FROM PATHOLOGICAL PROCESSES TO PATHOGENESIS OF MEdICALLY ALLERGY

Full Text

Некоторые болезни связаны c высоким ри- ском лекарственной аллергии, и этот риск может сильно варьировать в зависимости от вида забо- левания. Например, у каждого третьего больно- го с клинической картиной кистозного фибро- за наблюдаются неблагоприятные реакции на антибиотики [1], а риск побочных реакции на сульфометоксазол в 10 раз выше у пациентов с ВИЧ, чем в общей популяции, причем она более вероятно проявляется в стадии неконтролируе- мой репликации вируса ВИЧ [2]. Риск развития тяжелых кожных синдромов Стивенса-джонса (SJS) и токсического эпидермального некроли- за (TEN) как вариант побочных реакции на ле- карственные вещества оказался более высоким у лиц с ВИЧ, раком, посттрансплантационной болезнью или системной красной волчанкой, по сравнению с общей популяцией [3]. Интересно отметить, что все эти заболевания в той или иной степени сопровождаются изменениями в иммун- ной системе. Но в то же время, пока еще остается неясным в какой степени этот увеличенный риск зависит от факторов связанных с заболеваниями или от более высокой экспозиции лекарств. Как известно, в основе развития аллергии, в том числе на лекарственные средства (ЛС), лежат иммунологические механизмы [4]. Поэтому от ис- ходного состояния иммунной системы организма во многом зависит вероятность возникновения и развития аллергии. Если в основе аллергических реакций лежат иммунологические механизмы, то в условиях иммунодефицита будет ли развиваться иммуно-воспалительный ответ и в какой степени? Известно, что по мере прогрессирования бо- лезни у ВИЧ инфицированных больных увели- чивается иммуноглобулин Е и снижается число Cd4+ T-клеток. При этом нарушается соотно- шения интерферон-гамма-продуцирующих (Th1 type) клонов Cd4+ T-клеток и IL-4- продуциру- ющих (Th2 type) клонов Cd4+ T-клеток. дей- ствительно, иммунохимические и иммунофлю- оресцентные исследования образцов биопсии кожи ВИЧ инфицированных больных с кожны- ми реакциями показали инфильтрацию активи- рованными Cd8 лимфоцитами и эпидермаль- ной продукцией цитокинов [5]. Число кожных аллергических реакций при ВИЧ увеличивается по сравнению с остальной популяцией, до рез- кого ухудшения состояния иммунной системы и снижения числа Cd4+ T-клеток. Так, у ВИЧ инфицированных больных наблюдается риск развития аллергии как в виде кожной сыпи и температуры, так и тяжелых кожных синдромов Стивенса-джонса (SJS) и токсического эпидер- мального некролиза (TEN) в 6%-10% случаев [6]. При этом, риск развития значительно выше у тех больных, у кого количество Cd4+ клеток выше уровня 400 кл/мм3 и 250 кл/мм3 соответственно для мужчин и женщин. Например, количество Cd4+ T-клеток оказалось рисковым фактором для гиперчувствительности на невирапин, по- скольку у таких больных средняя величина этого показателя была выше (294 против 174 кл/мл3). Такая цикличность и различия в гиперчув- ствительности на лекарства иммунологической природы могут быть по различным причинам. Том 9 № 2 2017 19 ОБЗОР Согласно существующей гипотезе в механиз- мах развития аллергии на лекарственные пре- параты имеет место гаптен зависимые и неза- висимые пути презентации лекарств invivo [7]. Согласно первому пути лекарства становятся иммуногенными через метаболизм до реактив- ных метаболитов, которые могут связываться ковалентно или гаптенно с белками. Затем они представляются через молекулы человеческого лейкоцитарного антигена (HLA) к Т-клеткам. другим - гаптен независимым путем считается, путь, когда лекарство может себя прямо акти- вировать к Т-клеткам через взаимодействие с MHC-пептидом или T-клеточным рецептором. Затем стимулированные Т-клетки инфильтри- руют в кожу. Cd4 T-клетки секретируют цито- кины такие как: интерлейкин (IL-5), гранзим и эотаксин, которые вовлекают эозинофилы в рост и дифференциацию. Стимулированные Т-клетки могут также убивать аутологичные клетки мишени через перфориновый путь, при этом Cd8+ T-клетки также могут быть вовле- чены в аллергический процесс. Исследования