Легкие здорового человека стерильны ниже 1-го бронхиального деления. Стерильность поддерживается, несмотря на постоянное присутствие бактерий и вирусов в воздухе. Клетки, выстилающие дыхательные пути, покрыты тонким слоем (30 мкм) жидкости, состоящей из протеаз / антипротеаз, оксидантов / антиоксидантов, естественных антибиотиков и антител. Эта система биологически активных веществ работает согласованно, инактивируя или разрушая патогены, попадающие в легкие. Кроме того, координированная работа циллиарного аппарата обеспечивает механическое удаление патогенов и инородных частиц с поверхности дыхательных путей. Неспецифические механизмы защиты дополняются иммунными механизмами. При этом сигнальные молекулы, содержащиеся в поверхностной легочной жидкости, участвуют в регуляции активности клеток иммунной системы [3].

У больных МВ нарушается работа всех звеньев локальной защиты легких. Образование вязкого соленого секрета и нарушение работы реснитчатого эпителия приводят к снижению мукоцилиарного клиренса, застою мокроты и обструкции дыхательных путей. Высокая концентрация хлоридов в легочной жидкости инактивирует естественные антибиотики (β-дефензин 1 и 2, лизоцим, лактоферин, секреторный лейкопротеиназный ингибитор, секреторная фосфолипаза А2, кателицидин LL.37).

Изменение ионного транспорта и гиперполяризация цитоплазматической мембраны вызывают нарушение защитной функции эпителиальных клеток, которые теряют способность к связыванию и интернализации патогенных микроорганизмов. Кроме того, эпителий дыхательных путей больных МВ не способен продуцировать достаточное количество оксида азота, который вместе с фактором некроза опухоли (TNF-α) является основным фактором защиты на первых этапах бактериальной колонизации. Описанные выше нарушения ослабляют локальную защиту легких и способствуют развитию инфекции [4].

Длительная антигенная стимуляция, вызванная персистенцией в дыхательных путях стафилококка и синегнойной палочки, ведет к развитию гиперчувствительности с повреждением легочной ткани и включением иммунных механизмов. Рецидивирующие бактериальные инфекции, размножение и распространение бактерий у больных МВ стимулируют хронические воспалительные процессы в легких, характеризующиеся значительным скоплением нейтрофилов в дыхательных путях. Выраженный воспалительный ответ в нижних дыхательных путях у больных с хронической колонизацией Pseudomonas aeruginosa может вызывать деструкцию легочных структур вследствие высвобождения кислородных радикалов и протеаз, в частности эластазы нейтрофилов в больших концентрациях [5]. Нейтрофильная эластаза (НЭ) среди медиаторов воспаления, секретируемых активированными нейтрофилами, имеет наибольшее значение в патогенезе МВ. В опытах на животных показано, что очищенная НЭ вызывает обширное эмфиземоподобное повреждение легких. Этот фермент разрушает структурные белки легких, в т. ч. коллагены 1–4-го типов, фибронектин, протеогликаны и эластин. Последний является важным компонентом сосудистой стенки, определяющим ее упругость, а также отвечает за растяжимость легочной ткани. Продукты расщепления эластина (десмозины) обнаруживаются в моче больных МВ. При этом уровень десмозинов коррелирует с тяжестью заболевания легких. НЭ стимулирует высвобождение интерлейкина-8 (IL-8), таким образом, мобилизуя еще большее количество нейтрофилов в легкие и обеспечивая бесконечный цикл воспаления, ведущий к освобождению НЭ. Помимо структурных белков НЭ разрушает защитные компоненты, такие как сурфактанты, естественные антибиотики, иммуноглобулины, иммунные комплексы, компоненты комплемента. Кроме того, свободная НЭ повреждает бронхиальный эпителий и клетки иммунной системы, что облегчает бактериальную колонизацию [6]. Уровень НЭ в мокроте и в бронхоальвеолярной жидкости часто используют как маркер воспаления в легких у больных МВ, и ее степень коррелирует с тяжестью процесса, определенной по данным функции внешнего дыхания (ФВД) или по балльной оценке рентгенографии легких. Следует отметить, что признаки воспалительного процесса в легких больных МВ могут быть выявлены даже в случае отсутствия инфекции. Так, высокий уровень IL.8 и повышенная активность НЭ обнаруживаются у больных моложе 6 мес. без признаков бактериальной инфекции, что связывают с базовым дефектом МВТР. [7] Такое изменение электролитного состава вызывает активацию нуклеарного фактора NF-kB, что приводит к экспрессии генов провоспалительных цитокинов (TNF-α, IL-1β, IL-6 и IL-8) клетками подслизистой оболочки дыхательных путей. Стабильно высокий уровень IL-8 в бронхиальном секрете привлекает нейтрофилы, которые продуцируют свободные радикалы и протеазы, повреждающие легочную ткань. Существует корреляция между концентрацией этого цитокина и тяжестью бронхолегочных поражений. Неспособные подавить инфекцию нейтрофилы вскоре погибают, освобождая дополнительные количества эластазы и оксидантов. Кроме того, ДНК и волокнистые актины погибших нейтрофилов накапливаются в бронхиальном секрете, еще больше увеличивая вязкость мокроты. Таким образом, легочная инфекция вызывает у больных МВ интенсивную реакцию воспаления, которая сопровождается массивной деструкцией легочной ткани, что в конечном итоге приводит к пневмосклерозу и прогрессирующему снижению ФВД [8].

