Разделы:
Обзор
Инфекция, обусловленная Helicobacter pylori: cостояние проблемы и перспективы
страницы: 14-19
.jpg)
Helicobacter pylori (HР) – самый распространенный микроорганизм, вызывающий развитие хронического процесса в слизистой оболочке (СО) гастродуоденальной зоны. У многих пациентов НР может определяться как симбиотический и непатогенный микроорганизм, что усложняет решение вопроса о целесообразности назначения специфической терапии [8]. В то же время это самая распространенная хроническая инфекция, которая, будучи бессимптомной у большинства зараженных людей, является причиной тяжелых НР-ассоциированных заболеваний гастродуоденальной зоны [14].
НР – внеклеточный патоген, однако в основном индуцирует Th1 с развитием Т-клеточного иммунного ответа, направленного против внутриклеточных организмов (рис. 1, 2). Формируется специфическая форма хронического воспаления с невозможностью элиминации бактерий в результате преобладания Т-клеточного иммунного ответа. Клинические исходы взаимодействия НР и всех защитных факторов организма определяются не только вирулентными свойствами НР, но и генотипом пациентов, а также влиянием факторов внешней среды [8].
 |
 |
Гены, определяющие вирулентность НР
У некоторых штаммов НР при исследовании генома выявлены «островки патогенности» (pathogenicity- associated island – PAI), в которых находятся гены цитотоксичности (CagA, VacA, IceA, BabA). Связь вирулентных штаммов с развитием хронического гастрита, язвенной болезни, рака желудка или MALT-лимфомы желудка в настоящее время не доказана [16, 21].
К основным генам патогенности относятся:
- CagA (cytotоxin-associated gene A);
- VacA (vacuolating cytotoxin);
- IceA (induced by contact with epithelium);
- BabA (blood group antigen-binding adhesin).
Ген CagA кодирует белки, модулирующие метаболизм эпителиоцитов, экспрессию проонкогенов, влияет на транскрипцию гена интерлейкина-8 (ИЛ-8). Цитотоксический белок CagA подвергается фосфорилированию в клетках эпителия, приводит к нарушению их цитоскелета, морфологическим изменениям с последующей гибелью клеток, образованием эрозий и язв [13]. Штаммы НР, экспрессирующие CagA, вызывают более выраженные воспаление и повреждение СО желудка (СОЖ). Высокая частота язвенной болезни и возникновение MALT-лимфом у жителей Европы связаны с наличием CagA [9]. СagA-штаммы НР ассоциируются с более выраженной пролиферацией клеток эпителия и метаплазией СОЖ. Белок CagA может активировать NF-кВ (нуклеарный фактор каппа-В) транскрипционного ответа с последующей активацией провоспалительных механизмов и секрецией ИЛ-8. Таким образом, ген CagA кодирует синтез цитотоксического белка.
Ген VacA определяет токсигенные свойства белка VacA, влияющего на колонизацию и исход инфекции. Цитотоксин VacA взаимодействует с мембранами эндосомных пузырьков, при этом образуются поры с каналами для ионов хлора. После осмотического набухания клеток эпителия происходит их вакуолизация. В дальнейшем повышается экспрессия р53 с ускорением гибели эпителиоцитов путем апоптоза. Цитотоксины CagA и VacA оказывают угнетающее действие на кровоток в СОЖ [12]. После альтерации эпителия СОЖ в общий кровоток поступают тромбопластические и фибринолитические субстанции. Степень обсемененности СОЖ НР и активность активаторов плазминогена находятся в прямой корреляционной зависимости.
Существует два вариабельных участка гена VacA – S- и m-регионы. Для генотипа S1m1 по гену VacA характерна высокая цитотоксичность, а комбинация S2m2 обладает незначительной токсической активностью. Белки VacА активируют каспазы-3, стимулирующие апоптоз эпителиоцитов. Токсины VacA индуцируют белковую дистрофию, впоследствии ускоряют некроз клеток эпителия, способствуя повреждению СОЖ. Цитотоксические штаммы (CagA+, VacA+) вызывают не только выраженное воспаление СО, но и индуцируют язвообразование как деструктивный процесс в СОЖ и очагах желудочной метаплазии в СО двенадцатиперстной кишки (ДПК). Большинство VacA S1m1-штаммов НР имеют CagA. К I типу штаммов НР относятся позитивные одновременно по VacA S1m1 и по CagA. Корреляция между штаммами НР I типа и язвенной болезнью составляет 90-95% [9]. Для штаммов НР II типа с генотипом VacA S2m2 и отсутствием CagA не характерна высокая патогенность, они легко фагоцитируются макрофагами.
