Поведение иммунной системы в младенчестве связали с развитием детской астмы

Авторы работы, опубликованной в Science Translational Medicine, сопоставили «иммунные фенотипы» полуторагодовалых детей с вероятностью развития у них астмы. Оказалось, что отклоняющийся от нормы иммунный ответ на микробный стимул ассоциирован с повышенным риском возникновения астмы в более позднем возрасте.

Образцы крови 541 детей в возрасте 18 месяцев проанализировали на содержание клеток врожденного иммунитета и на состав секретируемых цитокинов сначала в покое, а затем в ответ на микробные стимулы. Для этого образцы крови стимулировали ex vivo (вне организма) лигандами вирусного и бактериального происхождения, активирующими разные рецепторы и разные пути иммунного ответа. Так, специфическим лигандом для TLR3 и связанного с ним пути является двуцепочечная вирусная РНК, TLR7/8 — одноцепочечная вирусная РНК, TLR4 активируется бактериальными липополисахаридами, NOD2 — бактериальными пептидогликанами. Кроме того, проводилась специфическая стимуляция αβ- и γδ-T-клеток. После стимуляции измеряли количество каждого из 21 цитокинов, ассоциированных с тем или иным типом иммунного ответа.

Среди типов иммунного ответа принято выделять тип 1, 2, 17, 22 и регуляторный; каждый из них характеризуется своим цитокиновым профилем и основными участвующими в ответе клетками (Т-хелперы 1, 2, 17, 22, Т-регуляторы, или супрессоры). Иммунная система новорожденного способна давать усиленный ответ типа 2, в то время как типы 1 и 17 изначально представлены слабо и развиваются в раннем постнатальном периоде, когда организм младенца уже контактирует с внешними микробными агентами.

Для каждого из использованных стимулов определили соответствие между клетками иммунной системы и секретируемыми цитокинами. Исходя из этого, исследуемых детей сгруппировали в кластеры по преобладающему типу участвующих клеток в ответ на каждый из микробных стимулов. Полученные данные сопоставили со статистикой развития астмы в исследуемых группах до шестилетнего возраста.

Авторы работы выделили две разновидности астмы у детей, различающиеся как по динамике, так и по ассоциированному фенотипу иммунной системы — проходящая к шести годам и персистирующая (постоянная) астма. К случаям постоянной астмы отнесли как аллергическую, так и неаллергическую астму.

В исследуемой выборке проходящая астма наблюдалась у 16% детей, еще у 7% — персистирующая.

Была обнаружена корреляция между риском развития астмы и фенотипом иммунной системы — проходящая астма была ассоциирована с более высокой активностью нейтрофилов, участвующих в иммунном ответе. Продукция IL-18, IL-1b, IL-6 и еще некоторых цитокинов, ассоциированных с нейтрофилами, также была более интенсивной. Кроме того, не только средняя продукция IL-18 на нейтрофил, но и изначальное количество нейтрофилов в крови оказалось повышенным.

Аналогичным образом по типу ответа были кластеризованы реакции αβ-Т клеток: в зависимости от преобладающих цитокинов выделили шесть основных групп. Дальнейший анализ показал, что T_H2-фенотип с преобладающими IL-5 и IL-13 ассоциирован с развитием персистирующей астмы. Исследователи связали это с тем, что раннее заселение дыхательных путей патогенной микробиотой способно стимулировать в организме αβ-Т клеток с соответствующим фенотипом. Для других возможных факторов развития астмы (наличие домашних животных во время беременности, курение матери, прием антибиотиков и др.) статистически значимой связи с этим кластером детей показать не удалось.

Обнаруженная связь между риском развития тех или иных подтипов детской астмы и особенностями поведения иммунной системы в раннем детстве может лечь в основу дальнейшего развития диагностических методов.