Журнал «Здоровье ребенка» 6(15) 2008

Одной из современных медико-социальных проблем взрослой пульмонологии является хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). Актуальность проблемы — в первую очередь в росте распространенности, высокой инвалидизации и смертности от ХОБЛ взрослого населения, а также в отсутствии радикальных терапевтических методов восстановления постоянно снижающейся функции легких. Одним из факторов риска развития ХОБЛ является наследственная предрасположенность, хронические воспалительные заболевания легких, начавшиеся в детском возрасте, продолжающиеся у подростков и взрослых, незавершенное развитие легких при рождении [1, 2]. Еще 30 лет назад B. Burrows с соавт. пришел к заключению о взаимосвязи между заболеваниями органов дыхания в детстве и хронической обструктивной болезнью легких у взрослых. Объяснялось это тем, что респираторные инфекции повреждают легочную ткань и предрасполагают к развитию ХОБЛ. Более поздние исследования показали, что дефицит функции легких, который отмечается в молодом возрасте, сохраняется в дальнейшем и предрасполагает к ХОБЛ [2, 3]. В наши дни на основании многолетнего наблюдения ученые смогли доказать, что истоки ХОБЛ лежат еще глубже и уходят в самое начало жизни человека. Прогнозирование развития ХОБЛ еще в детском возрасте имеет огромное практическое значение, так как открывается возможность проведения первичных профилактических мер в группе риска (в том числе запрет табакокурения, выбор профессии).

TGF-β — трансформирующий фактор роста β — один из самых универсальных маркеров, который оказывает влияние на процессы инициации пролиферации фибробластов, синтез компонентов экстрацеллюлярного матрикса, кооперацию клеток воспаления (в первую очередь макрофагов). При воздействии на иммунную систему преобладают ингибирующие эффекты TGF-β. Фактор подавляет гемопоэз, синтез воспалительных цитокинов, ответ лимфоцитов на ИЛ-2, -4, -7, формирование цитотоксических NK-клеток и Т-клеток [2–6]. TGF-β усиливает синтез белков межклеточного матрикса, коллагена, активирует нейтрофилы, способствует новообразованию соединительной ткани и сосудов. TGF-β, являясь фиброгенным цитокином, стимулирует изменение структуры стенки бронха, его ремоделирование. Эта морфологическая перестройка в стенке бронха приводит к появлению частично обратимой или необратимой обструкции дыхательных путей, что лежит в основе патогенеза ХОБЛ. TGF-β играет огромную роль в развитии легочного фиброза и потенцировании апоптоза бронхиальных эпителиальных клеток. Доказано, что уровень фактора роста достоверно выше в бронхоальвеолярной жидкости и экстрацеллюлярном пространстве у больных с идиопатическим фиброзом легких. В экспериментальных работах на животных определена высокая экспрессия данного фактора в альвеолярных макрофагах в острую фазу воспаления и в эпителиальных клетках бронхиального дерева в позднюю стадию легочного фиброза [5, 6]. В работах американского физиолога F. Green показано, что хроническая легочная болезнь, сопровождающаяся легочным фиброзом, может быть следствием острого поражения легких и воспаления [7, 8]. Воспалительная реакция сопровождается миграцией клеток воспаления, активацией провоспалительных цитокинов и секрецией матриксразрушающих протеиназ. После инициации воспаления в норме происходит восстановление, при дисрегуляции репарации происходит прогрессирование «неадекватного» пневмофиброза (рис. 1). Наличие повторных воспалительных процессов с повреждением эпителиальной ткани в конечном счете истощает способность к реэпителизации, развивается неадекватный процесс заживления, ослабляется внеклеточный матрикс, происходит чрезмерное перемещение фибробластов в пораженные участки. В норме в эндотелии бронхов фактор не определяется, появление его во внеклеточном пространстве эндотелия является прогностическим критерием патологического фиброза. Новые исследования свидетельствуют о том, что протеиназы, такие как металлопротеазы (MMPs), могут не только быть вовлечены в воспалительный процесс, но и активировать цитокины, инициирующие легочный фиброз [8]. Обзор литературы свидетельствует о том, что есть сильная связь между деятельностью MMPs и профиброзным бионакоплением фактора роста в альвеолярных макрофагах, что создает очаги потенциального фиброза в легких. При обследовании взрослых с хроническими бронхитами определено, что TGF-β присущ полиморфизм, существуют генотипы, не предрасполагающие к фиброзу [9, 10]. Этим можно объяснить, что только четверть хронических курильщиков болеют ХОБЛ. Доказана роль TGF-β в развитии ХОБЛ у взрослых [3]. В экспериментальных работах изучается роль данного фактора в развитии бронхолегочной дисплазии в неонатальном периоде [11, 12]. Данных по этому поводу относительно детей и подростков, страдающих рецидивирующими и хроническими бронхитами, в доступной научной литературе практически нет.

