Введение

Муковисцидоз (МВ) - одно из наиболее частых моногенно наследуемых заболеваний с полиорганнной манифестацией. Эта патология приобретает в последние годы важную медико-социальную значимость в нашей стране, что можно связать с одной стороны с низкой продолжительностью жизни больных (до 40 лет), ранней инвалидизацией, необходимостью постоянного проведения лечебных мероприятий и диспансерного наблюдения, проблемами выявления и диагностики, полимедикаментозным лечением данного контингента больных, дороговизной жизненно-важных медикаментов, обязательностью обучающих программ, а с другой стороны со значительным прогрессом как в области ранней, вплоть до пренатальной, диагностики, так и, особенно, в терапии, включая генную инженерию [1, 6, 21, 25].

В развитых странах в последние годы отмечается рост числа больных МВ подросткового, юношеского возраста и взрослых, что свидетельствует о постепенной его трансформации из, безусловно, фатального заболевания детского возраста в хроническую патологию взрослых.

Частота МВ колеблется среди представителей европеоидов от 1:600 до 1:12000 новорожденных, в США число больных МВ превышает 30000, в том числе взрослых около 50%, а в странах Западной Европы больных МВ - более 35000. В Российском центре МВ на учете состоит 1600 больных, при этом процент взрослых в настоящее время не превышает 12%. Наши ориентировочные расчеты показывают, что число больных МВ в РФ должно быть около 8000. Средняя продолжительность жизни этих больных в развитых странах равнялась в 1969 году 14 годам, в 1990 - 28 лет, в 1996 году - 31 год, в 2000 - 32 года, в РФ она была в 1997 году 16 лет, а в 2001 году - 24 года [1]. В настоящее время обсуждается вопрос о создании методик мониторирования процессов старения, обработки клинической, антропометрической, генетической и другой информации, позволяющих предотвращать и лечить болезни пожилого возраста, которые осложняют течение МВ.

В последнее десятилетие достигнут колоссальный успех в области генетических исследований МВ. Это очень важно не только в перспективе его генной терапии, но и возможности первичной профилактики, то есть предупреждения рождения больного MB в перспективных и информативных семьях, что в настоящее время может быть гарантировано практически в 100% случаев. Эффективная дородовая ДНК-диагностика МВ осуществляется в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону, Томске, Уфе. Кроме того, безусловно, ДНК-обследование помогает в дифференциальной диагностике сложных форм MB, определении характера течения болезни и, наконец, возможности новых этиопатогенетических подходов к ее лечению [3, 5, 6].

Генетика

Ген CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator - муковисцидозный трансмембранный регулятор проводимости) был идентифицирован в 1989г. в результате генетического анализа и позиционного клонирования. Ген CFTR человека расположен на длинном плече хромосомы 7 в области q31, имеет протяженность около 250 т. п. н. и включает 27 экзонов. CFTR относится к суперсемейству АТФ-связывающих протеинов и является трансмембранным белком, располагающимся на поверхности большинства эпителиальных клеток и функционирующим как цАМФ-зависимый хлорный канал. CFTR также участвует в других процессах, таких как регуляция других ионных каналов и мембранный транспорт. CFTR состоит из двух мембран-связанных доменов (MSD1 и MSD2), двух нуклеотид-связывающих доменов (NBD1 и NBD2) и центрального, внутриклеточного регуляторного домена (R домен) с многочисленными сайтами фосфорилирования.

На сегодняшний день выявлено более 1200 мутаций гена, ответственных за развитие симптомов MB, из которых большинство являются редкими или даже уникальными [3, 44]. Проведенные в 1989-2000гг мультицентровые исследования с участием отечественных ученых (Н.И.Капранов, Е.К.Гинтер, В.С.Баранов) охватили 17 стран Центральной и Восточной Европы, включая Россию. В результате этих исследований определены спектры и частоты МВ мутаций, характерные для этих стран, выявлены 33 частые мутации в гене CFTR. Наиболее распространенной мутацией является делеция трех нуклеотидов в 10 экзоне, приводящая к потере остатка фенилаланина в 508 положении молекулы белка (F508del). Относительная доля этой мутации составляет около 66% всех МВ хромосом обследованных в мире, около 45% всех больных МВ являются гомозиготами по мутации F508del. Несколько мутаций являются частыми в определенных популяциях: W1282X у евреев-ашкенази, 2143delT в Германии, Y122X в Исландии, T338I в Сардинии, а 2183AA>G и R1162X в Северо-восточной Италии [3]. В России наиболее часто встречаются следующие МВ мутации: F508del (52%), CFTRdele2,3(21kb) (6,3%), N1303K (2,4%), 2184insA (1,8%). 2143delT (2,0%), W1282X (2,7%), G542X (1,9%), 3849+10kbC-T (1,5%), R334W (0,7%), S1196X (0,5%) (Табл. 1), но общая доля МВ мутаций, идентифицированных у российских больных, составляет всего около 75% всех обследованных мутантных хромосом.

