Иммунопатогенетическая оценка и прогнозирование эффективности иммунотерапии аллергенами атопических заболеваний

Актуальность проблемы.

Стойкая тенденция к утяжелению течения аллергических заболеваний и расширению спектра потенциальных аллергенов на фоне небольшого выбора патогенетически обоснованных средств и способов лечения и профилактики обуславливает высокий приоритет работ по совершенствованию существующих и поиску новых подходов к терапии аллергопатологий (Емельянов A.B., 2002; Bousquet J., 2001). Многочисленные исследования проблемы аллергий свидетельствуют, что вовлеченными в аллергическое воспаление являются все звенья иммунной системы. Согласно теории аллергического воспаления главную роль в патогенезе атопических заболеваний играет наследственность, приводящая к гиперактивности ТЫ и развитию иммунного ответа с синтезом IgE к тем антигенам, которые у большинства членов популяции не вызывают иммунного ответа (Адо А.Д., 1998). В последнее время получены данные о том, что и Thl могут участвовать в патогенезе атопий (Holt P.G., Peter D.S., 2003). Гиперчувствительность немедленного типа развивается на аллергены, как с круглогодичной встречаемостью, так и имеющие сезонный характер распространения. Хорошо описано состояния иммунной системы больных атопией в период обострения клинической симптоматики, а данные в период клинического благополучия (межсезонный период) представлены фрагментарно. Поэтому до конца неизвестно соответствует ли клиническое спокойствие нормализации состояния иммунной системы. Ответ на этот вопрос имеет большое значение, поскольку именно в период отсутствия клинических проявлений проводится иммунотерапия аллергенами.

Иммунотерапия аллергенами (ИТА) является единственным способом лечения, влияющим на все этапы аллергического воспаления и останавливающим его развитие (Гущин И.С., 1997). В настоящее время применяется несколько способов ИТА: пероральная, интраназальная, сублингвальная, предсезонная, ускоренная, молниеносная и т. д. Однако наибольшей доказанной эффективностью обладает метод инъекционной круглогодичной аллер-говакцинации (Mailing H.J., 2004). ИТА имеет ряд ограничений, связанных с большой длительностью лечения (более трех лет до достижения стойкой ремиссии), при не эффективности у каждого четвертого пациента. К сожалению, нет критериев для прогноза эффективности аллерговакцинации, и многие пациенты получают инъекции напрасно, а другие прерывают вакцинацию недождавшись положительного эффекта. (Mailing HJ., 1997; Durham S.R. et al., 1999; Балаболкин И. И. и др. 2001).

В настоящее время охарактеризованы особенности влияния длительной клинически эффективной ИТА на регуляторные и эффекторные звенья иммунитета, тканевую гиперреактивность и чувствительность к аллергенам (Durham S. R, Till S .J., 1998; Гущин И. С, Курбачева О. М., 2002). Однако полного представления о механизмах снижения гиперчувствительности к аллергенам под влиянием аллерговакцинации до сих пор не существует (Tiemessen M. et al. 2003; Akdis M. et al. 2004; Polosa R. et al. 2004). Нет окончательного ответа на вопрос — почему естественная экспозиция аллергена приводит к манифестации аллергии, а после ИТА (предъявление аллергена на фоне сенсибилизации к нему) наблюдается угнетение проявлений гиперчувствительности.

Считается, что основой эффективности иммунотерапии аллергенами является изменение характера иммунного ответа, развивающееся при длительном лечении. Так, известно, что эффективность ИТА связана с угнетением вовлечения в аллергическое воспаление клеток, опосредующих эффектор-ную стадию аллергии. После успешной ИТА повышается экспрессия рецептора для IL-2 на лимфоцитах в зоне воспаления, увеличивается содержание IL-10, INF-y (Akdis С.А., Blaser К., 2001), снижается уровень IL-4, 5, 6 (Laak-sonen К. et al., 2003). Через год и более от начала аллерговакцинации отмечается торможение прироста аллергенспецифических IgE во время поллинации и увеличение уровня блокирующих IgG (Akdis С. A. et al., 2004).

Однако не понятно за счет каких физиологических механизмов: происходит. запуск перестройки иммунного ответа к аллергену во время аллерго-вакцинации. Неизвестностимулирует ли ИТА толерантность со: стороны лимфоцитарного звена иммунной системы или индуцируется иммунныйответ за счет стимуляции аллергенспецифических ТЫ, обладающих противовоспалительной активностью.

