Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор научной литературы 9
1.1 Современные представления о патогенезе ХОБЛ 9
1.2 Система протеолиза и антипротеолиза в патогенезе ХОБЛ .. 13
1.2.1 а 1-антитрипсин 16
1.2.2 Матриксные металлопротеиназы 20
1.2.3 Тканевой ингибитор металлопротеиназ-1 25
1.3 Роль оксидативного стресса в патогенезе ХОБЛ 28
1.4 Роль сурфактантного протеина С в патогенезе ХОБЛ 34
1.5 Генетическая основа клинических форм ХОБЛ 37
Заключение 41
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 41
2.1. Общая характеристика больных 43
2.2. Методы исследования 48
2.2.1. Исследование функции внешнего дыхания... 48
2.2.2. Компьютерная томография легких 50
2.2.3. Генетическое исследование 51
2.3. Статистическая обработка данных 57
ГЛАВА 3. Результаты собственного исследования 59
3.1 Результаты генетического обследования больных ХОБЛ 59
3.2 Анализ влияния полиморфных вариантов генов ММП-1, 9, 12, SFTP-C и тЕН на тяжесть течения заболевания 61
3.3 Анализ влияния полиморфных вариантов генов ММП-1, 9, 12, SFTP-C и mEH на характер патологических изменений в легких 64
3.4 Изучение взаимного влияния генов 67
3.5 Прогнозирование тяжести течения ХОБЛ и характера патологических изменений легких 73
3.5.1 Прогнозирование тяжести течения ХОБЛ... 73
3.5.2 Прогнозирование характера патологических изменений легких 77
ГЛАВА 4. Обсуждение полученных результатов 83
Выводы 93
Практические рекомендации 94
Приложение 95
Список литературы 101
- Система протеолиза и антипротеолиза в патогенезе ХОБЛ
- Роль сурфактантного протеина С в патогенезе ХОБЛ
- Исследование функции внешнего дыхания...
- Анализ влияния полиморфных вариантов генов ММП-1, 9, 12, SFTP-C и тЕН на тяжесть течения заболевания
Введение к работе
Актуальность темы
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) в настоящее время является одним из наиболее распространенных заболеваний, при котором заболеваемость и смертность продолжают расти. По данным исследований, проведенных Всемирной организацией здравоохранения, средняя распространенность ХОБЛ составила 9.34/1000 среди мужчин и 7.33/1000 среди женщин (Murray, 1996г). Однако по результатам последних исследований в Европейских странах распространенность ХОБЛ приближается к 80-100/1000 (Шмелев Е.И., 2003г). В соответствии с прогнозом, к 2020 году заболеваемость ХОБЛ будет занимать 5-е место после ишемической болезни сердца, депрессий, дорожно-транспортного травматизма и цереброваскулярных заболеваний (Murray, 1996г) и четвертое место в мире в структуре смертности. Эти неутешительные факты определяют пристальное внимание исследователей всего мира к проблеме профилактики ХОБЛ, установления значимости различных факторов в развитии и исходах этого заболевания.
Наряду с такими общепризнанными внешними факторами риска, как курение и профессиональные вредности, исследователями продолжается поиск новых факторов, способствующих возникновению и прогрессированию заболевания. Последние годы активно обсуждается проблема генетической предрасположенности к развитию ХОБЛ. Современные данные о патогенетических механизмах ХОБЛ дали основание для изучения в качестве внутренних факторов риска полиморфизмы генов, кодирующих компоненты системы протеолиза и антипротеолиза, клеточные медиаторы воспаления и апоптоза, ферменты биотрансформации ксенобиотиков и антиоксидантпой защиты, сурфактантные белки и др. Описано большое количество таких
полиморфизмов (однонуклеотидных замен в структуре гена), которые могут
быть как нейтральными, так и функциональными, например, модифицирующими эффективность транскрипции и приводящими к изменению структуры и функции кодируемого геном продукта. На настоящий момент однозначное мнение о значении в генетической предрасположенности к ХОБЛ сложилось лишь относительно полиморфизма гена альфа 1-антитрипсина. Определение роли других генов находится в стадии разработки.
