CC BY
34
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
© СИЗЯКИНА Л.П., АНДРЕЕВА И.И., 2018
Сизякина Л.П., Андреева И.И.
ДИСКООРДИНАЦИЯ ИММУННЫХ ПРОЦЕССОВ В УСЛОВИЯХ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ДЕФЕКТА ИНГИБИТОРА С1 КОМПОНЕНТА СИСТЕМЫ КОМПЛЕМЕНТА
ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России, 344022, Ростов-на-Дону, Россия
Система комплемента как один из факторов многоуровневой системы иммунного реагирования связывает врожденный и адаптивный иммунный ответ в единое целое. Между тем, изменения комплемент-опосредованных иммунных процессов при их генетической несостоятельности практически не исследованы. В результате проведенного анализа количественных и функциональных показателей системного иммунного ответа у 15 пациентов с НАО 1 типа показано, что в условиях сбоя регуляции каскада компонентов комплемента формируется дисрегуляция других факторов иммунного ответа. Проявлением этой дискоординации является усиление эффекторных функций клеточных компонентов врожденного и приобретенного иммунитета, цитокиновый дисбаланс. При этом следует отметить ассоциацию степени выраженности изменений иммунных процессов с клинической манифестацией развития брадикинин-индуцированных отеков.
Ключевые слова: наследственный ангиоотек I типа, врожденный и адаптивный иммунный ответ, иммуно-регуляция.
Для цитирования: Сизякина Л.П., Андреева И.И. Дискоординация иммунных процессов в условиях генетического дефекта ингибитора с1 компонента системы комплемента. Иммунология. 2018; 39(5-6): 258-261 DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0206-4952-2018-39-5-6-258-261
Sizyakina L.P., Andreeva I.I.
DISCOORDINATION OF IMMUNE PROCESSES DUE TO THE GENETIC DEFECT INHIBITOR С1 -COMPONENT OF THE COMPLEMENT SYSTEM
Rostov State Medical University, 344022, Rostov-on-Don, Russia
The complement system, as a factor of multilevel immune response system, connects the innate and adaptive immune response together. Meanwhile, changes complement-mediated immune processes in terms of their genetic inconsistency are hardly explored. As a result of the analysis of quantitative and functional parameters of a systemic immune response in 15 patients with HAE I type it is shown that in the conditions of failure of regulation of cascade complement components, a disregulation of other immune response factors is formed. Manifestation of discoordination is intensification of the effector functions of the cellular components of innate and acquired immunity, cytokine imbalance. It should be noted that the degree of expression of changes in immune processes is connected with a clinical manifestation of the development of bradykinin-induced edema.
Keywords: hereditary angioedema of type I, innate and adaptive immune response, immunoregulation.
For citation: Sizyakina L.P., Andreeva I.I. Discoordination of immune processes due to the genetic defect inhibitor С1 -component of the complement system. Immunologiya. 2018; 39(5-6): 258-261. DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0206-4952-2018-39-5-6-258-261
For correspondence: Sizyakina Lyudmila Petrovna, Doctor of Medicine, Professor, Head. dep. Clinical Immunology and
Allergology, director of the Institute of Clinical Immunology Rostov State Medical University
Information about authors:
Sizyakina L.P. http://orcid.org/0000-0001-5716-4397
Andreeva I.I., http://orcid.org/0000-0002-7735-4275
введение
Диагноз наследственный ангионевротический отёк (НАО) объединяет этиологически гетерогенную группу заболеваний, имеющих идентичную клиническую манифестацию - рецидивирующие отёки в любой области тела (лицо, конечности, слизистые оболочки дыхательных путей, гортани, желудочно-кишечного и урогенитального трактов) [1]. В последние два десятилетия прошлого века была идентифициро-
Для корреспонденции: Сизякина Людмила Петровна, д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой клинической иммунологии и аллергологии ФПК и ППС, директор НИИ клинической иммунологии ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России, E-mail: [email protected]
conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Acknowledgments. The study had no sponsorship.
