CC BY
23Г.П. Терещенко
аспирант кафедры кожных и венерических болезней факультета последипломного профессионального образования ГОУВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздравсоцразвития России»
КЛИНИКО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НАРУШЕНИЙ МЕСТНЫХ ИММУННЫХ РЕАКЦИЙ ПРИ ГНЕЗДНОЙ АЛОПЕЦИИ С УЧЕТОМ АКТИВНОСТИ ЗАБОЛЕВАНИЯ
Цель. Изучение морфологических особенностей гнездной алопеции в зависимости от активности заболевания.
Материал и методы. Исследованы биоптаты кожи скальпа пациентов с гнездной алопецией. Наряду со стандартными морфологическими признаками оценена экспрессия CD4+, CD8+, CD68+, интерлейкина-2 (IL-2), интерферона-у (IFN-y), фактора некроза опухолей а (ФНО-сх)
Результаты. Данные клинико-морфологического и иммунногистохимического исследований подтверждают иммунный механизм воспаления при гнездной алопеции, который связан с формированием местной (обусловленной CD4+ и CD8+) цитотоксической воспалительной реакции Т-лимфоцитов при участии провоспалительных цитокинов ТЫ (IL-2, IFN-y, ФНО-сх) и других клеток лимфогистиоцитарного инфильтрата. Результаты исследования позволяют выявить прямую корреляционную связь между активностью заболевания и иммуноморфологическими изменениями в коже при гнездной алопеции. Заключение. Признаки участия иммунных механизмов в патогенезе гнездной алопеции позволяют обсуждать целесообразность применения соответствующих патогенетических методов лечения.
Ключевые слова: гнездная алопеция, иммунное воспаление, цитотоксические Т-лимфоциты
Aim. Description of morphological characteristics of alopecia areata according to the disease activity.
Methods. Skin biopsies from scalp of patients with alopecia areata were studied: expression of CD4+, CD8+, CD68+, interleukin-2 (IL-2), interferon-y (IFN-y) and tumor necrosis factor a (TNF-a) was assessed.
Results. In alopecia areata local inflammatory CD4+- and CD8+-mediatcd cytotoxic immune response develops with participation of proinflammatory cytokins (IL-2, IFN-y, TNF-a). Corcl-lation between clinical and morphological signs of alopecia areata activity can be seen. Conclusion. Local skin immunc-mediated inflammatory response in alopecia areata can be considered as target for pathogenetic therapy.
Key words: alopecia areata, immune response, cytotoxic T-lymphocytes
Введение
Гнездная алопеция (ГА) — распространенное воспалительное заболевание, характеризующееся патологическим выпадением волос и формированием очагов облысения на волосистой части головы, а иногда на других участках кожного покрова, включая область бороды, бровей, ресниц и туловища |1, 17, 18]. Этиология ГА по-прежнему неясна; большинство исследователей связывают заболевание с аутоиммунизацией, опосредованной ауто-активированными Т-лимфоцитами, при участии генетических факторов, экзогенных и эндогенных пусковых механизмов |4, 10, 11, 13].
ГА имеет три стадии клинической активности, последовательно сменяющие друг друга. В острой, или активной, стадии выявляют интенсивное выпадение волос с покраснением кожных покровов, в устье зияющих волосяных фолликулов (ВФ) - черные точки кадаверизованных волос либо пеньки волос в виде восклицательного знака. При хронической, или стационарной, стадии лишенный волос очаг остается без изменений, гиперемия исчезает, а кожа приобретает обычный цвет. Хроническая стадия может длиться неопределенный промежуток времени: от нескольких недель до нескольких лет. При благоприятном течении болезни в случае спонтанной ремиссии или в результате успешной терапии наступает следующая фаза - регрессирующая (или восстановительная), во время которой наблюдается возобновление роста волос в очаге.
