5 курс / Пульмонология и фтизиатрия / Бронхиальная_астма_В_2_томах_Том_1_Чучалин_А_Г_1997
.pdfПодобным образом концентрация катионного белка эозинофилов (ЕСР) и EDN повышены в ЖБАЛ больных БА и степень повышения коррелиру ет с клинической симптоматикой (Smith & Deshazo, 1993). Несмотря на то, что повышенное относительное количество эозинофилов в ЖБАЛ больных БА коррелирует с развитием поздней фазы ответа через 12 часов после ингаляционного теста с аллергенами, не выявлено подобной связи между концентрацией продукта эозинофилов LTC, и развитием поздней фазы ответа. Роль эозинофилов в развитии ночной БА только начинает изучаться. Вьмвлено, что у пациентов с симптомами ночной астмы коли чество эозинофилов в БАЛ выше в 4 часа утра, чем в 16 часов дня (Smith & Deshazo, 1993).
Экспериментальные модели бронхоспазма к аллергену Ascaris позво лили уточнить этапы вовлечения эозинофилов в воспалительный ответ при БА: миграция эозинофилов из кровяного русла, активация, адгезия эозинофилов к эндотелию капилляров и эпителию бронхов. Если сенси билизированным обезьянам перед очередным провокационным тестом проводить премедикацию моноклональной сывороткой к молекуле меж клеточной адгезии-1 (ICAM-1), то наблюдается значительное уменьше ние интенсивности аллергического ответа (в том числе и в абсолютном количестве эозинофилов ЖБАЛ). Эти данные позволили авторам сделать вывод, что существенным звеном в развитии патофизиологических меха низмов при БА является адгезия эозинофилов к эпителиальным клеткам. Кроме того, было выявлено, что содержание в БАЛ L-селектина и бета-2- интегринов (CR-3 ир150/95), веществ регулирующих адгезивную способ ность эозинофилов, существенно повышено при атопической БА (Menglersetal., 1994)
Таким образом, изучение ЖБАЛ подтвеждает полученные ранее сведе ния о важной роли эозинофилов при БА. При БА в ЖБАЛ не просто уве личивается число эозинофилов, а происходит резкая активация этих эффекторных клеток, степень которой коррелирует с выраженностью гипер чувствительности бронхов. Кроме того, накапливаются данные о важной взаимосвязи эозинофилов и Т-лимфоцитов.
Нейтрофилы ЖБАЛ при БА Роль нейтрофилов в развитии воспаления при БА широко обсуждает
ся. Сообщается о повышении двигательной активности нейтрофилов ЖБАЛ больных БА. Большинство исследователей выявили стойкое по вышение доли нейтрофилов ЖБАЛ во время реакции поздней фазы отве та на разнообразные аллергены ( Djukanovic R. et al., 1990; Fabbri et al.,1991).
40
Удалось обнаружить положительную корреляцию между числом нейтрофилов в ЖБАЛ и в ткани бронхобиоптата и длительностью БА по данным анамнеза (Smith & Deshazo, 1993). Некоторые исследователи считают, что нейтрофилия ЖБАЛ является отличительной чертой двухфазного от монофазного течения БА (Smith & Deshazo, 1993), однако это предположе ние не нашло подтверждения в других исследованиях. Hunt et al. (1992) считают, что повышение доли нейтрофилов ЖБАЛ является следствием влияния эндотоксина в составе аллергена, используемого при провока ционных тестах. Однако исследования последних лет выявили, что пер вой эффекторной клеткой, появляющейся в ЖБАЛ после введения ал лергена, к которому диагностирована сенсибилизация у больного БА, яв ляется нейтрофильный лейкоцит. Другие эффекторные клетки воспале ния (эозинофилы, лимфоциты, моноциты) появляются в ЖБАЛ значи тельно позже и характеризуют позднюю фазу ответа. Активированные нейтрофилы БАЛ больных БА активно секретируют фактор реализации гис тамина - HRF.
Таким образом, последние исследования позволили изменить представ ление о нейтрофиле как о клетке поздней фазы ответа и роли продуктов нейтрофила в развитии и поддержании воспалительного процесса в стенке бронха.
