev. Respir Dis.- 1996.- Vol.153.- P.90-96.

11. The allergig reaction / ed. Rihoux Jean-Pierre.-Brussels.:UCB,1993.- 307 p.

12. Romagnani S. Lymphokine production by human T cells in disease states // Annu. Rev. Immunol.- 1994.-Vol.12.- P.227-257.

13. Rousset F., Robert J., Andary M. Shifts in interleukin 4 and interferon-gamma production by T

cells of patients with elevated serum IgE levels and the modulatory effects of these lymphokines on spontaneous IgE synthesis // J. Allergy Clin. Immunol.- 1991.-Vol. 87.- P. 58-69.

14. Szczeklik A. Mechanism of aspirin-induced asthma // Allergy.- 1997.- Vol.52 (6).- P. 613-617.

15. Walker C., Virchow C., Bruijnzeel P., Blaser K. T-cells subsets and their soluble product regulate eosinophilia in allergic and nonallergic asthma // J. Immunol - 1991.-Vol.146.- P. 1829-1835.

поступила в редакцию 11.02.2000 возвращена на доработку 16.02.2000 принята к печати 23.02.2000