Гистологические и иммунногистохимические (ИГХ) исследования ГА демонстрируют наличие местной тканевой воспалительной реакции в очагах выпадения волос, при этом неспецифический воспалительный инфильтрат может располагаться вокруг волосяных фолликулов (ВФ), вокруг сосудов и иногда проникать интрафолликулярно. Воспалительный клеточный инфильтрат состоит в основном из Т-лимфоцитов, макрофагов и клеток Лангерганса. Т-лимфоциты, а именно CD4+ и CD8+, составляют основную массу клеток воспалительного инфильтрата, и, очевидно, играют ключевую роль в патогенезе ГА ]3, 8, 15, 22, 24]. Однако потеря волос при ГА является результатом не только прямого воздействия на волосяные луковицы активированных Т-лимфоцитов, но и опосредованного влияния различных цитокинов [19]. Под действием активированных Т-хелперов происходит повышенная продукция провоспалитель-ных та 1-цитокинов, основными из которых являются 1Ь-2,и ФНО-а |6, 7, 20].
Результаты изучения фенотипа клеток воспалительного инфильтрата и отражающие соотношение CD4+ и CD8+ лимфоцитов в воспалительном инфильтрате, в некоторой степени противоречивы |9, 13, 16, 20], поскольку в них не учитывались степень активности заболевания — острая и хро-
ническая стадии. Мы предположили, что степень активности заболевания должна коррелировать с изменением иммуноморфологического фенотипа клеток инфильтрата в очаге ГА. В связи с этим целью нашего исследования явились изучение морфологических и И ГХ-особснностей острой и хронической стадий ГА и уточнение патогенеза заболевания на основании полученных данных.
Материал и методы
Исследование выполнено на материале биопсий кожи скальпа 28 больных с клиническим диагнозом гнездная алопеция, подтвержденным гистологически. Возраст пациентов составил от 18 до 54 лет, в исследовании приняли участие 18 женщин и 10 мужчин. На основании объективного осмотра все пациенты были разделены на 2 группы в зависимости от степени активности заболевания. В 1-ю группу с активной стадией патологического процесса (продолжительность заболевания или текущего эпизода гнездной алопеции в среднем от 2—3 нед до 3 мес) были включены 14 пациентов. Из них потеря волос менее 25% была у 7, потеря волос 25—49% — у 3, потеря волос 50 -74% — у 3 и потеря волос 75—99% - у 1. Хроническая стадия заболевания (продолжительностью от 3 мес до 5 лет и более) констатирована у оставшихся 14 больных. Из них у 3 потеря волос составила менее 25%, потеря волос 25-49% - у 2, потеря волос 75-99% - у 3 и полная потеря волос (100%) — у 6. Все пациенты не получали лечения по поводу ГА в течение 3 мес.
Образцы кожи из очагов облысения брали с помощью одноразового punch-биоптата диаметром 4 мм. Ткань фиксировали в 4% нейтральном забуференном формалине и заливали в парафин с установкой биоптатов «на ребро». Затем приготавливали серийные парафиновые срезы толщиной 4 мкм на стекла с поли-Ь-лизиновым покрытием для иммуногистохимических исследований. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином по стандартной методике.
ИГХ-исследования проводили с применением моноклональных антител к CD4+, CD8+, CD68+, ГЬ-2, ШЧ-у, ФНО-а («LabVisшn»).
По серийным парафиновым срезам, окрашенным гематоксилином и эозином, оценивали общие морфологические процессы при ГА, такие как наличие воспалительного инфильтрата и его распределение, наличие склероза, патология эпителия фолликулов, присутствие волос в ВФ. С помощью иммунногистохимической окраски определяли клеточный и цитокиновый состав воспалительного инфильтрата в биоптатах кожи больных с ГА. Результаты ИГХ-реакций оценивали количественно и полуколичественно. Рассчитывали число клеток CD4+, CD8+, CD68+ в поле зрения х400, а цитокины ГЬ-2, ГРЧ-у и ФНО-а оценивали полу-количествснно в баллах по общепринятой методике.
Полученные результаты сравнивали со данными полученными при морфологическом исследовании биопгатов кожи 7 здоровых людей, взятых с волосистой части головы (контрольная группа).
Результаты и обсуждение
Больные 1-й группы с активной стадией ГА и продолжительностью текущего эпизода 2-3 нед
При окрашивании гематоксилином и эозином морфологическая картина в очагах ГА у всех больных определяется в виде неспецифического воспалительного инфильтрата, состоящего из Т-лимфоцитов, макрофагов и других лимфогис-тиоцитарных элементов, включая клетки Лангер-ганса (рис. I).
