Предикторная роль ИЛ-6 и ИЛ-1β при формировании клеточного воспаления бронхов у пациентов с бронхиальной астмой в ответ на ингаляционное воздействие холодного воздуха

• Пирогов Алексей Борисович
• Приходько Анна Григорьевна
• Перельман Юлий Михайлович

Резюме

Введение. Интерлейкины (ИЛ) могут играть существенную роль в развитии нейтрофильного воспаления бронхов под воздействием холода у пациентов с бронхиальной астмой (БА).

Цель - изучить предикторную роль концентрации ИЛ-6 и ИЛ-1β при формировании клеточного воспаления бронхов у пациентов с БА в ответ на ингаляционное воздействие холодного воздуха.

Материал и методы. Наблюдательное исследование включало 78 пациентов с БА обоего пола в возрасте 39,0 ± 0,8 года. Исследовали клеточный состав индуцируемой и спонтанно продуцируемой мокроты, ИЛ в конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ) исходно и после проведения бронхопровокационной пробы с 3-минутной изокапнической гипервентиляцией холодным (-20 °С) воздухом (ИГХВ) и оценкой реакции дыхательных путей по данным спирометрии форсированного выдоха (ΔОФВ₁).

Результаты. В 1-ю группу вошли 32 пациентов с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей (ХГДП), во 2-ю группу - 46 пациентов без ХГДП (ΔОФВ₁ -16 [-22; -10,6] и -4 [-6; -0,4] % соответственно, р < 0,00001). Пациенты не имели межгрупповых различий по уровню контроля астмы (АСТ 18,3 ± 0,9 и 18,4 ± 0,7 баллов) и ОФВ₁ (93,8 ± 2,8 и 96,0 ± 3,1 %; р > 0,05). У лиц с ХГДП после пробы ИГХВ регистрировалось достоверное увеличение содержания нейтрофилов в мокроте - с 40,8 ± 2,0 до 47,8 ± 2,5 % (р = 0,037), в отличие от пациентов без ХГДП. Кроме того, после пробы ИГХВ у них значимо снижалась концентрация ИЛ-6 в КВВ (р = 0,018) и двукратно возрастала концентрация ИЛ-1β по отношению к исходной величине, а также по сравнению с аналогичным показателем у пациентов с астмой без ХГДП. Исходные значения ИЛ-1β и ИЛ-6 тесно коррелировали между собой (Rs = -0,84; р = 0,0003).

Заключение. Бронхиальная астма с ХГДП, вероятно, относится к Th17-эндотипу, сопряженному с активацией ИЛ-6 и ИЛ-1β и Тh1/Тh17-иммунного ответа. Профиль функциональной активности ИЛ-6 и ИЛ-1β по всей совокупности признаков может являться предиктором формирования у пациентов с ХГДП смешанного/нейтрофильного паттерна воспаления бронхов.

Ключевые слова:бронхиальная астма; холодовая гиперреактивность дыхательных путей; цитокины; нейтрофильное воспаление бронхов; Тh1/Тh17-иммунный ответ

Введение

Гетерогенность хронического воспаления дыхательных путей при бронхиальной астме (БА) в настоящее время является основанием для выделения различных клинико-морфологических фено- и эндотипов заболевания. Поскольку воспаление бронхов у большинства пациентов с БА оценивают как аллергическое, существует мнение об ассоциации неатопической формы тяжелой астмы с аллергическим воспалением "Th2-низкого" подтипа, которое отличается от аллергического воспаления "Th2-высокого" подтипа профилем медиаторов, контролирующих паттерн воспаления [1]. Так, в бронхоальвеолярном лаваже пациентов с астмой найдены двойные положительные (dual-positive) Тh2/Тh17-клетки, более устойчивые к индуцированной дексаметазоном клеточной гибели, обусловленной экспрессией MAP3K1 и невосприимчивостью к глюкокортикоидам, а также прогрессированием обструкции и гиперреактивности дыхательных путей с переходом в тяжелое течение болезни [2].

Ранее было показано, что ухудшение клинического течения БА коррелирует с высоким содержанием Тh17-клеток в периферической крови, ИЛ-17A и ИЛ-17F в мокроте, бронхоальвеолярной лаважной жидкости, бронхобиоптатах в сочетании с нейтрофилией легочного экссудата, нейтрофильной инфильтрацией бронхов [3-6], а также Тh1/Тh17-иммунным ответом с увеличением продукции провоспалительных цитокинов [6, 7].

