AZ ASTHMA BRONCHIALE TERMÉSZETES LEFOLYÁSA; CITOKINEK A BRONCHIALIS HYPERREAKTIVITÁS PATOMECHANIZMUSÁBAN. Dr. Halász Adrien

Átírás

1 DOKTORI (Ph. D.) ÉRTEKEZÉS AZ ASTHMA BRONCHIALE TERMÉSZETES LEFOLYÁSA; CITOKINEK A BRONCHIALIS HYPERREAKTIVITÁS PATOMECHANIZMUSÁBAN Dr. Halász Adrien Készült a Semmelweis Egyetem I. sz. Gyermekklinikán Témavezető: Dr. Cserháti Endre Semmelweis Egyetem Doktori Iskola Krónikus betegségek gyermekkori prevenciója című 21. program Programvezető: Dr. Tulassay Tivadar Budapest,

2 TARTALOMJEGYZÉK ÖSSZEFOGLALÁS... 1 SUMMARY... 3 A. BEVEZETÉS... 5 B. CÉLKITŰZÉSEK... 6 C. IRODALMI HÁTTÉR... 7 C.1. AZ ALLERGIÁS BETEGSÉGEK ÖRÖKLŐDÉSE... 7 C. 2. A GYERMEKKORI ASTHMA BRONCHIALE PROGNÓZISA... 9 C. 3. A TNF RENDSZER C. 4. CITOKINEK ( INTERLEUKIN 4 [IL-4] ÉS IL-5 ) SZEREPE AZ ASTHMA BRONCHIALE PATOMECHANIZMUSÁBAN C INTERLEUKIN-4 (IL-4) C INTERLEUKIN-5 (IL-5) C. 5. CHEMOKINEK ( IL-8, RANTES ) SZEREPE AZ ASTHMA BRONCHIALE PATOMECHANIZMUSÁBAN C CHEMOKIN CSALÁDOK C INTERLEUKIN-8 (IL-8) C RANTES C. 6. EOZINOFIL KATIONOS PROTEIN (ECP) ÉS IMMUNGLOBULIN E (IgE) SZEREPE AZ ASTHMA BRONCHIALE PATOMECHANIZMUSÁBAN C EOZINOFIL KATIONOS PROTEIN (ECP) C IMMUNGLOBULIN E (IgE) D. BETEGEK ÉS MÓDSZEREK D. 1. A VIZSGÁLAT RÉSZTVEVŐI D. 2. A VIZSGÁLAT MENETE D FIZIKÁLIS VIZSGÁLAT D VÉRVÉTEL D LÉGZÉSFUNKCIÓS VIZSGÁLAT; BRONCHIALIS REAKTIVITÁS MEGHATÁROZÁSA D AZONNALI TÍPUSÚ ALLERGIÁS BŐRPRÓBA PRICK TESZT D LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOK D. 3. STATISZTIKAI ANALÍZIS E. EREDMÉNYEK E. 1. VIZSGÁLT FELNŐTTEK; KÉRDŐÍVEK ADATAI E. 2. VIZSGÁLT GYERMEKEK; KÉRDŐÍVEK ADATAI E. 3. FELNŐTTEK BŐRPRÓBA EREDMÉNYEI E. 4. AZ ASTHMÁS BETEGEK GYERMEKEINEK BŐRPRÓBA EREDMÉNYEI E. 5. FELNŐTTEK LÉGZÉSFUNKCIÓS EREDMÉNYEI E. 6. ASTHMÁS SZÜLŐK GYERMEKEINEK LÉGZÉSFUNKCIÓS EREDMÉNYEI E. 7. LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOK E TNF RENDSZER E IL-4, IL-5, IL-8, ECP ÉS IgE ÉRTÉKEK; ÖSSZEFÜGGÉS A TNF RENDSZERREL F. MEGBESZÉLÉS F. 1. AZ ASTHMA BRONCHIALE TERMÉSZETES LEFOLYÁSA GYERMEKKORI ASTHMÁS FELNŐTTEKBEN; TÁRSULÓ ALLERGIÁS BETEGSÉGEK F. 2. ALLERGIÁS TÜNETEK ÉRTÉKELÉSE ASTHMÁS FELNŐTTEK GYERMEKEINÉL F. 3. BŐRPRÓBA EREDMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE FELNŐTTEK ÉS GYERMEKEK VIZSGÁLATA ALAPJÁN F. 4. LÉGZÉSFUNKCIÓS VIZSGÁLAT: EREDMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE F. 5. TNF RENDSZER F. 6. A TNF RENDSZER ÉS AZ IL-4, IL-5, IL-8, IgE ÉS ECP ÉRTÉKEK ÖSSZEFÜGGÉSE HYPERREAKTÍV EGYÉNEKBEN F. 7. RANTES G. KONKLÚZIÓ KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS

3 ÖSSZEFOGLALÁS A munka célja az asthma bronchiale természetes lefolyásának és prognózisának értékelése gyermekkori allergiás asthmában szenvedő felnőttek utánvizsgálata alapján, valamint az asthma bronchiale és egyéb allergiás tünetek értékelése gyermekkori asthmás felnőttek gyermekeinél. Vizsgáltuk a bronchialis hyperreaktivitás és szérum citokinek (TNF-α, IL-4, IL-5, IL-8, RANTES), receptorok (stnf-r1 és stnf-r2), valamint ECP és IgE értékek közötti összefüggést, továbbá a TNF rendszer és a vizsgált biológiai markerek közötti kölcsönhatást. 145 gyermekkori allergiás asthmában szenvedő, 28 évesnél idősebb felnőtt, valamint 142 gyermekük klinikai vizsgálatát végeztük el. A betegek gyermekkori, 18 éves és felnőttkori asthmás tüneteik, valamint társuló allergiás betegségük változásáról és gyermekeik (n:188) hasonló adatairól kérdőívet töltöttek ki, majd fizikális vizsgálat, laboratóriumi vizsgálatok céljára vérvétel, légzésfunkciós vizsgálat és 12 inhalativ allergénnel prick teszt történt. Tünetmentes egyének metacholin légúti provokáció eredménye alapján a vizsgálat résztvevőit hyperreaktív és nem hyperreaktív csoportba osztottuk Gyógyult asthmás felnőttek és (n:39) nem asthmás gyermekeik (n:42) szérumából TNF-α, stnf-r1, stnf-r2, IL-4, IL-5, IL-8, ECP és IgE meghatározást végeztünk. A szérum RANTES vizsgálatban azok a tünetmentes felnőttek (n:51) is résztvettek, akik nem tartoztak a gyógyult asthmások közé, ill. azok a gyermekek is, akik anamnezisében asthma bronchiale szerepelt (n:25). A laborartóriumi meghatározások ELISA módszerrel történtek. A kérdőívek adatai alapján megállapítottuk, hogy a gyermekkori asthma bronchialeban szenvedők 43%-a vált tünetmentessé felnőtt korára. Az asthmás tünetek átlag 13,8 éves (SD:5,4 év) korban szűntek meg. A lányok gyógyulási esélye rosszabb volt. A gyermekkori asthma bronchialeban szenvedő felnőttek egyharmadának csak enyhe tünetei voltak, a köhögés életminőségüket nem rontotta. A WHO lépcsőzetes súlyossági beosztása szerint, felnőttkorban nem gyógyultak döntő többsége az intermittáló asthmás csoportba tartozott, de a betegek mintegy egy hetede mérsékelt ill. súlyos perzisztáló asthmában szenvedett.. A gyermekkori asthmás felnőttek közel felénél a bronchialis hyperreaktivitás felnőttkorban is megmaradt. Asthma bronchiale mellett jelentkező rhinitis allergica gyakorisága szignifikánsan magasabb volt 18 éves korban, mint gyermekkorban. Az egyéb szerveket érintő allergiás betegségek gyakorisága gyermekkortól felnőttkorig lényegesen nem változott. Az atopiás tünetek előfordulása a nők között mindvégig gyakoribb volt. A gyermekkori allergiás asthmában szenvedő felnőttek prick teszt eredménye alapján, a vizsgált egyének 74%-ánál volt a bőrpróba pozitív. Felnőttkorban is megmaradó asthmás panaszok mellett a betegek 80%-a, a tünetmentes egyének 66%-a volt prick pozitív. Mindkét csoportban a parlagfű okozta a legtöbb pozitív reakciót. A felnőttkorban megmaradó gyermekkori asthmás panaszok a betegek jelentős részénél enyhék voltak, azonban az asthmás gyermekek közel egy hetede vált felnőtt korára mérsékelt ill. súlyos perzisztáló asthmássá. 1