по антигенности антибиотиков продемонстрировали потенциальную релевант- ность обеих категорий по аллергии на лекарства: гаптен и p-i модели. Например, у пациентов с аллергической реакцией на пиперациллин, это лекарство действует как гаптен, с формированием иммуногенного конъюгата пиперациллин - аль- бумин, который стимулирует реагирующие на лекарство T-клетки [8]. При сульфометоксазо- ловой аллергии, как гаптен, так и p-i гипотезы потенциально важны. У пациентов с такой ал- лергией, пролиферация лимфоцитов может быть индуцирована метаболитами нитрозо-сульфо- метоксазола, который ковалентно связываются с не-HLA белками (гаптен) и/или первичным лекарством либо метаболитами связанных непо- средственно и обратимо с HLA [9]. Выявлено также, что сульфометоксазол мо- жет взаимодействовать непосредственно со вто- рым дополнительно определенным регионом Vb20-1 TCR, посредством которого изменяется связывающая способность TCR к пептид - MHC комплексу [10]. При исследовании флюклоксациллин - ин- дуцированного повреждения печени, одни вы- явили презентацию этого препарата через гап- теновый механизм с многочисленными HLA типами, но также с наличием презентации через не протеосома-зависимый и лабильный спо- соб, ограниченный HLA-B*57:01, результиру- ющийся непосредственной активизацией Cd81 T-клеток и предполагающий включение p-i механизма, заканчивающийся повреждением пе- чени [11]. Вместе с тем, другие обнаружили, что активизация Cd81 T- клеток была ограничена HLA-B*57:01 и тесно связана с HLA-B*58:01, и что активизация была зависима и коррелировала со связью флюклоксациллина с альбумином [12]. При исследовании побочных реакций на неви- рапин, ассоциации HLA класс I были обнаруже- ны в отношении серьезных кожных проявлений во множестве популяций, но HLA класс II был связан с печеночными проявлениями преимуще- ственно в европейской расе, что позволяет пред- полагать о различных механизмах презентации при проявлении разнообразных иммунологиче- ски опосредованных неблагоприятных реакций. Известно, что вирусные инфекции являют- ся существенными рисковыми факторами для развития реакции гиперчувствительности. Эти реакции могут проявляться в виде любого типа гиперчувствительности, в основе которого ле- жит стимулирование T-клеток вирусами (ВИЧ, герпес, Epstein-Barr, цитомегаловирус). Иммун- ные ответы на вирусы могут предрасполагать к HLA связанной аллергии на лекарства, которая может возникнуть в результате перекрестной реактивности пептид-специфических T-клеток памяти, несущих αβ T-клеточных рецепторов, распознающих пептиды. Однако, некоторые данные позволяют пред- полагать, что вирусы могут играть также и са- мостоятельную роль в развитии лекарственной аллергии, неограниченной HLA. Вероятно, это связано с реактивацией остановленных ви- русов вследствие лекарство-индуцированной T-клеточной активизации, которые, впослед- ствии, способствуют развитию тех же симпто- мов как при синдроме гиперчувствительности на лекарства - сыпи с эозинофилией и признаками системного поражения. Поэтому Epstein-Barr вирусную (EBV) инфекцию считают прототип- ным костимулятором экзантемы, связанной с приемом аминопенициллинов. Так, ряд авторов [13] обнаружили доказательства реактивации EBV или человеческих герпес вирусов 6 или 7 у 76% пациентов с dRESS, поскольку из их кро- ви, печени, кожи и легких было изолировано увеличенное количество Cd81 T-клеток, име- ющих 3 области последовательности в b-цепи TCR, гомологичных EBV-специфическим TCR на Cd8. На этом основании было предположе- но, что лекарства стимулировали реактивацию остановленных вирусов, что вызвало управляе- мую вирусами селекцию Cd81 T-клеток, кото- 20 Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова ОБЗОР рое и привело к повреждению органов. Однако, это могло быть и проявлением перекрестно-ре- активного ответа памяти T-клеток в отсутствии реактивации, которое также достаточно, чтобы вызвать повреждение органов. Генетические исследования относительно гиперчувствительности к лекарствам сфоку- сировались, в