Диагностика и лечение заболеваний легких с преимущественным поражением респираторных отделов, по-прежнему остается серьезной проблемой в практике специалистов из-за тяжелого прогноза и низкой эффективности лечения. В результате длительного наблюдения за больными с различными вариантами интерстициальных болезней легких (ИБЛ) установлено, что темпы нарастания дыхательной недостаточности зависят от активности реакций фиброза на территории аэрогематического барьера.

Так, из группы идиопатических интерстициальных пневмоний выделен идиопатический фиброз легких (ИФЛ), основными клинико-морфологическими признаками которого является высокая активность фибропролиферативных реакций в легких с замещением легочной ткани соединительной в виде своеобразной картины «сотового легкого», что определяет частоту развития осложнений и выраженное снижение диффузионной способности легких [1-4].

При других вариантах ИБЛ, включая поражения легких при диффузных заболеваниях соединительной ткани (ДЗСТ), саркоидоз, десквамативную интерстициальную пневмонию, в отличие от ИФЛ в целом имеются преимущества по продолжительности жизни больных. Однако вероятность осложнений вследствие необратимого нарушения функций аэрогематического барьера и легочной гипертонии (ЛГ) с последующим формированием хронического легочного сердца остается высокой. Осложнения ИБЛ определяют трудовой и жизненный прогноз пациента (инвалидность, высокая летальность) [5-8]. В связи с этим изучение механизмов прогрессирования ИБЛ представляется актуальным.

Различные повреждающие факторы при ИБЛ (гипоксия, свободные радикалы кислорода, эндотоксины, провоспалительные цитокины и факторы роста, иммунные комплексы и др.) приводят к нарушению морфофункциональной активности иммунокомпетентных клеток. В результате активируется высвобождение медиаторов широкого спектра, влияющих на тонус и проницаемость сосудов, адгезию и миграцию клеток, пролиферацию эндотелия и новообразование сосудов. Нарушения функциональной активности эндотелия и гемостаза стимулируют ремоделирование сосудов легких, в том числе ангионеогенез [9, 10]. В ряде работ показано усиление ангиогенеза и активности ангиогенных факторов (хемокинов и факторов роста) при фиброзе легких (ФЛ) и ЛГ [11, 12].

Данные об участии медиаторов эндотелиального происхождения, обладающих проангиогенными свойствами (фактор роста эндотелия сосудов - VEGF и эндотелина-1 - ЕТ-1), их взаимосвязь с клиническими и морфологическими параметрами прогрессирования заболеваний легких на различных стадиях ИБЛ остается мало изученной.

В нашем исследовании проведена оценка роли VEGF и ЕТ-1 как маркеров ангиогенеза и функциональной активности эндотелия в прогрессировании ИБЛ.

Обследовали 96 пациентов с различными типами ИБЛ: идиопатическими интерстициальными пневмониями (фиброзирующим альвеолитом - ФА) - 22 (22,9%), саркоидозом - 62 (64,6%) и ФА в рамках ДЗСТ - 12 (12,5%). Возраст больных варьировал от 26 до 80 лет и в среднем составил 54,5±1,28 года.

В исследование не включали курильщиков, больных с бронхолегочными инфекциями, онкологическими заболеваниями, врожденными и приобретенными пороками сердца, а также лиц, работающих в условиях повышенных предельно допустимых концентраций вредных веществ. Контрольную группу составили 15 практически здоровых людей без патологии легких и системных заболеваний. Средний возраст в контрольной группе составил 34,3±1,3 года.

ИБЛ диагностировали на основании клинико-лабораторных, рентгенологических данных, а также результатов морфологического исследования биопсии легкого. Среди 96 обследованных диагноз подтвержден морфологически у 60 пациентов: у 19 (31,6%) - методом открытой биопсии легкого, у 29 (48,4%) - торакоскопической биопсии легкого, у 12 (20%) выполняли трансбронхиальную биопсию.

Всем больным проводили общепринятое обследование, включавшее сбор жалоб, физический осмотр, общеклинические, биохимические, коагулологические и иммунологические исследования крови, электрокардиографию, спирографию, мультиспиральную компьютерную томографию (МСКТ) легких и эхокардиографию.

