Роль цитокинов в патогенезе витилиго

Полный текст

Витилиго — приобретенное поражение кожи в виде депигментации, происходящее в результате разрушения меланоцитов эпидермиса. Частота вити-лиго в мире составляет 0,5—2%. Результаты опубликованных исследований позволяют предположить наличие множества возможных механизмов развития этого заболевания [13]. Причина витилиго остается неизвестной, тем не менее предполагаемый аутоиммунный генез заболевания в настоящее время признается одним из наиболее значимых [18]. В пользу иммунной гипотезы служат следующие доказательства: некоторая связь витилиго с аутоиммунными заболеваниями [21]; выявление органоспецифических [8] и меланоцит-специфических антител [20]; субпопуляционные пропорциональные нарушения Т-клеток [6]. В настоящее время появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что в основе аутоиммунной патологии при витилиго лежат расстройства иммунной регуляции, обусловленные нарушением продукции цитокинов [1]. Цитокины (небольшие пептидные информационные молекулы), будучи продуктами секреции активированных иммунокомпетентных клеток, являются важнейшими участниками реализации сложного каскада иммунных реакций. Они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз. Цитокины активны в очень малой концентрации. Их биологический эффект на клетки реализуется через взаимодействие со специфическим рецепторным комплексом, локализованным на клеточной цитоплазматической мембране. Образование и секреция цитокинов происходят кратковременно и строго регулируются. В первую очередь цитокины регулируют развитие местных защитных реакций в тканях с участием различных типов клеток крови, эндотелия, соединительной ткани и эпителия. Гиперпродукция цитокинов ведет к развитию воспалительной реакции и может стать причиной развития ряда патологических состояний. В рамках иммунной системы цитокины осуществляют взаимосвязь между специфическими защитными реакциями и специфическим иммунитетом, действуя в обоих направлениях. На уровне организма цитоки-ны обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной, нервной, кроветворной и других систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия и служат для их вовлечения в организацию и регуляцию защитных реакций [5]. Все цитокины, а их в настоящее время известно около 200, по структурным особенностям и биологическому действию делятся на несколько групп: • провоспалительные цитокины, обеспечивающие мобилизацию воспалительного ответа (интерлейкины — ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8, фактор некроза опухоли — ФНО, интерферон — ИФН-γ); • противовоспалительные цитокины, ограничивающие развитие воспаления (ИЛ-4, ИЛ-10, трансформирующий ростовой фактор β; • цитокины — регуляторы клеточного и гуморального иммунитета (естественный или специфический); • цитокины, обладающие собственными эффектор-ными функциями (противовирусные, цитотокси-ческие); • цитокины — ростовые факторы, контролирующие пролиферацию и дифференцировку предшественников функционально активных иммуно-компетентных клеток. Спектр биологической активности цитокинов в значительной степени перекрывается: один и тот же процесс может стимулироваться в клетке более чем одним цитокином. Многие цитокины являются плей-отропными — проявляют более чем один эффект. Во многих случаях в действиях цитокинов наблюдается синергизм. Цитокины — антигеннеспецифические факторы, поэтому специфическая диагностика инфекционных, аутоиммунных и аллергических заболеваний с помощью определения уровня цитокинов невозможна, но определение их концентрации в крови дает информацию о функциональной активности различных типов иммунокомпетентных клеток, тяжести воспалительного процесса, его переходе на системный