CC BY
176
Смирнова О.В.,
кандидат медицинских наук, доцент кафедры клинической иммунологии и аллергологии Витебского государственного ордена Дружбы/ народов медицинского университета
Выхристенко Л.Р.,
кандидат медицинских наук, доцент кафедры клинической иммунологии и аллергологии Витебского государственного ордена Дружбы народов медицинского университета
Роль клеток системы иммунитета в патогенезе бронхиальной астмы
Бронхиальная астма- хроническое воспалительное заболевание бронхов, основой которого является их обратимая обструкция, приводящая к приступам удушья и возникающая вследствие их врожденной и/или приобретенной гиперреактивности на аллергены или неспецифические факторы [1].
Бронхиальная астма (БА) - гетерогенное заболевание. Некоторые зарубежные и российские авторы [3, 51] рассматривают бронхиальную астму как комплекс синдромов со многими клиническими фенотипами, основными характеристиками которых является гиперреактивность, обструкция и воспаление дыхательных путей. Более 30 лет назад А.Д. Адо и Г.Б. Федосеев описали восемь основных вариантов патогенеза БА: 1) атопический; 2) инфекционно-за-висимый; 3) аутоиммунный; 4) дисгормо-нальный; 5) нервно-психический; 6) ад-ренергический дисбаланс; 7) первично измененная реактивность бронхов; 8) хо-линергический [1]. Эта классификация патогенетических механизмов БА сохраняет актуальность и в настоящее время.
Несмотря на многообразие этиологических факторов и начальных этапов механизма развития астмы, конечные его звенья реализуются через одни и те же системы лейкоцитарных, нейрогенных и эпителиальных медиаторов [1]. Изучение данных бронхоскопических биопсий легкого, показателей бронхо-альвеоляр-ного лаважа (БАЛ) и бронхопровокаци-онных исследований у пациентов с аллергической и неаллергической астмой показали идентичные характеристики воспалительного ответа независимо от этиологии БА [51].
Полагают, что БА прогрессирует за счет персистенции воспаления и/или нарушения репарационных механизмов. Важную роль в этих процессах играют
клетки систем врожденного и приобретенного иммунитета.
Система врожденного иммунитета
Клетки естественного врожденного иммунитета (дендритные клетки, моноциты-макрофаги, гранулоциты, естественные киллеры, тромбоциты) в большинстве случаев являются первыми, которые связывают антигены. Хотя это связывание считается неиммунным, неспецифическим, однако их рецепторы и адгезины обладают элементами специфичности, так как взаимодействуют с определенными нативными химическими группировками антигенов. Во многих случаях это углеводы (гликопротеины и гликолипиды), которыми «пренебрегают» Т-лимфоциты, взаимодействующие только с «презенти-рованными» этими клетками пептидами. Поэтому они не только дополняют иммунитет, но нередко играют в нем решающую роль, особенно после активации их цитокинами [2].
Дендритные клетки
В легких дендритные клетки ^С) являются основными антиген-презентирующи-ми клетками. DC демонстрируют высокую фенотипическую пластичность, часто с противоположной функцией клеток.
Различные субклассы DC вызывают разный иммунный ответ - иммунологическую толерантность либо ответ по ТМ или Т1|2 типу. Различают миелоидные (тЮС) и плазмоцитоидные ^С: внешне похожи на плазматические клетки) дендритные клетки, их различают по экспрессии CD11c и р2-интегрина.
В легких миелоидные дендритные клетки с фенотипом CD11c+CD11bhiB220-Gr-1- играют важную роль в индукции аллергического воспаления дыхательных путей [53]. Клетки тЮС с фенотипом CD11chi9hCD11blowCD103+ продуцируют высокий уровень 11-12, что приводит к стимуляции CD8+ Т клеток [27, 56].
Миелоидные DC разделяют на два типа (тЮС1 и тЮС2) в зависимости от экспрессии CD1c №СА-1) или CD141 ^Са-3). Клетки типа тЮС1 стимулируют преимущественно Т лимфоциты. Предполагают, что основная функция тЮС2 - это борьба с раневой инфекцией.
У мышей в лимфатических узлах идентифицированы DC с фенотипом CD11cintGr-1+B220+, которые продуцируют интерферон (IFN) 1-го типа и демонстрируют толерогенный потенциал. Эти клетки ассоциируют с человеческими pDC [49]. Продемонстрировано, что в легких pDC CD11cintGr-1+B220+ супрессируют деление Т-клеток и генерацию эффекторных Т-лим-фоцитов, индуцированных тЮС [26]. Циркулирующие в крови pDC экспрессируют CD123 и CD303 №СА-2), но не CD11c. В легких pDCs секретируют IFN-a и характеризуются низким уровнем экспрессии МНС и костимулирующих молекул.
Кроме того, описаны DC легких, продуцирующие интерлейкин (И)-10, с фенотипом CD80+CD86+CD40+MHCII+CD8-, которые индуцируют иммунологическую толерантность в легких [41].
Клетки т^ экспрессируют два Т011-подобных рецептора - Т1^-2, Т1^-4, pDC экспрессируют Т1^-7, Т1^-9.
Проведены исследования DC в БАЛ у больных БА. Показано, что оба субкласса (pDCs и mDCs) привлекаются в легкое при контакте с аллергеном, но превалирует pDC [17].
Альвеолярные макрофаги
Альвеолярные макрофаги составляют 80-90% всех клеток БАЛ. В условиях патологии, в частности при БА, альвеолярные макрофаги могут играть первичную роль в патогенезе болезни. Макрофаги могут быть активированы через 1дЕзависимые механизмы аллергенами и неаллергическими раздражителями. Стимуляция альвеолярных макрофагов приводит к выработке таких медиаторов воспаления, как тромбоксан, простаглан-дины и тромбоцитактивирующий фактор, которые определяют развитие поздней фазы аллергических реакций. Кроме того, свободные радикалы после антигенного воздействия выделяют преимущественно макрофаги, а не нейтрофилы, что приводит к повреждению и развитию гиперреактивности бронхов.