Ген IceA кодирует белки, активирующие контакт НР с эпителиоцитами СОЖ. Определены две формы: IceA1 и IceA2. Наблюдается высокая корреляция между наличием у штаммов НР гена IceA1 и язвенной болезнью желудка. При инфицировании этими штаммами значительно более выражена инфильтрация СОЖ полиморфноядерными лейкоцитами, чем при инфицировании НР с генотипом IceA2.
Ген BabA определяет процесс адгезии при взаимодействии с системой антигенов Lewis на СОЖ. Ген BabA отвечает не только за адгезию НР к эпителиоцитам, но и элементам соединительной ткани. BabA – маркер высокого риска осложнений заболеваний, ассоциированных с НР. Так, у пациентов с наличием в геноме BabA значительно чаще возникают язвенные кровотечения [3]. BabA – белок – посредник сцепления между клетками желудочного эпителия и НР.
Штаммы Нр I типа обладают выраженным потенциалом к стимуляции секреции ИЛ-8 эпителием СОЖ, синтез этого цитокина коррелирует с наличием гена CagA. При возникновении эрозивно-язвенных поражений СОЖ и ДПК наблюдается выраженное снижение синтеза интерферонов (ИФН). Осложнения НР-ассоциированных заболеваний СОЖ и ДПК чаще наблюдаются при выраженном снижении синтеза ИФН-α и -β. У детей с НР-ассоциированным гастритом при эрозивно-язвенных поражениях СОЖ и ДПК чаще определяются CagA- и BabA-позитивные штаммы НР, при поверхностных изменениях СО у большинства пациентов выявляются IceA2-штаммы. СagA и IceA1 коррелируют с активностью гастрита и степенью обсемененности НР, VacAm2 – со степенью колонизации НР-инфекции [13]. Взаимосвязь молекулярно-генетической организации патогенности НР со степенью и интенсивностью развития воспалительного процесса, иммунопатологическими реакциями остается недостаточно изученной.
К основным факторам патогенности НР относятся (рис. 3):
- эффекторы (CagA):
- индукция ИЛ-8;
- ингибирование роста клеток хозяина и апоптоза;
- ремоделирование актина;
- экзотоксины (VacA) – образуют вакуоли в эпителиоцитах;
- липополисахариды:
- прикрепление к клеткам хозяина с участием липополисахаридов;
- участие в воспалительном процессе;
- белки поверхности – принимают участие в прикреплении к эпителиоцитам;
- экзоферменты (протеазы, липазы, муциназы) – принимают участие в повреждении СО;
- система секреции – жгутикоподобная структура для введения эффекторов в клетки хозяина;
- уреаза – обеспечение жизнедеятельности НР в кислой среде;
- жгутики – участвуют в колонизации эпителиоцитов.
 |
Значение генетических факторов организма при НР-ассоциированных заболеваниях
Клинические исходы при НР-ассоциированных заболеваниях во многом определяются уровнем кислотопродукции СОЖ и выраженностью провоспалительного эффекта цитокинов. У пациентов с генетически обусловленным повышением секреции ИЛ-1β, являющегося мощным ингибитором кислотопродукции СОЖ, быстрее развиваются атрофические изменения в теле желудка с гипохлоргидрией и, как следствие, некардиальный рак желудка. Провоспалительный эффект ИЛ-1β наиболее выражен при наличии у НР CagA и VacA S1m1. Аденокарцинома желудка развивается чаще при сочетании генетических факторов организма (например выраженной секреции ИЛ-1β) и генотипов НР с факторами вирулентности.