Неспецифический воспалительный инфиль-предъявляют жалобы на усиленное выпадение волос, трат особенно выражен в активную стадию ГА,
сопровождающееся формированием очагов облысения, субъективно ощущаются симптомы в виде умеренного зуда, жжения, чувства ползания мурашек в коже скальпа, где позже формируются очаги алопеции. При осмотре пациентов на волосистой части головы определяются 1 или более очаги облысения диаметром 3—5 см. Очаги слегка гиперсмированы, имеют четкую границу. В самом очаге и по его краю наблюдаются кадаверизованные волосы в виде черных точек в устье фолликулов, а также пеньки волос в виде восклицательного знака. При ручной эпиляции волос на границе очагов выявляется зона расшатанных волос шириной около 0,3—Гюм, в которой легко эп и л и ру ются гелогеновые л ибо дистрофия ные волосы, обламывающиеся у основания их выхода из устья ВФ на поверхность кожи.
У пациентов 2-й группы с хронической стадией заболевания клиническая картина ГА имеет более скудные симптомы. Пациенты жалуются на отсутствие роста волос, при этом субъективные жалобы, связанные с нарушением или изменением чувствительности кожи в очагах облысения, отсутствуют. Кожа в очагах облысения гипо-трофична и имеет обычную окраску. Устья фолликулов не визуализируются, отсутствует зона расшатанных волос, черные точки обломанных волос или волосы в виде восклицательного знака нс выявляются.
при этом основную массу клеток составляют Т-лимфоциты и макрофаги. Инфильтрат может располагаться как вокруг волосяных фолликулов, гак и вокруг сосудов. На основании распределения инфильтрата условно можно выделить 3 морфологических типа воспаления:
— с преимущественной перифолликулярной инфильтрацией - у 5 из 14 больных с активной стадией ГА (36%);
— с преимущественной пери васкулярной инфильтрацией - у 4 из И больных с активной стадией ГА (28%);
смешанный вариант (инфильтрация как вокруг сосудов, так и вокруг волосяных фолликулов) — у 5 из 14 больных с активной стадией ГА (36%).
В активной стадии ГА отмечается также выраженный дис- и паракератоз эпителия (в единичных биоптатах наблюдались признаки апоптоза), инфильтрация стромы.
В хронической стадии очаги воспалительной инфильтрации слабо выражены. Отмечаются атрофия волосяных фолликулов, перифолликулярный и периваскулярный склероз, склероз дермы, который заключается в утолщении коллагеновых волокон, фиброзных тяжах, уменьшении отека тканей, склероз стенок сосудов (в одном биоптате в просвете наблюдались детрит и петрификаты) (рис. 2).
« - а
:>г г ~
I 3£ 'т ^^йЕРй!*;
" % * ^ 4
лЛ
р-ис. 1 Гистотогатежая картина ГА, жтитам ста- рж. 2. Гистологическая картина ГА. хроническая ста-
лия (х400) дия(х400)
Обильньш воспалительн^1й клегочтш ^ишгрэт, Отмечается склероз дермы с выраженным перифолли-
окружающий ВФ и состоящий из лимфоцитов и мак- кулярным склерозом.
рофагов.
Соотношение клеток воспалительного инфильтрата в острую стадию ГА
Соотношение клеток воспалительного инфильтрата в хроническую стадию ГА
При ИГХ-исследовании в активную стадию ГА основную массу клеток перифолликулярного и периваскулярного инфильтрата составляютТ-лим-фоциты CD8+ - до 67%, CD4+ — до 10%, CD68+ -до 23%. Хроническая стадия ГА характеризуется снижением абсолютного количества клеток CD8+, CD4+, CD68+ инфильтрата в поле зрения, тогда как в процентном отношении происходит перераспределение клеток с уменьшением CD8+ (до 35 %) и относительным увеличением CD4+ и CD68+ (до 15 и 50% соответственно). Распределение клеток воспалительного инфильтрата при ИГХ-иссле-довании в активную и хроническую стадии Г'А показано в табл. 1.