Влияние специфической CFTR мутации на тяжесть заболевания зависит от различных факторов таких, как тип мутации (миссенс-мутации, делеционный сдвиг рамки и т.д.), воздействия мутации на структуру и функцию (класс мутации) и положения мутации внутри гена (локализация в функциональных или структурных регионах). Наличие других генетических вариантов внутри одного и того же аллеля также может значительно влиять на фенотипическое проявление, как, например, в случае с мутацией R117H [44].

Мутации гена CFTR можно подразделить на пять или шесть общих классов в зависимости от типа известного или предполагаемого молекулярного нарушения (таблица 2) [40, 42, 44]. Мутации, результатом которых является нарушение транскрипции мРНК (класс I), приводят к синтезу нефункционального протеина и эквивалентны "нуль"-мутациям. Это нонсенс-мутации, мутации сдвига рамки вследствие делеций или инсерций и мутации, приводящие к альтернативному сплайсингу.

Частота некоторых мутаций этой группы превышает 2% среди МВ хромосом во многих обследованных популяциях: W1282X, R553X и G542X. Мутации класса II характеризуются нарушением процессинга или транспорта CFTR белка, что приводит к деградации молекул в эндоплазматическом ретикулуме: молекула белка не достигает эпителиальной мембраны. Самой распространенной мутацией этого типа является мутация F508del, обнаруживаемая в 70-80% МВ хромосом в Северной Европе и Америке и в 50-55% МВ хромосом в Южной Европе и Италии. Мутации класса III нарушают регуляторные домены CFTR белка. К этому типу относится мутация G551D, распространенная в Северной Европе.

В результате мутаций III класса, приводящих к дефектной активации белковых молекул вследствие нарушений связывания АТФ или гидролиза в нуклеотид-связывающих доменах (NBD), на клеточной мембране образуется нормальное количество нефункционального белка CFTR. Мутации класса IV изменяют ионную проводимость хлорного канала и таким образом уменьшают время открытия каналов и ионный поток. Большинство мутаций класса 4 - это миссенс-мутации. Мутации IV класса, как R117H и R347P, нарушают функцию проведения хлора и ассоциированы с пониженной остаточной функцией белка МВТР. К классу V относятся мутации, которые приводят к снижению уровня нормальной мРНК или нормального функционального белка вследствие нарушения сплайсинга, открытия криптических сайтов или снижения уровня транспорта молекул белка МВТР. Например, это полиморфизм IVS8polyT, в случае аллеля 5T количество мРНК, образованной в результате альтернативного сплайсинга варьирует в пределах от 5-90% и данный аллель рассматривается как мутация. Мутация 3849+10kbC-T приводит к образованию скрытого сайта инициации, в результате синтезируется мРНК с дополнительным экзоном, кодирующим 38 аминокислотных остатков. Некоторые мутации могут нарушать регуляторное действие, которое CFTR оказывает на другие ионные каналы клетки (мутации класса VI).

Таким образом, мутации разных классов оказывают разные эффекты на белок CFTR. В общем, мутации I-III классов гораздо более серьезно нарушают функцию CFTR, чем мутации IV или V классов, и ассоциированы с классическим МВ. Но следует отметить, что одна и та же мутация может быть связана более, чем с одним механизмом нарушения функции CFTR канала: так мутация G551D как мутация III класса нарушает активацию хлорного канала, а как мутация VI класса - свойства CFTR регулировать другие ионные каналы [25, 40, 42, 44].

Эти различия механизмов нарушения молекулярной функции CFTR в зависимости от типа мутации следует учитывать при разработке новейших терапевтических технологий, направленных на "остановку" патофизиологического процесса при MB на ранней стадии: ингаляционные аминогликозиды применяются при мутациях 1 класса, фенилбутират и циклопентинксантин - II класса, генестин - III класса и др. Подробнее об этих новых подходах к патогенетической коррекции основного дефекта при МВ будет сказано ниже.