Степень выраженности одышки определяли с использованием шкалы Борга [7]. Толерантность к физическим нагрузкам оценивали с помощью пробы с 6-минутной ходьбой, которую проводили всем пациентам в соответствии с рекомендациями Американского торакального общества [5, 13].

Для оценки функции внешнего дыхания исследовали показатели жизненной емкости легких (ЖЕЛ), форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1), вычисляли индекс Тиффно (ОФВ1/ФЖЕЛ), которые выражали в процентах от должных величин.

МСКТ выполняли на компьютерном томографе Asteon 4 («Toshiba», Япония) с режимами реконструкции для улучшения визуализации интерстициальных структур в легких. При исследовании оценивали активность ИБЛ, степень ФЛ, измеряли диаметр легочной артерии (ЛА).

На основании данных компьютерной томографии (КТ) всех пациентов разделили на 2 группы. В 1-ю (ранняя стадия ИБЛ) включили 54 пациентов с внутригрудной лимфаденопатией, очаговыми и инфильтративными изменениями, феноменом «матового стекла» и утолщением междольковых перегородок, занимающие в совокупности не более 25% площади легкого. Во 2-ю группу (поздняя стадия ИБЛ) вошли 42 больных с выраженными изменениями в интерстициальной ткани легких (ИТЛ), занимающими более 25% площади легкого, «сотовые» структуры в совокупности с перечисленными изменениями.

Для определения выраженности ФЛ у пациентов обеих групп использовали полуколичественную систему оценки по 5-балльной шкале: 1 балл - наличие утолщений междольковых и межальвеолярных перегородок, при этом отсутствуют признаки «сотового легкого»; 2 балла - интерстициальный фиброз и «сотовое легкое» составляют менее 25%; 3 балла - изменения составляют 26-50%; 4 балла - изменения составляют 51-75%; 5 баллов - изменения составляют 76-100% площади легкого.

Для анализа картины КТ больных с саркоидозом распределили на 4 группы в соответствии со стадиями рентгенологической классификации внутригрудного саркоидоза [14]: I группа (двусторонняя лимфаденопатия средостения) - 18 (29%), II группа (двусторонняя лимфаденопатия средостения в сочетании с инфильтрацией легочной ткани) - 22 (35,5%), III группа (инфильтрация легочной ткани без лимфаденопатии средостения) - 5 (8,1%), IV группа (ФЛ) - 17 (27,4%).

Состояние сосудов малого круга кровообращения оценивали при помощи трансторакальной эхокардиографии (аппарат Vivid 7, «General Electric», США»). Определяли систолическое давление в легочной артерии (СДЛА). ЛГ констатировали при СДЛА больше 30 мм рт.ст. в покое [8].

Помимо стандартного общеклинического обследования проводили изучение маркеров дисфункции эндотелия и ангиогенеза методом иммуноферментного анализа: уровень VEGF определяли при помощи тест-набора R&D Systems Immunoassay kit (США), концентрацию ЕТ-1 в плазме крови - при помощи набора Assay Designs (США).

Для изучения ангиогенеза проводили иммуногистохимическое исследование (ИГХИ) ткани легкого с использованием антител к VEGF («DakoCytomation», Дания). Выборка составила 36 больных ИБЛ (у 18 пациентов имелась морфологическая картина обычной интерстициальной пневмонии и у 18 - саркоидоз).

Выраженность ангиогенеза рассчитывали по средней плотности новообразованных сосудов на единицу площади и по экспрессии VEGF. У больных саркоидозом оценивали интенсивность экспрессии VEGF клетками гранулем в легких.

Результаты ИГХИ оценивали полуколичественно по 3-балльной шкале: 0 - экспрессия отсутствует, 1 - слабое окрашивание, 2 - умеренное окрашивание, 3 - интенсивное окрашивание.

Морфометрическое исследование выполняли на срезах, окрашенных по Пикро-Малори, о ремоделировании сосудов малого круга кровообращения судили по толщине их стенки.

