АУТОИММУНОПАТОЛО­ГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЮВЕНИЛЬНОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА 1-ГО ТИПА И БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ K СТРАТИФИКАЦИИ ПОВЫШЕННОГО РИСКА ЕГО ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ

December 30, 2007
3078
Resume

Представлен анализ современных данных о роли иммунологической компоненты системы HLA-антигенов главного комплекса гистосовместимости I и II классов в развитии аутоиммунопатологических реакций под влиянием внешних факторов при сахарном диабете 1-го типа и способов его биотерапевтической коррекции.

Ювенильный сахарный диабет (СД) 1-го типа характеризуется аутоиммунной альтерацией инсулинпродуцирующих бета-клеток панкреатических островков Лангерганса (ОЛ) на фоне CD4+ и CD8+ Т-клеточной агрессии и макрофагальной инфильтрации ОЛ (Бокарев И.Н. и соавт., 2006). Сочетанное влияние генетических и малоизученных внешнесредовых факторов способствует ускоренному развитию данного заболевания. Причины высокой смертности (чаще всего среди детей и подростков, которые или не доживают до репродуктивного возраста, или становятся инвалидами к его наступлению) обусловлены осложнениями СД 1-го типа и ростом его заболеваемости при отсутствии оптимальных и своевременных терапевтических подходов (Зак К.П. и соавт., 2002; Зак К.П., Попова В.В., 2006).

CД 1-го типа составляет 10% всех случаев диабета и поражает свыше 2 миллионов человек в странах Европы и Северной Америки. В то же время количество заболевших детей и подростков в Финляндии более чем в 400 раз превышает количество таковых в Венесуэле (Gillespie K.M., 2006). Отмечают тенденцию мирового (3%) роста данной патологии ежегодно (EURODIAB ACE Study Group, 2000) и прогнозируют ее возрастание до 40% к 2010 г. (Onkamo P. et al., 1999) по сравнению с 1998. Это может свидетельствовать о важнейшей роли влияния внешнесредовых факторов и вкладе генов предрасполо­женности в эпидемиологию ювенильного СД 1-го типа (Cudworth A.G., Woodrow J.C., 1975; Алексеев Л.П. и соавт., 2003).

В данном аналитическом исследовании рассмотрена роль иммуногенетической компоненты системы Human Leucocyte Antigens (HLA)-антигенов главного комплекса гистосовместимости I и II классов в развитии аутоиммунопатологических реакций под влиянием внешнесредовых факторов при СД 1-го типа и способы его биотерапевтической коррекции.

Роль генов предрасположенности. Главный комплекс тканевой совместимости (MHC — Major Histocompatibility Complex) играет чрезвычайно важную роль в регуляции иммунного ответа у позвоночных, а также в выполнении ряда других важнейших физиологических функций организма (гены иммунного ответа являются составной частью МНС), обеспечивая поддержание постоянства генетического состава организма (Алексеев Л.П. и соавт., 2003).

Наиболее хорошо изученным из числа МНС и наиболее полиморфным является главный комплекс гистосовместимости человека (HLA), в котором установлено более 2000 аллельных вариантов. Именно благодаря полиморфизму HLA оказалась успешной защита человека в условиях непрерывного воздействия факторов внешней среды (Dausset J., 1997). При этом следует отметить, что HLA-полиморфизм носит выраженный межрасовый и межэтнический характер. Установлено, что скорость мутационного процесса, являющегося основой для возникновения новых вариантов генов, для генов МНС и генов других локусов существенно не различается (Klein J., Figueroa F., 1986). В то же время происходит поддер­жание высокого уровня полиморфизма именно в системе генов МНС (HLA у человека), что крайне необходимо для организма человека. Известно, что в процессе эволюции иммунная система позвоночных и человека развивалась и совершенствовалась под воздействием внешнесредовых патогенов. По­этому открытие Цинкернагелем и Догерти иммунного распознавания вирусных антигенов Т-лимфоцитами «в контексте» белков МНС хозяина, за которое они были удостоены Нобелев­ской премии 1996 г., позволило предположить, что генетические различия индивидуумов в локусе, кодирующем белки МНС, могут влиять на интенсивность и эффективность иммунного ответа хозяина на действие патогена (Lipsitch M. et al., 2003), определяя тем самым результат этого взаимодействия.

В настоящее время известно, что гены МНС играют главную роль в развитии адаптивного иммунного ответа на действие патогенов. Эти гены кодируют МНС молекулы I и II классов, представляющие пептиды чужеродных антигенов Т-клеткам, иниции­руя тем самым иммунное распознавание антигенов (Falk K. et al., 1991) и обеспечивая межклеточные взаимодействия в процессе иммунного ответа. По­скольку каждый из входящих в HLA-генотип аллель МНС обеспечивает возможность реагировать на определенный набор пептидов, гетерогенность по МНС может обеспечивать эффективный иммунный ответ. Сравнительно недавно получены более четкие доказательства, что МНС-гетерозиготность усиливает иммунную резистентность к патогенам (Penn D.J. et al., 2002).