Поэтому целью данного исследования явилось определение экспрессии TGF-β в эндотелиальной ткани бронхов, ее корреляции с уровнем в сыворотке крови для определения новых, ранних, доступных в практической пульмонологии маркеров прогрессирования пневмофиброза, для выделения групп риска по развитию ХОБЛ среди детей и подростков и проведения ранней профилактики инвалидизации.

Материалы и методы исследования

Обследовано 47 пациентов в возрасте 10–18 лет с хроническими (ХБ) и рецидивирующими бронхитами (РБ) в периоде клинической ремиссии с использованием рентгенографии, спирографии, кардиоинтервалографии, компьютерной томографии, диагностической эндобронхоскопии, биохимического и цитохимического анализа крови, мочи. Исключались дети с сопутствующей хронической патологией других органов (например, гломерулонефритом, гепатитом), которая может сопровождаться фиброзом. Материал для иммуноцитологического исследования получали при браш-биопсии слизистой бронхов во время диагностической бронхоскопии. Для иммуноцитологического исследования материал наносился эндоскопической щеткой на адгезивное стекло (Super Frost Plus) с последующей фиксацией соответственно принятым стандартам. В качестве первичных антител использовали β-фракцию TGF (регуляторный полипептид β-тип рецепторов, лиофилизат NCL-TGF-β, фирма NovoCastra). Параллельно у этих же детей методом иммуноферментного анализа определяли уровень сывороточного TGF-β. Использовали тест-системы DRG TGF-β1 ELISA (США). Показатели оптической плотности образцов измеряли на фотометре ELM-3000 фирмы DRG (США) и выражали в нанограммах на миллилитр. Статистическая обработка данных проводилась с использованием компьютерных программ Statgraf 2.1, Spida 5.

Результаты исследования и их обсуждение

При отборе детей в группы исследования учитывались основные диагностические критерии рецидивирующего и хронического бронхитов, отраженные в современной отечественной классификации заболеваний органов дыхания у детей. У всех детей были исключены врожденные пороки развития, муковисцидоз, бронхиальная астма, дефицит альфа-1-антитрипсина.

Средний возраст в группе с РБ составил 11,5 ± 0,5 года, стаж болезни 5,3 ± 1,8 года. В группе с ХБ средний возраст — 17,2 ± 1,4 года, стаж болезни — 6,7 ± 1,9 года. Среди факторов риска развития ХОБЛ встречались: отягощенная наследственность по бронхолегочной патологии в 10 % случаев среди обследуемых детей, недоношенность — в 10 %, асфиксия при рождении — около 20 %, диагностированные внутриклеточные инфекции у матери во время беременности — в 10 %, курение матери во время беременности — в 10 %, курение отца — в 30 % случаев. Тяжелое острое респираторное заболевание до года зафиксировано у 15 % детей. Статистический анализ выявил достоверно частое присутствие комбинированного воздействия факторов риска в группе детей с ХБ (р < 0,01) по сравнению с РБ.