Основные работы по анализу генов-кандидатов ХОБЛ проведены зарубежом, подобные исследования в России получили развитие лишь в самое последнее время. В их числе особого внимания заслуживают работы В.П. Пузырева (2003 г.), Т.В. Ивчик и соавт. (2004 г.), Д.Г. Янабаевой и соавт. (2005 г.), Г.Н. Сеитовой и соавт. (2005 г.), А.Э. Поливановой и соавт. (2006 г.)
Предварительные результаты исследований позволяют предположить, что внедрение молекулярно-генетических исследований в клиническую практику даст возможность выявлять группы риска развития и неблагоприятного течения ХОБЛ. Это позволит оптимизировать профилактику, а в дальнейшем, возможно, и терапию этого заболевания.
Цель исследования
Изучить влияние полиморфных вариантов генов-кандидатов хронической обструктивной болезни легких на особенности течения заболевания.
Задачи исследования
Определить полиморфные варианты генов альфа-1 антитрипсина, матриксных металлопротеиназ -1, -9, -12, тканевого ингибитора металлопротеиназ -1, сурфактантного белка С, микросомальной эпоксидгидролазы у больных ХОБЛ;
Выявить связь полиморфных вариантов указанных генов-кандидатов с тяжестью течения заболевания.
Изучить связь полиморфных вариантов генов-кандидатов с характером поражения легких у больных ХОБЛ;
Полученные данные использовать для прогнозирования тяжести течения ХОБЛ и патологических изменений в легких.
Научная новизна
Научная новизна работы состоит в том, что впервые с привлечением современных методов исследования изучена связь полиморфных вариантов генов альфа-1 антитрипсина, матриксных металлопротеиназ -1, -9, -12, тканевого ингибитора металлопротеиназ -1, сурфактантного белка С, микросомальной эпоксидной гидролазы с тяжестью течения ХОБЛ. Оценена связь полиморфных вариантов указанных генов с характером поражения легких при ХОБЛ. Проведенное изучение указанных генетических маркеров сужает круг поиска генов-кандидатов ХОБЛ и нацеливает на дальнейшее изучение полиморфных вариантов генов сурфактантного белка С и матриксной металлопротеиназы 9.
Практическая значимость
1. Выявлены генетические маркеры тяжелого течения ХОБЛ и
патологических изменений в легких.
2. Предложено прогнозирование тяжести течения заболевания и характера
патологических изменений в легких у больных ХОБЛ. Рассчитаны
коэффициенты переменных (факторов риска) для уравнения логистической
регрессии, дающих возможность прогнозировать на любой стадии ХОБЛ
тяжесть течения с точностью 86.0% и возможность развития эмфиземы с
точностью 84.2%
3. Установлена связь между тяжестью течения ХОБЛ и наличием
внутридольковой и панлобулярной эмфиземы по данным КТВР.
Положения, выносимые на защиту
Установлены полиморфные варианты генов, оказывающие влияние на особенности течения ХОБЛ.
На тяжесть течения ХОБЛ и характер патологических изменений в легких оказывают влияние полиморфные варианты гена сурфактантного белка С и матриксной металлопротеиназы 9.
Определение полиморфных вариантов генов-кандидатов ХОБЛ, наряду с другими факторами риска, может быть использовано в прогнозировании течения заболевания.
Внедрение в практику результатов исследования
Результаты настоящего исследования могут служить отправными данными для дальнейшего поиска генетических факторов риска ХОБЛ и будут использованы в научно-исследовательской работе пульмонологического отделения клиники Госпитальной терапии ММА. им. И.М. Сеченова.
Работа выполнена на базах Кафедры Госпитальной терапии лечебного факультета ММА им. И.М. Сеченова и лаборатории Молекулярной генетики человека НИИ Физико-химической медицины Министерства здравоохранения РФ.