Огромное количество CFTR мутаций, различное влияние этих мутаций на функцию белка и широкий спектр фенотипических проявлений стимулировали изучение корреляции между молекулярным дефектом в гене CFTR и клинической гетерогенностью заболевания. В ряде работ было показано, что наиболее тяжелая и ранняя манифестация наблюдается у больных - гомозигот по мутации F508del (частота которой, в среднем, по России составляет 53%) [4, 6]. Как показали наши наблюдения, больные, у которых отсутствует мутация F508del, отличаются наибольшим клиническим полиморфизмом, т.е. наряду с тяжелыми формами, ранней манифестацией и ранним неблагоприятным исходом, наблюдаются относительно благоприятные формы болезни, диагностируемые в старшем детском и подростковом возрастах. Изучение корреляции между генотипом и фенотипом, проведенное нами в течение последних 4-х лет, свидетельствует, что больные МВ с мутациями F508del, CFTRdele2,3(21kb), G542X, N1303K, W1282X имели более тяжелое течение с развитием ряда осложнений и обязательной внешнесекреторной недостаточностью поджелудочной железы. Гомозиготы по мутации F508del, гетерозиготные компаунды по мутациям F508del и CFTRdele2,3(21kb) характеризовались ранней манифестацией, высокими уровнями хлоридов пота, наличием выраженной панкреатической недостаточности, тяжелым поражением бронхолегочной системы. Среди больных с МВ генотипом F508del/CFTRdele2,3(21kb) выявлялась более низкая частота высева P. aeruginosa (p<0,05) и более высокая встречаемость мекониального илеуса и желчнокаменной болезни по сравнению с гомозиготами по мутации F508del. При наличии мутации R334W выявлено относительно легкое течение заболевания, которое характеризовалось поздней манифестацией, отсутствием панкреатической недостаточности, медленным прогрессированием поражения бронхолегочной системы и без осложнений со стороны желудочно-кишечного тракта [8].

Недостаточность экзокринной функции поджелудочной железы наблюдается у 85-90% больных МВ. По данным Международного консорциума по муковисцидозу нарушение панкреатической функции у больных МВ тесно связано с CFTR генотипом [3]. Еще до клонирования гена CFTR было обнаружено, что сохранение функции поджелудочной железы ассоциировано со специфическими гаплотипами полиморфизмов, сцепленных с геном заболевания, у больных МВ [15, 20]. Тесная зависимость между CFTR генотипом и панкреатическим фенотипом подтверждена внутрисемейной конкордантностью панкреатического статуса в МВ семьях, у МВ сибсов и у МВ моногизиготных близнецов. Вскоре после клонирования гена МВТР конкордантность недостаточности функции поджелудочной железы была обнаружена практически у всех описанных МВ больных, гомозиготных по мутации F508del, подтверждая тесную связь между панкреатическим статусом и CFTR генотипом. Была идентифицирована группа мутаций, ассоциирующих обычно с сохранностью функции поджелудочной железы, и эти мутации определены, как "мягкие" в отношении статуса поджелудочной железы: G85E, G91R, R117H, E193K, P205S, R334W, T338I, R347P, R347L, R347H, R352Q, A455E, S492F, S459N, P574H, D579G, 711+5G>A, C866Y, F1052V, H1054D, R1066H, G1349D, 2789+5G>A, 3849+10kbC-T [20, 42]. Мягкие мутации - это обычно миссенс-мутации в экзонах 5, 7 и 17 в гене МВТР, приводящие к аминокислотной замене в первом и втором трансмембранных доменах (Табл. 3). "Мягкие" мутации обладают доминантным эффектом, т.к. они ассоциированы с остаточной экзокринной функцией и сохранностью поджелудочной железы даже у пациентов, несущих тяжелую мутацию во второй CFTR аллеле.

Муковисцидоз считают типичным моногенным, аутосомно-рецессивным генетическим заболеванием. Однако отсутствие прямой взаимосвязи между мутациями в CFTR гене и клиническими проявлениями заболевания предполагает, что серия факторы (отличные от CFTR гена) могут влиять на клиническую картину заболевания на уровне нарушения функции желудочно-кишечного тракта, дыхательной системы и печени.

Связь между легочными осложнениями и CFTR генотипом спорна. Несколько групп исследователей предполагают, что осложнения легких впрямую зависят от CFTR генотипа: 1) при миссенс-мутациях (R117H и A455E) развивается более легкое поражение легких; 2) больные МВ, гомозиготы по мутации F508del, и гетерозиготные компаундны по мутациям F508del и нонсенс-мутациям в регионах, кодирующих нуклеотид-связыващие домены (NBF), более чувствительны к инфекции P.aeruginosa и 3) все МВ больные, гомозиготные по F508del мутации, имеют тяжелые поражения легких [34].