Предрасположенность CД 1-го типа, подобно другим органоспецифическим процессам аутоиммунного генеза, ассоциируется с функционированием системы HLA-антигенов. Как известно, HLA-комплекс определяется генами, расположенными на 6-й паре хромосом человека, в пяти локусах: A, B, C, D, DR. Вблизи от них находится ген J2, контролирую­щий иммунные реакции организма. Определенные гены системы HLA объясняют повышенную cклонность к заболеванию человека CД 1-го типа. Прежде такую cклонность связывали с носительством генов В8 и В15, особенно с их сочетанием (Бокарев И.Н. и соавт., 2006). В последние годы установлено, что предрасположенность к диабету определяется преимущественно генами DR-локализации (HLA-DR3, HLA-DR4 и др.). Обнаружены гены HLA-системы, обладающие свойствами защиты от заболевания диабетом (HLA-DR2 и HLA-DR5), которые очень редко выявляют, однако свидетельствуют о полигенной природе заболевания CД 1-го типа (Dausset J., 1997; Бокарев И.Н. и соавт., 2006).

Две комбинации HLA-генов (или гаплотипы) оказались особенно «диабетогенными»: DR4-DQ8 и DR3-DQ2. Они обнаруживались в 90% случаев у детей с СД 1-го типа (Devendra D., Eisenbarth G.S., 2003). Третий гаплотип, DR15-DQ6, находили только у 1% подростков с CД 1-го типа, который при 20% встречаемости в общей популяции рассматривался как элемент протекции данного заболевания (Eisenbarth G.S., Gottlieb P.A., 2004). Генотип на основе комбинации двух гаплотипов предрасположенности (DR4-DQ8/DR3-DQ2) способствовал формированию повышенного риска возникновения и развития данного хронического заболевания у детей первых лет жизни (Caillat-Zucman S. et al., 1992).

Исследования кандидатных генов способствовали обнаружению гена инсулина на 11-й хромосоме у человека, явившимся вторым по значимости генетическим фактором предрасположенности и обеспечившим 10% степени предрасположенности к CД 1-го типа у детей первых лет жизни (Bell G.I. et al., 1984). Короткие формы варьирующего количества тандемных повторов в промоторной области (минисателлитный участок локуса) гена инсулина ассоциировались с «диабетической» предрасположенностью; в то время как длинные формы были связаны с протекторной функцией кандидатного гена (Bennett S.T. et al., 1995). Известно, что комбинация кандидатных генов, ответственных за возникновение аутоиммунного воспалительного процесса в поджелудочной железе, медленно или быстро уничтожающего ее островковый аппарат, существенно различается у европейских народов от индоазиатского населения (бурятов, китайцев, японцев и др.). В тоже время патогенетическая последовательность развития CД 1-го типа остается таковой: генетическая предрасположенность → воздействие внешней среды → аутоиммунная деструкция бета-клеток → СД.

В последнее время на основании полученных данных по секвенированию генома человека методами геномно-протеомного анализа (Залесский В.Н., Дынник О.Б., 2005; Дынник О.Б., Залесский В.Н., 2006) были обнаружены более 15 «новых» локусов, ассоциированных с CД 1-го типа (Concannon P. et al., 1998; Cox N.J. et al., 2001). Наряду с этим отмечена роль двух специфичностей генов, связанных с контролем процессов активации Т-лимфоцитов. Аллельный вариант гена негативного регулятора Т-клеточной активации (цитотоксический Т-лимфоцитарный антиген 4, CTLA-4), расположенный на 2q33 хромосоме, в настоящее время рассматривается в качестве 3-го локуса предрасположенности к CД 1-го типа, положительно ассоциированной с повышенными уровнями растворимой формы CTLA-4 антигена (Ueda H. et al., 2003) и количеством регуляторных Т-клеток (Atabani S.F. et al., 2005).

Вторым аллельным вариантом гена, кодирующего лимфоидную тирозин фосфатазу (LYP — lymphoid tyrosine phosphatase), является его PTPN-22 аналог,
отвечающий за супрессию Т-клеточной активации, и считается четвертым фактором предрасположенности (Bottini N. et al., 2004; Smyth D. et al., 2004) к CД 1-го типа. Установлено, что эти 4 наиболее важных гена предрасположенности к CД 1-го типа совместно формируют антигенное представительство на поверх­ности Т-лимфоцитов. Предполагается, что антиген-распознающие маркеры HLA, CTLA-4 и PTPN-22, имеющие отношение к адаптивному иммунитету при CД 1-го типа, также принимают участие в аутоиммунных заболеваниях щитовидной железы, а также других аутоиммунных процессах (Gregersen P.K., 2005).

Проведение углубленных исследований генома позволило выявить гены предрасположенности к другим заболеваниям аутоиммунного генеза, а также группы генов с невыраженной аутоиммунной маркерной активностью. Последние оказались более перспективными в аспекте разработки в будущем профилактических и таргетных лечебных воздей­ствий. Так, гены, кодирующие рецепторные молекулы межклеточной адгезии (ICAM), а также витамина D, были отнесены к группе кандидатных генов. В ряде эпидемиологических исследований изучена роль витамина D в качестве протектора аутоиммунитета при CД 1-го типа. Полученные результаты исследований аутоиммунопротекторных реакций витамина D при нарушениях репродуктивной функции у беременных свидетельствовали о важности продолжения поиска маркеров устойчивости к развитию аутоиммунных реакций (Hypponen E. et al., 2001; Fronczak C.M. et al., 2003; Mathien C., Badenhoop K., 2005). Наряду с этим отмечена необходимость геномного контроля безопасности противодиабетического применения эффективных дозировок витамина D при беременности (Nejentsev S. et al., 2004). Углубленные исследования генов, кодирующих рецепторные молекулы ICAM-1, ассоциированные с повышенным риском CД 1-го типа, могут позволить внести существенный вклад в понимание механизмов активации моно­нуклеаров островкового аппарата поджелудочной железы и индукции ранних аутоиммунных реакций (Nejentsev S. et al., 2003).

