Роль наследственности и инфекционного фактора в развитии

Опубликовано в Сборнике аннотированных докладов III Всероссийской научнопрактической конференции «Инфекционные аспекты соматической патологии у
детей», - Москва, 2010.
РОЛЬ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИНФЕКЦИОННОГО ФАКТОРА В РАЗВИТИИ
ХРОНИЧЕСКИХ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ У ДЕТЕЙ
Беляева Л.М., Чакова Н.Н., Микульчик Н.В, Панулина Н.И., Буза Д.В., Крупнова Э.В.,
Михаленко Е.П., Кругленко С.С.
ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования»,
УЗ «4-я городская детская клиническая больница», г.Минск
ГНУ «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси»
В последнее десятилетие во многих странах мира отмечается четкая тенденция к
росту заболеваемости аллергическими болезнями. Рост аллергической
патологии, в
первую очередь, связан с наследственной отягощенностью по аллергическим болезням и
экологическим неблагополучием среды обитания человека [1,2,6].
Известно более 5 миллионов химических веществ (атмосферные поллютанты,
пестициды, фармацевтические препараты,
косметика, пищевые добавки
и
др.),
воздействию которых постоянно подвергается человек. Для большинства установлена их
этиологическая связь с мультифакторными заболеваниями (МФЗ), к которым относятся и
хронические аллергические болезни - бронхиальная астма (БА), атопический дерматит
(АтД), аллергический ринит (АР)
[1,2,5]. Все большую актуальность в связи с этим
приобретает идентификация в различных популяциях специфичных генов и средовых
факторов, взаимодействие которых формирует норму реакции устойчивости человека и
его адаптацию к изменяющейся среде обитания [4,5]. Хронические аллергические
заболевания (АЗ) – это болезни, при которых имеет место дисбаланс Th1/Th2 клеток,
нарушение неспецифического иммунитета, барьерных свойств кожи и слизистых, что
формирует
хроническое
воспаление,
усугубляемое
различными
инфекционными
факторами (вирусами, бактериями и грибами и др.). Взаимодействие между организмом
больного и микроорганизмами (бактериями, грибами и др.) при хронических АЗ может
определяться склонностью к колонизации и сенсбилизацией к этим микроорганизмам
(эффекты мимикрии), в результате чего формируются и другие иммунопатологические
механизмы хронического воспаления (иммунокомплексного, аутоиммунного) [1,2,3,5].
Другим важным фактором, влияющим на течение воспалительных процессов
целом и хронических аллергических болезней, являются ферменты биотрансформации
ксенобиотиков (ФБК), в частности глутатион-S-трансферазы (GSTТ1 и GSTM1) [9],
осуществляющих метаболизм множества экзогенных (в том числе лекарственных
средств), и медиаторов воспаления. В настоящее время известны функциональнозначимые полиморфные варианты генов GSTT1, GSTM1, представленные обширной
делецией, наличие которой ведет к отсутствию синтеза соответствующих ферментов и
повышает чувствительность организма к неблагоприятным факторам зкзогенной и
эндогенной природы.
Цель исследования: изучить различные факторы, влияющие на клинические
особенности течения атопических болезней (различные сочетания: БА, АтД, АР) у детей
Республики Беларусь.
Материалы и методы исследования: Клинические исследования проводились на
базе Республиканского детского аллергологического центра (УЗ «4-я детская городская
клиническая больница г.Минска»). Обследовано 137 детей в возрасте от 6 до 17 лет
(средний возраст детей - 10,8  0,21 лет), страдающих сочетанными формами атопических
заболеваний (дерматит, ринит, астма). Среди пациентов – 41 девочка (средний возраст –
10,6 + 0,32 года) и 96 мальчиков (средний возраст – 11,1  0,24 года).
Обследованные дети были разделены на две группы: 1-ю группу составили
пациенты с изолированной бронхиальной астмой – 44 пациента (37 – мальчиков, 7 –
девочек, средний возраст – 10,3 + 0,22 года); во 2-ю группу вошли – 93 пациента (59 –
мальчиков, 34 – девочки, средний возраст – 11,06 + 0,43 года) с различными сочетаниями
АЗ: с «атопической триадой» (астма+дерматит+ринит) – 23 пациента (14 - мальчиков, 9 –
девочек); сочетание дерматита и/или ринита и/или дерматита – 70 пациентов (45 мальчиков, 25 - девочек).
Всем детям проведено общеклиническое и аллергологическое обследование,
включающее кожные скарификационные пробы с бытовыми, пищевыми, пыльцевыми и
эпидермальными аллергенами. Изучен генеалогический анамнез, анамнез жизни, анамнез
болезни. В рамках лабораторно-диагностического раздела иммунологическими методами
проведено количественное определение общего и аллергенспецифических IgE в
сыворотке крови.
