CC BY
43
ПЕРЕДОВАЯ СТАТЬЯ
the editorial
ОБОСНОВАНИЕ НОВЫХ ПОДХОДОВ К КОМПЛЕКСНОЙ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ПАНКРЕАТИТОМ
ЛазебникЛ.Б., ВинокуроваЛ.В., Дубцова Е.А., Князев О.В., Бордин Д.С.
ГУ Центральный научно-исследовательский институт гастроэнтерологии ДЗ г. Москвы
111123, Москва, шoccе Энтузиастов, д. 86 E-mail: gastroen ter@rambler.ru
Хронический панкреатит (ХП) — серьезная междисциплинарная проблема клинической терапии и хирургии. Несмотря на прогресс в диагностике и лечении хронического панкреатита, он по-прежнему приводит к тяжелым осложнениям и в ряде случаев заканчивается летально. Распространенность ХП варьирует от 0,4 до 5% [1; 2]. ХП довольно часто является исходом острого панкреатита, переход которого в хроническую стадию происходит в результате нарушения протоковой проходимости (стеноз, камни, псевдокисты) и фиброзирующего процесса в поджелудочной железе [3; 4].
ХП — полиэтиологическое заболевание, для его развития требуется одновременное воздействие комплекса причин. Таковыми являются внешние токсины (алкоголь, табакокурение), метаболические изменения, иммуноопосредованные факторы, врожденная и приобретенная стриктура панкреатического протока и другие. Одни из них вызывают непосредственное повреждение ПЖ, воздействуя на несколько патогенетических звеньев, например курение и употребление алкоголя. Другие способствуют реализации патогенетических механизмов. Существенный вклад в современное понимание патогенеза ХП внесло открытие генов наследственного панкреатита [5-7].
Ведущее значение в развитии ХП имеет воздействие факторов, способствующих внутрипанкреа-тической активации панкреатических ферментов, следствием чего являются аутолиз и воспаление ткани поджелудочной железы. Одним из них является снижение активности ингибиторов панкреатических ферментов. Современные ингибиторы протеаз (габек-сат мезилат и нафамостат мезилат) благодаря низкой молекулярной массе хорошо проникают в ткань поджелудочной железы, подавляют протеолиз и липолиз, способствуют снижению летальности, однако их использование ограничивает высокая стоимость.
Существенную роль в развитии и течении ХП играют нарушения функциональной активности иммунокомпетентных клеток, в частности, Т-лимфоцитов-хелперов, продуцирующих цитоки-ны. Последние образуют в организме универсальную биологическую коммуникационную систему, инициирующую и регулирующую воспалительные, иммунные, пролиферативные процессы, формирование фиброза [8]. Развитие воспалительной реакции — сложный комплексный процесс с участием продуктов активации ферментных систем, острофазных белков, молекул адгезии, медиаторов, вазоактивных аминов, хемокинов, кининов, комплемента, системы свертывания и других, направленный на ограничение распространенности патологического процесса, защиту организма, сохранение его структурной и функциональной целостности [9-11]. Цитокины регулируют интенсивность и продолжительность воспаления. С одной стороны, провоспалительные цитокины усиливают воспаление, явления альтерации, деструкции, с другой — раннее развитие адекватных воспалительных процессов способствует формированию комплексной защитной реакции организма, ограничению очага поражения, своевременной репарации, регенерации, заживлению тканевого дефекта. Ассоциированная с цитокинами функциональная пластичность Т-хелперов и макрофагов позволяет организму адаптировать развитие иммунного ответа к различным вариантам воспалительных реакций [12].
Уровень содержания провоспалительных ци-токинов в крови может рассматриваться в качестве маркера развития воспалительной реакции в ПЖ. Имеется корреляционная связь между тяжестью ОП и уровнем ТЫБ-а [13]. Доказано, что через сутки от начала острого панкреатита или обострения ХП в крови повышается содержание !Ь-6, а
m
через 48 часов — 1Ь-8 при одновременном сниже-Л нии 1Ь-10. 1Ь-8 является вторичным медиатором
^ активации нейтрофилов, вызванной ТОТ-а [14].
^ 1Ь-6 индуцирует продукцию белков острой фазы
1 (С-реактивный белок, фибриноген, церулоплаз-
= мин, а1-антитрипсин, а2-макроглобулин и др.).