Патология дыхательных путей является главной причиной осложнений и летальности при МВ. Поражение бронхолегочной системы вследствие накопления вязкого инфицированного секрета, вызывающего обструкцию и выраженную воспалительную реакцию, ведет к повреждению дыхательных путей и неуклонному ухудшению функции легких.

Патологические вязкоэластические свойства секрета бронхов у больных МВ обусловлены главным образом наличием 2 макромолекул — мукоидных гликопротеидов и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Главным источником ДНК являются ядра распадающихся полиморфноядерных нейтрофилов, которые скапливаются в дыхательных путях в ответ на хроническую бактериальную инфекцию (Конференция по достижению консенсуса: практическое применение Пульмозима®, 1994).

Высокая концентрация ДНК является одним из основных факторов накопления патологически вязкого секрета бронхов. Накопление чрезмерных количеств ДНК в дыхательных путях увеличивает вязкость слизи, существенно нарушая дренаж бронхов и благоприятствуя развитию инфекции. Это ведет к дальнейшему выбросу нейтрофилов и образованию еще большего количества ДНК. Расщепление ДНК на более мелкие фрагменты должно способствовать эффективному очищению дыхательных путей.

В 1988 г. фармацевтической компанией "Дженентек Лтд" (США) была клонирована и воспроизведена по рекомбинантной технологии точная копия природного человеческого фермента ДНазы, который расщепляет внеклеточную ДНК, — рекомбинантная человеческая ДНаза. Препарат Дорназа альфа (Пульмозим®, "Ф.Хоффманн.Ля Рош Лтд", Швейцария) представляет собой очищенный раствор рекомбинантной человеческой дезоксирибонуклеазы-1, вырабатываемый поджелудочной железой и другими тканями. В исследованиях Дорназа альфа вызывала гидролиз внеклеточной ДНК в гнойной мокроте больных, значительно снижала ее вязко-эластические свойства и улучшала мукоцилиарный клиренс. Было сделано предположение, что уменьшение вязкости мокроты, которое наблюдалось при использовании рчДНазы in vitro, может принести пользу больным МВ, облегчая дренаж дыхательных путей (т. е. уменьшая обструкцию) и снижая частоту и тяжесть обострений хронического бронхолегочного процесса. Консенсус по применению Пульмозима рекомендует применять его 1 раз в день в одно и то же время в дозе 2,5 мг в 2,5 мл на ингаляцию, ни с чем не смешивая, ингаляции рекомендовано проводить через компрессорный ингалятор.

С 1992 г. в мире проведен ряд клинических исследований для оценки эффективности и безопасности этого рекомбинантного фермента у больных МВ.

В 2001 г. было сообщено о результатах длительного наблюдения за больными МВ, получавшими Дорназу альфа ежедневно в дозе 2,5 мг в течение 4 лет. Выявлено, что снижение показателей объема форсированного выдоха за 1.ю с (ОФВ1) в группе больных, получавших Дорназу альфа, было достоверно ниже, чем у больных МВ в контрольной группе, частота обострений бронхолегочного процесса, потребовавших внутривенной антибактериальной терапии, достоверно снижалась: 3,13 (доверительный интервал — ДИ — 1,25–4,25) — в контрольной группе, и 1,25 (ДИ — 0,63–3,0) — в группе, получающей Дорназу альфа [9]. Считается, что ежегодное прогнозируемое снижение показателей ФВД составляет 3–4 %. Это подтверждают данные о том, что частые острые легочные обострения у больных МВ каждые 5 лет приводят к снижению показателей ОФВ1 на 12 % [10].