IL1 и фактор некроза опухоли (TNF) - основные медиаторы макрофагов, выделяются под действием эндотоксина-ли-пополисахарида многих видов бактерий, индуцируют синтез белков острой фазы воспаления, септический шок. Главным их свойством является провоспалитель-ное действие [2].
Система гранулоцитов
Эта система включает нейтрофильные, базофильные и эозинофильные гранулоци-ты (микрофаги). На любых гранулоцитах имеются низкоаффинные Fc-рецепторы для IgG (FcyRII-CD32 и FcyRIII-CD16), к IgA (FcaR), а также рецепторный белок Mac-2/e, связывающий IgE. У атопиков в связи с генетической предрасположенностью и/или под влиянием цитокинов изменена и усилена экспрессия Fc-рецепторов, в частности имеются высокоаффинные рецепторы FcyRI (CD64), FcdR и, предположительно, для IgE (FcsRI) [2].
Нейтрофилы
Через высокоаффинные Fcy-рецеп-торы и Fce-рецепторы, появляющиеся после активации, нейтрофилы связывают IgG и Igl-антитела и за счет них могут специфично взаимодействовать с антигенами и аллергенами. Под влиянием растворимых антигенов они дегранулируют, повреждаются и выделяют ферменты и медиаторы (гранулоцитопосредованный тип аллергической реакции).
Нейтрофилы высвобождают деструктивные протеазы, способные повреждать ткань легкого. Кроме того, они представляют собой источник цитокинов - IL-8, воспалительный белок макрофагов 1a и 1b, которые могут в дальнейшем усиливать нейтрофильную инфильтрацию и служить хемотаксическим фактором для лимфоцитов и эозинофилов.
Нейтрофилы могут лизировать клетки, покрытые антителами, так как связываются своими Fc-рецепторами с Fc-фрагментами этих иммуноглобулинов (антитело-зависимая клеточная цитоток-сичность - АЗКЦ) [2].
Базофилы
На поверхности базофилов имеется от 6000 до 60000 высокоаффинных Fce-рецепторов, связывающих IgE. В гранулах базофилов содержится большое количество медиаторов аллергии (гиста-мин, серотонин, фактор активации тромбоцитов, простагландины, лейкотриены, факторы хемотаксиса, гепарин). Эти медиаторы выделяются при дегрануляции базофилов, которая возникает после взаимодействия связанного базофилом антитела класса IgE с соответствующим аллергеном. Базофилы могут выделять 11=4, IL-5, IL6 другие цитокины, участвующие в патогенезе БА [2].
Тучные клетки
У больных БА зарегистрирована инфильтрация гладкой мускулатуры дыхательных путей тучными клетками [18]. В ответ на соединение антигена с двумя молекулами IgE на поверхности тучной клетки или при неспецифическом воздействии на тучную клетку она секрети-рует IL4, IL5 и IL13, определяя иммунный ответ по Th2 типу. Медиаторы тучных клеток - триптаза, гистамин, TNF способствуют ремоделированию бронхов. Тучные клетки играют роль и в повышенном ан-гиогенезе бронхов при ремоделировании [67]. Эндобронхиальная биопсия больных БА продемонстрировала увеличение химаза-положительных тучных клеток, связанных как с повышением количества сосудов, так и с повышением количества клеток, экспрессирующих проангиоген-ные цитокины - фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) [66].
Таким образом, тучные клетки могут потенциально вызывать ремоделиро-вание бронхов непосредственно через собственные эффекты или косвенно через эозинофилы и T-лимфоциты.
Эозинофилы
У пациентов с БА тяжелой степени с эозинофилией мокроты постоянное ограничение потока воздуха (объем форсированного выдоха за первую секунду - FEV1 <75 %) встречается почти в девять раз чаще [28]. Эозинофилы высвобождают различные медиаторы, включая лейкотриены, тромбоксан А2, тромбо-цитактивирующий фактор, кислородные радикалы, а также основные белки (большой основный белок и эозинофильный катионный белок), которые токсичны для
эпителия бронхов. Активированные эозинофилы могут, таким образом, приводить к повреждению эпителия, что также характерно при астме.
Механизм влияния эозинофилов на прогрессирование БА и ремоделирова-ние бронхов связан, вероятно, с продукцией TGF -р. У нокаутных мышей по 11=5 уровень TGf=p в дыхательных путях был значительно ниже. При этом мыши имели значительно более низкую степень развития перибронхиального фиброза и меньшую толщину гладкой мускулатуры бронхиальной стенки [24].
Проведено двойное слепое плацебо-контролируемое исследование эффективности моноклональных антител к IL5 (анти- I L-5) в лечении больных с БА [29]. Анализировали данные биопсии бронхов и бАл, взятых до введения первой дозы анти- IL-5 или плацебо и через три месяца после лечения. Оказалось, что в БАЛ происходило снижение количества эозинофилов и содержания трансформи-рующго фактора роста - р (TGFp). В био-псийном материале наблюдали снижение отложения белков, ассоциированных с ремоделированием бронхов - проколла-гена и теназина.
На эозинофилах экспрессирован рецептор CCR3 для хемокинов - эотак-сина и RANTES (regulated upon activation normal T-cell expressed and presumably secreted). Оба хемокина экспрессируют-ся в бронхах при БА. Данные о снижении эозинофильного воспаления при блокировании CCR3 получены при исследованиях на нокаутных мышах CCR3, а также эотаксин-нокаутных мышах [30]. У мышей значительно уменьшились уровень эози-нофилии бронхов и образование слизи.