уровень, позволяет сделать прогноз заболевания. Многие цитокины применяют в клинической практике в виде лекарственных препаратов. В настоящее время существуют убедительные доказательства того, что цитокины имеют немало-важнное значение в патогенезе аутоиммунитета. Например, ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНО играют решающую роль при аутоиммунном тиреоидите, инсулинзависимом сахарном диабете [14]. Трансгенная экспрессия гра-нулоцитарно-моноцитарного колониестимулирующего фактора в желудке вызывает аутоиммунный гастрит у мышей [9]. Исследованию уровня цитокинов при витилиго посвящены работы отечественных и зарубежных авторов [2, 4, 10]. Однако в подавляющем большинстве работ различные цитокины изучали у пациентов с витилиго в целом, без учета формы и стадии заболевания, что не позволяет сделать конкретные выводы и наметить пути лечения больных с данной патологией с учетом их цитокинового статуса. Целью нашей работы стало изучение содержания основных провоспалительных цитокинов (ИЛ-ф, ИЛ-6, ИЛ-8 и ФНО) в сыворотке крови у пациентов с витилиго, с учитом формы и активности процесса [3]. Материалы и методы ИЛ-1 включает два белка (ИЛ-1а и ИЛ-1в) молекулярной массой 17,5 кДа, секретируемых фагоцетирующими мононуклеарами различной тканевой локализации. Преобладающей формой ИЛ-1 является ИЛ-1в. Оба цитокина кодируются различными генами, и регуляция их синтеза и секреции кардинально различается, однако они обладают практически одинаковым спектром биологической активности и конкурируют за связывание с одними и теми же рецепторами. Основным источником ИЛ-1 являются активированные мононуклеарные фагоциты, хотя почти все клетки способны при стимуляции секретировать ИЛ-1а и ИЛ-1в. Важный источник ИЛ-1 — антигенпрезентирующие клетки, включая моноциты и макрофаги, клетки Лангерганса, дендритные клетки, В-лимфоциты, эндотелиальные клетки, Т-клетки, естественные киллеры, астроциты, кератиноциты и фибробласты. ИЛ-1 отличается широким спектром биологического действия. Он играет центральную роль в развитии воспалительного ответа и процессах репарации тканей. Его мишенями являются моноциты, макрофаги, клетки печени, эндотелия и эпителия, фибробласты, кератино-циты, Т- и В-лимфоциты, остеокласты, клетки нервной системы и другие. В малой концентрации он преимущественно действует как посредник локального воспаления, которое обусловливает каскадный синтез активированных хемоксинов мононуклеарными фагоцитами и эндотелиальными клетками. Это, в свою очередь, провоцирует активацию адгезии лейкоцитов и эндотелиальных клеток, индуцирует пролиферацию Т-хелперов (CD4+) и рост и дифференциацию В-лимфоцитов. При высокой концентрации ИЛ-1 поступает в циркуляцию и воздействует как эндокринный гормон на печень, мозг, надпочечники и другие органы. По своим эффектам ИЛ-1 во многом подобен ФНО. ИЛ-1 проявляет нейроэндокринную активность, стимулирую продукцию адренокор-тикотропного гормона, обладает выраженной гемопоэтической активностью, стимулируя пролиферацию и дифференцировку ранних клеток-предшественников миелоидного ряда. ИЛ-6 — гликопротеид молекулярной массой 19—24 кДа, относится к наиболее известным и до последнего времени, как считалось, хорошо изученным воспалительным цитокинам. Источником его продукции являются макрофаги, активированные Т- и В-лимфоциты, а также клетки, не имеющие прямого отношения к иммунной системе (фибробласты, кератиноциты, хондроциты, клетки стромы эндометрия, фолликулярно-звездчатые клетки гипофиза, эндотелиальные клетки и др.). По многообразию клеточных источников продукции и мишеней биологического действия ИЛ-6 является одним из наиболее активных цитокинов, участвующих в реализации иммунного ответа и воспалительной реакции. Биологическая