Система протеолиза и антипротеолиза в патогенезе ХОБЛ
Структура легочной ткани поддерживается за счет интерстиция и его главных компонентов - экстрацеллюлярного матрикса (ЭМ) и фибробластов. ЭМ продуцируется фибробластам, его функция заключается в связывании бронхов, альвеол, сосудов и нервов. Основными составляющими экстрацеллюлярного матрикса являются волокна коллагена, выполняющего свойства стабилизатора интерстиция и входящего в состав базальных мембран, и эластина, определяющего эластические свойства легочной ткани. [11]. Эластин является основной «мишенью» для действия протеолитических ферментов и его разрушение приводит к потере эластических свойств легких. Протеолитическая система легких представлена следующими ферментами: сериновые протеазы - нейтрофильная эластаза, катепсин G, протеиназа 3; металлопротеиназы - матриксные металлопротеиназы (ММП) 1-28, семейство ADAMs (a disintegrin and metalloproteinase); цистеиновые протеазы- катепсины В, S, Н, L . Нейтрофилы продуцируют сериновые протеазы, катепсин G, а также металлопротеиназы 8 и 9, макрофаги в основном металлопротеиназы ММП-2, 9 , 12, катепсины К, L, S и нейтрофильную эластазу в небольших количествах [28, 82]. Цистеиновые протеазы приобретают свою активность и действуют только в кислой среде, т.е. в условиях развития воспаления. Система антипротеолиза включает в себя естественные ингибиторы этих энзимов: для сериновых протеаз это а 1-антитрипсин и al-антихимотрипсин; для металлопротеиназ - тканевые ингибиторы металлопротеиназ Т1МР1 и ТІМР2, а2-макроглобулин. В легких в норме существует примерный баланс этих систем. Как было указано выше, внешние факторы, в основном курение и аэрополлютанты вызывают привлечение в терминальный отдел дыхательных путей воспалительных клеток, прежде всего нейтрофилов, Т-лимфоцитов CD8+ и макрофагов CD 68+ [82]. Проведены исследования, где с помощью бронхоальвеолярного лаважа был осуществлен подсчет количества нейтрофилов до курения и после курения. Количество нейтрофилов возрастает на несколько порядков, и вместе с ним повышается концентрация нейтрофильной эластазы. Сходные результаты получены в работе Di Stefano et al., где в образцах бронхиальной биопсии у пациентов с ХОБЛ отмечена большая инфильтрация дыхательных путей воспалительными клетками, чем у некурящих и здоровых курильщиков [34]. Количество нейтрофилов возрастает на несколько порядков, и вместе с ним повышается концентрация нейтрофильной эластазы. L.W. Heck и соавт. установили, что 106 нейтрофильных клеток содержат около 1-2 мкг эластазы и 2-4 мкг катепсина [55]. Под влиянием курения происходит полимеризация актина нейтрофилов, что существенно снижает их способность к деформации. При этом задерживающиеся в капиллярах нейтрофилы окружены очень малым количеством плазмы, несущей антиоксидантный и антипротеолитический потенциал, что создает условия для патогенного действия нейтрофилов [13]. Проникая в межклеточное пространство, нейтрофилы запускают каскад процессов, межклеточных взаимодействий, в норме направленных на элиминацию чужеродной субстанции из внутренней среды организма. Однако в условиях избыточного воздействия факторов риска, этот защитный механизм извращается и приводит к повреждению легочной ткани и персистированию воспаления. Большое количество нейтрофилов в капиллярной сети альвеол быстро истощает антипротеазный потенциал, что приводит к разрушению стенок альвеол и формированию эмфиземы. Наряду с нейтрофилами, в развитие воспалительного процесса большой вклад вносят макрофаги. У больных ХОБЛ наблюдается почти десятикратное повышение количества макрофагов в дыхательных путях, легочной паренхиме и жидкости бронхоальвеолярного лаважа. Показано, что количество макрофагов в дыхательных путях коррелирует с тяжестью течения ХОБЛ [104]. Было отмечено, что активированные макрофаги у пациентов с ХОБЛ выделяют большее количество провоспалительных медиаторов (фактор некроза опухоли а, интерлейкин-8, лейкотриен В4 и др.) и обладают большей протеолитической активностью, выделяя ММП-2,9,12 и катепсины К, S, L. [78].