ОСОБЕННОСТИ КЛЕТОЧНОГО ГЕНОМА И ДИАБЕТАССОЦИИРОВАННЫХ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Среди факторов внешней среды внимание исследователей привлекли вирусные инфекции, которые нередко предшествовали появлению CД 1-го типа. Выяснилось, что некоторые из сезонных вирусов, поражающих человека, отличаются определенным тропизмом к бета-клеткам островков поджелудочной железы. К ним относятся некоторые вирусы Коксаки (прежде всего В4), вирусы краснухи, кори, эпидемического паротита, ветряной оспы, цитомегаловирус, вирус инфекционного мононуклеоза (Эпштейна — Барр), возможно, и вирус инфекционного гепатита (Hyoty H., 2002; Herman R. et al., 2003; Sadeharju K. et al., 2003; Viskari H. et al., 2005).

Существует ряд клинических и экспериментальных наблюдений, указывающих на связь между названными инфекциями и генетической предрасположенностью к CД 1-го типа. Во-первых, это определенная хронологическая взаимосвязь между данными заболеваниями. CД 1-го типа обычно возникает зимой и ранней весной, то есть вскоре после вирусных инфекций, два пика которых приходится на октябрь и январь–февраль. Во-вторых, максимально подверженными этим заболеваниям оказываются дети в возрасте до пяти лет. В третьих, вирус краснухи, по данным вирусологических исследований, имеет способность накапливаться в ОЛ, и CД 1-го типа развивается у каждого пятого, перенесшего эту инфекцию. В четвертых, инфицирование определенных животных одним из названных вирусов вызывает у части из них CД 1-го типа (Hyoty H., 2002; Viskari H. et al., 2005). Наконец, гистологические исследования, проводимые у зараженных экспериментальных животных и у лиц, быстро умерших вследствие недавно начавшегося CД 1-го типа, позволили обнаружить наличие воспалительного по­вреждения островков поджелудочной железы — инсулита (Hyoty H., 2002; Бокарев И.Н. и соавт., 2006). Островки при этом оказываются инфильтрированными главным образом активированными лимфоцитами СD8 (Т-супрессоры и цитотоксические Т-лимфоциты), а также лимфоцитами CD4 (Т-хелперы). Эти клетки (наряду с другими – макрофагами, В-лейкоцитами) вырабатывают и выделяют цитокины (интерферон-гамма, фактор некроза опухоли бета, интерлейкин 6 и др.), которые либо непосред­ственно повреждают бета-клетки островков, либо провоцируют клеточные реакции, направленные против них (Зак К.П. и соавт., 2002; Бокарев И.Н. и соавт., 2006). При этом у большин­ства пациентов еще в доклиническом периоде и почти у всех лиц с ранними стадиями CД 1-го типа выявляют аутоантитела к инсулину, островковым клеткам, разным белковым компонентам бета-клеток. Следовательно, роль вирусной инфекции в генезе CД 1-го типа сводится к индукции аутоиммунной реакции против бета-клеток ОЛ. В такой же роли выступают, по-видимому, и другие диабетогенные факторы внеш­ней среды. К ним, в частности, относится коровье молоко. При продолжительном вскармливании им новорожденных некоторые его компоненты (пептид бычьего сывороточного альбумина, бета-лактоглобулин, бета-казеин) могут быть небезопасны. Такое же влияние, по данным современных исследований, имеют некоторые медикаменты (диаз­оксид-гипотензивное средство) и химические соединения (Бокарев И.Н. и соавт., 2006).

Интересно отметить, что аутоантитела к антигенам бета-клеток могут появиться в крови человека за 8–10 лет до появления первых признаков CД 1-го типа, медленно разрушая структуры островкового аппарата поджелудочной железы. Это обстоятельство вынуждает вернуться к представлениям о доклиническом периоде CД 1-го типа, помня о том, что в этом периоде заболевание может быть диагностировано только путем исследования содержания аутоантител к антигенам бета-клеток в крови.

Прежде чем приступить к рассмотрению вопроса о специфических диабетассоциированных антителах сыворотки крови, необходимо остановиться на важной роли HLA-генотипа в вероятности развития аутоиммунного процесса.

Как было показано исследователями из Финляндии, проведение вакцинации новорожденных с целью эрадикации краснухи способствовало выраженному «всплеску» заболеваемости CД 1-го типа у детей в этом регионе (Peltola H. et al., 2000). Одновременно с этим установлено, что энтеровирусная инфекция имела незначительное распространение в странах с высоким уровнем заболеваемости CД 1-го типа, в частности — в Финляндии, по сравнению с Карельским регионом Российской Федерации (Viskari H. et al., 2005), что могло быть связано с географически зависимым отсутствием маркерных специфичностей в HLA-генотипе и соответствующим резким снижением вероятности развития аутоиммунного процесса.