Received 28.06.18 Accepted 16.08.18
вана роль генетического дефекта ингибитора С1-компонента системы комплемента (СНЫН) в патогенезе наследственных ангиоотёков [2], а в начале текущего столетия разработаны лекарственные препараты, существенно преобразовавшие их лечение. Дальнейшее наблюдение за пациентами с НАО показало наличие ангиоотеков в семьях при отсутствии дефекта СНЫН [3]. В 2006 г. среди больных НАО с нормальным количественным и функциональным потенциалом СНЫН иден-тифицировна мутация в экзоне 9 гена фактора свертывания крови FXII [4]. В последующем было показано, что дефект гена F12 является причиной не более 20—25 % всех наследственных ангиоотеков, не связанных с поломкой С1ШН [5]. В 2018 г опубликованы работы, показывающие наличие в ряде случаев мутаций в гене ангиопоэтина 1 (ANGPT1) [6], в других семьях с НАО установлена мутация в гене плазмино-
гена (PLG) [7]. Поиск причин расшифровки патофизиологии различных вариантов НАО продолжается. Тем не менее, на сегодняшний день все известные клинические формы НАО можно разделить на 2 группы: связанные с генетическим дефектом ингибитора С1-компонента системы комплемента либо опосредованные другой причиной развития сосудистой дисфункции и формирования отеков [8]. В отличие от других вариантов, патогенез С1-индуцированных ангиооте-ков достаточно хорошо изучен. В основе лежит дефект гена SERPING 1, локализованного в 11-й хромосоме, что приводит к нарушению синтеза С1ингибитора (I тип НАО) либо его функциональной активности (II тип НАО) [2] . С1-ингибитор (СНЫН) - гликопротеин, относящийся к семейству серино-вых протеаз, а-2-глобулин. В норме С1ГЫН ингибирует активацию широкого спектра сериновых протеаз: продуктов распада С-1 компонента классического каскада комплемента (С^ и С1г), активированный калликреин, факторы свертывания Х1а и Х11а, блокирует трансформацию плазминогена в плазмин. Клиническая манифестация количественного либо функционального дефекта С11ЫН в первую очередь проявляется нарушениями, опосредованными быстрым накоплением большого количества кининов, в частности брадикинина, повышением сосудистой проницаемости и развитием ангио-отеков [9,10]. Между тем, С1ГЫН - ключевой регуляторный белок классического пути активации комплемента, поэтому изменения комплемент-опосредованных иммунных процессов неизбежны и могут состоять в нерегулируемой активации протеолитического каскада либо в истощении компонентов комплемента, необходимых для полноценной работы [11]. Система комплемента как один из факторов многоуровневого иммунного реагирования связывает врождённый и адаптивный иммунный ответы в единое целое. Функциональная организация иммунной системы характеризуется широкими компенсаторными возможностями - нарушения одного из вариантов эффекторных либо регуляторных реакций непременно вызывает изменения баланса согласованности активации и супрессии других компонентов, приводит к индукции компенсаторных механизмов, нивелирующих тот или иной дефект [12]. Однако на сегодняшний день в доступной литературе практически отсутствуют публикации, характеризующие изменения системных иммунных процессов, связанных с первичным дефектом классического пути активации комплемента.
В связи с вышеизложенным, целью настоящего исследования является комплексный анализ количественных и функциональных параметров факторов врожденного и приобретенного иммунитета у пациентов с НАО, связанного с количественным дефектом С-1 ингибитора (НАО 1-го типа).