Исследования роли системы протеолиза/антипротеолиза в развитии и прогрессировании хронических легочных заболеваний начались в 1965 году с открытия Laurell и Ericsson связи низкого уровня а 1-антитрипсина (al-AT) в сыворотке крови с повышенной частотой развития эмфиземы [75]. В настоящее время дефицит al-AT является единственным доказанным генетическим фактором развития эмфиземы. al-AT является основной антипротеазой организма (около 90% общей ингибиторной способности сыворотки) и главным ингибитором эластазы нейтрофилов [11]. Главной его функцией является инактивация разнообразных протеаз, высвобождающихся из лейкоцитов при реакциях неспецифической защиты организма. Ген al-AT картирован на длинном плече 14 хромосомы. Многочисленные варианты (аллели) гена можно подразделить на нормальные, дефицитные, нулевые и аллели с измененными свойствами. Насчитывается более 75 вариантов гена, продукты которого обладают нормальной функцией и представлены в сыворотке крови в нормальной концентрации, их чаще всего называют М-аллелями (по электрофоретической подвижности). Дефицитными называются аллели, наличие которых обусловливает снижение концентрации al-AT в сыворотке крови. Многие из этих аллелей в гомозиготном или гетерозиготном состоянии приводят к развитию легочной патологии. Наиболее частым аллелем гена Pi, вызывающим дефицит al-AT, является PiZ. Этот дефицитный аллель обусловлен заменой в 342 положении аминокислоты глутамина на лизин Glu(GAG)342Lys (AAG). Он встречается с частотой 5% в Скандинавии, 4.5% в Латвии, 4% в Британии, 1-3% в Южной Европе и среди европеоидов США [29]. Частота гомозиготного варианта по Z полиморфизму (генотип PiZZ) невелика ( 0.1% в популяции 741 или 1 на 1670-1590 новорожденных) [11].
Роль сурфактантного протеина С в патогенезе ХОБЛ
В зависимости от индивидуальных особенностей больных ХОБЛ, можно обозначить две клинические формы (типа) течения заболевания -эмфизематозную и бронхитическую. При этих формах наблюдается неодинаковая клиническая картина и данные инструментальных исследований, в частности, рентгенологическая картина легких.
С помощью компьютерной томографии высокого разрешения можно выделить несколько типов эмфиземы. Классификация эмфиземы основана на патологоанатомических особенностях деструктивного процесса в ацинусе. Выделяют внутридольковую (центроацинарную, центролобулярную, проксимальную ацинарную), панацинарную (панлобулярную, диффузную, альвеолярную), парасептальную (дистальную ацинарную), рубцовую (нерегулярную) [14]. При ХОБЛ, вызванной курением, обнаруживается внутридольковая и панацинарная эмфизема [1]. Внутридольковая эмфизема преимущественно поражает респираторные бронхиолы центральной части ацинуса, что создает эффект центрального расположения в дольке легкого, при этом дистально расположенная ткань интактна, если дегенеративный процесс не зашел слишком далеко. Внутридольковые эмфизематозные участки чаще располагаются в верхних долях легких. Этот тип эмфиземы обычно развивается при длительном воздействии табачного дыма. Для панацинарной эмфиземы характерно вовлечение в патологический процесс всех компонентов ацинуса в равной степени. Предположительно, в процесс сначала вовлекаются альвеолярные ходы и мешочки, они увеличиваются в размере и между ними стирается граница. Панацинарная эмфизема чаще имеет нижнедолевую локализацию, этот тип эмфиземы классически связывают с недостаточностью а АТ. Также у больных ХОБЛ часто наблюдается буллезная эмфизема, которая характеризуется наличием выраженного вздутия вторичных долек (более 1 см). Буллезная эмфизема чаще встречается у больных с внутридольковой или парасептальной эмфиземой, буллы расположены ассиметрично и в большинстве случаев субплеврально. Для больных ХОБЛ с бронхитическим типом при рентгенологическом обследовании характерно обнаружение утолщения стенок бронхов и усиление легочного рисунка за счет перибронхиального и интерстициального фиброза, неравномерности вентиляции за счет закупорки мелких бронхов мокротой, явлений бронхиолита. При хроническом персистировании