Доминирующая в иммунном ответе активность ИЛ-17A, ИЛ-17F, ИЛ-21 и ИЛ-22 манифестирует кортикорезистентную нейтрофильную форму БА. На модели нейтрофильной БА у мышей Никольский А.А. и соавт. [8], определили, что купировать Тh17-зависимое нейтрофильное воспаление легких возможно при применении ингаляционного комплекса, включающего молекулы малых интерферирующих РНК против гена Stat3 - фактора транскрипции, регулирующего дифференцировку Тh17, и пептида-носителя LTP, направленного на уменьшение Тh17-инициированного нейтрофильного воспаления. Исследованиями in vitro показано, что поляризация наивных CD4⁺-Th0-лимфоцитов в субпопуляцию CD4⁺-Th17-клеток стимулируется ИЛ-6. Последний действует через тирозиновые остатки сигнального преобразователя (субъединицы рецептора ИЛ-6R) gp130, которые необходимы для активации STAT3. Стимулированные Th17-клетки характеризуются повышенной экспрессией генов, кодирующих ИЛ-17A и STAT3 [5, 8, 9]. Активация сигнального пути ИЛ-6-gp130/STAT3 выступает в качестве ИЛ-6/STAT3-зависимого механизма нейтрофильного воспаления легких, делающего его компоненты перспективными терапевтическими мишенями при БА [8]. В регуляции Тh1/Тh17-иммунного ответа принимает участие и ИЛ-1β. Считается, что ИЛ-1β либо усиливает дифференцировку CD4⁺-Т-клеток в Th17-клетки, индуцированную ИЛ-6 [5], либо, наоборот, играет ведущую роль в индукции дифференцировки Тh17-клеток при усиливающей роли IL-6 [10].

Исходя из вышеизложенных данных об участии ИЛ-6 и ИЛ-1β в экспрессии ИЛ-17 и развитии нейтрофильного воспаления при БА, интерес представляет изучение профиля упомянутых цитокинов у пациентов с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей (ХГДП), ассоциирующейся с утяжелением клинического течения астмы, смешанным паттерном воспаления бронхов, проблемой контроля заболевания [11].

Цель исследования - изучение предикторной роли концентрации ИЛ-6 и ИЛ-1β при формировании клеточного воспаления бронхов у пациентов с БА в ответ на ингаляционное воздействие холодного воздуха.

Материал и методы

Пациенты. Исследование носило наблюдательный характер и включало пациентов (n = 78) с верифицированным диагнозом перстистирующей БА легкого и среднетяжелого течения, неаллергического фенотипа [12], обоего пола в возрасте 39,0 ± 0,8 лет. Основные критерии включения/исключения пациентов представлены в табл. 1.

Клиническое исследование выполнено в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации "Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека" (в ред. 2013), Правилами клинической практики в Российской Федерации, утвержденными Приказом Минздрава РФ № 266 от 19.06.2003. Все пациенты подписывали информированное согласие на участие в исследовании в соответствии с протоколом, одобренным локальным Комитетом по биомедицинской этике Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания.

Методы исследования. Дизайн исследования представлен на рис. 1. Уровень контроля БА оценивали по данным валидизированной русскоязычной версии опросника Asthma Control Test (АСТ). Оценку вентиляционной функции легких выполняли методом электронной спирометрии на аппарате Easy on-PC (ndd Medizintechnik AG, Швейцария) с регистрацией потока по технологии ndd True Flow™, в соответствии с современными международными и федеральными рекомендациями [13, 14]. Для анализа показателей спирометрии использованы должные значения ECSC для лиц европеоидной расы старше 18 лет.

Для проведения пробы изокапнической гипервентиляции холодным воздухом (ИГХВ) применяли генератор холодного воздуха. Ингаляцию осуществляли в течение 3 мин охлажденной до -20 °С воздушной смесью, содержащей 5 % СО₂, в режиме 60 % должной максимальной вентиляции легких (МВЛ), рассчитываемой по формуле:

должная МВЛ = должная ОФВ₁ × 35 [15].

Реакцию дыхательных путей на бронхопровокацию оценивали по результатам многократного спирометрического тестирования, проведенного до и после пробы ИГХВ на 1-й и на 5-й минуте с регистрацией изменений ОФВ₁ (ΔОФВ₁, %). Синдром ХГДП считали верифицированным при снижении ОФВ₁ на ≥ 10 % от исходной величины [15].

Процедура забора биологического материала была стандартизована по времени и последовательности выполнения. Медикаментозную терапию проводили по окончании забора образцов биологического материала. Все пациенты с бронхоконстрикцией в ответ на пробу ИГХВ и солевые растворы при сборе мокроты оставались под наблюдением медицинского персонала не менее 2-4 ч после исследования и могли покинуть лабораторию при условии восстановления ОФВ₁ до значений > 90% от исходного с рекомендациями необходимых действий в случае появления рецидива бронхоспазма в последующие 24 ч после тестирования.