Материалы и методы
Проведено клинико-иммунологическое обследование 15 пациентов (возраст от 13 до 70 лет, средний 39,9 ± 19,6, мужчин - 8, женщин - 7), страдающих НАО 1-го типа. Диагноз верифицирован с учетом Федеральных клинических рекомендаций по диагностике и лечению больных с НАО [13] на основании анамнестических данных (средний период манифестации заболевания составил 25,9 ± 16,8 года, положительный семейный анамнез), жалоб на возникающие спонтанно либо индуцированные травмой плотные отеки различной локализации, результатов лабораторной диагностики, выявившей снижение содержания С-1 ингибитора < 30 % от нормативных значений. Клиническая манифестация заболевания проявлялась у 8 человек периферическими отеками (верхние и нижние конечности), у 7 человек локализация отеков имела жизнеугрожающий характер (гортань), либо центральную локализацию (живот). По числу приступов в течение одного года все пациенты были разделены на 2 группы: с редкой манифестацией (< 1-2 раз в полгода, п = 6), с частыми проявлениями (> 1 раза в 1-2 мес, п = 9). Иммуно-
ORIGINAL ARTICLE
логическая диагностика осуществлялась в момент верификации диагноза, вне клинической манифестации ангиоотеков, до назначения терапии НАО. При оценке показателей иммунного статуса использовали проточную цитофлюориме-трию с соответствующим набором моноклональных антител (anti-CD3, CD4, CD8, CD16, CD25, HLA DR, Foxp3, Gransim B). Фенотипирование мононуклеаров периферической крови осуществляли на проточном цитофлюориметре Cytomics FC 500 (Beckman Coulter). В связи с одновременным определением количества клеток и их активационного потенциала, использованы антитела с двух- и трехцветной меткой в соответствии с методиками производителя. Количественное определение иммуноглобулинов А, М, G в сыворотке крови проводили методом простой радиальной иммунодиффузии в геле. Определение образования активных форм кислорода нейтрофилами осуществляли с помощью НСТ-теста. В качестве группы сравнения были обследованы 15 практически здоровых доноров крови в возрасте 20-55 лет. Статистическая обработка данных проводилась с применением пакета прикладных программ Statistica 7.0 и электронных таблиц Excel 2007. При анализе данных оценивался характер распределения показателей согласно критерию Шапиро-Уилка. Значимость различий оценивалась с помощью критерия Манна-Уитни. Сравнение связанных групп осуществлялось с использованием критерия Вилкоксона. Статистически значимыми различия считали прир < 0,05.
Результаты и обсуждение
Полученные данные иммунологического тестирования всех обследованных пациентов с диагнозом НАО 1-го типа, клиническая манифестация которого характеризовалась различной частоты отеками центральной либо периферической локализации и снижении содержания C1INH до 0,0647 ± 0,024 г/л (норма 0,210-0,390 г/л), демонстрируют изменения параметров иммунного ответа по сравнению с контрольными значениями (табл.1). Нарушения в показателях адаптивного иммунитета затрагивают активационные потенции Т-звена, что проявляется снижением числа CD3+-лимфоцитов, экс-прессирующих маркеры поздней активации при увеличении цитолитической активности CD8+-эффекторной субпопуляции за счет роста количества CD8+Gr+ -лимфоцитов. В гуморальном звене адаптивного иммунитета изменения связаны с активацией созревания В-лимфоцитов и увеличением количества циркулирующих CD20+-клеток. Изменения в системе врожденного иммунного ответа верифицируются снижением адаптационных резервов кислородзависимого метаболизма нейтрофилов. В цитокиновом спектре сыворотки крови пациентов с НАО в сравнении с данными контрольной группы обращает внимание факт статистически значимого увеличения уровня ИЛ-4 и ИЛ-17 (табл. 1).
Представленные данные отчетливо свидетельствуют, что генетический дефект согласованности каскада реакций комплементарной цепи находит своё отражение в реагировании иммунной системы в целом и характеризуется диспропорцией активационных процессов адаптивного иммунитета, цитокиновым дисбалансом. Показано снижение экспрессии поздних активационных маркеров Т-лимфоцитов при усилении цитолитической активности CD8+- субпопуляции, увеличение числа циркулирующих В-лимфоцитов, активация продукции медиаторов Th-2 опосредованного и нейтрофиль-ного воспаления.
Для ответа на вопрос о возможной связи изменений иммунного реагирования с вариантом клинической манифестации НАО проведён сопоставительный анализ результатов обследования пациентов с различной частотой формирования отеков. Установлено, что между больными НАО с частыми отёками по сравнению с пациентами с редкой манифестацией, спектр отличительных признаков определяется усилением функциональных потенций Т-эффекторов и клеточных
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Таблица 1.