Кроме того, обнаружено, что у МВ больных, имеющих мягкие мутации и сохранную функцию поджелудочной железы, наблюдается менее тяжелое поражение легких и риск колонизации P.aeruginosa у них ниже, что предполагает взаимосвязь между проявлением нарушений функции поджелудочной железы и функцией легких. Однако по данным других авторов характер поражения легких, в отличие от характера поражения поджелудочной железы, впрямую не зависит от CFTR генотипа [15]. Дискордантность между степенью поражения легких и CFTR генотипом подтверждается рядом исследований. Во-первых, тяжесть патологических процессов в легких различается у больных с одинаковым генотипом, гомозиготных или гетерозиготных компаундов по мутации F508del. Во-вторых, степень поражения легких гетерогенна у МВ больных, гомозиготных по нонсенс-мутациям, хотя МВТР-мРНК не выявляется у этих больных в клетках легочного эпителия. Например, мягкое поражение легких наблюдалось у пациентов с нонсенс-мутациями такими как R553X и G542X. В то же время, у пациентов, гомозиготных по мутации W1282X, описано тяжелое поражение легких, также как и у больного, гомозиготного по нонсенс-мутации R1158X, а у компаундной гетерозиготы по мутации R1158X наблюдался мягкий фенотип [34]. Наконец, гетерогенность тяжести поражения легких описана у дизиготных близнецов и сибсов [11]. Эти данные свидетельствуют в пользу того, что тяжесть поражения легких может определяться также и действием других факторов, помимо CFTR фенотипа, т.е. факторами окружающей среды, чувствительностью к терапии и генетическими факторами, наследуемыми независимо от CFTR генотипа.

В последние два года многие группы занимались поисками кандидатных генов, модулирующих степень поражения легких. Для этого были исследованы полиморфные аллели различных генов: первоначальным объектом исследования были гены, вовлеченные в процессы локальной и адаптивной иммунологической защиты и воспаления.

Гены главного комплекса гистосовместимости (MHC) играют важную роль в иммунной защите и аллергической реакции. MHC гены класса II расцениваются как возможные модификаторы легочного фенотипа посредством воздействия на уровни специфичных IgE и степени чувствительности к хронической колонизации P.aeruginosa. Более тяжелое поражение легких связано с полиморфизмами, которые приводят к высокому уровню анти-P.aeruginosa IgG3 [34, 44]. Среди больных МВ высокая вероятность колонизации P.aeruginosa отмечена при DR7 аллеле, а низкая - при DR4 аллеле.

Фактор некроза опухолей ? (TNF-?) - потенциальный иммуномодулятор и провоспалительный цитокин. Полиморфизмы в гене TNF-?, по-видимому, имеют отношение к патогенезу различных аутоиммунных и инфекционных болезней. Двухаллельный полиморфизм (-308G>A) влияет на уровень транскрипции TNF-?. Более тяжелое поражение легких описано у больных МВ, имеющих аллель (-308 A), ассоциированный с высокой экспрессией TNF-? [7]. Этот аллель также ассоциирован с повышенным риском хронического бронхита у не-МВ больных. TNF-? ген расположен между локусами MHC класса I и MHC класса II, поэтому, наблюдаемая ассоциация может быть обусловлена неравновесием по сцеплению между аллелем TNF-? и аллелями системы MHC [23].

Тяжелое поражение легких у больных МВ обнаруживает ассоциацию с полиморфизмами в гене глутатион-S трансферазы М1, которые определяют низкий уровень фермента, вовлеченного в детоксикацию гидропероксидов, образующихся в результате оксидативного стресса. Идентифицированы три GSTM1 аллеля: GSTM1*A, GSTM1*B и GSTM1*0. Примерно от 40% до 65% людей гомозиготны по делеции целого гена (GSTM1*0) и, следовательно, у них не образуется протеин. Т.Э.Иващенко, Баранов В.С. с коллегами исследовали частоту аллеля GSTM1*0 у больных МВ и отметили значимую ассоциацию между гомозиготностью по нулевому аллелю и ранней манифестацией МВ, а также более тяжелым клиническим течением (низкие баллы по Швахману и более высокие показатели рентгенологического индекса грудной клетки по Криспину-Норману). Следует заметить, что GSTM1 экспрессируется в печени, и очень слабо синтезируется в легких [3].