Исследования с антагонистами CCR3 низкой молекулярной массы на мышах показали уменьшение субэндотелиаль-ного фиброза и гиперплазии кубического эпителия бронхов [61].
Введение крысам биспецифического антитела против CCR3 и CD300a редуцировало аллерген-индуцированное воспаление бронхов и значительно ингибиро-вало гиперплазию бокаловидных клеток, продукцию слизи, образование коллагена и снижало толщину гладкомышечного слоя бронхов [47].
Молекула Siglec-8 (sialic-acid-binding immunoglobulin-like lectins) высоко экс-прессирована на эозинофилах людей. Исследования in vitro показали, что кросс-соединение рецепторов Siglec-8 вызывает апоптоз эозинофила. Ни IL-5, ни гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-
CSF) не в состоянии противодействовать способности Siglec-8 к поперечному соединению, а следовательно, и апоптозу. В настоящее время нет исследований, демонстрирующих влияние Siglec-эози-нофилов на уменьшение ремоделирова-ния бронхов при БА.
Тромбоциты
Тромбоциты также участвуют в патогенезе БА. Связав своими Fc-рецепторами IgG или/и IgE антитела, они под влиянием аллергена активируются, выделяют медиаторы аллергии. В гранулах тромбоцитов содержатся гистамин, серотонин, про-стагландины, лейкотриены, тромбоцит-активирующий фактор, лизоцим, ß-ли-зины, лизосомальные энзимы, факторы, стимулирующие фагоцитоз и хемотаксис лейкоцитов, активирующие кининовую и свертывающую систему крови и др. Из а-гранул выделяется ß-тромбоглобулин, тромбоцитарный фактор роста гладко-мышечных клеток, ингибитор активатора плазминогена [2].
Помимо участия в свертывании крови и воспалении, медиаторы и факторы тромбоцитов модифицируют иммунные реакции. Тромбоциты могут фагоцитировать и убивать бактерии, вирусы и участвовать в АЗКЦ.
T у/5 лимфоциты
Кроме T-лимфоцитов с Т-клеточным рецептором (TCR) а/ß, в бронхах больных БА были идентифицированы у/5Т-клетки, которые являются клетками врожденного иммунитета. Тимуснезависимые у/5Т-клет-ки локализуются интраэпителиально и взаимодействуют с нативными антигенами (микобактерии, непептидные антигены, белок р65 теплового шока) независимо от MHC I и II класса или после представления антигенов молекулами CD1.
CD8+ T клетки с y/5 TCR ингибируют БА, снижая поздний аллергический ответ и эози-нофилию, за счет продукции IFN-y [34].
В то же время известно, что y/5T лимфоциты (собственно, как и CD8 + T лимфоциты, тучные клетки, базофилы, эо-зинофилы) способны продуцировать IL4, IL-5 и IL-13, тем самым усиливая действие лимфоцитов Т1|2-класса.
Эпителиальные клетки
Эпителиальные клетки бронхов, производя провоспалительные молекулы, могут стимулировать воспаление дыхательных путей и сами подвергнуться ре-моделированию [32, 40, 52].
Эпителиальные клетки легких являются важным источником тимического стро-мального лимфопоэтина (Thymic stromal lymphopoieten - TSLP) [10, 44]. У больных БА в дыхательных путях обнаружены уве-
личенные уровни TSLP [64]. Он способен стимулировать аллергическое воспаление, усиливая индуцированную дендритными клетками пролиферацию Т1|2-кле-ток [68]. Эпителиальную секрецию TSLP вызывают 11-4, dsРНК и риновирусы.
Факторы транскрипции эпителиальных клеток, такие как NFкp, являются регуляторами экспрессии генов цитокинов, хемокинов и молекул адгезии, важных для патогенеза воспаления дыхательных путей при астме. Предполагают, что уменьшение экспрессии NFкp регулируемых цитокинов, включая эотаксин-1 и TSLP снизит привлечение эозинофилов и Т1|2-клеток непосредственно в стенку бронха [19].
В ответ на аллергены эпителиальные клетки экспрессируют 11-25 (1-17Е). Предполагают важную роль И-25 в инициировании БА [12]. У мышей трансгенная сверхэкспрессия 11-25 легочным эпителием приводит к повышенной продукции слизи и инфильтрации бронхов макрофагами и эозинофилами, в то время как блокада И-25, наоборот, уменьшает воспаление дыхательных путей и производство цитокинов типа Т1|2.
УЕвР
При БА усилен ангиогенез, так же как увеличены уровни проангиогенно-го цитокина VEGF и рецепторов к нему [15]. Уровень VEGF повышен в мокроте, БАЛ и при биопсии бронхов. Возможно, VEGF - медиатор как сосудистого, так и экстрасосудистого ремоделирования и воспаления.
Фибробласты
Фибробласты - основные клетки соединительной ткани. Они секретируют различные молекулы адгезии, цитокины (TGFp, дезинтегрины и матричные ма-таллопротеиназы и др.) реагируют на те, которые выделяют клетки СИ, участвуют в воспалении, формируя межклеточные структуры и соединительнотканные волокна, обеспечивая фиброз очага воспаления [2].
ТвР р
При БА в бронхах высокоэкспрес-сирован TGFp [22], особенно у больных с тяжелой БА. TGFp, воздействуя на фибробласты, стимулирует производство внеклеточных матричных белков (коллаген, фибронектин), уменьшает производство коллагеназы, увеличивает производство ингибиторов ферментов, разрушающих внеклеточный матрикс (тканевой ингибитор металлопротеазы, или Т1МР). Вероятно, субэпителиальный компонент фиброза ремоделирования бронхов при БА осуществляется через
индукцию экспрессии TGFp с последовательной активацией миофибробластов. Кроме того, TGFp влияет на увеличение мускулатуры бронха через паракринные и аутокринные эффекты, действующие на гладкую мускулатуру [29].