основном, на HLA аллели MHC, расположенного в области короткого плеча хро- мосомы 6, поскольку эта область генома счита- ется чрезвычайно полиморфной и связана с раз- витием как аутоиммунных, так и инфекционных заболеваний. В настоящее время известны, по крайней мере, 24 AdR, связанных с различными аллелями HLA. При этом, естественно, однону- клеотидные полиморфизмы (SNP) генов HLA системы и определяют основное многообразие индивидуальных различий в этом процессе. Иммуногенетические факторы были иденти- фицированы как показатели риска для развития реакций гиперчувствительности на представи- телей многих классов лекарств, например, таких как: абакавир и невирапин [14] карбамазепин [15] и аллопуринол [16] и др. Так, в последнее время становится хорошо известным факт о гиперчувствительности к аба- кавиру тесно связанный с аллелью HLA-B*5701 первого класса большого комплекса гистосовме- стимости [17] с вовлечением Т-клеток. В связи с тем, что абакавир без генотипирования (как пре- парат первой линии антиретровирусной терапии) считается в настоящее время самым дешевым и наиболее экономически выгодным вариантом лечения ВИЧ, тестирование HLA-B*5701 ста- новится известным и экономически выгодным фармакогенетическим маркером для выявления абакавир-вызванной гиперчувствительности. Поэтому частота выявления HLA-B*5701, уро- вень смертности от абакавир-вызванной гипер- чувствительности и издержки генотипирования считаются основными показателями, влияющи- ми на экономическую эффективность. Клиническая полезность генотипирования HLA-B*5701 была подтверждена на большом, рандомизированном, двойном-слепом, между- народном, мультиэтническом проспективном исследовании. При этом ВИЧ инфицированные пациенты с положительным HLA-B*5701 гено- типом были исключены от приема абакавира (проспективная скринируемая группа), а ВИЧ инфицированные пациенты без HLA-B*5701 генотипирования получали абакавир (кон- трольная группа). Проспективное HLA-B*5701 скринирование, устранило иммунологически подтвержденную гиперчувствительность с от- рицательной прогностической величиной 100% и значительно уменьшила показатель клини- чески подозрительной гиперчувствительности от 7,8% до 3,4% [18]. Позднее, некоторые ав- торы демонстрировали сильную ассоциацию между абакавиром и гаплотипом, включающим HLA-B*5701, HLA-dR7 и HLA-dQ3 генотипы [14]. В отношении невирапина идентифициро- ваны HLA-dRB1*01:01 [19], HLA-C*04 [20], HLA-C*08 и HLA-B*3505 [20, 21] как риско- вые аллели. А дополнительные аллели HLA (HLA-cw8/HLA-B14), оказались связанными с невирапиновойгепатотоксичностью у ВИЧ инфицированных пациентов [21]. С другой сто- роны, ABCB1 (MdR1) 3435C > T SNP вызывал уменьшение риска невирапин-связанной гепа- тотоксичности у мультиэтнических Южноаф- риканских и Американских индивидуумов [22]. Носительство аллели класса II HLA-dRB1*0101 связано с невирапин - асоциированной гепато- токсичностью и гиперчувствительностью (но не с изолированной сыпью) у ВИЧ инфицирован- ных Западных Австралийцах, особенно у тех, у кого число Cd4 клеток меньше 25% [23]. Анало- гичная ассоциация с кожной гиперчувствитель- ностью была также сообщена для невирапина и эфавиренца у пациентов во Франции независи- мо от величин Cd4 [19]. Карбамазепин - индуцированный SJS/TEN показал сильную ассоциацию с HLA-B*15:02 в некоторых Азиатских странах: Китай, Таиланд, Малайзия и Индия [24, 25], но не у европейцев [26] и японцев [27]. для других видов серьез- ных кожных AdR, вызванных карбамазепином у китайцев [28] и для реакции на лекарство с эо- зинофилией и системным синдромом SJS/TEN у европейцев [29] и японцев [30], предраспола- гающим фактором был HLA-A*31:01 Показано также, что у карбамазепин - гипер- чувствительных пациентов выявляется активи- зация как HLA-A*31:01 рестриктированных, кар- бамазепин-специфических Cd81 T-клеток, так и HLA-dRB1*04:04 рестриктированных, карбамазе- пин - специфических Cd41 T-клеток, указывая, что кооперация между различными подмноже- ствами T-клеток в пределах расширенного