Оксид азота II (NO) - важный фактор в клеточной сигнализации, уничтожении патогенов и релаксации гладкой мускулатуры. NO синтезируется группой энзимов, называемых синтазами оксида азота II (NOS). Поскольку NO играет важную роль в подавлении бактериальной активности, снижение уровня NO может привести к повышению риска инфекции. Уровень выделяемого NO при МВ понижен. При анализе размера тринуклеотидного ААТ повтора в интроне 20 гена NOS1 у больных МВ было показано, что снижение образования NO, обусловленное аллелями с большим числом повторов в гене NOS1, делает больных МВ более чувствительными к колонизации дыхательных путей P.aeruginosa и Aspergillus fumigatus [44].

Тяжелые поражения легких описаны у МВ больных, имеющих низкие уровни маннозо-связывающего лектина 2 (MBL2), протеина, участвующего в опсонизации и фагоцитозе микроорганизмов [34, 44]. Было показано, что MBL аллели, обусловливающие низкую сывороточную концентрацию MBL, ассоциируют с повышенным риском инфекции различного типа. Три миссенс-мутации в экзоне 1 гена MBL ассоциируют со снижением концентрации MBL в сыворотке: Gly54Asp (G54D), Gly57Glu (G57E) и Arg52Cys (R52C). Несколько нуклеотидных замен в промоторном регионе также могут влиять на уровень сывороточного MBL. Смертность и необходимость в трансплантации легких были выше у больных с вариантными аллелями MBL.

При анализе полиморфизмов в гене трансформирующего фактора роста ?1 (TGF- ?1) у МВ больных, имеющих одинаковый генотип, обнаружили, что мутация в кодоне 10 этого гена является фактором риска развития более тяжелого клинического течения у больных МВ [34, 44].

Другая группа исследований была сфокусирована на роли -1 антитрипсина (А1АТ), как предполагаемого модификатора степени поражения легких при МВ. Одни авторы нашли, что дефицитные варианты 1 антитрипсина также ассоциированы с ранним началом легочной колонизации Pseudomonas aeruginosa и высоким тотальным уровням IgG. Тогда как Mahadeva с соавт. обнаружили значимо более сохранную функцию легких у больных МВ, имеющих дефицитные аллели 1 антитрипсина [21].

Третья группа исследований изучала гены, кодирующие белки сурфактантного слоя дыхательных путей. Высокий риск бактериальной колонизации был описан у больных МВ с мутациями в генах 1 и 2 сурфактантных белков. Smith с соавт. [37] обнаружили солечувствительную антибактериальную активность в эпителиальном слое дыхательных путей, обусловленную несколькими антимикробными протеинами, такими как бета-дефенсины человека 1 и 2 (hBD1 и hBD2), лактоферрин, лизоцим, гистатин и кателицидин. hBD1 и hBD2 рассматриваются как модуляторы инфекции дыхательных путей. Предполагают, что экспрессия hBD2 может быть индуцирована воспалением, тогда как hBD1, по-видимому, включается и экспрессируется независимо от воспаления. В исследовании под руководством J.J.Cassiman в Левене была продемонстрирована высокая частота полиморфизмов в генах hBD1 и hBD2 у больных МВ и у здоровых индивидов. Сейчас изучают возможную связь этих полиморфизмов с биологической активностью бета-дефенсинов [34].

Во многих исследованиях не удалось обнаружить значимой ассоциации между специфической CFTR мутацией или классом мутаций и развитием болезни печени. Ряд данных предполагает, что риск развития поражения печени у больных МВ зависит от иных генетических факторов: так Duthie с соавт. показали значимое различие частоты аллеля DQw6 генов главного комплекса гистосовместимости у пациентов с поражением печени в сравнении с больными без поражения печени или здоровым контролем; Feingold с соавт. обнаружили значимую ассоциацию недостаточности маннозо-связывающего лектина (MBL2) с высоким риском тяжелого поражения печени у больных МВ; Friedman с соавт. обнаружили, что мутации Z и S гена ингибитора протеаз (А1АТ) приводят к возрастанию риска тяжелого поражения печени, а также вывили, что мутации в генах А1АТ и маннозо-связывающего лектина действуют, как независимые факторы риска для поражения печени при МВ, и что аллельный вариант TGF- , приводящий к повышенной экспрессии белка, взаимодействует с мутациями гена А1АТ, повышая частоту поражения печени при МВ [34, 44].