MMP-9
Источниками матриксных металло-протеиназ (ММР) являются многие клетки, включая фибробласты, макрофаги, глад-комышечные клетки сосудистой стенки, нейтрофилы. При БА наиболее изучены ММР-2 и ММР-9, которые принадлежат к семье внеклеточных протеаз и ответственны за деградацию внеклеточного матрикса при ремоделировании [13].
MMP-2 (желатиназа) прежде всего экспрессируется в мезенхимальных клетках (главным образом в фибробластах) в период развития и регенерации ткани. Вместе с MMP-9 она участвует в деградации коллагена IV типа, главного компонента базальных мембран, желатина (денатурированного коллагена), других типов коллагенов (V VII и X), эластина и фибронектина. MMP-2 расщепляет моно-цитарный хемотаксический белок-3, что приводит к уменьшению воспаления и вазоконстрикции.
MMP-9 принимает участие в процессах воспаления, ремоделирования ткани и репарации, мобилизации матрикссвя-занных факторов роста и процессинга цитокинов. Уровни из MMP-9 значительно увеличены в БАЛ, крови, мокроте при аллергической БА [38]. Контакт с аллергеном у больных БА вызывает экспрессию MMP-9 в дыхательных путях.
Исследования на нокаутных мышах MMP-9 продемонстрировали, что у таких мышей при контакте с аллергеном уменьшался уровень перибронхиального фиброза, однако не сокращалась продукция слизи, не снижалась толщина гладких мышц бронхов [43].
ADAM33
ADAM33 (а disintegrin and metalopro-teinase 33), как и MMP-9, является метал-лопротеазой, которая экспрессируется при БА. Предположительно, играет роль в хроническом повреждении и репарации бронхов [35]. Отмечают генетический полиморфизм ADAM33, который связан со снижением функции легких. При БА средней и тяжелой степени мРНК ADAM33 экспрессирована значительно выше по сравнению с легкой или контролируемой БА. Однако нокаутные по ADAM33 мыши показали нормальную вызванную аллергеном гиперреактивность дыхательных путей, экспрессию IgE, продукцию слизи и воспаление бронхов. Исследования
перибронхиального фиброза и гладкой мускулатуры не проводили [23]. Роль системы Toll-подобных рецепторов клеток в развитии БА
Toll-подобные рецепторы (TLR) имеются на лейкоцитах, включая Т- и В-лим-фоциты, клетках эпителия и эндотелия, фибробластах, мышечных и нервных клетках. Активация подобных рецепторов приводит к продукции цитокинов, развитию воспаления и аллергии.
Существует «гигиеническая гипотеза», объясняющая повышенную распространенность аллергических заболеваний (в том числе и БА) в развитых странах меньшим воздействием микробных агентов, и слабой стимуляцией Th1 в сравнении c Th2. В сельских регионах аллергия встречается реже, чем в городах, а у детей фермеров активность TLR2 выше. Активация TLR2 ведет к усилению синтеза ИЛ-4 и ИЛ-10. Стимуляция TLR4 вызывает дифференцировку Th1. При стимуляции TLR клетки выделяют ИЛ-12 и ИФНу, изменяющие фенотип Тх2^Тх1/ Тх0. Лиганд СрG ДНК через TLR9 усиливает этот ответ.
В городах, по сравнению с сельскими регионами, более широкий, разнообразный спектр лиганд ксенобиотиков, которые, стимулируя TLR клеток, приводят к активации Тх2. Эта активация ведет к развитию 1дЕответа и аллергии [4].
Экстракт домашней пыли активирует дендритные клетки через TLR4, TLR2 и TLR9, которые выделяют ИЛ-6 и ИЛ-12. На них усиливается экспрессия CD40, CD8, CD86 и молекул МНС II класса [16].
Пептидогликан через TLR-2 стимулирует выделение из базофилов ИЛ-4 и ИЛ-13. На них высокая экспрессия TLR2 и TLR4 по сравнению с другими гранулоцитами. Предварительная обработка базофилов пептидогликаном усиливала секрецию ими гистамина, ЛТС4 и ИЛ-4 в ответ на стимуляцию анти-IgE антителами [65].
Липотейхоевая кислота (ЛТК) и пеп-тидогликан, флагеллин или олигонук-леотиды угнетали экспрессию Fce R1 на линии тучных клеток. Антитела к TLR2 блокировали этот эффект. ЛТК и пепти-догликан угнетали IgE-зависимую дегра-нуляцию тучных клеток. Воздействие ли-ганд на TLR2 может использоваться для угнетения аллергии [65].
Роль гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) в патогенезе БА Стволовые клетки (СК) - морфологический источник восстановления поврежденных легких, в том числе и при БА. Нормальное восстановление дыхательных путей предполагает регенерацию
эпителия при участии стволовых клеток. СК находятся в конкретных нишах (микроокружение СК) в легких, или они могут быть мобилизованы из костного мозга. Предполагают, что именно ниша активно участвует в пролиферации и направлении дифференцировки СК за счет факторов роста и регуляторных молекул [31]. Механизмы управления дифференцировки СК в легких не установлены.
При аллергических заболеваниях, в том числе БА, регистрируется повышенный уровеь CD34+ прогениторных клеток, которые мигрируют в место аллергического воспаления и дифференцируются в тканях в тучные клетки, эозинофилы, базофилы [11]. Циркулирующие CD34+ клетки экспрессируют рецепторы к TSLP и IL-33 и отвечают на эти цитокины продукцией высокого уровня цитокинов и хемокинов Th2 типа. Активизированные CD34+ клетки, содержащие IL5 и IL-13 обнаружены в мокроте у больных БА после вдыхания аллергена.
