Влияние табакокурения на клинико-функциональные показатели и маркеры системного воспаления у больных бронхиальной астмой тяжелого течения

АБА — аллергическая БА

БА — бронхиальная астма

БПГ — бодиплетизмография

ИГКС — ингаляционные глюкокортикостероиды

ИЛ — интерлейкин

ИНФ-γ — интерферон-γ

НАБА — неаллергическая БА

НЭ — нейтрофильная эластаза

ОЕЛ — общая емкость легких

ООЛ — остаточный объем легких

СГКС — системные глюкокортикостероиды

СДПвд. — сопротивление дыхательных путей на вдохе

СДПвыд. — сопротивление дыхательных путей на выдохе

СЗБА — стероидозависимая БА

СРБ — С-реактивный белок

ФВД — функция внешнего дыхания

ФОЕЛ — функциональная остаточная емкость легких

ЦИ — цитокиновый индекс

α-ФНО — α-фактор некроза опухоли

Бронхиальная астма (БА) — одна из важнейших проблем здравоохранения ввиду того что в мире насчитывается около 300 млн больных БА [1—6]. Установлено, что курение табака, не являясь непосредственной причиной БА, приводит к ускоренному снижению функции легких, потере контроля над заболеванием и ухудшению ответа на лечение ингаляционными и системными глюкокортикостероидами (СГКС) [7, 8]. Кроме того, ряд работ свидетельствует, что курение является важным дополнительным экзогенным фактором формирования гиперреактивности дыхательных путей [5].

Известно, что курение табака ассоциируется с повышением количества нейтрофилов и макрофагов в бронхоальвеолярной жидкости, способствуя развитию обструкции дыхательных путей вследствие повышения активности нейтрофильной эластазы (НЭ) [9—11].

Хроническое персистирующее воспаление дыхательных путей и курение при БА приводят к более выраженному, чем воздействие указанных факторов, взятых по отдельности, снижению функции внешнего дыхания (ФВД). Выявлена прямая зависимость между числом выкуриваемых сигарет и скоростью снижения вентиляционной функции легких [12—15].

Таким образом, изучение фенотипа БА у курящих и исследование системных проявлений воспалительного процесса, в частности изменений цитокинового состава, является актуальной задачей, решение которой позволит с патогенетических позиций обосновать лечение и профилактические мероприятия.

Цель исследования — изучить цитокиновый статус и выявить возможную взаимосвязь клинико-функциональных показателей и системного воспаления у больных БА тяжелого течения в зависимости от курения.

Проведено открытое сравнительное проспективное исследование с периодом наблюдения 12 мес. Обследовали 179 человек: 139 больных БА тяжелого течения в период обострения и вне его через 12 мес и 40 практически здоровых лиц. В зависимости от курения больных БА разделили на 2 группы. В 1-ю группу вошли 98 некурящих больных БА тяжелого течения, среди которых 11 (11,2±3,2%) мужчин и 87 (88,8±3,2%) женщин, медиана возраста составила 50 (45; 55) лет. Во 2-ю группу включен 41 курящий больной БА тяжелого течения, из них 19 (46,3±7,8%) мужчин 22 (53,7±7,8%) женщины, медиана возраста 50 (44; 56) лет (табл. 1).

Критерии включения: больные БА тяжелого течения; возраст от 18 до 70 лет, владение техникой ингаляции; адекватная оценка собственного состояния (по мнению исследователя); подписанное информированное согласие на участие в исследовании.

Критерии исключения: БА легкого и среднетяжелого течения, наличие цереброваскулярных заболеваний (инсульт, транзиторные ишемические атаки); заболевания сердца (ишемическая болезнь сердца: инфаркт миокарда в анамнезе, коронарная реваскуляризация, хроническая сердечная недостаточность IIБ и III стадии); злокачественные новообразования; тяжелая почечная и печеночная недостаточность; беременность и кормление грудью для женщин; сахарный диабет; хроническая обструктивная болезнь легких.

Диагноз, степень тяжести заболевания устанавливали в соответствии с рекомендациями, изложенными в документе «Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы» 2009 г. [16] и GINA 2011 [17].