Хотелось бы отметить, что до настоящего времени большинство исследований влияния ИТА на состояние больных атопией проводилось через достаточно длительный промежуток времени 'от начала аллерговакцинации (полгода, год и более). А в ранние сроки проведения лечения (дни, недели) состояние иммунной системьь остается практически не исследованным. Хотя есть основания ожидать её ответ в более ранний: период аллерговакцинации: как и при вакцинации антигенами другой природы и иного предназначения, как и в первые дни сезона: поллинациикогда вместе с клиническими симптомами аллергии наблюдаются1 определенные иммунные реакции. Поэтому исследование, состояния иммунной системы во вводный период ИТА у пациентов с разными видами сенсибилизации и разными проявлениями аллергии, с одной стороны, и сравнительный анализ иммунных реакций на лечебные и природные: (при естественной экспозиции) аллергены с другой позволят получить новые данные о патогенезе аллергических заболеваний. Основываясь на особенностях раннего иммунного ответа, вероятно, станет возможным и осуществление прогнозирования эффективности иммунотерапии аллергенами, что позволит повысить качество аллерговакцинации. Исследования. в этом направлении, как представляется, весьма актуальны и составили предмет изучения-.. ., ' •.

Для сравнительной' характеристики реакцийиммунной системыпри аллерговакцинации и естественной экспозиции, аллергена наиболее удобным объектом изучения представляется интермиттирующая аллергопатология, имеющая периодическое проявление клинических, признаков и динамику иммунологических показателей, согласно трем периодам: период предшествующий контакту с аллергеномпериод иммунизации аллергеном в сезон поллинациипериод реконвалесценции. Эти периоды сменяют друг друга в течение календарного года. Вышесказанное определило цель и задачи настоящего исследования:

Цель исследования:

На основе характеристики иммунных реакций и механизмов их развития в ранний период аллерговакцинации и во время естественной экспозиции аллергена у пациентов с атопией обосновать алгоритм иммуномониторинга для прогноза эффективности иммунотерапии аллергенами.

Задачи исследования:

1) Исследовать сезонные изменения состояния иммунной системы в течение календарного года у пациентов с интермиттирующим течением аллергиче1 ского ринита и бронхиальной астмы.

2) Исследовать реакции иммунной системы на аллерген во вводный период иммунотерапии аллергенами у пациентов с интермиттирующим и персисти-рующим течением аллергопатологии.

3) Изучить механизмы иммунного ответа на аллергены при аллерговакцинации и естественной экспозиции у больных с интермиттирующим течением аллергопатологии.

4) Провести оценку взаимосвязи реакций иммунной системы больных пол-линозом в раннем периоде иммунотерапии аллергенами с эффективностью аллерговакцинации. <

5) На основе клинико-иммунологических показателей состояния пациентов до и во вводный период аллерговакцинации разработать способ прогноза эффективности иммунотерапии аллергенами.

Научная новизна.

Охарактеризованы периодические изменения состояния иммунной системы у больных поллинозом. Выявлено, что в сезон поллинации, вне зависимости от варианта клинического проявления атопии, усиливается продукция 1§-Е, увеличивается содержание в периферической крови 1Ь-4 и активированных аллергенспецифических Т-лимфоцитов на фоне уменьшения количества В-лимфоцитов. Вне сезона поллинации наблюдаются остаточные признаки активации иммунной системы в виде повышенного уровня^Е, эозинофилии, повышенного количества активированных Т-лимфоцитов и уровня общего и аллергенспецифических ^Е.

Впервые в категориальное поле иммунологии введено понятие «хроно-иммунология», которое обобщает в себе закономерности и механизмы периодических изменений состояния иммунной системы и ее функций в зависимости от факторов внешней и внутренней природы. Проведено сравнительное исследование состояния иммунной системы у больных аллергическими заболеваниями немедленного типа с персистирующим и интермитти-рующим течением в ранний период проведения иммунотерапии аллергенами. Выявлены различия в реакции клеточного звена иммунитета и иммунологических факторов неспецифической резистентности организма на аллерговак-цинацию при персистирующем и интермиттирующем течении заболевания.

Показано, что вне зависимости от вида сенсибилизации, при первых инъекциях аллергена не усиливается рециркуляции аллергенспецифических Т-хелперов 2 класса, как во время сезона поллинации. Аллерговакцинация приводит к изменению соотношения субпопуляций Т-лимфоцитов и увеличению количества циркулирующих непримированных В-лимфоцитов фенотипа СБ 124−23−19+ и СБ 124−23+19+ через неделю от первой инъекции аллергена. В результате, увеличивается уровень аллергенспецифических^О через тридцать дней от начала лечения. Через месяц от начала аллерговакци-нации снижается напряженность аллергического воспаления, что отражается в снижении содержания сывороточного 1Ь-4 и уровня аллергенспецифических.

Охарактеризованы реакции иммунной системы во вводный период ал-лерговакцинации у пациентов с эффективной и не эффективной ИТА. Показано, что эффективная иммунотерапия аллергенами связана с образованием аллергенспецифических снижением уровня аллергенспецифических в первый месяц от начала лечения. У пациентов с неэффективной аллерго-вакцинацией динамика показателей, характеризующих состояние иммунной системы, в вводный период иммунотерапии аллергенами повторяет изменения при естественной экспозиции аллергена.