С-реактивный белок повышается на 2-4-й день от ^ начала ОП, что существенно снижает его ценность
«= как маркера острой фазы. В ранний период ОП мо-
^ 5 жет наблюдаться повышение И-18, играющего клю-е ё чевую роль в развитии иммунного воспаления; его £ е повышение является неблагоприятным фактором, ¡3 § свидетельствующим о тяжелом течении ОП [15]. На | 1-3-и сутки повышается уровень фактора активации * тромбоцитов (РАБ), играющего ключевую роль в патогенезе системной воспалительной реакции при | деструктивном панкреатите. Исследовалась возмож-а ность использования его антагониста (лексипафант) ™ для лечения острого панкреатита, однако эффектив-
° ность этого препарата не была подтверждена [16].
Согласно теории соотношения некроза и фиброза, циркулирующие лейкоциты, отвечающие за цитокиновый хемотаксис, инфильтрируют ПЖ и становятся цитотоксическими Т-клетками. Воздействие этиологических факторов может запускать триггерный механизм, обуславливающий активацию Т-клеток и увеличение продукции ци-токинов, результатом чего является разрушение панкреатической паренхимы и фиброз, выраженность которого генетически детерминирована [17]. Рецидивирующее повреждение ацинарных клеток обусловлено высвобождением трансформирующего ростового фактора-Р (ТОБ-в). ТОБ-в (группа из 5 цитокинов) усиливает инфильтрацию, дифферен-цировку звездчатых клеток. Звездчатые клетки ПЖ регулируют процессы синтеза и распада белков внеклеточного матрикса (то есть образование соединительной ткани) и, таким образом, играют ведущую роль в развитии фиброза при ХП [18]. Было показано, что ТОБ-в принимает участие в индукции фиброза и является одним из наиболее важных его маркеров [11; 19].
Непосредственно деструкция ткани ПЖ осуществляется активными формами кислорода и оксидом азота (N0), их продукция находится под влиянием ряда провоспалительных цитокинов (1Ь-1, 1Ь-6, 1Ь-8, ТОТ-а, РАБ). Повреждение панкреатической ткани сопровождается изменением ее антигенных свойств и служит триггерным механизмом запуска иммунных процессов [20]. Цитокины стимулируют хемотаксическую, адгезивную, фагоцитарную, цитотоксическую активность, способствуя на ранних стадиях патологического процесса нарушению микроциркуляции, развитию гиперемии и отека, формированию лейкоцитарного инфильтрата и некробиотических реакций [21]. В более поздние периоды под влиянием цитокинов поврежденные I клетки фагоцитируются, деструктивный материал ^ утилизируется и запускаются процессы восстановления [22; 23].
Противовоспалительный 1Ъ-4 ограничивает распространенность и интенсивность воспаления, ин-гибирует синтез макрофагами провоспалительных цитокинов (1Ь-1Р, -6, -8, -12, ТОТ-а), образование активных метаболитов кислорода, азота [24]. 1Ь-10, мощный противовоспалительный цитокин, ограничивает тяжесть ОП и снижает выделение ТОБ-Р, контролирует фазу регенерации, уменьшает фиброз и атрофию [25]. Детальное изучение эффектов цитокинов может являться базой для разработки медикаментов для лечения острого и хронического панкреатита.
В настоящее время активно проводятся исследования характеристик стволовых клеток (СК) и возможностей их клинического применения в различных областях медицины с целью восстановления формы и функции поврежденных тканей, а также в качестве инструмента регуляции иммунного ответа и воспаления. Поэтому в качестве перспективного направления лечения ХП изучается возможность использования мезенхимальных стволовых клеток (МСК) для ограничения воспаления и некроза, а также коррекции инкреторной недостаточности ПЖ.
Особенностью мезенхимальных стволовых клеток костного мозга человека является гипоиммуно-генность. В основе этого свойства лежат отсутствие антигена гистосовместимости II класса и низкий уровень экспрессии антигена гистосовместимости I класса [26]. МСК предотвращают Т-клеточный ответ как непрямым путем через модуляцию дендритных клеток, так и непосредственно, влияя на функцию NК-клеток, CD8+ и CD4+ Т-клеток [27-30]. Это позволяет использовать МСК не только для аутологичной, но и для аллогенной клеточной терапии. Описаны иммуномодулирующий и противовоспалительный эффекты МСК. В экспериментах по совместному культивированию разных клеток показано, что мезенхимальные стволовые клетки, мигрируя в область воспаления по хемотаксиче-скому градиенту, выделяют вещества, ингибиру-ющие продукцию провоспалительных цитокинов, подавляют пролиферацию Т-клеток, что приводит к восстановлению иммунного равновесия. Иммуносупрессивный эффект МСК реализуется путем продукции простагландинов и 1Ь-10, которые и создают иммуносупрессивную среду в ткани, подвергшейся иммунной агрессии [31].