4 A gyermekkori, társuló egyéb allergiás betegségek alapvetően nem rontották az asthma bronchiale prognózisát. Asthmás szülők gyermekeinek 41%-a szenvedett allergiás megbetegedésben. Abban az esetben, ha csak az egyik szülő volt atopiás, a családok 56%-ában legalább egy allergiás gyermek volt, ha mindkét szülő örökíthette az atopiás hajlamot, a családok 72%- ában volt legalább egy allergiás utód. Prick teszt vizsgálatát követően a gyermekek 46%-ánál volt a reakció pozitív. A leggyakoribb pozitív reakciót adó allergének a pollenek (parlagfű, fű), majd az állati eredetű epitélek (atkák, macskaszőr) voltak. A metacholin légúti provokáció után bronchialis hyperreaktivitást a gyermekek 70%-ánál észleltünk. A gyermekkori asthma bronchialeban szenvedő szülők gyermekeinek egyharmadánál jelentkeztek visszatérő köhögéses panaszok. A köhögő gyermekek közel felénél a panaszok enyhék voltak, a gyermekek napi tevékenységét nem befolyásolták. Atopiás szülők gyermekeinél a különböző szerveket érintő allergiás betegségek megjelenését, a pozitív bőrpróba eredményeket, valamint a bronchialis hyperreaktivitást gyakoribbnak találtuk, mint az általános gyermekpopulációban random történt vizsgálatok eredményei mutattak. A laboratóriumi vizsgálatok szerint a hyperreaktív csoportban szignifikánsan magasabb TNFα, stnf-r1 és stnf-r2 szinteket mértünk, mint a nem hyperreaktív csoportban. A magasabb szérum TNF-α és stnf-r2 értékek fokozottabb hörgő reaktivitással párosultak. Felnőttekben a szérum TNF-α és az stnf-r1 szintek szignifikáns pozitív lineáris összefüggést mutattak a BMI-vel. A zsírszövet citokin termelése hozzájárulhat az emelkedett szérum értékekhez. Megállapítottuk, hogy a TNF rendszer aktivációja része a bronchialis hyperreaktivitásnak és hozzájárulhat az asthma bronchiale patomechanizmusához. A szolubilis receptorok magasabb koncentrációja mérsékelheti a citokin hörgő reaktivitást fokozó hatását, az akut asthmás roham kialakulását gátolhatják. Bronchialis hyperreaktivitásban szignifikánsan magasabb volt a szérum IL-4, ECP és IgE koncentráció, mint a nem hyperreaktív egyének szérumában. Az IL-5 és IL-8 szintek és a bronchialis hyperreaktivitás között nem volt értékelhető összefüggés. Hörgő hyperreaktivitás mellett szignifikáns pozitív linearis korreláció volt a szérum TNF-α, az stnf-r1 szintek és az ECP értékek között. Hyperreaktív egyénekben összefüggés volt a szérum TNF-α, valamint 55 és 75 kda receptorai és az IL-8 koncentráció között. Tünetmentes egyénekben, bronchialis hyperreaktivitásban a szérum RANTES koncentráció szignifikánsan magasabb volt, mint a nem hyperreaktív egyénekben. Megállapítottuk, hogy a TNF rendszer szabályozó szerepet tölthet be a bronchialis hyperreaktivitás patomechanizmusában az allergiás gyulladásban résztvevő mediátorok aktiválásával. Gyógyult asthmás felnőttek és nem asthmás gyermekeik szérumában, bronchialis hyperreaktivitás mellett emelkedett citokin, IgE és ECP értékeket mértünk, ami arra utal, hogy a fokozott hörgő reaktivitás hátterében, tünetmentes egyénekben is aktív immunreakció zajlik, 2

5 SUMMARY The aim of the study was to investigate the natural course and prognosis of bronchial asthma by a follow-up examination of childhood asthmatic adults. Asthmatic and other allergic symptoms have also been studied on their children as well. The correlations between bronchial hyperreactivity and serum cytokines (TNF-α, IL-4, IL-5, IL-8, RANTES), receptors (stnf-r1 and stnf-r2), ECP and IgE levels and between the TNF system and the detected biological mediators have also been investigated. 145 childhood asthmatic adults and their 142 children were clincally examined. The patients completed questionnaires concerning their asthmatic and accompanying allergic symptoms in childhood, at the age of 18 and at present. There were similar questiones ont their children (n:188) as well. They were all physically examined and blood was drawn for laboratory determination. Allergic prick skin tests with 12 inhalative allergens were carried out and spirometric measurements were performed. Non-specific airway challenge tests with methacholine were carried out on symptom-free individuals. According to the results of the airway challenge tests, patients were divided into hyperreactive and non-hyperreactive groups. Adults who had suffered from bronchial asthma in childhood, but who had been symptom-free for at least three years, were examined, together with their non-asthmatic children. The serum concentrations of TNF-α, soluble TNF-R1, TNF-R2, IL-4, IL-5, IL-8, ECP and IgE were studied in symptom-free adults (n:39) and their children (n:42). Serum RANTES concentrations of symptom-free adults (n:51) and children (n:25) were also determined. The adult participants would have not been recovered from childhood bronchial asthma and the children would also have asthma in their case history. The laboratory determinations were carried out by ELISA. According to the data of the questionnaires, 43% of the childhood asthmatic adults were free of symptoms at adulthood. In the symptom-free cases, the symptoms had disappeared at a mean age of 13.8 years (SD: 5.4 years). The rate of recovery among girls was worse. The symptoms were mild in one third of the childhood asthmatic adults and the cough did not worsen the quality of their life. According to the WHO severity classification most of the adult asthmatic patients belonged to the intermittent asthmatic group but one seventh of them became moderate and severe persistent asthmatics at adulthood. The bronchial hyperreactivitiy had been persisting till adulthood in half of the childhood asthmatic patients. The frequency of accompanying allergic rhinitis was significantly higher at the age of 18 than in childhood, while that of other accompanying allergic symptoms in different organs did not change significantly. The proportion of females with such diseases was higher. The prick tests were positive in 74% of the tested childhood asthmatic adults. 80% of the patients with persisting asthmatic symptoms were prick positive. 66% of the symptomfree adults had positive prick test results. As regards the skin reactions of patients with and without asthmatic symptoms, ragweed pollen allergy was the more frequent. The persisting childhood asthmatic symptoms were mild in most of the patients, but one seventh of the asthmatic children became moderate or severe persisting asthmatic at adulthood. The other accompanying atopic diseases in childhood did not worsen the prognosis of bronchial asthma. 3