Проанализирован статус курения у больных БА тяжелого течения в зависимости от формы заболевания. Соотношение числа некурящих и курящих пациентов в группах АБА, НАБА и СЗБА составило 11:31, 14:20 и 16:47 соответственно и оказалось идентичным (р=0,255; р=0,891; р=0,169, согласно критерию χ² с поправкой Йетса).

Статус курения у больных АБА характеризовался меньшей продолжительностью по сравнению с таковым у больных НАБА и СЗБА. Большая интенсивность курения регистрировалась в группе НАБА (табл. 2).

До поступления в стационар как в 1-й, так и во 2-й группе большинство больных получали медикаментозную противоастматическую терапию (90,8 и 92,7% соответственно). В то же время у отдельных больных в обеих группах базисная терапия отсутствовала. Монотерапию ингаляционными ГКС (ИГКС) получали в 1-й группе 10 (11,2±3,3%) больных, во 2-й группе — 8 (21,1±6,6%) (χ²=1,38; р=0,24). Фиксированную комбинацию ИГКС и длительно действующих β2-агонистов (ДДБА) использовали в 1-й группе 30 (30,6±4,7%) пациентов, во 2-й группе — 12 (29,3±7,1%) (χ²=0,76; р=0,09). Комбинацию СГКС и ИГКС в 1-й группе применяли 8 (8,2±2,8%) больных, во 2-й группе — 1 (2,4±2,4%) (χ²=0,99; р=0,32). СГКС и фиксированную комбинацию ИГКС и ДДБА использовали в 1-й группе 34 (34,7±4,8%) пациенты, во 2-й группе — 12 (29,3±7,1%) (χ²=0,63; р=0,43). Более 3 лекарственных препаратов для лечения БА применяли 7 (7,8±3,3%) больных в 1-й группе и 5 (13,2±2,4%) во 2-й группе (χ²=0,22; р=0,64).

Как показывает проведенный анализ, до включения в исследование у 1/3 больных БА тяжелого течения независимо от статуса курения регистрировалась неадекватная степени тяжести заболевания базисная терапия либо ее полное отсутствие. Мы не выявили статистически значимых различий между группами по частоте использования СГКС (р=0,437).

Анализ результатов показал, что на момент включения в исследование контроль над заболеванием отсутствовал у всех больных. Изменение объема базисной терапии в соответствии с рекомендациями GINA, 2011, регулярное 1 раз в 3 мес наблюдение аллерголога позволили улучшить клинико-функциональные показатели в группе некурящих больных. Так, контролируемое течение БА отмечено у 5 (5,1%) больных, тогда как в группе курящих ни у одного больного контроль над заболеванием не зарегистрирован. Более того, во 2-й группе не наблюдалось улучшения показателей ФВД (см. табл. 1). Вместе с тем необходимо отметить, что независимо от курения большинство больных БА тяжелого течения не достигали параметров контроля. Однако через 12 мес наблюдения отмечалось значительное уменьшение числа больных с крайне низким уровнем контроля в обеих группах (р=0,002 в 1-й группе; р=0,001 во 2-й группе).

Выраженность обструкции бронхов клинически оценивалась по количеству приступов удушья в течение дня, частоте ночных симптомов, количеству ингаляций β2-агонистов в сутки [16].

Параметры ФВД регистрировали на аппарате общей плетизмографии Erich Eger (Германия). Состояние проходимости бронхов оценивали методом спирометрии с бронходилатационным тестом (400 мкг сальбутамола).

Уровня таких цитокинов, как α-фактор некроза опухоли (α-ФНО), интерферон-γ (ИФН-γ), интерлейкин (ИЛ) 2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10 в плазме периферической крови, определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа Bioscience (США).

Расчет интегрального цитокинового индекса (ЦИ) в условных единицах проводили по формуле [18]:

ЦИ = И1 + (И2–1), где И1 (в усл. ед.) — среднее арифметическое значение индексов провоспалительных ИЛ, И2 (в усл. ед.) — среднее арифметическое значение индексов противовоспалительных ИЛ.

Предлагаемый способ включает установление интегрального коэффициента цитокинового баланса путем определения индексов ИЛ как отношения параметров про- и противовоспалительных групп в сыворотке крови к референтным значениям, расчет средних арифметических для каждой группы, определение Ц.И. При Ц.И. ≤1 констатируют оптимальный баланс цитокинов, при ЦИ >1 — его нарушение (усиление воспалительных процессов) [18]. Отличительная особенность способа — интегральная оценка, наиболее полно отражающая состояние цитокинового звена в организме, что позволяет объективно оценить изменения в системе иммунитета.