Сбор индуцированной мокроты [16] осуществляли под спирометрическим контролем с измерением ОФВ₁ исходно, после ингаляции дозированного аэрозоля сальбутамола (400 мкг), а также после каждой ингаляции 3, 4 и 5 % (по 7 мин) раствора хлорида натрия (NaCl).

Ингаляцию солевого аэрозоля прекращали после сбора удовлетворительного образца мокроты либо при снижении ОФВ₁ на 10 % от исходного значения. Сбор спонтанно продуцируемой мокроты проводили по окончании пробы ИГХВ. Образцы мокроты анализировали не позднее 2 ч от ее сбора. Мазки мокроты подготавливали стандартным образом, высушивали в термостате ТМ-2 (5-10 мин, 37 °С), фиксировали в парах 40 % раствора формалина (10 мин), окрашивали в 4-5 % водном красителе Романовского-Гимзы (рН 6,8). Для микроскопии использовали светооптический иммерсионный микроскоп с оценкой не менее 400 клеток в 100 полях зрения, в центральных и периферических областях препарата, выражая результат в процентах (%) от общего содержания найденных клеточных элементов.

Сбор образцов конденсата выдыхаемого воздуха (КВВ) осуществляли на аппарате ECoScreen II (VIASUS Healthcare GmbH, Германия) перед и после пробы ИГХВ в течение 20 мин при спокойном дыхании ртом. Ротовую полость предварительно ополаскивали дистиллированной водой.

Выдыхаемый биологический материал собирали в специальный мешок, размещенный в охлаждающей камере аппарата (-20 °С). Жидкий конденсат аликвотировали в полипропиленовые пробирки (объем 1,5 мл), замораживали при -80 °С и хранили до начала анализа. Перед исследованием образцы концентрировали (в 15 раз) в вакуумном концентраторе Savant SpeedVac SPD120P2 (Thermo Fisher Scientific, США).

Концентрации ИЛ-6 и ИЛ-1β (в фг/мл) в КВВ определяли методом мультиплексного анализа на проточном цитофлуориметре BD FACSCanto II (BD, США) с применением наборов LEGENDplex HU Essential Immune Response Panel (BioLegend, США) по протоколу производителя.

Статистический анализ выполняли с использованием стандартных методов вариационной статистики [17]. Проверку на соответствие признака закону нормального распределения проводили с помощью критериев Колмогорова-Смирнова, Пирсона-Мизеса. В случае нормального распределения применяли непарный и парный критерий t (Стьюдента); при распределении параметров, отличном от нормального - критерий Колмогорова-Смирнова, парный критерий Вилкоксона. При нормальном типе распределения рядов количественные параметры представлены как М ± m, где М - среднее арифметическое, m - ошибка среднего; при распределении, отличающимся от нормального, как медиана и межквартильный размах (Me [Q1; Q3]). Для определения степени связи между 2 случайными величинами использовали непараметрический корреляционный анализ по Спирмену. В качестве критического уровня значимости (р) принималось значение менее 0,05.

Результаты

По данным АСТ, уровень контроля заболевания в общей группе составил 17 [13; 21] баллов. Показатели базовой спирометрии: ОФВ₁ 93 (80; 107) % должной величины; ОФВ₁/ЖЕЛ 77 [66; 79] %. Все участники исследования адекватно перенесли сбор КВВ и назначенную им бронхопровокационную нагрузку. Реакция дыхательных путей (ΔОФВ₁, %) на пробу ИГХВ составила -7,8 [-13,0; -3,3] %. Опираясь на индивидуальные результаты пробы ИГХВ, 32 пациентов с ХГДП, у которых регистрировалось падение ОФВ₁ на ≥ 10 % после воздействия холодного воздуха, были объединены в 1-ю группу. 2-ю группу составили 46 пациентов, показавших падение ОФВ₁ в ответ на бронхопровокационный стимул < 10 % от исходного (табл. 2).

Средние значения АСТ, ОФВ₁, ОФВ₁/ЖЕЛ в группах достоверно не отличались (табл. 3). Пациенты были сопоставимы по возрасту, полу, продолжительности заболевания и степени его тяжести, а также по ответу дыхательных путей на короткодействующий бронхолитик (табл. 4).