Статистический анализ полученных данных проводили с применением пакета программы SPSS, версия 11.5. При описании данных обследования больных рассчитывали средние показатели и стандартное квадратичное отклонение. При сравнении средних величин признаков, имеющих распределение, отличное от нормального, использовали непараметрические методы (критерий Манна-Уитни). Корреляционный анализ проводили методом ранговой корреляции Спирмена. Различия считали достоверными при p<0,05.

При сравнении 2 групп больных выявлено нарастание степени дыхательной недостаточности и гемодинамических нарушений на поздних стадиях ИБЛ (см. таблицу).

Во 2-й группе ЛГ выявлялась чаще (p=0,001), а СДЛА было выше, чем в 1-й группе (49,3±2,9 и 40,4±2,7 мм рт.ст. соответственно; p=0,003). СДЛА во 2-й группе положительно коррелировало со степенью ФЛ по данным МСКТ (r=0,61; p=0,007). У больных с идиопатическим ФА и ФА в рамках ДЗСТ ЛГ встречалась чаще, чем у больных с саркоидозом (р<0,001; р=0,003).

Концентрации VEGF и ЕТ-1 у всех больных ИБЛ в крови оказались достоверно выше, чем в контроле (р<0,001) (см. таблицу). Различий по уровню этих медиаторов у пациентов в зависимости от нозологической принадлежности не получено. Отмечено, что во 2-й группе концентрации VEGF и ЕТ-1 достоверно превышали таковые в 1-й группе (рис. 1).

Выявлена положительная корреляция уровней VEGF и ЕТ-1 со степенью ФЛ по данным МСКТ (r=0,47, p=0,001 и r=0,44, p=0,002 соответственно) (рис. 2).

У пациентов с выраженным ФЛ концентрации VEGF и ЕТ-1 отрицательно коррелировали с ФЖЕЛ, отражающей степень дыхательной недостаточности (r=–0,588, p=0,001 и r=–0,377, p=0,02 соответственно) (рис. 3).

При морфологическом исследовании ткани легкого фиброзные изменения выявлены у 28 из 36 больных, главным образом, в случаях с обычной интерстициальной пневмонией (n=18); у пациентов с саркоидозом фиброзные изменения встречались реже (n=10). У всех больных с ФЛ обращали внимание изменения стенок сосудов (утолщение интимы и гипертрофия медии) и явления ангиогенеза (см. рис. 3, а). По данным эхокардиографии все они имели признаки ЛГ. Экспрессия VEGF выявлялась в цитоплазме эндотелия и гладких мышечных клеток сосудов - ГМКС (в том числе новообразованных), альвеолоцитов II типа, эпителии бронхиол, макрофагах, клетках гранулем (см. рис. 3, б). Выраженность ангиогенеза коррелировала с концентрациями VEGF и ЕТ-1 в крови, а также со степенью ФЛ по данным МСКТ (r=0,57; p=0,001 и r=0,43; p=0,03 и r=0,39; p=0,004 соответственно). Кроме того, получена положительная корреляция между толщиной стенки ремоделированных сосудов и уровнями VEGF и ЕТ-1 в крови (r=0,48; p=0,01 и r=0,46; p=0,014 соответственно).

В 1-й группе концентрация ЕТ-1 у больных с ЛГ была выше, чем в отсутствие ЛГ (3,9±0,5 и 2,8±0,3пг/мл соответственно; p=0,01). Во 2-й группе достоверные различия между пациентами с ЛГ и в ее отсутствие выявлены только для VEGF (509,3±36,1 и 258,6±48,4 пг/мл соответственно; p=0,001).

У всех пациентов с ЛГ концентрации VEGF и ЕТ-1 также положительно коррелировали с СДЛА (r=0,46; p=0,001 и r=0,34; p=0,016 соответственно). Между концентрациями VEGF и ЕТ-1 выявлена положительная корреляция (r=0,49; p=0,001).