Показатели адаптивного и врождённого иммунного ответа у пациентов с НАО 1-типа
Показатели НАО Контроль
(n = 15) (П = 15)
CD3+,% 68,64 ± 5,78 68,88 ± 0,38
CD3+, abs 1,3 ± 0,45 1,22 ± 0,03
CD3+CD25+, % 3,14 ± 0,41 2,15 ± 0,17
CD3+CD25+, abs 0,06 ± 0,02 0,04 ± 0,01
CD3+HLA DR+, % 2,36 ± 0,47* 8,04 ± 0,14
CD3+HLA DR+, abs 0,04 ± 0,02* 0,14 ± 0,01
CD4+,% 38,81 ± 2,86 41,92 ± 0,35
CD4+, abs 0,68 ± 0,08 0,74 ± 0,02
CD4+CD25+Foxp3+,% 1,37 ±0,46 1,3 ± 0,3
CD4+CD25+Foxp3+, abs 0,02 ± 0,01 0,02 ± 0,01
CD8+, % 29,36 ±7,19 21,88 ± 0,33
CD8+, abs 0,48 ± 0,11 0,39 ± 0,01
CD8+Gr+,% 24,38 ± 7,24* 9,38 ± 2,21
CD8+Gr+, abs 0,41 ± 0,02* 0,16 ± 0,005
CD20+, % 11,73 ± 3,74* 6,20 ± 0,24
CD20+, abs 0,24 ± 0,03* 0,11 ± 0,01
IgA г/л 1,94 ± 0,61 1,4 ± 0,3
IgM г/л 1,21 ± 0,38 1,1 ± 0,1
IgG г/л 11,4 ± 1,3 10,3 ± 1,3
НСТсп., у.е. 97,9 ± 12,04 90,12 ± 1,01
Кст. НСТ 1,5 ± 0,14* 2,15 ± 0,02
CD16+,% 14,45 ± 3,17 12,12 ± 0,25
CD16+, abs 0,25 ± 0,03 0,21± 0,01
CD16+Gr+,% 9,23 ± 4,32 10,21 ± 1,10
CD16+Gr+, abs 0,12 ± 0,04 0,14 ± 0,02
CD14+ CD282+,% 68,09 ± 12,1 64,0 ± 8,0
CD14+ CD282+, abs 0,26 ± 0,06 0,23 ± 0,03
CD14+ CD284+,% 39,91 ±14,66 20,0 ± 6,0
CD14+ CD284+, abs 0,13 ± 0,05 0,07 ± 0,01
CD14+HLA DR+,% 66,27 ± 16,73 85,0 ± 5,0
CD14+HLA DR+, abs 0,23 ± 0,12 0,31 ± 0,04
ИЛ-4, пг/мл 4,9 ± 1,43* 1,9 ± 0,2
ИЛ-6, пг/мл 3,09 ± 0,65 2,0 ± 1,3
ИЛ-17, пг/мл 7,8 ± 3,95* 1,2 ± 0,8
ФНО-а , пг/мл 0,07 ± 0,03 1,14 ± 0,16
ИФН- у, пг/мл 4,39 ± 2,95 6,2 ± 3,3
Примечание. * - р < 0,05- статистическая значимость различий показателей по сравнению с контролем.
факторов врожденного иммунитета. Эти изменения связаны с увеличением количества CD16+Gr+- цитолитически активных натуральных киллеров, а также НЬА DR-позитивных моноцитов (табл. 2).
Таким образом, более частая клиническая верификация дефекта СПИН брадикинин-опосредованными отёками сопровождается более выраженными системными изменениями иммунных реакций в виде активации эффекторных свойств клеточных компонентов врождённого и приобретённого иммунитета.