Наличие у пациентов генотипов с повышенным синтезом фактора некроза опухолей (TNF-α) и ИЛ-10 считается показателем риска развития рака желудка. Генетически обусловленное повышение секреции TNF-α, как и ИЛ-10, приводит к более быстрой и выраженной атрофии СОЖ. Генетически обусловленный повышенный синтез ИЛ-8 индуцирует повышенную хемоаттракцию нейтрофилов и лимфоцитов в СОЖ с развитием выраженного хронического воспалительного процесса, атрофических изменений и предраковых заболеваний желудка. Склонность к повышенной секреции ИЛ-10 чаще приводит к более значительному повреждению СОЖ в результате выраженного Th1-опосредованного ответа.
Апоптоз эпителиоцитов и Hp-инфекция
При гибели эпителиоцитов СОЖ путем апоптоза образуются апоптозные тельца (частицы хроматина и органеллы, окруженные мембраной). При этом содержимое разрушенных клеток не попадает в межклеточное пространство, и лейкоцитарная инфильтрация не возникает. Эти тельца фагоцитируются макрофагами или «непрофессиональными» антигенпрезентирующими клетками (АПК) – соседними эпителиоцитами. Апоптоз – программированная (физиологическая) смерть клеток с асинхронной гибелью отдельных клеток с сохранением мембран, отсутствием лейкоцитарной инфильтрации и повреждения тканей.
В норме индекс пролиферации значительно выше индекса апоптоза [2]. В таком случае сохраняется равновесие между новообразованием клеток (митоз) и их гибелью путем апоптоза. Преобладание (относительное или абсолютное) апоптозов над митозами приводит к атрофии. Недостаточность апоптоза служит причиной гиперплазии и злокачественного роста. Усиление апоптоза желудочного эпителия происходит под действием липополисахаридов НР, аммиака, ИЛ-8, усиливающего хемоаттракцию с развитием лейкоцитарной инфильтрации СОЖ. Активные метаболиты кислорода, секретируемые лейкоцитами, также усиливают апоптоз.
Апоптоз стимулируется геном р53, ингибирует апоптоз ген Bcl-2. При гастрите, ассоциированном с НР, в генеративной зоне СОЖ увеличивается количество клеток, содержащих р53 [2]. Это связано с повреждением ДНК и может рассматриваться как адаптация к повреждению и проявление противоопухолевой защиты. При длительной HР-инфекции в результате генетической нестабильности возникают мутации гена р53, характерные как для неполной кишечной метаплазии, так и для раннего рака желудка. Экспрессия гена р53 – адаптивный процесс, направленный на гибель клеток эпителия с измененной ДНК. Ген Bcl-2 – протоонкоген, ингибирующий апоптоз. В норме на клетках СОЖ не экспрессируется, однако выявляется у большинства пациентов с атрофическим гастритом и кишечной метаплазией. Ингибирование апоптоза пролонгирует не только продолжительность жизни клеток эпителия, но и действие различных канцерогенов [21].
Воспаление СОЖ, индуцированное НР, сопровождается увеличением пролиферативного потенциала и апоптоза [7]. Важная роль в клеточном обновлении эпителия СОЖ принадлежит маркеру пролиферирующих клеток – Ki-67, гену Bcl-2, ингибирующему апоптоз, и гену р53, стимулирующему апоптоз [10]. От соотношения пролиферативной активности клеток эпителия СОЖ и апоптоза зависит стадийность нарушения клеточного обновления с прогрессирующим отставанием апоптоза от пролиферации с повышением экспрессии Ki-67 и Bcl-2. Язвенная болезнь желудка, хронический атрофический гастрит, аденоматозные полипы, рак желудка – последовательные стадии нарушения клеточного обновления эпителия СОЖ с прогрессирующим отставанием их апоптозной активности от процесса пролиферации, что находит отражение в повышении экспрессии Ki-67 и Bcl-2.
Гибель клеток путем апоптоза можно определить по индексу апоптоза (Iапт) по формуле:
Iапт(%)=N1/N×100, где
N1 – число апоптозных ядер, окрашенных по методу Мозера;
N – общее число ядер.