Оказалось, что ассоциированные с СД 1-го типа DRB1-аллели (DR3 и DR4) HLA-генов связаны с сильным иммунным ответом, а протективный аллель (DR2) — со слабым ответом против энтеровирусных (вирус Коксаки В4) антигенов (Sadeharju K. et al., 2003). Эти и другие данные подтверждают представления о «гигиенической» гипотезе (Gale E.A., 2002), которая предполагает определенную роль внешнесредовой микробной «агрессии» и других патогенов, а также их метаболитов в промоции естественного иммунитета на ранних этапах жизни индивидов, что супрессирует развитие аллергических процессов и возможность возникновения аутоиммунопатологических реакций. К тому же развитие восточных культур (Индокитайский регион), по-видимому, способ­ствует стабилизации роли факторов естественного иммунитета, обеспечивающих протекание начальных реакций на инфекционные агенты (путем формирования соответствующих уровней продукции распознающих белков системы МНС) и тем самым направляет и реагирует адаптивный иммунитет (Bach J.F., 2005).

Согласно последним данным международного консорциума TEDDY (The Environmental Determinants of Diabetes in the Young, http://www.niddk.nih.gov/patient/TEDDY/TEDDY.htm) подтверждена роль HLA-генотипа высокого риска у детей в первые годы жизни, обусловленного влиянием внешнесредовых (инфекционные агенты, нутриенты пищи и др.) факторов путем запуска островкового аутоиммунного процесса на фоне генетических различий индивидуумов в локусе, кодирующем белки МНС.

На протяжении последних двадцати лет были сформированы представления о том, что специфические диабетассоциированные антитела сыворотки крови больных CД 1-го типа могут взаимодействовать с бета-клетками островкового аппарата панкреас и получили название антитела островковых клеток («islet cell antibodies») (Зак К.П. и соавт., 2002; Филиппова Н.В. и соавт., 2006). Диабетологическим обществом по иммунологии, в рамках программы DASP (Diabetes Antibody Standardization Programme), охватившей исследования, проведенные в 43 лабораториях 15 различных стран, подытожены результаты стандартизации трех основных разновидностей аутоантигенных маркеров разрушающихся бета-клеток: 1) протеин-тирозинфосфатаза-2 (IA-2); 2) декар­боксилаза глютаминовой кислоты (GAD-65) и 3) инсулин-антиген бета-клеток (IAA) (Lan M.S. et al., 1996; Leslie R.D. et al., 1999; Bingley P.J. et al., 2003). Данные исследования расширили представления о потенциальной роли аутоантител островковых клеток в качестве предикторов развития аутоиммунопатологического процесса; а радиоиммунологический, в большей степени, чем иммунофлюоресцентный (ELISA), анализ помог выявить существенные отличия между ними на этапах их стандартизации и скрининга.

Проведенное международное исследование в области создания стандартных сывороток, с целью обнаружения повышенных титров специфических аутоантител GAD, IA-2 и инсулина (Bingley P.J. et al., 2003), позволило выявить около 90% индивидов с верифицированным ранее диагнозом CД 1-го типа по наличию у них аутоантител к одному, двум или трем антигенам. Однако обнаруженная вариабельность ответов гуморального иммунитета отличалась следую­щими особенностями: 1) зарегистрировано время-зависимое снижение повышенного уровня IA-2 аутоантител (Gorus F.K. et al., 1997) и 2) выявлена тенденция к персистенции аутоантител к GAD-65 (Decochez K. et al., 2000). Эти изменения в основном наблюдались на этапе доклинической диагностики CД 1-го типа, что свидетельствовало о полезности и необходимости проведения скрининга у здоровых и детей с отягощенной наследственностью и на основе этого формирования группы риска. Они также регистрировались на последующих этапах развития CД 1-го типа (Ziegler A. G. et al., 1999), что позволило авторам высказать предположение о том, что вялотекущий аутоиммунный процесс может иметь субклиническое течение многие годы, а клиническая симптоматика появляется только в случае 80% поражения популяции инсулин-продуцирующих бета-клеток поджелудочной железы.

На основании проведенных долгосрочных программ («DAISY», США (Barker J.M. et al., 2004); «BABYDIAB», Германия (Ziegler A.G. et al., 1999); «CHPR», США (Pietropaolo M. et al., 2005)) по изучению различных диабетассоциированных антител (GAD-65, IA-2, IAA и др.) у детей на период их прогностической ценности в качестве маркеров предсказания CД 1-го типа был сделан важный вывод о том, что уже только выявление постоянно повышенного титра нескольких диабетассоциированных антител, непосредственно указывающего на наличие действую­щего аутоиммунного процесса в панкреатических ОЛ, позволяет наиболее достоверно предсказать неизбежность возникновения CД 1-го типа (Зак К.П., Попова В.В., 2006; Попова В.В., Зак К.П., 2006).