воспалительного процесса возможно формирования патологического расширение и деформации бронхов и бронхиол - бронхо- и бронхиолоэктазов. Они чаще расположены в нижних отделах легких, имеют толстую стенку и могут быть заполнены гнойной мокротой [41, 87]. Патофизиологическую основу эмфизематозного типа составляет разрушение стенок альвеол с уменьшением диффузионной способности легких, а бронхитического - увеличение сопротивления вдоха и выдоха, диффузный пневмосклероз и облитерация сосудистого русла. Эмфизематозную форму характеризует преобладание в клинике одышки и малопродуктивного кашля, сохранение оксигенации крови за счет увеличения вентиляции, длительная компенсация легочного сердца, доминирование в исходе дыхательной недостаточности. Бронхитический тип характеризуется продуктивным кашлем с гиперсекрецией мокроты в результате персистирования воспалительного процесса в бронхах, снижением вентиляции с развитием гипоксии и гиперкапнии, быстрым формированием легочного сердца с исходом в сердечную недостаточность. Такое подразделение на клинические формы достаточно условно, т.к. процессы развития эмфиземы и пневмофиброза идут параллельно и на практике чаще встречаются пациенты со смешанной формой. Однако, компьютерная томография легких позволяет выявить больных ХОБЛ как с преобладанием эмфиземы, так и больных с диффузным пневмосклерозом и отсутствием эмфиземы. Взаимосвязь фенотипа больных ХОБЛ с определенными генами интересует ученых многих стран. Исследования в этой области можно обобщить следующим образом. Единственным генетическим фактором, роль которого в развитии эмфиземы не вызывает сомнений, является гомозиготное состояние по Z или Null аллелям гена Pi, приводящее к выраженной недостаточности al-AT. Lieberman и соавт. в 1986 году при обследовании 965 больных ХОБЛ показали, что гетерозиготное состояние PiMZ также вызывает снижение уровня al-AT в сыворотке и является предрасполагающим фактором к развитию эмфиземы (р 0.0005) [77]. Seersholm и Kok-Jensen продемонстрировали повышенный риск развития и смертности от эмфиземы у индивидуумов с генотипом PiSZ [108]. Однако более чем у 90% больных ХОБЛ определяется нормальный генотип РІММ [118]. Это позволило предположить, что в патогенезе ХОБЛ участвуют и другие гены. Исходя из патогенетических процессов, лежащих в основе развития эмфиземы: персистирования воспаления, дисбаланса систем протеолиза и антипротеолиза, оксидативного стресса, апоптоза альвеолоцитов и др., в исследования включались гены, кодирующие ключевые звенья (ферменты или медиаторы) этих систем. Однако результаты этих исследований часто различаются, возможно, из-за различий методов исследования и этнической принадлежности обследуемых.
Исследование функции внешнего дыхания...
Больной К. 77 лет поступил в клинику с жалобами на одышку при физической нагрузке (ходьба на 100 м), кашель с трудноотделяемой мокротой серо-зеленого цвета, общую слабость.
Пациент курил около 40 лет по 1 пачке сигарет в день, был эпизод около 4-х лет, когда выкуривал по 2 пачки. С 62 лет не курит (ИК=46). На протяжении всего периода курения беспокоил утренний кашель со светлой мокротой. Около 20 лет назад стал отмечать постепенное снижение толерантности к.физической нагрузке в виде одышки, однако вел активный образ жизни, работал. Значительное ухудшение состояния - нарастание одышки примерно 10 лет назад после перенесенной пневмонии. В дальнейшем отмечались ежегодные обострения бронхо - легочной инфекции (2-3 раза). Неоднократно находился на стационарном лечении, проводилась массивная антибактериальная терапия, введение бронхолитических и муколитических препаратов через небулайзер, ингаляции кислорода, получал арманор. Дома продолжал прием симбикорта 160/4.5 2 ингаляции 2 раза в день, беродуал через небулайзер по утрам. Однако состояние постепенно ухудшалось: нарастала одышка, затруднилось отхождение мокроты, возросла потребность в дополнительном использовании бронхолитиков (беродуала) до 4-х ингаляций днем, 1 ингаляция ночью. Поступил ГТК для обследования и подбора терапии.
