CC BY
27
Физико-химическая биология Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2010, № 2 (2), с. 541-543
УДК 616-092
УЧАСТИЕ РАСТВОРИМЫХ МОЛЕКУЛ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ I КЛАССА В РАЗВИТИИ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ
© 2010 г. Н.И. Кубышева 1, Л.Б. Постникова 1, Н.Б. Преснякова 2, В.В. Новиков 1,2
1 Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского
2 Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. И.Н. Блохиной
шкта18@mail.ru
Поступила в редакцию 08.04.2010
Изучены содержание растворимых молекул гистосовместимости I класса ^НЬА-1) и уровень НЬА-1+ мононуклеарных клеток у больных хронической обструктивной болезнью легких в различных биологических средах. С прогрессированием хронической обструктивной болезни легких на фоне снижения уровня HLA-I+ мононуклеарных клеток в крови увеличивается уровень sHLA-I молекул в сыворотке крови, индуцированной мокроте и конденсате выдыхаемого воздуха.
Ключеные слонс: иммунитет, растворимые молекулы гистосовместимости I класса, хроническая обструктивная болезнь легких.
Поиск новых маркеров активности воспаления и критериев тяжести хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) является одной из актуальных задач в патогенезе данного заболевания. В формировании хронического воспаления при ХОБЛ важная роль принадлежит накоплению в бронхиальном дереве макрофагов, нейтрофилов и активированных Т-клеток, особенно CD8-положительных Т-лимфоцитов [1], которые активируются при непосредственном участии молекул главного комплекса гистосовместимости I класса.
Известен обширный класс интегрированных в глобальную иммунологическую сеть эндогенных иммунорегуляторных молекул, называемых растворимыми формами мембранных антигенов гемопоэтических клеток. Изучается их роль в регуляции иммунологических механизмов, в патогенезе различных заболеваний, исследуется мониторинговая и прогностическая значимость [2, 3]. Молекулы главного комплекса гистосовместимости обнаруживаются как в мембранносвязанной форме на поверхности клеток, так и в растворимой форме в различных биологических жидкостях. Их уровень изменяется при многих инфекционных, воспалительных, аутоиммунных, онкологических заболеваниях [2].
Учитывая актуальность поиска новых не-иванзивных маркеров воспаления при ХОБЛ, целью настоящей работы явилось сравнительное исследование у больных ХОБЛ в различных биологических средах - периферической крови, индуцированной мокроте (ИМ) и конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ) - содержания растворимых молекул ЫЬА I класса и мононуклеарных клеток, положительных в реакции не-
прямой иммунофлуоресценции по мембранным молекулам ЫЬА I класса.
Материалы и методы
В работе использованы образцы биологических жидкостей 63 больных с обострением ХОБЛ и 16 здоровых некурящих волонтеров сопоставимого возраста. Больные ХОБЛ составили
3 группы: 1 группа (п = 17) - легкая степень тяжести заболевания (I стадия), 2 группа (п = 24) -средняя степень тяжести (II стадия), 3 группа (п = 22) - тяжелая степень ХОБЛ (III стадия). Диагноз устанавливали в соответствии с рекомендациями по диагностике и лечению ХОБЛ. Функцию внешнего дыхания (ФВД) исследовали на компьютерном спирографе «Jeger», Г ермания. Изучали объем форсированного воздуха за 1 секунду (ОФВ0, отражающий выраженность бронхиальной обструкции [1].
Индуцированную мокроту получали в соответствии со стандартной методикой [4]. Сбор конденсата выдыхаемого воздуха (КВВ) осуществляли по модифицированной методике, описанной ранее [5]. Относительное содержание мононуклеарных клеток, дающих в реакции непрямой иммунофлуоресценции положительную реакцию на поверхностные антигены ЫЬА I класса (ЫЬА-!+ клетки), определяли с помощью моноклональных антител ИКО-53, используя люминесцентный микроскоп «Leitz» (Германия). Содержание растворимых молекул ЫЬА I класса ^ЫЬАЛ) определяли иммунофермент-ным методом с использованием моноклональных антител ИКО-53 против альфа-цепи молекул ЫЬА I класса и моноклональных антител
Таблица 1
Содержание молекул sHLA-I в биологических средах больных ХОБЛ разной степени тяжести (Ед/мл)