Характеризуя профиль воспалительных цито-кинов 1Ъ-1 при ГА, следует отметить повышенное содержание П^-у в воспалительном инфильтрате (5 баллов) и внутри волосяных фолликулов (4 балла), причем эти значения одинаковы как в активную, так и в хроническую стадии ГА. Провоспалительный цитокин ^-2 определяется в большей степени в активную стадию ГА как в воспалительном инфильтрате (до 6 баллов), так и в волосяных фолликулах (до 2 баллов), однако его содержание несколько снижается при хронической форме заболевания. Высокое содержание TNF-a больше выражено в активную стадию заболевания (до 6 баллов), оставаясь повышенным в хроническую стадию (до 4 баллов) (рис. 4).
Сопоставив результаты морфологического и ИГХ-исследования с клинической картиной заболевания, можно выявить прямую корреляцию между активностью патологического процесса и местными иммунноморфологическими изменениями в коже при ГА. Так, в активную (острую) стадию заболевания определяется массивный воспалительный инфильтрате преоблада-
нием цитотоксических Т-лимфоцитов и повышенным содержанием провоспалительных цитокинов. Учитывая клиническую картину активной стадии ГА, можно предположить, что именно эти местные иммунные реакции являются причиной размягчения и выпадения волос, а также специфических изменений кожи, таких как легкая гиперемия и парестезии. Напротив, в хроническую стадию ГА, когда клинически очаг облысения уже сформирован, отсутствуют гиперемия кожи и специфические признаки расширения границ очагов. В эту стадию мы можем наблюдать характерные пато-морфологические и ИГХ-изменения: минимальную степень клеточного ответа в виде уменьшения воспалительного инфильтрата и перераспределения клеток инфильтрата (CD8+ и CD4+) с преобладанием фибробластических и гистиоцитар-ных элементов. Содержание провоспалительных цитокинов №-1 в хроническую стадию ГА также достоверно снижается. Эти изменения отражают смену воспалительной реакции в очаге ГА на репа-ративные и склеротические механизмы.
Отсутствие единого мнения о причинах появления и закономерностях течения ГА делает актуальной проблему изучения звеньев патогенеза этого дерматоза, поскольку полученные данные позволят разработать патогенетические методы терапии.
Полученные к настоящему времени данные о патологии ГА свидетельствуют о том, что в основе патогенеза заболевания лежат локальные иммунные нарушения в волосяных фолликулах по механизму реакция гиперчувствительности IV типа (РГЧ IV типа, или гиперчувствительность замедленного типа), которая обусловлена клеточными иммунными реакциями в виде сенсибилизации Т-лимфоцитов, проявляющих цитотоксичность
1РМ-у ФНО-а ВФ ■ ви
1РЫ-у ФНО-« ВФ ■ ви
Рис. 4. Распределение провоспалитсльмых цитокинов при ИГХ в активную и хроническую стадии ГА Примечание: ВФ волосяной фолликул; ВИ - воспалительный инфильтрат.
путем секреции цитокинов |2|. Прй- ГА эти нарушения связаны с действием Т-лимфоцитов CD8+ и CD4+ и изменением цитокинового профиля при действии ^-2, П^у и ФНО-а и способствуют усилению апоптоза в матриксе ВФ и формированию неспецифического аутоиммунного воспаления.