Биотерапевтические подходы стратификации повышенного риска развития CД 1-го типа. Методические подходы популяционного отбора аутоантител к островковым клеткам (Achenbach P. et al., 2004) позволили оптимизировать стратегии скрининга диабетассоциированного HLA-гаплотипа: около 90% индивидуумов с отсроченными клиническими проявлениями CД 1-го типа оказались позитивно связанными с одним или двумя HLA-гаплотипами предрасположенности — сильным иммунным ответом (DR3-DQ2 и DR4-DQ8), а также негативно связаны с «протективным» аллелем (DR2-DQ6) — слабым ответом против HLA-антигенов (Decochez K. et al., 2005).

Данный подход был использован в многоцентровом исследовании DIPP (type 1 Diabetes Prediction and Prevention Study) (Nejentsev S. et al., 1999), проведенном с целью оценки эффективности интраназального использования инсулина в качестве антигенспецифического терапевтического агента. Инсулин в капсулах (при сравнении с плацебо-капсулами) был использован в популяции детей и подростков с 25–50% риском развития CД 1-го типа. Если низкодозовый инъекционный инсулин в исследовании DPT-1 (Diabetes Prevention Trial — type 1) не отличался высокой эффективностью, то капсульный инсулин тормозил и в определенной степени редуцировал развитие CД 1-го типа (Skyler J.S. et al., 2005).

Многоцентровая оценка эффективности и без­опасности низкодозовой антигенспецифической инсулинотерапии CД 1-го типа инициирована в еще продолжающемся исследовании TrialNet (http://www.diabetestrialnet.org/) на базе 18 клинических центров США, Новой Зеландии и европейских стран в рамках проведения плацебо-контроля. Другие завершившиеся иммуномодулирующие программы лечения CД 1-го типа высокими дозами никотин­амида (ENDIT — European Nicotinamide Diabetes Intervential Trial) (Gale E.A. et al., 2004), а также циклоспорина (The Canadian-European Randomized Control Trial Group, 1988) отличались умеренной эффективностью.

Выраженный анти-Т-клеточный лечебный эффект по отношению к CД 1-го типа наблюдали при использовании hOKT3gamma1 (Ala-Ala)-белков, модифицированных анти-CD3-моноклональными антителами (МКАТ) (Herold K.C. et al., 2005). Препараты на основе МКАТ получали 26 пациентов с CД 1-го типа на протяжении 6 недель с последующей оценкой их эффективности в течение 1 года после начала курсового лечения. В параллельно проводимом исследовании у 80 пациентов с верифицированным диагнозом CД 1-го типа применяли другой препарат на основе анти-CD3-МКАТ (ChAglyCD3) или плацебо. Полученные результаты свидетельствовали о том, что «остаточная» бета-клеточная активность поджелудочной железы имела тенденцию к восстановлению через 10–18 мес наблюдения и отмечена более пролонгированная во времени эффективность антиген­специфической терапии во втором исследовании (Keymeulen B. et al., 2005).

На протяжении длительного времени пересадка клеток островкового аппарата поджелудочной железы остается наиболее успешным лечебным вмешательством (Burke G.W. et al., 2004; Gruessner A.C., Sutherland D.E., 2005). Однако до сих пор остаются окончательно не разрешенными проблемы контроля иммуносупрессивных реакций после пересадки клеток, тканей и органов. Другой альтернативный подход, связанный с пересадкой островковых клеток в печеночную ткань, согласно Эдмонтонскому протоколу (Shapiro A.M. et al., 2000) все еще остается минимально эффективным. Использование комбинированных схем трансплантации островковых клеток в сочетании с даклизумабом (сиролимусом), такролимусом способствовало (80%) однолетней и (20%) пятилетней выживаемости пациентов (Ryan E.A. et al., 2005). Данные проспективного многоцентрового исследования ITN (Immune Tolerance Network) (Gillespie K.M. et al., 2006) свидетельствуют о наличии существенных проблем в связи с ограничением доступности использования донорских островковых тканей. В настоящее время интенсивно разрабатывают новые биотехнологичекие источники функционирующих островковых тканей для целей биотерапии CД 1-го типа у детей и подростков.

Интересно отметить, что продукты повреждения бета-клеток у пациентов с устойчивым течением CД 1-го типа (несмотря на усугубление аутоиммунных реакций) не тормозят процессы образования новых бета-клеточных островков в глубине панкреас (Meier J.J. et al., 2005). В этой связи продолжается разработка новых методов лечения CД 1-го типа, основанных на поиске молекул-мишеней для осуществления более селективных таргетных программ усиления регенерации панкреатоподобных бета-клеток. При этом интенсивные исследования направ­лены на расшифровку механизмов дифференцировки панкреатоподобных прогениторных клеток в функционирующие клетки островкового аппарата (Seaberg R.M. et al., 2004).

Будущее клеточной биотерапии CД 1-го типа может быть связано с двумя основными направлениями ее развития. Первое — профилактический контроль инициации аутоиммунопатологических реакций и второе — достижение обратимости эффектов прогрессирования аутоиммунопатологического процесса на основе оптимизации процессов островковой регенерации бета-клеток. Причем если первое направление может быть связано с разработкой биотехнологий по идентификации и ограничению влияний (аутоантигенов) внешнесредовых факторов, то второе может быть обусловлено разработкой лечебных методик интраназального и таблетированного приема низкодозового инсулина, являю­щегося ведущим аутоантигеном, обеспечиваю­щим поддержку терапевтических программ создания условий индивидуальной иммунотолерантности и оптимизации контроля развития аутоиммунных патологических процессов на более «тонком» молекулярном уровне.