гене- тического гаплотипа может играть существенную роль в клинических проявлениях [31]. Наряду с этим выявлено, что даже для ряда лекарств, действующих через сходные пути, клинические проявления аллергических реак- ций на лекарства могут варьировать. Например, абакавир, карбамазепин и аллопуринол про- Том 9 № 2 2017 21 ОБЗОР дуцируют свои эффекты через T-лимфоциты, взаимодействующие с комбинацией лекарств и специфических молекул HLA. Тем не менее, карбамазепин и аллопуринол могут вызывать развитие SJS/TEN, тогда как абакавир вызыва- ет уникальный клинический синдром, не вклю- чающий SJS/TEN. Кроме того, вариабельность во времени начала вызванных лекарствами ал- лергических реакций между 2 днями и 3 неде- лями после инициации лекарства не могут быть объяснены только связью с MHC. Видимо есть и другие генетические факторы, в определен- ных условиях становящихся важными, которые могут определить способность к развитию этих реакции у лиц, обладающих HLA аллелями риска. Некоторые работы показали, что полимор- физм генов регулирующих цитокинную продук- цию может влиять на иммунный ответ. Интер- лейкин-10 - противовоспалительный цитокин секретируемый различными клетками иммун- ной системы, включая Т-лимфоциты, макрофа- ги, дендритные клетки и моноциты. Этот цито- кин имеет иммунорегуляторный эффект, такой как ингибицияпровоспалительных цитокинов IL-1, IL-6, IL-12, IL-18 и TNF-α, также как и ко- стимуляторные молекулы на антигенпрезенти- рующие клетки. Единственный нуклеотидный полиморфизм в позициях -1082 (А/G), -819 (Т/C), -592 (G/A) проксимальной промоторной области гена IL-10 может влиять на invitro про- дукцию цитокина. Наличие А аллеля в позиции -1082 связано с низким уровнем продукции IL- 10 и встречается независимо от полиморфизмов в других позициях. При ВИЧ инфекции АА вы- явлено у 62% аллергичных больных, тогда как GG и GA - у 69% больных без аллергии. Более того, оказалось, что полиморфизм интерлейки- на-10 в позиции -1082 (А/G) имеет прямое от- ношение и к развитию аллергической реакции на эфавиренц [32]. Поскольку метаболизм большинства ле- карств осуществляется через систему цитох- рома P-450 - она считается одной из основных детерминант фармакологической эффективно- сти и развития токсических и неблагоприятных реакций лекарств, естественно, имеющей суще- ственные индивидуальные особенности. Так известно, что невирапин метаболизиру- ется, в основном, до 8-гидроксиневирапина с по- мощью CYP2B6 и в меньшей степени CYP3A4. CYP2B6 характеризуется большой межинди- видуальной вариабельностью в экспрессии и активности в печени. При этом один из специ- фических вариантов экзона 4 (c.516G.T), кодирующий несинонимные аминокислотные распо- ложения (p.G172H) (rs3745274) (CYP2B6*6/9), ассоциируется с потерей функции [33]. Иссле- дования показали, что вариант Т-аллеля ассо- циируется с более высокой плазменной концен- трацией препарата, оно же оказалось связанным с невирапин-индуцированной кожной реакци- ей, которая была сильнее при комбинации гено- типа c.516G.T с носителями HLA-Cw*04 аллели [34]. Выявление полиморфизмов CYP2B6 516G > T, 983T > C, 785A > G и 21563C > T SNPs свя- зано с увеличением плазменной концентрации эфавиренца и развитием более серьезных пора- жений ЦНС у ВИЧ инфицированных, а также повышенная концентрация эфавиренца была связана с CYP2A6 -48T > G и с гомозиготно- стью GG для uGT2B7 735, SNP микросомаль- ного энзима уридин 5-дифосфо-глюкуронозил- трансфераза (uGT) [35]. Относительно фенитоина, клинические на- блюдения среди Тайванских, Японских и Ма- лазийских пациентов показали сильную ассо- циацию с аллельным вариантом CYP2C9*3, который был связан с уменьшением активности CYP2C9 на 90% [36]. Поскольку фенитоин име- ет узкий терапевтический индекс, более низкая активность аллельного варианта CYP2C9*3 приводит к уменьшению метаболического кли- ренса и повышению плазменной концентрации, которая соответствует клиническим наблюде- ниям дозозависимых отношений в риске кож- ных проявлений. Это также предполагает, что относительный