Концентрацию цитокинов определяли дважды: в момент обострения тяжелой БА и после его купирования. Провоспалительными цитокинами считали ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-8, α-ФНО, противовоспалительными — ИЛ-10, ИФН-γ [19—23].

Содержание С-реактивного белка (СРБ) в плазме крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа согласно инструкции по применению фирмы — производителя иммуноферментной тест-системы («Вектор-Бест», «СРБ-ИФА-Бест», Россия).

Уровень НЭ в плазме крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа согласно инструкции по применению фирмы — производителя иммуноферментной тест-системы («Human Elastase», «ELISA», «Hycult biotech», Нидерланды).

Статистическую обработку данных проводили с помощью прикладных программ IBM SPSS Statistics 19. Количественные значения представлены в виде медианы (Ме) и межквартильного интервала (25-й процентиль; 75-й процентиль). Качественные переменные описаны абсолютными и относительными частотами (процентами). При сравнительном анализе групп по количественным признакам использовали непараметрический критерий U Манна—Уитни (не зафиксировано нормальное распределение выборок, определяемое по методу Колмогорова—Смирнова и критерию Шапиро—Уилка). Повторные измерения анализировали посредством непараметрического критерия Вилкоксона. Для оценки связи признаков применяли анализ с расчетом корреляции по методу Спирмена. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

При изучении показателей бодиплетизмографии (БПГ) установлены статистически значимые различия по всем исследуемым параметрам в обеих группах в сравнении с контролем (табл. 3). Статистически значимых различий по показателям БПГ между группами не установлено. Вместе с тем наблюдалась тенденция к повышению сопротивления бронхов на вдохе и отношения ООЛ/ОЕЛ в группе курящих пациентов.

Полученные результаты свидетельствуют, что хроническое персистирующее воспаление приводит к увеличению сопротивления в дыхательных путях и ограничению потока выдыхаемого воздуха. При тяжелом течении заболевания увеличение сопротивления выдоха возрастает одновременно с выраженностью нарушений проходимости бронхов. Более того, при тяжелой БА наблюдается перераздувание легких, что приводит к повышению ООЛ, снижению ЖЕЛ, повышению ОЕЛ и соотношению ООЛ/ОЕЛ. Все эти изменения могут свидетельствовать о поражении мелких дыхательных путей при тяжелом течении заболевания, при этом курение табака усугубляет перераздувание легких.

Мы проанализировали уровень цитокинов в периферической крови у курящих и некурящих больных БА тяжелого течения (табл. 4). Полученные результаты свидетельствуют о повышении в плазме крови курящих больных БА тяжелого течения (по сравнению с таковыми у некурящих пациентов) уровней α-ФНО (р=0,030) и ИЛ-8 (р=0,042) в период обострения заболевания. Известно, что ИЛ-8 является хемоаттрактантом для нейтрофилов, последующим накоплением нейтрофилов в дыхательных путях, повышением уровня свободной эластазы [24, 25], а α-ФНО усиливает дегрануляцию нейтрофилов, что сопровождается высвобождением протеолитических ферментов, таких как лизоцим и стимуляторы «респираторного взрыва» [26—28]. Повышение уровней ИЛ-8, α-ФНО в период обострения заболевания в группе курящих больных может свидетельствовать об активном участии нейтрофилов в формировании воспалительного процесса в дыхательных путях, что подтверждает и положительная корреляция между уровнем ИЛ-8 в плазме крови и показателем ООЛ/ОЕЛ (r=0,94; p=0,001). Кроме того, мы выявили положительную корреляцию между длительностью курения и уровнем ИЛ-8 в крови (r=0,32; р=0,044). Необходимо отметить, что в динамике через 12 мес вне обострения заболевания не установлено статистически значимых различий по уровню изучаемых цитокинов в периферической крови курящих и некурящих пациентов с тяжелой БА.

