Иммуногенетические характеристики бронхиальной астмы

Введение Согласно определениям, данным в докладах рабочей группы GINA, бронхиальная астма (БА) – хроническое воспалительное заболевание дыхательных путей, в развитии которого принимают участие многие клетки и клеточные элементы: тучные клетки, эозинофильные гранулоциы, Т-лимфоциты и др. У предрасположенных лиц это воспаление приводит к повторяющимся эпизодам хрипов, одышки, тяжести в груди и кашля, особенно ночью и/или ранним утром. Эти симптомы обычно сопровождаются диффузной, но вариабельной обструкцией бронхиального дерева, которая, по крайней мере частично, обратима спонтанно или под влиянием лечения. Воспаление также приводит к гиперреактивности бронхов. Бронхообструктивные состояния, характеризующиеся хроническим аллергическим воспалением дыхательных путей, гиперреактивностью бронхов и обратимым ограничением воздушного потока, стали объединять термином «бронхиальная астма» [4–6, 8]. Альтернативные состояния генов, называемые аллелями и сформировавшиеся под действием механизмов эволюции, образовывают широкий наследственный полиморфизм. Ген считается полиморфным, если он присутствует в популяции в виде двух и более аллелей, с частотой более редкого из них не менее 1 %. В человеческой популяции не менее 25 % (около 10 000) генов являются полиморфными [1, 2]. К настоящему времени накоплены результаты множества исследований, свидетельствующие об ассоциации аллельных вариантов генов интерлейкинов и генов ферментов детоксисикации ксенобиотиков (ФДК) с патологическими состояниями БА, поскольку антигенспецифические иммунные механизмы патогенеза данного заболевания опосредованы Т-клетками [1, 2, 9, 10]. Т-хелперные клетки (Тh) обычно рассматривались как делящиеся по двум клеточным эффекторным линиям – Тh1 и Тh2-клетки, формирующим клеточный и гуморальный иммунитет соответственно, который основывается на экспрессируемом профиле цитокинов. Иммунологические нарушения при атопических заболеваниях выражаются в изменении соотношения популяций Тh1 и Тh2 в сторону Тh2, соответственно с продуцируемыми цитокинами второго типа [9, 15]. Некоторые авторы [14] подчеркивают роль смешанного Th1- и Th2-ответа в деструктивных процессах, обусловленных как клеточноопосредованной, так и антителозависимой цитотоксичностью. Более поздние исследования описывают третью линию эффекторных клеток – Тh17-клетки, которые антагонистически воздействуют своими цитокинами на клеточные линии Тh1 и Тh2, экспрессируя цитокины семейства IL-17 [7]. IL-4 – плейотропный цитокин, продуцируемый Тh2-кетками, переключающий синтез изотопов иммуноглобулинов B-лимфоцитами на производство IgE. Уровень синтеза цитокина ассоциирован с определенными вариантами аллельных генов. Для гена IL-4 наличие Т в положении 589 ассоциировано с гиперпродукцией IgE [18]. IL-17F – цитокин Тh17-клеток, являющийся защитой от внеклеточных патогенов, которые не могут эффективно элиминироваться Тh1 и Тh2. Кроме того, он часто ассоциирован с различными аллергическими реакциями [12, 13]. ФДК активно задействованы в метаболизме различных субстратов, в том числе интермедиатов процессов воспаления. Одной из характерных особенностей этой группы ферментов является широкая межиндивидуальная вариабельность изозимного спектра, обусловленная генетическим полиморфизмом [11]. Возможно, различия полиморфных вариантов генов цитокинов и ФДК играют определенную роль в формировании клинического фенотипа БА, который согласно GINA может быть представлен 4 формами тяжести [8]. Цель исследования – изучение генотипа и частоты аллелей IL-4 (C-589T), IL-17F (His-161 Arg), CYP1A1 (Ile462Val) у пробандов с БА различной степени тяжести. Объект и методы Проведение молекулярно-генетических исследований осуществлялось на базе Украинского института клинической генетики Харьковского национального медицинского университета. Анализировался полиморфизм генов IL-4 (C-589T), IL-17F (His-161 Arg), CYP1A1 (Ile462Val) с помощью тест-систем ООО НТП «Литех» (г. Москва) у 40 пациентов с БА разной степени тяжести методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). Детекция результатов ПЦР проводилась в 3 % агарозном геле. Пациенты пребывали на стационарном лечении в городском пульмонологическом центре Харькова (ГКБ № 13). Разницу долей оценивали с помощью угловой трансформации φ. Сравнение рядов распределения проведено с помощью критерия χ2 на уровне значимости 0,05. Ожидаемую гетерозиготность полиморфизма генов IL-4, IL-17F, цитохрома Р450 CYP1А1 рассчитывали по опубликованным методикам [3]. Относительное отклонение ожидаемой гетерозиготности от наблюдаемой (D) рассчитывали по формуле: D=(hobs–hexp)/hexp, где hobs и hexp – ожидаемая и наблюдаемая гетерозиготность соответственно. Результаты исследований и их обсуждение В таблице 1 приведены результаты анализа распределения генотипов 589 СС, 589 СТ, 589 ТТ гена IL-4; 462 Ile Ile, 462 Ile Val, 462 Val Val гена CYP1A1; 161 His His, 161 His Arg, 161 Arg Arg гена IL17F среди больних БА. Из полученых данных видно, что встречаются все возможные генотипы, кроме 462 Val Val. Данный феномен может объяснятся тем, что представители с мутантным генотипом элиминируются. Поскольку белковые продукты указанного гена осуществляют взаимодействие с окружающей средой, детоксицируя или токсицируя чужеродные химические соединения, которые попадают в организм, в том числе лекарственные препараты [11], а носители мутации не способны к детоксикации, чем увеличивают токсичность внутренней среды организма, как результат – они не выживают. Установлено, что IL-17 экспрессируется в биоптате легких при БА, поскольку Th17-клетки вовлекаются в иммунный ответ при бактериальном заражении, а также патогенетически связаны с развитием хронических воспалительных заболеваний. После того как инфекционный агент проникает в организм, IL-17 связывается с сигнальным рецептором IL-17RA. Такая реакция вызывает резкое увеличение нейтрофилов в организме носителя инфекции. Белые кровяные клетки нарушают работу легких и провоцируют их изменения. Свойства IL-17F наиболее хорошо изучены среди цитокинов семейства IL-17 [12, 14]. Генотип 161 His His встречается в 29,6 раза чаще среди пациентов с БА, чем генотип 161 Arg Arg, что подтверждается результатами исследований, проводимых на лабораторних мышах, поломки генома IL-17 у которых обеспечивали меньшую подверженность повреждениям легких, спровоцированным вирусной инфекцией. Кроме того, у дефектных мышей был зафиксирован пониженный уровень нейтрофилов в легких [16, 17]. В таблице 2 приведены результаты распределения пробандов в зависимости от формы (степени тяжести) БА. Среди данного контингента больных встречались все возможные степени тяжести БА согласно классификации GINA (2006): I степень – легкая интермиттирующая.

 

Выводы Анализ генов БА показал следующее. 1. Можно предположить, что полиморфизм 462 Val Val гена CYP1A1 является летальным, потому не встречается среди пациентов со всеми формама БА. 2. Носители Htzg-полиморфизма по гену IL-17F чаще встречаются среди больных с тяжелой персистирующей формой БА. 3. Hmzg- полиморфизм по аллелю C-589T гена IL-4 не встречается среди больных с I и ІІІ степенями тяжести БА.