Эпителиальные клетки и моноциты ЖБАЛ при БА Десквамация эпителиальных клеток в просвет бронхов является клас
сическим гистопатологическим признаком БА. Увеличенное количество эпителиальных клеток в ЖБАЛ больных БА коррелирует с выраженнос тью гиперчувствительности бронхов (Smith & Deshazo, 1993). Увеличение количества эпителиальных клеток в ЖБАЛ было выявлено после бронхо провокационного теста с plicatic кислотой и отсутствовало при использо вании аллергена Dermatophagoides pteronyssinus и после метахолинового теста. При обострении БА выявляют повышение содержания в ЖБАЛ эндотелина - белка, вызывающего бронхоспазм и синтезируемого эпите лием бронхов. Комбинированная терапия пероральными кортикостеро идами и ингаляционными бета-агонистами снижает содержание этого белка. Последние исследования по изучению действия ингаляционных кортикостероидов, кроме снижения выраженности воспалительных ин фильтратов слизистой оболочки бронхов (из лимфоцитов, эозинофилов и тучных клеток), выявили положительный эффект на интегративные свойства эпителия бронхов. Следствием этого эффекта явились норма лизация рядного строения эпителия, снижение числа внутриэпителиаль-
41
ных лимфоцитов, снижение выраженности десквамативных и дистрофи ческих процессов (Smith & Deshazo, 1993).
При БА у взрослых не удается выявить признаков притока моноцитов в ЖБАЛ. После бронхопровокационных тестов у взрослых удается обна ружить увеличение в ЖБАЛ видимо незрелых моноцитов с положитель ной окраской на пероксидазу. Выявлена положительная корреляционная связь между количеством альвеолярных макрофагов в ЖБАЛ и выражен ностью гиперчувствительности бронхов у детей. Клетки линии моноцитмакрофаг также активированы при БА. Они усиленно синтезируют фак тор активации тромбоцитов (PAF), IL-lbeta, IL-6, GM-CSF, TNF-alfa, вырабатывают активные формы кислорода. Smith & Deshazo (1993) ука зывают, что кортикостероиды оказывают ингибирующее влияние на про дукцию IL-lbeta альвеолярными макрофагами при БА. При БА обнару жено более высокое, чем в контроле, количество низкоплотностных мак рофагов БАЛ, синтезирующих ТхВ2. Изучение альвеолярных макрофагов после провокационного теста позволило описать ультраструктурные ха рактеристики: извитая цитоплазматическая мембрана; многочисленные везикулы и выросты цитоплазмы; фагоцитоз гранул эозинофилов и туч ных клеток. Кроме того, альвеолярные макрофаги при БА синтезируют и имеют на поверхности большое количество низко аффинных рецепторов к IgE (CD23), что в свою очередь является следствием стимулирующего влияния GM-CSF.
Таким образом, клетки эпителия бронхов и моноцит-макрофагальной линии вовлечены в патогенез БА. Однако необходимы дальнейшие ис следования для уточнения причинно-следственных связей активации этих клеток.
Лимфоциты в ЖБАЛ при БА
Smith & Deshazo (1993) установили повышение содержания Т-лимфо- цитов в ЖБАЛ больных БА. Изучение рецепторного аппарата этих клеток позволило установить, что увеличивается количество как хелперов, так и супрессоров (CD4+ и CD8+). Легкое течение БА характеризовалось пре имущественным увеличением С 08+-клеток. Преимущественное повыше ние этой субпопуляции лимфоцитов характерно также для больных БА, у которых не развивается поздняя фаза реакции после бронхопровокаци онного теста. Через 10 минут после эндобронхиального введения аллер гена у больных легкой атопической БА отмечается снижение CD4+ и по вышение CD8+, не сопровождающееся повышением экспрессии рецеп торов к IL-2 (IL-R2) или признаков активации HLA-DR рецепторов. В связи с этим авторы предполагают, что снижение количества CD4+ связа но с повышенной адгезией лимфоцитов данной субпопуляции к клеткам
42
бронхиального эпителия. Mengless et al. (1994) выявили увеличение CD4+ Т-лимфоцитов на сроках 48 и 96 часов после провокационных тестов, од нако количество этих клеток не коррелировало с выраженностью гипер чувствительности бронхов. Robinson et al. (1992) предположили, но не доказали, что выявляемые CD4+ клетки могут относиться к ТН2 субклас су, который стимулирует синтез IgE и вызывает эозинофилию. Пока из вестно, что после эндобронхиального введения аллергена лимфоциты ЖБАЛ больных легкой атопической БА синтезируют GM-CSF —цито- кин, активирующий эозинофилы.