При осмотре: Общее состояние средней тяжести. Умеренный цианоз губ. Кожа сухая, чистая, тургор снижен. Отеков нет. Пальпируемые группы периферических лимфатических узлов не увеличены. Грудная клетка цилиндрическая. ЧД 22 в мин. Голосовое дрожание не изменено. Перкуторно: над легкими коробочный звук. ПСВ - 230 л/мин. сатурация крови кислородом 92% в покое. При аускультации выслушиваются сухие свистящие, гудящие хрипы в верхних отделах. В нижних передних отделах, больше справа, выслушиваются мелкопузырчатые хрипы. Тоны сердца приглушены, ритмичны. ЧСС 72 в мин. Пульс 72 в мин. АД 140/80 мм.рт.ст. Живот мягкий, при пальпации безболезненный. Печень не выступает из-под края реберной дуги. Селезенка не пальпируется. Симптом поколачивания отрицательный с обеих сторон. Грубой неврологической симптоматики нет.
Клинический диагноз: Хроническая обструктивная болезнь легких IV ст. в стадии обострения. Вентиляционные нарушения Ш ст. по смешанному типу с преобладанием обструкции. Дыхательная недостаточность I ст. Хроническое легочное сердце в фазе компенсации. Вторичная легочная гипертензия. Анализ крови при поступлении: эритроциты 4.9 млн., гемоглобин 137.1, ЦП 0.83, лейкоциты 8.92 (пял 2%, еял 73%, эозинофилы 1%, лимфоциты 18%, моноциты 6%, тромбоциты 307.5 тыс., СОЭ 38 мм/ч. Исследование мокроты: характер гнойный, лейкоциты густо-негусто в п/зрения, эритроциты единичные в препарате, макрофагов много, эпителий плоский немного, эпителий цилиндрический немного, спирали Куршмана, кристаллы Шарко-Лейдена не найдены, эозинофилы единичные в препарате, атипичные клетки, эластические волокна не найдены. Посев мокроты: рост Pseudomona aeruginosa в титре 10 Исследование функции внешнего дыхания: ФЖЕЛ 1.02 (32%), ОФВ1 0.69 (29% ), индекс Тиффно - 68. Заключение: Резкие вентиляционные нарушения по смешанному типу с преобладанием обструкции. Признаки устойчивой генерализованной эмфизематозной обструкции. При бодиплетизмографии: выявляются признаки статической гиперинфляции: ОЕЛ увеличена 138%, структура легочных объемов резко изменена (RV/TLC=76%) за счет увеличения ООЛ (до 248%) и снижения ЖЕ Л (до 61%), соотношение IC/TLC 17%. Общее бронхиальное сопротивление увеличено, преимущественно в связи с резким увеличением бронхиального сопротивления выдоха. Кривая аэродинамического сопротивления характерна для обструктивной эмфиземы. Проба с М-холинолитиком отрицательна. Компьютерная томография органов грудной полости: Трахея саблевидно деформирована В нижних отделах определяется внутридольковая эмфизема средней степени выраженности. В средней доле правого легкого отмечается деформация бронхиального и сосудистого рисунка. В 5 сегменте справа визуализируются цилиндрические и варикозные бронхоэктазы, субплеврально -зона консолидации размерами 3.5x0.7 см, имеется добавочная плевра 5 сегмента. В нижней доле слева стенки бронхов утолщены, имеются единичные цилиндрические бронхоэктазы. В обоих легких отмечаются обширные зоны избыточной воздушности - «воздушные ловушки». При генетическом обследовании было выявлено, что пациент гетерозиготен по Pi Z аллелю. Таким образом, мы видим тяжелое течение ХОБЛ у больного гетерозиготного по аллелю Pi Z, дополнительным неблагоприятным фактором у которого является курение. Клинический пример № 2 Больной Б. 66 лет поступил в отделение с жалобами на кашель с отхождением желто-зеленой мокроты, преимущественно по утрам, одышку при физической нагрузке, повышение АД до 165/105мм рт.