При сравнении концентраций VEGF и ЕТ-1 у всех больных ИБЛ с признаками активности заболевания и без таковых получены достоверные различия между этими группами (для VEGF 385,7±31,8 пг/мл против 249,3±30,3 пг/мл соответственно; p=0,016; для ЕТ-1 4,63±0,42 пг/мл против 3,04±0,26 пг/мл соответственно; p=0,004).

Нами выделены особенности продукции VEGF у больных саркоидозом. Концентрации VEGF возрастали по мере прогрессирования заболевания и коррелировали со стадиями саркоидоза (r=0,33; р=0,015). Наиболее высокие уровни зарегистрированы у больных с IV стадией, т.е. при наличии выраженных изменений в легких.

При проведении корреляционного анализа VEGF с распространенностью КТ-изменений у пациентов без выраженного интерстициального фиброза и «сотового легкого» (n=45) выявили положительную взаимосвязь (r=0,45; р=0,02). Кроме того, сравнивая уровни VEGF у этих больных в зависимости от наличия внелегочных проявлений, обнаружили, что у пациентов с внелегочными проявлениями (n=28) концентрации VEGF были выше, чем у больных с вовлечением в патологический процесс только легких и внутригрудных лимфатических узлов - ВГЛУ (n=17) (308,01±41 и 156,7±35 пг/мл соответственно; p=0,045) (рис. 4).

Следует отметить, что уровень VEGF в крови был достоверно выше при наличии морфологических признаков васкулита (p=0,034).

В результате исследования получены данные, убедительно свидетельствующие об усилении продукции VEGF и ЕТ-1 по мере прогрессирования ИБЛ. Как известно, эти медиаторы обладают широким спектром биологического воздействия.

VEGF относится к сильным активаторам ангиогенеза, стимулируя выработку вазодилататоров (NO и простациклин), вызывает расширение сосудов и повышает их проницаемость. VEGF может индуцировать увеличение экспрессии протеиназ и рецепторов, играющих важную роль в клеточной инвазии и перестройке тканей [15]. VEGF предотвращает апоптоз эндотелиоцитов, являясь фактором их выживания [16].

ЕТ-1 - полипептид, сильный вазоконстриктор, оказывающий прямое (усиливает пролиферацию эндотелиальных клеток и ГМКС) и опосредованное (вызывает высвобождение ангиогенных цитокинов (интерлейкин - IL-8, CXCL8 и VEGF) ангиогенное действие [10, 17]. Кроме того, ЕТ-1 стимулирует пролиферацию и миграцию фибробластов, синтез ими проколлагена.

Появляется все больше данных об участии этих медиаторов в развитии ЛГ. Так, при первичной ЛГ и ЛГ, обусловленной заболеваниями сердца, отмечалось повышение концентрации ЕТ-1 в плазме крови и ткани легкого [18]. Уровни ET-1 коррелировали с тяжестью ЛГ и прогнозом [19, 20]. Повышение экспрессии VEGF в сосудах выявлено у пациентов с первичной ЛГ и тяжелой ЛГ, обусловленной врожденными пороками сердца, циррозом печени и склеродермией [21, 22].

По нашим данным, у всех пациентов с ИБЛ отмечалось повышение концентраций VEGF и ЕТ-1 в крови по сравнению с контролем. Причем у больных с выраженными изменениями в ИТЛ при формировании «сотовых легких» обнаружены более высокие концентрации этих медиаторов, нарастающие по мере прогрессирования заболевания. Полученные результаты подтверждают экспериментальные данные об участии VEGF и ЭТ-1 в развитии фиброза [13, 23]. ЛГ выявлялась чаще у этих больных и была обусловлена преимущественно необратимым ремоделированием сосудов. В то же время на ранних стадиях ИБЛ в отсутствие выраженного ремоделирования легочной ткани развитие ЛГ обусловлено преимущественно вазоконстрикцией, в которой участвует ЕТ-1, а у пациентов с саркоидозом - еще и гранулематозным васкулитом.