В ЦНИИГ накоплен большой опыт лечения МСК больных воспалительными заболеваниями кишечника. Было показано, что МСК оказывают разнонаправленный регулирующий эффект на воспалительный процесс при язвенном колите и болезни Крона: стимулируют функциональную активность угнетенной иммунной системы, снижают интенсивность аутоиммунных реакций и активность иммунопатологических процессов. Использование клеточной культуры МСК человека не приводило к возникновению нежелательных реакций и осложнений за три года наблюдения [32]. С учетом описанной выше роли цитокинов и иммунной системы в
развитии воспаления и повреждения поджелудочной железы при ХП представляется перспективным изучение влияния трансплантации МСК на течение обострения данного заболевания.
Первично панкреатические СК в ткани ПЖ железы взрослых не выявляются. При изучении механизма, лежащего в основе восстановления повреждений поджелудочной железы, было показано, что клетки ПЖ могут воспроизводиться из стволовых клеток костного мозга [33].
В недавно опубликованных экспериментальных работах подтверждены иммунорегуляторный и противовоспалительный эффекты МСК при остром панкреатите. Было показано уменьшения степени воспаления, снижение продукции провоспалитель-ных цитокинов (1Ъ-1р, 1Ь-6, ТОТ-а) и повышение противовоспалительных цитокинов (1Ь-4, 1Ь-10) [34]. Отмечено, что у крыс с моделью острого панкреатита в поджелудочной железе обнаруживается большее число МСК, чем в контрольной группе (с неповрежденной поджелудочной железой). МСК подавляли реакцию лимфоцитов и повышали экспрессию маркера регуляторных Т-клеток Бохр3 (+) в культуре клеток лимфатических узлов крыс [35]. Ранее было показано сходство протективного эффекта аллогенных и аутологичных СК при остром панкреатите [36].
Результаты исследования эффективности СК для лечения сахарного диабета более противоречивы. Обусловленный ХП диабет является следствием утраты инсулинпродуцирующих ^-клеток. При диабете 1-го типа происходит их аутоиммунное разрушение. Теоретически при этих заболеваниях может быть эффективна клеточная терапия. В экспериментальных исследованиях на животных изучается эффективность клеточной терапии для лечения диабета путем трансплантации остров-ковых клеток и СК. Трансплантация островковых клеток (алло- и ксенотрансплантация) требует подавления аутоиммунных процессов для достижения иммунологической толерантности. Стволовые клетки из гематопоэтических источников, таких как костный мозг и пуповинная кровь, могут быть новыми источниками островковых клеток или
выступать в роли стимуляторов регенерации этих клеток [37]. Для заместительной терапии диабета могут быть использованы мультипотентные СК или более ком-митированные предшественники в-клеток. Изучается возможность стимулирования их экспансии и дифференциации in vivo или ex vivo для получения в-клеток [38]. Кроме того, отмечено, что MCK помимо потенциала дифференцировки в инсулинпродуцирую-щие клетки способны служить клеточным транспортным средством для экспрессии гена человеческого инсулина [39].
В одном из исследований при оценке эффективности однократного введения МСК крысам с моделью сахарного диабета 1-го типа не удалось скорректировать уровень глюкозы в крови животных и предотвратить развитие гипергликемии. Однако клеточная терапия позволила увеличить продолжительность жизни и практически полностью предотвратить развитие диабетических осложнений. На гистологических препаратах поджелудочной железы при окраске по методу Гейденгайна было показано, что введение МСК предотвращает развитие фиброза островков Лангерганса [40]. По другим данным, инфузия СК и гипербарическая оксигенация улучшают функцию островковых клеток при диабете [41]. Результаты исследований по использованию комбинированного лечения больных сахарным диабетом 2-го типа с помощью инфузии аутологичных стволовых клеток и гипербарической оксигенации показали улучшение клинических показателей и снижение смертности. При этом гипербарическая оксигенация способствует мобилизации СК и образованию прогениторных клеток, обладающих противовоспалительным эффектом [42].
Таким образом, результаты экспериментальных работ демонстрируют, что МСК могут быть использованы для ограничения воспаления и замедления фиброзирования поджелудочной железы. При этом раннее начало клеточной терапии повышает вероятность восстановления как функций, так и структуры органа.