6 41% of the children of asthmatic parents suffered from allergic diseases. If only one of the parents was atopic, one child would at least be allergic in 56% of the families. If the allergy was inherited by both of the parents, there was at least one child atopic in 72% of the families. The prick tests were positive in 46% of the children. The allergens resulting most often positive prick tests were pollens (ragweed, grass) and epithels, originated from animals (dermatophagoides, cat dander). Bronchial hyperreactivity was observed in 70% of the examined children. There were recurring symptoms of cough in one third of the children with childhood asthmatic parents. The symptoms were mild in near half of the coughing children; the symptoms did not influence the daily activity of the children. The occurrence of atopic diseases of different organs, the positive prick test results and the presence bronchial hyperreactivity were found to be more frequent among children of asthmatic parents compared to those of an average children population. According to the laboratory measurements significantly elevated serum TNF-α, stnf-r1 and stnf-r2 concentrations were detected in hyperreactive patients compared to that of non-hyperreactives. Higher TNF-α and stnf-r2 levels were related to more pronounced bronchial reactivity. The serum TNF-α and stnf-r1 concentrations significantly correlated with the BMI of adults. The fat tissue may be an additional source or the eleveted citokin levels. We concluded that the activation of the TNF system is part of the bronchial hyperreactivity and may have a role in the pathogenesis of bronchial asthma. The elevated concentrations of the soluble receptors may diminish the activating effect of the cytokine on bronchial reactivity, and may prevent acute asthmatic attack. The serum IL-4, ECP and IgE concentrations were significantly higher in hyperreactive patients compared to the non-hyperreactives. There were no correlations between the IL-5 and IL-8 levels and bronchial hyperreactivity. There were significant linear correlations between the serum TNF-α, stnf-r1 and the ECP levels in hyperreactive patients. In hyperreactive individuals there were correlations between the serum TNF-α, its 55 and 75 kda receptors and the IL-8 concentrations. In symptom-free, hyperreactive patients the serum RANTES concentration was significantly higher than in non-hyperreactive individuals. We concluded that the TNF system might have a regulatory role in the pathogenesis of bronchial hyperreactivity by activating the mediators of allergic inflammation. We detected elevated serum cytokine, IgE and ECP concentrations in recovered childhood asthmatic adults and their non-asthmatic children with bronchial hyperreactivity. These results refer to an active immune reaction in symptom-free patients with bronchial hyperreactivity. 4

7 A. BEVEZETÉS A gyermekkori asthma bronchiale a XX. század utolsó évtizedeiben a leggyakrabban előforduló krónikus gyermekkori megbetegedéssé vált. Különösen a technikai civilizáció magas szintjén álló országokban a betegség növekvő gyakorisággal fordult elő. Az epidemiológiai robbanás valódi és pontos okai csak részben tisztázódtak. A genetikai okok mellett a legfontosabbak valószínűleg a nyugati típusú életmóddal összefüggő változások. A környezeti hatások a betegség természetes lefolyását is befolyásolják. Napjainkban különböző allergének egyre nagyobb mértékben érik el a szervezetet, a megfelelő gyógyszeres kezelés azonban javítja a betegek életminőségét, csökkenti a panaszokat és talán a végső prognózisra is kedvezően hat. Az asthma bronchiale epidemiológiai vizsgálata azért nem egyszerű, mert ez a kórkép, sok más betegséggel ellentétben, quantitatív módon nem pontosan definiálható. Nem állnak rendelkezésre, a betegségre vonatkozó olyan számszerű határértékek, mint pl. a hypertoniánál, a diabetes mellitusnál, vagy a mucoviscidosisnál. Atopiás egyénekben asthmás tünetek nélkül is kialakulhatnak az IgE mediálta inflammáció következményei; a pozitív prick teszt, vagy különböző egyéb szerveket érintő allergiás betegségek. Nem csak az asthma bronchialet, de az egyéb atopiás kórképeket is kísérhet bronchialis hyperreaktivitás, vagy magas vér eozinofil sejtszám. Ezeket az eltéréseket, melyek akár az asthma bronchiale kialakulását is megelőzhetik, intermedier, közbülső fenotípusnak nevezték. Jellemző rá az atopia, a pozitív prick teszt, az inflammáció és a bronchialis hyperreaktivitás. Mennyiségileg meghatározható a pozitív bőrpróba eredménye, az inflammáció aktivitására utaló biológiai markerek szérum szintjének változása, valamint a hörgők reaktivitására jellemző légzésfunkciós értékek. Az immunsejtek aktivációjának eredményeként a jelátvivő fehérjék és más biológiai mediátorok szérum szintje megemelkedik. Saját vizsgálataink - a TNF rendszer, egyéb citokinek, IgE és egy proteolytikus hatású fehérje, az ECP szérum szintjének vizsgálatával - újabb adatokat szolgáltathatnak az asthma bronchialera jellemző bronchialis hyperreaktivitás patomechanizmusának megértéséhez. Epidemiológiai felmérésünk adatai képet adnak a XX. század végén a gyermekkori asthma bronchiale természetes lefolyásáról és prognózisáról Magyarországon, továbbá részleteket szolgáltatnak arra, hogy az atopiás betegségek a gyermekkori allergiás asthma bronchialeban szenvedő szülők utódainál milyen mértékben és milyen jellegzetességgel fordulnak elő. Munkánk során gyermekkori asthma bronchialeban szenvedő felnőttekben és gyermekeikben vizsgáltuk azokat az adatokat, amelyek elősegítik az asthma bronchiale aktivitásának 5

8 quantitatív jellemzését és hozzájárulhatnak az aktuális patofiziológiai helyzet pontosabb megismeréséhez. B. CÉLKITŰZÉSEK A gyermekkori asthma bronchiale prognózisát többen kutatták. A betegség természetes lefolyását hazánkban, a múlt század hetvenes és nyolcvanas éveiben Cserháti és munkatársai tanulmányozták (1). Munkánk első részében ben végzett epidemiológiai vizsgálatunk eredményeit dolgoztuk fel. Gyermekkori asthma bronchialeban szenvedő felnőttek kérdőíves adatai, fizikális vizsgálata, allergiás prick teszt és légzésfunkciós mérések eredményei alapján a következő kérdésekre kerestük a választ: I. Az asthma bronchiale természetes lefolyásának és prognózisának értékelése gyermekkori allergiás asthmában szenvedő felnőttek utánvizsgálata alapján. 1. Hogyan változnak az asthmás tünetek gyermekkortól felnőttkorig? 2. A felnőttkorban is jelentkező asthmás tünetek milyen súlyosak a WHO lépcsőzetes beosztása alapján? 3. Milyen a bronchialis hyperreaktivitás előfordulása, gyakorisága felnőttkorban? 4. Hogyan alakulnak az asthma bronchialehoz társuló egyéb atopiás betegségek gyermekkortól felnőttkorig? 5. Melyek a leggyakoribb prick teszttel pozitív reakciót adó allergének, felnőttkorban? Ismert tény, hogy az atopiás hajlam öröklődhet. Munkánk második részben a gyermekkori asthmás felnőttek gyermekeinek kérdőíves és klinikai adatait dolgoztuk fel a következő szempontoknak megfelelően. II. Az asthma bronchiale és egyéb allergiás tünetek értékelése gyermekkori asthmás felnőttek gyermekeinek vizsgálatával. 1. Milyen gyakori az asthma bronchiale és egyéb atopiás betegségek megjelenése az asthmások utódainál? 2. Milyen jellegűek és mértékűek az alsó légúti panaszok? 3. Milyen gyakori az allergizáltság inhalatív allergénekkel végzett prick teszt eredmények alapján? 6