Сравнительная характеристика муколитического эффекта традиционных муколитических средств и Дорназы альфа проводилась многократно в разных странах в опытах in vitro и на этапах клинических исследований. В клинических исследованиях была проведена оценка муколитического эффекта стандартных муколитиков (N.ацетилцистеин и амброксола гидрохлорид) в контрольных группах и в группах, ежедневно получавших Дорназу альфа. На фоне лечения Дорназой альфа было выявлено большее улучшение показателей ФВД (ОФВ1, ФЖЕЛ), нормализация реологических свойств мокроты по времени релаксации в секунду [11]. В сравнительных исследованиях по эффективности применения рчДНазы и 7%-ного раствора NaCl у 48 пациентов с МВ в течение 12 нед. было выявлено преимущество применения ингаляций рчДНазы перед ингаляционным применением гипертонического раствора соли [12].

В ряде работ приводятся примеры благотворного влияния ежедневного приема Дорназы альфа при других заболеваниях легких, таких как хронический бронхит, синдром Картагенера, хроническая обструктивная болезнь легких, лобарный ателектаз, бронхоэктатическая болезнь.

Применение рчДНазы не вызывало аллергии или анафилаксии, частота летальных исходов, основных осложнений со стороны дыхательных путей (пневмоторакс, кровохаркание) по сравнению с плацебо не возрастала. К концу исследования антитела к рчДНазе определялись у 3–4 % больных, причем это были антитела класса IgG, а антител класса IgE выявлено не было, и это не сказывалось на эффективности лечения и самочувствии больных, что соответствует данным о других препаратах, содержащих рекомбинантные белки человека (гормон роста, инсулин). Однако при назначении рчДНазы по сравнению с плацебо отмечалось учащение дисфонии, ларингита, фарингита, диспепсии, отека лица, сыпи, коньюнктивита. Эти симптомы, как правило, были слабовыраженными, самостоятельно исчезали при продолжении терапии, никогда не требовали госпитализации или изменения дозы и редко приводили к прекращению терапии [13].

Концепция экономической эффективности (или соотношение затрат и эффективности) с трудом воспринимаются клиницистами, занимающимися МВ. При лечении этого заболевания нет легко определяемой точки отсчета и четко видимой финишной ленточки. При МВ такого начала и конца нет. Критериями результативности в случае МВ должны стать показатели ФВД, частота обострений процесса в дыхательных путях, лабораторные характеристики мокроты, субъективные ощущения больного.

Для оценки влияния терапии рекомбинантной человеческой Дорназой альфа на стоимость лечения инфекций дыхательных путей было проведено проспективное документирование использования различных видов медицинских услуг 968 больными, которые участвовали в двойном слепом многоцентровом клиническом исследовании 3.й фазы. Главными параметрами результативности были число госпитализаций, продолжительность амбулаторной антибиотикотерапии и суммарная стоимость других видов услуг, связанных с инфекциями дыхательных путей. За 24 нед. исследования у больных, получавших Дорназу альфа в стандартной дозе (2,5 мг 1 раз в сутки), число госпитализаций по поводу инфекций дыхательных путей было на 0,15 меньше, а число внутривенной антибактериальной терапии — на 1,5 дня короче. Эти результаты выливаются в ежегодную экономию от 1 800 до 3 700 долл. США, что достигает 38 % стоимости препарата. Основная часть сэкономленных средств проистекает из сокращения затрат на стационарное лечение [14].

В 2001 г. закончилось международное долгосрочное рандомизированное плацебо.контролируемое мультицентровое исследование эффективности Дорназы альфа у детей от 6 до 10 лет с сохранной функцией легких. 474 больных МВ в возрасте 6–10 лет с незначительными нарушениями функции легких (ФЖЕЛ — 85 % от прогнозируемой), у которых можно было сделать легочные функциональные пробы (ЛФП), были рандомизированы для получения Дорназы альфа 2,5 мг или плацебо 1 раз в сутки. 410 больных закончили 96-недельный курс лечения. По сравнению с плацебо Дорназа альфа улучшала ЛФП начиная с 4.й недели и до конца лечения, когда различия между группами (М ± m) составили: ОФВ₁ — 3,2 ± 1,2, ФОС_25–75 — 7,9 ± 2,3, МОС₅₀ — 8,2 ± 2,2 % от прогнозируемых значений (все p < 0,01). Не выявлено различий в ФЖЕЛ, в процентном соотношении масса тела / возраст, баллах по шкале Брэсфилда. Относительный риск 1-го обострения легочной патологии, требующей внутривенной антибиотикотерапии, составил 0,66 (p < 0,05). Причем эффект Дорназы альфа после 96 нед. лечения, выраженный в виде процента от прогнозируемого значения ОФВ1, был выше у больных с исходным значением ОФВ1 ниже медианы, т. е. с худшими показателями.