Полученные нами результаты свидетельствуют, что концентрация VEGF и ЕТ-1 увеличивается по мере снижения ФЖЕЛ, которая отражает степень дыхательной недостаточности. В эксперименте у животных при гипоксии регистрировалось усиление секреции VEGF и ЕТ-1 под влиянием цитокинов. Установлено также, что интенсивность накопления медиаторов ангиогенеза находится в прямой зависимости от экспрессии факторов повреждения (IL-1β, 2, 6, α-фактор некроза опухоли - TNF-α и др.) и пролиферации (трансформирующий β-фактор роста, эпидермальный фактор роста, тромбоцитарный фактор роста и др.), регулирующих воспаление и ФЛ при ИБЛ [14, 23].

Подтверждением того, что ангиогенез способствует прогрессированию пневмосклероза, служат увеличенная плотность капилляров легкого и повышенная экспрессии VEGF, выявленная нами при ИГХИ у пациентов на поздней стадии ИБЛ, а также положительная корреляция между выраженностью ангиогенеза и степенью фиброза по данным МСКТ.

Выявлено также повышение экспрессии VEGF в эндотелиоцитах и ГМКС мелкого калибра, которые играют основную роль в регуляции тонуса сосудов малого круга кровообращения. Корреляция уровня VEGF и ЕТ-1 с толщиной стенки сосудов подтверждает их потенциальную роль в ремоделировании, что приводит к прогрессированию ЛГ. Полученные данные согласуются с результатами других исследований, показавших усиление экспрессии VEGF в эндотелии и гладких мышечных клетках ремоделированных сосудов у животных с индуцированным в эксперименте повышением давления в ЛА [14, 15].

На поздней стадии заболевания при значительном по площади замещении ФЛ содержание VEGF в крови несколько снижается, вероятно, вследствие быстрого потребления данного медиатора в ткани. Способность VEGF регулировать давление в ЛА через усиление синтеза вазодилататоров при прогрессировании ФЛ практически полностью исчезает, что может быть обусловлено одновременным с VEGF действием медиаторов вазоконстрикции, в первую очередь ЕТ-1, а также редукцией сосудов на поздних стадиях ИБЛ. При этом вновь сформированные сосуды неспособны компенсаторно снизить давление в ЛА, отражая несостоятельность ангиогенеза.

Обнаруженная зависимость между концентрациями VEGF, ЕТ-1 и наличием активности при ИБЛ может быть обусловлена их участием в иммунном воспалении, так как ЕТ-1 индуцирует продукцию моноцитами провоспалительных цитокинов (IL-1, 6, 8, TNF-α) [22], а VEGF усиливает проницаемость сосудов и стимулирует хемотаксис макрофагов [12, 17, 18].

На основании изучения содержания VEGF у больных саркоидозом в зависимости от распространения гранулематозных изменений по данным КТ можно констатировать участие этого медиатора в прогрессировании не только фиброза, но и гранулематоза. Выявленная нами экспрессия VEGF в альвеолярных макрофагах, играющих ключевую роль в развитии саркоидоза, позволяет утверждать его участие в патогенезе этого заболевания. При этом наиболее высокая экспрессия VEGF отмечалась в зрелых саркоидных гранулемах с высоким содержанием эпителиоидных клеток, но с относительно мягко выраженным ФЛ.

Выявленное повышение уровня VEGF у пациентов с внелегочными проявлениями саркоидоза подтверждает его участие в прогрессировании заболевания путем вовлечения в гранулематозный процесс органов-мишеней и отражает развитие внелегочных проявлений саркоидоза.

Таким образом, с целью предотвращения прогрессирования фиброза и ЛГ уже на ранней стадии ИБЛ оправдано применение лекарственных средств, модулирующих функциональную активность эндотелия (например, антагонисты рецепторов ЕТ-1, аналоги простациклина) [24, 24].

На основании всего изложенного мы считаем, что VEGF и ЭТ-1 как маркеры дисфункции эндотелия и ангиогенеза играют важную роль в прогрессировании ИБЛ. Они могут быть использованы в качестве диагностических критериев при определении активности заболевания, риска развития ЛГ, а при саркоидозе еще указывать на наличие внелегочных проявлений.