The state of humoral immunity in dusty lung diseases

Full Text

К числу важнейших научно-практи­ческих задач экологической иммуноло­гии относятся изучение влияния фак­торов физической, химической и био­логической природы на иммунную систему человека, а также установление причинно-следственных связей между указанными факторами и изменениями или нарушениями иммунной системы [3]. Главными функциями иммунной сис­темы являются иммунологический над­зор за постоянством внутренней среды организма и элиминация чужеродных агентов любой природы. В реализации этой задачи принимают участие четыре главных компонента иммунной систе­мы: фагоцитоз, система комплемента, гуморальный и клеточный иммунитет. Эти компоненты выполняют свои фун­кции в тесном взаимодействии друг с другом с помощью иммунорегуляторных механизмов [2, 6, 7].

Ранее проведенные исследования позволили выявить характер изменений клеточного иммунитета при воздействии физических факторов — промышлен­ных аэрозолей различной степени фиброгенности [4]. Поэтому большой инте­рес представляет исследование состоя­ния других компонентов иммунной си­стемы — фагоцитоза, системы компле­мента, гуморального иммунитета в ус­ловиях хронического воздействия пыле­вых частиц на производстве.

Следует отметить, что в литературе нам не встретились работы, посвящен­ные исследованиям муцинового антиге­на 3EG5 и общего IgE в патогенезе пнев­мокониоза (ПКЗ), силикотуберкулеза (СТ), хронического пылевого бронхита (ХПБ). Известно, что уровень сыворо­точного муцинового антигена 3EG5 зна­чительно повышен при интерстициаль­ных заболеваниях легких по сравнению с другими легочными заболеваниями. Ра­нее была обнаружена тесная корреля­ция между сывороточным уровнем 3EG5, активностью и тяжестью воспалитель­ного процесса при интерстициальных за­болеваниях легких [1, 8].

Установлено, что результаты клини­ческих и функциональных данных об­следования пациентов не позволяют прогнозировать развитие пылевой пато­логии, инфекционных осложнений (СТ, ХПБ) и не могут использоваться для профессионального отбора на работы, связанные с пылевыделением [4].

Целью нашей работы являлись оцен­ка диагностического значения показа­телей гуморального иммунитета при пылевых заболеваниях легких и отбор тестов для определения индивидуальной чувствительности работающего к воздей­ствию промышленных аэрозолей различ­ной степени фиброгенности.

Все пациенты в зависимости от фиброгенных свойств промышленных аэрозолей, с которыми они контакти­ровали, течения заболевания были раз­делены на 5 групп в соответствии с со­временной классификацией ПКЗ [5]. 1-ю группу составили 25 рабочих без рентгенологических признаков пораже­ния легких, контактирующих на произ­водстве с фиброгенной пылью, содер­жащей свободный диоксид кремния в концентрации более 10%, что превыша­ло ПДК в 10 и более раз. Во 2-ю группу вошли 34 пациента с воспалительной формой ХПБ, в 3-ю (22 чел.) — с СТ (очаговая форма туберкулезных измене­ний), в 4-ю (32 чел.) — с силикозом 1 стадии, в 5-ю (32 чел.) — с пневмо­кониозом (ПКЗ) от воздействия мало­фиброгенной пыли смешанного соста­ва. Рентгенологические изменения у па­циентов 3, 4 и 5-й групп соответствовали интерстициальной форме (от s1 до t2).

В контрольную группу вошли 57 ра­бочих промышленных предприятий и учреждений, не имевших в процессе работы контакта с профессиональны­ми вредностями. Признаков различных синдромов поражения иммунной сис­темы у них не было.

Пациенты 1 и 4-й групп поступили на обследование непосредственно после “пылевого” контакта на производстве, обследованные из других групп прекра­тили контакт с пылью 3-7 лет назад после выявления у них силикоза и ПКЗ. По характеру течения заболевание было у них медленно прогрессирующим.

Форму патологии, стадию, клини­ческие особенности, степень функцио­нальных расстройств системы дыхания у каждого обследованного определяли по отечественной классификации [5], исходя из существующих санитарно-гигиенических условий труда, резуль­татов тщательного клинического, рент­генологического и функционального исследований.

Иммунологические исследования проводили в соответствии с рекомен­дациями ГНЦ Института иммуноло­гии М3 РФ [7]. Для оценки состояния нейтрофилов периферической крови использовали латекс производства Института биологического приборо­строения (Москва), устанавливая про­цент клеток, фагоцитирующих части­цы. О гемолитической активности ком­племента в сыворотке судили по стан­дартным тестам (СН50) и выражали в единицах активности.

Активность лизоцима в сыворотке крови изучали турбидиметрическим ме­тодом с использованием ацетонированного микрококка. Уровни циркулирую­щих иммунных комплексов (ЦИК) ус­танавливали в реакции преципитации с полиэтиленгликолем.