Постепенно накапливаются данные об особенностях субпопуляционного состава лимфоцитов ЖБАЛ при атопической и неатопической фор мах БА. В настоящее время в костном мозге выделены два типа Т-хелпе- ров, различающихся по своим синтетическим возможностям: Thl и ТЬ2 клетки. T hl-лимфоциты синтезируют IL-2, IFN-гамма, но не продуци руют IL-4, IL-5 и IL-10. ТЬ2-клетки, напротив, вырабатывают IL-4, IL- 5 и IL-10, но не могут секретировать IL-2 и гамма-интерферон. Оба под класса вырабатывают IL-3 и GM-CSF. Предполагают, что оба видаТ-хел- перов под действием разнообразных стимулов дифференцируются из ThOклеток, которые обладают синтетическими способностями как Thl-, так и Th2-cy6классов. К сожалению, субпопуляционный состав Т-хелперов ЖБАЛ при БА на настоящий момент не оценен. О присутствии различ ных клеток можно лишь косвенно судить по обнаруженным гуморальным компонентам ЖБАЛ.
При атопической форме БА Т-лимфоциты активированы (IL-2R+), ак тивно синтезируют IL-4 и IL-5, но не IL-2; количество Т-лимфоцитов кор релирует с количеством В-клеток, несущих CD232. Лимфоциты ЖБАЛ при неатопической форме заболевания синтезируют IL-2 и IL-5, но не IL-4. Кроме того, продукция IL-5 лимфоцитами ЖБАЛ in vitro коррели рует с уровнем эозинофилии периферической крови как при атопичес кой, так и при неатопической форме заболевания.
В последние годы выдвинута концепция “intristic asthma”, в развитии ко торой ведущуя роль отводится лимфоцитам. Поэтому исследования ЖБАЛ при данной форме заболевания будут безусловно перспективными.
Учитывая важное место Т-лимфоцитов в развитии иммунологических реакций при других заболеваниях, не удивительно, что эти клетки участ вуют и в воспалительных реакциях бронхов при БА. В этом смысле изуче ние ЖБАЛ является без сомнения ведущим методом исследования.
43
Другие компоненты ЖБАЛ при БА После бронхопровокационных тестов отмечают повышение содержа
ния в ЖБАЛ белка и мочевины, что, возможно, является отражением по вышенной сосудистой проницаемости ( Mengelers et al., 1994). Концент рация этих веществ коррелирует с выраженностью гиперчувствительно сти бронхов и снижается на фоне приема кортикостероидов. Повышение концентрации иммуноглобулинов в ЖБАЛ отмечается даже после прове дения терапии, направленной на снижение сосудистой проницаемости. Это свидетельствует о повышении местного синтеза иммуноглобулинов. Гиалуроновая кислота, продукт фибробластов, также повышается вЖБАЛ боль ных БА и коррелирует с выраженностью клинической симптоматики.
Нейропептиды являются веществами, контролирующими тонус и уро вень секреции дыхательных путей. При атопической форме БА удалось выявить значительное повышение концентрации субстанции Р и бетаэндорфина, содержание которых еще больше увеличивалось при прове дении эндобронхиальной провокации (Smith & Deshazo, 1993).
Перспективы изучения БАЛ при БА
Новое направление последних лет связано с определением количества разнообразных медиаторов, особенно интерлейкинов, и проведением кор реляций между клеточными пулами периферической крови, ЖБАЛ и в ткани бронхиальных биоптатов. Полимеразная технология (PCR) и ме тод определения мессенджера транскрипции РНК (mRNA) были исполь зованы для выявления состояния зон РНК, ответственных за синтез ме диаторов, концентрация которых часто повышена в ЖБАЛ при БА. При помощи определения mRNA были выявлены основные особенности со держания IL-lbeta, IL-6, IL-2, GM-CSF и TNF-alfa при обострении и ре миссии заболевания, доказан местный синтез TNF-alfa и ILlbeta макро фагами, Т-лимфоцитами и, возможно, эпителиальными клетками (Smith & Deshazo, 1993). Кроме того, была описана повышенная экспрессия IL-2 и IL-4 mRNA через 48 часов после бронхопровокационного теста с аллергеном, к которому у пациента была выявлена сенсибилизация.