Один из установленных механизмов привлечения гемопоэтической СК в легкие - это повышенный уровень эотакси-на. Лечение анти-CCR3 у мышей ингиби-ровало миграцию и дифференцировку в эозинофилы CD34+ прогениторных клеток [12].
Фактор стволовой клетки (stem cell factor - SCF) ключевой фактор распространения гемопоэтических СК. SCF является мультипотентным ростовым фактором, в том числе и для тучных клеток. Он играет важную роль в прогрессиро-вании БА. SCF продуцируется многими клетками в легких, в том числе тучными клетками и эозинофилами. Рецептор к SCFc-kit экспрессирован на зрелых тучных клетках и эозинофилах [50]. SCF индуцирует пролиферацию и дифферен-цировку прогениторных CD34+ незрелых тучных клеток, их хемотаксис и повышенную выживаемость. SCF повышает антиген-индуцированную дегрануляцию тучных клеток легких. SCF повышенно экспрессируется в дыхательных путях больных БА [25].
Система приобретенного иммунитета
Т-лимфоциты
Т-хелперы
По современным представлениям, CD4+ T-клетки играют решающую роль в патогенезе БА [20]. Они составляют преобладающее большинство лимфоцитов, инфильтрирующих дыхательные пути у больных бА. CD4+ T-клетки способны быстро клонироваться в ответ на определенные стимулы. Активизируя выброс цитокинов, CD4+ T-клетки воздействуют
на другие клетки, инициируя каскад воспалительных медиаторов.
Активированные антигеном CD4+ Т-лимфоциты дифференцируются в эф-фекторные клетки (Th1 или Th2), которые обладают различными функциональными свойствами. Лимфоциты Th1 секрети-руют IFN-y, IL-12, IL2, лимфотоксин. Эти клетки обеспечивают защиту организма против внутриклеточных микроорганизмов и вирусов. Th2 секретируют IL4, IL-9, и IL-13 и через активацию В-лимфоцитов стимулируют продукцию антител, особенно IgE и образование IL5 (стимулирование дифференцировки и созревания эозинофилов).
У пациентов с аллергической БА CD4+ клетки преимущественно продуцируют IL-4, IL-5, IL-9 и IL-13. Эти интерлейкины играют существенную роль в прогресси-ровании БА, вызывая рост, дифферен-цировку и привлечение эозинофилов, базофилов, тучных клеток и продукцию В-лимфоцитами IgE [54].
Изучая типичный Th2 цитокиновый профиль БАЛ больных БА C. Walker et al. установили, что у больных неаллергической БА в БАЛ выделен IL5, но не обнаружен IL-4 [60]. А у больных аллергической БА выделены оба цитокина - IL-5 и IL-4. Более поздние исследования установили экспрессию мРНК IL13 Т лимфоцитами, полученными при биопсии бронхов больных БА [33, 40].
Считается общепринятым, что аллергические респираторные заболевания, в том числе и БА, ассоциированы с перекосом Т-хелперного ответа к Т||2-фенотипу, в то время как у здоровых индивидуумов преобладает иммунологический ответ по Th1 типу [б].
Наивный CD4+ T-лимфоцит не секре-тирует цитокины и имеет низкий уровень экспрессии белков транскрипции GATA-3 и c-Maf. Активизация CD4+ T-лимфоцита происходит после представления Т-кле-точному рецептору антигена в комплексе с MHC II класса (первый сигнал) и вторым сигналом, переданным костимулирующи-ми молекулами B7-1/B7-2 и CD28.
Костимулирующая молекула PD-1 (programmed death), или CD279, относится к семейству B7:CD28 молекул и участвует в регуляции Т-клеточной активации, толерантности или иммунопатологии. Недавно было установлено влияние костимулирующих лигандов PD-L1 (programmed death-ligand 1) и PD-L2 (programmed death-ligand 2) на развитие аллергических реакций дыхательных путей при БА [7]. Показано, что PD-L1 и PD-L2 регулируют гиперреактивность и воспаление бронхов. У PD-L1 -дефи-
цитных мышей уменьшился уровень гиперреактивности и воспаления бронхов. У ГО^2-дефицитных мышей развилось повышение гиперреактивности бронхов по сравнению с диким типом мышей [42]. При межклеточном взаимодействии дентритными клетками легких костиму-лирующей молекулой PD-1 с лигандом PD-L1 образуются эффекторные Th2-клетки с экспрессией IL-4, что приводит к повышению гиперреактивности дыхательных путей. При костимуляции PD-1 с лигандом PD-L2 инициируется Th1 ответа с повышенной экспрессией INFy, что уменьшает гиперреактивность бронхов. Синхронная экспрессия PD-L1 и PD-L2 лигандов нейтрализует поляризацию эффектов и приводит к балансу между Th1 и Th2 ответом [54].
В организации направления диффе-ренцировки наивного CD4+ Т-лимфоцита играет важную роль микроокружение, наличие IL-4/IL-10 или, напротив, IL-12.
Стимуляцию дифференцировки Th2 класса могут вызывать CD4+NK1.1+ Т-лимфоциты, которые активизируются небелковыми антигенами, представленными CD1, и секретируют IL-4.
После встречи с антигеном и выполнения своей секреторной функции большинство Т-хелперов погибает. Часть из них становятся клетками памяти, сохраняя способность отвечать на антигены в течение всей жизни хозяина. Причем сохраняется доминирующий ответ по Th1 или ТЬ|2-пути.
У атопических пациентов установлен феномен неравномерного апоптоза Th1 и Th2 эффекторных клеток [8], а именно пре-имущественое удаление циркулирующих клеток памяти и эффекторных Th1, особенно высокоэкспрессирующих IFN-y [9] и сохранение долгоживущих Th2 клеток.