Содержание иммуноглобулинов (Ig) классов А, М, G и орозомукоида в сы­воротке определяли методом Манчини (радиальная иммунодиффузия в геле с моноклональными антителами). Концен­трацию фибронектина плазмы (в нг/мл) исследовали с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) на многоканальном спектрофотометре “Dynatech MR 5000” (США) при длине оптической волны 492 нм. Уровень сыво­роточного 3EG5 находили с помощью ИФА [1]. Для определения 3EG5 (ед. в 1 мл) использовали моноклональные антитела ЗЕ 1.2 (Medical Innovations, Australia) и афинно-очищенное козье антитело G5 против всего семейства муцин-антигенов (НПФ Хема, Москва).

Концентрацию общего IgE в сыворот­ке пациентов устанавливали путем ИФА с помощью диагностических наборов НПФ Хема (Москва). Исследование иммунного статуса не является полным без оценки гумораль­ных факторов Результаты проведенных нами исследований при пылевых забо­леваниях легких приведены нами в табл. 1, 2.

Таблица 1

Показатели гуморального иммунитета и фагоцитирующих клеток у обследованных пациентов и лиц контрольной группы (М±ш)

*достоверность различий по сравнению с показателями здоровых (Р<0,05)**P<0,01***P<0,001

Таблица 2

Показатели гуморального иммунитета и фагоцитирующих клеток у обследованных пациентов и лиц контрольной группы (М ± т )

При исследовании иммунной систе­мы у 25 рабочих, контактирующих с вы­сокими концентрациями фиброгенных промышленных аэрозолей, но без кли­нических признаков поражения легких, были выявлены незначительное сниже­ние активности комплемента и фагоци­тарного показателя (Р<0,05), резкое сни­жение ( 16,74±4,53 ед/мл) концентрации муцинового антигена (Р<0,01), досто­верное умеренное повышение уровней фибронектина, общего IgE и IgA. При этом содержание IgM и IgG, лизоцима оставалось в пределах нормы (табл. 1).

У 34 рабочих с ХПБ изменения в им­мунном гомеостазе носили более выра­женный характер, в пределах нормаль­ных значений оставался только уровень фибронектина плазмы. Возвращалось к нормальным показателям содержание муцинового антигена, отмечался нор­мальный уровень IgA. Активность лизо­цима, комплемента (Р<0,001), показа­тель фагоцитоза (Р<0,01) были умерен­но снижены, возрастало количество IgM и IgG до 2,48±0,53 и 23,34±3,45 г/л со­ответственно.

У больных с диагностированным СТ в иммунном статусе отмечались подоб­ные изменения, но уровень IgA нахо­дился выше возрастной нормы (Р<0,001).

Интерстициальная форма силикоза у 32 рабочих сопровождалась резким (710,9±35,7 мка/мл) повышением уров­ня фибронектина плазмы, содержание Ig всех классов (кроме увеличения кон­центрации общего IgE) находилось в пределах нормы. Уровни активности ли­зоцима, комплемента, муцинового ан­тигена, показатель фагоцитирующих клеток оставались достоверно низкими.

Исследования состояния гуморально­го иммунитета у 32 рабочих с ПКЗ от действия малофиброгенного промыш­ленного аэрозоля выявили изменение всех определяемых показателей: актив­ность лизоцима, комплемента, фаго­цитирующих клеток, IgM были досто­верно снижены, уровни фибронектина плазмы, общего IgE резко повышены (Р<0,001), концентрация муцинового антигена от нормы не отличалась (табл. 2).

При развитии клиники профессио­нального легочного заболевания (ХПБ. силикоз, СТ, ПКЗ) происходят посте­пенное истощение факторов неспеци­фической защиты, активация гумораль­ного иммунитета (повышенные уровни IgM и IgG у рабочих с хроническим пы­левым бронхитом, силикозом, СТ).

Одновременно возрастает содержание уровня фибронектина в плазме как од­ного из показателей интенсивного фор­мирования соединительной ткани. Уро­вень муцинового антигена снижается только у лиц с ХПБ.

На наш взгляд, изменения гумораль­ного иммунитета у рабочих, контакти­рующих с высокими концентрациями промышленных аэрозолей, опережают развитие рентгенологических проявле­ний профессионального заболевания легких.

Приводим клинический пример, выявленный во время профилактичес­кого обследования рабочих на базе Са­марского областного профпатологического центра в октябре 1998 г.

Б-в, 52 лет. В иммунологическом статусе боль­ного были выявлены следующие изменения: по­казатель фагоцитоза — 29%, уровень IgG — 25,0 г/л, IgM— 2,5 г/л, IgA— 4,5 г/л, общего IgE — 550 МЕд/мл, активность лизоцима — 5 е.а., актив­ность комплемента — 40 е.а., концентрации му­цинового антигена 3EG5 в сыворотке — 36,7 ед/мл, фибронектина в плазме — 83,762 мка/мл, ЦИК — 120 ед.