Состояние клеточного гомеостаза в СОЖ характеризует показатель Ki-67/Iапт. В прогнозировании возникновения, течения и клинических исходов НР-ассоциированных заболеваний ведущее место принадлежит Ki-67, отражающему степень активности пролиферативных процессов; Bcl-2, характеризующему степень выраженности антиапоптозной активности; отношению показателя пролиферации к апоптозу клеток эпителия СОЖ (Nki-67/ Iапт); степени атрофии фундального отдела желудка и рН желудочного сока.
Иммунный ответ на HР-инфекцию
Прогрессирование хронического воспалительного процесса в СОЖ происходит при взаимодействии трех основных факторов: иммунного, инфекционного и морфологического. При хроническом гастрите агрессивный потенциал НР реализуется в условиях ослабления первой линии иммунной защиты, активность которой, в свою очередь, зависит от выраженности атрофических изменений СОЖ [4]. Эффективность протекции определяется состоянием всех звеньев местного иммунитета при ведущей роли секреторного иммуноглобулина А (sIgA); он препятствует адгезии НР к эпителию, блокируя проникновение их токсинов в эпителиоциты. Локальный дефицит sIgA часто возникает на фоне ускоренного обновления эпителия с одновременным снижением клеточной дифференцировки. У пациентов с НР-ассоциированными заболеваниями в результате повреждения эпителия СОЖ наблюдается снижение концентрации sIgA в желудочном соке. Мономерный IgA при наличии морфологических изменений эпителиоцитов не может в достаточной мере взаимодействовать с секреторной транспортной системой для присоединения секреторного компонента. У пациентов с HР-инфекцией в желудочном соке определяется преимущественно мономерный IgA, что существенно ослабляет первую линию защиты.
Эффективность эрадикации НР во многом зависит от уровня продукции sIgA. Более высокие концентрации sIgA в желудочном соке предопределяют более высокую эффективность анти-HР-терапии [5]. Доминирующим иммунофенотипом в краях язвенного дефекта являются не IgA-, а IgG-продуцирующие плазмоциты. Образующиеся иммунные комплексы фагоцитируются, активируется комплемент по классическому пути с возникновением вторичной альтерации.
В условиях снижения концентрации sIgA активируется вторая линия местной иммунной защиты. Последняя определяется IgA, IgG, плотностью лимфоплазмоцитарной инфильрации, выраженностью нейтрофильной инфильтрации СО. НР могут поглощаться фагоцитами в отсутствие комплемента, однако фагоцитоз усиливается после опсонизации продуктами комплемента или специфическими антителами. Постоянное образование токсических кислородных радикалов при хроническом, HР-ассоциированном воспалительном процессе усиливает повреждение эпителиоцитов. Каталаза, уреаза, супероксиддисмутаза снижают бактерицидный потенциал фагоцитов, помогая НР сохранять свою жизнеспособность. Начальная фаза иммунного ответа на НР характеризуется значительным накоплением в эпителии и собственной пластинке СОЖ нейтрофилов с резким усилением проницаемости эпителия.
Мембранный липополисахарид НР осуществляет неспецифическое взаимодействие с ламинином базальной мембраны СОЖ, специфическое – обеспечивается сиалозависимым адгезином НР. Возникает оголение базальной мембраны с формированием эрозивного или язвенного дефекта. Нейтрофилы и макрофаги накапливаются в СО в местах колонизации НР. Фагоциты молекулами МАС-1 (СD11b/eD18) связываются с рецепторами МАС-1 (ICAM-1) эндотелиальных клеток [1]. Хемотаксис фагоцитов в СОЖ, инфицированной НР, происходит за счет стимулированной продукции эпителием ИЛ-8 и высвобождения НР хемокинов. Индукция воспалительного ответа во многом определяется способностью эпителиоцитов синтезировать ИЛ-8 – мощный хемоаттрактант для нейтрофилов. У пациентов с язвенными дефектами штаммы НР, индуцирующие быструю активацию нейтрофилов, определяются значительно чаще, чем у больных с хроническим гастритом.