На момент проведения бронхоскопии 9 человек предъявляли жалобы на эпизоды ночного непродуктивного кашля, продуктивный кашель со слизистой мокротой по утрам, одышку при обычной физической нагрузке. Симптомы интоксикации отсутствовали. Цитологический анализ материала, полученного при браш-биопсии слизистой бронхов (этот метод включен в современные отечественные протоколы [13] диагностики хронических бронхитов у детей), дал возможность оценить качество бронхиального эпителия, наличие его дистрофии и метаплазии, активность и характер воспаления. Спектр цитологических нарушений достоверно отличался в группах детей с хроническим и рецидивирующим бронхитом. При рецидивирующем бронхите в биоптате преобладали клетки цилиндрического и плоского эпителия с признаками пролиферации, нейтрофилы. При хроническом бронхите преобладали клетки плоского и цилиндрического эпителия с менее выраженными признаками пролиферации, лимфоциты, большинство эпителиальных клеток бронхов (> 80 %) имели признаки дистрофических процессов, что коррелировало с визуальной эндоскопической картиной (блестящая или «зеркальная» слизистая бронхов).

У четверти детей при иммуноцитологическом анализе был идентифицирован трансформирующий фактор роста TGF-β в эндотелиальной ткани бронхов (рис. 2). Само наличие данного фактора в эндотелии являлось серьезным прогностическим критерием развития «неадекватного» фиброза, что может приводить к необратимым ремоделирующим процессам в бронхах.

Достоверного отличия по частоте выявляемости фактора среди больных с рецидивирующим и хроническим бронхитами не было (p > 0,1). Связь с такими данными, как длительность заболевания, распространенность эндобронхита, не установлена. Интенсивность же экспрессии TGF-β была более выражена у детей с рецидивирующими бронхитами, что свидетельствовало об активности фиброзирующих процессов в бронхах без явных клинико-рентгенологических признаков хронического процесса. В группе детей с хроническим бронхитом экспрессия данного маркера была суммарно слабее, что, вероятно, соответствует уменьшению активности фибропластических процессов, уже приведших к гисторемоделингу (прямая корреляция с наличием признаков пневмофиброза по данным рентгено- и томограмм органов грудной клетки (r = 5,2), частично обратимых нарушений проходимости бронхов по данным спирометрии (r = 6,7). Уровень TGF-β в крови детей, имеющих его положительную экспрессию в эндотелии бронхов, по иммуноцитохимическому анализу (n = 14 чел.) был достоверно выше, чем в группе детей (n = 33 чел.), у которых данный фактор не был идентифицирован (56,2 ± 6,6 и 33,1 ± 3,9 нг/мл; р < 0,01), а также в сравнении со здоровыми детьми (n =11; 24,2 ± 4,5 нг/мл, р < 0,01).

Определены умеренно выраженные прямые корреляционные связи между уровнем TGF-β и альфа-1-антитрипсином в сыворотке крови в группе детей с ХБ (r = 4,7), между уровнем TGF-β и показателями объема форсированного выдоха за первую секунду (r = –3,3) по данным спирометрии. Корреляционная связь с вышеприведенными анамнестическими и социальными факторами риска была недостоверной. Это подтверждает данные других исследований об отсутствии выраженного влияния экзогенных факторов на изучаемый цитокин [7, 9]. Наличие полиморфизма TGF-β, существование предрасполагающих и не предрасполагающих к фиброзу генотипов может быть одним из объяснений различных исходов хронической бронхолегочной патологии, возникшей в детском возрасте. Данная проблема требует дальнейшего изучения и обсуждения.

Таким образом, результаты проведенного исследования подтверждают диагностическую значимость повышения уровня трансформирующего фактора роста в сыворотке крови у детей с рецидивирующими и хроническими бронхитами для определения группы риска по развитию необратимых морфофункциональных изменений в легких. Полученные данные, вероятно, помогут в будущем улучшить качество ранней диагностики хронизации бронхолегочного процесса в детском и подростковом возрасте. Включение в лечебно-реабилитационные программы для таких детей средств, обладающих фиброзрегулирующей и антиоксидантной активностью, является, по нашему мнению, рациональным и перспективным.