ЛИТЕРАТУРА

  • Алексеев Л.П., Дедов Н.И., Болдыров и др. (2003) HLA гены-маркеры инсулинзависимого сахарного диабета, этнические аспекты. Иммунология, 24(5): 308–311.
  • Бокарев И.Н., Великов Б.К., Шубина О.И. (2006) Сахарный диабет. ООО «МИА», Москва, 400 с.
  • Дынник О.Б., Залесский В.Н. (2006) Современные биоаналитические протеомные технологии в лабораторной диагностике. Укр. ревматол. журн., 2: 17–24.
  • Залесский В.Н., Дынник О.Б. (2005) Молекулярная медицина: протеомные технологии и методы молекулярной терапии. Лік. справа, 1–2: 3–10.
  • Зак К.П., Малиновская Т.Н., Тронько Н.Д. (2002) Иммунитет у детей больных сахарным диабетом первого типа. Книга плюс, Київ, 111 с.
  • Зак К.П., Попова В.В. (2006) Цитокины и сахарный диабет 1-го типа у человека. Укр. мед. часопис, 1(51): 78–88 (http://www.umj.com.ua/arhiv/51/1887.php; http://www.umj.com.ua/pdf/51/1887.pdf).
  • Попова В.В., Зак К.П. (2006) Открытие аутоантител к островкам Лангерганса поджелудочной железы — выдающееся достижение в области предсказания возникновения и диагностики типа сахарного диабета в клинике. Лік. справа, 7: 3–12.
  • Филиппова Н.В., Бурдейко Е.А., Никитина Л.Д. (2006) Сахарный диабет и его осложнения у детей и подростков. Харьков, Основа, 300 с.
  • Achenbach P., Warncke K., Reiter J. et al. (2004) Stratification of type 1 diabetes risk on the basis of islet autoantibody characteristics. Diabetes, 53(2): 384–389.
  • Atabani S.F., Thio C.L., Divanovic S. et al. (2005) Association of CTLA4 polymorphism with regulatory T cell frequency. Europ. J. Immunol., 35(7): 2157–2162.
  • Bach J.F. (2005) Infections and autoimmune disease. J. Autoimmun., 25 Suppl.: 74–80.
  • Barker J.M., Barriga K.J., Yu L. et al. (2004) Prediction of autoantibody positivity and progression to type 1 diabetes: Diabetes Autoimmunity Study in the Young (DAISY). J. Clin. Endocrinol. Metab., 89(8): 3896–3902.
  • Bennett S.T., Lucassen A.M., Gough S.C. et al. (1995) Susceptibility to human type 1 diabetes at IDDM2 is determined by tandem repeat variation at the insulin gene minisatellite locus. Nat. Genet., 9(3): 284–292.
  • Bell G.I., Horita S., Karam J.H. (1984) A polymorphic locus near the human insulin gene is associated with insulin-dependent diabetes mellitus. Diabetes, 33(2): 176–183.
  • Bingley P.J., Bonifacio E., Mueller P.W. (2003) Diabetes Antibody Standardization Program: first assay proficiency evaluation. Diabetes, 52(5): 1128–1136.
  • Bottini N., Musumeci L., Alonso A. et al. (2004) A functional variant of lymphoid tyrosine phosphatase is associated with type 1 diabetes. Nat. Genet., 36(4): 337–338.
  • Burke G.W., Ciancio G., Sollinger H.W. (2004) Advances in pancreas transplantation. Transplantation, 77(9 Suppl.): S62–S67.
  • Caillat-Zucman S., Garchon H.J., Timsit J. et al. (1992) Age-dependent HLA genetic heterogeneity of type 1 insulin-dependent diabetes mellitus. J. Clin. Invest., 90(6): 2242–2250.
  • The Canadian-European Randomized Control Trial Group (1988) Cyclosporin-induced remission of IDDM after early intervention. Association of 1 yr of cyclosporin treatment with enhanced insulin secretion. Diabetes, 37(11): 1574–1582.
  • Concannon P., Gogolin-Ewens K.J., Hinds D.A. et al. (1998) A second-generation screen of the human genome for susceptibility to insulin-dependent diabetes mellitus. Nat. Genet., 19(3): 292–296.
  • Cox N.J., Wapelhorst B., Morrison V.A. et al. (2001) Seven regions of the genome show evidence of linkage to type 1 diabetes in a consensus analysis of 767 multiplex families. Am. J. Hum. Genet., 69(4): 820–830.
  • Cudworth A.G., Woodrow J.C. (1975) HL-A system and diabetes mellitus. Diabetes, 24(4): 345–349.
  • Dausset J. (1997) Twelfth International Histocompatibility Workshop HLA-Saint-Malo. In: D. Charron (Ed.) 12th In­ternational Histocompatibility Workshop Study. Paris, pp. 23–24.
  • Decochez K., Tits J., Coolens J.L. et al. (2000) High frequency of persisting or increasing islet-specific autoantibody levels after diagnosis of type 1 diabetes presenting before 40 years of age. The Belgian Diabetes Registry. Diabetes Care, 23(6): 838–844.
  • Decochez K., Truyen I., van der Auwera B. et al. (2005) Combined positivity for HLA DQ2/DQ8 and IA-2 antibodies defined population at high risk type 1 diabetes. Diabetol., 48(4): 687–694.
  • Devendra D., Eisenbarth G.S. (2003) 17. Immunologic endocrine disorders. J. Allergy Clin. Immunol., 111(2 Suppl.): S624–S636.
  • Eisenbarth G.S., Gottlieb P.A. (2004) Autoimmune polyendocrine syndromes. N. Engl. J. Med., 350(20): 2068–2079.
  • EURODIAB ACE Study Group (2000) Variation and trends in incidence of childhood diabetes in Europe. Lancet, 355(9207): 873–876.
  • Falk K., Rotzschke O., Stevanovic S. et al. (1991) Allele-specific motifs revealed by sequencing of self-peptides eluted from MHC molecules. Nature, 351(6324): 290–296.
  • Fronczak C.M., Baron A.E., Chase H.P. et al. (2003) In utero dietary exposures and risk of islet autoimmunity in children. Diabetes Care, 26(12): 3237–3242.
  • Gale E.A. (2002) A missing link in the hygiene hypothesis? Diabetologia, 45(4): 588–594.
  • Gale E.A., Bingley P.J., Emmett C.L. et al. (2004) European Nicotinamide Diabetes Intervention Trial (ENDIT): a randomised controlled trial of intervention before the onset of type 1 diabetes. Lancet, 363(9413): 925–931.
  • Gillespie K.M. (2006) Type 1 diabetes: pathogenesis and prevention. CMAJ, 175(2): 165–170.
  • Gorus F.K., Goubert P., Semakula C. et al. (1997) IA-2-au­toantibodies complement GAD65-autoantibodies in new-onset IDDM patients and help predict impending diabetes in their siblings. The Belgian Diabetes Registry. Diabetologia, 40(1): 93–95.