Достоверных межгрупповых различий в реакции дыхательных путей на введение аэрозоля β₂-агониста короткого действия (сальбутамол, 400 мг) (ΔОФВ_1бл) перед сбором индуцированной мокроты не наблюдалось (табл. 4). Однако изменения ОФВ₁ после ингаляции 3-, 4- и 5 % растворов NaCl оказались более выраженными у пациентов с ХГДП (табл. 1). 22% пациентов с бронхоспазмом на пробу ИГХВ и 7 % пациентов с астмой, не реагировавших на холод, имели значимое ухудшение бронхиальной проходимости по окончании индукции солевыми растворами (χ² = 2,72; р > 0,05) с падением ОФВ₁ на ≥ 10 % (максимальное снижение до -28,5 %).

Анализ клеточного состава мокроты свидетельствовал о смешанном воспалительном паттерне дыхательных путей у пациентов с ХГДП с высоким процентным содержанием нейтрофилов и эозинофилов. В популяции гранулоцитов в ответ на пробу ИГХВ количество нейтрофилов возрастало, количество эозинофилов оставалось на прежнем уровне (табл. 5). У пациентов, не реагировавших на холодовой стимул, содержание нейтрофилов и эозинофилов после проведения пробы достоверно не изменялось (см. табл. 5). В ответ на ИГХВ в обеих группах снижалось содержание макрофагов. В группе пациентов с ХГДП уменьшалось содержание структурно целостных эпителиальных клеток вследствие воспалительного повреждения, деструкции и цитолиза паренхимы бронхов (см. табл. 5). Следует отметить, что содержание исходно найденных целостных эпителиальных клеток было тесно связано с выраженностью реакции бронхов на холодовой стимул (R_s = -0,42; р = 0,044).

Оценивая содержание интерлейкинов в КВВ в общей группе, мы не нашли значимой динамики показателей после холодовой бронхопровокации, которые составляли исходно и после пробы для ИЛ-1β - 376,02 [239,39; 557,58] и 254,18 [146,37; 513,16], для ИЛ-6 - 83,85 [19,22; 141,27] и 55,3 [22,42; 98,35] фг/мл, соответственно (р > 0,05). Исходные уровни ИЛ-1β и ИЛ-6 тесно коррелировали между собой (Rs = -0,84; р = 0,0003).

Разделение пациентов по типам реагирования на пробу ИГХВ показало разнонаправленный характер изменений медианных значений параметров в ответ на действие холодного воздуха. Исходное содержание ИЛ-6 в КВВ у лиц с ХГДП было значимо выше, относительно пациентов, не реагировавших на холод. Под влиянием острого холодового воздействия концентрация ИЛ-6 в КВВ у пациентов 1-й группы снижалась, что указывало на расходование цитокина в процессе холодового бронхоспазма (рис. 2А). У пациентов с астмой без ХГДП существенной динамики ИЛ-6 на холодовой триггер не отмечалось (рис. 2А). Статистически значимых межгрупповых различий по исходным уровням ИЛ-1β в КВВ не регистрировалось. В то же время после пробы ИГХВ у пациентов с ХГДП найдено 2-кратное увеличение ИЛ-1β по отношению к исходной медианной величине параметра, а также по сравнению с аналогичным показателем у пациентов с астмой, не отвечавших бронхоспазмом на провоцирующий агент (рис. 2Б). Последние показали 2-кратное снижение данного параметра после пробы ИГХВ по отношению к исходному.

Обсуждение

Снижение концентрации ИЛ-6 и более высокая концентрация ИЛ-1β после холодовой бронхопровокации у лиц с ХГДП были сопряжены с увеличением количества нейтрофилов, инфильтрирующих бронхи. Активация нейтрофильного сегмента бронхиального воспаления, опосредованная динамикой функциональной активности ИЛ-6 и ИЛ-1β, проявляющейся в процессе бронхоспазма утилизацией ИЛ-6 и ростом содержания ИЛ-1β, с наибольшей вероятностью была связана с индукцией экспрессии ИЛ-17A и в случае эскалации воспаления перспективой развития Тh17-зависимой нейтрофилии дыхательных путей. Ввиду того что нейтрофилы способны к участию в экспрессии ИЛ-17 путем образования так называемых витальных NETs, индуцирующих трансформацию CD4⁺-Th0-клеток в Th17-клетки [6, 18], оправданно предположить участие нейтрофилов как продуцентов широкого спектра провоспалительных цитокинов в развитии Тh1/Тh17-иммунного ответа бронхов на холодовой триггер.