В нашем исследовании мы определили, что выявляемый при гистологическом и ИГХ-иссле-довании воспалительный инфильтрат состоит в основном из цитотоксических Т-лимфоцитов (CD8+ и CD4+), макрофагов CD68+ и других лимфогистиоцитарных клеток, включая клетки Лангерганса. Среди Т-лимфоцитов преобладают CD8+, которые, по-видимому, обусловливают формирование цитотоксического иммунного ответа. Полученные данные совпадают с результатами работ ряда авторов, в которых также отмечено преобладание CD8+ по сравнению с CD4+ что указывает на их высокую патогенетическую значимость (7, 21, 23|. Считают, что высокое содержание лимфоцитов CD8+ за счет кооперации с Т-хелперами (CD4+), макрофагами и клетками Лангерганса формирует опосредованный Т-клетками цитотоксический иммунный ответ, ассоциированный с NK-клетками [5, 6, 171. Воспалительный лимфогистиоцитарный инфильтрат располагается не только вокруг ВФ, но может проникать внутрь клеток волосяной луковицы и окружать сосуды, что отражает морфогенез аутоиммунного воспаления. Иммунный цитолиз клеток ВФ осуществляется не только за счет Т-лим-фоцитов, но и за счет провоспалительных цито-кинов 1Ъ-!, таких как ^-2, П^у и ФНО-а. При этом предполагают, что ^-2 играет роль инициатора аутоиммунного воспалительного процесса [7]. В настоящее время П^-у рассматривается
как единственный цитокин, способный индуцировать HLA-DR антигены в клетках волосяных фолликулов, что является важным условием специфического взаимодействия цитотоксических Т-лимфоцитов с эпителием матрикса волоса [ 14, 19|, ФНО-а, являясь сильным индуктором апоптоза, подавляет пролиферацию кератиноцитов и совместное П^-у оказывает синергичный антипро-лиферативный эффект, что также обусловливает возможную роль ФНО-а в иммунном механизме развития очаговой алопеции [12, 211. Высокое содержание ФНО-а, больше выраженное в активную стадию заболевания, подтверждает его участие в механизмах цитотоксического повреждения волосяных фолликулов. Исследуемые цитокины продуцируются клетками как лимфогистиоци-тарного инфильтрата, так и ВФ при их иммунном повреждении. Мы подтвердили это, обнаружив ^-2 и П^-у в воспалительном инфильтрате и между клетками матрикса ВФ. Поврежденный эпителий ВФ является главным продуцентом ФНО-а, подготавливая тем самым апоптоз поврежденных клеток.
На основании полученных данных можно говорить о патогенезе ГА, развивающемся по механизмуаутоиммунного воспаления, соответствующему РГЧ IV типа. В связи с этим иммун-номорфологические и противовоспалительные подходы к терапии ГА должны быть направлены на подавление цитотоксических Т-лимфоцитов и цитокинов №-1.
Таким образом, ГА имеет иммунный патогенез с развитием иммунного воспаления при участии цитотоксических Т-лимфоцитов, которые доминируют среди клеток воспалительного инфильтрата. Цитотоксический эффект осуществляется за счет кооперации Т-лимфоцитов (CD8+ и
по
СГ.ЧЕНОВСКИЙ ВЕСТНИК 2 2). 2010
ЯШ
CD4+) и гистиоцитов, включая макрофаги CD68+ и клетки Лангерганса, а также гиперпродукции провоспалигельных цитокинов Tli-i (IL-2, IFN-y и ФНО-а) как клетками воспалительного инфильтрата, гак и клетками ВФ. В результате этого происходят усиление апоптоза и иммунный цитолиз матричных клеток ВФ, что проявляется выпадением волос в активную стадию ГА и формированием склеротических изменений в пери-фолликулярных тканях в хроническую стадию патологического процесса.
Литература
1. Адаскевич В.П., Мяделеи О.Д., Тихоновская И. В. Алопеция. Медицинская книга. — Н. Новгород: Изд. НГМД, 2000. - 79с.
2. Аллергология и иммунология: Клинические рекомендации / Под ред. Р.М. Хаитова, Н.И. Ильиной. — М: ГЭОТАР-Мсдиа. 2006. - 240 с.
3. Таджигороева А. Г.. Коган Е.А., Потек а ев Н.Н. и др. Соотношение процессов апоптоза, пролиферации, неоангиогенеза и клеточной лифференциров-ки при имумунном воспалении в очагах гнездной алопеции // Клин, дерматол. и венерол. — 2010. -№2.-С. 23-31.
4. Суворова К.Н., Таджигороева А.Г. Гнездная алопеция. Ч. I: Этиология и патогенез // Вести, дерматол. и венерол. - 1998. - № 5. - С. 67-73.
5. BodemerC., PeuchmaurМ.. Fraitaig S. el al. Role of cytotoxic Tcells in chronic alopecia areata//J. Invest. Dermatol. -2000. - Vol. 114. N I. - P. 112-116.
6. Brajac /., Gruber F, Pelrovecki M.. Malnar-Dragojevic D. Interleukin-2 receptor alpha-chain expression in patients with alopecia areata // Acta Dcrmatovencrol. Croat. -2004. - Vol. 12. N 3. - P. 154-156.