Впервые разработан алгоритм иммуномониторинга и метод прогноза эффективности иммунотерапии аллергенами на основе дискриминантного анализа по клинико-иммунологическим данным, характеризующим состояние пациентов до и в ранний период аллерговакцинации.

Практическая значимость и реализация результатов исследования.

Материалы диссертации использованы при разработке методических рекомендаций для врачей «Лабораторная оценка состояния иммунного статуса» утверждены в 2001 г. и «Диагностика аллергических заболеваний» утверждены в 2003 г. председателем департамента здравоохранения Волгоградской области.

Разработан алгоритм иммуномониторинга проведения иммунотерапии аллергенами в течение первого месяца лечения для прогноза эффективности лечения.

По материалам работы получено 4 патента на изобретение в Федеральном Институте промышленной собственности Российского агентства по патентам и товарным знакам.

Результаты исследования внедрены:

— в учебный процесс на кафедре клинической фармакологии с курсом иммунологии и аллергологии Волгоградского государственного медицинского университета.

— в лечебный процесс в Государственном научно-клиническом центре охраны здоровья шахтеров г. Ленинска-Кузнецкого, в консультативнодиагностической поликлинике аллергологии и клинической иммунологии г.

Волгограда.

Положения, выносимые на защиту.

1. Для пациентов с гиперчувствительностью к пыльцевым аллергенам характерно присутствие постоянного аллергического воспаления, усиливающегося в сезон поллинации за счет активности Т-хелперов второго порядка, которые являются главным патогенетическим фактором периодических изменений состояния иммунной системы.

2. Первый месяц иммунотерапии аллергенами характеризуется однотипными реакциями со стороны клеточного звена иммунной системы у пациентов с персистирующей и интермиттирующей аллергопатологий. Отличительной особенностью интермиттирующей аллергопатологии является активация неспецифической резистентности и снижение уровня иммуноглобулинов Е в этот период.

3. Основным механизмом развития невосприимчивости к аллергену у пациентов с атопией в первый месяц аллерговакцинации является развитие иммунного ответа, приводящего к увеличению продукции аллергенспе-цифических^О, снижению уровней общего и аллергенспецифических 1§-Е, смещению баланса цитокинов в сторону увеличения активности ТЫ.

4. Однонаправленность реакций Ти В-клеточного звена иммунной системы на аллерген в первый месяц специфического аллерговакцинации и во время естественной экспозиции аллергена, в значительной мере определяют неэффективность специфической иммунотерапии.

5. Изменение содержания Ти Влимфоцитов, иммуноглобулинов Е и активности фагоцитоза, возникающие при аллерговакцинации к 7 и 30 дням лечения, позволяют в ранний период прогнозировать эффективность ИТА.

Апробация работы.

— в г. Санкт-Петербурге на 10-ом национальном конгрессе по болезням органов дыхания в 2000 г.

— на первой международной конференции «Медиаторы аллергии и астмы» в г. Сочи в 2001 г.,.

— на конференции в г. Москве «Современные проблемы аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии» в 2001 г.,.

— на конференции в г. Москве «Современные проблемы аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии» в 2002 г.,.

— на первом Поволжском конгрессе по болезням органов дыхания в г. Волгограде (2002),.

— на заседании Волгоградского общества аллергологов и клинических иммунологов (2003),.

— на конференции аллергологов юга России в г. Краснодаре (2003),.

— Всероссийской конференции с международным участием «Математика и иммунология» г. Екатеринбург (2003),.

— на ежегодных научных конференциях Волгоградского государственного медицинского университета (1999;2004).

По материалам исследования опубликовано 30 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 226 страницах машинописного текста и состоит из введения, семи глав, обсуждения полученных результатов, списка литературы. Работа иллюстрирована 13 рисунками и 51 таблицей. Библиографический указатель включает 447 источник, из них 65 отечественных и 382 иностранных.

ВЫВОДЫ.

1. Главным патогенетическим фактором периодических изменений состояния иммунной системы больных поллинозом является активация аллергенспецифических Т-хелперов второго порядка аллергеном в сезон поллинации. В это время усиливается рециркуляция активированных лимфоцитов и синтез общего и аллергенспецифических снижается количество циркулирующих В-лимфоцитов и 1чГК-клеток на фоне повышения уровня активированных Т-лимфоцитов. Вне сезона поллинации наблюдаются признаки остаточного аллергического воспаления, наиболее выраженные у пациентов с бронхиальной астмой.

2. Специфическая аллерговакцинация изменяет состояние клеточного и гуморального звеньев иммунной системы в первый месяц лечения. Иммунные реакции в первый месяц терапии противоположны изменениям, наблюдаемым при естественной экспозиции аллергена, и свидетельствуют о том, что иммунный ответ развивается за счет непримированных аллергеном лимфоцитов. На этом основании выдвинута гипотеза конкурирующего иммунного ответа при аллерговакцинации.