С т
о £ II ш
н^
и " к га о
о <
ш а ш с
ЛИТЕРАТУРА
1. Маев И.В., Казюлин А.Н., Кучерявый Ю.А. Хронический панкреатит. — М.: Москва, 2005. — 504 с.
2. Formark C.E. Ранняя диагностика хронического панкреатита // Clin. Gastroenter and Hepatol. — 2009. — Vol. 2, № 4. — P. 246-248.
3. Яковенко А.В., Григорьев П.Я. Хронический панкреатит, клиника и диагностика // Эксперим. и клин. гастроэнтерол. — 2007. — № 6. —
С. 60-66.
4. Козлов И.А. Хронический панкреатит с преимущественным поражением головки поджелудочной железы. Диагностика и хирургическое лечение: Автореф. дис. ... докт. мед. наук. — М., 2005. — 46 с.
5. Formark C.E. Pancreatitis and Complications. — University of
Florida College of Medicine, Gainesville, FL; Humana Press. Tonowa, New Jersey., 2005 — 338 р.
6. Etamad B., Whitcomb D.C. Chronic pancreatitis: Diagnosis, classification, and new genetic developments // Gastroentelogy. — 2001. — Vol. 120. — P. 682-707.
7. Keiles S., KammesheidtN. Identification of CFTR, PRSSI and SPINK 1 — mutations in 381 patients with pancreatitis // Pancreas. — 2006. — Vol. 33 — P. 221-227.
8. BegerH.G. [etal.]The Pancreas: an integrated textbook of basic science, medicine and surgery — 2nd ed. — Blackwell, 2008.
9. Казаков А.А., Анциферова М.А. Влияние IL-1 на функциональную активность фагоцитов // Мед. иммунол. — 2002. — Т. 4, № 2. — С. 122-123.
10. Мамаев С.Н., Лукина Е.А., Шульпекова Ю.О. и др. Регуляция воспаления и фиброза печени цитокинами при ее хронических поражениях // Клин. и лаборат. диагностика. — 2001. — № 12. — С. 37-39.
11. Нестерова И.В., Швыдченко И.Н., Роменская В.А. Иммунопатологические основы заболеваний желудочно-кишечного тракта // Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. — 2002. — Т. 12, № 5. — С. 126.
LO
12. Ulrich Weiss г., Simon P. [et al.] Germline mutation and gene polymorphism associated with human pancreatitis //Endocrinol. Mtab. Clin. N. Am. — 2006. — Vol. 35. — P. 289-302.
13. Жуков Н.А., Ахмедов В.А., Ширинская Н.В., Жукова Е.Н. Хронический панкреатит и факторы, определяющие его развитие // Тер. арх.— 2003.— № 2. — С. 73-76.
14. Layer P. [et.al.] The different courses of chronic pancreatitis //
Gastroenterology. — 1994. — № 107.— P. 1481-1487.
15. Morisset J., Julien S., LaineL. Localisation of cholecystokinin receptor subtypes in the endocrine pancreas // J. Histochem. and Cytochem. —
2003. — Vol. 51. — P. 1501-1513.
16. Dominguez-Munoz J.E. Clinical Pancreatology for practicing gastroenterologistsand sugeons / Ed. J.E. Dominguez-Munoz. —
A lackwell Publishing Company, 2005. — 535 p.
17. Jason J., Byrd M., Jarvis W. et al. Comparison of serum and cell-specific cytokines in humans // Clinic. and Diagn. Lab. Immunol. — 2001. — Vol.
8, № 6. — P. 1097-1103.
18. ApteM.V, Wilson J.S. Mechanisms of pancreatic fibrosis // Dig. Dis. —
2004. — Vol. 22. — P. 273-279.
19. Хаитов Р.М., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г. Иммунология. — М.: Медицина, 2000. — 432 с.
20. HaberP.S., Wilson J.S., Apte M.V. et. al. Chronic ethanol consumption increases nhe fragility of rat zymogen granulas // Ibid. — 1994 — Vol. 35 — P. 474-1478.
21. Schneider A., Whitcomb D.C. Hereditary pancreatitis: a model for inflammatory diseases of the pancreas // Best. Pract. Res. Clin.
Gastroenterol. — 2002. — Vol. 16. — P. 682-707.
22. Сепиашвили Р.И., Балмасова И.П. Физиология естественных киллеров. — М.: Медицина-Здоровье, 2000. — 455 с.
23. Formark C.E. Pancreatitis and Complications. — University of Florida College of Medicine, Gainesville, FL; Humana Press. Tonowa, New Jersey, 2005. — 338 р.