7. Chodoromka G., Dabrowska-Czlonka M., Barlozinska J. el al. The immunological aspects of alopecia areata // Ann. Univ. Mariae Curie Sklodowska. — 2007. — Vol. LXII, N I. - P. 37.
8. FineI D.C., Ekin S., Mellem U. el al. Investigation of the inflammatory mechanisms in alopecia areata // Am. J. Dcrmatopatol. - 2009. — Vol. 31. - P. 53-60.
9. Gilhar A., Landau M., Assy B. el al. Mediation of alopecia areata by cooperation between CD4+ and CD8+ lymphocytes: transfer to human scalp explants on Prkdc(scid) mice //Arch. Dermatol. - 2002. - Vol. 138. — P.916-922.
10. Gilhar A.. Paus R„ Kalish R.S. Lymphocytes, neuropeptides, and genes involved in alopecia areata // J. Clin. Invest. — 2007. - Vol. 117. N 8. - P. 2019-2027.
11. Goli C., Einkel M., Crisios P.J. el al. Profile of 513 patients with alopecia areata: association of disease subtypes with atopy, autoimmune disease and positive family history // J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol. — 2006. — Vol. 20. -P. 1055-1060.
12. Hibino T. Nishiyama T. Role of TGF-bcta2 in the human hair cycle //J. Dermatol. Sci. — 2004. — Vol. 35. - P. 9.
13. Kalish R.S., Gilhar A. Alopecia areata: autoimmunity - the evidence is compelling // J. Invcstig. Dermatol. Symp. Proc. - 2003. - Vol. 8. N 2. - P. 164-167.
14. Katagiri K., Arakawa S., Hatano Y. In vivo levels of IL-4. IL-10, TGF-betal and IFN-gamma mRNA of the peripheral blood mononuclear cells in patients with alopecia areata in comparison to those in patients with atopic dermatitis // Arch. Dermatol. Res. — 2007. - Vol. 298. N 8. — P. 397-401.
15. Khalid Jameel, Amer Ejaz, Majid Sohail el al. Value of transverse section scalp biopsy in alopecia areata — a clinicopathological correlation // J. Col. Physicans Surgeons Pakistan. - 2008. - Vol. 18. N 6. - P. 338-341.
16. McElwee K.J. el al. The pathogenesis of alopecia areata in rodent models//J. Invest. Dermatol. Symp. Proc. - 2003. -Vol. 8. - P. 6.
17. Messenger A.G.. Bleehen S.S. Expression of H LA-DR by anagen hair follicles in alopecia areata // J. Invest. Dermatol. - 1985. - Vol. 85. - P. 569-572.
18. Olsen £., Hordinsky M.. McDonald-Hu¥S. el al. Alopecia areata investigational assessment guidelines. National Alopecia Areata Foundation // J. Am. Acad. Dermatol. -1999.-Vol. 40.-P.242-246.
19. O'Shea J.. Ma A.. Lipsky. Cytokines and autoimmunity // Nat. Rev. Immunol. — 2002. - Vol. 2. — P. 37—45.
20. Shapiro J., Madani S. Alopecia areata update // J. Am. Acad. Dermatol. - 2000. - Vol. 42. - P. 549.
21. Them C.. Strange P.. Hansen ER., Baadsgaard O. Lesional alopecia areata T lymphocytes down regulate epithelial cell proliferation // Arch. Dermatol. Res. — 1997. — Vol. 289, N 7. - P. 384-388.
22. Todes-Taylor N., Turner R.. Wood G.S. el al. T cell subpopulations in alopecia areata // J. Am. Acad. Dermatol. - 1984.-Vol. II. - P. 216-223.
23. Tsuboi //.. Tanei R., Fujimura T. el al. Characterization of infiltrating T cells in human sculp explants from alopecia areata to SCIP nude vise: possible role of the disappearance of CD8+ T lymphocytes in the process of hair regrowth // J. Dermatol. - 1999. - Vol. 26. -P. 797-802.
24. Whiling D.A. Histopathologic features of alopecia areata: a new look // Arch. Dermatol. - 2003. - Vol. 139. — P. 1555-1559.