Еще одним клиническим критерием отличия, позволившим разделить всех обследованных пациентов на 2 группы, явилась локализация отеков. Сопоставительный анализ показателей иммунной системы больных с отёками брюшной полости и/или гортани по отношению к пациентам с отёками верхних и нижних конечностей также выявил отличительные признаки. В частности, отмечено усиление цитолитических
Таблица 2.
Показатели адаптивного и врожденного иммунного ответа у пациентов с НАО 1-типа с различной частотой манифестации отеков
Показатели Редкая n=6 Частая n=9
CD3+, % 66,4 ± 5,59 69,5 ± 4,95
CD3+CD25+, % 3,12 ± 0,91 2,86 ± 0,54
CD3+HLA DR+, % 2,6 ± 0,14 2,72 ± 0,12
CD4+, % 39,4 ± 1,52 38,5 ± 3,54
CD4+CD25+Foxp3+, % 1,48 ± 0,52 1,28 ± 0,035
CD8+, % 26,2 ± 3,27 30,6 ± 2,97
CD8+Gr+, % 11,68 ± 5,4 29,5 ± 6,6*
CD20+, % 14,25 ± 3,1 15,0 ± 8,09
IgA г/л 1,88 ± 0,61 2,34 ± 0,4
IgM г/л 1,1 ± 0,4 1,27 ± 0,22
IgG г/л 12,44 ± 1,12 10,71 ± 0,87
НСТсп., у.е. 106,5 ±7,5 100 ± 20,7
Кст. НСТ 1,45 ± 0,13 1,6 ± 0,16
CD16+, % 14,8 ±3,27 18,2 ± 1,5
CD16+Gr+, % 6,5 ± 3,91 14,5 ± 2,53*
CD14+ CD282+, % 54,25 ± 15,64 68,0 ± 4,2
CD14+ CD284+, % 41,8 ±22,02 39,5 ±6,36
CD14+HLA DR+, % 64,2 ± 5,64 84,4 ± 2,89*
ИЛ-4, пг/мл 4,35 ± 0,64 4,5 ± 0,28
ИЛ-6, пг/мл 0,33 ± 0,24 0,46 ± 0,39
ИЛ-17, пг/мл 6,2 ± 5,4 7,01 ± 4,95
ФНО-а , пг/мл 0,05 ± 0,04 0,03 ± 0,01
ИФН- у, пг/мл 4,6 ± 0,71 9,2 ± 6,5
Примечание. * - р < 0,05- статистическая значимость различий показателей между группами.
свойств Т-эффекторов при центральных отеках (CD8+Gr+ 26,2 % ± 5,44 %) по сравнению с периферической локализацией (CD8+Gr+ 16,23 % ± 8,85 %). Помимо этого, у пациентов с угрожающими жизни отёками регистрируется более выраженная экспрессия моноцитами TLR-4 (CD14 + CD284 42,2 ± 5,62 % - центр и 28,5 ± 5,02 % - периферия), а также более значимый уровень содержания в сыворотке крови про-воспалительных цитокинов ИЛ-6 (соответственно 5,86 ± 1,12 пг/мл и 0,32 ± 0,17 пг/мл), ФНО-а (соответственно 0,12 ± 0,05 пг/мл и 0,01 ± 0,01 пг/мл). Полученные данные показывают, что отличия, опосредованные более значимыми стрессорными реакциями, проявляются усилением актива-ционных потенций Т-эффекторов, моноцитов и медиаторов воспаления.