недостаток по одному пути метаболизма не обя- зательно предрасполагает для развития серьез- ных AdR, если в клиренс этого лекарства вовле- чены многочисленные метаболические пути Необходимо отметить, что основной пробле- мой исследований ассоциации SNP фенотипов считается недостаток репродуцибельности [37]. Это могло быть обусловлено сравнительно не- большим размером генотипируемого населе- ния, недостатком статистической мощности анализа или смещением селекции. Кроме того, SNP ассоциация наблюдаемого эффекта обна- руживается только в пределах специфической этнической группы, но не в других. Также, не- которые зарегистрированные положительные ассоциации, вероятно, получены после много- численных статистических сравнений, дающих место для потенциально случайных ассоциации, вызванных изменениями. К тому же, обычно со- общаются только положительные результаты, означающее, что некоторые опубликованные 22 Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова ОБЗОР ассоциации не могут быть открыто опровер- гнуты другими авторами, не обнаружившими такого взаимоотношения. С другой стороны, ассоциация SNP-фенотипа не могла быть в обя- зательном порядке вызвана функциональным эффектом генного варианта, но, возможно, при- сутствием другого варианта в той же хромосоме в неравновесной связи, комбинация которого называется гаплотипом. И наконец, большинство фармакогенетиче- ских исследований являются ретроспективны- ми или перекрестными, поэтому было бы более информативным проведение больших прогрес- сивных исследований в мультиэтнической по- пуляции, с одновременным генотипированием множества SNP, известных как релевантные в общей популяции [37, 38]. Вместе с тем выявлено, что использование SNP- генотипирования в отношении аллели HLA-B*5701 c целью избегания абакавир - свя- занной реакции гиперчувствительности явля- ется экономически выгодным диагностическим средством, для которого удалось довести отри- цательную прогностическую величину до 100% в отношении всех этнических групп. Принимая это во внимание стало ясно, что для первичного предотвращения аллергической реак- ций на лекарства необходимо разработать точные, быстрые, недорогие и легко интерпретируемые лабораторные тесты, которые будут удовлетво- рять следующим предварительным условиям: - иметь, по крайней мере, приемлемый без- опасный профиль; - альтернативные лекарства должны отсут- ствовать или быть более дорогими, или иметь более низкую эффективность и/или худшие безопасные профили; - аллергические реакции должны быть до- статочно серьезными, чтобы гарантировать их предотвращение; - частота предотвращаемых аллергических реакций должна быть сравнительно высокой; - должен иметь такое высокое отрицатель- ное предсказывающее значение и благоприят- ное положительное предсказывающее значение, чтобы количество выполняемых исследований, необходимых для предотвращения развития аллергической реакций, было реально исполни- мым на практике. для проведения дальнейших исследований в области раскрытия механизмов возникновения и развития лекарственной аллергии, а также ее предотвращения, может быть крайне важным ряд следующих выявленных обстоятельств: 1) Различные органные системы затронуты этими AdR, причем наиболее значительно из них считается кожа и печень, а также мышцы (статин - индуцированная аутоиммунная мио- патия и HLA-dRB1*11:01)[39] и нейтрофилы (клозапин - индуцированный агранулоцитоз и HLA-dQB1) [40]. Определяется ли видом HLA аллели, какая именно органная система должна быть затронута, остается еще неясным, но, веро- ятно, она может играть роль совместно с други- ми факторами, как например, с разнообразными генетическими вариантами, экспрессией орган- ных рецепторов и клонотипов T-клеток. 2) Ассоциации иногда проявляют значитель- ные этнические вариации, отражающие основу распространения вовлеченных аллелей HLA. Наиболее впечатляющим примером этому мож- но считать ассоциацию HLA-B*15:02 с карбама- зепин - индуцированным синдромом Stevens- Johnson (SJS) и токсическим эпидермальным некролизом (TEN) среди Китайских, Тайских и Малайских больных [41], но не у европейцев [42]. Общая распространенность HLA-B*15:02 колеблется от 4% до 15% в этих популяциях, но проявляется в менее, чем у 1% Японских и Ко- рейских лиц и чрезвычайно редко у европейцев (<0.01%). 