3. Общей закономерностью реакций иммунной системы к аллергену при аллерговакцинации у пациентов с интермиттирующим и персистирующим течением атопии является прирост количества В-лимфоцитов, за счет непримированных аллергеном клеток, увеличение соотношения СБ4/СБ8 и уменьшение уровня 1Ь-4 в периферической.крови.

4. Интермиттирующий характер сенсибилизации при атопии определяет снижение уровня^Е и активацию неспецифической резистентности за счет усиления фагоцитоза и увеличения экспрессии СБ 14 на моноцитах во вводный период аллерговакцинации.

5. В основе эффективности иммунотерапии аллергенами лежит стимуляция иммунного ответа к аллергену, результатом которого является образование аллергенспецифических^О, снижение уровня аллергенспецифических^Е, смещение баланса продукции цитокинов в сторону увеличения активности ТЬ[ через месяц от начала лечения.

6. У пациентов с неэффективной аллерговакцинацией реакции со стороны Т-клеточного звена и механизмы их развития во вводный период иммунотерапии аллергенами аналогичны таковым при естественной экспозиции аллергена. В этой группе чаще возникают системные осложнения иммунотерапии аллергенами. В отношении таких пациентов требуется специальная тактика аллерговакцинации.

7. Прогнозирование эффективности иммунотерапии аллергенами возможно в первый месяц лечения на основании данных анамнеза, количества лейкоцитов, эозинофилов до аллерговакцинации и изменений соотношения СБ4/СБ8, количества СБ 19, фагоцитарного показателя, уровня к седьмому или тридцатому дню лечения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

Для прогноза эффективности иммунотерапии аллергенами у пациентов с поллинозом и круглогодичной сенсибилизацией проводится иммуномониторинг по следующей схеме:

Перед первой инъекцией аллергена необходимо собрать анамнез и провести оценку состояния иммунной системы в объеме необходимом для расчета вероятности эффективности: определить уровень лейкоцитов, количество CD4, CD8, CD 19, эозинофилов, фагоцитарный показатель, содержание IgE, количество баллов в оценке сопутствующих заболеваний. Провести расчет прогноза вероятности эффективного лечения.

На седьмой день аллерговакцинации в случае благоприятного первичного прогноза оценить уровень CD 19, 4, 8 и ФП, в противном случае кроме указанных показателей определить уровни IL-4, INF-y, CD4+124+. Рассчитать вероятность эффективного лечения, используя значения показателей на седьмой день аллерговакцинации.

На 30 день аллерговакцинации при благоприятном предыдущем прогнозе определить уровни общего IgE, CD4, CD8, в противном случае кроме указанных показателей определить уровень IL-4, INF-y, CD4+124+. Провести расчет вероятности эффективного лечения по значениям показателей через месяц иммунотерапии аллергенами. Если прогноз благоприятный, то продолжить аллерговакцинацию, если нет, то прекратить инъекции аллерговакцины и провести анализ причин неблагоприятного прогноза руководствуясь следующими положениями:

Если через месяц от начала аллерговакцинации увеличивается уровень CD4+124+, IL-4, аллергенспецифических IgE это говорит о стимуляции аллерговакциной иммунного ответа по атопическому пути. В этом случае возможно ожидать с высокой долей вероятности развитие побочных эффектов аллерговакцинации в виде местных и системных аллергических реакций. При развитии анафилактических реакций или обострении основного заболевания у пациентов этой группы показано применение лимфоцитофереза и метода термомодификации плазмы. Для того чтобы продолжить иммунотерапию аллергенами необходимо использовать высокоочищенную или модифицированную аллерговакцину и проводить аллерговакцинацию на фоне применения иммунокорректоров, стимулирующих ТЬ1 типа.

Если количество циркулирующих СБ4+124+лимфоцитов не возрастает, не увеличивается уровень аллергенспецифических^Е, не изменяется уровень ШБ-у это свидетельствует об неиммуногенности вакцины. В таком случае необходимо изменить схему аллерговакцинации или использовать стимулирующую иммунотерапию. У таких пациентов можно ожидать как истинные аллергические, так и псевдоаллергические реакции на аллерген.

ДоИТА.

7 день.

Алгоритм иммуномониторинга при иммунотерапии аллергенами.

Анамнез + иммунный статус: 0019,4,8,1дЕ, ФП.

С019 {, СР4/81 ФП | СШ9|, С04/8|, ФП|.

СР4+124+.

30 день.

И, №у |.

С04+124+| Эоз| ЭФФ, |РИСК.

СпЕ||, 0||, ФП|| общЕ||, С04/81|.

Благоприятный исход.