9 4. Magyarországon melyek a leggyakoribb allergiás reakciót kiváltó allergének gyermekkorban? 5. Milyen a bronchialis hyperreaktivitás előfordulásának gyakorisága gyermekkorban? Gyermekkori asthmás felnőttek és gyermekeik szérumából allergiás inflammációra utaló citokin, ECP és IgE meghatározásokat végeztünk és a mért értékeket a bronchialis hyperreaktivitás függvényében értékeltük az alábbiak alapján. Különösen érdekelt minket a bronchialis hyperreaktivitásban a TNF rendszer szerepe, valamint annak összefüggése a vizsgált további szérumfehérjékkel. III. Bronchialis hyperreaktivitás és szérum citokinek (TNF-α, IL-4, IL-5, IL-8, RANTES), receptorok (stnf-r1 és stnf-r2), valamint ECP és IgE értékek közötti összefüggés vizsgálata. 1. Van-e összefüggés a bronchialis hyperreaktivitás és az allergiás gyulladásban szerepet játszó vizsgált citokinek, receptoraik, az ECP és az IgE szérum szintje között a gyógyultnak tekinthető volt gyermekkori asthmás felnőttekben, ill. ezek nem asthmás gyermekeikben? 2. Van-e szerepe a TNF rendszer aktivációjának a bronchialis hyperreaktivitás kialakulásában? 3. Létezik-e összefüggés a bronchialis hyperreaktivitás mértékére utaló légzésfunkciós paraméterek és a szérum citokin szintek között? 4. A TNF rendszer és a bronchialis hyperreaktivitás kiváltásában szerepet játszó vizsgált citokinek közötti összefüggés értékelése. C. IRODALMI HÁTTÉR C.1. AZ ALLERGIÁS BETEGSÉGEK ÖRÖKLŐDÉSE A molekuláris genetika fejlődése bebizonyította, hogy az allergiás tünetek megjelenésében, a külső tényezők mellett, igen nagy szerepe van az egyén genetikai adottságának (2), az öröklődésnek (3). Számos kutatás folyik az immunreakcióban résztvevő mediátorok genetikai hátterének tisztázásra (4, 5, 6). Napjainkban az intermedier fenotípus vizsgálata, a jellemző quantitatív értékek meghatározása az érdeklődés középpontjába került (7). 7

10 Család és ikervizsgálatok eredményeként ismertté vált, hogy az öröklődés nem tisztán a Mendel szabályok szerint történik. Több major és minor gén, valamint a külső körülmények együtthatása révén alakul ki a különböző szerveket érintő allergiás betegség. Az öröklődés tehát multifaktorialis (8, 9). Az allergiás betegségek örökléséért számos kromoszóma, ezen belül különösen az 5, 6, 11, 12 és 14 kromoszóma tehető felelőssé. Az asthmás tüneteket kódoló egyik fontos locus az 5 kromoszómán, az IL-9 és az IL-13 termelését szabályozó allélek között helyezkedik el (10, 11). Ugyancsak az 5 kromoszómán találhatók az IL-3, IL-4 és IL-5, valamin a β-adrenerg receptor génjei is. Igazoltnak látszik, hogy a β-adrenerg receptor polimorfizmusa állhat az asthmás tünetek súlyossága ill. az éjszakai asthmás rohamok hátterében (12). A receptor mutációja fokozza az antagonisták által kiváltott down regulációt. A specifikus MHC-hez (major hisztokompatibilitási komplex) kötött, immunválasz, valamint a TNF génjei a 6 kromoszómán helyezkednek el (13). A 11q kromoszómán lévő FcεRIβ (immunglobulin E [IgE] I típusú, magas affinitású receptor) gén fokozhatja az allergia kialakulásának esélyét.(14). Később ugyanezen a kromoszómán felfedezték az IgE termelésért és a bonchialis hyperreaktivitás létrejöttéért felelős allélokat, megkérdőjelezve az FcεRIβ jelentőségét (15). Újabb vizsgálat is utal arra, hogy az atopia kialakulásához fontos IgE és az asthma bronchialera jellemző bronchialis hyperreaktivitás genetikai háttere különböző (16). Ezt a megfigyelést támasztja alá Gray és munkacsoportjának eredménye is, miszerint asthmás szülők gyermekeinél az asthma bronchiale, ill. a légúti hyperreaktivitás kialakulásának esélye 2:1, ugyanez az érték egyéb atopiás tünetekre vonatkoztatva 1,4:1 volt (17). Különféle adatok arra utalnak, hogy egy allergiás szülő esetén az atopia öröklődésének valószínűsége 25%, ha mindkét szülő atopiás, 50%. Ha mindkét elsőfokú rokon azonos atopiás betegségben, pl. asthma bronchialeban szenved, ez az arány 70-80% is lehet (18). A 12q kromoszóma jelentőségét az adja, hogy ott találhatók a nitrogén monoxid szintetáz (NOS 1), az interferon gamma (IFN-γ) és a mastocita növekedési faktor génjei. Összefüggést találtak a 13q21.3 régió és az asthma fenotípus között is (19). Az immunreguláció során aktivált T sejt antigén receptor (20) és a nukleáris faktorκb1 (NF-κB1) génjeit 14q kromoszómán mutatták ki (19). Az interleukin-4 receptor (IL-4R) génje a 16p 12.1, a RANTES (regulated upon activation: normal T cell expressed and secreted) génje pedig 17q kromoszómán található (21). Az atopiás tünetek megjelenésében a környezeti tényezők hatása vitathatatlan. Jelenleg az allergiás betegségek genetikai háttere már részben ismert, azonban azt még nem tudjuk, hogy 8

11 a külső körülmények hatására kinél és mi módon alakul ki megbetegedés és ez a lehetőség genetikailag kódolt-e. C. 2. A GYERMEKKORI ASTHMA BRONCHIALE PROGNÓZISA Az atopiás betegségek, így az asthma bronchiale is, a XX. század második felében egyre gyakoribbá váltak. Világszerte számos tanulmány jelent meg a gyermekkori asthma bronchiale hosszú távú prognózisáról. Egységes kritériumok hiányában ezek nem könnyen hasonlíthatók össze: más és más az utánkövetési idő, egyes szerzők kérdőíves adatokkal dolgoztak, ismét mások berendelték volt betegeiket és személyes interjút vettek fel, esetleg megvizsgálták őket, ill. bőrpróbákat, légzésfunkciós vizsgálatot végeztek náluk. A régebbi időkből származó adatok az 1930-as évektől a 70-es évekig különböző idő után és különféle megközelítéssel 22-80% gyógyulást találtak (1). A 90-es években végzett vizsgálatok is hasonló eredményeket adtak. Kanadában, súlyos gyermekkori asthmás panaszok után, 60-80% valószínűséggel jelentek meg felnőttkori tünetek (22). Svédországban a teljes gyógyulás valószínűsége 55-75% volt (23), Hollandiában 24% (24), míg Ausztráliában ez az arány csupán 20% (25). Feltehetően a nagy különbségnek az is oka, hogy egyik vizsgálatnál kórházi súlyosabb betegekkel, a másikban egy terület vegyes, de egészében véve kevésbé súlyosabb betegeivel foglalkoztak. Magas volt a tünetmentes egyének aránya akkor is, ha az utánvizsgálatot a pubertás idején végezték, amikor a panaszok ritkábbá váltak (26, 27). A 80-as évek végén, Magyarországon végzett utánvizsgálatokból az is kiderül, hogy a pubertás idején kialakuló javulás ugyan hosszú ideig megmarad, de a éves életkor között megjelenő recidívák eredményeként ennek a periódusnak a végén a volt betegek 57%-a még asthmában szenved (28). Roorda és munkatársai megállapították, hogy a gyermekkori tünetek súlyossága mellett a kifejezett bronchialis hyperreaktivitás és a gyermekkorban mért alacsony FEV 1 rosszabb prognózis mellett szól (24). Oswald és munkacsoportja szerint a prognózis a csecsemő és kisdedkori obstructiv bronchitis után a legjobb, a legrosszabb pedig azoknál, akik eleve súlyos betegek voltak. Felnőtt betegek utánvizsgálata során ismétlődő obstructiv bronchitist követően a vizsgált egyének 33-35%-a, átlagos súlyosságú asthmás panaszok után 70%-a, míg súlyos tüneteket követve a betegek 90%-a maradt asthmás 35 éves korban. (29). Jenkins és munkatársai eredményei szerint a betegség súlyossága mellett szólt a női nem, az ekcéma, 9