Исследования связи между CFTR генотипом и мекониальным илеусом дают противоречивые результаты. Анализ пяти полиморфизмов хромосомы 19, включая два (D19S408 и D19S412), у пар МВ сибсов, дискордантных по степени поражения желудочно-кишечного тракта, подтвердил, что некий локус в регионе 19q13 модулирует проявление мекониального илеуса [45], но не вовлекается в модулирование степени поражения легких. Имеются сведения о возможной роли гена гемохроматоза, как модифицирующего локуса для проявления мекониального илеуса. У больных с мутацией C282Y в гене гемохроматоза в анамнезе чаще встречался мекониальный илеус, но авторы заключили, что результат должен быть проверен на большей выборке [32].

Исследований по выявлению модификаторов проявления гена МВ и их роли немного. Вместе с тем, выявление возможных модификаторов клинических проявлений МВ в недалеком будущем будет иметь важное значение для новых терапевтических стратегий путем воздействия на идентифицированные протеины или на пути их обмена.

Патогенез и клиническая картина

Изучение иммунного статуса при МВ показало, что гуморальное звено иммунитета у этих больных не страдает, и, как правило, дает гипериммунный ответ. Однако у них наблюдается снижение сектеторного компонента sIGA, противовирусного иммунитета, интерферонообразования, количества макрофагов и их функции ("спящие макрофаги"), фагоцитарной функции лейкоцитов [6]. Эти изменения в иммунном статусе больных МВ диктуют необходимость максимального приближения лечебных и реалибитационных мероприятий к домашним и / или амбулаторным условиям, о чем будет сказано ниже.

Изменения со стороны бронхолегочной системы обычно появляются в первые недели или месяцы жизни ребенка в виде гипертрофии бронхиальных слизистых желез и гиперплазии бокаловидных клеток. Результатом этих ранних изменений является обтурация периферических дыхательных путей. Вязкий бронхиальный секрет, представляющий собой очень концентрированный перенасыщенный раствор, тормозит движения ресничек эпителия бронхов, а компоненты секрета легко выпадают в осадок. В результате нарушается механизм самоочищения бронхов. Это способствует росту патогенной флоры и развитию воспаления, бронхиолитов и бронхитов. В течение первого года жизни или позднее, часто после вирусной инфекции, снижающей эффективность локальных механизмов противомикробной защиты, в нижние отделы респираторного проникает большое количество различных патогенных микробов [5, 6].

Хроническая респираторная инфекция обычно развивается очень рано и играет определяющую роль в заболеваемости и смертности, являясь причиной летального исхода у более чем 90% больных [13, 21].

Наиболее распространенными являются St.aureus, H.influenzae и P.aeruginosa (мукоидная и немукоидная форма). В последнее время возросла роль Burkholderia cepacia, характеризующаяся полирезистентностью к антибиотикам, E.coli, Klebsiella pneumonia, Stenotrophomonas maltophilia, Acinetobacter anitratus и ряда других микробных агентов [2, 5, 6, 21].

Патогенез хронической легочной инфекции P.aeruginosa при МВ классифицируется как III тип реакции гиперчувствительности, характеризующийся продукцией антител против большого числа бактериальных антигенов, иммунных комплексов и большого числа нейтрофилов [16, 22]. Колонизация P.aeruginosa вызывает выраженный воспалительный ответ, сопровождаемый высвобождением большого числа цитокинов, таких как интерлейкин-8 (ИЛ-8), который является хемоатрактантом нейтрофилов. Изначально немукоидные штаммы вскоре трансформируются в мукоидные с формированием биофильма вокруг микроколоний, что делает их резистентными к фагоцитам и ограничивает пенетрацию антибиотиков [22].

P.aeruginosa встречается повсюду, где обитает человек, окруженный водными резервуарами и является оппортунистическим патогеном. Редко она изолируется от здоровых людей. При МВ P.aeruginosa высевается часто из мокроты и/или жидкости бронхоальвеолярного лаважа (ЖБАЛ) во всех возрастных группах [12, 13, 17, 26]. Регистр США показал, что у 1/3 больных в возрасте 2-5 лет и у 82% в возрасте 26-30 лет в бронхиальном секрете обнаруживается P.aeruginosa [12]. Аналогичные данные получены и по Европе. Различные методы типирования возбудителя подтверждают, что возможна передача P.aeruginosa от больного к больному, но чаще она происходит через средовые резервуары. Некоторые центры МВ стремятся изолировать больных с P.aeruginosa от пациентов без нее и проводить гигиенические мероприятия деконтаминации средовых резервуаров P.aeruginosa, включая небулайзеры и другое медицинское оборудование, трубы раковин, ванн и туалетов. Дополнительно производится дезинфекция рук больных МВ и обслуживающего их персонала. В настоящее время проводятся научные исследования по эффективности вакцинации против P.aeruginosa [17].