Исследование эритроцитарных и лейкоцитар­ных антигенов дало следующие результаты: А(2), Rh+, HLA-A3, А28, В5, В22. Данные иммуноло­гического и иммуногенетического обследования были характерны для пылевых заболеваний лег­ких: выявлена предрасположенность к развитию силикотического процесса с инфекционными осложнениями.

В течение 26 лет обследованный проработал сушильщиком форм и формовочных материалов, формовщиком на Сызранском заводе тяжелого машиностроения, подвергался воздействию про­мышленного аэрозоля с содержанием свободно­го диоксида кремния до 10% (на уровне 2-3-крат­ного превышения ПДК).

На основании полученных результатов иссле­дования гуморального иммунитета пациенту было рекомендовано стационарное обследование в Са­марском областном профпатологическом центре для диагностики возможного профессионально­го заболевания легких.

При рентгенологическом исследовании орга­нов грудной клетки у него был обнаружен по всем полям выраженный интерстициальный сетчатый и линейный пневмосклероз с многочисленными узелковыми тенями. В верхних отделах легких на фоне грубого пневмосклероза определялись мно­жественные плотные очаговые тени. Корни лег­ких уплотнены, неструктурны. Справа обнаруже­на плевро-диафрагмальная спайка. Тень сердца в норме.

При определении функции внешнего дыха­ния (объемные и скоростные показатели) обна­ружены обструктивные изменения (0—1 степе­ни): ІѴС -91%, FVC -100%, FEV1 -73%, FEV1%VC -76%, PEF -34%, MEF75%VC -41%, MEF50%VC — 62%, MEF25%VC -136%, BDC — 0,32 (норма при 8Hz=0,30). На ЭКГ вы­явлены гипертрофия левого предсердия, измене­ние процессов реполяризации метаболического характера, признаки перегрузки правого предсер­дия. При исследовании мокроты (3 раза) мико­бактерии туберкулеза не определены.

На основании комплексного обследования с участием врача-фтизиатра был поставлен следу­ющий клинический диагноз: силикотубсркулез; силикоз, смешанная форма с преобладанием узел­ковой (t2q3); очаговый туберкулез верхних долей легких в виде плотных очагов фиброза; правосто­ронний адгезивный плеврит; эмфизема легких (em); микобактерии туберкулеза не обнаружены (ВК “ — “); дыхательная недостаточность II ст.. Заболевание профессиональное.

Определение показателей гумораль­ного иммунитета в комплексе с други­ми диагностическими методами позво­ляет заподозрить развитие пылевого за­болевания легких и выделить группу риска среди рабочих, контактирующих с высокими концентрациями промыш­ленных аэрозолей. Рекомендуется опре­деление показателей гуморального им­мунитета при отборе на работы, связан­ные с хроническим воздействием про­мышленных аэрозолей.

Обращает на себя внимание повыше­ние концентрации общего IgE в сыво­ротке практически у всех обследованных групп (максимальное увеличение значе­ния в 3-й группе — 549,8±20,7 МЕд/мл, в контрольной группе — 57,1 ±17,0 МЕд/мл). Уровень общего IgE повышен до вели­чин, характерных для аллергической сенсибилизации. Возможно, это связа­но с тем, что в последнее время в про­изводственной среде все большее рас­пространение получают промышленные аэрозоли сложного состава, содержа­щие, помимо диоксида кремния, раз­нообразные металлы и другие вещества, обладающие раздражающим и токсикоаллергическим действием. Данный факт позволяет предположить, что IgE участ­вует в патогенезе пылевых заболеваний легких. В дальнейшем необходимо опре­делять и уровень аллерген-специфических IgE на промышленные аллергены, с которыми контактируют работающие.

Таким образом, нарушения гумо­рального иммунитета и неспецифичес­кой резистентности организма при пы­левой патологии легких зависят от типа заболевания и являются определяющи­ми для развития инфекционных ослож­нений. После прекращения контакта с промышленными аэрозолями изменен­ные показатели гуморального иммуни­тета не восстанавливаются полностью до показателей здоровых людей.

Фибронектин, общий IgE и воспа­лительный маркер (муциновый анти­ген 3EG5), наряду с другими гумораль­ными факторами, участвуют в иммун­ном воспалении при пылевых заболева­ниях легких.

На основании результатов проведен­ных исследований рекомендуется опре­деление факторов гуморального имму­нитета и неспецифической резистент­ности у рабочих, контактирующих с высокими концентрациями промыш­ленных аэрозолей, и у больных с пыле­выми заболеваниями для точной оцен­ки динамики патологического процесса и оценки риска развития инфекцион­ных осложнений.

About the authors

A. V. Zhestkov

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files