В 2004 г. было проведено исследование по изучению концентрации ДНК в мокроте больных МВ до и на фоне терапии Дорназой альфа: после инициальных измерений жидкости бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) 29 больным был назначен ежедневный прием Дорназы альфа, 19 больным терапия была оставлена без изменений. Измерения жидкости БАЛ повторяли у всех пациентов через 18 мес. Исходные средние показатели ДНК были сопоставимы в группах. Были обнаружены положительные корреляции между процентным содержанием нейтрофилов в жидкости БАЛ и уровнями ДНК. При повторной оценке через 18 мес. уровень ДНК увеличился в группе контроля и снизился в терапевтической группе. Группы не различались по процентным показателям нейтрофилов как исходно, так и через 18 мес. Таким образом, эти данные свидетельствуют о накоплении больших количеств ДНК в нижних отделах дыхательных путей у больных МВ. Терапия Дор. назой альфа способствует снижению концентрации ДНК в жидкости БАЛ и может оказать положительный эффект на выведение секрета из нижних отделов дыхательных путей.

В нашем Центре в течение 3 лет проводились клинические наблюдения и специальные исследования Дорназы альфа, в которых принимали участие 108 детей. Дорназа альфа назначалась в дозе 2,5 мг в 2,5 мл раствора ежедневно в виде ингаляций через компрессорный ингалятор. У детей в возрасте от 2 до 5 лет было выявлено увеличение массо-ростового индекса (МРИ) на 4 %; частота респираторных эпизодов (ЧРЭ) сократилась на 38 %; длительность курсов внутривенной антибактериальной терапии уменьшилась на 35 %. В группе старших пациентов к концу исследования показатели ФВД и МРИ оставались выше стартовых в средней и тяжелой группах: ОФВ1 и ФЖЕЛ — на 1,4 и 2,4 %, МРИ — на 3,07 и 1,97 % соответственно. ЧРЭ достоверно снизилась на 40 % в группе средней тяжести и осталась прежней — в тяжелой. Длительность курсов в/в антибиотикотерапии сократилась на 7 и 24 % соответственно. В результате катамнестического наблюдения была доказана возможность длительного применения Дорназы альфа у детей младше 5 лет и у детей с тяжелым течением бронхолегочного процесса, по данным ОФВ1 (< 40 %). Режимы дозирования в этих группах не отличались от основной группы детей. Дети младшего возраста получали ежедневные ингаляции 2,5 мг через маску или через мундштук. Дозировка у тяжелых больных также соответствовала рекомендациям Консенсуса по применению Пульмозима, лишь у некоторых взрослых больных ингаляции проводились дважды в день по 2,5 мг.

Немуколитические эффекты терапии Дорназой альфа

С момента появления Дорназы альфа на фармацевтическом рынке и в практике врачей, работающих с детьми, больными МВ, было замечено, что одним муколитическим действием эффекты, возникающие при терапии Дорназой альфа, не объяснить, поэтому были предприняты попытки исследовать немуколитические эффекты Дорназы альфа. В ходе исследований было показано влияние терапии Дорназой альфа на течение воспалительных процессов в легких больных МВ и выявлено следующее:

• снижение концентрации нейтрофильной эластазы в мокроте у детей с высевом мукоидной формы синегнойной палочки;
• снижение концентрации IL-8 в мокроте у детей с ростом мукоидной формы синегнойной палочки;
• снижение нейтрофильного воспаления, по данным процента нейтрофилов, IL-8 и НЭ в бронхоальвеолярной жидкости на фоне ингаляций Дорназы альфа по сравнению с контрольной группой;
• влияние Дорназы альфа на формирование биофильма мукоидных колоний Pseudomonas aeruginosa.