Известны некоторые молекулярные механизмы Th2 хелперного ответа. Установлено, что различный уровень транскрипции генов цитокинов обеспечивает продукцию цитокинов Th1 или Th2 типов. Регулирование ответа обеспечивает взаимодействие между структурой хроматина, факторами транскрипции и генной активацией.
В 1998 г. Agarwal и Rao разработали модель молекулярного механизма диф-ференцировки лимфоцитов в тип Th1 или Th2 [5]. По представлению ученых, хроматин «наивных» Т-лимфоцитов имеет закрытую конфигурацию на участках генов, кодирующих IL-4/IL-5/IL-13. После активации дифференцировки клетки антигеном и цитокином происходит быстрая модернизация хроматина и CpG деметилирова-
ние. В итоге открываются специфичные участки ДНК для факторов транскрипции конкретного типа Т-лимфоцита. Такими факторами транскрипции для Th2 клеток являются GATA-3 и c-Maf, которые вызывают активную транскрипцию генов IL-4, IL-5,11=13.
Установлено, что повышение экспрессии GATA-3 у больных БА значительно коррелирует с экспрессией IL-5 и гиперреактивностью бронхов [48].
Важная роль в инициировании дифференцирования T-лимфоцитов в Th2 принадлежит STAT (signal transducer and activator of transcription) белкам. IL4, связываясь с рецептором на поверхности клетки, вызывает фосфорилирование киназами Jak1 и Jak3 белка STAT6, который в ядре клетки активизирует IL-4 зависимые гены, ответственные за продукцию IL-4R, IgE, FcR, молекул MHC II класса. Существует и альтернативный путь активации STAT6, через воздействие IL-13.
Выявлены факторы отрицательного регулирования экспрессии генов лимфоцитов Th2 типа. Такими факторами являются NF-АТр и BCL6 (Base class library). Фактор NF-АТр ингибирует образование IL-4. Протоонкоген BCL-6 является мощным репрессором транскрипции IL4 зависимых генов, как предполагают, за счет дисрегуляции STAT-зависимой экспрессии генов. В эксперименте на мышах удаление гена BCL-6 привело к массивному эозинофильному воспалению во многих органах, в том числе и в легких.
По данным Kiwamoto T с соавт. [39], у мышей с преобладанием Th2 лимфоцитов (GATA-3 трансгенные мыши) после воздействия аллергена выявлен высокий уровень субэпителиального фиброза и гиперплазии гладкомышечной мускулатуры бронхов. Напротив, у мышей с повышенным количеством Th1 клеток (T-bet трансгенные мыши) наблюдали сниженный уровень аллергениндуцированной гиперплазии бокаловидных клеток и гиперсекреции слизи.
У пациентов, страдающих тяжелой БА, обнаружено повышение экспрессии GATA-3 и пониженный уровень T-bet, что подтверждает связь между Th2 ответом и ремодели-рованием бронхиального дерева.
Т-регуляторные клетки
Работа и функция Th2 клеток находится под влиянием особых регуляторных Т-клеток - Treg. 1етерогенная группа Treg обеспечивает иммунологическую толерантность, в том числе в респираторном тракте.
Выделяют натуральные и индуци-бельные, или адаптивные, Treg клетки. Натуральные регуляторные (NTreg) клет-
ки с фенотипом CD4+CD25+Foxp3+ составляют 1-5% периферических CD4+ Т-клеток. Они обеспечивают супрессию аутоиммунных Т-лимфоцитов и предупреждают образование Т-эффекторных лимфоцитов [36]. NTreg образуются в тимусе. Предполагают, что на процесс образования влияет IL-2 через STAT5 регуляцию экспрессии Foxp3 [21].
Антиген-специфические адаптивные (индуцибельные) iTreg образуются в периферических тканях в результате иммунизации аллергеном или длительного нахождения аллергена в окружающей среде. Эти клетки способны вырабатывать 11=10 и TGFp, которые ингибируют регуляторную функцию Th2.
Введение антиген-специфических CD4+CD25+ T-регуляторных клеток, экс-прессирующих IL10, снижало острую аллергичекую воспалительную реакцию, гиперреактивность и ремоделирование бронхов [37]. При БА, вызванной сенсибилизацией аллергеном таракана, оба типа регуляторных клеток - NTreg и iTreg, введенных внутривенно, вызывали обратное развитие заболевания. Эффект iTreg зависел от высокого уровня TGFp, IL10, IFN-y. NTreg дифференцировались в iTreg (экспрессирующие IL-10) в легких [46]. Исследование Treg в БАЛ у детей, больных БА, продемонстрировало способность Treg ингибировать пролиферацию Т-лим-фоцитов и снижать синтез цитокинов Th2.
Th17 и Th9 лимфоциты
Недавно идентифицированы новые эффекторные Т-лимфоциты (Th17), продуцирующие семейство IL-17 (IL17A, В, C, D, E, F (IL-25)). Эти клетки образуются из «наивных» CD4+ T-клеток под влиянием IL6, IL21, IL23 и TGFp через STAT3-ROR yt (related orphan receptor) путь, и вызывают нейтрофилию при аллергической БА [45].
В присутствии IL4 и TGFp Th2 могут быть перепрограммированы в линию T-клеток, экспрессирующих IL9 и IL-10, называемых Th9 клетки [59].
Цитотоксические Т-лимфоциты
CD8+ T-клетки играют ключевую роль в клеточном иммунитете, секретируя IFN-Y и цитолитические факторы. Пул CD8+ T-клеток фенотипически неоднороден. Описаны два разных типа антиген-инду-цированных CD8+ T-лимфоцитов. Один тип клеток располагается в лимфоид-ных органах (клетки памяти с высоким уровнем CD62 лиганда к CC chemokine Receptors 7 (CCR7)). Другой находится в нелимфоидных тканях при воспалении. Это быстрые эффекторные клетки с низким уровнем CD62 [63].