Вместе с тем по сравнению с контролем в обеих группах наблюдалось повышение содержания α-ФНО, ИЛ-4 независимо от периода обследования. Известно, что α-ФНО играет ключевую роль в регуляции воспалительного процесса при БА, усугубляя бронхообструктивные нарушения и отражая тяжесть течения БА [29, 30]. Несмотря на то что ИЛ-4 относится к противовоспалительным цитокинам, такие его свойства, как повышение цитотоксической активности макрофагов, способствуют миграции в очаг воспаления нейтрофилов [31]. Содержание ИЛ-2, ИФН-γ статистически значимо превышало показатели контроля в обеих группах только в период обострения.

В последние годы в ряде работ появились сведения об участии ИФН-γ в воспалительном ответе. Так, ИФН-γ и α-ФНО являются основными провоспалительными цитокинами, продуцируемыми макрофагами, которые поддерживают повреждение клеток и активность воспалительной реакции [32]. В нашем исследовании уровень ИЛ-6 в период обострения имел тенденцию к повышению в сравнении с контролем в обеих группах, но статистически значимые различия установлены только в группе некурящих пациентов (р=0,003).

Мы рассчитали показатели интегрального ЦИ в период обострения заболевания и получили достоверно большее его значение в группе курящих больных (рис. 1).

В обеих группах регистрировалось повышение уровня СРБ независимо от периода обследования в сравнении с контролем (рис. 2). В то же время содержание СРБ статистически значимо выше в группе курящих больных на протяжении всего периода наблюдения (р<0,05). Роль СРБ в формировании системного воспаления при БА и опосредующее патогенетическое значение такого фактора риска, как курение, подтверждается установлением прямых корреляций между параметрами курения (длительность курения, интенсивность курения) и уровнем СРБ в плазме крови (r=0,70; p=0,002 и r=0,67; p=0,004).

Кроме того, в нашем исследовании показано, что курение табака негативно влияло на повышение уровня НЭ в плазме крови у больных БА тяжелого течения в период обострения заболевания (r=0,62; p=0,046) (рис. 3). Известно, что НЭ относится к группе сериновых протеаз и локализуется в азурофильных цитоплазматических гранулах полиморфно-ядерных лейкоцитов, а степень ее протеолитической активности отражает тяжесть заболевания [33].

Таким образом, результаты проведенного исследования свидетельствуют о наличии у больных с тяжелой БА системного воспаления, нарастающего в период обострения заболевания. Повышение уровней α-ФНО, ИФН-γ, ИЛ-2, СРБ во всех группах и ИЛ-8, НЭ только в группе курящих пациентов в период обострения БА тяжелого течения может косвенно свидетельствовать об активном участии нейтрофилов в формировании хронического персистирующего воспаления.

Курение является значимым фактором риска, отягощающим как течение БА, так выраженность воспаления в период обострения заболевания. Активность последнего взаимосвязана с выраженностью обструкции бронхиальной. Так, нами установлены отрицательные корреляции между уровнями СРБ, α-ФНО и соотношением ОФВ1/ФЖЕЛ (r=–0,67, p=0,01 и r=–0,66, p=0,03 соответственно), а также положительные связи между уровнями ИЛ-6, ИЛ-2 и повышением сопротивления дыхательных путей на выдохе (r=0,91, р=0,0001 и r=0,82, p=0,005 соответственно). Результаты проведенного исследования свидетельствуют о необходимости дальнейшего изучения влияния курения на выраженность воспаления, клинические проявления и функциональные характеристики респираторной системы у больных БА.

В группах тяжелой БА независимо от курения отмечается повышение ООЛ, соотношения ООЛ/ОЕЛ, ФОЕЛ, что свидетельствует о поражении дистальных бронхов и развитии перераздувания легких.

У больных БА тяжелого течения независимо от курения обострение заболевания сопровождается увеличением содержания в плазме крови ИЛ-4, α-ФНО, ИЛ-2 и ИФН-γ, СРБ. Нормализация уровней ИЛ-2, ИФН-γ наступает в период стабильного состояния одновременно с улучшением клинических показателей. Высокая концентрация ИЛ-4, ФНО-α и СРБ в плазме крови у больных с тяжелой БА свидетельствует о сохранении системного воспаления. При Б.А. тяжелого течения имеется системное воспаление, более выраженное в период обострения у курящих больных, что подтверждается повышением интегрального ЦИ. У больных БА тяжелого течения уровень маркеров воспаления ИЛ-8, НЭ зависит от фактора риска курения (r=0,32 и r=0,62 соответственно).