12 az alacsony FEV 1, a pozitív családi anamnézis és a később, inkább kétéves kor után kezdődő asthmás rohamok (30). C. 3. A TNF RENDSZER A TNF (tumor necrosis factor) család fontos szerepet játszik a szervezeti védekező folyamatok szabályozásában. Jelenleg szűkebb értelemben négy ligand (TNF-α, -β, lymphotoxin béta [LT-β], LIGHT [ligand of Herpes virus entry mediator/ TR2]) és öt receptor (TNF- receptor [R]-1/CD120a [cluster differentiation] [55 kda], TNF-R2/CD120b [75 kda], herpes vírus sejtbe hatolását segítő struktúra [Herpes virus entry mediator], LT-β-R és DcR3 [decoy receptor 3]) tartozik a családhoz. A stnf-r1-nek és R2-nek membránhoz kötött és szolubilis változatai is ismertek. A TNF-α szekréciója során a sejtmembránról való lehasadás egy membránban lokalizált enzim, ADAM [a disintegrin and metalloproteáz] enzimcsalád tagja (-i), a TACE [TNF-α cleaving enzyme] (ADAM 17) és az ADAM 10 hatására történik. A human TNF-α a 76 pozíciójú alanin és a 77 helyzetű valin között hasad (31, 32). Ugyanezen enzimek hozzák létre a TNF-R1 és R2 szolubilis változatait a membránkötött formák lehasításával. A TNF rendszer legfontosabb működése az apoptosis szabályozása. A TNF receptorok jelátvitelük során számos intracelluláris proteinnel lépnek kapcsolatba. A TNF-R1 death domainje segítségével kapcsolódik homológ interakció révén a receptor interacting proteinnel [RIP] és a TNF receptor asszociált death domain-nel rendelkező fehérjével [TRADD]. Ezen fehérjék aktiválnak adaptor proteineket, a RAIDD-ot [RIP associated ICH1/ced3 homológ death domain-nel rendelkező fehérje] és a FADD-ot [fas associált death domainnel rendelkező fehérje]. További interakció során aktiválódik a sejtek apoptosisát elindító caspase rendszer. Az utóbbi adaptor proteinek szintén homológ (caspase recruiting domain [CARD] ill. death effector domain [DED]) kapcsolódással aktiválják az apoptosis létrejöttében kulcsszerepet játszó caspase enzim rendszert (cisztein aspartase) (33, 34). A TNF-R2 death domainnel nem rendelkezik, általában aktivációja nem vezet apoptosishoz, sőt gátolhatja azt. Ez a receptor is adaptor proteineken keresztül (TNF receptor asszociált faktor [TRAF]-2 és -3) továbbítja a jelet és transzkripciós faktorok NF-κB, JAK (Janus kinase) aktivációjával szabályozza a celluláris funkciókat. A TRAF fehérjék aktiválhatják az apoptosist gátló proteineket (pl. cellular inhibitor of apoptosis [ciap]-1 és 2, neuronal 10

13 apoptosis inhibitor protein [NAIP] stb.), melyek hatásukat a caspase rendszer gátlásán keresztül fejtik ki (35, 36). A TNF gének a 6. kromoszóma rövid karján, az MHC class III régiójában helyezkednek el. A TNF-α promoter régió területén több nukleotid polimorfizmust találtak (-163, -238, -244, - 308, -574, -851, -856, -857, -862, -863, -1031). Ezek közül három, a 238 (guanin/adenin [G/A]), a 308 G/A és a 863 citozin/adenin [C/A] polimorfizmusok mutattak kapcsolatot a TNF-α termelődés mértékével asthma bronchialeban és más kórállapotokban (37, 38, 39, 40, 41). A TNF-α termelésre a vörösvértesten kívül, minden sejt képes. Hatásait durva megközelítéssel, két csoportra oszthatjuk. A fiziológiás és patológiás hatásokat az 1. táblázatban jeleztük. 1. táblázat A TNF-α fiziológiás és patológiás hatásai. FIZIOLÓGIÁS tumor elleni aktivitás (makrofág, NK) vírus elleni immunitás (interferon γ) inflammáció (ICAM-I, IL-4, IL-6, IL-8 stb.) hypophysis-mellékvesekéreg rendszer Működése (ACTH, PRL, GH) haematopoezis reprodukció embriógenezis fizikai terhelés éhezés anorexia inzulin aktivitás obezitás PATOLÓGIÁS endotoxin shock cerebrális malária negatív inotrop hatás (myocarditisben) arthritis és egyéb autoimmun kórképek ischaemia wasting szindróma tumorok növekedési faktora glioblastoma ovarium sarcoma melanoma mamma carcinoma B sejtes CLL (krónikus limfoid leukémia) A TNF-α és szolubilis receptorainak jelentőségét az asthmás rohamok kialakulásában már állatkísérletekben (42) és humán vizsgálatok során (43) is igazolták. Akut asthmás roham alatt a TNF-α és szolubilis receptoraink szérum szintje emelkedett (44, 45). A citokin szabályozza az asthma bronchiale patomechanizmusában fontos eozinofil sejtek vándorlását, 11

14 életidejét (46, 47, 48). Az immunrendszer és a hörgő epitél sejtjeire gyakorolt aktiváló hatása révén befolyásolja citokinek, mediátorok expresszióját. Fokozza az adhéziós molekulák megjelenését a sejtfelszínen, elősegítve a sejtek irányított vándorlását ( homing ). A TNF-α serkenti a sejtek penetrációját, növeli a hörgők sejtes infiltrációját, fokozza az inflammációt (49, 50, 51, 52, 53, 33). C. 4. CITOKINEK ( INTERLEUKIN 4 [IL-4] ÉS IL-5 ) SZEREPE AZ ASTHMA BRONCHIALE PATOMECHANIZMUSÁBAN A citokinek a sejtek által termelt kommunikációs polipeptid molekulák. Az immunfolyamatokban szabályozó szerepet töltenek be. A sejtek növekedésére, differenciálódására és aktivációjára gyakorolt hatásuk alapján meghatározzák az immunválasz természetét. Az asthma bronchiale kialakulását számos citokin, proteolytikus fehérjék és a bronchoalveolaris immunrendszer sejtjeinek kölcsönhatása irányítja. Az 1. ábrán az allergiás gyulladás patomechanizmusában alapvető citokin hálózatot ábrázoljuk. A 2. ábrán asthma bronchialeban a hörgőkben kialakuló patológiás elváltozásokat jelöltük. 1. ábra Az allergiás inflammáció citokin hálózatának vázlata 12