Молекулярно-генетические исследования проводились на базе ГНУ «Института
генетики и цитологии НАН Беларуси». Выделение тотальной ДНК из лейкоцитов
периферической крови выполняли методом Mathew [7]. Типирование образцов по генам
GSTM1 и GSTT1 проводили путем мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР)
с использованием трех пар праймеров. Продукты амплификации фракционировали в 1,8%
агарозном геле и визуализировали в УФ-свете (рис. 1).
GSTT1
Albumin
GSTМ1
M
1
2
3
4
5
6
GSTM1
Рисунок 1 –Фрагмент результатов мультиплексной ПЦР-амплификации
генов
GSTT1 и GSTM1: 1 – GSTТ1(+),GSTМ1(+), 2,3,4,5 – GSTТ1(+),GSTМ1(-),
6 – GSTТ1(-),GSTМ1(+)
Гомозиготы по делеции генов GSTM1 и GSTT1 выявляли на электрофореграммах
по отсутствию фрагментов амплификации размером 215 п.н. и 480 п.н. соответственно. В
качестве внутреннего контроля использовали амплификацию фрагмента гена альбумина.
Статистическая обработка материала проводилась с использованием пакета
прикладных программ Statsoft Statistica 6.0, «Primer of Biostatistics» (Version 4.03 by
Stanton A. Glantz). При сравнении частот генотипов использовался стандартный критерий
2 Пирсона.
Результаты. В результате проведенного исследования установлено, что 68%
пациентов имели сочетанные формы хронических АЗ (астма+дерматит+ринит – 25%,
астма+ринит – 62%, астма+дерматит – 13%), а изолированная бронхиальная астма
встречалась у 31%.
Получены доказательства
участия генов иммунного ответа в продукции
специфических IgE-антител, генетической детерминированности противовоспалительных
цитокинов, гиперреактивности бронхов и кожи [2,5,6]. В результате проведенного нами
исследования установлено, что 56% пациентов имели наследственную отягощенность по
атопическим заболеваниям, среди них у 57% - наследственность отягощена по линии
матери, у 43 % - по линии отца. В группе пациентов с изолированной бронхиальной
астмой у 34 % отмечалась наследственная отягощенность по атопическим болезням (по
линии матери -53%, по линии отца - 47%). При наличии сочетанных форм атопических
болезней (БА, АтД, АР) у 42% выявлена отягощенная наследственность, по линии матери
– у 62%, по линии отца – 38%.
Установлено, что интеркуррентные заболевания оказывают значительное влияние
на течение хронических аллергических заболеваний [1,5]. В результате проведенного
исследования установлено, что присоединение острых вирусных инфекций у пациентов с
сочетанными формами аллергии сопровождалось одновременным (в 48% случаев) или
изолированным обострением бронхиальной астмы (в 26% случаев) или АтД (у 18%).
Среди бактериальных агентов в развитии и поддержании аллергических заболеваний
важную роль играл Staphyloccocus aureus. Он не является составной частью нормальной
микрофлоры кожи.
По нашим данным, при исследовании флоры зева, носа и кожи у значительной
части
обследованных
детей
(73%)
была
выявлена
персистирующая
инфекция:
Staphyloccocus aureus (42%), Staphyloccocus epidermidis (10%), грибы рода Candida (7%),
при этом у 12% пациентов с изолированным АтД и у 23% - с сочетанными формами АЗ
выявлялось по два возбудителя и более одновременно. У пациентов с тяжелыми формами
БА
и
АтД,
особенно
длительно
получающими
местную
терапию
глюкокортикостероидами, частота выявления грибов рода Candida составила 27%.
Среди факторов, поддерживающих хроническое течение АЗ, следует отметить
сопутствующую хроническую инфекционную патологию со стороны внутренних органов
и систем. Среди обследованных пациентов у 34,5% выявлено наличие сопутствующей
хронической патологии верхних дыхательных путей (ВДП) (тонзиллит, аденоиды,
синусит) и у 8% хронические неспецифические заболевания легких. Следует отметить,
что значительно чаще хронические заболевания ВДП выявлялись у пациентов из группы с
«атопической триадой»: сочетанием астмы, дерматита и ринита (2 =7,25; Р0,05).
В развитии аллергических заболеваний определяющее значение имеют изменения в
функционировании иммунной системы [2,3,6]. Возникновение атопических болезней
связано с IgE-опосредуемыми аллергическими реакциями. При аллергологическом
обследовании
детей,
страдающих
АтД,
аллергическим
ринитом,
атопической
бронхиальной астмой характерно увеличение уровня общего IgE и специфических IgEантител к различным группам экзогенных аллергенов
[2,4,6]. По результатам
исследований иммунологических показателей установлено, что для детей, страдающих
сочетанными формами атопических заболеваний, характерны наиболее высокие уровни
общего IgE в сыворотке крови. В группе пациентов с изолированной бронхиальной
астмой наиболее высокие концентрации IgE (519,6+23,8) отмечались при наличии у этих
пациентов сопутствующей хронической патологии ВДП (тонзиллит, аденоидит, синусит)
(рисунок 2).