Хронической инфекции P.aeruginosa предшествуют месяцы и даже годы интермитирующей или низкой степени колонизации, когда, либо совсем нет, либо слабо выражена симптоматика бактериальной инфекции нижних дыхательных путей. Повышение уровня специфических антител может отражать антигенную нагрузку из-за пролиферативного роста P.aeruginosa микроколоний. Альтернативно, взаимодействие специфических антител с P.aeruginosa антигеном может активировать комплемент с привлечением и активацией нейтрофилов.

Высокореактивные образцы молекулярного О2 продуцируемого во время НАДФ-зависимых радикалов О2 взрыва этих клеток может активировать P.aeruginosa гены, кодирующие продукцию альгината. Клинические исследования по влиянию агрессивной антибиотикотерапии (АТ) при инфицировании P.aeruginosa, начатые в 1980-е годы, показали, что АТ может блокировать или, по крайней мере, замедлить переход от ранней колонизации к хронической инфекции. Она ведет к значительному уменьшению частоты высеваемости P.aeruginosa у больных МВ, большая часть которых длительное время может оставаться свободной от инфекции P.aeruginosa. Это время может быть еще более увеличено в будущем, т.к. есть данные об эффективности макролидов по снижению способности P.aeruginosa продуцировать альгинат [26].

Хроническое воспаление неизбежно ведет к повреждению легочных структур. Выраженное воспаление определяется уже у трети больных МВ грудного возраста. В ответ на воспаление стенки бронхов реагируют утолщением, изменяя геометрию, и увеличением числа гладкомышечных клеток бронхов, причем воспалительный процесс более выражен в периферических дыхательных путях. Как результат - изменение их геометрии более тяжелое, чем в крупных бронхах. Толщина стенок бронхов на периферии у больных МВ, подвергнувшихся легочной трансплантации более, чем в три раза толще, чем у курильщиков, оперированных по поводу новообразования легких. Утолщение стенки бронхов у больных МВ в конечной стадии болезни также выражено, как у астматиков, умерших в астматическом статусе.

Следует отметить, что в настоящее время при МВ компьютерная томография является более чувствительным методом для выявления структурных нарушений, таких как утолщение стенок бронхов, кист, бронхоэктазов и ателектазов, чем обычное рентгенологическое исследование грудной клетки [39].

Бактериальное заселение бронхиального дерева P.aeruginosa, как указывалось выше, происходит в раннем возрасте. Конверсия P.aeruginosa в мукоидные штаммы обычно происходит спустя несколько лет. Применение низких доз антибиотиков, плохое питание, дегидратация - факторы, способствующие этому переходу. Появление мукоидного штамма, как правило, сопровождается прогрессирующим снижением показателей функции внешнего дыхания (ФВД) и ухудшением общего состояния. Мукоидные штаммы характеризуются гиперпродукцией экзополисахаридов и альгината. Последний может образовывать биофильм, который окружает микроколонии P.aeruginosa и защищает их от действия антибактериальных препаратов. В настоящее время получены данные о том, что в образовании биофильма участвуют 2 независимых патологических механизма: специфическая система опознавания (quorum-sensing system) и продукция мукоидного экзополисахарида/альгината. Первый регулируется генетическими элементами, такими как: LasR и LasI, которые осуществляют связь между клетками, путем внеклеточных химических сигналов Aacyl-Homoserine Lactoues (AHL) [30].

Рост бактерий в бронхиальном дереве у больных МВ индуцирует значительный выброс нейтрофилов, и в ответ на воспаление возрастает экспрессия провоспалительных цитокинов ИЛ-1В, TNF-?, ИЛ-6, ИЛ-8. Транскрипция провоспалительных цитокинов, как недавно было показано, регулируется ядерным фактором - NF-kB и AR1-транскрипциогенным фактором белка активатора. Повышенная экспрессия этих цитокинов сопровождается уменьшением экспрессии ИЛ-10 - антивоспалительного цитокина [30]. Гиперпродукция провоспалительных цитокинов стимулирует мобилизацию нейтрофилов и их скопление в бронхолегочной системе. Дериваты этих гибнущих нейтрофилов - эластаза, протеаза, оксидазы и цитокины могут непосредственно разрушать легочные структуры, воздействуя на эластин и структурные белки. Кроме того, эластаза нейтрофилов - потенциальный стимулятор продукции ИЛ-8 и бронхиального секрета. Клиническим проявлением порочного круга: инфекции, воспаление и повреждение тканей легких, является прогрессирующее снижение функциональных показателей дыхания [30].