15 2. ábra Az asthma hisztopatológiája 13

16 C INTERLEUKIN-4 (IL-4) Az IL-4 molekula felfedezését követően, mint B sejt növekedési faktor volt ismert, antigén stimuláció hatására a célsejteket aktiválta (54). Később felfedezték, hogy nem csak a CD4+ (T helper limfocita 2 típus [Th2]), de a CD8+ T-sejtek, valamint a mastociták, a bazofil, és az eozinofil sejtek is termelnek IL-4-t. Az utóbbiak, a granulumokban prefomált citokint az allergiás gyulladás során kibocsátják (55). Az IL-4 növeli a B sejtek antigén prezentáló képességét oly módon, hogy fokozza a sejt felszínen az MHC II, a B7.1 (CD80), a B7.2 (CD86), a CD40, az IgM és az alacsony affinitású IgE receptorok (CD23) megjelenését. (56). Az IL-4 a B sejtekben indukálja az immunglobulin ε nehéz-lánc transzkripciót, ezáltal az IgM IgE átkapcsolást (57, 58). Mind állatkísérletekben, mind humán vizsgálatokban egyaránt bizonyítást nyert, hogy az IL-4 hatása az IgE termelésben elengedhetetlen. (59, 60, 61). Az allergiás gyulladás kialakulásában az IL-4-nek egyéb hatásai is ismertek. Növeli az endotél sejteken a vaszkuláris sejt adhéziós molekula 1 (VCAM-1) megjelenését (62). Szerepe van a subepitéliális fibrózis, a remodelling kialakulásában, fokozza a csontvelőből származó gyulladásos sejtek aktivációját, vándorlását ( homing ) kötődését a célsejthez (63). Az immunválasz kialakulásban egyéb jelentősége is van, aktiválja az CD8 T-sejteket, a természetes ölő (natural killer [NK]), a limfokin által aktivált ölő (lymphokine-activated killer [LAK]) sejteket és a makrofágokat. Az utóbbiak felszínén növeli az MHC I, az MHC II, a leukocita funkcióhoz kötött antigén 1 (LFA-1) és az alacsony affinitású IgE receptorok (CD23) megjelenését (56). Az IL-4 receptor (IL-4R) heterodimer, IL-4R alfa és vagy IL4-R gamma, vagy IL-13R alfa láncból áll. Az IL-13R alfa lánc aktivációjára az IL-4 és az IL-13 is képes (64). Összefüggést talátak az IL-4R alfa lánc gén polimorfizmusa és a gyermekkori atopiás asthma korai megjelenése között. (65). Atopiás asthmában az IL-4R alfa láncban az Ile50 (isoleucin) variancia előfordulása gyakoribb volt, mint a Val50 (valin). Ile50 variancia mellett a Stat 6 aktivitása, és így a jelátvitel fokozottabb, mint Val50 változat esetén (66). Az asthma bronchiale patomechanizmusában az IL-4 szerepe nem csak az allergiás gyulladás beindításában, az IgE termelésben jelentős, de fontos az inflammáció fenntartásában is. A bronchialis endotél sejteken fokozza a VCAM-1 expressziót. Ezen adhéziós molekula ligandja az eozinofil sejtek membránján található VLA-4 (very late antigen), mely hiányzik a neutrofil granulociták felszínéről. Ez a tény magyarázhatja az eozinofil sejt dominanciát az asthmás betegek hörgőiben. Az IL-4 szerepe az intrinsic asthma patogenezisében vitatott (67). 14

17 Igazolták, hogy IL-4 elősegíti a légúti eozinofilia kialakulását oly módon is, hogy gátolja az INF-γ termelést. Állatkísérletekben igazolták, hogy asthmában IL-4 hiányában, IFN-γ hatására, a hörgőkben az eozinofil sejtszám csökken. Az IFN-γ kötődik az eozinofil sejtek receptorához, ezáltal meggátolja az eozinofilia kialakulását. Az IFN-γ a Th2 citokinek gátlása mellett az eozinofil sejtek megkötése miatt is résztvesz a légutakban zajló allergiás gyulladás szabályozásában (68). Az IL-4 szerepe az IgE termelésben döntő, hatása az asthma bronchiale patomechanizmusában az immunrendszer aktiválása révén is bizonyított (41, 69, 70, 71). C INTERLEUKIN-5 (IL-5) Az IL-5 termelés alapvetően a CD4+ T-sejtek feladata, azonban a mastociták, a CD8+ T sejtek, az NK és az eozinofil sejtek is szintetizálnak IL-5-t. Az IL-5 az eozinofilopoezis legfontosabb mediátora. Szabályozza az eozinofil sejtek funkcióját a csontvelő progenitor sejtek differenciálódásától az érett eozinofilek aktivációjáig. Pozitív hatása van az eozinofil sejtek érésére, szöveti vándorlására. Fokozza az adhéziót az endotél sejtekhez, segíti a penetrációt, növeli a sejtek életidejét (72, 73, 74). Corrigan és munkatársai antigén légúti provokációt követően emelkedett szérum IL-5 szintet mértek (75). Az anti-il-5 monoklonális antitest meggátolja az antigén indukálta légúti eozinofiliát és a bronchialis hyperreaktivitás kialakulását (76). Az eozinofil sejtek az asthma bronchiale patomechanizmusában meghatározó szerepet játszanak. Aktivációjuk során toxikus granulum proteineket, enzimeket bocsátanak ki, melyek a hörgők szöveti károsodását okozzák, az epitél sejtek desquamaciójához vezetnek. Az IL-5 jelentősége igen erős eozinofil sejt aktiváló hatásában áll. A monoklonális anti- IL-5 antitest terápiát napjainkban az asthma bronchiale kezelésében már alkalmazzák (77). C. 5. CHEMOKINEK ( IL-8, RANTES ) SZEREPE AZ ASTHMA BRONCHIALE PATOMECHANIZMUSÁBAN C CHEMOKIN CSALÁDOK A chemokinek kemotaktikus hatású citokinek; mononukleáris fagociták, T sejtek, NK sejtek, neutrofilek, keratinociták, hepatociták, fibroblastok, endotél és epitél sejtek termelik. Kis peptidekből (8-10 kda) álló proinflammatorikus citokinek, funkciójukat a proteinek 15

18 struktúrája határozza meg (78, 79). A chemokinek aminosav szekvenciája 20-50%-ban homológ. Szerkezetükre jellemző egy négy cisteint tartalmazó konzervatív szerkezetű peptid részecske. Az első két cistein helyzete alapján a chemokineket két alcsoportra osztották. A C- X-C (vagy α) alcsoport tagjaira jellemző, hogy a két első cistein között, egy variábilis aminosav helyezkedik el. Genetikai kódjuk a 4q kromoszómán található. A C-C (vagy β) alcsoport tagjainál az első két cistein egymáshoz kötődik, génjük a 17q kromoszómán van. Ez az aminosav szekvencia determinálja chemokinek funkcióját. A C-X-C alcsoport tagjai neutrofileket, míg a C-C chemokinek monocitákat és T sejteket vonzanak. A később felfedezett C alcsoport tagja egy limfocita specifikus kemotaktikus peptid, aminosav szerkezetében hiányzik az első és a harmadik cistein (80). A C-X3-C chemokin családhoz, egy membránhoz kötött protein tartozik, mely fokozza a monociták és limfociták kötődését az endotél sejtekhez. Az N-terminális fragmentuma lehasadása után, az extracelluláris térben C- C chemokinekhez hasonló kemotaktikus aktivitással rendelkezik (81). A chemokinek hatása nem szigorúan elkülöníthető, részben átfedik egymást, ami azzal magyarázható, hogy egy receptor több különböző citokin megkötésére is képes. C INTERLEUKIN-8 (IL-8) Az IL-8 szerkezetét tekintve C-X-C chemokin (78). Erős kemotaktikus hatását neutrofil granulocitákra fejti ki. Stimulálja a polimorfonukleáris neutrofil leukociták (PMN) degranulációját, a respiratórikus égést és a leukociták kötődését az endotél sejtekhez (CD11b/CD18), valamint gyenge hisztamin liberációt okozó hatása is ismert. Serkenti a pre-b sejtek érését, stimulálja a kollagén szintézist (82). A gyulladásos folyamatok során az IL-8 termelődése a többi chemokinhez képest későn kezdődik. Az IL-8 szekréció a kiváltó okot követőn 3 óra múlva észlelhető és 24 órán keresztül tart (83). Az IL-8 hatását az asthma bronchiale kialakulásában számos kutató vizsgálta. Fahy és munkacsoportja neutrofil kemotaktikus hatását akut asthmás roham idején vett köpet mintából igazolta (84). Ugyancsak ezt bizonyították bronchoalveolaris lavage vizsgálatával Basha, majd Teran és munkatársai is (85, 86). Kanazawa asthmás betegek szérum IL-8 értékeit hasonlította össze tünetmentes állapotban és asthmás roham alatt. A tünetek idején a citokin szint szignifikáns emelkedését észlelte (87). Konno asthmás panaszok idején jelentősen magasabb köpet IL-8 értéket mért, mint a tünetmentes periódusban vett mintában (88). Több kutató eredménye alapján az asthmás roham alatt mérhető magas IL-8 értékek hátterében az eozinofil sejtek IL-8 termelése is állhat (89, 90). 16