Нейтрофилы - не единственные клетки миелоидного ряда, для которых генерация ИЛ-17A и ИЛ-17F из семейства Th17-цитокинов является основной движущей силой для рекрутирования и активации при астме [3]. ИЛ-17A индуцирует транскрипцию хемокинов, мобилизующих макрофаги и эозинофилы. Кроме того, он вызывает накопление в дыхательных путях бронхоконстрикторных лейкотриенов, протеолитических ферментов (нейтрофильной эластазы, металлопротеиназы MMP9), миелопероксидазы, способствует гиперсекреции бокаловидного эпителия путем стимуляции экспрессии гена MUC5B, а также ремоделированию бронхов вследствие стимуляции продукции профибротических цитокинов и белков внеклеточного матрикса, активации пролиферации и гипертрофии лейомиоцитов [3, 4, 19, 20]. Результатом взаимодействия ИЛ-17А с трансмембранным рецептором ИЛ-17RA является индукция канонического транскрипционного ядерного фактора κB (NF-κB), сопровождающего бронхиальное воспаление и гиперпродукцию слизи. NF-κB усиливает свою активность в ответ на действие провоспалительных цитокинов, инфекционных агентов, оксидативный стресс [19], контролируя экспрессию генов иммунного ответа, апоптоза и клеточного цикла, а также экспрессию NF-κB-зависимых генов [21]. В основе канонического пути, стимулирующего транскрипцию ИЛ-17А-стимулируемых генов, лежит Е3-лигазная активность Act1, которая опосредует убиквитинирование по Lys63 регулятора TRAF6 (TNF receptor-associated factor 6) [21, 22].

Модификация TRAF6 - ключевого компонента сигнального пути ИЛ-17, приводит к активации NF-κB и MAPK-опосредованных путей, которые включают внеклеточную сигнал-регулируемую киназу (ERK), p38, c-Jun аминоконцевую киназу (JNK) и путь ССААТ-энхансер-связывающих белков (C/EBPs). Все указанные белки выполняют функции транскрипционных факторов экспрессии генов провоспалительных цитокинов и хемокинов [21, 22]. Они вызывают в различных типах клеток образование большого количества провоспалительных молекул, включая ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, iNOS, индуцибельную циклооксигеназу-2 и молекулы межклеточной адгезии (ICAM)-1, 3, 4, 5, 6 [22].

Нейтрофилы и макрофаги активно синтезируют ИЛ-1β, который помогает в синтезе таких провоспалительных цитокинов, как ФНО-α, ИЛ-6, низкомолекулярных медиаторов воспаления (NO, простагландины), хемокинов, рекрутирующих нейтрофилы в зону воспаления. Он также способствует высвобождению нейтрофилов из костного мозга, усиливая гранулоцитопоэз, стимулирует антиген-презентирующую функцию макрофагов и дендритных клеток, активируя субпопуляцию CD161⁺Th1-клеток, функционально связанных с Th17-клетками.

Как известно, для последних мембранный адгезионный белок CD161 выступает иммунофенотипическим поверхностным маркером [23-26]. Кроме того, наряду с ИЛ-17А и ИЛ-1β, в качестве мощного индуктора экспрессии мРНК рассматривается MUC5B, связанный с повышенным образованием муцинов в бронхах [19]. ИЛ-1β в совокупности с IL-1R типа 1 и добавочным белком ИЛ-1Р приводит к активации сигнальных молекул - ассоциированной с IL-1R киназы (interleukin-1 receptor-associated kinase 4 - IRAK4) и TRAF6 - и далее к активации классического сигнального пути NF-κB, а также ERK, р38, JNK и MAPK [19, 25].

Зависимая от ИЛ-1β продукция ИЛ-17 связана со стимуляцией не только наивных Тh0-клеток, но и врожденных тканеспецифических иммунных клеток, проявляющих свою активность при проникновении патогенов, т. е. в процессе иммунного ответа, и обладающих способностью синтезировать ИЛ-17 в целях поддержания иммунного гомеостаза, преимущественно в слизистых оболочках [21].

К таким специфическим минорным субпопуляциям, активируемым с помощью ИЛ-1β, относят γδ-T-клетки и врожденные лимфоидные клетки ILC3 [21, 25]. Все продуцирующие ИЛ-17 клетки экспрессируют хемокиновый рецептор CCR6, а также характеризуются зависимостью от ИЛ-23 и транскрипционного фактора RORγt (retinoic acid-related orphan receptor γ) [21, 23, 24].

Экспрессия внутриклеточного фактора транскрипции RORγt, ключевого для дифференцировки Th17, индуцируется ИЛ-1β, ИЛ-23 и ИЛ-6 [10, 24]. Действие ИЛ-6 на клетку-мишень может обеспечиваться за счет кластерного ИЛ-6-сигналинга - альтернативного классическому JAK/STAT- или МАРК-зависимому пути передачи сигнала, который происходит в зоне контакта дендритной клетки и T-клетки в момент взаимодействия Т-клеточного рецептора (TCR) и молекул главного комплекса гистосовместимости (MHC) [27, 28].