Известно, что бактериальные биопленки представляют собой группу клеток, заключенных в самовоспроизводящую гидратированную матрицу, фиксированную на живой или инертной поверхности. Формирование таких неподвижных клеточных групп, с присущей им резистентностью к антибиотикам и иммунным реакциям носителя, лежит в основе многих затяжных и хронических бактериальных инфекций. В результате исследований было выявлено, что большинство материала альгината представлено внеклеточной ДНК. В опытах добавления ДНазы в культуральную среду было показано подавление процесса формирования биопленки. В ходе дальнейших исследований было выявлено, что Дорназа альфа подавляет синтез биопленки в возрасте 12, 36, и 60 ч: биопленки в этом возрасте созревания полностью растворялись, в то время как биопленки в возрасте 80 ч претерпевали лишь минимальные изменения. По.видимому, матрица зрелой биопленки может усиливаться за счет других веществ, и они могут вырабатывать достаточное количество протеолитических ферментов для локальной дезактивации Дорназы альфа. Таким образом, полученные данные указывают на эффективность ежедневного приема Дорназы альфа в качестве ранней профилактики хронической инфекции Pseudomonas aeruginosa в легких больных МВ в результате подавления формирования биопленки [15].

Таким образом, учитывая появившиеся многочисленные данные в литературе, наш собственный опыт, можно сказать, что применение Дорназы альфа оправдано у тяжелых больных, препарат эффективен и безопасен у больных младше 5 лет. Раннее назначение Дорназы альфа улучшает функцию легких, снижает частоту обострений бронхолегочного процесса, улучшает нутритивный статус, положительно влияет на маркеры воспаления, предотвращает колонизацию мукоидных колоний Pseudomonas aeruginosa, снижает частоту и длительность госпитализаций, число дней в/в антибактериальной терапии, улучшает качество жизни, и ее следует включать в базисную терапию сразу после установки диагноза.

Литература

1. Hodson M., Geddes D. Cystic fibrosis. London: Chapman; 1995.
2. Kelly D. Diseases of the liver and biliary system in children. Oxford: Blackwell Saence Ltd.; 1999. 141–149.
3. Milla C.E. Long term effects of aerosolized rhDNase on pulmonary disease progression in patients with cystic fibrosis. Thorax 1998; 53: 1014–1017.
4. Goldman M.J., Anderson G. M., Stolzenberg E.D. et al. Human в.defensin.1 is a salt.sensitive antibiotic in lung that is inactivated in cystic fibrosis. Cell 1997; 88: 553–560. Regnis J.A., Robinson M., Baileu D.L. Mucociliary clearance in patients with cystic fibrosis and in normal subjects. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1994; 150: 66–71.
5. Yu H., Nasr S.Z., and Deretic V. Innate lung defenses and compromised Pseudomonas aeruginosa clearance in the malnourished mouse model of respiratory infections in cystic fibrosis. Infect. and immun. 2000; 68 (4): 2142–2147.
6. Berger M., Sorensen R.U., Tosi M.F. et al. Complement receptor exspression on neutrophils at an inflammatory site the pseudomonas.infected lung in cystic fibrosis. J. Clin. Invest. 1989; 84: 1303–1313.
7. Travis J. Structure, function, and control of neutrophil proteinases. Am. J. Med. 1988; 84: 37–41.
8. Shah P.L., Convey S.P., Scott S.F. et al. A case.controlled study with Dornase Alfa to evaluate impact on disease progression over a 4.year period. Respiration 2001; 68: 160–164.
9. Weiss S.J. Tissue destruction by neutrophils. N. Engl. J. Med. 1989; 320: 365–376.
10. Капранов Н.И., Гембицкая Т.Е., Симонова О.И. и др. Опыт длительного применения нового муколитического препарата Пульмозим у больных муковисцидозом. Тер. арх. 2001: 55–58.
11. Suri R., Metcalfe C., Lees B., et al. Comparison of hypertonic saline and alternate.day or daily recombinant human deoxyribonuclease in children with cystic fibrosis: a randomized trial. Lancet 2001; 358: 1316–1321.
12. Hodson M.E., Shah P.L. Dnase trials in cystic fibrosis. Eur. Respir. J. 1995; 8: 1786–1791.
13. Menzin J., Oster G., Devies L. et al. A multinational economic evaluation of rhDNase in the treatment of cystic fibrosis. Int. J. Technol. Assess Hlth Care 1996; 12: 52–61.
14. Whitchurch CB et al. Extracellular DNA required for bacterial biofilm formation. Science 2002; 295: 1487.