  • Gregersen P.K. (2005) Gaining insight into PTPN22 and autoimmunity. Nat. Genet., 37(12): 1300–1302.
  • Gruessner A.C., Sutherland D.E. (2005) Pancreas transplant outcomes for United States (US) and non-US cases as reported to the United Network for Organ Sharing (UNOS) and the International Pancreas Transplant Registry (IPTR) as of June 2004. Clin. Transplant., 19(4): 433–455.
  • Hermann R., Knip M., Veijola R. et al. (2003) Temporal changes in the frequencies of HLA genotypes in patients with type 1 diabetes-indication of an increased environmental pressure? Diabetologia, 46(3): 420–425.
  • Herold K.C., Gitelman S.E., Masharani U. et al. (2005) A single course of anti-CD3 monoclonal antibody hOKT3gamma1 (Ala-Ala) results in improvement in C-peptide responses and clinical parameters for at least 2 years after onset of type 1 diabetes. Diabetes, 54(6): 1763–1769.
  • Hyoty H. (2002) Enterovirus infections and type 1 diabetes. Ann. Med., 34(3): 138–147.
  • Hypponen E., Laara E., Reunanen A., Jarvelin M.R., Virtanen S.M. (2001) Intake of vitamin D and risk of type 1 diabetes: a birth-cohort study. Lancet, 358(9292): 1500–1503.
  • Keymeulen B., Vandemeulebroucke E., Ziegler A.G. et al. (2005) Insulin needs after CD3-antibody therapy in new-onset type 1 diabetes. N. Engl. J. Med., 352(25): 2598–2608.
  • Klein J., Figueroa F. (1986) Evolution of the major histocompatibility complex. Crit. Rev. Immunol., 6(4): 295–386.
  • Lan M.S., Wasserfall C., Maclaren N.K., Notkins A.L. (1996) IA-2, a transmembrane protein of the protein tyrosine phosphatase family, is a major autoantigen in insulin-dependent diabetes mellitus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93(13): 6367–6370.
  • Leslie R.D., Atkinson M.A., Notkins A.L. (1999) Autoantigens IA-2 and GAD in Type I (insulin-dependent) diabetes. Diabetologia, 42(1): 3–14.
  • Lipsitch M., Bergstrom C.T., Antia R. (2003) Effect of human leukocyte antigen heterozygosity on infectious disease outcome: the need for allele-specific measures. BMC Med. Genet., 4: 2–7.
  • Mathien C., Badenhoop K. (2005) Vitamin D and type 1 diabetes mellitus: state of the art. Trends Endocrinol. Metab., 16(6): 261–265.
  • Meier J.J., Bhushan A., Butler A.E. (2005) Sustained beta cell apoptosis in patients with long-standing type 1 diabetes: indirect evidence for islet regeneration? Diabetologia, 48(11): 2221–2228.
  • Nejentsev S., Sjoroos M., Soukka T. et al. (1999) Population-based genetic screening for the estimation of Type 1 diabetes mellitus risk in Finland: selective genotyping of markers in the HLA-DQB1, HLA-DQA1 and HLA-DRB1 loci. Diabet. Med., 16(12): 985–992.
  • Nejentsev S., Guja C., McCormack R. et al. (2003) Association of intercellular adhesion molecule-1 gene with type 1 diabetes. Lancet, 362(9397): 1723–1734.
  • Nejentsev S., Cooper J.D., Godfrey L. et al. (2004) Analysis of the vitamin D receptor gene sequence variants in type 1 diabetes. Diabetes, 53(10): 2709–2712.
  • Onkamo P., Vaananen S., Karvonen M., Tuomilehto J. (1999) Worldwide increase in incidence of Type I diabetes — the analysis of the data on published incidence trends. Diabetologia, 42(12): 1395–1403.
  • Penn D.J., Damjanovich K., Potts W.K. (2002) MHC heterozygosity confers a selective advantage against multiple-strain infections. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99(17): 11260–11264.
  • Peltola H., Davidkin I., Paunio M. et al. (2000) Mumps and rubella eliminated from Finland. JAMA, 284(20): 2643–2647.
  • Pietropaolo M., Yu S., Libman I.M. et al. (2005) Cytoplasmic islet cell antibodies remain valuable in defining risk of progression to type 1 diabetes in subjects with other islet autoantibodies (CHPR Program). Pediatr. Diabetes, 6(4): 184–192.
  • Ryan E.A., Paty B.W., Senior P.A. et al. (2005) Five-year follow-up after clinical islet transplantation. Diabetes, 54(7): 2060–2069.
  • Sadeharju K., Knip, Hiltunen M. et al. (2003) The HLA-DR phenotype modulates the humoral immune response to enterovirus antigens. Diabetologia, 46(8): 1100–1105.
  • Seaberg R.M., Smukler S.R., Kieffer T.J. (2004) Clonal identification of multipotent precursors from adult mouse pancreas that generate neural and pancreatic lineages. Nat. Biotechnol., 22(9): 1115–1124.
  • Shapiro A.M., Lakey J.R., Ryan E.A. et al. (2000) Islet transplantation in seven patients with type 1 diabetes mellitus using a glucocorticoid-free immunosuppressive regimen. N. Engl. J. Med., 343(4): 230–238.
  • Skyler J.S., Krischer J.P., Wolfsdorf J. et al. (2005) Effects of oral insulin in relatives of patients with type 1 diabetes: The Diabetes Prevention Trial — Type 1. Diabetes Care, 28(5): 1068–1076.
  • Smyth D., Cooper J.D., Collins J.E. et al. (2004) Replication of an association between the lymphoid tyrosine phosphatase locus (LYP/PTPN22) with type 1 diabetes, and evidence for its role as a general autoimmunity locus. Diabetes, 53(11): 3020–3023.
  • Viskari H., Ludvigsson J., Uibo R. et al. (2005) Relationship between the incidence of type 1 diabetes and maternal enterovirus antibodies: time trends and geographical variation. Diabetologia, 48(7): 1280–1287.
  • Ueda H., Howson J.M., Esposito L. et al. (2003) Association of the T-cell regulatory gene CTLA-4 with susceptibility to autoimmune disease. Nature, 423(6939): 506–511.
  • Ziegler A.G., Hummel M., Schenker M. et al. (1999) Autoantibody appearance and risk for development of childhood diabetes in offspring of parents with type 1 diabetes: the 2-year analysis of the German BABYDIAB Study. Diabetes, 48(3): 460–468.