Оценке физического статуса при МВ придается огромное значение. Снижение темпов роста или потеря массы является индикатором неблагополучия при этом заболевании. Многими авторами была выявлена тесная связь между продолжительностью жизни и массой тела. Отставание физического развития при МВ определяется многими факторами. Главными среди них можно считать хроническую панкреатическую недостаточность, ведущую к энергетическим потерям со стулом, а также повышенные энергетические потребности, постоянно увеличивающиеся с ухудшением легочной функции. Отрицательный энергетический баланс у больных МВ возникает, если поступающая в организм пища не покрывает дополнительные энергетические затраты. Недостаточность питания, неблагоприятно сказывается на течении бронхолегочного процесса. Показано, что недоедание приводит к ослаблению дыхательных мышц, нарушает репарацию дыхательных путей и сопровождается дисфункцией иммунной системы [36].

Проведенные нами клинические наблюдения свидетельствуют о снижении массы тела у 70,3% больных, роста - у 38,0%, уменьшении мышечной силы у 86% обследованных больных МВ. Средние показатели физического развития у 365 больных в возрасте от 2 месяцев до 18 лет, наблюдающихся в Российском центре муковисцидоза (Москва), в 2002 году по всей группе составили 83,4+4,2 % по массе и 97,3+1,8 % по росту относительно средних показателей здоровых детей того же возраста и пола. Массо-ростовой индекс (фактическая масса / идеальная масса по росту и полу х 100%) был снижен и составил в среднем 87,5+2,6%. Лучшие показатели по массо-ростовому индексу отмечались у детей в возрасте 4-6 лет (90,31+2,20%), а также у мальчиков, по сравнению с девочками [8].

Известно, что у 85-90% больных МВ (по нашим данным у 95,3%) встречается экзокринная недостаточность поджелудочной железы, которая проявляется в основном в нарушении ассимиляции жира и стеаторее той или иной степени. Нарушение стула встречается уже с первых дней жизни у 47,3%, а к году - у 76,6% больных МВ [8, 36].

В связи с этим среди больных МВ широко распространен дефицит жирорастворимых витаминов, бета-каротина и полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Нарушение всасывания липофильных антиоксидантов усугубляет системный оксидативный стресс, усиливает повреждение органов и тканей свободными радикалами, а также способствует чрезмерному воспалительному ответу. Оксидативный стресс и, как следствие, интенсивное перекисное окисление липидов может усугублять недостаточность ПНЖК, что приводит к изменению состава мембраны клеток иммунной системы и нарушает их активность.

У больных МВ отмечается хорошее всасывание углеводов, однако метаболизм их может быть нарушен, вплоть до развития в старшем возрасте сахарного диабета [21]. В Российском центре нарушение толерантности глюкозы выявлено у 53% больных (от 2 мес до 18 лет), а инсулинозависимый сахарный диабет (муковисцидозозависимый тип), как манифестная форма эндокринного поражения поджелудочной железы, - у 1% больных [8].

Считается, что поражение гепатобилиарной системы является прямым следствием основного дефекта при МВ. Несмотря на то, что признаки фиброза в печени той или иной степени встречаются практически у всех больных МВ, однако эти изменения только у 5-10% больных приводят к развитию билиарного цирроза печени с синдромом портальной гипертензии, требующего хирургического лечения [21, 24]. Эхографические признаки изменения гепатобилиарной системы, наблюдались нами у 92% больных муковисцидозом. Желчнокаменная болезнь отмечалась у 1,9% больных, причем частота холелитиаза не зависела от пола, но нарастала с увеличением возраста пациентов. Так до 6 лет желчнокаменная болезнь не встречалась ни у одного ребенка, в возрасте от 7 до 14 лет - у 2,33%, старше 15 лет - у 4,08%. Из 423 детей больных МВ у 32 (7,5%) по данным комплексного клинико-функционального обследования был выявлен билиарный цирроз печени, с развитием синдрома портальной гипертензии у 54% из них. Средний возраст установления диагноза "цирроз печени" по всей группе составил 8,5 лет (от 3 лет 3 месяцев до 14 лет 7 месяцев). Возраст развития синдрома