роль ИЛ-6 в первую очередь заключается в индукции восстановительных механизмов и активации иммунной защиты (активация и дифференцировка Т-клеток, вызревание В-клеток, синтез С-реактивного белка в печени, усиление гемопоэза). Он оказывает существенное влияние на многие органы и системы организма. Под влиянием ИЛ-6 повышается экспрессия молекул адгезии на эндотелиальных клетках, что активирует их взаимодействие с лимфоцитами. ИЛ-8 — небольшой гликопротеин молекулярной массой 8,8 кДа, вырабатываемый макрофагами, лимфоцитами, эпителиальными клетками, фибробластами, клетками эпидермиса. ИЛ-8 является мощным медиатором воспаления, относящимся к группе хемокинов, основное свойство которых обеспечивать хемотаксис в зону воспаления различных типов клеток: ней-трофилов, моноцитов, эозинофилов, Т-клеток. ИЛ-8 обладает выраженными провоспалительными свойствами, вызывая экспрессию молекул межклеточной адгезии и усиливая прилипание нейтрофилов к эндотелиальным клеткам и субэндотелиальным матричным белкам. Свойства ИЛ-8 вызывать миграцию клеток и способность их адгезии определяют его как активного участника острой воспалительной реакции в местах проникновения патогена. Повышенный уровень ИЛ-8 ассоциируется с острым и хроническим воспалительными состояниями. ФНО — гликопротеин молекулярной массой 17 400 кДа. Основной и наиболее изученный провоспалительный цитокин. В современной терминологии ФНО называют белок, ранее называвшийся ФНО-α. Продуцируется ФНО преимущественно активированными моноцитами крови и/или макрофагами, в меньшей степени другими типами клеток. Спектр биологического действия ФНО очень широк. Он является медиатором специфического и неспецифического ответа организма на патогены, служит важным звеном связи между воспалительными и иммунными реакциями. Многие функции ФНО аналогичны функциям ИЛ-1, но для проявления биологичекого эффекта необходима концентрация ФНО, в 100 раз превышающая таковую ИЛ-1. Биологический эффект ФНО зависит от его концентрации. При низкой концентрации он действует локально как паракринный и ауто-кринный регулятор иммуновоспалительных реакций. ФНО способен вызывать гибель опухолевых клеток вследствие апоптоза или некроза. Он стимулирует синтез цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6), дает противовирусный эффект. Многие проявления ФНО усиливает ИФН-γ. При средней концентрации ФНО действует как эндокринный гормон, проявляя системные эффекты: вызывает повышение температуры, стимулирует секрецию мононуклеар-ными фагоцитами и эндотелием ИЛ-1 и ИЛ-6 с поступлением их в общую циркуляцию, активирует систему свертывания, подавляет деление стволовых клеток костного мозга и т.д. Высокая концентрация ФНО может быть, например при септическом шоке, опасной для жизни. Роль ФНО в патогенезе различных заболеваний интенсивно изучается. Он является важным медиатором некоторых аутоиммунных заболеваний, в том числе сахарного диабета 1-го типа, ревматоидного артрита, бронхиальной астмы. Уровень цитокинов в сыворотке крови был измерен у 50 больных витилиго (19 мужчин и 31 женщина в возрасте от 18 до 65 лет, средний возраст 24,4 года). Всех пациентов разделили в зависимости от формы и стадии заболевания. У 27 пациентов диагностировали генерализованную форму витилиго, у 23 — локализованную (по классификации Т. Fitzpatrick) [17]. У 22 больных наблюдали появление новых очагов депигментации и/или увеличение в размере уже имеющихся за предыдущих 3 мес, таким образом, у них диагностировали прогрессирующую стадию заболевания, у остальных 28 — стационарную. Сопутствующих аутоиммунных заболеваний у наблюдаемых нами больных ви-тилиго (тироидит Хашимото, сахарный диабет, злокачественная анемия и др.), а также воспалительных заболеваний кожи (псо-риз, атопический дерматит и др.) не отмечено. В течение последних 2 мес обследуемые больные витилиго не получали какой-либо терапии. Контрольную группу составили 20 здоровых лиц, схожих по полу и возрасту с обследованными больными. Содержание данных цитокинов в сыворотке крови у пациентов с витилиго проводили методом иммуноферментного ана-лизома с использованием соответствующих моноклональных антител, иммобилизированных на поверхности лунок полисте-ролового планшета из наборов тест-систем "ИФА-БЕСТ". Анализ включал три этапа. На первом этапе контрольные и исследуемые образцы инкубировали в лунках с иммобилизированными антителами (АТ). Связавшиеся с АТ рецепторные антагонисты к исследованным цитокинам выявляли при инкубации с конъ-югантом АТ человека и пероксидазы хрена. Количество связавшегося конъюганта определяли цветной реакцией с использованием субстрата пероксидазы хрена и хромогена тетраметилбен-зидина. После остановки реакции серной кислотой, измеряли оптическую плотность растворов в лунках планшета при длине волны 450 нм. Концентрацию рецепторных антагонистов исследуемых цитокинов (в пг/мл) определяли по калибровочному графику, составленному согласно инструкции к наборам. Результаты представляли в качестве среднего значения. Для анализа статистических различий использовали t-критерий Стьюдента. Различие p < 0,05 считалось статистически значимым. Результаты и обсуждение В результате проведенных иммунологических исследований мы не выявили каких-либо статистически значимых различий в уровне ИЛ-ф у больных витили-го по сравнению с таковыми у здоровых лиц, а также выраженных отличий при различных формах и стадиях заболевания (см. таблицу). Полученные нами результаты согласуются с данными T. Cai-Xia и соавт. [11]. Правда, в некоторых работах обнаружено статистически значимое повышение его содержанияу пациентов с витилиго [2]. Таким образом, влияние этого цитокина на патогенез витилиго все еще остается неясным. Содержание ИЛ-6 в сыворотке крови у пациентов с витилиго статистически значимо превышало таковое у здоровых лиц (3,5 ± 1,4 против 1,9 ± 0,8 пг/мл; p < 0,05). Причем наиболее значимым этот показа 39 РОССИЙСКИЙ ЖУРНАЛ КОЖНЫХ И ВЕНЕРИЧЕСКИХ БОЛЕЗНЕЙ Содержание (в пг/мл) провоспалительных цитокинов у пациентов с различной формой и стадией витилиго Цитокин Здоровые лица (n = 20) Витилиго (n = 50) Генерализованная форма (n = 27) Локализованная форма (n = 23) Прогрессирующая стадия (n = 22) Стационарная стадия (n = 28) ИЛ-1Р 3,2 ± 1,7 3,4 ± 1,5 3,4 ± 1,6 3,3 ± 1,7 3,1 ± 1,8 3,2 ± 1,6 ИЛ-6 1,9 ± 0,8 3,5 ± 1,4* 3,8 ± 1,5** 2,7 ± 1,1 3,9 ± 1,1** 2,3 ± 0,9 ИЛ-8 36,4 ± 11,2 67,8 ± 18,3* 73,9 ± 17,5 66,4 ± 17,6 63,8 ± 15,9 63,5 ± 14,3 ФНО 8,7 ± 3,1 14,4 ± 4,2** 15,8 ± 4,7** 14,5 ± 5,8** 17,6 ± 4,9** 13,7 ± 4,1* Примечание. * — p < 0,05, ** — p < 0,001. тель был у больных с генерализованной формой и прогрессирующей стадией заболевания (p < 0,001; см. таблицу). Эти данные согласуются с результатами большинства исследований, проведенных ранее [11, 24]. Считается, что ИЛ-6 может вызывать экспрессию фактора межклеточной адгезии 1 на ме-ланоциты, что запускает соединение лейкоцитов и меланоцитов и приводит к иммунологической цитотоксичности [19], а также поликлональной активации В-клеток, увеличивая выработку АТ и вызывая повреждение меланоцитов при витилиго. Наряду с повышением содержания ИЛ-6 у больных витилиго отметили статистически значимое увеличение количества ИЛ-8 (67,8 ± 18,3 против 36,4 ± 11,2 пг/мл; p < 0,05 во всей популяции в целом). Мы не выявили каких-либо статистически значимых различий в зависимости этого показателя от формы или стадии заболевания, хотя можно говорить о статистически незначимом более высоком уровне ИЛ-8 у пациентов с