АУТОІМУНОПАТОЛОГІЧНІ МЕХАНІЗМИ ЮВЕНІЛЬНОГО ЦУКРОВОГО ДІАБЕТУ 1-го ТИПУ ТА БІОТЕРАПЕВТИЧНІ ПІДХОДИ ДО СТРАТИФІКАЦІЇ ПІДВИЩЕНОГО РИЗИКУ ЙОГО ВИНИКНЕННЯ ТА РОЗВИТКУ

Залеський Вячеслав Миколайович, Гавриленко Тетяна Іллівна, Динник Олег Борисович

Резюме. Наведено аналіз сучасних даних про роль імунологічної компоненти системи HLA-антигенів головного комплексу гістосумісності I і II класів у розвитку аутоімунопатологічних реакцій під впливом факторів зовнішнього середовища при цукровому діабеті 1-го типу та способів його біотерапевтичної корекції.

Ключові слова:цукровий діабет 1-го типу, HLA-антигени, аутоімунний процес, аутоантитіла острів­цевих клітин, деструкція острівців Лангерганса, гено-зовнішньосередовищні взаємодії, попередження ауто­імунних реакцій, терапевтичні стратегії, СD4+ T-клітини

AUTOIMMUNE PATHOLOGICAL MECHANISMS OF THE CHILDHOOD TYPE 1 DIABETES AND BIOTHERAPEUTIC APPROACHES TOWARDS STRATIFICATION OF INCREASED RISK OF THE DISEASE OCCURRENCE AND PROGRESSION

Zalessky V N, Gavrilenko Tatyana I, Dynnyk Oleg B

Summary. Article represents modern data on the role of the immune component of the HLA-antigens system of major histocompatibility complex class I and II in the development of autoimmune pathological reactions under environmental factors in type 1 diabetes, and methods of its biotherapeutic correction.

Key words: type 1 diabetes, HLA-antigens, autoimmune process, islet cells autoantibodies, destruction of Langerhans islets, genetic and environmental interactions, prevention of autoimmunity, therapeutic approaches, CD4+ T-cells

Адрес для переписки:
Залесский Вячеслав Николаевич
03151, Киев, ул. Народного ополчения, 5
Национальный научный центр «Институт кардиологии им. Н.Д. Стражеско» АМН Украины