Механизм кластерного сигналинга заключается в связывании ИЛ-6 с IL-6R во внутриклеточных компартментах дендритной клетки и выведении полученного комплекса на мембрану, где он взаимодействует с молекулой gp130, экспрессированной на поверхности Т-клетки, в момент представления антигена. В результате патогенный Th17-фенотип приобретают только те Т-клетки, которые прореагировали с антигеном, представленным дендритными клетками [27, 28]. Нельзя исключить кластерный сигналинг ИЛ-6 у обследованных пациентов с БА по отношению к профессиональным антиген-перезентирующим клеткам - бронхиальным макрофагам, уменьшение количества которых происходило под влиянием холодового стимула. Возможно, это было связано с еще одним механизмом внутриклеточной сигнализации ИЛ-6 - транссигналингом.

При транссигналинге цитокин связывается с молекулой sIL-6R, образовавшейся путем ограниченного протеолиза или альтернативного сплайсинга. Далее комплекс ИЛ-6/sIL-6R взаимодействует с gp130 на поверхности клетки-мишени, индуцируя воспалительные сигналы [27].

Источником sIL-6R являются Т-хелперы, которые производят растворимый рецептор путем ограниченного протеолиза после активации Т-клеточного рецептора, а также нейтрофилы и макрофаги, которые выделяют sIL-6R в результате апоптоза [27]. Вполне вероятно, что зарегистрированное в настоящем исследовании снижение у пациентов процентного содержания бронхиальных макрофагов после пробы ИГХВ, независимое от типа реакции бронхов, было вызвано не только деструкцией и цитолизом клеток - следствием лабилизации лизосом при респираторном взрыве, сопровождающемся клеточной дегрануляцией и экзоцитозом свободных радикалов и АФК, но и с апоптозом фагоцитов. Выделение sIL-6R в бронхах при апоптозе, как и при цитолизе макрофагов вследствие респираторного взрыва, является важнейшей характеристикой фагоцитирующих клеток и служит инициатором типовых реакций оксидативного стресса при заболеваниях органов дыхания вследствие усиления формирования комплексов ИЛ-6/sIL-6R. Активирование таких комплексов в интиме сосудов направлено на ИЛ-6-транссигналинг в эндотелиоцитах, секретирующих хемокины, приводящие к мобилизации нейтрофилов, макрофагов и Т-клеток из кровеносного русла в очаг воспаления [27].

Таким образом, при всем многообразии сигнальных каскадов, запускаемых ИЛ-6, функциональная активность этого цитокина, как и ИЛ-1β, ассоциируется с эскалацией воспаления, мобилизацией моно- и полинуклеарных фагоцитов, активацией пула нейтрофилов в воспалительном инфильтрате, развитием нейтрофилии бронхиального воспаления, индукцией Тh1- и Тh17-иммунного ответа при астме.

Течение болезни у пациентов обеих обследованных нами групп, несмотря на применяемую противовоспалительную терапию, было неконтролируемым в связи с воспалением "Th2-низкого" подтипа. Наблюдаемый в цитокиновом спектре дыхательных путей сдвиг в сторону Тh1, по-видимому, служил причиной недостаточного противовоспалительного действия ингаляционных глюкокортикостероидов, не в полной мере корригировавших провоспалительное влияние Тh1-цитокинов. В связи с этим отсутствие у пациентов с ХГДП хорошего контроля астмы при использовании стандартных фармакологических средств диктует необходимость поиска и разработки таргетных препаратов, нацеленных на ингибирование или коррекцию передачи сигналов ИЛ-6 и ИЛ-1β в клетки-мишени дыхательных путей, реагирующих на холодовой стимул.

Заключение

Полученные данные позволяют предположить, что бронхиальная астма с ХГДП, вероятно, относится к Th17-эндотипу, сопряженному с активацией ИЛ-6 и ИЛ-1β и Тh1/Тh17 иммунного ответа. Профиль функциональной активности ИЛ-6 и ИЛ-1β по всей совокупности признаков может являться предиктором формирования у пациентов с ХГДП смешанного/нейтрофильного паттерна воспаления.

Благодарности. Авторы выражают благодарность кандидату медицинских наук Пироговой Наталье Алексеевне за сотрудничество и помощь в анализе биологического материала.