В результате антигенной стимуляции НР появляется экспрессия DR-антигенов (HLA класса II) на эпителиоцитах, которые становятся «непрофессиональными» АПК. Макрофаги и дендритные клетки, как «профессиональные» АПК, после взаимодействия с Т-лимфоцитами индуцируют антигенспецифический иммунный ответ. Эндотелиоциты не могут обеспечить достаточную экспрессию антигенов НР в комплексе с HLA класса II, в результате Т-лимфоциты не получают достаточной стимуляции с развитием иммунологической толерантности. Увеличение количества АПК за счет «непрофессиональных» – один из этапов развития аутоиммунной патологии. Активированные макрофаги в собственной пластинке СОЖ секретируют ИЛ-1, ИЛ-8, TNF-α. Также эти клетки синтезируют ИЛ-12, индуцирующий выработку ИФН-γ натуральными киллерами. НР-инфекция изменяет местный иммунный ответ, который приобретает провоспалительный характер [15].
В собственной пластинке СОЖ мононуклеарные клетки представлены в основном плазмоцитами-продуцентами IgA и IgG, а также CD4+-Т-лимфоцитами. При сравнении пролиферации Т-лимфоцитов на стандартные митогены у НР-позитивных и НР-негативных пациентов с хроническим гастритом определяется сниженный клеточный иммунный ответ при наличии инфицирования СОЖ НР. Таким образом, формируется дефект Т-звена иммунитета против внутриклеточных патогенов, которые организм не может уничтожить. У многих пациентов возникают иммунопатологические реакции с образованием антител к аутоантигенам. Аутоиммунные механизмы при HР-инфекции в определенной мере обусловлены экспрессией HLA класса II и ко-стимулирующих молекул В7 на эпителиоцитах СОЖ. При избыточной экспрессии HLA класса II с изменением как количества, так и степени активации Т-лимфоцитов может возникать повышенная презентация собственных антигенов с развитием аутоиммунной патологии.
Экспрессия рецептора к ИЛ-2, характеризующая Т-клеточную пролиферацию, повышена у пациентов с язвенной болезнью, в то время как ICAM-1 (CD54) как маркер рекрутирования Т-лимфоцитов у таких больных не увеличен по сравнению с лицами без данного заболевания [1]. Недостаточно изучен баланс Th1/Th2 при НР-инфекции. При активации значительного количества СD4+-Т-лимфоцитов у больных с HР-инфекцией синтез цитокинов снижен по сравнению с пациентами без НР-инфекции. Этот феномен может быть следствием угнетения клеточного иммунного ответа с формированием хронического воспалительного процесса при инфицировании внеклеточными микроорганизмами.
HР-инфекция и аутоиммунная патология
НР свойственна антигенная мимикрия в результате сходства ее О-специфического полисахарида с Lewis-антигенами крови. Антитела, образующиеся к О-специфическому полисахариду НР, одновременно являются антителами к эпителиоцитам СО антрального отдела. В реализации перекрестной иммунизации может развиваться аутоиммунный процесс. НР – неинвазивная бактерия с небольшим размером генома и способностью к быстрым мутациям в неблагоприятных условиях. Особенно быстро изменения возникают в генотипе НР на фоне назначения антибактериальных препаратов [14]. Селекция резистентных к анти-HР-терапии цитотоксических штаммов происходит вследствие мутаций в процессе естественного отбора, появляются не только устойчивые к эрадикационной терапии штаммы, но и штаммы с наличием суперантигенов.
Суперантигенами называют бактериальные и вирусные белки, которые способны активировать до 20% всех Т-лимфоцитов через Т-клеточные антигенраспознающие рецепторы и вызывать чрезмерное высвобождение цитокинов [6]. На сегодня обнаружены суперантигены у HР, S. aureus, S. haemolyticus. Суперантигены как новые приспособительные свойства часто появляются у микроорганизмов вследствие адаптации к антибактериальным препаратам. На суперантигены НР при инфицировании развивается выраженный неспецифический иммунный ответ. Суперантигены НР ускользают от иммунного распознавания, механизмы уничтожения патогена оказываются неэффективными, формируется хронический воспалительный процесс.
