Диссертация (Совершенствование профилактики обострений атопического дерматита с учетом молекулярно-генетических и иммунологических биомаркеров), страница 4

Нарушение кишечного микробиоценоза, связанное с изменением20состава постоянной микрофлоры, способствует колонизации патогенными иусловно-патогенными бактериями, нарушению основных функций и приводитк формированию дисбиоза [47, 58, 80].ОсобуюрольвпатогенезеАДиграютэкзогенныетоксины.Исследования, проведенные в последние десятилетия, доказали, чтозаболеваемость АД среди детей, проживающих в городах с высоким уровнемзагрязненности, в среднем в 3 раза выше, чем в относительно «чистых»районах.

АД поражает более 20% детей в промышленно развитых странах [6,10, 120, 229]. В процессе эволюции организм выработал определенныемеханизмы адаптации к воздействию токсичных экзогенных и эндогенныхвеществ,сутькоторыхсводитсякпроцессамбиотрансформации,осуществляемым ферментами биотрансформации ксенобиотиков (ФБК) иэлиминации. Механизмы клеточной детоксикации имеют важное значение длязащиты организма от воздействия ксенобиотиков [6, 10, 21]. Кроме этого, онитакже необходимы для защиты клеток от веществ, образующихся в результатенормально протекающих метаболических процессов, продуктов перекисногоокисления липидов, активных форм кислорода, биологически активныхвеществ [45]. Эта функция ФБК эволюционно сложилась раньше, чемактивность в отношении экзогенных веществ [10, 45]. Все ферментыбиотрансформациихарактеризуютсяперекрывающейсясубстратнойспецифичностью, индуцибельностью и генетическим полиморфизмом.

Этисвойства ФБК предопределяют различную индивидуальную чувствительностьк воздействию ксенобиотиков за счет изменений баланса их токсификации идетоксификации, а также эндогенных веществ, создавая условия дляпротекания воспалительных и аллергических реакций разной степенивыраженности у разных людей в ответ на один и тот же раздражитель [45, 125].В последние десятилетия наблюдается рост воздействия химическихаллергенов из различных источников, особенно в промышленно развитыхстранах [9, 147, 125]. Такое воздействие экологических триггеров влияет на21иммунную систему во время ее развития и, в частности, на баланс междуиммунными ответами Th1 и Th2 [130, 137, 138]. В исследовании McFadden etal.(2011)высказанопредположение,чтозначительноеувеличениераспространенности AД и аллергии, наблюдаемое в промышленно развитыхстранах за последние пять десятилетий, может быть связано с увеличениемвоздействия химических аллергенов, которое способствует развитию ответаTh2-типа, по крайней мере частично [160].В последнее десятилетие опубликовано большое число работ,касающихся изучения роли глутатион-S-трансфераз (GST) в развитиигенетически детерминированных, но в большой степени зависящих отфакторов внешней среды заболеваний [48, 53, 76].

Отмечается взаимосвязьинтенсивности воздействия экзогенных факторов со степенью тяжестизаболевания органов, выполняющих барьерные функции (печени, почек,стенки кишечника, кожи) и осуществляющих биотрансформацию чужеродныхвеществ,имеющихтоксичныесвойства.Воздействиексенобиотиковнарушает тканевой метаболизм и физиологические свойства мембран клеток,влияет на функцию иммунной системы, что сопровождается изменениемреактивности организма, снижением защитных свойств и уменьшениемпорога чувствительности к аллергенам. Защитными механизмами адаптации квоздействию экзогенных и эндогенных ксенобиотиков являются механизмыэлиминации и биотрансформации, важнейшую роль в которых играют GST.1.2.