Литература

1. Frey A., Lunding L.P., Ehlers J.C., Weckmann M., Zissler U.M., Wegmann M. More than just a barrier: The immune functions of the airway epithelium in asthma рathogenesis. Front Immunol. 2020; 11: 761. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00761

2. Irvin C., Zafar I., Good J., Rollins D., Christianson C., Gorska M.M., Martin R.J., Alam R. Increased frequency of dual-positive TH2/TH17 cells in bronchoalveolar lavage fluid characterizes a population of patients with severe asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2014; 134 (5): 1175-86. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaci.2014.05.038

3. Al-Ramli W., Préfontaine D., Chouiali F., Martin J.G., Olivenstein R., Lemière C., Hamid Q. T_H17-associated cytokines (IL-17A and IL-17F) in severe asthma. J. Аllergy Сlin. Immunol. 2009; 123 (5): 1185-7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaci.2009.02.024

4. Lindén А., Dahlén В. Interleukin-17 cytokine signalling in patients with asthma. Eur. Respir. J. 2014; 44: 1319-31. DOI: https://doi.org/10.1183/09031936.00002314

5. Singh P., Hasan S., Sharma S., Nagra S., Yamaguchi D.T., Wong D.T.W., Hahn B.H., Hossain A. Th17 cells in inflammation and autoimmunity. Autoimmun. Rev. 2014; 13 (12): 1174-81. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autrev.2014.08.019

6. Duvall M.G., Krishnamoorthy N., Levy B.D. Non-type 2 inflammation in severe asthma is propelled by neutrophil cytoplasts and maintained by defective resolution. Allergol. Int. 2019; 68 (2): 143-9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.alit.2018.11.006

7. Еsteban-Gorgojo I., Antolín-Amérigo D., Domínguez-Ortega J., Quirce S. Non-eosinophilic asthma: current perspectives. J. Asthma Allergy. 2018; 11: 267-81. DOI: https://doi.org/10.2147/JAA.S153097

8. Никольский А.А., Шиловский И.П., Юмашев К.В., Вишнякова Л.И., Барвинская Е.Д., Ковчина В.И., Корнеев А.В., Туренко В.Н., Каганова М.М., Брылина В.Е., Никонова А.А., Козлов И.Б., Кофиади И.А., Сергеев И.В., Маерле А.В., Петухова О.А., Кудлай Д.А., Хаитов М.Р. Влияние локального подавления экспрессии гена Stat3 на нейтрофильное воспаление легких в экспериментальной модели на мышах. Иммунология. 2021; 42 (6): 600-14. DOI: https://doi.org/10.33029/0206-4952-2021-42-6-600-614

9. Nishihara M., Ogura H., Ueda N., Tsuruoka M., Kitabayashi C., Tsuji F., Aono H., Ishihara K., Huseby E., Betz U.A.K., Murakami M., Hirano T. IL-6-gp130-STAT3 in T cells directs the development of IL-17+ Th with a minimum effect on that of Treg in the steady state. Int. Immunol. 2007; 19 (6): 695-702. DOI: https://doi.org/10.1093/intimm/dxm045

10. Acosta-Rodriguez E.V., Napolitani G., Lanzavecchia A., Sallusto F. Interleukins 1beta and 6 but not transforming growth factor-beta are essential for the differentiation of interleukin 17-producing human T helper cells. Nat. Immunol. 2007; 8 (9): 942-9. DOI: https://doi.org/10.1038/ni1496

11. Пирогов А.Б., Колосов В.П., Перельман Ю.М., Приходько А.Г., Зиновьев С.В., Гассан Д.А., Мальцева Т.А. Особенности воспалительных паттернов бронхов и клинико-функциональная характеристика тяжелой неконтролируемой астмы у больных с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей. Пульмонология. 2016; 26 (6): 701-7. DOI: https://doi.org/10.18093.086901892016266701707

12. Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (2022 update). URL: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2022/07/GINA-Main-Report-2022-FINAL-22-07-01-WMS.pdf

13. Sylvester K.P., Clayton N., Cliff I., Hepple M., Kendrick A., Kirkby J., Miller M., Moore A., Rafferty G.F., O’Reilly L., Shakespeare J., Smith L., Watts T., Bucknall M., Butterfield K. ARTP statement on pulmonary function testing 2020. BMJ Open Respir Res. 2020; 7 (1): e000575. DOI: https://doi.org/10.1136/bmjresp-2020-000575

14. Каменева М.Ю., Черняк А.В., Айсанов З.Р., Авдеев С.Н., Бабак С.Л., Белевский А.С., Берестень Н.Ф., Калманова Е.Н., Малявин А.Г., Перельман Ю.М., Приходько А.Г., Стручков П.В., Чикина С.Ю., Чушкин М.И. Спирометрия: методическое руководство по проведению исследования и интерпретации результатов. Пульмонология. 2023; 33 (3): 307-40. DOI: https://doi.org/10.18093/0869-0189-2023-33-3-307-340

15. Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Гиперреактивность дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука; 2011. 204 с.