НР не только приводит к угнетению иммунного ответа, но и может нарушать стабильность мембран клеток с экспрессией аутоантигенов. При угнетении механизмов адаптации со снижением уровня кортизола в крови мембраны клеток чаще становятся нестабильными, и при действии суперантигенов НР может наблюдаться экспрессия аутоантигенов с развитием аутоиммунной патологии. Установлено, что НР опосредованно влияет на показатели фертильности инфицированных им людей. Специфические антитела к антигенам НР содержатся в фолликулярной жидкости, вагинальном секрете всех инфицированных женщин и семенной жидкости более чем 50% инфицированных мужчин [3, 17]. Эти антитела способны перекрестно реагировать с хвостовой и перицентральной зонами сперматозоидов и нейтрализовывать их функцию.
У пациентов с сахарным диабетом часто наблюдается высокая степень колонизации НР СО антрального отдела желудка. Эпителиоциты, как «непрофессиональные АПК», экспрессируют HLA класса II, в результате активации аутоиммунных механизмов образуются антитела к париетальным клеткам. При сахарном диабете 1 типа определяются различные антитела к аутоантигенам, в том числе участвующие в блокаде рецепторного аппарата клеток. После взаимодействия антител с париетальными клетками последние гибнут в соответствии с механизмом антителозависимой клеточной цитотоксичности. Персистирующая HР-инфекция при участии значительного количества «непрофессиональных АПК», активации значительного числа Т-лимфоцитов, наличии у штаммов НР суперантигенов инициирует нестабильность мембран клеток. Появляется экспрессия аутоантигенов, образуется большое количество циркулирующих иммунных комплексов, участвующих в иммунокомплексном поражении почек.
Недоказанные эффекты эрадикации НР
Консенсус Маастрихт-3, основываясь на результатах ряда исследований, отметил, что следует попытаться определить и устранить HР-инфекцию при железодефицитной анемии без видимой причины и хронической идиопатической тромбоцитопенической пурпуре [11, 19]. Уровень доказательности при этом определен как 2b, а степень рекомендаций – В. Отмечен еще ряд эффектов эрадикации вне СОЖ. В ряде исследований установлена связь НР с аутоиммунным тиреоидитом, атеросклерозом, ревматоидным артритом и первичным билиарным циррозом [20]. Однако дизайн большинства таких исследований осуществлен по принципу случай–контроль, что предопределяет уровень доказательности не более 3. Установлено незначительное, но статистически значимое повышение индекса массы тела после эрадикации НР [18].
При НР-ассоциированных заболеваниях с поражением СОЖ у пациентов, с одной стороны, может наблюдаться врожденная склонность к дефектам механизма антигенного распознавания и сохранения аутотолерантности; с другой – НР при наличии суперантигенов и в результате экспрессии HLA II класса «непрофессиональными АПК» может индуцировать развитие стойкого гуморального ответа против собственных антигенов с поражением органов. Например, известно, что у 30% больных с аутоиммунным тиреоидитом определяются антитела к париетальным клеткам желудка. В то же время почти у 50% пациентов с одновременным наличием аутоиммунного тиреоидита и пернициозной анемии также выявляются антитела к париетальным клеткам.
Представляет интерес связь HР-инфекции и развития органоспецифических аутоиммунных процессов. Не изучены механизмы влияния НР-инфекции на формирование аутоиммунных эндокринопатий с функциональными нарушениями эндокринных желез с учетом иммуногенетических особенностей больных. Мало изучены вопросы, связанные с клиническими исходами заболеваний, ассоциированных с НР, резистентностью к антибактериальным препаратам и наличием антирецепторных аутоиммунных реакций. Связывание антителами клеточных рецепторов в дальнейшем будет чаще проявляться снижением функций клеток. В патогенезе аутоиммунных эндокринопатий выделяют предрасполагающие, инициирующие и способствующие факторы. К эндокринопатиям, при которых в патогенезе наиболее важная роль принадлежит аутоиммунным процессам, относят заболевания щитовидной железы, сахарный диабет, недостаточность надпочечников, патологические состояния репродуктивной системы.
Одна из проблем изучения HР-инфекции состоит не только в оценке клинических исходов НР-ассоциированных заболеваний СОЖ, но и функции эндокринных органов с контролем динамики титра аутоантител. Предстоит выяснить, в какой степени успешная эрадикация НР влияет на аутоиммунную органоспецифическую патологию, функциональные нарушения эндокринных желез при аутоиммунных эндокринопатиях.
Список литературы находится в редакции