19 C RANTES A RANTES a C-C chemokin család tagja. Az egyik legerősebb eozinofil kemotaktikus hatású citokinként ismert (91). Serkenti az eozinofil sejtek érését, proliferációját, segíti az adhéziót az endotél sejtekhez, fokozza a penetrációt és elősegíti a sejtek degranulációját is (92). Az eozinofil sejtekre gyakorolt hatását az IL-4 és az IL-5 erősíti. (93, 94). Egyéb immunfolyamatok aktiválásban is szerepe van: fokozza a bazofil sejtek hisztamin liberációját, vonzza a monocitákat, a bazofil, a memória T (CD45RO+CD+) és az NK sejteket (79). Az eozinofil sejtekre gyakorolt kemotaktikus és aktiváló hatása miatt jelentős szerepe van az asthma bronchiale patomechanizmusában. Asthmás roham alatt több szerző emelkedett szérum, köpet és bronchoalveolaris mosófolyadék RANTES értékekről számol be ugyanezen egyének tünetmentes értékeivel összehasonlítva (88, 95, 96). C. 6. EOZINOFIL KATIONOS PROTEIN (ECP) ÉS IMMUNGLOBULIN E (IgE) SZEREPE AZ ASTHMA BRONCHIALE PATOMECHANIZMUSÁBAN C EOZINOFIL KATIONOS PROTEIN (ECP) Az eozinofil sejtek számos gyulladásos mediátort termelnek: granulum proteineket, proteolitikus enzimeket, lipid mediátorokat, oxigén metabolitokat, citokineket. A granulum proteinek két fő típusát tartalmazzák, az eozinofil sejtekre jellemző specifikus granulum proteineket (ECP, major basic protein [MBP], eozinofil peroxidáz [EPO], eozinofil protein X [EPX], eozinofil-derived neurotoxin [EDN]) és a kis granulumokban az enzimeket. A specifikus fehérjék közé tartozik az eozinofil kationos protein (ECP) is (97). Az ECP egy polipeptid láncból álló, ribonukleáz aktivitással rendelkező fehérje. Az ECP-t kódoló gén a 14 kromoszómán a q24 és a q31 régió között található (98). Szekréciója során az ECP konformáció változáson megy keresztül. Korábbi nézetek szerint, a különböző szerkezetű ECP fehérjékkel szemben alkalmazott monoklonális antitesttel elkülöníthetők a nyugvó és az aktív eozinofil sejtek. Ezt a lehetőséget később megcáfolták (99). Az ECP koagulációra és fibrinolízisre gyakorolt hatása régóta ismert. Az ECP a heparinhoz kötődése révén neutralizálja annak antikoaguláns aktivitását. Dózis dependens módon csökkenti a plazma koagulációs idejét. Az ECP befolyásolja a fibrinolízist is, fokozza az urokináz, de csökkenti a streptokináz indukálta plazminogén aktivációt (100). 17

20 Az ECP toxikus hatása paraziták ellen igen erős. A fiatal lárvák elpusztításra képes (100). Az asthma bronchiale patomechanizmusában az eozinofil sejtek alapvető szerepet játszanak. Toxikus mediátorokat bocsátanak ki, melyek a bronchialis epitél sejtek károsodását okozzák (101). Asthmás tünetek alatt több szerző is emelkedett ECP értékeket mért szérumban, köpetben, orr váladékban és vizeletben is (102, 103). Összefüggést észleltek az asthmás panaszok súlyossága és az ECP értékek között (104, 105, 106). Parra és munkatársai magasabb ECP értékek mellett kifejezettebb légúti obstrukciót, kisebb FEV 1 értékeket észleltek (107), mások azonban ezt az összefüggést nem igazolták (108, 109). C IMMUNGLOBULIN E (IgE) Az IgE a perivaszkuláris szövetekben, sejtekhez kötötten, vagy a szérumban monomer formában található antitest. A többi immunglobulinosztályokhoz hasonlóan két könnyű (24 kda) és két nehéz (55.70 kda) láncból áll. A könnyű és a nehéz láncok általában 110 aminosavból álló globuláris elemekből épülnek fel. A könnyű láncban egy variábilis és egy állandó szerkezetű domain található, míg a nehéz láncban egy variábilis és négy konstans domain van. Szerkezetéből a flexibilitást biztosító kapocs régió hiányzik. Az IgE molekula komplement aktivációra nem képes, azonban erősen indukálja a hízósejtek degranulációját. Az IgE termelést döntően a B limfociták (kis mértékben eozinofil sejtek) végzik. Az ε nehézlánc szintézise a DNS (desoxiribonukleinsav) VDJ (variabilitás, diverzió, junkció) régiójának izotípus átkapcsolásával kezdődik, amit az IL-4 és IL-13 indít be (110). B és T sejt CD40/CD40 interakció, mint második jel szükséges az IgE szintézishez (111). További kostimuláció a szolubilis CD23, CD28/B7, LFA-1/ICAM-1, CD2/CD58 T/B sejt kapcsolat, amely serkenti a folyamatot (112). A γ/δ T sejtek potenciáló szerepe is bizonyított (113). Az IgE molekulák a sejtmembránon magas affinitású (FcεRI), valamint alacsony affinitású (FcεRII, CD23) receptorokhoz kötődnek. FcεRI megjelenik mastociták, bazofil, Langerhans sejtek felszínén. Alacsony affinitású (FcεRII) receptort expresszál az eozinofil granulocita, monocita, dendritikus sejt, thrombocita, valamint T és B limfocita sejtek (114, 115). A receptorok a sejtmembránról leválva, az extracelluláris térben, szolubilis formában is megköthetik az IgE molekulát, meggátolva annak sejtaktiváló hatását. Az IgE és a sejtfelszíni receptor kötődésnek döntő szerepe van az allergiás reakció kialakulásában. Ez a kapcsolat - 18