16. Djukanovic R., Sterk P.J., Fahy J.V., Hargreave F.E. Standardised methodology of sputum induction and processing. Eur Respir J. 2002; 20 (37): 1-52. DOI: https://doi.org/10.1183/09031936.02.00000102

17. Ульянычев Н.В. Системность научных исследований в медицине. Saarbrücken : LAP LAMBERT, 2014. 140 с.

18. Krishnamoorthy N., Douda D.N., Brüggemann T. R., Ricklefs I., Duvall M.G., Abdulnour R.E., Martinod K., Tavares L., Wang X., Cernadas M., Israel E., Mauger D.Т., Bleecker E.R., Castro M., Erzurum S. C., Gaston B.M., Jarjour N.N., Wenzel S., Dunican E., Fahy J.V., Irimia D., Wagner D.D., Levy B.D. Neutrophil cytoplasts induce TH17 differentiation and skew inflammation toward neutrophilia in severe asthma. Sci Immunol. 2018; 3 (26): eaao4747. DOI: https://doi.org/10.1126/sciimmunol.aao4747

19. Fujisawa T., Mann-Jong Chang M., Velichko S., Thai P., Hung Li-Y., Huang F., Phuong N., Chen Y., Wu R. NF-κB mediates IL-1β- and IL-17A-induced MUC5B expression in airway epithelial cells. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2011; 45 (2): 246-52. DOI: https://doi.org/10.1165/rcmb.2009-0313OC

20. Chang Y., Al-Alwan L., Risse P.-A., Halayko A.J., Martin J.G., Baglole C. J., Eidelman D.H., Hamid Q. Th17-associated cytokines promote human airway smooth muscle cell proliferation. FASEB J. 2012; 26 (12): 5152-60. DOI: https://doi.org/10.1096/fj.12-208033

21. Kostareva O.S., Gabdulkhakov A.G., Kolyadenko I.A., Garber M.B., Tishchenko S.V. Interleukin-17: Functional and structural features, application as a therapeutic target. Biochemistry Moscow. 2019; 84 (Suppl 1): 193-205. DOI: https://doi.org/10.1134/S0006297919140116

22. Schwandner R., Yamaguchi K., Caoa Z. Requirement of tumor necrosis factor receptor-associated factor (TRAF)6 in interleukin 17 signal transduction. J. Exp. Med. 2000; 191 (7): 1233-40. DOI: https://doi.org/10.1084/jem.191.7.1233

23. Annunziato F., Cosmi L., Liotta F., Maggi E., Romagnani S. The phenotype of human Th17 cells and their precursors, the cytokines that mediate their differentiation and the role of Th17 cells in inflammation. Int. Immunol. 2008; 20 (11): 1361-8. DOI: https://doi.org/10.1093/intimm/dxn106

24. Romagnani S., Maggi E., Liotta F., Cosmi L., Annunziato F. Properties and origin of human Th17 cells. Mol. Immunol. 2009; 47 (1): 3-7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molimm.2008.12.019

25. Насонов Е.Л. Роль интерлейкина 1 в развитии заболеваний человека. Научно-практическая ревматология. 2018; 56: 19-27. DOI: https://doi.org/10.14412/1995-4484-2018-19-27

26. Топтыгина А.П., Семикина Е.Л., Петричук С.В., Закиров Р.Ш., Курбатова О.В., Копыльцова Е.А., Комах Ю.А. Изменение уровня субпопуляций Т-регуляторных клеток и Т-хелпров 17 в периферической крови здоровых людей в зависимости от возраста. Медицинская иммунология. 2017; 19 (4): 409-20. DOI: https://doi.org/10.15789/1563-0625-2017-4-409-420

27. Виткина Т.И., Сидлецкая К.А. Роль интерлейкин-6 сигналинга в развитии системного воспаления при хронической обструктивной болезни легких. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2018; (69): 97-106. DOI: https://doi.org/10.12737/article_5b9858ead1b5e3.93619630

28. Heink S., Yogev N., Garbers C., Herwerth M., Aly L., Gasperi C., Husterer V., Croxford A.L., Möller-Hack-barth K., Bartsch H.S., Sotlar K., Krebs S., Regen T., Blum H., Hemmer B., Misgeld T., Wunderlich T.F., Hidalgo J., Oukka M., Rose-John S., Schmidt-Supprian M., Waisman A., Korn T. Trans-presentation of interleukin-6 by dendritic cells is required for priming pathogenic Th17 cells. Nat. Immunol. 2017; 18 (1): 74-85. DOI: https://doi.org/10.1038/ni.3632

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)