Стало возможным селективное введение аллергена в изолированный сегмент легких и затем, позднее, проведение БАЛ на территории именно этого сегмента. Через 12 минут после введения аллергена было отмечено повышение концентрации гистамина и триптазы, но не количества иммунокомпетентных клеток. Через 48 часов ЖБАЛ характеризовалась уве личением эозинофилов и их продуктов, а также LTC4 и IL-4. Содержание гистамина было повышено, но в меньшей степени, чем на первом сроке
44
исследования. Триптаза в ЖБАЛ отсутствовала. Более выраженные изме нения соответствовали сегментам с большей антигенной нагрузкой. По добные изменения не были найдены в сегментах, в которые вводили изо тонический раствор хлорида натрия и у здоровых добровольцев. Эти и по добные исследования (Smith & Deshazo, 1993) позволяют сделать вывод, что эозинофилы играют важную роль в реакциях поздней фазы воспале ния, что приток эозинофилов в позднюю фазу вызван медиаторами лим фоцитов и что гистамин, определяемый в позднюю фазу ответа, является не столько продуктом тучных клеток, сколько базофилов.
Таким образом, применение новых бронхоскопических подходов и мо лекулярных технологий с использованием разнообразных моноклональ ных сывороток повышает количество и качество информации, получае мой при исследовании ЖБАЛ больных БА. Более того, изучение несколь ких порций ЖБАЛ после введения аллергена позволяет составить дина мичную картину развития бронхиального воспаления во всем многооб разии тонких механизмов клеточных взаимодействий.
Коррелируют ли изменения в ЖБАЛ с изменениями
вткани бронхиальных биопсий и данными аутопсии?
Вбольшинстве летальных случаев БА смерть сочеталась с закупоркой бронхов слизью, клеточным детритом и белками плазмы. Многие иссле дователи отмечали слущивание бронхиального эпителия, вплоть до пол ной потери реснитчатых клеток. Эти находки сочетаются с увеличением доли эпителия в ЖБАЛ при легком течении БА, как обсуждалось выше. Еще одним классическим морфологическим признаком является утол щение базальной мембраны эпителия, вторичное по происхождению и связанное с подмембранным отложением плотных 3 и 5 типов коллагена, которые могут вырабатываться фибробластами под влиянием трансфор мирующего фактора роста из эозинофилов - TGF-alfa (Smith & Deshazo, 1993). Дальнейшим доказательством этой гипотезы является факт о кор реляционной связи толщины базальной мембраны бронхов и количества эозинофилов в подслизистом слое. Кроме того, обычно описывают отек
иумеренно выраженную инфильтрацию подслизистой оболочки нейтрофилами и эозинофилами, гипертрофию желез и гладкомышечных элемен тов бронхов. Подобные, но менее выраженные изменения находят в тка ни бронхобиоптатов у больных с легким течением БА.
Насколько же коррелируют гистологические изменения и параметры ЖБАЛ? При легком течении БА Smith & Deshazo (1993) выявили много численные положительные корреляции: 1) между общим количеством
45
клеток, содержанием эозинофилов и тучных клеток в ЖБАЛ и общим количеством клеток инфильтрата подслизистого слоя бронхобиоптата; 2) между количеством лимфоцитов ЖБАЛ и числом эозинофилов в подслизистом слое биоптата ; 3) между количеством клеток цилиндрического эпителия в ЖБАЛ и количеством клеток межэпителиального лейкопедеза. Таким образом, были выявлены статистически значимые корреляции между показателями ЖБАЛ и бронхиального биоптата. Однако в связи с невозможностью подтверждения этих данных на большом количестве материала ряд взаимосвязей может оказаться случайным. В частности, не было выявлено подобных корреляций, анализируя повышенное количе ство CD45RO+ Т-лимфоцитов, в ЖБАЛ и в бронхиальном биоптате.