Молекулярно-генетические аспекты атопического дерматитаИспользованиеисследованийсовременныхзначительнометодоврасшириломолекулярно-генетическихпредставление огенетическихаспектах, как факторов, предрасполагающих к развитию аллергическихзаболеваний и прогнозированию тяжести их течения. Обнаружены новыегены, полиморфные варианты которых ассоциированы с АД. Современныеисследования генетики и патофизиологии АД указывают на значительную22роль структурных нарушений эпидермиса и иммунной регуляции кожи призаболеваниях кожи, развитии астмы и аллергии [19].Y.-A. Lee и соавторами в 2000 г. был проведен первый полногеномныйанализ сцепления АД в группах больных европеоидной расы. Данноеисследование выявило связь заболевания с областью на хромосоме 3q21вблизи маркера D3S3606 [150]. W.O. Cookson с соавторами в полногеномномисследовании, проведенном в 2001 году, выявили сцепление АД сполиморфными локусами на хромосоме 1q21 и 17q25, а в 2002 году висследовании, проведенном на шведской популяции, обнаружили сцепление слокусами, локализованными на хромосоме 3 в области 3р24-22 [110].В 2007 году был выявлен первый позиционно-клонированный ген АД ген COL29A1 на хромосоме 3q, кодирующий эпидермальный коллаген,который играет важную роль в когезии кератиноцитов, а его недостатокприводит к облегченному проникновению аллергенов через эпидермальныйбарьер [204].Исследование генома у больных АД, проведенное в 2009 году нанемецкойпопуляции,выявилоассоциациюданногозаболеваниясполиморфными локусами, расположенным в области 11q13.5 между генамиC11orf30 и LRRC32 [116].

Первый ген кодирует регулятор транскипцииEMSY, а второй - мембранный белок LRRC32, содержащий лецитин-богатыеповторы. Полногеномный метаанализ, проведенный у европейцев, подтвердилрезультаты ранее проведенных исследований, а также выявил новые локусы,ассоциированный с АтД, которые локализованы в генах KIF3A (rs2897442),OVOL1 (rs479844) и ACTL9 (rs2164983). Ген KIF3A (kinesin family member 3A)расположен в кластере генов цитокинов на хромосоме 5q31.1, а продуктыгенов OVOL1 (putative transcription factor Ovo-like 1) и ACTL9 (actin-like 9)участвуют в пролиферации и дифференцировке клеток эпидермиса [204].В 2008 году также были проведены два крупных полногеномныхисследования: первый – на немецкой популяции, второй – на китайской.

В23немецком исследовании было показано, что АД ассоциирован с полиморфнымлокусом rs7927894, расположенным на хромосоме 11q13.5. Было обнаружено,что 13% европейцев являются носителями рискованного аллеля пополиморфномулокусу.Крометого,данноеисследованиепродемонстрировало два однонуклеотидных полиморфизма, в высоком рангеассоциированных с АД и локализованных на хромосомах 1q21 (rs877776) и9p21 (rs7024096) [116]. Исследование, проведенное в Китае, выявило двановых гена, связанных с развитием АД: 5q22.1 (rs7701890) и 20q13.33(rs6010620).

В изученной популяции была подтверждена ассоциация АД сгеном q21.3 (rs3126085), что показывали ранее проведенные исследования вЕвропе [155, 210]. Позже роль полиморфного локуса rs6010620(20q13.33) былатакже продемонстрирована немецкими учеными [116].По мнению ряда авторов, среди определенных к настоящему временигрупп «генов-кандидатов», определяющих развитие АД, наибольший интереспредставляют изменения нуклеотидной последовательности в генах белковцитокиновой сети, в частности в генах интерлейкинов-4, 10, 13 (ИЛ-4, ИЛ-10,ИЛ-13), приводящих к формированию предрасположенности к аллергическимзаболеваниям, в том числе к АД, путем взаимодействия со своимирецепторами на В-клетках и активации синтеза иммуноглобулина Е [152, 233].Исследователями доказано, что продукция цитокинов кодируетсягенами, в которых часто определяются однонуклеотидные замены (singlenucleotide polymorphism, SNP) [15, 17, 132].

Эти генетические вариации вносятважный вклад в индивидуальные особенности иммунного ответа и течениеиммунозависимых заболеваний. Некоторые из известных SNP геновцитокинов располагаются в регуляторных участках генов и могут напрямуювлиять на их транскрипционную активность и, как следствие, наконцентрацию данного цитокина в плазме крови [208]. Показано, чтополиморфизм в различных участках генов рецепторов для цитокиновоказывает влияние на продукцию соответствующего белка, что может24обуславливать изменение действия цитокинов [26]. В ряде исследований,проведенных в различных популяциях, выявлено сцепление аллергическихзаболеваний с хромосомной областью 5q31-33, в которой локализован кластерTh2, в том числе гены ИЛ-4 и ИЛ-13, участвующие в развитии IgEопосредованного воспаления [30, 153, 170, 201].