24. Strobel O., Merz D. Role and diagnostic potencial of HMGB 1, a marcer of necrosis and pro-inflammatory mediator, in experimental acute pancreatitis // Pancreatology. — 2008. — Vol. 8, № 3. — P. 290.
25. Черешнев В.А., ГусевЕ.Ю. Иммунология воспаления: роль цито-кинов // Мед. иммунол. — 2001. — № 3. — С. 361-368.
26. Baxevanis C.N., Reclos G.J., Gritzapis A.D. et al. Elevated prostaglandin E2 production by monocytes is responsible for the depressed levels of natural killer and lymphokine-activated killer cell function in patients with breast cancer // Cancer. — 1993. — Vol. 72. — P. 491-501.
27. Maccario R., Podesta M., Moretta A. et al. Interaction of human mesenchymal stem cells with cells involved in alloantigen-specific immune response favors the differentiation of CD4+ T-cell subsets expressing a regulatory/suppressive phenotype // Haematologica. —
2005. — Vol. 90, № 4. — P. 516-525.
28. Sotiropoulou P. A, Perez S.A., Gritzapis A.D. et al. Interactions between human mesenchymal stem cells and natural killer cells // Stem. Cells. — 2006. — Vol. 24, № 1. — P. 74-85.
29. Spaggiari G.M., Capobianco A., Becchetti S. et at. Mesenchymal stem cell-natural killer cell interactions: evidence that activated NK cells are capable of killing MSCs, whereas MSCs can inhibit IL-2-induced NK-cell proliferation // Blood. — 2006. — Vol. 107, № 4. — P. 1484-1490.
30. AggarwalS., PittingerM.F. Human mesenchymal stem cells modulate allogeneic immune cell responses // Blood. — 2005. — Vol. 105, № 4. — P. 1815-1822.
31. Tyndall A, Matucci-Cerinic M. Haematopoietic stem cell transplantation for the treatment of systemic sclerosis and other autoimmune disorders // Expert. Opin. Biol. Ther. — 2003. — Vol. 3, № 7. — P. 1041-1049.
32. ЛазебникЛ.Б., Парфенов А.И., Князев О.В. и др. Биологическая терапия воспалительных заболеваний кишечника // Эксперим. и клин. гастроэнтерол. — 2011. — № 2. — С. 7-14.
33. Gong J., Tian F., Ren J., Luo G. Experimental evidence supporting the lack of primary stem cells in adult pancreatic tissue // Pancreatology. — 2010. — Vol. 10, № 5. — P. 620-630.
34. Schneider G., Saur D. Mesenchymal stem cells: therapeutic potential for acute pancreatitis // Gastroenterology. — 2011. — Vol. 140, № 3. — P. 779-782.
35. Jung K.H., Song S.U., Yi T. et al. Human bone marrow-derived clonal mesenchymal stem cells inhibit inflammation and reduce acute pancreatitis in rats // Gastroenterology. — 2011. — Vol. 140, № 3. — P. 998-1008.
36. Cui H.F., Bai Z.L. Protective effects of transplanted and mobilized bone marrow stem cells on mice with severe acute pancreatitis // World J. Gastroenterol. — 2003. — Vol. 9, № 10. — P. 2274-2277.
37. Lee D.D., Grossman E., Chong A.S. Cellular therapies for type 1 diabetes // Horm. Metab. Res. — 2008. — Vol. 40, № 2. — P. 147-154.
38. MimeaultM., Batra S.K. Recent progress on normal and malignant pancreatic stem/progenitor cell research: therapeutic implications for the treatment of type 1 or 2 diabetes mellitus and aggressive pancreatic cancer // Gut. — 2008. — Vol. 57, № 10. — P. 1456-1468.
39. Liu M., Han Z.C. Mesenchymal stem cells: Biology and clinical
potential in Type 1 Diabetes Therapy // J. Cell. Mol. Med. — 2008. — Vol. 12, № 4. — P. 1155-1168.
40. Вийде С.К., Соколова И.Б., Кругляков П.В., Полынцев Д.Г. Ауто-логичные стволовые клетки: экспериментальные и клинические исследования // Мат. Всерос. научной школы-конф. для молодежи. — Москва, 21-26 сентября. 2009.
41. ПинчукА.В. Трансплантация поджелудочной железы: исторический обзор // Трансплантология. — 2011. — № 1. — С. 5-12.
42. Cell Transplantation Center of Excellence for Aging and Brain Repair // Cell Transplantation. — 2009. — Vol. 17, № 12.