Большинство исследователей считают, что изменения в ЖБАЛ лишь частично отражают как динамичные по своей природе воспалительные изменения бронхиальной стенки при БА, так и содержание клеточных популяций по другую сторону базальной мембраны в здоровом легком. Тем не менее, бронхиальная биопсия считается менее чувствительным материалом, чем ЖБАЛ, в отражении изменений в количественном и ка чественном составе клеток. Статичное гистологическое исследование может, в частности, лишь подтвердить факт миграции таких клеток, как эозинофилы или моноциты из кровяного русла в направлении просвета дыхательных путей. При помощи исследования ЖБАЛ можно точно оп ределить выраженность этой клеточной миграции во времени. Однако обнаруженное при сочетанном использовании ЖБАЛ и биопсии нерав номерное распределение клеточных популяций на территории слизистой оболочки бронха и в его просвете несколько снижает важность находок при изучении ЖБАЛ. Затрудняет трактовку полученных результатов и возможность сопоставления между собой клеточных популяций, обнару женных в биоптате и ЖБАЛ, так как биоптат составляет лишь незначи тельную часть поверхности сечения одного бронха, а ЖБАЛ является ин тегративным материалом сегмента легкого. И хотя окончательный вывод в этом вопросе еще не сделан, имеются все предпосылки утверждать, что изменения в ЖБАЛ и бронхиальных биоптатах дополняют друг друга и чрезвычайно информативны.
Использование БАЛ для диагностики и наблюдения за развитием БА
Диагноз БА может быть однозначно установлен без применения БАЛ. Применение БАЛ может быть обосновано при дифференциальной диа гностике синдромов, сопровождающихся легочной эозинофилией и име ющих клиническое начало заболевания, сходное с БА.
46
Использование БАЛ и биопсии для оценки эффективности терапии
ЖБАЛ и бронхобиоптаты при БА изучались именно с целью оценки лекарственной терапии и уровня содержания лекарств в легких. Четырех недельный прием будесонида в ингаляционной форме приводит к сни жению концентрации катионного белка эозинофилов в ЖБАЛ; более дли тельная терапия ассоциировалась с более низкими показателями как об щего числа клеток ЖБАЛ, так и тучных клеток (Smith & Deshazo, 1993). Эти данные соотносятся с исследованиями, указывающими на эффекты ингаляции беклометазона в течение 6 недель: снижение числа тучных кле ток и эозинофилов в бронхиальных биопсиях и числа активированных HLA-DR+ и IL-2+ Т-лимфоцитов ЖБАЛ. Кромогликат натрия уменьшает выраженность эозинофилии ЖБАЛ и уровень содержания в ней специфичеких IgE. ЖБАЛ является очень хорошим материалом для изучения эффектов ингибиторов лейкотриенов при БА. Применение цетиризина снижает приток эозинофилов в легкие через 24 часа после проведения ингаляционных тестов и неэффективно на этапе поздней фазы ответа. Концентрация теофиллина в ЖБАЛ составляет 1/3 от уровня сыворотки крови.
Таким образом, БАЛ практически не используется для диагностики или наблюдения за течением БА, кроме редких ситуаций или для исследова тельских целей. Мы считаем, что время лучших идей - впереди.
Использование БАЛ в терапевтических целях С терапевтической целью БАЛ используется при других патологичес
ких состояниях. В частности, при протеинозе БАЛ является и диагности ческой и терапевтической процедурой. Кроме того, с хорошими резуль татами БАЛ применялся для удаления ингалированных частиц при пневмокониозах, радиоактивных частиц (Chuchalin et al., 1995) и густого со держимого бронхов при муковисцидозе легких.
Первое использование БАЛ при БА датируется 1960. Ранние сообще ния были очень оптимистичны; сообщалось о длительной ремиссии за болевания после БАЛ у пациентов с тяжелым течением заболевания, ре комендовалось применение БАЛ в данной группе больных при отсутст вии тяжелых нарушений показателей функции дыхания. В качестве вво димой жидкости применяли как изотонический раствор хлорида натрия, так и смесь ацетилцистеина с бронходилататором и глюкокортикоидами.