Группа Периферическая кровь Индуцированная мокрота Конденсат выдыхаемого воздуха
Здоровые волонтеры 1224.8±209.2 633.5±58.6 298.2±13.6
I стадия ХОБЛ 1513.2±223.4 617.4±113.4 270.1±45.7
II стадия ХОБЛ 1688.2±189.4 767.3±165.4 427.4±37.1*
III стадия ХОБЛ 2242 5±334 1* ** *** 1431.7±208.6*,**,*** 560.2±50.1*, **, ***
* - Статистически достоверные различия с нормой (р < 0.05),
** - статистически достоверные различия относительно I стадии ХОБЛ (р < 0.05),
*** - статистически достоверные различия относительно II стадии ХОБЛ (р < 0.05).
Таблица 2
Содержание HLA-I+ мононуклеарных клеток (%) в периферической крови и индуцированной мокроте у больных ХОБЛ
Группа Периферическая кровь Индуцированная мокрота
Здоровые волонтеры 70.2±8.1 54.1±8.4
I стадия ХОБЛ 56.6±8.9 37.6±3.7*
II стадия ХОБЛ 49.4±4.4* 59.2±5.8**
III стадия ХОБЛ 38.4±3.5*,** 41.0±4.7 ***
Примечание: см. пояснение под табл. 1.
ИКО-216 против бета-2-микроглобулина [6]. Результаты выражали в относительных единицах (Ед/мл). Статистическую обработку данных проводили с использованием компьютерных программ «Биостатистика» и «Statgraf».
Результаты и обсуждение
У здоровых волонтеров содержание растворимых молекул ЫЬА I класса в сыворотке крови в 1.9 раза превышало их содержание в индуцированной мокроте и было в 4.1 раза выше уровня растворимых молекул ЫЬА I класса в КВВ (табл. 1). Во всех тестированных биологических жидкостях у больных ХОБЛ легкой степени тяжести содержание растворимых молекул гистосовместимости I класса не отличалось от нормы. При средней степени тяжести ХОБЛ сывороточный уровень sHLA-I имел тенденцию к повышению в крови и индуцированной мокроте, но статистически достоверное изменение в сторону повышения было зарегистрировано по сравнению с контролем только в КВВ (р < 0.05). При III стадии ХОБЛ отмечалось статистически достоверное повышение содержания молекул sHLA-I во всех тестированных биологических жидкостях. В сыворотке крови уровень молекул sHLA-
I был увеличен в 2.0 раза (р < 0.05), в индуцированной мокроте - в 2.3 раза (р < 0.05), в КВВ превышал норму в 1.9 раза (р < 0.05).
Выявлена статистически достоверная (р < 0.05) отрицательная корреляция между параметром функции внешнего дыхания ОФВЬ отражающим выраженность бронхиальной обструкции, и концентрацией молекул
sHLA-I во всех исследуемых биологических средах (в периферической крови г = -0.47, в ИМ г = -0.57, в КВВ г = -0.54). Обнаруженная связь свидетельствует о закономерном увеличении концентрации молекул sHLA-I с прогрессированием бронхиальной обструкции у больных ХОБЛ.
Исследование ЫЬА-[+ мононуклеарных клеток периферической крови показало их снижение с ростом тяжести заболевания. При легкой степени тяжести обнаруживалась лишь тенденция к падению относительного количества ЫЬА-^ клеток (табл. 2). ХОБЛ средней тяжести характеризовалась снижением относительного уровня ЫЬА-!+ мононуклеарных клеток в 1.4 раза (р < 0.05), а при III стадии заболевания относительное содержание ЫЬА-^ мононуклеарных клеток падало в сравнении с нормой в 1.8 раза (р < 0.05). Выявлена отрицательная достоверная корреляция между содержанием молекул sHLA-I и относительным количеством ЫЬА-!+ мононуклеарных клеток в крови у больных с тяжелым течением ХОБЛ (г = -0.52,р < 0.05).
В индуцированной мокроте у больных ХОБЛ
II стадии наблюдалось достоверное снижение относительного количества ЫЬА-! мононуклеарных клеток только у больных легкого течения ХОБЛ в 1.4 раза по сравнению с нормой (р < 0.05). При II и III стадиях заболевания процентное содержание данных клеток статистически не отличалось от контрольной группы. В то же время, у больных среднетяжелого течения уровень ЫЬА-^ мононуклеарных клеток достоверно повышался относительно 1 группы больных в 1.6 раза, а при тяжелом течении заболева-
ния содержание данных клеток падало по сравнению с содержанием у больными II стадии ХОБЛ в 1.4 раза (р < 0.05).