800
639,4
519,6
600
380,1 381,2
сочетанные формы АЗ
сочетанные формы АЗ и
сопутствующая патология
400
изолированная БА
200
изолированная БА и сопутствующая
патология
0
IgE общий (IU/ml)
Рисунок 2. – Средние концентрации общего IgE в сыворотке крови у пациентов с хроническими
аллергическими заболеваниями
Анализ зависимости уровня общего IgE от комбинации генотипов GSTT1 и GSTM1 у
пациентов
выявил
следующую
закономерность:
носители
комбинации
GSTT1(+)/GSTM1(+) имели наиболее высокое значение этого показателя, у обладателей
хотя бы одного мутантного гена (комбинации генотипов GSTT1(-)/GSTM1(+) или
GSTT1(+)/GSTM1(-)) уровень общего IgE был снижен, а у пациентов с наличием мутации
в обоих генах (комбинация генотипов GSTT1(-)/GSTM1(-)) наблюдался самый низкий
уровень общего IgE (рисунок 3). Причем это снижение было статистически достоверным
по сравнению с показателями у пациентов других групп (t=2,1; р<0,05).
800
600
679,5
474,5
GSTT1(+)/GSTM1(+)
448,6
400
GSTT1(+)/GSTM1(-)
196,8
GSTT1(-)/GSTM1(+)
GSTT1(-)/GSTM1(-)
200
0
IgE общий(IU/ml)
Рисунок 3. – Средние концентрации общего IgE в сыворотке крови у пациентов с хроническими
аллергическими заболеваниями с различными комбинациями генотипов GSTM1/GSTТ1
Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности дальнейшего изучения
полиморфизма генов, вовлеченных в патогенез АЗ, с целью повышения эффективности
терапии и для выявления генетических маркеров прогноза течения заболевания.
Выводы:
1. Более чем у половины пациентов с хроническими аллергическими заболеваниями
выявлена наследственная отягощенность по аллергическим заболеваниям. У детей с
сочетанными формами АЗ достоверно чаще отмечалась наследственная отягощенность
по линии матери.
2. Получены данные, свидетельствующие о том, что у детей с хроническими
аллергическими заболеваниями (особенно с «атопической триадой»: БА+АР+АтД)
наличие хронических очагов инфекции и частое присоединение острых вирусных
инфекций выполняет роль факторов, способствующих затяжному и более тяжелому
течению этих заболеваний. Этот факт следует учитывать при проведении своевременной
адекватной профилактики и терапии пациентам с хроническими аллергическими
заболеваниями.
3. Уровень общего IgE в группах детей с комбинацией генотипов GSTT1(-)GSTM1(-)
оказался достоверно ниже по сравнению с другими группами. Можно предположить
опосредованное влияние генетического полиморфизма глутатион-S-трансферазы на
уровень общего IgE в сыворотке крови у этой категории пациентов.
Литература:
Балаболкин, И.И. Аллергия у детей и экология / И.И.Балаболкин // Рос. педиатр. журн.
– 2002. – № 5. – С. 4 – 8.
2. Беляева Л.М. Атопический дерматит и аллергический ринит у детей и подростков –
1.
Минск: ООО «В.И.З.А.ГРУПП», 2006. – 194с.
3.
Беляева
Л.М.
иммунологических
Дифференциально-диагностический
и
гормональных
признаков
комплекс
у детей
клинических,
школьного
возраста,
страдающих атопическим дерматитом / Л.М. Беляева, Н.В. Микульчик // Мед.
панорама. – 2006. – №1. – С. 16–20.
4. Караулов А.В. , Сидоренко И.В., Захаржевская Т.В. Является ли атопический дерматит
фактором риска развития респираторных проявлений аллергии? // Иммунология,
аллергология, инфектология. – 2003. – №3. – С.37 –40.
5. Сафронова О. Г., Вавилин В. А., Ляпунова А. А. Взаимосвязь между полиморфизмом
гена GSTP1 и бронхиальной астмой и атопическим дерматитом // Бюл. Эксп. Биол.
Мед. – 2003. – Т. 136. - № 1. – С. 73-75.
6.
Edwards A. Mechanism of allergic disease / The Year in Allergy 2003 / eds. S.Holgate,
S.Arshad. – Oxford, 2003. – P. 83 – 100.
7. Mathew, C.C. The isolation of high molecular weight eucaryotic DNA / C.C. Mathew // in
Walker JMNJ (ed): Methods in Molecular Biology, Clifton: Human Press, 1984. – Vol. 2. –
P.31 – 34.
8. Spergel J., Paller A. Atopic dermatitis and the atopic march//J. Allergy. Clin. Immunol. 2003;
112: 128–139.
9. Tamer L., Calikoglu M., Ates N. A. et al. Glutathione S-transferase gene polymorphisms
(GSTT1, GSTM1, GSTP1) as increased risk factors for asthma // Respirology. – 2004. – V. 9.
- № 4. – P. 493-498.