В эксперименте на животных показано ингибирование сенсибилизации CD8+ Т-клетками [55]. Развитие поздней аллергической реакции в дыхательных путях после введения CD4+ Т-кле-ток было остановлено введением CD8+ Т-лимфоцитов, экспрессирующих 11-12 [62]. Супрессивный эффект на Т1|2 антиген-специфических CD8+ Т-клеток зависит от продукции IFN-y [57].
С другой стороны, CD8+ Т-клетки могут активно участвовать в индукции аллергического воспаления в дыхательных путях, что продемонстрировано на нокаутных мышах с дефицитом CD8+ Т-клеток. Было показано снижение гиперреактивности и воспаления бронхов, низкий уровень 11.-13 в БАЛ по сравнению с диким типом мышей [57]. Выявлены CD8+ Т-клетки, экспресси-рующие цитокины Т1|2 - И-4, И-5, и И-13 (Тс2). Эти клетки способны поддерживать иммунологический крен в сторону Т1|2 [58].
Вероятно, CD8+ Т-се11 не играют ведущей роли в инициации аллергического воспаления, но вносят важный вклад в хронизацию процесса.
В последние годы достигнуты определенные успехи в выяснении закономерностей, определяющих условия и механизмы развития и прогрессирова-ния бронхиальной астмы. Важную роль в этих процессах играют клетки систем врожденного и приобретенного иммунитета. Сохраняется представление о том, что БА ассоциирована с преобладанием Т1|2-хелперного ответа над ТМ. Описаны многие факторы, определяющие преобладание Т1|2, - это цитокиновое окружение, тип DC, экспрессия костимулирую-щих молекул и т.д. Идентифицированы и описаны новые клетки - Тгед, субклассы DC, ТМ7, Т1|9. Установлено значение То11-рецепторов, гемопоэтических стволовых клеток в патогенезе БА. Эти данные могут быть использованы в диагностике и лечении БА.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Новиков Д.К., Доценко Э.А., Новикова В.И. Аллергическая и псевдоаллергическая бронхиальная астма. - Москва-Витебск, 1997. - 336 с.
2. НовиковД.К., Новиков П.Д. Клиническая иммунопатология: руководство.-М.:Мед.лит., 2009.- 464 с.
3. Пыцкий В.И. // Аллергология и иммунология. - 2008. - Т. 9, № 4. - С. 480-482.
4. Титова Н.Д. // Иммунология, аллергология, ин-фектология.- 2009.-№ 3.- С. 32-39.
5. Agarwal S, Rao A. // Immunity.- 1998.-N 9.-Р. 765-775.
6. Agrawal D. K, Shao Z. // Curr. Allergy Asthma Rep. - 2010.- V 10, № 1.-Р. 39-48.
7. Akbari O, Stock P., Singh A.K., Lombardi V. et al. // Mucosal. Immunol.-2010.-N» 3.-Р. 81-91.
8. Akdis M, Trautmann A, Klunker S.I. et al. // Faseb. J.- 2003.-N 17.-Р. 1026-1035.
9. Akkoc T, de Koning P.J., Ruckert B. et al. // J. Allergy Clin. Immunol.- 2008.-V 121.-Р. 652-658.
10. AllakhverdiZ, Comeau M.R., Jessup H.K. al. // J. Exp. Med.- 2007.-V204.^.253-258.
11. Allakhverdi Z, ComeauM.R., SmtthD.E. at all. // J. Allergy Clin. Immunol.- 2009.- V 123, № 2.-Р. 472-478.
12. Angkasekwinai P., Park H, Wang YH. et al. // J. Exp. Med.-2007.-V. 204.-Р. 1509-1517.
13. Atkinson J.J, SeniorR.M. // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. - 2003. -V. 28. - P. 12-24.
14. Ben S, LiX, Xu Fet all. // Allergy. - 2008. -V. 63, № 9. -P. 1164-1176.
15. Bhandaii V., Choo-Wmg R, Chapoval S. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2006. -V 103. -P. 1102111026.
16. Boasen J., Chisholm D, Lebet L. et al. // J. Allergy. Clin. Immunol. -2005. - V 116.- P. 185-191.
17. Bratke K, Lommatzsch M, Julius P. et al. // Thorax. - 2007. -V 62. -P. 168-175.
18. Brightling C.E., Bradding P., Symon FA. et al. // N. Engl. J. Med. - 2002. -V 346.-Р. 1699-1705.
19. Broide D.H., Lawrence T., Doherty T. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2005. - V 102. - Р. 1772317728.
20. Broide D.H. // J. Allergy Clin. Immunol.- 2001.-V 108.-P. 65-71.
21. Burchill M.A., Yang J., Vogtenhuber C. et al. // J Immunol. - 2007. -V 178. -Р. 280-290.
22. Chakir J, Shannon J., Molet S. et al. // J. Allergy Clin. Immunol. - 2003. -V 111.-P. 1293-1298.
23. Chen C, HuangX., Sheppard D. // Mol. Cell. Biol. -
2006. -V 26. -P. 6950-6956.
24. Cho JX, MillerM, BaekK.J. et al. // J. Clin. Invest. -2004. -V 133. -Р. 551-560
25. Da Silva C.A., ReberL, FrossardN.// Fundam. Clin. Pharmacol. 2006. -V. 20, № 1. - Р. 21-39.
26. de HeerH.J., HammadH, Soullie Tet al. // J. Exp. Med. - 2004. -V 200. -Р. 89-98
27. Dunne P.J., Moran B, Cummins R.C., Mills KH. // J. Immunol. - 2009. -V 183. -Р. 400-410.
28. en Brinke A., Zwinderman A.H., Sterk P.J. et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 2001. -V 164. -Р. 744-748.