Система HLA обеспечивает реализацию и регуляцию иммунного ответа не только за счет мембранных белков гистосовместимости, но и за счет их растворимых форм [2, 7]. Молекулы sHLA-I модулируют функцию клеток иммунной системы, связываясь с CD8 молекулой на поверхности CD8+ Т-клеток и CD8+ натуральных киллеров, ингибируя их цитотоксическую функцию и индуцируя секрецию растворимого Fas-лиганда, который выступает в качестве ауток-ринного фактора и вызывает апоптоз этих клеток [3, 8]. Учитывая, что основная функция CD8+ Т-лимфоцитов и NK клеток состоит в противовирусной защите, можно предположить, что высокие концентрации молекул sHLA-I, подавляя и/или ограничивая деятельность данных клеток, являются одной из причин обострения ХОБЛ, в патогенезе которой важную роль часто играют вирусные агенты. Стоит подчеркнуть, что sFas-L может вызывать гибель не только цитотоксиче-ских клеток, но и клеток бронхолегочного аппарата [9] и, следовательно, усиливать деструкцию легочной ткани и прогрессирование хронического воспаления при ХОБЛ.
Известно, что антигены HLA I класса присутствуют на всех ядросодержащих клетках, в том числе на мононуклеарных клетках. Однако в реакции непрямой иммунофлуоресценции выявляются, в основном, клетки с высокой плотностью экспрессии молекул HLA I класса, что отражает активацию клеточного иммунитета [3]. Вероятно, причиной обнаруженного нами снижения относительного количества HLA-I+ моно-нуклеарных клеток в крови является падение плотности их экспрессии на поверхности клеток, что может быть как следствием падения синтеза и пониженного выхода молекул HLA I класса на поверхность клетки, так и следствием увеличенной скорости их сбрасывания в межклеточное пространство [3, 7]. Поскольку мембранная форма молекул HLA I класса участвует в инициации
иммунного ответа, можно заключить, что снижение плотности экспрессии молекул HLA I класса является одним из элементов нарушения иммунитета при ХОБЛ.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют об участии молекул гистосовместимости I класса в патогенезе ХОБЛ. При этом содержание растворимых молекул HLA I класса может выступать в качестве показателя тяжести течения этого заболевания.
Список литературы
1. Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких / Пер. с англ. Под ред. А.Г. Чучалина. М.: «Агросфера», 2007. 96 с.
2. Новиков В.В., Барышников А.Ю., Караулов А.В.. Растворимые формы мембранных антигенов клеток иммунной системы // Иммунология. 2007. № 4. С. 249-253.
3. Новиков В.В., Караулов А.В., Барышников А.Ю. Растворимые формы мембранных антигенов клеток иммунной системы. Москва: Изд-во МИА, 2008. 243 с.
4. Efthimiadis A., Spanello A., Hamid Q., Kelly M.M. Methods of sputum processing for cell counts, immunocytochemistry and in situ hybridisation // Eur. Respir. J. 2002. V. 20. P. 19-23.
5. Horvath I., Donnely L., Kiss A. et al. Combined use of exhaled hydrogen peroxide and nitric oxide in monitoring asthma // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1998. V. 158. P. 1042-1046.
6. Максимова А.В., Кубышева Н.И., Ермолаева Е.В. и др. Сывороточное содержание растворимых антигенов адгезии и молекул гистосовместимости у детей с бронхиальной астмой // Аллергология. 2005. № 4. С. 30-34.
7. Puppo F., Indiveri F., Scudeletti M., Ferrone S. Soluble HLA antigens: new roles and uses // Immunology Today. 1997. V. 18. № 4. P. 154-155.
8. Kambayashi T., Michaelsson J., Fahlen L. et al. Purified MHC class I molecules inhibit activated NK cells in a cell-free system in vitro // Eur. J. Immunol. 2001. V. 31. P. 869-875.
9. Hodge S., Hodge G., Holmes M., Reynolds P.N. Apoptosis in COPD // Current Respiratory Medicine Reviews. 2005. V. 1. P. 33-41.
PARTICIPATION OF SOLUBLE MAJOR HISTOCOMPATIBILITY CLASS I MOLECULES IN THE DEVELOPMENT OF CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DESEASE
N.I. Kubysheva, L.B. Postnikova, N.B. Presnyakova, V. V. Novikov
We investigated the content of soluble major histocompatibility class I molecules (sHLA-I) and the level HLA-I+ of mononuclear cells in patients with chronic obstructive pulmonary disease in various biological media. As the chronic obstructive pulmonary disease progresses, the sHLA-I level in the blood serum, induced phlegm and expired air condensate increases against the background of the decrease in HLA-I+ blood mononuclear cells.
Keywords: immunity, soluble major histocompatibility class I molecules, chronic obstructive pulmonary disease.