Выявлена ассоциация замен впромоторной области гена ИЛ-10 с развитием АД у детей в Корее, что,возможно, обуславливает повышенную продукцию ИЛ-10 [146, 172, 173, 205].Однако сведения об исследованиях полиморфизмов генов ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ13 у пациентов с АД в России недостаточны.Цитокиныиграютключевуюрольвразвитииаллергическоговоспаления [165, 198]. Инициацию Th2 иммунного ответа регулируютинструктирующие цитокины: тимусный стромальный лимфопоэтин (TSLP),интерлейкин 25 (ИЛ 25) и интерлейкин 33 (ИЛ 33) [98]. TSLP играет важнуюроль в созревании Т-лейкоцитов через активацию антигенпрезентирующихклеток [132, 133, 191].

Этот цитокин экспрессируется в большей степени вместах проникновения аллергенов: клетки эпидермиса, слизистой оболочкикишечника и легких. Экспрессия TSLP значительно повышается вкератиноцитах воспаленной кожи у больных с АД [132, 133, 227]. Ген TSLPлокализован на хромосоме 5q22.1 рядом с цитокиновым кластером,расположенным в области 5q31.2. Во время исследований, проведенных вСША на больных европейского и африканского происхождения, ассоциация сАтД для полиморфного варианта была показана с геном rs11466749. Также,была обнаружена ассоциация с SNP rs10043985 и rs2289276 [184, 191]. Крометого, по данным различных исследователей SNP rs1837253, rs2289276,rs3806933 ассоциированы с бронхиальной астмой [132].В ходе исследований было показано, что проникновение аллергеновтакже способно индуцировать синтез ИЛ 25, который, в свою очередь,запускает Th2-ответ [143].

Кроме того, ИЛ 25 прямым воздействием накератиноциты усиливает нарушение эпидермального барьера, снижая синтез25филаггрина. Ген ИЛ 25 картирован на длинном плече 14 хромосомы в области14q11.2 [22, 98].Известно, что ИЛ 33 запускает экспрессию Th2 цитокинов ИЛ 5 и ИЛ13, способствуя увеличению количества эозинофилов крови и сывороточныхиммуноглобулинов, а также способен запускать активацию и созреваниетучных клеток. Доказано, что уровень мРНК ИЛ 33в коже больных АД в 10раз выше показателей здоровых пациентов. Ген данного цитокина расположенна хромосоме 9p24.1 и содержит 7 экзонов [17, 18]. В несколькихполногеномных исследованиях была выявлена связь полиморфных вариантовгена ИЛ 33, таких как, rs1342326 и rs3939286 с развитием бронхиальной астмы[188].Помимо генов иммунного ответа организма в патогенезе АДзадействованыизменениягеновкожногобарьера/эпидермальнойдифференцировки.

Установлено, что мутации гена филаггрина (FLG) - одиниз ключевых белков, определяемый в эпидермисе кожи уже на третьем месяцежизни ребенка и препятствующий потере воды через роговой слой - являютсяважными генетическими факторами риска развития АД [26, 29, 178]. В рядеисследованийбылопоказано,чтофункциональнаянестабильностьфилаггрина - основного белка эпидермального барьера - является важнейшимпредрасполагающим фактором развития АД [93, 99, 174]. Ряд исследователейполагают, что ген, кодирующий структурный эпидермальный белокфилаггрин, играющий важную роль в дифференцировке кератиноцитов ифункцииэпидермальногобарьера,являетсянаиболееважнымвпредрасположенности к AД [101, 102, 114]. Было показано, что «атопическиймарш» предполагает тенденцию развития пищевой аллергии, бронхиальнойастмы (БА) и аллергического ринита (АР) у больных с АД. При этом мутациигена FLG являются факторами риска на каждом шаге в пролонгированномпроцессе: формирование АД, аллергической сенсибилизации, БА у больных сАД и АР [93, 102, 166].