Заключение
Проведённое исследование выявило, что, несмотря на клинически ведущую манифестацию нарушения калликреин-кининового обмена, при генетическом дефекте С1МН в иммунной системе также регистрируются значимые изменения. В условиях сбоя регуляции каскада компонентов комплемента формируется дисрегуляция других факторов иммунного ответа. Проявлением этой дискоординации является усиление эффекторных функций клеточных компонентов врождённого и приобретённого иммунитета, цитокиновый дисбаланс. При этом следует отметить ассоциацию степени выраженности изменений иммунных процессов с клинической манифестацией развития брадикинин-индуцированных отеков: чем выше кратность отёков, тем более значимые изменения в иммунной системе; отёки жизнеугрожающей локализации сопряжены с более выраженной реакцией имму-
нокомпетентных клеток, нежели периферические. Логично предположить, что формирование выявленных изменений является свидетельством компенсаторных реакций иммунной системы. Например, несостоятельность комплементза-висимой цитотоксичности в условиях генетического дефекта каскадной реакции может лежать в основе компенсаторного усиления клеточно-опосредованных литических процессов. Полученные результаты являются основанием для продолжения исследования и дальнейшей детализации межсистемных связей факторов врожденного и адаптивного ответа.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
литература ( пп. 1-10, 12 см. в REFERENCES)
11. Мартынов А.И., Пинегин Б.В., Пащенков М.В. Врожденный иммунитет как система защиты от воздействия на организм человека антропогенных факторов. М.: Миттель пресс; 2014. 13. Латышева Т.В., Латышева Е.А. Наследственный ангиоотек: клинические рекомендации для врачей. Российский аллергологиче-ский журнал. 2015; 4: 27-34
references
1. Zuraw B.L., Christiansen S.C. HAE pathophysiology and underlying mechanisms. Clin. Rev. Allergy Immunol. 2016; 51: 216-29.
2. Bissler J.J., Aulak K.S., Donaldson V.H, Rosen F.S, et al. Molecular defects in hereditary angioneurotic edema. Proc. Assoc. Am. Physicians. 1997; 109: 164-73.
3. Bork K., Barnstedt S.E., Koch P., Traupe H. Hereditary angioedema with normal C1-inhibitor activity in women. Lancet. 2000; 356: 213-7.
ORIGINAL ARTICLE
4. Dewald G., Bork K. Missense mutations in the coagulation factor XII (Hageman factor) gene in hereditary angioedema with normal C1 inhibitor. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006; 343: 1286-9.
5. Zuraw B.L., Bork K., Binkley K.E., Banerji A., Christiansen S.C., Castaldo A., et al. Hereditary angioedema with normal C1 inhibitor function: consensus of an international expert panel. Allergy Asthma Proc. 2012; 33(suppl 1): S145-56.
6. Bafunno V., Firinu D., D'Apolito M, Cordisco G., Loffredo S., Leccese A.,et al. Mutation of the angiopoietin-1 gene (ANGPT1) associates with a new type of hereditary angioedema. J. Allergy Clin. Immunol. 2018; 141: 1009-17.
7. Bork K., Wulff K., Steinmuller-Magin L., Braenne I., Staubach-Renz P., Witzke G.,et al. Hereditary angioedema with a mutation in the plasminogen gene. Allergy. 2018; 73: 442-50.
8. Zuraw B.L. Hereditary angioedema with normal C1 inhibitor: Four types and counting. J. Allergy Clin. Immunol. 2018; 141: 884-5.
9. Nzeako U.C. Hereditary angioedema: a broad review for clinicians. Arch. Intern. Med. 2001; 20: 2417-29.
10. Cugno M. C1-inhibitor deficiency and angioedema: molecular mechanisms and clinical progress. Trends Mol. Med. 2009; 9: 69-78
11. Martynov A.I., Pinegin B.V., Paschenkov M.V. Innate immunity as a system of protection from the impact on the human body of anthropogenic factors. [Vrozhdennyy immunitet kak sistema zashchity ot vozdeystviya na organism cheloveka antropogennykh faktorov]. Moscow: Mittel Press; 2014. (in Russian)
12. Sizyakina L, Andreeva I. The Incoordination of immunoregulatory processes as a springboard of formation of the immune-mediated diseases. Allergy, Asthma, COPD, Immunophysiology & Immunore-habilitology: Innovative Technologies. Ed. By R. Sepiashvili. Italy:. Filodiritto International Proceedings; 2017: 195-8.
13. Latysheva T.V., Latysheva E.A. Hereditary angio-edema: clinical recommendations for doctors. Ros. Allergol. Zh. 2015; 4: 27-34. (in Russian)
Поступила 28.06.18 Принята в печать 16.08.18