21 kináz enzimek hatására kialakult láncreakció útján - akiválja a sejtek működését, degranulációját. Az IgE szerepét az asthma bronchiale kialakulásában számos kutató vizsgálta. A Th2 citokinek serkentő, a Th1 citokinek gátló hatását, valamint a γ/δ T sejtek jelentőségét az IgE termelésben, az asthma bronchiale patomechanizmusában is igazolták (116, 117, 118, 119). Összefüggést találtak az IL-4 gén polimorfizmusa, az IgE termelés és az asthma bronchiale között (120, 121). Újabb kutatási eredmények az IgE szerepét nem csupán az allergiás eredetű asthma bronchiale, de az intrinsic asthma hátterében is igazolták (122). Az IgE meghatározó helyét az asthma bronchiale patomechanizmusában az is megerősíti, hogy a monoklonális anti-ige terápia helyet kapott a betegség kezelésében is (123). D. BETEGEK ÉS MÓDSZEREK D. 1. A VIZSGÁLAT RÉSZTVEVŐI A Semmelweis Egyetem I. sz. Gyermekklinikáján, gyermekkori asthma bronchiale miatt kezelt 527, a vizsgálat idején 28 évesnél idősebb felnőttnek (356 férfi és 171 nő) levelet küldtünk. A volt betegek értesítése az archivált kórlapok adatai alapján történt. A klinikáról mindannyian asthma bronchiale diagnózissal távoztak, az inhalatív allergia valamennyiüknél bizonyított volt. Volt betegeinknek egy levelet és egy kérdőívet küldtünk. A levélben felajánlottuk, hogy náluk és gyermekeiknél allergológiai, pulmonológiai vizsgálatot végzünk. Ezen belül fizikális vizsgálatot, allergiás bőrpróbát, légzésfunkciós méréseket és az allergiás gyulladás mértékére utaló biológiai markerek vérből történő meghatározását terveztük. A vizsgálatot a Semmelweis Egyetem I. sz. Gyermekklinikáján végeztük. A várakozás elkerülésére a klinikai vizsgálat előjegyzés alapján történt, a felnőttek és gyermekeik számára 3 időpontot jelöltünk meg. A felnőttek részletes kérdőívet kaptak, melynek kitöltése egyszeri ill. többszörös választás alapján X jelzéssel történt. A kérdőív négy részből állt. A betegeket megkérdeztük gyermekkori, l8 éves és jelenlegi asthma bronchialera utaló panaszaikról és egyéb allergiás tüneteikről, kezelésükről (I. rész). Ezt követően a II. és III. részben kérdések vonatkoztak életkörülményeikre, életminőségükre, környezetükre. Végül családjukban, gyermekeiknél 19

22 előforduló allergiás és egyéb alsó légúti betegségekről érdeklődtünk (IV. rész). A kérdéseket nyomtatott formában kapták meg, további szóbeli magyarázat nélkül. A betegek a vizsgálatról részletes felvilágosítást kaptak és ehhez hozzájárultak. A klinikai vizsgálatokat a Semmelweis Egyetem etikai bizottságának engedélyével, az I. sz. Gyermekklinikán, ben végeztük. A levelet és a kérdőívet a Mellékletek című fejezetben közöljük. A kérdőív valamennyi adatát nem prezentáljuk e munkában. D. 2. A VIZSGÁLAT MENETE D FIZIKÁLIS VIZSGÁLAT Az utánvizsgálatra megjelent felnőttek, valamint gyermekeik fizikális vizsgálatát elvégeztük, ennek eredményét feljegyeztük. A tünet- és panaszmentes egyéneknél, ha a vizsgálat idején ill. egy héttel azt megelőzően gyógyszert nem szedtek, allergiás bőrtesztet és metacholin légúti provokációt végeztünk. Laboratóriumi vizsgálatra - tüneteiket figyelembe véve, - a légzésfunkciós mérési eredmények alapján választottuk ki a résztvevőket (2. táblázat). 20

23 2. táblázat A vizsgálatban résztvevő egyének Vizsgált egyének Felnőttek Gyermekek Férfi Nő Fiú Lány Értesített Megjelent Légzésfunkciós vizsgálat Bronchodilatációs teszt Pozitív Negatív Provokációs teszt (metacholin) hyperreaktív nem hyperreaktív Prick teszt Pozitív Negatív TNF-α, stnf-r1, R2, IL-4, IL-5, IL-8, IgE, ECP mérés RANTES mérés Abban az esetben, ha a beteg aktuálisan, vagy egy héttel megelőzően valamilyen gyógyszeres kezelést kapott (beleértve az inhalatív terápiát is), vagy nála akut infekcióra utaló tüneteket észleltünk, ill. valamilyen egyéb krónikus betegsége ismert volt, légúti provokáció nem történt, a bőrpróbát egy későbbi, tünetmentes időpontban végeztük el. A betegek súly és magasság értékeiből BMI-t (body mass index: súly/méterben kifejezett magasság 2 [kg/m 2 ]) számoltunk. D VÉRVÉTEL A betegektől, akik ehhez hozzájárultak, vénapunkciós módszerrel 3 csőbe 5-5ml vért vettünk. A vért szobahőmérsékleten 1100 fordulatszám/perc frekvenciával centrifugáltuk, majd a szérumot a laboratóriumi vizsgálatok elvégzéséig 80 o C-on tároltuk. AZ ECP meghatározáshoz használt vérmintát, a centrifugálás előtt egy órán át szobahőmérsékleten állni hagytuk. 21

24 D LÉGZÉSFUNKCIÓS VIZSGÁLAT; BRONCHIALIS REAKTIVITÁS MEGHATÁROZÁSA Azoknál az egyéneknél, akik koruk, fizikális tulajdonságaik alapján alkalmasak voltak, negatív pulmonális státusz mellett és gyógyszermentes állapotban aspecifikus légúti provokáció történt emelkedő adagú metacholinnal (2. táblázat). A vizsgálathoz 1%-os metacholin (Lofarma, Milano) oldatot használtunk megfelelően hígítva desztillált vízzel. A légúti provokációhoz a Pari Provocations Test elnevezésű készüléket alkalmaztuk; a beteg minden egyes hígítási fokozatból (0.125, 0.25, 0.5%) a porlasztott metacholint egyenletesen belélegezte. A provokálás kíméletessége érdekében ezt a mennyiséget ill. térfogatot több részletben (1,25 liter + 2,5 liter + 5,0 liter +10,0 liter, azaz összesen 18,75 liter) lélegeztettük be. Panaszmentesség, illetve 20%-nál kisebb FEV 1 (1 mp-re eső erőltetett kilégzési térfogat) csökkenés esetén az eggyel töményebb oldatot lélegezték be, szintén 18,75 litert. A provokáció akkor fejeződött be (ha közben a beteg nem fulladt és a mérések 20%-nál kisebb csökkenést mutattak), amikor a vizsgált egyén a 0.5%-os oldatból is a 18,75 literes térfogatot belélegezte. A légzésfunkciót a Sensor Medics Vmax készülékkel mértük. Légúti hyperreaktivitást akkor állapítottunk meg, ha a provokációs vizsgálat során a kiindulási értékhez viszonyítva a FEV 1 érték 20%-ot elérő, vagy meghaladó csökkenést mutatott. A légúti provokáció során felhasznált metacholin mennyiségből és a légzésfunkciós paraméterek változásából - bronchialis hyperreaktivitás mellett - kiszámítottuk azt a provokációs dózist (PD20), ami a vizsgált egyénnél 20%-os FEV 1 csökkenést okozott. A továbbiakban az így kalkulált PD20 értékekkel számoltunk. A nem hyperreaktív egyéneknél a PD20 értékek matematikailag kalkulálhatók, azonban ez a szám teoretikus, biológiailag értékelhetetlen, ezért ezzel nem számoltunk. Azoknál az egyéneknél, akiknél a fizikális vizsgálat során ill. az első légzésfunkciós mérés alatt alsó légúti obstrukció jeleit észleltük, 200 µg salbutamol (Ventolin) inhalációval bronchodilatációt végeztünk. Az eredményt pozitívnak tekintettük, ha FEV 1 érték növekedés felnőtteknél nagyobb, vagy egyenlő volt, mint 15%, gyermekeknél 12%. 22