ст. Пациент курит с 14-летнего возраста 1-2 пачки сигарет в день (ИК = 46). В 1989г. после аппендэктомии по поводу гангренозного аппендицита развился мезентериальный тромбоз, по поду чего проводилась резекция кишечника. В дальнейшем течение послеоперационного периода осложнилось развитием тромбоэмболии ветвей легочной артерии, проводилась консервативная терапия. С 1996 по 2000 год работал на Севере, работа была связана с контактом с диоксидом серы, парами неорганических кислот. Приблизительно с этого времени стал обращать внимание на приступообразный кашель, иногда с мокротой. Госпитализирован для обследования, подбора терапии. При осмотре общее состояние относительно удовлетворительное. Нормостенического телосложения. Кожные покровы бледно-розовые, обычной влажности, чистые. Дыхание через нос свободное. ЧД 18 в мин. Перкуторный звук коробочный. Аускультативно дыхание диффузно ослаблено, рассеянные сухие свистящие хрипы, больше справа. Тоны сердца приглушены, ритм правильный. 4CC=Ps=74 уд. в мин. АД 140/80 мм рт. ст. Живот пальпаторно мягкий, безболезненный. Нижний край печени у реберной дуги. Дизурии нет. Поколачивание по поясничной области безболезненно с обеих сторон.
Анализ влияния полиморфных вариантов генов ММП-1, 9, 12, SFTP-C и тЕН на тяжесть течения заболевания
В работе пульмонолога и врача-терапевта часто приходится решать вопрос: сочетание каких внешних и внутренних факторов определяет особенности течения ХОБЛ. Решение этой задачи должно формировать индивидуальный подход к пациенту, включающий рекомендации по профилактике, образу жизни, профессиональной деятельности и лечению.
Наиболее изученными являются внешние факторы развития ХОБЛ, такие как курение, воздействие профессиональных факторов, бытовое и промышленное загрязнение воздуха [46]. Не вызывает сомнения, что курение является основным (в 80-90%) этиологическим фактором развития ХОБЛ [25]. Однако многие авторы отмечают сильную индивидуальную вариабельность в чувствительности к воздействию табачного дыма [83]. Только у 15-20 % курильщиков развивается клинически выраженная ХОБЛ [82]. Вероятной причиной таких индивидуальных различий является влияние генетических факторов [88]. Проведенные широкомасштабные генетико-эпидемиологические исследований и картирование генома позволили выявить гены, ассоциированные с развитием заболеваний в легких [57, 135] и, в частности, выделить гены-кандидаты ХОБЛ [88]. Мутации генов, кодирующих структуру цитокинов, протеаз и антипротеаз, клеточных медиаторов воспаления и апоптоза, ферментов системы антиоксидантной защиты и т.д. могут изменять нормальное функционирование дыхательной системы и предрасполагать к развитию ХОБЛ [79].
Накопленные научные данные явились основанием для проведения комплексного клинико-инструментального и генетического обследования пациентов с ХОБЛ для уточнения роли генетических маркеров ХОБЛ и возможности их использования в прогнозировании течения заболевания.
Наиболее известным и доказанным среди генетических факторов риска ХОБЛ является дефект гена Pi, приводящий к дефициту al - антитрипсина и раннему развитию структурных изменений легочной ткани. al-AT является основным ингибитором протеазной активности нейтрофилов, альвеолярных макрофагов [11]. «Взрыв» протеазной активности в ответ на воздействие чужеродных агентов (поллютантов и бактерий) является причиной деструкции легочной ткани и, прежде всего, ее эластического каркаса. По данным американских авторов частота выявления врожденного дефицита al -антитрипсина среди больных ХОБЛ составляет около 1%. Наиболее распространенным аллелем гена Pi, вызывающим дефицит al - антитрипсина является PiZ [122].