29. Flood-Page P., Menzies-Gow A., Phipps S. et al. // J. Clin. Invest. - 2003. -V 112.-Р. 1029-1036.
30. Fulkerson PC,, Fischetti C.A, McBn'de M.L. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2006.-V 103.-Р. 16418-16423.
31. Gomperts B.N, Strieter R.M. // Annu. Rev. Med. -
2007. -V. 58. -P. 285-298.
32. Holgate SI, Holloway J, Wilson S. et al. // Proc. Am. Thorac. Soc. - 2004. -№ 1. -Р. 93-98.
33. Humbert M. et al. // J. Allergy Clin. Immunol. -1997. -V. 99. -P. 657-665.
34. Isogai S., Athiviraham A, Fraser R.S. et al. // Immunology. - 2007. -V. 122. -P. 230-238.
35. Jongepier H.,,0. Boezen H.M., Dijkstra A. et al. // Clin. Exp. Allergy. - 2004. -V. 34. -P. 757-760.
36. Josefowicz S.Z., RudenskyA. // Immunity. - 2009. -V. 30.-Р. 616-625
37. Kearley J, Robinson D.S, Lloyd C.M. //J. Allergy Clin. Immunol. - 2008. -V. 122.-Р. 617-624.
38. KellyE.A., Busse WW, JarjourN.N. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 2000. -V. 162. -P. 1157-1161.
39. Kiwamoto T., Ishii Y., Morishima Y. et al. // Am. J. Resp. Crit. Care Med. - 2006. -V. 174. -Р. 142151.
40. Kotsimbos T.C, Ernst P., Hamid Q.A. // Proc. Assoc. Am. Physicians. -1996. - V. 108.-P. 368-373.
41. Koya T., Matsuda H, Takeda K. et al. // J. Allergy Clin. Immunol. - 2007. -V 119.-P. 1241-1250.
42. Latchman Y, Wood C.R., Chernova T et al. // Nat. Immunol. - 2001. -№ 2.-Р. 261-268
43. Lim D.H, Cho JX, Miller- M. et al.// Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. - 2006. - V 291. - P. L265-L271.
44. LiuYJ. // J. Allergy Clin. Immunol. - 2007. -V 120. -Р. 238-244.
45. Louten J., Bonfface K., de Waal Malefyt R. // J. Allergy Clin. Immunol. - 2009. -V 123. - Р. 1004-1011
46. McGee H.S., Agrawal D.K. //Am J Respir Crit Care Med. - 2009. - V 180. - Р. 211-225.
47. Munitz A., Bachelet I., Lev-Schaffer F// J. Allergy Clin. Immunol. - 2006. -V 118. -Р. 1082-1089.
48. Nakamura Y. et al. // J. Allergy Clin. Immunol. -1999. - V. 103. - P. 215-222.
49. Nakano H, Yanagita M, Gunn M.D. // J. Exp. Med. - 2001. -V 194. - Р. 1171-1178.
50. Oliveira S.H., Lukacs N.W.// Curr. Drug Targets Inflamm. Allergy. -2003. - V. 2, № 4. - Р. 313-318.
51. Ray A, Cohn L.// J. Clin. Invest. -1999. - V 104, № 8. - Р. 985-993.
52. Schleimer R.P., Kato A., Kern R. et al. // J. Allergy Clin. Immunol. - 2007. -V 120. - P. 1279-1284.
53. Shao Z., BharadwajA.S., McGee H.S. et al. // J. Allergy Clin. Immunol. - 2009. - V 123. - Р. 917-924.
54. Singh A.K., Stock P., Akbari O. // Allergy. - 2011. -
V 66. - Р. 155-162.
55. Stock P., Kallinich T, Akbari O. et al. // Eur. J. Immunol. - 2004. - V 34. - Р. 1817-1827.
56. Sung S.S., Fu S.M, Rose C.E. Jr. et al. // J. Immunol. - 2006. - V 176. - Р. 2161-2172.
57. Takeda K, Dow SW., Miyahara N. et al. // J. Immunol. - 2009. - V 183. - P. 181-190.
58. Tsuchiya K., IsogaiS., Tamaoka M. et al. // Immunology. - 2009. -V. 126. - P. 45-54.
59. Veldhoen M., Uyttenhove C., van Snick J. et al. // Nat. Immunol. - 2008. - № 9. - Р. 1341-1346.
60. Walker C. et al. // Am. Rev. Respir. Dis. - 1992. -
V 146. - P. 109-115
61. Wegmann M, GoggelR., SelS. et al. // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. - 2007. -V 36. -P. 61-67.
62. Wells J WW,, Cowled C. J., Giorgini A. et al. // J. Allergy Clin. Immunol. - 2007. -V 119. - P. 226-234.
63. Weninger W, Crowley M.A., Manjunath N. von An-drian U.H.// J. Exp. Med. - 2001. - V 194. - Р. 953966.
64. Ying S., O'Connor B, Ratoff J. et al. // J. Immunol. - 2005. - V 174. - Р. 8183-8190.
65. Yoshika M., FukuishiN., IriguchiS. et al. // J. Allergy. Clin. Immunol. - 2007. - V. 120. - P. 452-461.
66. Yu M., Tsai M, Tam SY et al. // J. Clin. Invest. -2006. - V. 116. - P. 1633-1641.
67. Zanini A., Chetta A., Saetta M. et al. // J. Allergy Clin. Immunol. - 2007. - V. 120. -P. 329-333.
68. Zhou B, Comeau M.R., De Smedt T et al. // Nat. Immunol. - 2005. - № 6. - Р. 1047-1053.
Поступила 23.03.2011 г.