47
Возможность того, что терапевтический БАЛ может быть в ряде случаев процедурой по жизненным показаниям, указывает на необходимость кон тролируемых исследований в этой области с определением оптимальных показаний и условий проведения. Первым этапом могло бы быть иссле дование группы тяжелых больных и ответ на вопрос: “Приносит или нет БАЛ положительный эффект?”. Если “да”, то вторым этапом было бы определение более четких показаний и лечебных мероприятий. Предпо лагается, что раннее введение жидкости, содержащей кортикостероиды, в бронхи больного с развивающимся тяжелым бронхоспазмом может при нести положительный эффект.
Заключение
1.Процесс понимания механизмов БА прошел через поиск безопасно го получения жидкостей и тканей, необходимых для изучения патофизи ологических реакций. Доказательство относительной безопасности брон хоскопии и лаважа при активной БА привело к современным исследова ниям бронхиальных биопсий, а затем и сочетанного изучения ЖБАЛ и биопсий. В настоящее время возможно проведение сравнительного изу чения легочной физиологии с изменениями в ЖБАЛ и биоптатах боль ных БА.
2.В отличие от других методов исследования, БАЛ позволяет изучить достаточно разнообразный клеточный пул и большое количество медиа торов воспаления. Именно этот метод окончательно подтвердил более ранние предположения на основе гистологических изменений, что БА является воспалительным заболеванием. Концентрация эффекторных клеток и медиаторов в ЖБАЛ после бронхопровокации и многие другие изменения часто коррелируют с выраженностью гиперчувствительности бронхов и/или другими клиническими проявлениями заболевания. По добная высокая корреляционная связь между изменениями в ЖБАЛ и тестами на гиперчувствительность, а также данными аутопсии и экспе риментальных моделей на животных позволяет сделать вывод, что ЖБАЛ адекватным образом отражает процессы в ткани легких.
3.В настоящее время представляется безусловным, что изменения ЖБАЛ не полностью коррелируют со спектром гистологических находок при БА. Более того, изучение ЖБАЛ и нельзя рассматривать как суррогат гистологических изменений. ВЖБАЛ было найдено несколько биохими ческих маркеров, позволяющих получить уникальную информацию для оценки функциональных возможностей легких при БА, изучение кото рых помогает понять тонкие защитные процессы при БА. Сравнитель
48
ные исследования изменений в сыворотке крови, биопсиях и ЖБАЛ не обходимы для выяснения, является ли именно ЖБАЛ материалом, кото рый наиболее правдиво отражает основополагающие процессы воспале ния легких при БА.
4. Существует некоторый скептицизм по отношению к данным БАЛ. Предыдущий опыт изучения патогенетических звеньев саркоидоза лег ких указывает на необходимость исследования разнообразных показате лей при заболеваниях легких с целью предотвращения одностороннего суждения.
5.Бронхиальная биопсия дополняет, но не заменяет исследование ЖБАЛ при БА. Воспаление является динамичным процессом и наилуч шим образом отражается при сочетании нескольких методик. Видимо, изучение биоптатов предпочтительно для оценки эффектов эозинофиль ного воспаления в четко определенных участках легких. Напротив, про ведение БАЛ предпочтительнее для анализа функциональной активнос ти клеток и содержания медиаторов, проникающих в дыхательные пути. Это особенно важно, так как БАЛ позволяет изучать эти разнообразные и многочисленные процессы во времени.
6.Наиболее активно разрабатываемой областью исследования ЖБАЛ
внастоящее время является роль лимфоцитов как активаторов воспале ния при БА, их связи с тучными клетками, эозинофилами и нейтрофилами. Мы считаем этот раздел наиболее важным для поиска четких разгра ничений различных вариантов воспаления и роли каждой из эффекторных клеток при БА.
7.Роль БАЛ в рутинной диагностике и при наблюдении за течением БА сомнительна. Несомненна возможность применения этого метода при анализе действия лекарственных препаратов.
8.Мнение о том, что метод БАЛ не имеет показаний в терапии тяжелой БА, не является адекватным отражением опубликованныхданных, так как исследования проводились без четкого протокола. Видимо, БАЛ может применяться для освобождения дыхательных путей от слизи у наиболее тяжелых больных как сберегающая жизнь процедура. Использование те рапевтического БАЛ при БА должно быть объектом активного изучения.
49