Среди обследованных нами больных ХОБЛ был выявлен один пациент, гетерозиготный по Z аллелю al - антитрипсина (PiMZ) у которого наблюдалось тяжелое течение ХОБЛ с формированием внутридольковой эмфиземы, варикозных, мешотчатых и цилиндрических бронхоэктазов, многочисленных булл (см. клинический пример № 1). Несмотря на то, что недостаточность al-AT является единственным доказанным фактором риска ХОБЛ, только гомозиготное состояние по аллелю Z (генотип PiZZ) четко связано с предрасположенностью к болезни. Данные исследований гетерозиготных генотипов (PiMZ, PiMS) достаточно разноречивы. Silva et al. не обнаружили статистически значимых различий в значениях ОФВ1 между пациентами с PiMM, PiMS и PiMZ генотипами. Однако, Dahl et al. при наблюдении 9187 человек отметили, что у индивидуумов с генотипом PiMZ отмечается более низкое (на 31%) сывороточное содержание al - AT, большее ежегодное снижение ОФВ1 и большая частота госпитализаций и смертей от легочной патологии, чем у индивидуумов с генотипом PiMM. Сходные результаты получили Tarjan et al., которые при десятилетнем наблюдении больных ХОБЛ показали, что генотип PiMZ ассоциируется с повышением общей емкости легких, остаточного объема и снижением ОФВ1 и диффузионной способности легких [125]. Значительно ускоряет развитие заболевания курение. Klayton et al. продемонстрировали, что среди курильщиков с MZ-генотипом распространенность ХОБЛ значительно выше, тогда как в группах некурящих ММ и MZ индивидуумов различий в частоте ХОБЛ не обнаружено [72]. В исследованиях in vitro показано, что al - AT может инактивироваться вследствие окислительных реакций, протекающих в присутствии активных форм кислорода табачного дыма и под воздействием миелопероксидазы нейтрофилов. У курящих людей с недостаточностью al - AT заболевание манифестирует быстрее и в более тяжелой форме. Пример этому мы наблюдаем у пациента К. (клинический пример №1).
У больного Б. (клинический пример № 2) было выявлено гетерозиготное состояние по аллелю S (генотип PiMS) с достаточно благоприятным течением ХОБЛ, несмотря на большой стаж курения и воздействие профессиональных факторов. Количество al - AT у PiMS индивидуумов обладает достаточной антипротеазной способностью, чтобы предотвратить развитие ХОБЛ. Отмечено, что лишь гомозиготы - курильщики могут иметь несколько повышенный риск заболевания легких. В случае прекращения курения, связь генотипа MS с риском развития ХОБЛ прекращала прослеживаться. Значимый патологический эффект аллель PiS оказывает лишь в гетерозиготном состоянии с PiZ- или null-аллелями.
Многочисленные исследования демонстрируют семейное накопление случаев заболевания ХОБЛ без дефицита al - AT [74, 124, 133, 118, 84]. Это позолило сделать вывод, что ХОБЛ является мультигенным заболеванием [46]. В нашей работе мы проанализировали полиморфные варианты генов металлопротеиназ 1, 9, 12, тканевого ингибитора металлопротеиназ-1, микросомальной эпоксидгидролазы, сурфактантного белка С. Учитывая тот факт, что металлопротеиназы являются второй по значимости ферментной системой, участвующей в поддержании хронического воспаления, деструкции легочной ткани и развитии эмфиземы, мы сочли целесообразным изучить варианты генов, кодирующих синтез наиболее важных, по данным научной литературы, представителей этого семейства. Проведенное нами исследование полиморфных вариантов генов ММП-1, ММП-9 и ММП-12 заболевания привело к заключению, что с тяжестью течения ХОБЛ ассоциируется только полиморфизм С-1562Т гена ММП-9 (р = 0.014). Т.е. генотип СТ характерен для больных с тяжелым течением заболевания. Роль С-1562Т гена ММП-9 может быть объяснена тем, что наличие мутантного Т аллеля обеспечивает низкое сродство супрессора транскрипции с областью начала транскрипции. Ускоряется транскрипция гена, его экспрессия, и, следовательно, увеличивается количество синтезируемой ММП-9. Это может приводить к дисбалансу в системе протеолиза/антипротеолиза в легких с преобладанием агрессивного фактора и развитием эмфиземы [141].