генерализованной формой заболевания. Возможно, увеличенное производство ИЛ-8 активными моноцитами при витилиго притягивает полиморфно-ядерные нейтрофилы и Т-лимфоциты, способствуя меланоцитарной цитотоксичности. При анализе уровня ФНО обнаружили его достоверное повышение в сыворотке крови у больных витилиго по сравнению с аналогичным показателем у здоровых лиц (14,4 ± 4,2 против 8,7 ± 3,1 пг/мл; p < 0,001). Причем выявили четкую корреляцию этого показателя в зависимости от формы и остроты процесса (p < 0,001; см. таблицу). Считаем, что данный показатель может стать лабораторным маркером степени прогрессирования (тяжести) витилиго. Впрчем, необходимо отметить, что данные по уровню ФНО при витилиго весьма противоречивы. Так, в работе Е.В. Дворянковой и соавт. [2] также отмечено повышение содержания ФНО в сыворотке крови у пациентов с витилиго, в то время какТ. Cai-Xia и соавт. [11] не обнаружили каких-либо отличий в значении этого показателя по сравнению с таковым у здоровых лиц, а H. Yu и соавт. [24], наоборот, выявили его снижение при витилиго. ФНО — важный медиатор воспаления и при чрезмерной экспрессии может вызывать хронические воспалительные и аутоиммунные заболевания. За последние несколько лет были получены доказательства, позволяющие сделать вывод о том, что ФНО играет важную роль в апоптозе путем активации рецепторопосредованно-го пути апоптоза в клетках многих типов [16], а так же является паракринным ингибитором стволовых клеток. Доказано влияние ФНО на патогенез многих аутоиммунных заболеваний, ассоциированных с витилиго [22]. Аутореактивные Т-клетки, распознающие антигены пигментных клеток, выявлены у значительно большей части больных витилиго, чем у здоровых лиц. Более того, в некоторых исследованиях получены доказательства того, что в коже, пораженной витилиго, выражена значительно больше экспрессия ФНО, нежели в коже вокруг очагов поражения, вне очагов поражения и коже здоровых лиц [10]. Таким образом, можно предположить, что ФНО играет важную роль в развитии витилиго: с одной стороны, разрушая меланоциты путем индукции различных механизмов апоптоза, с другой — угнетая дифференцировку стволовых клеток в меланоциты. Полученные нами результаты и данные других исследований делают возможным использование анти-цитокиновой терапии в лечении витилиго. Антици-токиновую терапию с успехом используют в лечении многих аутоиммунных заболеваний. Так, ингибитор ФНО инфликсимаб, с успехом применяемый при ревматоидном артрите, псориазе [7]. J. Simon, R. Burgos-Vargas [23] описали пациента с анкилозирующим спондилитом в сочетании с витилиго, который получил лечение инфликсимабом, что привело к постепенной репигментации очагов витилиго. Аналогичные данные получены A. Campanati и соавт. [12] при лечении псориаза в сочетании с витилиго этанерцеп-том. В зарубежной литературе имеются единичные данные об успешном использовании при витилиго такого антагониста ФНО, как такролимус [15]. Поскольку в отношении антагонистов ФНО при вити-лиго имеется мало данных, необходимо проведение дальнейших экспериментальных и клинических исследований для оценки эффективности их действия при этом заболевании.

Об авторах

О. А Бабешко

ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М Сеченова Минздравсоцразвития России

Кафедра кожных и венерических болезней лечебного факультета

К. М Ломоносов

ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М Сеченова Минздравсоцразвития России

Email: lamdinic@yandex.ru
Кафедра кожных и венерических болезней лечебного факультета

Н. И Гилядова

ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М Сеченова Минздравсоцразвития России

Кафедра кожных и венерических болезней лечебного факультета

Список литературы

Дополнительные файлы