3) Одинаковые аллели HLA могут быть связаны с неблагоприятными реакциями к те- рапевтически и структурно не относящимся компонентам, но с эффектами в различных ор- ганах. Наилучший пример этому - ассоциация HLA-B*57:01 как с гиперчувствительностью на абакавир [43], так и с флюклоксациллин-инду- цированной гепатотоксичностью [44]. 4) Одинаковый тип повреждения органа может встречаться с той же аллелью HLA, даже с терапев- тически и структурно не имеющими отношения компонентами. Например, HLA-dRB1*15:01 свя- зан с повреждением печени как при назначении люмиракоксиба [45], так и коамоксиклава [46]. Существуют ли некоторые аллели HLA, ко- торые предрасполагают к определенным фор- мам повреждения органов, станет ясно после дальнейших исследований с другими лекарства- ми, но вероятно, это основывается на возможно- сти, что определенные аллели HLA могут быть более высоко экспрессироваными в конкретных органах. Соответственно этому, последние ге- ном-основанные исследования показывают, что HLA-dRB1*15:01 также связан с алкоголь-ин- дуцированным циррозом печени [47]. 5) Хотя большинство ассоциации соответству- ют интервалу времени необходимому для инду- Том 9 № 2 2017 23 ОБЗОР цирования иммунного ответа (и находят клини- ческое и гистологическое подтверждение), для некоторых форм поражения органов HLA ассоци- ация оказалась удивительной, и выяснилось, что общие правила иммуно-опосредованного повреж- дения, происходящего вскоре после начала приема лекарства, не обязательно являются корректными во всех случаях. Например, люмиракоксиб-инду- цированное поражение печени обычно происхо- дит после более чем 100 дней приема препарата 12, что не является обычным интервалом време- ни, связанным с печеночным повреждением, вы- званным другими лекарствами (например, с коа- моксиклавом). для клозапин - индуцированного агранулоцитоза, повторное назначение препарата не обязательно заканчивается более быстрым по- вторением реакции [48], что противоречит другим формам иммуно-опосредованного лекарственно- го повреждения, как например, при гиперчувстви- тельности на абакавир [49]. 6) Наконец, лекарства, наиболее близко свя- занные с кожными AdR, (например, пеницилли- ны и сульфонамиды), вряд ли имеют ассоциацию с аллелями HLA. Возможно, они формируют множественные эпитопы и, следовательно, вза- имодействуют с многочисленными HLA алле- лями, но это не может быть достаточным объяс- нением образованию самой сильной ассоциации между флюклоксациллин-индуцированной ге- патотоксичностью и HLA-B*57:01. Возможным объяснением результатов таких исследований может быть смешение фенотипов исследуемых лиц, плохая оценка причинности и неадекват- ные объемы выборки. Это доказывается одним из исследований, где было произведено тщатель- ное фенотипирование требуемого количества пациентов с пенициллин-индуцированной IgE- опосредованной реакцией 1 типа, выявившей ассоциацию в пределах HLA-dRA региона [50]. Таким образом, принимая во внимание гене- тический полиморфизм как в системах метабо- лизма лекарственных средств в организме, так и в системах, обусловливающих иммунную ре- акцию на образующиеся продукты конъюгации гаптен-белок, очевидным становится необходи- мость более подробного изучения роли этих си- стем в возникновении нежелательных реакций на лекарственную терапию, в частности, в раз- витии аллергических осложнений. Выяснение этих вопросов имеет не только теоретическое значение в плане понимания механизмов воз- никновения и развития лекарственной аллер- гии, как особой формы аллергии, но приобрета- ет особый интерес и в практическом плане.

About the authors

I R Mavlyanov

Tashkent medical academy

A H Ashirmetov

Tashkent medical academy

Z I Mavlyanov

Tashkent medical academy

References

Supplementary files